TWM492517U - 電力真空開關接觸器之跳脫裝置 - Google Patents

Description

電力真空開關接觸器之跳脫裝置

本創作係相關於一種電力真空開關接觸器之跳脫裝置，特別是指一種具有至少二可相對移動以使電流流通之接觸點之跳脫裝置。

專利文件EP 0045072B1係揭露一種具有二突出至一電弧室中之接觸點之真空開關，其接觸點係藉由電弧室外之可撓性導體連接至電氣端，一電氣接觸點係相對固定在電弧室上，另一相對接觸點則藉由一致動機構樞接，並可藉由一位移機構移動於一開啟位置與一關閉位置間。

專利文件DE4005532A1係揭露一種具有一真空電弧室之真空開關，而為了真空電弧室之架設，乃以一軟性連接件將真空電弧室連接至一外部端點，此外，真空電弧室又藉由一軸向牽引機構連接至開關之構體上。

習知真空開關之一缺點即是其間隙會因相連接連桿元件間之摩擦作用而隨操作之頻繁而漸擴大，這間隙對於其他諸如開口寬度與接觸點之操作反應等參數會有負面之影響，真空開關之功能亦會因此受到顯著之負面影響。習知真空開關之另一缺點則是在工藝上而言、其結構通常較為複雜。

本創作用於一接觸器之跳脫裝置即是針對前述缺點而提出，可藉以大幅縮減接觸點之跳脫時間；此外，其接觸點亦具有較高之可靠度、且製造成本較低廉。

本創作藉由申請專利範圍第1項之特徵達成前述之目標，本創作之接觸器係為一避免電路與裝置(如馬達)超載、並避免關機時電壓過低。

本創作定義一電力工程中之重負載真空開關，此真空開關之特徵係為其接觸點隙設置於一無空氣之空間中(亦即真空)，藉以減少腦人之開關電弧。

本創作係關於一種接觸器之跳脫裝置，此接觸器係為構形為一具有至少二接觸點之電力真空開關，其接觸點係可相對移動以使電流流通；真空開關之一接觸點係可固定至開關外殼，另一接觸點係間接地藉由一接觸環連接至一心軸；在壓縮彈簧之壓力下，心軸可致動其中至少一接觸點。

本創作中，相對彈簧壓力之一互鎖件將心軸維持在分離狀況，藉由一驅動器可適當地釋放此互鎖件，而當壓縮彈簧擴張時，即將其所儲存之一動能傳遞至心軸。本創作之真空接觸器因其特別高之真空電性強度，故可運用為一在高電壓運用下之電路斷電器，其中因其可離子化之空氣分子極少，即使在極短之元件間距離下，其亦可有效降低開關電弧(放電)之產生，緣是，乃可在不發生火花之情形下，進行極高電壓之操作。

在本創作之一實施例中，又包括一用以驅動接觸點並於一座板中進行軸向導引之接觸環，乃設置於心軸之頂端。此接觸環在其遠離心軸之一側上、至少與真空接觸器之一接觸點連接。

用以於座板與接觸環間維持電流承載接觸之接觸彈簧係設置於座板之一開口中，此接觸彈簧係位於開口之內緣、並與開口同心設置，即使接觸彈簧在座板中進行軸向導引時，亦神可確保座板與接觸環間之電流不間斷。

在本創作之一實施例中，其互鎖件係實施為一設於外殼中之槓桿元件組，其中之一槓桿矽連接在驅動器上，而另一槓桿則進行壓縮彈簧之變形操作，所述之二槓桿皆包括一互相連結之支臂。

依據接觸器之尺寸與操作範圍，可變化壓縮彈簧與槓桿之強度與構形，其亦可依壓縮彈簧之尺寸決定槓桿構形，以使在跳脫裝置之靜止狀態下、維持壓縮彈簧之壓縮狀態；與驅動器連接之槓桿係可實施為一 關閉槓桿，乃樞接在跳脫裝置之一元件上，而槓桿元件組中之另一槓桿則可實施為一支撐桿，關閉槓桿係包括至少一接收缺口、用以於壓縮彈簧處於靜止狀態下、與支撐桿連接。

所述之關閉槓桿與支撐桿係皆以具有二端支臂之槓桿實施，在壓縮彈簧處於壓縮情況之靜止狀態中，支撐桿係制鎖於關閉槓桿上，支撐桿係樞接於一U形架上，此U形架與另一相對之U形架共同形成一內室。

此外，在本創作之另一實施例中，跳脫裝置係包括一氣動式、液壓式、與/或機械式驅動器，依據跳脫裝置運用之場合言，其亦可包括一電磁驅動器，緣此，跳脫裝置亦會包括提供壓縮空氣或液壓油之管線，而當包括電磁驅動器時，亦會同時包括一線圈、藉由流通電流產生一相對應之磁場。

本創作之驅動器較佳係包括一可伸長之活塞，其係與關閉槓桿之一支臂連結。藉由氣壓、液壓或電磁之驅動，乃可使活塞跳脫，藉此遙控接觸點關閉；於此，接觸點促使可伸長之活塞位移出驅動器之殼體，以使活塞施力在關閉槓桿之支臂上，推動關閉槓桿樞轉、以釋放支撐桿。

在本創作之另一實施例中，接觸器與互鎖裝置係設置於一共用外殼中，此共用外殼之內部又以一分隔牆區分為一機械室與一電氣室。

本創作中，用以致動互鎖件之把手係設置於外殼外側，此把手可以運用為樞設於共用外殼外側面上之入口嵌板，在跳脫裝置之其他狀態下，入口嵌板係抵觸在共用外殼之外側面上、以覆蓋一穿透外殼側壁之開口，當壓縮彈簧伸展時，支撐桿即進行一迫近由入口嵌板覆蓋之開口方向之樞轉。

當真空開關關閉時，支撐桿之上端即突出穿過共用外殼之開口，藉此使入口嵌板繞共用外殼外側面上之架設點樞轉，直至入口嵌板伸展呈外殼外側面上之一角度時為止。

支撐桿可自外側施壓在入口嵌板上，以使其樞轉至入口嵌板抵觸在外殼外側面上之位置，藉此使支撐桿以趨向心軸之方式樞轉，亦即，將支撐桿帶到可與關閉槓桿之接收缺口結合之位置上。

在本創作之另一實施例中，嵌板係設於對應於支撐桿頂端區域之開關外殼上，此嵌板樞接至外殼並容許與支撐桿接觸。

較佳地，本創作之關閉槓桿更包括至少一接收缺口。

在本創作之一實施例中，支撐桿係包括至少一鈎體，此鈎體用以將支撐桿鎖制在關閉槓桿上。

本創作中，支撐桿較佳係可樞轉於一關閉位置與一開啟位置間，且支撐桿間接地藉由一橫向軸連接至壓縮彈簧，隨著壓縮彈簧之伸展與收縮，乃可連動支撐桿樞轉致相對之關閉位置與開啟位置。

本創作中，U形架亦可包括複數個樞接點，用以供關閉槓桿與支撐桿相對U形架樞轉。

1‧‧‧開關外殼

2‧‧‧跳脫裝置

3‧‧‧電氣室

4‧‧‧機械室

5‧‧‧分隔牆

6‧‧‧真空開關

7,8‧‧‧接觸點

10‧‧‧電路板

11‧‧‧接觸環

12‧‧‧壓縮彈簧

13‧‧‧心軸

14‧‧‧橫向軸

16‧‧‧內室

17,18‧‧‧U形架

19‧‧‧座板

20‧‧‧接觸彈簧

21‧‧‧驅動器

22‧‧‧長腳端

23‧‧‧關閉槓桿

24‧‧‧關閉槓桿樞軸點

25‧‧‧短腳端

26‧‧‧支撐桿

27‧‧‧樞軸點

28‧‧‧鈎體

29‧‧‧接收缺口

30‧‧‧關閉位置

31‧‧‧開啟位置

32‧‧‧嵌板

33‧‧‧開口

34‧‧‧輪廓

35‧‧‧位置感測器

36‧‧‧螺絲

37‧‧‧上蓋體

38‧‧‧導槽

39‧‧‧架設軌

40‧‧‧活塞

42,43‧‧‧孔

46‧‧‧電路

47‧‧‧驅動器

48‧‧‧元件

49,50‧‧‧開關接點

51‧‧‧電路

52‧‧‧驅動器

35‧‧‧中斷裝置

54‧‧‧磁鐵

55‧‧‧安全開關

第一圖係為本創作跳脫裝置之一側視圖，其支撐桿係位在開啟位置上。

第二圖係為本創作跳脫裝置之一剖面側視圖，其支撐桿係位在關閉位置上。

第三圖係為本創作跳脫裝置之一立體分解圖。

第四圖係顯示於座板中導引之接觸環。

第五圖係顯示具有接觸彈簧之座板。

第六圖係顯示本創作跳脫裝置裝置於一電路系統中之示意圖。

請參見第一圖所示，係為本創作電性開關一開關外殼，其主要係設置一跳脫裝置，此電性開關包括一電氣室3及一以一分隔牆5分開之機械室4，真空開關6係設置於電氣室3中、且包括二接觸點7與8，此二接觸點7與8係位於真空開關6之開關外殼1中，真空開關6中較上位之接觸點7係與一導電電路板10電性連接，而較下位之接觸點8則以鄰近機械室4之方式設置於一接觸環11上。

一壓縮彈簧12係設於機械室4中，一心軸13係以軸向設置於壓縮彈簧12結構之中心纏繞空間中，而一橫向軸14則貫穿心軸13設置，心 軸13即是以橫向軸14支撐在壓縮彈簧12上。

一內室16係形成於機械室4之內部空中，乃由機械室4中所包括之一第一U形架17與一第二U形架18相對接合而成，第一U形架17與第二U形架18並以個別之引腳作實體之連接，心軸13係貫穿內室16並分別穿透過第一U形架17與一第二U形架18上下兩端引腳之接合處，心軸13之底端係錨定在第一U形架17與一第二U形架18之下位引腳上，故與接觸環11遠離，壓縮彈簧12包覆心軸13、並間接藉由橫向軸14施力在支撐桿26之輪廓34上(如第一圖所示)。

心軸13於開關外殼15之機械室4內沿軸向延伸、並穿過分隔機械室4與電氣室3之分隔牆5，在電氣室3中，心軸13繼續延伸並穿過接觸環11，接觸環11即藉此固定至心軸13上、並導引於座板19中，如第四圖所示，接觸彈簧20則係設置於座板19之內緣。

當維持電性接觸時，接觸環11係可於座板19中進行軸向或徑向之位移；當接觸環11於座板19中進行軸向或徑向移動時，接觸彈簧20乃是用以維持接觸環11與座板19間之電性接觸。

接觸環11之一側係附著至心軸13，另一側則附著至真空開關6之接觸點8上，心軸13相對壓縮彈簧12於開關外殼1內之位移係連動接觸環11於座板19中之位移。

真空開關6之接觸點8與另一接觸點7間之距離係會隨開關外殼1中心軸13之軸向位移而改變，藉此，乃可增加或減少接觸點7與另一接觸點8間之距離。

藉由活塞40作用於關閉槓桿23長腿端22上之驅動器21係構建於機械室4中，關閉槓桿23係樞座於U形架18之一樞軸點24上，驅動器21之活塞40可藉由遙控或其他方式制動，藉由致動活塞40，乃可使關閉槓桿23於樞軸點24上樞轉，關閉槓桿23之長腿端22藉此可樞轉趨向機械室4，而關閉槓桿23之短腿端25則向下樞轉、以趨近壓縮彈簧12。

藉由關閉槓桿23相對樞軸點24之樞轉，關閉槓桿23之短腿端25乃可釋放支撐桿26，支撐桿26係樞接在U形架18之一樞軸點27上，支撐桿26又包括設於其末端並遠離樞軸點27之鈎體28，此鈎體28係於支撐桿26在一關閉位置30時、用以與關閉槓桿23之接收缺口29接合，此支撐桿26之關 閉位置30係如第二圖所示之狀態，而在第一圖中，則顯示支撐桿26之開啟位置31。

在開啟位置31時，具有鈎體28支支撐桿26上端係突出穿過開關外殼1之開口33，且此時支撐桿26係抵壓在嵌板32上，此嵌板32係藉由一絞鏈接合在開關外殼1上，但嵌板32之底端卻與開關外殼1分離(如第一圖所示)。

第一圖顯示壓縮彈簧12之鬆弛狀態，此時之壓縮彈簧12係抵壓在橫向軸14上、並以趨向電氣室3之方向推移心軸13，橫向軸14與支撐桿26之輪廓34接合，藉此，支撐桿26乃可以樞軸點27樞轉趨向開口33。

圖式中標號35者係為一用以提供心軸13即時位置之位置感測器。

第二圖係以橫貫關閉槓桿23之截面顯示相對第一圖之電力開關，其中之支撐桿26係以樞軸點27樞轉回復到關閉位置30之約平行於心軸13之延伸狀態，此時，支撐桿26之輪廓34係藉由橫向軸14間接地將壓縮彈簧12抵壓在u形架17與18之底部銜接處，支撐桿26之鈎體28則在關閉位置30時結合在關閉槓桿23之接收缺口29上，此時之驅動器21並未啟動，且關閉槓桿23係相對於樞軸點24呈平行延展之狀態，在支撐桿26關閉位置30時，關閉槓桿23係由驅動器21之活塞40維持在一約略水平之位置，藉此，關閉槓桿26乃可抵禦壓縮彈簧12之張力、並將支撐桿26固定，以避免其相對樞軸點27樞轉。

因支撐桿26係處於其關閉位置30，故嵌板32乃為關閉、並在絞鏈處接觸開關外殼1，如第二圖所示，藉由螺絲36之作用，乃可將真空開關6之上位接觸點7固定至電路板10上，而藉由另一螺絲36則可將真空開關6之下位接觸點8連接至接觸環11上。

第三圖中之標號1係指開關外殼，在組合狀態下，開關外殼1係藉由一上蓋體37封閉，心軸13係位於壓縮彈簧12上、並具有一橫向貫穿之橫向軸14，位置感測器35則設於橫向軸14之下方，並以一維持環將心軸13相對固定於U形架17與18之底部連接處，心軸13相對於壓縮彈簧12之另一端則具有一接觸面與接觸環11接觸。

相對心軸13言，座板19係位於接觸環11之上方、並具有一開 口33，開口33中之接觸彈簧20則對齊於其開口側，真空開關6係位於座板19與電路板10間、並在其心軸側包括上位接觸點7及下位接觸點8，當藉由關閉本創作之跳脫裝置連接真空開關6之上位接觸點7與下位接觸點8時，電路即行連通、以執行如一旁通開關之開關功能；如圖所示，U形架17與18係分別位於心軸13之兩側，藉以形成一內室16。

U形架17與18之底部係以吻合之方式連接，關閉槓桿23係位於心軸13之一側、並在組合狀態中以U形架18上之樞軸點24樞轉，接收缺口29則位於關閉彈簧23之短腿端25上，支撐桿26係位於心軸13之另一側、並在組合狀態中樞接在U形架18之樞軸點27上。

第三圖係顯示在U形架18上、樞軸點24與27不同高度之配置；相對於心軸13，支撐桿26係位於U形架18之後方、並包括位於上末端之鈎體28，此鈎體28係用以主動連接至關閉槓桿23之接收缺口29，而嵌板32則位於支撐桿26之後方、並於組合狀態下、以一絞鏈結合至開關外殼1之側邊。

驅動器21之內室16係於U形架17與18中、相對於心軸13、以約平行之方式延展，而驅動器21則是藉由活塞40、主動連接至關閉槓桿23。

用以架設電路板10、座板19、與心軸13用之各導槽38係設於開關外殼1內部，為了在一支撐結構上架設開關外殼1，本創作即包括一設於開關外殼1前側面支架設軌39。

如第四圖所示，接觸環11與座板19係藉由接觸彈簧20連結在一起，當接觸環11在座板19中軸向位移時，座板19與接觸環11間之電流流通皆得以維持；接觸環11又包括孔洞42與43，其中之孔42係用以將接觸環11螺合至接觸點7，而孔43則是用以將接觸環11螺合至心軸13。

第五圖係為座板19之立體示圖，其中固著於心軸13上之接觸環11、在組合狀態中、係導引於座板19之開口33中，在接觸環11於座板19中進行軸向或徑向之位移時，於接觸環11與座板19間之載電接觸即因接觸環11與座板19接觸彈簧20間之接觸而得以確保其載電接合狀態。

第六圖係顯示本創作跳脫裝置裝置於一電路系統中之示意圖，其包括一位置感測器35。倘若該接觸點之跳脫裝置的連鎖是在休息的狀態，則該壓縮彈簧12會把心軸13保持在對抗其彈簧壓力的結合點之外。 為了解除該連鎖，一驅動器21被提供，其在本實施例中可以是一磁鐵。此外，一位置感測器35提供了有關該接觸點之跳脫裝置是位於被連鎖之狀態、或是該接觸點之跳脫裝置的連鎖已被解除的資訊。

該位置感測器35具有兩開關位置。通常，該接觸點之跳脫裝置並未被制動，且該真空開關6的兩個接觸點7、8是被中斷的。在此位置上，該位置感測器35的開關接點49是開啟(open)的，且位置感測器35的開關接點50是關閉(closed)的。位於一驅動器47與一元件48之間的電路46是關閉(closed)的。

一旦該跳脫裝置被驅動器21所制動，則該開關接點50變成開啟(open)狀態。該開關接點49同步被關閉(closed)且電壓因此被提供給電路51。另一驅動器52的磁鐵54是位在該電路51。倘若該電路51是關閉(closed)，則電壓是提供給該另一驅動器52的磁鐵54。

第六圖顯示了該位置感測器35以一微開關且具有一機械式中斷裝置53之磁鐵54之型式的實施例。該機械式中斷裝置53僅以示意圖顯示。該磁鐵54聯繫於該機械式中斷裝置53，其藉此產生了一訊號，在當該接觸點之跳脫裝置因脫離該驅動器21之連鎖而被制動時。該機械式中斷裝置53藉由中斷該電路51而同步切斷該另一驅動器52之該磁鐵54的電源供應。

於第六圖中，一安全開關(snap switch)55更被提供，以供維持電路46的連續性電壓。該驅動器47是藉由安全開關55而連接於一低處驅動器。

以上所述係利用較佳實施例詳細說明本創作，而非限制本創作之範圍，而且熟知此類技藝人士皆能明瞭，適當而作些微的改變及調整，仍將不失本創作之要義所在，亦不脫離本創作之精神和範圍。

綜上所述，本創作實施之具體性，誠已符合專利法中所規定之新型專利要件，謹請 貴審查委員惠予審視，並賜准專利為禱。

1‧‧‧開關外殼

2‧‧‧跳脫裝置

3‧‧‧電氣室

4‧‧‧機械室

5‧‧‧分隔牆

6‧‧‧真空開關

7,8‧‧‧接觸點

10‧‧‧電路板

11‧‧‧接觸環

12‧‧‧壓縮彈簧

13‧‧‧心軸

14‧‧‧橫向軸

16‧‧‧內室

17,18‧‧‧U形架

19‧‧‧座板

21‧‧‧驅動器

22‧‧‧長腳端

23‧‧‧關閉槓桿

24‧‧‧關閉槓桿樞軸點

25‧‧‧短腳端

26‧‧‧支撐桿

27‧‧‧樞軸點

28‧‧‧鈎體

29‧‧‧接收缺口

31‧‧‧開啟位置

32‧‧‧嵌板

33‧‧‧開口

34‧‧‧輪廓

35‧‧‧位置感測器

40‧‧‧活塞

Claims (12)

1. 一種電力真空開關接觸器之跳脫裝置，係包括至少二可相對移動以流通電流之接觸點，其特徵在於：該跳脫裝置更包括有一壓縮彈簧、一心軸、一互鎖件以及一驅動器；該心軸係承受該壓縮彈簧之壓力而可致動至少一該接觸點，且該互鎖件係抵禦該壓縮彈簧之施力而可將該心軸維持在分離狀況下，其中該驅動器則用以釋放該互鎖件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該跳脫裝置更包括有一接觸環；該接觸環係設於該心軸之一頂端且係可致動至少一該接觸點並於一座板中軸向導移。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該互鎖件係由一支撐於一外殼中之槓桿組所構成，該槓桿組中之一關閉槓桿係接合在該驅動器上，而另一支撐桿則擴張該壓縮彈簧，該關閉槓桿與該支撐桿係各以一支臂彼此接合。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該跳脫裝置之該驅動器係為一氣動式、液壓式、與/或機械式之驅動器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該驅動器包括一可伸長且與該關閉槓桿之一支臂接合之活塞。
6. 如申請專利範圍第1項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該接觸點與該互鎖件係位於一共用室中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之跳脫裝置，其特徵在於：一用以致動該互鎖件之把手係位於該外殼之外側。
8. 如申請專利範圍第3項所述之跳脫裝置，其特徵在於：在該支撐桿之一頂端區域中，該外殼上又設有一嵌板。
9. 如申請專利範圍第3項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該關閉槓桿又包括至少一接收缺口。
10. 如申請專利範圍第3項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該關閉槓桿又包括至少一鈎體。
11. 如申請專利範圍第3項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該支撐桿係樞轉於一關閉位置與一開啟位置間。
12. 如申請專利範圍第3項所述之跳脫裝置，其特徵在於：該外殼內又包括二 接合之U形架，其中之一該U形架上又包括二樞軸點。