CN1324626C - 断路器 - Google Patents

Abstract

一种包括开关装置的断路器，其具有：固定的接触器，其在一个末端上具有触点；可移动的接触器，其和该固定的接触器接触或分开并且在它面对该固定的接触器的触点的一个末端上具有相关的触点；安装在该可移动的接触器下面的弹簧，其用于以直线的方向向可移动的接触器提供驱动动力，从而使可移动的接触器在电路切断过程中和固定的接触器分开；用于检测流过电路的过电流的检测单元，该断路器的改进包括：运动转换装置，其安装在该可移动的接触器的运动区中，用于将可移动的接触器的直线运动转换为转动运动，以增大断开距离。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及一种断路器，并且具体地说，涉及一种能够增加断开距离的断路器。

背景技术

断路器是一种用于当发生过载或短路故障或电泄漏时切断电路的设备，并且它最重要的功能是用于有效切断负载侧的线路的短路切断性能。

当断路器的额定电流是100A时，通常线路需要的电流的量，即短路切断容量是2500～10,000A，其是额定电流的大约25倍到100倍。为了检查断路器的短路切断性能，断路器要经过切断2500A～10,000A的过电流两次的测试。

为了改进断路器的短路切断性能，断路器需要下述条件：灭弧能力，用于有效的抑制、消除和放出在比如过电流的非正常电流断开的时刻(即可移动的接触器和与电源连接的固定接触器分开的时刻)产生的高温高压弧气体；用于通过最小化从可移动的接触器和固定接触部件分开的时刻到完成断开距离经过的时间来尽可能快的消除弧的速度；用于充分承受在可移动的接触器和固定接触器分开的时刻产生的高温热量、压力和冲击的耐久力；等。

由于配电箱的尺寸近来表现出小型化的趋势，安装在箱中的断路器的尺寸也在小型化。尽管断路器的内部空间的小型化，和固定接触器连接的负载的电容却增加了。因此，相同尺寸的断路器需要更高的短路切断性能。

断路器通常包括检测单元、开关装置和灭弧单元。

检测单元检测非正常电流并且致动开关装置。由检测单元自动致动开关装置来移动可移动的接触器，从而切断电路，或者手动移动可移动的接触器，从而切断电路。灭弧单元消除当发生非正常电流时在触点之间产生的高温高压弧气体。

断路器的ON状态意味着当可移动的接触器和固定的接触部件接触时在电源和负载之间的电路接通的状态，并且断路器的OFF状态意味着当可移动的接触器和固定的接触器分开时在电源和负载之间的电路断开的状态。断路器的跳闸(trip)状态意味着当检测单元检测到非正常电流并且自动操作开关装置从而将可移动的接触器和固定的接触器分开时电路断开的状态。

图1是一透视图，示出了根据现有技术的断路器的内部，图2是一平面图，示出了根据现有技术的断路器，并且图3A和3B是沿着图2的线I-I切开的纵向截面图，其中图3A示出了断路器的ON状态，并且图3B示出了断路器的OFF状态。

如在这里所示的，根据现有技术的断路器1包括：安装在主体2内的、用于检测过电流的检测单元3；由检测单元3自动致动或手动致动的、用于通过把可移动的接触器4与固定的接触器5分开来切断电源和负载之间的电路的开关装置7；以及用于消除当发生过电流时从触点4a和5a产生的高温高压弧气体的灭弧单元8。

对于检测单元3，将跳闸线圈10缠绕在ODP圆柱体9(注油壶(oildash port)圆柱体，在下文中省略为ODP圆柱体)的外部圆周表面上。

对于开关装置7，在主体2中垂直安装轭11并且其支撑ODP圆柱体9，并且在轭11的上部以可绕转动部分12a转动的方式安装电枢12，其中电枢12转动，从而推动跳闸杆13。链接部分14由跳闸杆13锁定，并且在链接部分14的上部以可绕铰链15a转动的方式设置把手15。在链接部分14的侧表面上安装用于引导链接部分14的上升和下降的托架16，在链接部分14的下部安装交叉杆17并且其可以垂直移动，而且交叉杆17的下部支撑可移动的接触器4。在主体2的下面安装用于向上推动可移动的接触器4的弹簧18。

对于灭弧单元8，将固定的接触器5的触点5a和可移动的接触器4的触点4a放置在灭弧腔8a中，并且将多个灭弧盘8b安装在灭弧腔8a中。为了排出弧气体，在主体2的上部形成多个排气孔2a。

没有说明的参考数字S1是用于固定电源侧的端子的固定螺钉，并且S2是用于固定负载侧的端子6的固定螺钉。

在具有这种结构的现有断路器1中，如图3A所示，当正常的电流流过电路时，可移动的接触器4连接在电源侧的固定的接触器5和负载侧的端子6之间，使得电流从电源侧的固定的接触器5通过可移动的接触器4流向负载侧的端子6。

但是，如果因为流过线路的非正常电流而使断路器处于跳闸状态，则电源测的可移动的接触器4和固定的接触器5分开，由此切断电路。因此，电流不能从固定的接触器5流向负载侧的端子6。

就是说，如果非正常的电流流过线路，则检测单元3检测非正常电流并且自动操作开关装置7。

通过开关装置7和弹簧18的工作，可移动的接触器4和固定的接触器5分开，由此切断(OFF)电路。

当在特定间隔内可移动的接触器4的触点4a和电源测的固定的接触器5的触点5a分开时，灭弧单元8消除在触点4a和5a之间产生的弧。将在这时产生的弧气体通过排气孔2a排出到主体2的外部。

但是，在现有的断路器中，由于可移动的接触器垂直上升，并保持它的水平姿态，所以在增加可移动的接触器和固定的接触器的触点之间的分开距离(也就是，断开距离)上受限。因此，大电流断开时产生大量弧，但是因为很短的断开距离使得绝缘情况很差。因此，现有的断路器只能用作具有小容量的断路器，并且其额定电流很低。就是说，现有的断路器在技术上仅能应用在小范围中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种断路器，其能够在断路器处于OFF状态或在跳闸状态中时，通过增加在可移动的接触器和固定的接触器的触点之间的断开距离来改进短路切断性能。

本发明的上述目的可通过提供一种根据本发明的断路器来实现，该断路器包括：提供了固定的接触器和可移动的接触器的开关装置，该固定的接触器在它的一个末端上具有触点，并且该可移动的接触器和固定的接触器接触或分开，并且在它面对固定的接触器的触点的一个末端上具有相关的触点；安装在可移动的接触器下面的弹簧，其用于以直线的方向向可移动的接触器提供驱动动力，从而使可移动的接触器在电路切断过程中与固定的接触器分开；用于检测流过电路的过电流的检测单元，该断路器的改进包括：

运动转换装置，其安装在可移动的接触器的运动区(stroke)中，用于将可移动的接触器的直线运动转换为转动运动，以增大断开距离。

通过下面接合附图的本发明的详细说明，将可以更加清楚的理解本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点。

附图说明

附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。

在附图中：

图1是一透视图，示出了根据现有技术的断路器的内部；

图2是一平面图，示出了根据现有技术的断路器；

图3A和3B是沿着图2的线I-I切开的纵向截面图，其中图3A示出了断路器的ON状态，并且图3B示出了断路器的OFF状态；

图4是一透视图，示出了根据本发明的断路器的内部；

图5是一平面图，示出了根据本发明的断路器；

图6A和6B是沿着图5的线II-II切开的纵向截面图，其中图6A示出了断路器的ON状态，并且图6B示出了断路器的OFF状态；

图7是一放大视图，示出了根据本发明的断路器的主要部分；并且

图8是一透视图，示出了根据本发明的断路器的运动转换装置。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。

图4是一透视图，示出了根据本发明的断路器的内部，图5是一平面图，示出了根据本发明的断路器，图6A是一示出了断路器的ON状态的视图，图6B是一示出了断路器的OFF的视图，图7是一放大视图，示出了根据本发明的断路器的主要部分，并且图8是一透视图，示出了根据本发明的断路器的运动转换装置。

如这里所示的，根据本发明的断路器100包括：检测单元120，其安装在主体110内，用于检测电路上的过电流；开关装置130，其用于在其一个末端137d具有触点137a的可移动的接触器137和固定的接触器138接触或分开时，通过检测单元120自动或通过由把手135的操作做出的手动操作来连接或切断电路；以及灭弧单元140，其用于消除在发生过电流时、在固定的接触器138的触点138a和可移动的接触器137的触点137a之间产生的弧。

通常，检测单元120包括ODP圆柱体121；以及缠绕在ODP圆柱体121的外部圆周表面上的跳闸线圈122。

对于可移动的接触器137的纵向方向，放置在具有触点137a的一末端部分137d的相对侧的另一末端部分137b通过由导电材料制成的分路和负载侧的端子139连接。

开关装置130包括：轭131，垂直安装在主体110中，用于支撑ODP圆柱体121；电枢132，以可绕铰链132a转动的方式安装在轭131的上部；以及跳闸杆133，安装在跳闸杆133可以由转动电枢132推动的位置。

多个链接部分134由跳闸杆133锁定，并且在链接部分134的上部以可绕铰链135a转动的方式构造把手135。

在链接部分134的侧表面上安装用于引导链接部分134的上升和下降的托架135b，并且在链接部分134下安装交叉杆136，交叉杆136和链接部分134连接从而被垂直移动，以对于具有同步操作的每一电相支撑可移动的接触器137。

在主体110的下面安装用于向上推动可移动的接触器137的弹簧(E)。从水平方向上看，弹簧(E)以纵向方向安装在可移动的接触器137的中心部分上或其附近的位置上。当检测单元120检测到过电流并且因此转动跳闸杆133时，从由跳闸杆133锁定的状态释放链接部分134，并且在ON状态中压缩的弹簧(E)延伸到它的原始状态，将弹性力施加到可移动的接触器137上并且因此向上推动可移动的接触器137，该可移动的接触器137处于水平状态。因此，在这种电路切断操作中，弹簧(E)直线移动可移动的接触器137，使得可移动的接触器137和固定的接触器138分开。

对于灭弧单元140，固定的接触器138和触点138a和可移动的接触器137的触点137a被放置在灭弧腔141中，并且在灭弧腔141中堆叠多个灭弧盘142。

固定螺钉(S1)固定电源侧的端子，并且固定螺钉(S2)固定负载侧的端子139。

根据本发明的一个实施例的断路器100包括运动转换装置150作为本发明的特征部分，该运动转换装置将可移动的接触器137的直线运动转换为可移动的接触器137的运动区(也就是，它的转动移动路径)内的转动运动，以增加在固定的触点和可移动的触点之间的分开距离，也就是，在电路切断过程中的断开距离。

运动转换装置150被安装在一位置上，该位置和放置在可移动的接触器137的具有触点137a的一末端137d的相对侧上的另一末端部分137b向上分开预先确定的距离，并且运动转换装置150可以和在电路切断过程中垂直移动的可移动的接触器137接触。从水平方向上看，运动转换装置150位于另一末端部分137b上或其附近的位置上，以将可移动的接触器137的垂直直线运动转换为转动运动。

优选的，运动转换装置150由具有电绝缘特性和防火特性的合成树脂材料制成，并且将其构造为被装配进根据本发明的断路器的单元。

更加详细的说，运动转换装置150包括：和ODP圆柱体121的下部联接的第一固定部件151；从第一固定部分121延伸并且和轭131的下部联接(也就是，联接进入联接槽131a)的第二固定部件152；以及从第二固定部件152的下部延伸并且和放置在可移动的接触部件137的具有触点137a的一末端137d的相对侧上的另一末端137b接触的止动部件153。

第一固定部件151具有圆柱型的形状，其上部是开口的并且下部是封闭的，第二固定部件152具有钩子的形状，并且止动部件153在它的末端具有倾斜表面153a。

在可移动的接触器137的另一末端部分137b的末端上形成弯曲部分137c，使得另一末端部分137b不和止动部件153分开，并且由此被连续支撑。可移动的接触器137的另一末端部分137b的末端向上弯曲形成弯曲部分137c。

对于具有这种结构的断路器，如图6A所示，当固定的接触器138和可移动的接触器137接触时，电流从电源侧的固定的接触器138通过可移动的接触器137流到负载侧的端子139。

相反的，如图6B所示，当可移动的接触器137和固定的接触器138分开时，电流不能从固定的接触器138流向负载侧的端子139，从而切断(OFF)电路。

作为把可移动的接触器137与固定的接触器138分开从而从可移动的接触器137接触固定的接触器138的ON状态切断(OFF)电路的方法，存在由把手135的操作做出的手动操作和由检测单元120做出的自动操作。

当虽然正常电流流过电源和负载之间的电路，但是用户想要切断电源时，当需要修理线路时，或当断路器在其跳闸操作之后返回它的最初状态时，使用手动操作方法。

在手动操作方法中，当将断路器的ON状态转换为OFF状态时，将把手135拉回到图中的右边，由此绕铰链135顺时针转动。这里，随着链路部分134的向上移动，和链路部分134连接的交叉杆137也向上移动，使得可移动的接触器137直线向上移动。如果可移动的接触器137到达预先确定的距离，也就是其中考虑可移动的接触器137的垂直方向而安装运动转换装置150的预先确定的位置，则当以直线移动时，可移动的接触器137的另一末端部分137b由运动转换装置150停止，并且它的具有触点137a的一个末端部分137d继续向上运动。因此，因为可移动的接触器137的一末端137d以另一末端137b为中心转动，可移动的接触器137沿着具有展开扇形的轨迹转动，由此增加断开距离。以这种方式，可移动的接触器137的触点137a和固定的接触器的触点138a彼此分开，并且因此切断在电源和负载之间的电路。

相反的，当断路器的OFF状态转换为ON状态时，将把手135拉回到图中的左边。因此，可移动的接触器137和固定的接触器137以和上述操作相反的顺序接触，由此接通电源和负载之间的电路。

在自动操作方法中，在断路器的跳闸操作时，检测单元120检测流过电路的过电流。之后，磁化跳闸线圈122和ODP圆柱体121，吸引以铰链部132a为中心的电枢132。因此，电枢132逆时针转动。

在这时，跳闸杆133移动，释放对铰链部分134的锁定，使得链接部分134可以向上移动。

因为弹簧(E)总是通过可移动的接触器137推动交叉杆136和链接部分134，所以当链接部分134被从锁定状态释放时，由弹簧(E)的弹力向上推动可移动的接触器137、交叉杆136和链接部分134。

这里，以和手动操作相同的方式，如果可移动的接触器137到达预先确定的距离，而且在垂直直线方向上上升，则通过和固定的运动转换装置150的止动部件153接触来停止可移动的接触器137的另一末端部分137d，并且可移动的接触器137的一个末端137d(也就是，触点137a)保持上升，以另一末端137b为中心转动。因此，可移动的接触器137沿着具有展开扇形的轨迹转动，由此增加了断开距离。以这种方式，可移动的接触器137的触点137a和固定的接触器138的触点138a分开，由此切断电源和负载之间的电路。

因此，与可移动的接触器上升时保持其水平状态的现有的断路器相比，根据本发明的断路器的优点在于在可移动的接触器137的触点137a和固定的接触器138的触点138a之间的分开距离(也就是，断开距离)相对较大。

这里，为了使交叉杆136能容纳并支撑可移动的接触器137，形成切割槽136a，并且在切割槽136a的内部圆周表面上形成的倾斜表面和在止动部件153的末端上形成的倾斜表面153a帮助转动可移动的接触器137，由此增加了断开距离。

另外，在可移动的接触器137的另一末端部分137b上形成的弯曲部137c连续支撑可移动的接触器137，使得当可移动的接触器137以另一末端137b为中心顺时针转动时，另一末端部分137b不和止动部件153分开。

当可移动的接触器137的触点137a和固定的接触器138的触点138a分开时，灭弧单元140消除触点137a和138a之间产生的弧。

如上所述，在因为产生过电流而进行的断路器的OFF或跳闸操作中，不像根据现有技术的、具有可移动的接触器总是垂直上升的结构的断路器，根据本发明的断路器100具有以下结构：如果垂直上升时到达预先确定的距离，则可移动的接触器以运动转换装置为中心顺时针或逆时针转动。因此，在本发明中，在固定的接触器和可移动的接触器的触点之间的断开距离变得更大，使得相同尺寸的断路器可以表现出更高的短路性能。

本发明可以具体表现为多种形式而不脱离本发明的精神或实质特征，应该理解除非特别说明，上述实施例不受任意前述描述的细节所限定，而是应该如在所附权利要求限定的精神和范围中广泛地解释，因此，所有在权利要求的范围之中以及在这种范围的等效物之中的修改和变更都应该包括在所附权利要求中。

Claims (7)

1.一种包括开关装置的断路器，其具有：固定的接触器，其在一个末端上具有触点；可移动的接触器，其和该固定的接触器接触或分开并且在它面对该固定的接触器的触点的一个末端上具有相关的触点；安装在该可移动的接触器下面的弹簧，其用于以直线的方向向可移动的接触器提供驱动动力，从而使可移动的接触器在电路切断过程中和固定的接触器分开；以及检测单元，其用于检测流过该电路的过电流，该断路器的改进包括：

运动转换装置，其安装在该可移动的接触器的运动区内，用于将可移动的接触器的直线运动转换为转动运动，以增大断开距离。

2.如权利要求1所述的断路器，其中，从水平方向上看，弹簧以可移动的接触器的纵向方向安装在可移动的接触器的中心部分上或其附近的位置上，并且，从水平方向上看，运动转换装置位于可移动的接触器的另一末端附近的位置上，以将可移动的接触器的垂直直线运动转换为转动运动。

3.如权利要求1或2所述的断路器，其中，该运动转换装置包括：

第一固定部件，其和包括在检测单元中的注油壶圆柱体的下部联接；

第二固定部件，其从第一固定部件延伸并且和包括在检测单元中的轭的下部联接；以及

止动部件，其从第二固定部件的下部延伸并且能和可移动的接触器的另一末端部分接触。

4.如权利要求3所述的断路器，其中，在止动部件的一末端上提供倾斜表面，以更加增大断开距离。

5.如权利要求3所述的断路器，其中，第一固定部件具有其上部分是开口的并且下部分是封闭的圆柱体结构。

6.如权利要求3所述的断路器，其中，第二固定部件具有钩状结构。

7.如权利要求1所述的断路器，其中，该开关装置包括用于支撑可移动的接触器的交叉杆，并且交叉杆的内部圆周表面是用于更加增大断开距离的倾斜表面。

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