CN1655306A - 带单极断开单元的多极断路器 - Google Patents

Abstract

一种多极断路器，包括：单极断开单元，其形状为盒，具有两个大的侧面(44)，并具有至少一个与至少一个静态触点(9)结合操作的可动触点(8)；一操作机构(17)，共用于一组断开单元(2)，来控制所述单元的触点打开或关闭；第一线路侧电连接装置；和第二负载侧电连接装置。所述断开单元(2)被分组在两个叠置的层上，至少一层包括至少一对单元，该操作机构(17)包括同时驱动每一层的单极断开单元(2)的机械连接装置(13，20)。

Description

带单极断开单元的多极断路器

技术领域

本发明涉及一种多极断路器，包括单极断开单元、操作机构、第一线路侧电连接装置和第二负荷端电连接装置。单极断开单元为盒形，有两个大的侧面，并具有至少一个与至少一个静态触点结合操作的可动触点。操作机构对一套断开单元是共用的，控制所述这些单元的触点打开或关闭。

背景技术

特别地在专利FR-A-2682531、US6448522B1和WO00/30228A1中已经描述了以公知的方式使用单极断开单元实现多极断路器。每个单极断开单元组成断开子组件，该断开子组件装在形成多极断路器的盒的外壳中。断路器的每一个电极包括至少一个单电极单元，该单电极单元具有至少一个与电弧隔板相联的旋转触点。该单极断开单元保持在一由模制塑料材料制成的盒内。该单元至该设备其余部分的电连接是通过两个连接到静态触点的连接垫片执行的。

这种包括所述断开单元的模块系统的优点之一特别地是降低断路器制造、组装成本。

单极断开单元在多极断路器内位置的设置，各个实施例可以不同。取决于断开单元的位置，各个单元之间可能存在大的定位应力。另外，该单元的操作机构和不同单元之间的机械连接有时需要很高的操作精度。

专利WO00/30228A1提供了一种多极断路器，包括相互对齐的断开单元。这种对齐是通过沿一垂直于电力线连接汇流条的轴线执行的。多极断路器连接到该电力线连接汇流条。这种单极单元的设置能根据该多极断路器的宽度来减小该多极断路器的尺寸，但是，会对制造和操作产生不可忽略的限制。这种设置涉及将不同单元连接到固定于相应条的接触夹所需的铜长度的增加。当强电流流过该设备时，导线长度过长会导致设备升温。另外，该单元的控制由杆件形成的机械控制系统执行，杆件过长会导致该系统机械结构更加复杂、可靠度降低且响应时间增长。

而且断开气体的回收、去除和过滤复杂。由于这些断开单元相互的设置和隔离距离，使得每一个断开单元实际上必须与一个去除系统相联。另外，电力线连接汇流条的条之间的距离比各单元并列放置的断路器的距离大。

专利FR-A-2682531或US6448522B1提出的多极断路器中，全部断开单元均并列放置。这些解决方案好处在于断开单元操作机构简单且机械连接可靠。然而，与文献WO00/30228A1中所述方案相比，这种类型的多极断路器的宽度增加了。当电路面板尺寸受限和必须包含多个多极断路器时，宽度增加就成为一个缺点。

发明内容

因此本发明的一个目的是修改现有技术的缺点以便提出一种尺寸减小和制造简单的多极断路器。本发明的另一目的是提出一种单元之间的机械连接简单化的断路器。

根据本发明的一种多极断路器，包括被分组在两个叠置的层上的断开单元，至少一个层包括至少一对单元，操作机构包括能同时驱动每一层的单极断开单元的机械连接装置。

在一特定实施例中，每一层的断开单元包括结合到至少一个曲柄的至少一个连杆，每一层的曲柄通过一操作杆相互连接，该操作机构同时驱动该单极断开单元的曲柄。

有利地，该断路器由至少三个单极断开单元形成，该至少三个单极断开单元包括第一层上成组的一对单元和在第二层上的一个单元。

根据本发明的改进，该断路器由四个单极断开单元形成，该四个单极断开单元包括第一层上的第一对单元和第二层上的第二对单元。

优选地，第一层的断开单元的底部表面分别与第二层的断开单元的底部表面邻接。

有利地，单元的两个层沿着单元的纵向轴向方向相互偏移，形成一气体去除柱，该气体从断开单元的底部排放开口放出。

根据本发明的一实施例，气体去除柱的纵向轴线垂直于断开单元的纵向轴线。

优选地，连接至一个和同对的单元电力线连接汇流条的连接条，各长度之间的差异，大致与分开所述条的距离相等。

根据本发明的改进，设置在该断路器盒的前表面底部的凸起，一方面能使该断路器定位在电路面板的位置上，另一方面也能使所述断路器旋转，以便逐渐将接触夹连接至电力线连接汇流条，断路器运动所绕的旋转轴线垂直于断路器的侧表面延伸。

优选地，对连接端子或扁形接头进行连接并相对于第一连接条定位，使该断路器前表面所在的平面和连接到所述连接端子或扁形接头的导电体的轴线之间存在一个间隙角度。

根据本发明的改进的一保护导轨，设置在电力线连接汇流条上，包括至少三组平行的对齐孔，每组对齐孔分别面向一电源连接条设置，且使接触夹穿过并固定在上面限定的所述断路器条。

优选地，各组中的对齐孔相互隔开的间距，等于断路器的一个和相同电极的接触夹分开的距离。

附图说明

下面将结合附图详细描述本发明的示例性而非限制的优选实施例，本发明的其他优点和特征将更加显而易见，其中：

图1是根据本发明实施例的四电极断路器的内部透视视图；

图2是与根据图1断路器相关联的操作机构和单极单元的透视图；

图3是根据本发明的实施例的断路器的透视图；

图4是设置在两个叠置的层上的单极单元的透视图；

图5至7以简化图形式示出根据本发明的两个断路器设置在一电路面板上的情形；

图8是根据本发明的三电极断路器的示意透视图。

具体实施方式

根据图1至4所示的实施例，多极断路器1包括四个单极断开单元2。每个断开单元2包括一整体上为平行六面体的模塑盒，其具有一顶面3、一底面4和两个平行的大的侧面44。

一可动触点桥安装在所述单元中。所述桥被垂直于平行大侧面44延伸的一条5支撑。这种类型的断开单元在本申请人中请的专利FR-A-2622347中详细地描述。在现有技术中可以看到围绕着一旋转轴6在闭合位置和打开位置之间转动的双断开触点。

这种旋转触点由一对分别在旋转轴6和两个相对的可动触点8之间延伸的杆臂7形成。两个相对的可动触点8与两个静态触点9结合操作。这样，可以看到两对触点，每一对由一静态触点9和一可动触点8形成。触点桥能绕着轴线垂直于断开单元2两个平行大侧面44的旋转轴6旋转。通过两个相对的弹簧该可动触点桥浮动安装在条5上。

自然地可清楚知道，其它任何设备都能使用，尤其是单断开设备。

每一对触点与带去离子板的电弧隔板10相联。在每一个电弧隔板的后部都设置有将废气排放至电弧隔板2的外部的开口。这样每一个断开单元包括两个开口。第一开口12位于靠近断开单元2的顶面3的位置，称为底部开口的第二开口11位于靠近断开单元2的底面4的位置。

单极断开单元为形成断路器1的一个电极的独立单元。将四个单极单元2连接起来就成为四极断路器。将三个单极单元连接起来就成为三极断路器。

在四极断路器的情况下，单极断开单元2成对并排设置，通过它们的大侧面44连接。每一对的两个断开单元的条5通过至少一个连杆13机械连接，所述连杆13平行于所述条5的旋转轴6延伸。在本实施例中，使用了两个连杆13。所述连杆13相对于旋转轴6偏心。连接杆13通过包括两个相对的臂的曲柄14结合起来，连接杆13穿过每一个臂。曲柄的旋转轴线与条5的旋转轴6对齐。

两对单极断开单元自身通过断开单元2的底面4连接起来。四个单极断开器安装在两个叠置的层上，这样就形成整体平行六面体的紧凑模块，包括两个上部单元和两个下部单元，分别设置在上层和下层上。上层的单元面向断路器1的盒的背面15，相反地下层的单元面向断路器1的前面16。

操作机构17固定在上层的一个单极断开单元的顶面3上。该机构17具有一操作曲柄18和一肘环。另外，它包括两个外部金属凸缘，该外部金属凸缘相互平行延伸，二者分开的距离与单极断开单元的宽度大致相当。通过在多极断路器1的盒的背面15上形成的开口70，可接近操作机构17。

打开或关闭操作机构17包括同时驱动每一层的单极断开单元的机械连接装置。所述机构17直接作用在上层的断开单元中与其相接触设置的曲柄14上。通过一分别与两层的断开单元的曲柄14连接的操作杆20操作下层的断开单元。这样所述操作机构17同时命令整套断开单元2的触点8、9的打开和闭合操作。

断开单元2的两层沿着平行于断开单元纵向轴线Y的方向偏置。这些单元的这种偏置产生一自由空间，该自由空间的形状为在断路器1的盒的侧面40之间延伸的柱21。柱21的X轴垂直于所述单元的纵向轴Y。按照这种几何构造，靠近断开单元2的4个底面4的设置的底部气体排放开口11直接与所述柱21连通。这样气体就可以被收集、导引并被排出到断路器1的盒的外部。

如果几个断路器并列放置在电路面板上，根据图5至7可看到，所述断路器的去除柱的所有纵向轴X均对齐。从第一断路器释放的气体经由柱21流过其他的断路器，然后释放至外部。

如果隔离的断路器被设置在其侧面40的每一侧的装置，具体说一些板，分为隔室，那么，从柱21释放的气体经由专门设置在每一个断路器盒的侧面40中的空间41直接导入隔室的外部。

单极断开单元2的第一组静态触点9通过第一连接条28连接到连接端子或扁形接头22。这些连接端子或扁形接头22用来负载端的与例如馈电线连接。另外，从断路器1的背面15的底部可接近它们。

连接端子或扁形接头连接并相对于第一连接条28定位，使该断路器1的前表面16所在平面和连接到所述连接端子或并形接头22的导电体的轴线之间存在一个间隙角度β。实际使用时，扁形接头22的上面设置导电体的接触表面60不平行于由断路器1的前表面16形成的平面。然后所述接触表面60与所述前表面16形成一角度β。在使用圆柱形或近似圆柱形的连接端子22的情况下，所述连接端子22的纵向轴线与断路器1的前表面16形成一角度β。

当断开这些导电体时，这种特定方向对于它们的优良间隙是有用的。另外，该连接端子或扁形接头22的这种特定配置特别地能减小断路器1的前表面16和后表面15之间的距离。

单极断开单元2的第二组静态触点9，通过第二连接条27连接至接触夹25。一个和同对单元的两个连接条27长度不同。长度差大致等于隔离所述电源条26的距离D2。在所示的实施例中，相同对单元的连接条27由相同长度和形状的第一部分和不同长度的第二部分组成，所述不同长度的差与隔离所述电源接线头26的距离D2相等。

接触夹25设计为断路器至电力供应系统的线路侧电连接。它们设置在断路器盒的前表面16上。而且所述断路器夹25直接与放置在电力供应面板上的电力线连接汇流条26连接。这些连接条26，通常由铝或铜制成，垂直于断路器1的所述盒的侧表面40。

按下述方式将断路器安装在电力供应面板上。第一步，设置在断路器1的盒的前表面16的底部部分上的凸起13，插入到电面板的位置31。然后沿着图5箭头32所示方向转动断路器，将夹25连接到电力线连接汇流条的接线条26。断路器运动所绕的转动轴线垂直于断路器1的侧表面40延伸。断路器夹25按连续、逐渐地连接到电力线连接汇流条的方式进行布置。这种逐渐连接能减小用于将断路器安装在电面板上的力。

一旦将断路器插入，位于断路器1的背面15的顶部上以与凸起30相对的方式设置的锁定装置，能将该断路器紧固到电面板上。

根据第一可选实施例，每一电极的夹的数量根据断路器额定值调整。例如，如图5至7所示，对于630安培额定值的断路器1，每一极使用两个夹25，对于250安培额定值断路器100，只使用一个夹250。

当断路器的每个电极使用至少两个夹25时，这些夹之间的距离等于D1。另外，如图7所示，当几个断路器连接到同一汇流条26时，分别隔离所有插入到相同汇流条26的距离将总是等于距离D1的整数倍。

根据第二可选实施例，为限制直接接近电源连接条26，用保护导轨50覆盖电源连接条26。连接夹25通过加工在导轨50上的开口52连接到连接条26上。开口52大致为矩形，并在电源连接条26上方对齐。

三极断路器至少具有三组并行开口52，四极断路器至少具有四组并行开口52。绝缘材料的带51从保护导轨50的上平面凸出。当夹25插入到连接条26上时，带51能使夹25更好地绝缘。为增大电面板的安装水平的模块化，各组的矩形开口相互隔开的间距值，与隔离电路断开电极的夹25的距离相应。这样相同的保护导轨50可容纳并列设置的不同额定值的断路器。

有利地，该断路器包括一跳闸单元，该跳闸单元既可以与断路器盒制成一体，也可连接到所述盒的背面。电子或机电型跳闸单元对所有断开单元都适用。

根据可选的另一实施例，多极断开设备由三个单极断开单元2形成，这样就形成三极断路器。与上述四极断路器不同，被第四断开单元所占的空间空置或被一替换间隔装置占据。根据图8的这种可选形式的实施例，取消了上层的两个单元中的一个。与上层绝缘的该单极单元包括一连杆13，连杆13平行于支撑可动触点8的条的旋转轴线6延伸。在该实施例中，使用了两个连杆13。所述连杆相对于所述条5的旋转轴线偏心。该连杆由包括两个相对的臂的曲柄14连接，连杆穿过每一个臂。曲柄的旋转轴线与条5的旋转轴对齐。操作机构直接设置在上层的绝缘断开单元上。对于四极断路器，打开或关闭操作机构17直接作用在上部单元的曲柄上。下部断开单元的控制由一分别将上层断开单元的曲柄与下层的曲柄相连的控制杆20执行。这样所述操作机构同时打开或关闭所有断开单元的触点。

根据一可选实施例，连接端子或扁形接头22用来在线路侧与例如电力供应系统输入线电连接。与连接汇流条26直接相连的连接夹25设计为断路器的负载侧电连接。

根据一可选实施例，单极断开单元的第一组静态触点9被第一连接条28连接至夹25。该单极断开单元的第二组静态触点被第二连接条27也连接至夹。因此夹用于负载侧和线路侧。

Claims (12)

1.一种多极断路器，包括：单极断开单元，其形状为盒，具有两个大的侧面(44)，并具有至少一个与至少一个静态触点(9)结合操作的可动触点(8)；一操作机构(17)，共用于一组断开单元(2)，来控制所述单元的触点打开或关闭；第一线路侧电连接装置；和第二负载侧电连接装置，其特征在于，所述断开单元(2)被分组在两个叠置的层上，至少一层包括至少一对单元，该操作机构(17)包括同时驱动每一层的单极断开单元(2)的机械连接装置(13，20)。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，每一层的断开单元包括结合到至少一个曲柄(14)的至少一个连杆(13)，每一层的曲柄(14)通过一操作杆(20)相互连接，该操作机构(17)同时驱动该单极断开单元(2)的曲柄(14)。

3.如权利要求1或2所述的断路器，其特征在于，该断路器由至少三个单极断开单元(2)形成，该至少三个单极断开单元(2)包括分组在第一层上的一对单元和第二层上的一个单元。

4.如权利要求3所述的断路器，其特征在于，该断路器由四个单极断开单元(2)形成，该四个单极断开单元(2)包括第一层上的第一对单元和第二层上的第二对单元。

5.如前述权利要求中任一项所述的断路器，其特征在于，第一层的断开单元(2)的底部表面(4)分别与第二层的断开单元(2)的底部表面(4)相邻接。

6.如权利要求5所述的断路器，其特征在于，两层单元沿着单元的纵向轴线(Y)彼此相对偏移，形成一气体去除柱(21)，气体从断开单元(2)的底部排放开口(11)放出。

7.如权利要求6所述的多极断路器，其特征在于，气体去除柱(21)的纵向轴线(X)垂直于断开单元的纵向轴线(Y)。

8.如前述权利要求任一项所述的断路器，其特征在于，用来连接至一个和同对单元的电力线连接汇流条(26)的各连接条(27)，其长度差大致与所述条隔开的距离(D2)相等。

9.如前述权利要求任一项所述的断路器，其特征在于，设置在该断路器(1)盒的前表面(16)底部的一凸起(30)，一方面能使该断路器定位在一电路面板上的位置(31)，另一方面也能使所述断路器转动以便逐渐将接触夹(25)连接至电力线连接汇流条(26)，断路器运动所绕的旋转轴线垂直于断路器(1)的侧表面(40)延伸。

10.如前述权利要求任一项所述的断路器，其特征在于，连接端子或扁形接头(22)相对于第一连接条(28)连接和定位，使该断路器(1)的前表面(16)所在平面和连接到所述连接端子或扁形接头(22)的导电体的轴线之间存在一个间隙角度(β)。

11.保护导轨(50)，设置在电力线连接汇流条(26)上，其特征在于，包括至少三组并列的对齐孔(52)，每组对齐孔分别面向一电力线连接条(26)设置，且使接触夹(25)穿过并固定在根据前述权利要求的断路器(1)的条上。

12.如权利要求11所述的保护导轨，其特征在于，任何一组的对齐孔相互隔开的间距，等于断路器(1)的一个和相同电极的两个接触夹(52)分开的距离(D1)。

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