TWI515758B - 低力低油式跳脫機構 - Google Patents

Description

低力低油式跳脫機構

本發明大體上係關於一種斷路器，且更特別地，本發明係關於一種用於一斷路器之一低力低油式跳脫機構。

此非臨時專利申請案根據35 U.S.C. § 119規定主張2008年12月4日申請之題為「Low Force Trip Mechanism for Primary Circuit Breaker」的美國臨時專利申請案第61/119,914號之優先權。此申請案係有關1982年4月26日申請之題為「Primary Circuit Breaker」之美國專利第4,435,690號、1985年2月7日申請之題為「Underoil Primary Circuit Breaker」之美國專利第4,611,189號及1984年1月23日申請之題為「Trip Assembly for a Circuit Breaker」之美國專利第4,550,298號。該等先前優先權及有關專利申請案之每一者之全部揭示內容以引用方式完全併入本文中。

一變壓器係由磁性耦合自一初級電路傳送電能至一次級電路之一裝置。一變壓器通常包含耦合至該初級電路之一初級繞組及耦合至該次級電路之至少一次級繞組。該等繞組係經包覆圍繞該變壓器之一芯。施加至該初級繞組之一交流電壓在該芯中產生一時變磁通量，此引起在該等次級繞組中之一電壓。變化圍繞該芯之該等初級及次級繞組的相對匝數決定該變壓器之輸入及輸出電壓之比率。舉例而言，具有一匝數比2:1(初級：次級)之一變壓器具有大於其輸出電壓(至該次級電路)兩倍之一輸入電壓(自該初級電路)。

過電流保護裝置係廣泛用於防止損害變壓器之該等初級及次級電路。舉例而言，習知已由斷路器保護配電電壓器免於故障電流。斷路器在偵測到該變壓器之該電路中之一故障之後中斷在該電路中之連續性。不像操作一次且接著必須替換之一保險絲，一斷路器可多次重設及再用。

在此項技術中熟知的是使用一介電流體(諸如高精製礦油)以冷卻高功率變壓器及高電流保護裝置。該介電流體係在高溫下穩定並具有用於抑制在該變壓器中之電暈放電及電弧之優秀絕緣性質。舉例而言，該介電流體可抑制當一斷路器中斷該變壓器之該電路時發生之電暈放電及電弧。通常，該變壓器包含至少部分由該介電流體填充之一槽。該介電流體包圍該變壓器芯及繞組及該斷路器之至少一部分。

在該槽中之該介電流體可因任何各種原因而下降。舉例而言，該介電流體可因為在該變壓器槽中之一洩漏而下降。若該槽中之該介電流體低於一特定液位時可能成問題且甚至危險。舉例而言，若該介電流體下降而低於該斷路器之一個或多個組件，則該介電流體可能在一故障條件期間未提供足夠絕緣保護。另外，若該介電流體已下降低於在該斷路器中之一電弧室之液位，由於中斷產生的一電弧將在空氣介質中且不可消除直到發生該變壓器之嚴重損害。

因此，需要提供一種斷路器，其包含當該變壓器槽之該介電流體液位下降至一不可接受液位時中斷該變壓器之該電路之功能。

本文描述一種用於一變壓器之斷路器。該斷路器包含一靜止接觸件，其經組態以電耦合至一變壓器之一電路。一可移動接觸件相對於該靜止接觸件係可移動並可斷開及閉合該電路。當在該電路中存在一故障條件時或當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位係不可接受地低時，致動耦合至該可移動接觸件的一跳脫機構。

一居里(curie)金屬元件係電耦合至該電路。一磁體係當該電路閉合時耦合至該居里金屬元件。該居里金屬元件之一溫度回應於在該介電流體中之溫度增加及/或在該電路中之故障條件而增加。由於該居里金屬元件之該溫度增加，該磁體與該居里金屬元件之間之磁性耦合釋放，導致耦合至該磁體之一第一致動器的移動。該第一致動器導致該跳脫機構斷開該電路。

該斷路器之一浮動部件包含回應於在該變壓器中之該介電流體液位變化之材料。該浮動部件材料具有稍稍小於中性浮力，此容許該浮動部件當存在介電流體時浮動且當移除該介電流體時有一明顯重量。由於該介電流體液位下降，該浮動部件下降並移動一第二致動器，此導致該跳脫機構斷開該電路。該浮動部件及第二致動器獨立於該磁體、居里金屬元件及第一致動器而操作使得該浮動部件及第二致動器可導致該電路斷開而不釋放該磁體與金屬元件之間之該磁性耦合。

在一實施例中，用於一變壓器之一斷路器包含(a)故障中斷構件，其用於導致在該變壓器中之電路在該變壓器中之一故障條件下斷開，及(b)低油跳脫構件，其用於導致該電路當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時斷開。該低油跳脫構件獨立於該故障中斷構件而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷構件之任何組件。

在另一實施例中，用於一變壓器之一斷路器包含一靜止接觸件，其經組態以電耦合至一變壓器之一電路。該斷路器包含一可移動接觸件、耦合至該可移動接觸件之一部件及一跳脫裝置，其移動該部件以相對於該靜止接觸件移動該可移動接觸件以斷開及閉合該電路。該斷路器亦包含一故障中斷裝置，其導致該跳脫裝置在該變壓器中之一故障條件下斷開該電路；及一低油跳脫裝置，其導致該跳脫裝置當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時斷開該電路。該低油跳脫裝置獨立於該故障中斷裝置而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷裝置之任何組件。如本文所使用，用語「裝置」可包含僅一個組件或是可或不可互相耦合之多個組件。

在又另一實施例中，用於一變壓器之一斷路器總成包含複數個斷路器。每一斷路器包含一故障中斷構件，其用於導致與該斷路器相關聯的變壓器電路在該變壓器中之一故障條件下斷開；及低油跳脫構件，其用於導致該電路當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時斷開。該低油跳脫構件獨立於該故障中斷構件而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷構件之任何組件。一連結棒係耦合至該等斷路器之每一者，並回應於導致與該等斷路器之一者相關聯的該變壓器電路斷開之該等斷路器之該一者的該故障中斷構件而旋轉。該連結棒之旋轉導致每一其他斷路器之該故障中斷構件斷開與該其他斷路器相關聯之該變壓器電路。

在另一實施例中，一種用於保護一變壓器之電路之方法，其包含以下步驟(a)決定在一變壓器中是否存在一故障條件；(b)回應於決定在該變壓器中存在一故障條件，釋放一磁性耦合以導致在該變壓器中之電路斷開；(c)決定在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位是否低於一臨限液位；及(d)回應於決定該介電流體之該液位低於該臨限液位，導致在該變壓器中之該電路斷開而不釋放該磁性耦合。

在考慮例示如目前瞭解用於實施本發明的最佳模式之說明性實施例之下文詳細描述之後，一般技術者將顯而易見此等及其他態樣、目的、特徵及實施例。

為更全面瞭解本發明及其優點，現參考下文描述連同如下簡單描述的隨附圖式。

現參看該等圖式，其中全部圖式中的相似數字指示相似元件，詳細描述例示性實施例。圖1至圖4繪示用於一變壓器300之一斷路器100(圖3)。參考圖1至圖4，該斷路器100係沉浸於該變壓器300之一槽310中之介電流體305內並與該變壓器300之一初級電路200串聯連接。如下文所述，該斷路器100為可操作以回應於經偵測的故障電流及該介電流體305之溫度位準而斷開該初級電路200。

該斷路器100包含一框架或基座102，一電弧消除總成204係耦合至該框架或基座102。該電弧消除總成204包含由諸如聚酯之一電弧消除材料構成且封圍在一外殼204d內之一中心芯。該芯包含具有在底部處之一基座204a及在頂部處之一頂蓋204b之一孔。該基座204a及頂蓋204b可經形成為該芯之一體零件。

介於該基座204a與該頂蓋204b之間之間距界定經由在該芯中之開口開向該孔之一電弧室204c。該等開口容許由在中斷或斷開該斷路器100期間之電弧產生的氣體擴展至該電弧室204c內。擴展氣體係藉由該外殼204d限制在該電弧室204c內。一起伏埠可經設於該頂蓋204b之周邊上以容許當中斷時自該電弧室204c受限排出油及/或氣體並當該斷路器100係沉浸於該介電流體305內時容許介電流體進入該電弧室204c。擴展氣體之所有軸向力係受限於介於該基座204a與該頂蓋204b之間之該間距。

該孔之上端部係藉由設於該電弧消除總成204中的一導電接觸件615(圖6)封閉。該接觸件615係經由一高電壓輸入線223電耦合至該初級電路200。一導電桿101在該電弧消除總成204之該孔內為可移動以斷開及閉合該初級電路200。當該導電桿101接合該導電接觸件615時，該初級電路200閉合；當該導電桿101自該導電接觸件615分離時，該初級電路200斷開。

一閂鎖機構218為可操作以移動該導電桿101以斷開及閉合該初級電路200。如圖4最佳可見，該閂鎖元件218包含一第一槓桿臂401、一第二槓桿臂402及一跳脫總成251。該第一槓桿臂401係正常閂鎖或鎖定至該第二槓桿臂402且在一故障條件下藉由該跳脫總成251自該槓桿臂402脫離以斷開該斷路器100。更特別地，該第一槓桿臂401係樞轉地安裝在設於該框架102中的一樞轉銷252上之一端部處。該導電桿101係耦合至該槓桿臂401之另一端部。該槓桿臂401之樞轉移動在該電弧消除總成204之該孔內軸向移動該導電桿101，與該導電接觸件615接合或脫離。

該第二槓桿臂402係經樞轉地安裝在該銷252上並以一「U」之形式彎曲(如圖7最佳可見)以提供一狹槽以跨坐該第一槓桿臂401。該槓桿臂401係由一桿264固持在該狹槽中，該桿264為可移動以與設於該槓桿臂401上之一凸緣466相接合。參考圖1至圖4及圖7，槓桿臂402極接近該導電桿101之該端部係以一實質上直角彎曲以形成一延伸705(圖7)，該端部係一第二實質上直角彎曲以形成一止擋臂710(圖7)。該止擋臂710之一端部715(圖7)係以一實質上直角彎曲以形成該槓桿臂402之向下移動之一限制止擋。該延伸705包含用於該桿264之一導引狹槽720及一主彈簧開口735。

該跳脫總成251包含經安裝用於在該銷252及該桿264上之樞轉移動的一跳脫槓桿263。該跳脫槓桿263包含在一端部處之一開口465及在另一端部處之一第一凸輪467及第二凸輪469。該桿264具有經彎曲以進入在該跳脫槓桿263中之該開口465的一端部。該桿264之另一端部延伸穿過在該槓桿臂402中之該導引狹槽720，以定位該桿264以接合在該槓桿臂401上之該凸緣466。經配置圍繞該延伸705的一O形環786抵住該凸緣466偏壓該桿264。該桿264係由於該跳脫槓桿263之順時針旋轉而自該凸緣466拉出且由於該跳脫槓桿263之逆時針旋轉而推動朝向該凸緣466。

該等槓桿臂401及402係由一彈簧456在相反方向正常偏壓。該彈簧456係分别錨定在該等槓桿臂401及402中之開口449及458內。在該槓桿臂401中之一狹槽453提供錨定在該開口458內的該彈簧456之該端部之間隙。當該桿264接合該凸緣466時，該等槓桿臂401及402將作為一單元一起移動。當該桿264自該凸緣466脫離時，該槓桿臂401將旋轉離開該槓桿臂402，拉動該導電桿101離開該導電接觸件615，因而斷開該初級電路200。

一旦該斷路器100已跳脫至該斷開位置，該跳脫機構可藉由以下步驟而重設：(a)順時針旋轉該槓桿臂402以與該槓桿臂401對齊，(b)藉由在該凸緣466中重定位該桿264而將該等槓桿臂401及402重新耦合在一起，及(c)作為一單元逆時針旋轉該等槓桿臂401及402，使得該導電桿101電接合該導電接觸件615。此係使用一過中心彈簧261而部分實現，該過中心彈簧261係藉由一曲軸220而在一上位置與一下位置之間移動。在該上位置，該彈簧261之一端部261a係經佈置在點203處；在該下位置，該端部261a係經佈置在點209處。該彈簧261之該端部261a係連接至在安裝於該曲軸220上的一軛298中之一開口296。該彈簧261之另一端部係連接至在該槓桿臂402之該延伸705上之該彈簧開口735。該曲軸220為可操作以藉由一外部手柄320手動旋轉。該軛298係自圖4中顯示的該斷路器斷開位置逆時針旋轉至圖2中顯示的該斷路器閉合位置。由於該彈簧261係經旋轉經過該銷252之樞軸，反轉在該槓桿臂402上之該彈簧261之偏壓力。由於該彈簧261移動過中心，該槓桿臂402將向上或向下按扣。

提供構件以確保當該槓桿臂402係經按扣至該下位置時該桿264與該凸緣466之接合，以將該槓桿臂402與該槓桿臂401重新對齊。此構件係依該曲軸220之一曲軸區段292之形式。該曲軸區段292係經手動朝向該跳脫槓桿263之該第一凸輪467旋轉並接合該第一凸輪467以在該銷252上逆時針旋轉該跳脫槓桿263。該跳脫槓桿263之移動推動該桿264朝向該凸緣466。

該區段292之連續旋轉將移動該桿264之該端部至在該凸緣466下面之一位置。為確保當該槓桿臂402係由該彈簧261向下按扣時該桿264在該凸緣466下面移動，該曲軸220係經旋轉足夠遠以抵住該槓桿臂402移動該區段292。該O形環786橫向偏壓該桿264朝向該凸緣466。當該區段292係經旋轉抵住該槓桿臂402時，該桿264將在該凸緣466下面移動，容許該O形環786抵住該槓桿臂402之側偏壓該桿264。

一旦該桿264係經定位在該凸緣466內且該等槓桿臂401及402因而固定在一起，該斷路器100可藉由順時針旋轉該曲軸220而重設。由於該曲軸220之順時針旋轉，該軛298將返回至圖2中顯示的該位置，反轉在該槓桿臂402上之該彈簧261之偏壓，導致該槓桿臂402逆時針旋轉。因為該桿264現與該凸緣466接合，該槓桿臂401將依循該槓桿臂402之向上移動。該槓桿臂401之移動將在該電弧消除總成204之該孔內向上移動該導電桿101，以與該接觸件615接合以閉合該初級電路200。

該斷路器100之跳脫係由包含一磁體208之一溫度感測總成219控制。當一材料接近該居里溫度，該材料之磁性質將降低，引起對一相對應磁體吸力之一損失。該斷路器100之一金屬元件205係沉浸在該變壓器之該介電流體中並經可操作地定位以感測在該斷路器100的該初級電路200上之一故障電流之熱。該金屬元件205將回應該介電流體之該溫度及任何故障電流之該溫度兩者。

該跳脫總成219包含可樞轉地安裝於在該框架102中之一銷212上的一雙臂曲柄210。該磁體208係經安裝於該雙臂曲柄210之一端部上，並在接合該金屬元件205之一位置。該金屬元件205包含具有在折疊處之間之電絕緣之一折疊線圈。該金屬元件205係與線224及226串聯連接。線224係電耦合至該導電桿101。線226係電耦合至該初級電路200且係該斷路器100之一輸出線。

在正常負載下，該折疊線圈之電阻將稍稍增加該金屬元件205之該溫度。在故障條件下，將在該折疊線圈內發生一即刻溫度升高。該雙臂曲柄210包含一致動端部216及一閂鎖部件217。一彈簧214在一逆時針方向中偏壓該雙臂曲柄210。

該雙臂曲柄210之旋轉移動將移動該閂鎖部件217離開該跳脫槓桿263之該凸輪469並將移動該雙臂曲柄210之該端部216以與該凸輪469接合。如圖7最佳可見，耦合至該框架102及該跳脫槓桿263之該凸輪469的一彈簧284在該順時針方向偏壓該凸輪469。當該閂鎖部件217係經移動離開該凸輪469時，該彈簧284在該順時針方向致動該凸輪469，拉動該桿264離開該槓桿臂401。該雙臂曲柄210之旋轉亦可導致該致動端部216有助於該跳脫槓桿263之順時針旋轉。

該磁體208防止該雙臂曲柄210由於該彈簧214之偏壓而旋轉。該磁體之磁力將固持該磁體208抵住該元件205。倘若在該變壓器300之該初級電路200中發生一故障，該折疊線圈之該溫度將有關於該故障電流增加該元件205之該溫度。該折疊線圈之電阻將產生該金屬元件205之該溫度之一即刻升高。由於該元件溫度接近該居里溫度，該磁體208之該磁性固持力將減小，因而減小該磁體208對該金屬元件205之吸力並容許該雙臂曲柄210由於該彈簧214之偏壓而旋轉。若該介電流體溫度增加該金屬元件205之該溫度，則將發生相同狀況。

該溫度感測總成219係由於該曲軸220之逆時針旋轉而重設。該曲軸220之該曲軸區段292將接合該凸輪467以逆時針旋轉該跳脫槓桿263。該凸輪469將接合該雙臂曲柄210之該端部216，順時針旋轉該雙臂曲柄210。由於該磁體208係經移動極接近該金屬元件205，該磁體208之磁力將提供重設該溫度回應總成之最後移動。

該斷路器100包含一低油鎖定功能，其導致該斷路器100在該變壓器槽310中之該介電流體之一液位下降至不可接受地低的情況下變得不可用。該斷路器100包含一浮動部件297，其包含回應於在該變壓器中的該介電流體之變化之材料。特定而言，該浮動部件297材料具有稍稍小於中性浮力，此容許該浮動部件297當存在介電流體時浮動且當移除該介電流體時重達一顯著量。

由於該介電流體液位下降，連接至該變壓器之該浮動部件297及一絕緣桿298向下軸向移動。該絕緣桿298係經支撐在該框架102中之一開口(未顯示)及在耦合至該電弧消除總成204的一導引板250中之一開口249內。當該浮動部件297及絕緣桿298係在其中該介電流體液位為滿意之一正常操作位置時，該絕緣桿之一底端係經佈置在該曲軸區段292上面且經由接合該導引板250之一銷253防止進一步向上移動。當該浮動部件297及絕緣桿298回應於該介電流體之一下降而向下移動時，該絕緣桿298之該底端係經佈置在該曲軸區段292之移動路徑中，防止手動斷開該斷路器100。

圖5至圖8繪示根據特定例示性實施例之一斷路器500。該斷路器500係類似於上文連同圖1至圖4描述的該斷路器100，除了該斷路器500包含具有一低油跳脫功能之一經修改跳脫機構之外。參考圖5至圖8，該經修改跳脫機構包含一經修改雙臂曲柄504、一槓桿501及一浮動槓桿機構740，該浮動槓桿機構740使該斷路器500回應於介電流體305之一不可接受地低液位而斷開。

該經修改雙臂曲柄504包含一第一端部504a及一第二端部504b。該磁體208係耦合至該第一端部504a。該等端部504a及504b係經佈置實質上互相垂直，而一部件504c係經佈置在該等端部504a與504b之間。

該槓桿501係耦合至該端部504b且係實質上佈置在該凸輪469與該部件504c之間。如圖8最佳可見，一彈簧601係耦合至該槓桿501及該端部504b並在一順時針方向偏壓該槓桿501。該槓桿501之該端部501a接合該凸輪469並防止該凸輪469順時針旋轉以在不存在來自該雙臂曲柄504之一力或來自該浮動槓桿機構740之一力下跳脫該斷路器500，如下文描述。

該雙臂曲柄504回應於一故障條件而逆時針旋轉，實質上如上文連同該斷路器100之該雙臂曲柄210所述。當該雙臂曲柄504逆時針旋轉時，在該雙臂曲柄504之一側上之一突出604在該逆時針方向致動該槓桿501之一端部501b，自該槓桿501釋放該凸輪469並容許該彈簧284導致該凸輪469順時針旋轉以跳脫該斷路器500。

該浮動槓桿機構740包含一浮動槓桿702、一浮動槓桿偏壓彈簧701、一掣爪簧703及一基座部件704。該基座部件704係經由一螺絲790或其他緊固件耦合至該框架102。該浮動槓桿702大體上係經佈置在該基座部件704之一空腔704a內，而該浮動槓桿702之一底部702b係經佈置在該基座部件704下方且該浮動槓桿702之邊緣702c及702d分别接合該基座部件704之相對應邊緣704b及704c。該浮動槓桿702在該空腔704a內實質上在一樞軸點702e上為可樞轉。

該浮動槓桿偏壓彈簧701包含耦合至該基座部件704的端部701a。舉例而言，每一端部701a可藉由接合在該基座部件704之一側邊緣內之一相對應凹口704a而耦合至該基座部件704。該浮動槓桿偏壓彈簧701之一中間部分701b靜止於該浮動槓桿702之一頂部702a上。該浮動槓桿偏壓彈簧701在一順時針方向偏壓該浮動槓桿702。該浮動槓桿702之該邊緣702c靜止於該掣止簧703上。

由於在該變壓器300中之介電流體305之液位下降，耦合至該變壓器300的該浮動部件505及一絕緣桿510開始下降，實質上如上文連同該斷路器100之該浮動部件297及絕緣桿298所述。如圖8最佳可見，該絕緣桿510之該底端包含在該框架102內橫向推動該掣止簧703之一傾斜表面810。在特定例示性實施例中，該框架102限制該掣止簧703及桿805使得該掣止簧703僅可在水平面內旋轉且該桿805僅可軸向移動。

該浮動部件505之重量係使得其將該掣止簧703推動離開該槓桿702之方向，容許該浮動槓桿偏壓彈簧701在一順時針方向移動該槓桿702。當該槓桿702順時針移動時，該槓桿702之一端部702f在一逆時針方向致動該槓桿501之一端部501a，克服該彈簧601之該偏壓力。該槓桿501之此移動釋放該凸輪469使得該彈簧284可順時針移動該凸輪469，因而導致該斷路器500斷開。

該斷路器500可實質上如上文所述連同該斷路器100手動重設自該斷開位置至該閉合位置。參考圖1至圖8，該斷路器500可藉由以下步驟而重設：(a)順時針旋轉該槓桿臂402以與該槓桿臂401對齊，(b)藉由在該凸緣466中重定位該桿264而將該等槓桿臂401及402重新耦合在一起，及(c)作為一單元逆時針旋轉該等槓桿臂401及402，使得該導電桿101電接合該導電接觸件615。

取決於在重設操作期間在該變壓器300中之介電流體305之液位，該浮子505可在該上位置(對應於介電流體之一充足液位)或在該下位置(對應於介電流體之一不足液位)。若該浮子505在該上位置，則該絕緣桿510係經佈置在該曲軸區段292上面。該曲軸區段292移動經過該浮動槓桿702之下側，向上推動該浮動槓桿702並加壓該浮動槓桿偏壓彈簧701。該掣止簧703在該重設操作期間移動離開方向並當完全重設時按扣回到該浮動槓桿702下面。若在該重設操作期間該浮子505在該下位置，則該絕緣桿510係經佈置在該曲軸區段292之移動路徑中，限制該曲軸區段292之移動並防止操作員再通電該斷路器500。

因此，該斷路器500包含：(a)用於導致該斷路器500回應於一故障電流或其他溫度增加而斷開之一「故障跳脫」功能，(b)用於導致該斷路器500當該介電流體305下降至一不可接受液位時而斷開之一「低油跳脫」功能，及(c)用於當有在該變壓器槽300中之介電流體305之一不可接受液位時不容許重設該斷路器500之一「低油鎖定」功能。該故障跳脫功能實質上獨立於該低油跳脫及低油鎖定功能而操作。特定言之，該斷路器500可經歷一低油跳脫而不釋放該磁體208或旋轉該雙臂曲柄504。反而是該低油跳脫僅需要該絕緣桿510以致動該槓桿702。

需要致動該槓桿702之力量為極小。大體上，所需力量大約係0.05磅。相比之下，需要釋放該磁體208的力量大約係二磅。藉由致動該槓桿702而不釋放該磁體208，所需力減少大約97.5%。更小所需力為有利，因為其容許該浮子重量更輕並在該變壓器槽310中之介電流體305更少移位。舉例而言，該浮子可僅重大約40克。在特定例示性實施例中，該浮子包含一浮力發泡體材料，諸如丁腈橡膠(NBR)或另一高溫封閉胞狀發泡體。該發泡體材料亦可包含一緻密材料(諸如鋼)以提供用於操作該浮子之必需重量。舉例而言，該浮子可包含已注入鋼部件之發泡體。

圖9係根據特定替代例示性實施例之一斷路器機構900之一側透視圖。參考圖9，該斷路器機構900包含經安裝使得該等斷路器905之操作軸連結在一起的三個斷路器905。舉例而言，每一斷路器905可大體上係類似於圖1至圖4中描繪的該斷路器100或圖5至圖8中描繪的該斷路器500。每一斷路器905係與一不同電路或該相同電路之部分相關聯且電耦合。舉例而言，每一斷路器905可電耦合至一三相電源系統之一不同相位。雖然圖9中描繪為包含三個斷路器905，受益於本揭示內容之一般熟習此項技術者將瞭解在替代例示性實施例中該斷路器機構900可具有任何數目之斷路器905。

每一斷路器905之該雙臂曲柄(未顯示)係耦合至該斷路器905之一跳脫環901。圖10係根據特定例示性實施例之該跳脫環901之一側透視圖。參考圖9及圖10，所有該等斷路器905之該等跳脫環901係經由至少一連結棒902而互相耦合。在一斷路器905上之該雙臂曲柄之旋轉導致在該斷路器905上之該跳脫環901旋轉，因而導致該連結棒902旋轉。該連結棒902之旋轉導致在其他斷路器905上之該等跳脫環901及雙臂曲柄旋轉，跳脫所有該等經連結的斷路器905。

在特定例示性實施例中，一共同螺線管(未顯示)可經安裝以電子地跳脫一個或多個斷路器905。舉例而言，該螺線管可旋轉在一斷路器905上並具有圖5至圖8中描繪的類型之該槓桿501。另外，或在另一選擇中，該螺線管可旋轉在具有圖9中描繪的類型之一三相斷路器機構900上之該跳脫環901及連結棒902。此可使用在一簡單連結棒902上之一旋轉螺線管或一線性螺線管而實現。

為提供一熱跳脫，使用狀態變化或內部結晶或機械結構以提供超過一距離之所需力之一普通雙金屬按扣作用結構或裝置(諸如一蠟馬達)可用於旋轉在具有圖5至圖8中描繪的類型之一斷路器905上的該槓桿501及/或在具有圖9中描繪的類型之一三相斷路器機構900上之該跳脫環901及連結棒902。該裝置可用於自動跳脫及重設每一斷路器905。另一選擇為，可如上文所述連同該等斷路器100及500手動重設每一斷路器905。

雖然上文已詳細描述具體實施例，但是該描述僅為說明用途。因此，應意識到本發明之很多態樣在上文中僅作為實例描述且並非意欲作為本發明之需要或基本元件除非另外明顯陳述。各種修改及對應於除了上文所述之外之該等例示性實施例的該等所揭示態樣之等效步驟可由受益於此揭示內容之熟習此項技術進行，而不背離在下列請求項中定義的本發明之精神及範圍，該等下列請求項之範圍符合最廣泛解譯以便涵蓋此等修改及等效結構。

100．．．斷路器

101．．．導電桿

102．．．框架

200．．．初級電路

203．．．點

204．．．電弧消除總成

204a．．．基座

204b．．．頂蓋

204c．．．電弧室

204d．．．外殼

205．．．金屬元件

208．．．磁體

210．．．雙臂曲柄

212．．．銷

214．．．彈簧

216．．．端部

217．．．閂鎖部件

218．．．閂鎖機構

219．．．溫度感測總成

220．．．曲軸

223．．．高壓輸入線

224．．．線

226．．．線

249．．．開口

250．．．導引板

251．．．跳脫總成

252．．．樞轉銷

253．．．銷

261．．．過中心彈簧

261a．．．端部

263．．．跳脫槓桿

264．．．桿

284．．．彈簧

292．．．曲軸區段

296．．．開口

297．．．浮動部件

298．．．軛

300．．．變壓器

305．．．介電流體

310．．．變壓器槽

320．．．外部手柄

401．．．槓桿臂

402．．．槓桿臂

449．．．開口

453．．．狹槽

456．．．彈簧

458．．．開口

465．．．開口

466．．．凸緣

467．．．第一凸輪

469．．．第二凸輪

501．．．槓桿

501a．．．端部

501b．．．端部

504．．．雙臂曲柄

504a．．．第一端部

504b．．．第二端部

504c．．．構件

505．．．浮子/浮動部件

510．．．絕緣桿

601．．．彈簧

604．．．突出

615．．．導電接觸件

701．．．浮動槓桿偏壓彈簧

701a．．．端部

701b．．．中間部分

702．．．浮動槓桿

702a．．．頂部

702b．．．底部

702c．．．邊緣

702d．．．邊緣

702e．．．樞軸點

702f．．．端部

703．．．掣止簧

704．．．基座部件

704a．．．空腔

704b．．．邊緣

704c．．．邊緣

705．．．延伸

710．．．止擋臂

715．．．端部

720．．．導引狹槽

735．．．主彈簧開口

740．．．浮動槓桿機構

786．．．O形環

790．．．螺絲

810．．．傾斜表面

900．．．斷路器機構

901．．．跳脫環

902．．．連結棒

905．．．斷路器

圖1係在一正常操作位置之一斷路器之一側視圖，其中特定元件為清楚而移除；

圖2係在一正常操作位置之圖1中描繪的該斷路器之一側視圖；

圖3係在一正常操作位置之圖1中描繪的該斷路器之一側視圖；

圖4係在一跳脫位置之圖1中描繪的該斷路器之一側視圖；

圖5係根據特定例示性實施例之在一正常操作位置之一斷路器之一側視圖；

圖6係在一正常操作位置之圖5中描繪的該斷路器之一側截面圖；

圖7係圖5中描繪的該斷路器之一分解透視圖，其中特定元件為清楚而移除；

圖8係在一正常操作位置之圖5中描繪的該斷路器之一側截面圖，其中特定元件為清楚而移除；

圖9係根據特定替代例示性實施例之一斷路器機構之一側透視圖；及

圖10係根據特定例示性實施例之圖9中描繪的該斷路器機構之一跳脫環之一側透視圖。

100．．．斷路器

200．．．初級電路

203．．．點

204．．．電弧消除總成

204a．．．基座

204b．．．頂蓋

204c．．．電弧室

204d．．．外殼

205．．．金屬元件

208．．．磁體

210．．．雙臂曲柄

212．．．銷

214．．．彈簧

216．．．端部

217．．．閂鎖部件

218．．．閂鎖機構

219．．．溫度感測總成

220．．．曲軸

223．．．高壓輸入線

224．．．線

226．．．線

249．．．開口

250．．．導引板

251．．．跳脫總成

252．．．樞轉銷

253．．．銷

261．．．過中心彈簧

261a．．．端部

263．．．跳脫槓桿

264．．．桿

292．．．曲軸區段

296．．．開口

297．．．浮動部件

298．．．軛

Claims (18)

1. 一種用於一變壓器之斷路器，其包括：一跳脫裝置，其相對於一靜止接觸件移動一可移動接觸件以斷開及閉合一電路，其中該跳脫裝置包含耦接至該可移動接觸件的一第一槓桿臂，及耦接至一桿的一第二槓桿臂，其供該桿係可分離地耦接至該第一槓桿臂已使得當該桿自該第一槓桿臂分離時，該第一槓桿臂下降移動該可移動接觸件；故障中斷構件，其用於在該變壓器中之一故障條件下，導致該跳脫裝置移動該可移動接觸件；及低油跳脫構件，其用於當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時，導致該跳脫裝置移動該可移動接觸件，其中該低油跳脫構件獨立於該故障中斷構件而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷構件之任何組件。
2. 如請求項1之斷路器，其中該故障中斷構件包括：一磁體；及一居里(curie)金屬元件，其電耦合至該電路並經組態以釋放該磁體與該居里金屬元件之間之一磁性耦合以在該故障條件下斷開該電路，其中該低油跳脫構件導致該電路斷開而不釋放該磁體與該居里金屬元件之間之該磁性耦合。
3. 如請求項2之斷路器，其中該故障中斷構件進一步包括耦合至該磁體並經組態以連同該磁體移動之一致動器， 其中釋放該磁體與該居里金屬元件之間之該磁性耦合移動該致動器以導致該電路斷開。
4. 如請求項1之斷路器，其中該低油跳脫構件包括：一浮動部件，其經組態以在該介電流體中浮動；一低油桿，其耦合至該浮動部件；及其中該浮動部件係經組態以當在該槽中之介電流體之液位下降低於該臨限液位時施加一力至該低油桿以致動該第二槓桿臂，致動該第二槓桿臂導致該電路斷開。
5. 如請求項1之斷路器，其中該跳脫構件包括耦合至該第二槓桿臂之一彈簧偏壓凸輪，該彈簧偏壓凸輪之移動導致該第一槓桿臂相對於該靜止接觸件移動該可移動接觸件。
6. 如請求項5之斷路器，其中該低油跳脫構件包括一槓桿，其釋放該彈簧偏壓凸輪以導致該電路斷開。
7. 如請求項6之斷路器，其中該故障中斷構件致動一致動器以釋放該彈簧偏壓凸輪以導致該電路斷開。
8. 一種用於一變壓器之斷路器，其包括：一靜止接觸件，其經組態以電耦合至一變壓器之一電路；一可移動接觸件；一跳脫裝置，其相對於該靜止接觸件移動移動該可移動接觸件以斷開及閉合該電路，其中該跳脫裝置包含耦接至該可移動接觸件的一第一槓桿臂，及耦接至一桿的一第二槓桿臂，其供該桿係可分離地耦接至該第一槓桿 臂已使得當該桿自該第一槓桿臂分離時，該第一槓桿臂下降移動該可移動接觸件；；一故障中斷裝置，其導致該跳脫裝置在該變壓器中之一故障條件下斷開該電路；及一低油跳脫裝置，其導致該跳脫裝置當在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時斷開該電路，其中該低油跳脫裝置獨立於該故障中斷裝置而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷裝置之任何組件。
9. 如請求項8之斷路器，其中該故障中斷裝置包括：一磁體；及一居里金屬元件，其電耦合至該電路並經組態以在該故障條件下釋放該磁體與該居里金屬元件之間之一磁性耦合，其中該低油跳脫裝置導致該電路斷開而不釋放該磁體與該居里金屬元件之間之該磁性耦合。
10. 如請求項9之斷路器，其中該故障中斷裝置進一步包括耦合至該磁體並經組態以連同該磁體移動之一致動器，其中釋放該磁體與該居里金屬元件之間之該磁性耦合移動該致動器以導致該跳脫裝置斷開該電路。
11. 如請求項8之斷路器，其中該低油跳脫裝置包括：一浮動部件，其經組態以在該介電流體中浮動；一低油桿，其耦合至該浮動部件；及其中該浮動部件係經組態以當在該槽中之介電流體之 液位下降低於該臨限液位時施加一力至該低油桿以致動該第二槓桿臂，致動該第二槓桿臂導致該跳脫裝置斷開該電路。
12. 如請求項8之斷路器，其中該跳脫裝置包括耦合至該第二槓桿臂之一彈簧偏壓凸輪，該彈簧偏壓凸輪之移動導致該第一槓桿臂相對於該靜止接觸件移動該可移動接觸件。
13. 如請求項12之斷路器，其中該低油跳脫裝置包括一槓桿，其釋放該彈簧偏壓凸輪以導致該電路斷開。
14. 如請求項13之斷路器，其中該故障中斷裝置致動一致動器以釋放該彈簧偏壓凸輪以導致該電路斷開。
15. 一種用於一變壓器之斷路器總成，其包括：複數個斷路器，每一斷路器包括：一跳脫裝置，其相對於一靜止接觸件移動一可移動接觸件以斷開及閉合一電路，其中該跳脫裝置包含耦接至該可移動接觸件的一第一槓桿臂，及耦接至一桿的一第二槓桿臂，其供該桿係可分離地耦接至該第一槓桿臂已使得當該桿自該第一槓桿臂分離時，該第一槓桿臂下降移動該可移動接觸件；一故障中斷構件，其用於導致該跳脫裝置移動該可移動接觸件以在該變壓器中之一故障條件下斷開，及低油跳脫構件，其用於導致該跳脫裝置移動該可移動接觸件以在當該變壓器之一槽中之介電流體之一液位低於一臨限液位時斷開， 其中該低油跳脫構件獨立於該故障中斷構件而操作以斷開該電路而不致動該故障中斷構件之任何組件；及一連結棒，其耦合至該等斷路器之每一者，該連結棒回應於導致與該等斷路器之一者相關聯的電路斷開之該等斷路器之該一者之該故障中斷構件而旋轉，該連結棒之旋轉導致每一其他斷路器之該故障中斷構件斷開與該其他斷路器相關聯的該電路。
16. 如請求項15之斷路器總成，其中該斷路器總成包括三個斷路器，每一斷路器係與在該變壓器中之三相電源之一不同相位相關聯。
17. 如請求項15之斷路器總成，其中每一斷路器之該故障中斷構件包括：一磁體；及一居里金屬元件，其電耦合至與該斷路器相關聯的該電路並經組態以釋放該磁體與該居里金屬元件之間之一磁性耦合以在該故障條件下斷開與該斷路器相關聯的該電路，其中該低油跳脫構件導致與該斷路器相關聯的該電路斷開而不釋放該磁體與該居里金屬元件之間之該磁性耦合。
18. 一種用於保護一變壓器之電路之方法，其包括下列步驟：決定在一變壓器中是否存在一故障條件； 回應於決定在該變壓器中存在一故障條件，釋放一磁性耦合以導致一跳脫裝置在該變壓器中之斷開該電路；決定在該變壓器之一槽中之介電流體之一液位是否低於一臨限液位；及回應於決定該介電流體之該液位低於該臨限液位，導致在該跳脫裝置在該變壓器中斷開該電路而不釋放該磁性耦合；其中該跳脫裝置相對於一靜止接觸件移動一可移動接觸件以斷開及閉合該電路，其中該跳脫裝置包含耦接至該可移動接觸件的一第一槓桿臂，及耦接至一桿的一第二槓桿臂，其供該桿係可分離地耦接至該第一槓桿臂已使得當該桿自該第一槓桿臂分離時，該第一槓桿臂下降移動該可移動接觸件。