CN1967762A - 电磁式剩余电流动作保护器及其保护方法 - Google Patents

Abstract

一种电磁式剩余电流动作保护器及其保护方法，采用上下分层式结构，下层的底座设计成适合导轨安装的结构，内部安装互感器、接线座及主电路；上层的基座设计成安装动作机构及试验电路部分，机构零件呈树状分层分布在基座和压板之间，零件用压板盖住，拧紧螺钉固定，基座和压板用一根主轴连接，机构零件围绕主轴转动。转盘放在基座的两个台阶上，跳扣件和转盘只有在受到弹簧的力的作用时才能动作，同时转盘也不会因为受到弹簧的力的作用而导致整个机构的倾斜从而影响装配。机构在解扣、合闸过程中通过力的传递、放大保证其动作的可靠性，复位件与转盘采用搭沟配合形式，保证了机构的机械寿命不受影响。

Description

电磁式剩余电流动作保护器及其保护方法

技术领域

本发明专利涉及一种电路保护装置，尤其是能同时执行检测剩余电流，并将剩余电流与剩余动作电流相比较，当剩余电流值超过剩余动作电流值时，断开被保护电路的电磁式剩余电流动作保护器。

背景技术

目前，电磁式剩余电流动作保护器的动作机构多为一体式，零件分散性大，制作过程中需要工艺装备较多，可操作性、修复性差、利用率低。同时主、辅电路分离不明显，整机的安全系数低。

发明内容

为了克服现有电磁式剩余电流动作保护器动作机构的复杂及装配困难、生产效率低和废品率高的不足，本发明的目的在于提供一种电磁式剩余电流动作保护器及其保护方法，以利于降低机构的复杂程度、简化装配工艺和提高生产效率，而且可降低零件和成品的废品率，进而降低生产成本；同时主、辅电路分离明显，提高了整机的安全系数。

按照本发明提供的技术方案，电磁式剩余电流动作保护器包括相互连接在一起的位于上层的基座与位于下层的底座，在底座内安装相互连接的互感器、接线座及主电路，在基座上连接压板，在基座与压板形成的空间内安装动作机构及试验电路；

其特征是：在构成动作机构的零件中，转盘的左下侧设置圆筒形凸起，在圆筒形凸起内形成贯通孔，主轴安装于基座左侧的圆孔内，转盘利用贯通孔可转动地套在主轴上，在圆筒形凸起上将可转动的Y形跳扣件安装在主轴上；

在转盘的右上侧设置销轴与小轴，在轴销上连接可转动的勺形跳扣件，在小轴上连接可转动的杆形跳扣件；

在转盘的右下侧设置弹簧座，在基座的上侧设置转轴，在转轴上连接可转动的手柄，手柄的下端铰接连杆，连杆的另一端位于勺形跳扣件上端的蛇形槽内，勺形跳扣件的下端连接弹簧，弹簧的另一端连接在弹簧座上；

在基座的中部设置复位轴，在复位轴上联接可转动的复位件，该复位件的右侧与安装于基座右侧的脱扣器上的顶杆接触，复位件的左侧斜面与设置于转盘右上侧边缘的搭沟接触；

杆形跳扣件的右下端能与设置于复位件上的凸块接触，杆形跳扣件的左上端与Y形跳扣件的右侧接触，Y形跳扣件的左侧圆柱面与设置于勺形跳扣件左上侧的圆弧面接触；

在Y形跳扣件上安装扭簧，在转盘上安装能使转盘在弹簧力的作用下绕主轴转动的转盘扭簧，在弹簧座上设置使杆形跳扣件绕小轴逆时针转动的扭簧。

机构解扣过程中的输出力通过转盘和跳扣件来执行，转盘在弹簧的作用下绕主轴转动，转盘在转动过程中碰撞跳扣件上的圆柱，跳扣件受力后推动与电磁式剩余电流动作保护器相连的执行元件而切断电路，达到保护的要求。

在试验电路中，动触片的两端及按钮下端向两侧延伸的卡片一起卡在设置于基座左上侧的卡槽内，在动触片的下面与设置于基座上的支座之间放置压簧，在按钮下方的压板上设置触点与触点，脱扣器将电气和动作机构联接在一起，按下试验按钮，动触片和接有电阻的触点与触点形成通路，连接在电路中的互感器在两侧产生一个大于脱扣器的动作电流的剩余电流。

勺形跳扣件的上端有多边形孔，在转盘上的对应部位设置蛇形凸起，该蛇形凸起位于多边形孔内，并与多边形孔上侧的内边缘一起形成蛇形槽。

构成动作机构的零件呈树状分层分布在基座和压板之间，在压板上对应于转轴的部位设置通孔，转轴插入该通孔内，动作机构的零件用压板盖住，在基座的左侧分别设置位于上部的上台阶与位于下部的下台阶，转盘位于上台阶与下台阶上。

在基座的右侧设置定位隔板，在定位隔板内形成定位槽，脱扣器安装于定位槽内。

电磁式剩余电流动作保护器的保护方法，其特征是：当脱扣器动作后，脱扣器左端的顶杆推动复位件动作，复位件推动杆形跳扣件动作，杆形跳扣件动作后与Y形跳扣件分离，Y形跳扣件在弹簧的作用下推动勺形跳扣件动作，使连杆虚滑出转盘与勺形跳扣件形成的蛇形槽，然后转盘在扭簧的作用下顺时针转动，整个机构解扣；

解扣后，在弹簧的作用力下，连杆滑进转盘与勺形跳扣件形成的蛇形槽内，由于弹簧的作用，连杆不会滑出转盘，因为转盘与勺形跳扣件间的蛇形槽开口距离小于连杆的线径大小，弹簧拉力拉住转盘和勺形跳扣件；推动手柄，手柄带动连杆转动，在扭簧的作用下，杆形跳扣件复位；在弹簧、转盘、复位件的作用下，脱扣器复位，整个机构合闸；

跳扣件和转盘在受到弹簧的力的作用时动作，同时转盘也不会因为受到弹簧的力的作用而导致整个机构的倾斜，在弹簧的作用下，跳扣件防止摩擦引起的动作。

本发明的有益效果是：装配中不需专用工装，工艺简单，操作方便，降低了零件和成品的废品率，降低了生产成本，提高了劳动生产率；脱扣动作更灵活、准确，动作机构更简单；上下分层式结构、绝缘式结构设计使整机安全系数大大提高。

附图说明

图1是电气原理图。

图2是剩余电流动作元件总装图。

图3是电磁式剩余电流动作保护器机构卸掉压板后的断开位置图。

图4是电磁式剩余电流动作保护器动作机构的断开位置图。

图5是电磁式剩余电流动作保护器底座安装图。

图6是测试装置安装爆炸示意图。

图7是转盘与复位件的安装示意图。

图8是转盘平面图。

图9是图8的右视图。

图10是复位件结构图。

图11为跳扣件13的结构图。

图12是图11的左视图。

具体实施方式

图中，1.基座，2.手柄，3.弹簧，4.连杆，5.勺形跳扣件，6.扭簧，7.Y形跳扣件，8.定位轴，9.弹簧，10.转盘，12.杆形跳扣件，13.跳扣件，14.拉簧，15.弹簧，16.复位件，17.脱扣器，18.螺钉，19.压板，20.螺钉，21.断路器，22.互感器，23.试验电阻，24.试验按钮，25.盖，26.底座，27.侧板盖，28.母线，29.侧板，30.互感器初级绕组，31.端子盖，32.接线座，33.隔筋，34.转轴，35.定位隔板，36.动触片，37.弹簧，38.复位轴，39.蛇形凸起，40.销轴，41.搭沟，42小轴，43.弹簧座，44.圆筒形凸起，45.通孔，46.互感器，47.卡槽，48.触点，49.触点，50.下台阶，51.上台阶，52.圆柱，53.圆孔，54.支座，55.卡片，56.斜面，57.顶杆。

如图所示：电磁式剩余电流动作保护器包括相互连接在一起的位于上层的基座1与位于下层的底座26，在底座26内安装相互连接的互感器46、接线座32及主电路，在基座1上连接压板19，在基座1与压板19形成的空间内安装动作机构及试验电路；

在构成动作机构的零件中，转盘10的左下侧设置圆筒形凸起44，在圆筒形凸起44内形成贯通孔45，主轴8安装于基座1左侧的圆孔53内，转盘10利用贯通孔45可转动地套在主轴8上，在圆筒形凸起44上将可转动的Y形跳扣件7安装在主轴8上；Y形跳扣件7的上端分叉，形成左侧支杆与右侧支杆，Y形跳扣件7的左侧支杆上设置圆柱面；

在转盘10的右上侧设置销轴40与小轴42，在轴销40上连接可转动的勺形跳扣件5，在小轴42上连接可转动的杆形跳扣件12；

在转盘10的右下侧设置弹簧座43，在基座1的上侧设置转轴34，在转轴34上连接可转动的手柄2，手柄2的下端铰接连杆4，连杆4的另一端位于勺形跳扣件5上端的蛇形槽内，勺形跳扣件5的下端连接弹簧14，弹簧14的另一端连接在弹簧座43上；

在基座1的中部设置复位轴38，在复位轴38上联接可转动的复位件16，该复位件16的右侧与安装于基座1右侧的脱扣器17上的顶杆接触，复位件16的左侧斜面56与设置于转盘10右上侧边缘的搭沟41接触；

杆形跳扣件12的右下端能与设置于复位件16上的凸块接触，杆形跳扣件12的左上端与Y形跳扣件7的右侧支杆接触，Y形跳扣件7的左侧圆柱面与设置于勺形跳扣件5左上侧的圆弧面接触；

在Y形跳扣件7上安装扭簧6，在转盘10上安装能使转盘10在弹簧力的作用下绕主轴8转动的转盘扭簧9，在弹簧座43上设置使杆形跳扣件12绕小轴42逆时针转动的扭簧15。

机构解扣过程中的输出力通过转盘10和跳扣件13来执行，转盘10在弹簧9的作用下绕主轴8转动，转盘10在转动过程中碰撞跳扣件13上的圆柱52，跳扣件13受力后推动与电磁式剩余电流动作保护器相连的执行元件而切断电路，达到保护的要求。

在试验电路中，动触片36的两端及按钮24下端向两侧延伸的卡片55一起卡在设置于基座1左上侧的卡槽47内，在动触片36的下面与设置于基座1上的支座54之间放置压簧37，在按钮24下方的压板19上设置触点48与触点49，脱扣器17将电气和动作机构联接在一起，按下试验按钮24，动触片36和接有电阻的触点48与触点49形成通路，连接在电路中的互感器46在两侧产生一个大于脱扣器17的动作电流的剩余电流。

勺形跳扣件5的上端有多边形孔，在转盘10上的对应部位设置蛇形凸起39，该蛇形凸起39位于多边形孔内，并与多边形孔上侧的内边缘一起形成蛇形槽。

构成动作机构的零件呈树状分层分布在基座1和压板19之间，在压板19上对应于转轴8的部位设置通孔，转轴8插入该通孔内，动作机构的零件用压板19盖住，在基座1的左侧分别设置位于上部的上台阶51与位于下部的下台阶50，转盘10位于上台阶51与下台阶50上。

在基座1的右侧设置定位隔板35，在定位隔板35内形成定位槽，脱扣器17安装于定位槽内。当需要安装与维修时，这种安装方式比较简单。

工作时，当脱扣器17动作后，脱扣器17左端的顶杆57推动复位件16动作，复位件16推动杆形跳扣件12动作，杆形跳扣件12动作后与Y形跳扣件7分离，Y形跳扣件7在弹簧6的作用下推动勺形跳扣件5动作，使连杆4虚滑出转盘10与勺形跳扣件5形成的蛇形槽，然后转盘5在扭簧9的作用下顺时针转动，整个机构解扣；

解扣后，在弹簧3的作用力下，连杆4滑进转盘10与勺形跳扣件5形成的蛇形槽内，由于弹簧14的作用，连杆4不会滑出转盘10，因为转盘10与勺形跳扣件5间的蛇形槽开口距离小于连杆4的线径大小，弹簧14的拉力拉住转盘10和勺形跳扣件5；推动手柄2，手柄2带动连杆4转动，在扭簧15的作用下，杆形跳扣件12复位；在弹簧9、转盘10、复位件16的作用下，脱扣器17复位，整个机构合闸。

安装时，机构零件先按如图3装好后，再如图4所示：用压板19和螺钉18、20固定。若机构动作不理想或失效，取下压板19，拧下螺钉18、20，换上合格的机构零件即可。

如图3所示：转盘10放在基座1的上、下台阶50、51上，使得跳扣件13和转盘10只有受到弹簧9的力的作用时才能转动，同时转盘10也不会因为受到弹簧9的作用而导致整个机构的倾斜从而影响装配。由于弹簧11的作用，跳扣件13可以防止摩擦引起的动作。机构解扣后，在弹簧6和Y形跳扣件7的作用下将力进行放大，保证结构的可靠性。转盘10和复位件16采用搭沟配合方式，保证了整个机构的性能。

解扣过程如图3所示：当脱扣器17动作后，推动复位件16动作，复位件16推动杆形跳扣件12动作，杆形跳扣件12动作后与Y形跳扣件7分离，Y形跳扣件7在弹簧6的作用下推动勺形跳扣件5动作，使连杆4虚滑出转盘10，然后转盘10在弹簧9的作用下顺时针转动，整个机构解扣。

合闸过程如图3所示：解扣后，推动手柄2，手柄2带动弹簧3，弹簧3作用于连杆4，使连杆4回到转盘10和跳扣件11中。由于弹簧14的作用，连杆4不会滑出转盘10。由于弹簧15的作用，杆形跳扣件12回位。由于弹簧9、转盘10、复位件16的作用，脱扣器17复位，整个机构合闸。

最后，把安装上电气元件的底座26和机构在电气和机械上连接起来。

本发明采用上下分层式结构，基座1下层的底座26设计成适合导轨安装的结构，并且安装互感器46、接线座32及主导电电路组成的主电路连接机构；在基座1的上层安装脱扣机构中的动作机构及试验电路部分，动作机构采用结构紧凑的力的放大机构，即在绝缘基座1内依次将手柄2、复位件16、脱扣器17、转盘10、各种跳扣件及连杆4等一层层装配成树干形状，同时在手柄2、各种跳扣件、转盘10处添加弹簧，用压板19及螺钉18、20加以紧固，大大简化了机构的装配过程。精心设计的各种跳扣件保证了脱扣动作的可靠性。动作机构的主要零件全部采用塑料制件，减少了可导电的零件数量，增强了电气安全性；塑料制件结构简单，制造方便。另外优秀的基座1的结构设计保证了试验回路与其他零件的绝缘，同时基座1的结构设计也有利于脱扣器17的安装，提高了脱扣器17的安装效率，延长了脱扣器17的使用寿命。

电磁式剩余电流动作保护器通过脱扣器17将电气和机械动作机构进行联接，当连接在电路中的互感器46在二次侧产生的电流大于脱扣器17的动作电流时，脱扣器17动作，推动脱扣机构动作。

当电磁式剩余电流动作保护器上的试验按钮24按下时，电路接通，产生大于额定剩余动作电流的电流，脱扣器17动作，进而推动脱扣机构动作。

杆形跳扣件12和Y形跳扣件7经过精心设计，使得机构在闭合位置时，杆形跳扣件12和Y形跳扣件7接触位置与各自转动轴连线的夹角接近90。，结构更合理，保证脱扣动作更灵活、更可靠。

下面描述脱扣机构的工作原理：当线路产生剩余电流大于脱扣器17的动作电流时，脱扣器17动作，通过复位件16推动杆形跳扣件12动作，杆形跳扣件12动作后与Y形跳扣件7分离，Y形跳扣件7在扭簧6的作用下，推动勺形跳扣件5转动。这时会有两个动作过程：(1)勺形跳扣件5通过弹簧14与转盘10连接，同时转盘10在弹簧9的作用下绕定位轴8顺时针转动，转动时又有两种情况：a)转盘10顺时针转动时推动复位件16绕其铰接轴逆时针转动，复位件16推动脱扣器7复位；b)转盘10顺时针转动时推动跳扣件13绕定位轴转动，跳扣件13带动断路器21的执行机构动作，断开主电路；(2)勺形跳扣件5转动一定角度后，连杆4在勺形跳扣件5内顺时针转动，手柄2在连杆4及弹簧3的作用下绕销轴34逆时针转动，回复到0位。

下面描述脱扣机构的装配过程：将试验按钮24放在基座1上，放上动触片36片，固定住试验按钮24，将跳扣件13用定位轴定位在基座1上，复位件16也装在基座1上，安装弹簧9，然后把勺形跳扣件5和Y形跳扣件7定位到转盘10上，再将杆形跳扣件12定位到转盘10上，安装扭簧6、弹簧15和拉簧14，再将弹簧3和手柄2安装在基座1上，将手柄2和勺形跳扣件5用连杆4连接，再将弹簧37装在试验按钮24处，将脱扣器1 7安装在基座1上，用螺钉18、20、压板19将其固定，再连接电气元件，扣上盖25。

最后，将安装有电气元件的底座26和基座1连接，用侧板29密封电气元件的导电母线28，用侧板盖17密封侧板29。

在未按下按钮24时，按钮24在压簧37的作用下压紧卡槽47的上壁，使动触片36与两个触点48与触点49之间保持有两段足够大的间隙；当按下按钮24时，动触片36随按钮24下移与两个触点48与触点49接触，使试验回路接通。当按钮24下移到某一个位置时，会被基座1上的卡槽47的底部挡住，避免了按钮24下移过多而影响机构的其他功能以及动触片36的性能。放开试验按钮24时，按钮24在压簧37的作用下回复原位。

需要指出的是：本文所述的勺形跳扣件5、杆形跳扣件12、Y形跳扣件7及跳扣件13的名称与该跳扣件的形状没有必然的联系，仅仅是为了叙述方便，才给出了这样的名称。如Y形跳扣件7的形状就并不一定要制作成Y形，做成一块板状同样能起到相同的效果。完成相同的任务。

本发明采用上下分层式结构，下层的底座设计成适合导轨安装的结构，内部安装互感器、接线座及主电路；上层的基座设计成安装动作机构及试验电路部分，动作机构零件呈树状分层布置在基座和压板之间，基座和压板用一根轴连接。机构零件围绕轴转动。机构在解扣过程中通过力的传递、放大，保证其动作的可靠性，复位件与转盘采用搭沟配合形式，从而保证机构的机械寿命不受影响，转盘是机构的力发生器零件，压板不仅可以固定机构，还安装有试验回路，便于检测和更换试验回路。

Claims (8)

1、一种电磁式剩余电流动作保护器，包括相互连接在一起的位于上层的基座(1)与位于下层的底座(26)，在底座(26)内安装相互连接的互感器(46)、接线座(32)及主电路，在基座(1)上连接压板(19)，在基座(1)与压板(19)形成的空间内安装动作机构及试验电路；

其特征是：在构成动作机构的零件中，转盘(10)的左下侧设置圆筒形凸起(44)，在圆筒形凸起(44)内形成贯通孔(45)，主轴(8)安装于基座(1)左侧的圆孔(53)内，转盘(10)利用贯通孔(45)可转动地套在主轴(8)上，在圆筒形凸起(44)上将可转动的Y形跳扣件(7)安装在主轴(8)上；

在转盘(10)的右上侧设置销轴(40)与小轴(42)，在轴销(40)上连接可转动的勺形跳扣件(5)，在小轴(42)上连接可转动的杆形跳扣件(12)；

在转盘(10)的右下侧设置弹簧座(43)，在基座(1)的上侧设置转轴(34)，在转轴(34)上连接可转动的手柄(2)，手柄(2)的下端铰接连杆(4)，连杆(4)的另一端位于勺形跳扣件(5)上端的蛇形槽内，勺形跳扣件(5)的下端连接弹簧(14)，弹簧(14)的另一端连接在弹簧座(43)上；

在基座(1)的中部设置复位轴(38)，在复位轴(38)上联接可转动的复位件(16)，该复位件(16)的右侧与安装于基座(1)右侧的脱扣器(17)上的顶杆接触，复位件(16)的左侧斜面(56)与设置于转盘(10)右上侧边缘的搭沟(41)接触；

杆形跳扣件(12)的右下端能与设置于复位件(16)上的凸块接触，杆形跳扣件(12)的左上端与Y形跳扣件(7)的右侧接触，Y形跳扣件(7)的左侧圆柱面与设置于勺形跳扣件(5)左上侧的圆弧面接触；

在Y形跳扣件(7)上安装扭簧(6)，在转盘(10)上安装能使转盘(10)在弹簧力的作用下绕主轴(8)转动的转盘扭簧(9)，在弹簧座(43)上设置使杆形跳扣件(12)绕小轴(42)逆时针转动的扭簧(15)。

2、如权利要求1所述的电磁式剩余电流动作保护器，其特征是：在试验电路中，动触片(36)的两端及按钮(24)下端向两侧延伸的卡片(55)一起卡在设置于基座(1)左上侧的卡槽(47)内，在动触片(36)的下面与设置于基座(1)上的支座(54)之间放置压簧(37)，在按钮(24)下方的压板(19)上设置触点(48)与触点(49)，脱扣器(17)将电气和动作机构联接在一起，按下试验按钮(24)，动触片(36)和接有电阻的触点(48)与触点(49)形成通路，连接在电路中的互感器(46)在两侧产生一个大于脱扣器(17)的动作电流的剩余电流。

3、如权利要求1所述的电磁式剩余电流动作保护器，其特征是：勺形跳扣件(5)的上端有多边形孔，在转盘(10)上的对应部位设置蛇形凸起(39)，该蛇形凸起(39)位于多边形孔内，并与多边形孔上侧的内边缘一起形成蛇形槽。

4、如权利要求1所述的电磁式剩余电流动作保护器，其特征是：构成动作机构的零件呈树状分层分布在基座(1)和压板(19)之间，在压板(19)上对应于转轴(8)的部位设置通孔，转轴(8)插入该通孔内，动作机构的零件用压板(19)盖住，在基座(1)的左侧分别设置位于上部的上台阶(51)与位于下部的下台阶(50)，转盘(10)位于上台阶(51)与下台阶(50)上。

5、如权利要求1所述的电磁式剩余电流动作保护器，其特征是：在基座(1)的右侧设置定位隔板(35)，在定位隔板(35)内形成定位槽，脱扣器(17)安装于定位槽内。

6、如权利要求1所述的电磁式剩余电流动作保护器，其特征是：Y形跳扣件(7)的上端分叉，形成左侧支杆与右侧支杆，Y形跳扣件(7)的左侧圆柱面位于左侧支杆上。

7、如权利要求1所述电磁式剩余电流动作保护器的保护方法，其特征是：当脱扣器(17)动作后，脱扣器(17)左端的顶杆推动复位件(16)动作，复位件(16)推动杆形跳扣件(12)动作，杆形跳扣件(12)动作后与Y形跳扣件(7)分离，Y形跳扣件(7)在弹簧(6)的作用下推动勺形跳扣件(5)动作，使连杆(4)虚滑出转盘(10)与勺形跳扣件(5)形成的蛇形槽，然后转盘(5)在扭簧(9)的作用下顺时针转动，整个机构解扣；

解扣后，在弹簧(3)的作用力下，连杆(4)滑进转盘(10)与勺形跳扣件(5)形成的蛇形槽内，由于弹簧(14)的作用，连杆(4)不会滑出转盘(10)，因为转盘(10)与勺形跳扣件(5)间的蛇形槽开口距离小于连杆的线径大小，弹簧(14)拉力拉住转盘(10)和勺形跳扣件(5)；推动手柄(2)，手柄(2)带动连杆(4)转动，在扭簧(15)的作用下，杆形跳扣件(12)复位；在弹簧(9)、转盘(10)、复位件(16)的作用下，脱扣器(17)复位，整个机构合闸。

8、如权利要求6所述电磁式剩余电流动作保护器的保护方法，其特征是：机构解扣过程中的输出力通过转盘(10)和跳扣件(13)来执行，转盘(10)在弹簧(9)的作用下绕主轴(8)转动，转盘(10)在转动过程中碰撞跳扣件(13)上的圆柱(52)，跳扣件(13)受力后推动与电磁式剩余电流动作保护器相连的执行元件而切断电路，达到保护的要求。

Images