CN1516210A - 非接触式辅助开关和包含该开关的电力设备 - Google Patents

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Abstract

一种辅助开关(37)，它包括一通过磁场的状态而切换的非接触式传感器，例如霍耳效应装置(43)。该磁场状态通过一个与电力设备(1)的可分开触点(5)在打开和关闭位置之间运动的活动触点指示器(39)而产生。一磁体(45)可以安装在活动触点指示器(39)上，或者该活动触点指示器(39)可以被磁化以形成该磁体(45)。可选地，活动触点指示器(39)可以或不可以截断由一与该传感器隔开的固定磁体所产生的磁场。霍耳效应装置(43)可以安装在电力设备(1)的非磁导壳室(3)外部，或者在具有足够的空间时安装在内部。在任一情况下，该传感器均不需要机械连接。

Description

非接触式辅助开关和包含该开关的电力设备
技术领域
本发明涉及一种指示电力设备的规定状态的开关，并更具体地涉及一种包括一个无需通过该设备机械致动的传感器的非接触式开关，和涉及一种包含这种开关的电力设备。
背景技术
电力设备，例如断路器、转接开关、(电力)网络保护装置等，通常装备有提供指示该设备内特定状态的信号的辅助开关。这些辅助开关包括指示触点是打开还是关闭和该装置是否已跳开的开关。由这些开关产生的信号可以用于将该状态通知给远程位置。
通常，这些辅助开关一般通过与打开和关闭触点的操作机构的物理接触或连接的机械地致动。多数电力设备在壳室内具有足够的空间以容纳该辅助开关，或者该壳室包括一个包含该开关的隔室。一些电力设备本身体积太小或者在壳室内不具有足够的空间用以容纳该辅助开关。在该情况下，这些机械致动的开关可以包含在它们各自的安装在设备壳室外部的壳室内。然而，这需要在该壳室内有一个用于机械连接的开口。因此存在改善的空间。
发明内容
本发明涉及一种用于电力设备的非接触式辅助开关。该非接触式辅助开关可以具有一安装在设备壳室外部-尽管在具有足够的内部空间时也可以位于壳室内部的、产生电输出信号的传感器。当该传感器是响应一磁场时，无需与该设备的操作机构的机械连接。因此，该传感器可以安装在该设备壳室的外部而不用设置一穿过该壳室的开口。
该磁场响应传感器可以是霍耳效应装置，其中一足够强度的垂直于通过该装置的电流的磁场改变(switch)该装置的有效阻抗。
除了磁性传感器以外，本发明的该辅助开关还包括一磁体和一安装到该设备的操作机构上或作为操作机构的一部分的、与该触点在打开和关闭位置之间运动的活动件。所述磁体可由所述活动件支承，或可选地，所述活动件被磁化以形成所述磁体。在本发明的这些实施例中，磁场在所述活动件的一个位置垂直于通过霍耳效应装置的电流，并在第二位置完全不垂直于所述电流以导致传感器的切换。
在本发明的另一实施例中，所述活动件安装在磁体和传感器之间，并减弱或不减弱到达霍耳效应装置的磁场。
较具体地，本发明涉及一种用于电力设备的非接触式辅助开关，该电力设备包括一包含可分开触点的壳室和一在打开和关闭位置之间操作该可分开触点的操作机构。该辅助开关包括：产生一磁场的磁体，响应于该磁场的第一和第二状态而产生第一和第二输出信号的霍耳效应装置，和一与该操作机构接合并通过该操作机构在一关闭位置和一打开位置之间移动的活动件，在该关闭位置时，所述触点被关闭以产生磁场的第一和第二状态中的一个，在该打开位置时，所述触点被打开以产生磁场的第一和第二状态中的另一个。
作为本发明的另一方面，一种电力设备包括：一壳室；在该壳室内部的可分开触点；在该壳室内部的用于打开和关闭该可分开触点并使一活动件可以与该可分开触点在相应的打开和关闭位置之间运动的操作机构；和设置在该壳室外部的响应在该壳室内的该活动件在打开和关闭位置之间的运动以产生一个指示该活动件并因此指示该可分开触点的打开和关闭位置的辅助信号的非接触式传感器。
附图简介
通过下面结合附图对优选实施例的说明可以充分理解本发明，其中：
图1是一处于关闭状态并包含本发明的第一实施例的断路器的纵向剖面图；
图2是类似于图1的示出处于打开状态的断路器的视图；
图3是根据本发明的一种非接触式辅助开关的另一实施例的示意性立体图。
优选实施例详细说明
将对应于断路器的本发明进行说明，但是显然它还可以用于其它电力开关设备。参照图1，断路器1具有一模制的壳室3。在该壳室内有一组由一固定触点7和一活动触点9形成的可分开触点5。该固定触点7安装在一个延伸到壳室3外部并在该外部终止于一负载(load)端子13内的负载导体11上。该活动触点9安装在一个形成一操作机构17的一部分的活动接触臂15上。该操作机构17包括一个手柄19，该手柄可用于手动地使活动接触臂15在图1所示的可分开触点5处于关闭状态的一关闭位置和图2所示的该可分开触点处于打开状态的一打开位置之间运动。
该操作机构17还可以通过一个跳闸机构21自动地致动。在该示例性断路器1中，该跳闸机构21是一种响应过电流条件的电磁装置。该磁力跳闸机构21包括一个具有一跳闸线圈25和一衔铁27的跳闸螺线管23。该跳闸线圈25通过一线路导体31与线路端子29连接并通过一编织导线33与活动接触臂15连接。因此，在可分开触点5关闭时，通过断路器1的电路包括线路端子29、线路导体31、跳闸线圈25、编织导经线33、活动接触臂15、该关闭的可分开触点5、负载导体11和负载端子13。
该跳闸机构21还包括一个在衔铁27和操作机构17之间的锁闩(latch)35。一流过该跳闸线圈25的预定幅值的过电流产生一足够强以吸引衔铁27而致动操作机构17的磁场，从而打开可分开触点5。
根据本发明，提供一非接触式辅助开关37用以远程指示该可分开触点5的打开/关闭状态。该非接触式辅助开关37包括一个与操作机构17连接并通过该操作机构17移动的运动件或活动触点指示器39。该活动触点指示器39绕一个安装销41在图1所示的对应于可分开触点5的关闭位置的一个关闭位置和图2所示的对应于可分开触点5的类似的打开位置的一个打开位置之间枢转。
该非接触式辅助开关37还包括一个在本发明的该示例性实施例中为霍耳效应装置43的磁场响应传感器。霍耳效应装置是公知的。一垂直于通过该装置的传感器电流的足够大的磁场产生一横过用于产生一输出信号的电流的横向电势差。该辅助开关37还包括一个产生该磁场的磁体45。该霍耳效应装置43包括当该横向电势低于一定值时产生第一输出并当该横向电势高于该值时产生第二输出的电路系统。当作用于(入射，impinge)该霍耳效应装置43的磁场处于第一状态时产生该第一输出，当该作用磁场处于第二状态时产生该霍耳效应装置的第二输出。作用于该霍耳效应装置43的磁场的状态由活动触点指示器39产生。在图1和2所示的本发明的实施例中，磁体45由活动触点指示器39支承。在图1中，磁体45由活动触点指示器39定位在最接近霍耳效应装置43处，即，它产生第一和第二磁场状态之一时的地方。当可分开触点5如图2所示被打开时，活动触点指示器39被转动以使得磁体45偏离最接近霍耳效应装置43处并产生作用于该霍耳效应装置的磁场的第二状态。霍耳效应装置的输出的切换可以通过活动触点指示器39转动一至少约15°的角度α而产生。一个90°的角度α提供了在作用于该霍耳效应装置43的磁场的第一和第二状态之间的最大差别，但是需要触点指示器39的较大的物理运动。α的一可行值平衡了这两个因素，以通过触点指示器39的物理运动获得第一和第二磁场状态之间的良好区别。在本发明的示例性实施例中，α为约50°。可选地，可以磁化该活动触点指示器39以形成磁体45。
在图3中示意性地示出的根据本发明的一开关37’的另一实施例中，磁体45固定安装并与霍耳效应装置43隔开对齐。在该布置中，活动触点指示器39在一在磁体45和霍耳效应装置43之间的基本上垂直于线49的平面47内运动。当磁透性活动触点指示器39阻挡在磁体45和霍耳效应装置43之间的直接路径时，如图3中实线所示，可产生一个其中作用于霍耳效应装置的磁场减弱的磁场状态。当该活动触点指示器39例如通过绕销41如箭头49所示旋转而从磁体45和霍耳效应装置43之间的直接路径中移出时，可产生其中磁场强度增大的第二磁场状态。该布置需要比其中磁场定向改变的上述实施例更灵敏并因此更贵的霍耳效应装置。
在本发明的所有实施例中，不需要机械连接来致动传感器43，并由于磁场可以穿透断路器1的树脂壳室3，霍耳效应装置43可以安装在该壳室的外部而不用在该壳室中设置用于一机械连接的开口。当有足够的空间时，也可以使用具有设置在壳室内部的霍耳效应装置43的非接触式辅助开关。如果需要，可以在安装在断路器壳室3外部的霍耳效应装置43上设置一个盖(未示出)。

Claims (17)

1.一种电力设备(1)，它包括：
一壳室(3)；
在该壳室内部的可分开触点(5)；
一在该壳室(3)内部的用于打开和关闭该可分开触点(5)的操作机构(17)；和
一辅助开关(37)，该辅助开关包括：
一可以与该可分开触点(5)在相应的打开和关闭位置之间运动的活动件(39)；和
设置在该壳室外部的响应在该壳室(3)内的该活动件(39)在打开和关闭位置之间的运动以产生一个指示该活动件(39)并因此指示该可分开触点(5)的打开和关闭位置的辅助信号的非接触式传感器(43)。
2.根据权利要求1所述的电力设备(1)，其特征在于，该辅助开关(37)还包括一个产生一磁场的磁体(45)，并且该非接触式传感器(43)包括响应于该磁场的第一和第二状态而产生第一和第二输出的磁场响应装置；所述活动件(39)当位于打开位置时产生磁场的第一和第二状态中的一个并在关闭位置时产生磁场的第一和第二状态中的另一个。
3.根据权利要求2所述的电力设备(1)，其特征在于，所述磁场响应装置(43)是霍耳效应装置(43)。
4.根据权利要求3所述的电力设备(1)，其特征在于，所述磁体(45)由所述活动件(39)支承。
5.根据权利要求4所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)被磁化以形成所述磁体(45)。
6.根据权利要求3所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)在一在磁体(45)和霍耳效应装置(43)之间的基本上垂直于磁场的平面(47)内在打开和关闭位置之间运动。
7.根据权利要求6所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)在关闭和打开位置之间转动。
8.根据权利要求7所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)在关闭和打开位置之间转动至少约15°。
9.根据权利要求8所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)在关闭和打开位置之间转动至少约50°。
10.根据权利要求9所述的电力设备(1)，其特征在于，所述活动件(39)在关闭和打开位置之间转动约50°。
11.一种用于电力设备(1)的非接触式辅助开关(37)，该电力设备包括一包含可分开触点(5)和一在打开和关闭位置之间操作该可分开触点(5)的操作机构(17)的壳室(3)，该辅助开关(37)包括：
一产生一磁场的磁体(45)；
一响应于该磁场的第一和第二状态而产生第一和第二输出信号的霍耳效应装置(43)；和
一与该操作机构(17)接合并通过该操作机构在一关闭位置和一打开位置之间移动的活动件(39)，在该关闭位置时，所述可分开触点(5)被关闭以产生磁场的第一和第二状态中的一个，在该打开位置时，所述可分开触点(5)被打开以产生磁场的第一和第二状态中的另一个。
12.根据权利要求11所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述磁体(45)由所述活动件(39)支承。
13.根据权利要求11所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述活动件(39)被磁化以形成所述磁体(45)。
14.根据权利要求11所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述磁体(45)与霍耳效应装置(43)隔开，所述活动件(39)运动以与在该磁体(45)和霍耳效应装置(43)之间的一线(49)对齐或脱离该对齐状态。
15.根据权利要求14所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述霍耳效应装置(43)安装在壳室(3)外部。
16.根据权利要求12所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述霍耳效应装置(43)安装在壳室(3)外部。
17.根据权利要求13所述的辅助开关(37)，其特征在于，所述霍耳效应装置(43)安装在壳室(3)外部。
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