CN1615532A - 空气断路器 - Google Patents

Abstract

使通过蓄压的释放来接入空气断路器的接入弹簧的小型化、防止应力负荷过大，延长接入弹簧的机械强度寿命。而且，降低了接入时的弹簧冲击力，防止误跳闸。由使可动元件(3)摆动开、闭且使接点导通、截止的肘杆机构构成的开闭机构(10)、通过对肘杆机构中的连杆节利用蓄压释放来压紧且使可动元件(3)导通移动的接入弹簧(12)、以及在截止状态下对可动元件3向离开方向加力而在导通状态下赋予两接点间接触压力的压紧弹簧(18)构成，该压紧弹簧(18)由非线性弹簧构成。而且，接入弹簧(12)也是非线性弹簧，因此可减轻接入冲击力防止误跳闸。

Description

空气断路器

技术领域

本发明说明了空气断路器的开、关机构，尤其关于断路器的接入是借助于蓄压弹簧的释放力的空气断路器。

背景技术

图6是日本特开平3-201334号公报所记载的传统的空气断路器的侧面剖面图。

在该图中，筐体1由绝缘材料形成，固定导体2安装于筐体1的内底部。固定接点2a固定于该固定导体2的一端，该固定导体2的另一端向筐体1的外背部导出而形成电源侧端子2b。在可动元件3上固定有可动的接点3a，通过旋转可动元件3使可动接点3a与固定接点2a分开或连接。

可动元件3由接触杆4可动地支撑，接触杆4由固定于筐体1上的接触杆轴5支撑。可动元件3通过柔性导体6与端子导体7导通并柔性连接。端子导体7向固定的筐体1的外背部导出而形成电源侧端子7a。而且，可动元件3从压紧弹簧8收到向离开方向的压力。然后，接触杆4通过轴9与公知的肘杆(toggle link)机构构成的开闭机构10连接。然后，轴9可摆动支撑可动元件3。

开闭机构10使可动元件3旋转，可动接点3a与固定接点2a连接或分离，从而使得空气断路器的通电为导通或截止。

在通常的导通状态下，开闭机构10钩住与跳闸继电器(tripping relay)11接合的插销(无图示)并保持导通状态。但是，当跳闸继电器11检查出过电流或事故等造成的过大电流时，则插销的接合脱开，开闭机构10做截止动作。

截止动作的驱动来自压紧弹簧8的力和电磁力，而接入动作则由接入弹簧12的蓄压力的释放来进行。接入弹簧12通过手柄13或未图示的马达，由偏心轮机构14的蓄压装置被压缩而得到蓄压。

空气断路器的接入，有必要压缩对可动元件3向背离方向加力的压紧弹簧8并移动可动元件3，使可动接点3a接触到固定接点2a。因为压紧弹簧8采用等间距卷绕的通常的盘簧，所以弹簧端的移动量和产生的反作用力是成比例关系的。分离状态的可动元件3停留在压紧弹簧8稍微压缩后的位置上，接入压缩的动作初期需要一定程度的压紧力。

接入动作初期的肘杆的各连杆(link)处于弯曲状态，接入弹簧12释放的弹力中、为使可动元件3移动到导通状态而向必要方向的分力小。因此，为确保动作初期的压紧力，要使接入弹簧12大而强有力。又，因为要使空气断路器小型化，接入弹簧12必须设置在有限的空间内，所以造成小型化的接入弹簧12应力负荷过大，存在机械强度寿命缩短的问题。

又，接点的导通完成后，接入弹簧12弹放到因碰撞到弹簧挂针15的导孔16端而结束。如果使接入弹簧12强而有力，此时的冲击力使包括筐体1在内的机构全体振动，与跳闸继电器单元11接合的插销(无图示)的钩搭脱开，发生无法使接点达到导通状态的误跳闸问题。

本发明是为了解决上述问题，其目的在于，通过使接入动作力源的接入弹簧小型化、减轻应力负载，达到机构寿命长期稳定化，且在接点导通后通过压紧弹簧保持接点间的接触压力，得到满足通电时的电气特性的高可靠性的空气断路器。

发明内容

本发明的空气断路器，具有：开闭机构，由摆动开、闭附有可动接点的可动元件并且使可动接点与固定接点之间实现导通、截止的肘杆机构构成；接入弹簧，对该肘杆机构的连杆节通过释放力施压使得移动到导通状态；对接入弹簧进行蓄压的蓄压装置；在截止状态下对可动元件从固定接点向离开方向加力、在导通状态下赋予可动接点向固定接点的接触压力的非线性弹簧所构成的压紧弹簧。再者，接入弹簧也是非线性弹簧。

附图说明

图1是本发明的空气断路器的侧面剖面图。

图2是本发明的非线性压紧弹簧的侧视图。

图3是本发明实施形态1的接入弹簧和压紧弹簧的力与冲程的关系图。

图4是说明空气断路器的关键部位侧面剖面图。

图5是本发明实施形态2的接入弹簧和压紧弹簧的力与冲程的关系图。

图6是以往的空气断路器的侧面剖面图。

具体实施方式

实施形态1

参照图1～图4说明本发明的实施形态1。

图中，1～7、9～16与上述以往装置相同，其说明省略。如图2所示，压紧弹簧18做成非线性的弹簧，卷绕间隙为不等，由此，如图3所示，压缩移动距离和反作用力的关系不成比例，弹簧常数在冲程(stroke)的初始位置S时小，向冲程的位置末段L增大。

接着，说明接入动作。图4中，压缩接入弹簧12的安装了弹簧挂针15的蓄压臂20的钩搭动作根据接入指令脱开时，蓄压臂20以轴21为中心按图中逆时针方向旋转，蓄压臂20把肘杆的上关节10a压紧到上方。这个压紧力传播到肘杆的各个部件，使可动元件3向导通方向移动，并开始压缩压紧弹簧18。

这时的力的关系是，图4中箭头所示那样，接入弹簧12的弹簧弹放力P1被肘杆分力而形成移动可动元件3所必要的接入成分力P2。这个接入成分力P2必须比多个压紧弹簧18的合计反作用力大。所以，压紧弹簧18要并列装备空气断路器的极数个或与极数个的整数倍，通常为3～12个。

因为压紧弹簧18是非线性弹簧，与以往的压紧弹簧8相比，可以减低接入动作初期时的反作用力F。因为每个接入弹簧18的反作用力小，而合计反作用力F为几倍，相比以往能够相应减低，仅对该部分，实现接入弹簧12的小型化、减弱。

压紧弹簧18做成非线性弹簧可以减低接入动作初期的反作用力F，因此，接入弹簧12的应力负荷得到减轻，从而可以延长机械性强度寿命。

实施形态2

图5是本发明的实施形态2的接入弹簧和压紧弹簧的力与冲程的关系图。实施形态2中压紧弹簧和接入弹簧双方皆为非线性弹簧。而且，结构构成与上述实施形态1中图1和图4相同，所以省略其说明。

图5所示，因为接入弹簧12是非线性弹簧，所以能够获得接入开始时和接入结束时所要求的弹力。然后，因为冲程中间力被减小，做接入动作的接入弹簧12弹放时，接入结束时弹簧挂针15碰撞到导孔16端的能量W被降低，冲击力得到缓和。这样可以防止与跳闸继电器11接合的插销(无图示)的钩搭脱开而造成的误跳闸。

然后，因为接入弹簧12的反作用力F减小，所以在接入弹簧12通过马达蓄压的时，能够降低消费电力。

而且，上述说明的非线性压紧弹簧和非线性接入弹簧采用卷绕间距不等的盘簧，然而，只要压缩移动距离和反作用力的关系是不成比例的，也可以采用竹制弹簧那样的非线性弹簧。

工业上的利用可能性

如上所述的本发明的空气断路器中，截止状态时对可动元件在从固定接点向离开的方向上作用、导通状态时对可动接点赋予向固定接点的接触压的压紧弹簧是非线性弹簧，所以接入动作的力量源的接入弹簧可实现小型化、减轻应力负荷，实现接入弹簧的机械性寿命长期稳定化。

而且，由于接入弹簧是非线性的弹簧，接入弹簧弹放后到接入结束时的冲击能量W得到降低，缓和了冲击力，故防止了由冲击造成的插销脱开导致的误跳闸的发生。因此，接入弹簧的蓄压马达的消费电力也降低。

Claims (2)

1.一种空气断路器，具有：

可动元件，固定有与导体上固定的固定接点对向的可动接点；

开闭机构，由使所述可动元件摆动开、闭并且使上述可动接点与上述固定接点导通、截止的肘杆机构构成；

接入弹簧，对上述肘杆机构的连杆节通过弹放力压紧并且使上述可动元件导通移动的；

蓄压装置，对所述接入弹簧进行蓄压；以及

压紧弹簧，在截止状态下对上述可动元件赋予离开上述固定接点方向的力，在导通状态下对上述可动接点赋予向上述固定接点的接触压力，其特征在于，

上述压紧弹簧是非线性弹簧。

2.如权利要求1所述的空气断路器，其特征在于，

接入弹簧是非线性弹簧。

Images