專利名稱：電流互感器快速更換組件及力傳遞墊圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到模制外殼斷路器尤其涉及到快速更換主電流互感器的組件，以使主電流互感器能快速、容易地在現(xiàn)場更換，且涉及到在預(yù)定過電流強度下降低可分離的主觸頭所需開分時間的裝置。
模制外殼斷路器一般在技術(shù)上是過時的，且為眾所周知。在美國第4，489，295號專利公開了這種斷路器的例子。這種斷路器用于保護電路免受由于過電流情況(如過負荷以及較大的短路電流強度)而造成的事故。過負荷情況可為斷路器額定電流的200-300%。大的短路電流強度情況可達斷路器額定電流的1000%或更多。
模制斷路器包括至少一對可分離的觸頭，該觸頭可以靠一個裝在外殼外部的手柄手動操作，也可響應(yīng)于過電流情況自動操作。在自動在作方式下，觸頭可以借助操作機構(gòu)或磁斥力部件打開。該磁斥力部件使觸頭在較大電流強度的短路情況下分離開。具體說，該磁斥力部件被連接在一個裝在樞軸上的觸頭臂和一個靜止導(dǎo)體之間。該磁斥力部件通常是一個V形部件，它包括一個彎曲部分和兩個限定一個并行電流路徑的相依引線。在大強度短路電流情況下，由于電流以相反向流過并行電流路徑的結(jié)果，在磁斥力部件的相應(yīng)引線之間產(chǎn)生磁斥力，而使安裝在樞軸上的觸頭臂打開。
在一個多極斷路器(如三極斷路器)中，裝設(shè)了三個具有磁斥力部件的可分離的觸頭組件。每極一個?？看懦饬Σ考毩⒌夭僮饔|頭臂組件。例如，對A相上大強度的短路電磁，只有A相觸頭由其相應(yīng)的磁斥力部件斥分開。B和C相的磁斥力部件不受A相觸頭組件動作的影響。該斷路器的操作機構(gòu)在這樣一種情況下用來跳開另外兩相這是為了防止我們知道的單相工況，這種情況對于斷路器連到旋轉(zhuǎn)負荷(如電動機)時是會發(fā)生的。在這種情況下，如果不使所有相都跳閘，電動機就可能變成一個發(fā)電機，且向故障送電。
在其它的自動操作方式下，通過一個電流傳感電路和一個機械操作機構(gòu)使全部三個極的觸頭組件一起跳開。更具體地說，各電流互感器設(shè)在斷路器外殼內(nèi)，以檢測過電流工況，當(dāng)檢測到過電流工況時，電流互感器就向一個電子跳閘單元或電動機械跳閘單元提供一個信號，以驅(qū)動操作機構(gòu)，使觸頭分開。
在組裝完斷路器之后，常常需要拆除電流互感器。更換電流互感器有各種原因。一個原因是，原來安裝的電流互感器可能有缺陷;更換電流互感器的另一個原因是，可能安裝了不適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅?。再有，為了將雙重額定值斷路器(如1600/2000安)從一個額定值改為另一個額定值，亦需要更換電流互感器。最后，有些斷路器還可能用作不需要電流互感器的開關(guān)。
在傳統(tǒng)的斷路器中，難于在現(xiàn)場更換電流互感器且消費時間。尤其是更換工作需要在現(xiàn)場大范圍的拆卸斷路器，這就導(dǎo)致了較高的勞動成本并消費停電時間。
對已知斷路器另一個問題是需要降低可分離的觸頭所要求的斥分時間。在一些已知斷路器中，一個通常為V形的磁斥力部件或限定一對相依引線的分路被連接在動觸頭和負荷側(cè)導(dǎo)體之間。該V形分路為柔性的，其作用像一個彈簧。
在較高強度的過電流情況下，在分路的相依引線之間，由于電流以相反方向流過相依引線而產(chǎn)生磁斥力。這些磁斥力是分路相依引線之間的距離以及其中流過的電流值的函數(shù)。為了在分路的兩個相依引線之間產(chǎn)生足夠的磁斥力，需要壓縮分路(如減小在相依引線之間的距離)。在分路兩個相依引線間產(chǎn)生足夠磁斥力，斥分開安裝在樞軸上的觸頭臂。該分路靠鄰近分路負荷側(cè)導(dǎo)體的相依引線和負荷側(cè)導(dǎo)體之間產(chǎn)生的磁斥力被壓縮。該壓縮力強迫相依引線一起靠近，以能夠在兩個相依引線之間產(chǎn)生足夠的磁斥力，斥分開安裝在樞軸上的觸頭臂。于是，安裝在樞軸上的觸頭臂的斥分被延時，直到在負荷側(cè)觸頭和鄰近該負荷側(cè)觸頭的分路相依引線之間產(chǎn)生足夠的壓力時為止。
本發(fā)明的一個目的是提供一種帶電流互感器的斷路器，它克服了與先有技術(shù)關(guān)連的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有電流互感器的斷路器，該電流互感器在斷路器安裝完以后能快速容易地更換。
本發(fā)明的再一個目的是提供減少安裝在樞軸上的觸頭臂所需斥分時間的裝置。
簡言之，本發(fā)明涉及到具有快速更換電流互感器組件的一種模制外殼斷路器。該電流互感器用于檢測過電流工況，且把一個信號加到電子跳閘單元，使斷路器跳閘。該快速更換組件包括一個位于外殼內(nèi)一個敞開空腔附近絕緣的可拆卸的板，電流互感器就設(shè)在該外殼內(nèi)。該電流互感器圍繞著一個負荷側(cè)導(dǎo)體環(huán)形地裝設(shè)，而該導(dǎo)體牢固地固定在斷路器框架上。電流互感器和負荷側(cè)導(dǎo)體整體地放置，在斷路器底座一側(cè)上敞開的空腔內(nèi)構(gòu)成。為了更換電流互感器，可拆卸的板被拆掉。下一步，將負荷側(cè)導(dǎo)體松開，且以平行于導(dǎo)體縱軸的方向自斷路器外殼拆卸掉。然后將電流互感器從斷路器外殼拆除。為了裝設(shè)新的電流互感器，倒過來執(zhí)行各步驟。本發(fā)明還包括一個裝在V形分路的彎曲部分附近的力傳遞墊圈，連接在一個安裝在樞軸上的觸頭臂和一個負荷側(cè)導(dǎo)體之間。該力傳遞墊圈將負荷側(cè)導(dǎo)體附近和該負荷側(cè)導(dǎo)體附近的分路的相依引線之間產(chǎn)生的斥力傳遞到另外的分路相依引線。通過在分路彎曲部分附近裝設(shè)力傳遞墊圈消除了在分路相依引線之間需要的壓縮作用，于是明顯地減少了斥分時間。
本發(fā)明的這些和其它目的以及優(yōu)點，通過以下詳述及附圖會更易明了，其中
圖1是本發(fā)明模制外殼斷路器的平面視圖;
圖2是沿圖1的2-2線所取的橫斷面圖;
圖3是沿圖1的3-3線所取的橫斷面圖，表示一個外側(cè)極;
圖4是沿圖2的4-4線所取的橫斷面圖;
圖5是用于外側(cè)極的沖擊緩沖器組件之一部分的透視圖;
圖6是沿圖3的6-6線所取的橫斷面圖;
圖7是沿圖4的7-7線所取的橫斷面圖;
圖8是沿圖7的8-8線所取的平面斷面圖;
圖9是沿圖8的9-9線所取的放大的橫斷面圖;
圖10是凸輪滾筒銷組件的分解透視圖;
圖11是疊層銅組件的分解透視圖;
圖12是橫桿組件的分解透視圖;
圖13是沿圖2的13-13線所取的底部平面視圖;
圖14是沿圖2的14-14線所取的橫斷面圖;
圖15是沿圖14的15-15線所取的平面斷面圖;
圖16是沿圖14的16-16線所取的平面斷面圖;
圖17是沿圖1的17-17線所取的橫斷面圖;
圖18是模數(shù)(modular)選擇的蓋板組件的分解透視圖;
圖19與圖7相似，表示本發(fā)明的力傳遞墊圈的視圖;
圖20是沿圖19的線20-20所取的橫斷面圖;
圖21與圖19相似，表示斷路器在斥分開的位置;
圖22是表示另一個實施例的圖19一部分的局部斷面視圖;
模制外殼斷路器總體由參考號20表示，它包括一個電氣絕緣的外殼21，該外殼21具有一個模制底座22和組裝在接合線26處相配合的模制蓋子24。底座22的內(nèi)腔形成為一個框架28，用以承載斷路器的各部件。如其中所描述的，將介紹西屋公司的C序列R框架模制外殼斷路器。但是，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于各種型式的模制外殼斷路器。
在外殼21內(nèi)至少設(shè)有置于一對可分離的觸頭30。更具體地說，設(shè)置一對主觸頭30，它包括一個固定主觸頭32和一個可動主觸頭34。固定主觸頭32電氣連接到線路側(cè)導(dǎo)體36，導(dǎo)體36用多個緊固件38由螺栓固定到框架28上。一個T形穿透件40由多個緊固件42團定到線路側(cè)導(dǎo)體36。該穿透件40的附屬腿44從斷路器外殼21后面向外伸出。該附屬腿44適用于插入裝在一個配電盤(未示出)上的線路側(cè)導(dǎo)體內(nèi)。
同樣，可動主觸頭34電氣連接到負荷側(cè)導(dǎo)體46，該導(dǎo)體46用多個緊固件48緊固到框架28上。另一個T形穿透件50用多個緊固件52連接到負荷側(cè)導(dǎo)體46。一個穿透件50的附屬腿53從斷路器外殼21后面向外伸出，它適用于插入在配電盤內(nèi)的負荷側(cè)導(dǎo)體內(nèi)。
一個環(huán)形電流互感器(CT)54圍繞著負荷側(cè)導(dǎo)體46裝設(shè)。該電流互感器54用于檢測流過斷路器20的電流，在一定條件下(如過負荷)向一個電子跳閘單元(未示出)提供信號，使斷路器20跳閘。該電子跳閘單元并非本發(fā)明部分。
設(shè)置一個操作機構(gòu)，以打開和閉合主觸頭30。該操作機構(gòu)包括一個肘節(jié)組件60，該肘節(jié)組件包括一對上肘節(jié)連桿62和一對下肘節(jié)連桿64。每個上肘節(jié)連桿62裝在一端，圍繞著一個樞軸銷66樞軸地連接到一個下肘節(jié)連桿64。每個下肘節(jié)連桿64，在一個樞軸支點70處都連到觸頭臂托架68。該觸頭臂托架68構(gòu)成橫桿組件72的一部分。每一個上肘節(jié)連桿62都在軸支點76處樞軸連接到一個支架74的附屬臂73。一個偏壓彈簧78連接在樞軸銷66和操作手柄80之間。每當(dāng)支架74被從鎖定組件82松開時，偏壓彈簧78偏壓肘節(jié)組件60，使它脫落，使可動主觸頭34圍繞樞軸支點83旋轉(zhuǎn)，而主觸頭30分離。
鎖定組件82鎖住支架74及肘節(jié)組件60。該鎖定組件82包括一對鎖定連桿84和86，它們在樞軸支點88上端部對端部地樞軸連接。下鎖定連桿84的自由端圍繞樞軸支點90樞軸地連接到框架28上。上鎖定連桿86的自由端圍繞樞軸支點94樞軸連接到一個鎖定桿92上。該鎖定連桿92的另一端圍繞著樞軸支點96樞軸連接到框架28上。
鎖定組件82的操作受跳閘桿98控制，該跳閘桿98具有一個向外延伸的從屬桿100。該從屬桿100當(dāng)鎖定組件82在鎖定位置時嚙合于一個凸輪面102，該凸輪面形成于上鎖定連桿86的樞軸連接端部上。響應(yīng)于過電流工況，跳閘桿98以順時針轉(zhuǎn)動，使從屬桿100動作而遠離鎖定面102。一旦鎖定桿92已脫離凸輪面102，一個連接在下鎖定連桿84和框架28之間的偏壓彈簧104就使下鎖定桿84系緊到左側(cè)，使鎖定桿92順時針轉(zhuǎn)動，因而釋放支架74。一旦支架74被從鎖定組件82釋放開，支架就在偏壓彈簧78的作用下反時針旋轉(zhuǎn)。這就使肘節(jié)組件60脫落，繼而使主觸頭30分離。通過轉(zhuǎn)動手柄80，將斷路器復(fù)原倒閉合位置。手柄80與一個倒置U形操作桿106形成整體，該操作桿106圍繞樞軸支點108旋轉(zhuǎn)。
跳閘桿98受電子跳閘單元控制，該跳閘單元驅(qū)動一個具有往復(fù)裝配插棒式鐵心的螺線管(未示出)，該插棒式鐵心嚙合于桿100，繼而該桿100使跳閘桿98順時針方向轉(zhuǎn)動，松開鎖定組件82。電子跳閘單元，響應(yīng)于電流互感器54檢測得的過電流工況驅(qū)動螺線管。
由多個單元的可動主觸頭組件110形成的一個疊層觸頭組件109。單個觸頭組件110固定在一起，形成疊層觸頭組件109。單個觸頭組件110包括一個細長的導(dǎo)電體部分111和一個觸頭臂部分114。一些觸頭臂部分114承載可動主觸頭34，還有一些用于承載電弧觸頭116。觸頭臂部分114通過斥力部件或柔性分路器118耦連到靜止導(dǎo)體部分111。
幾個不同型式的單個觸頭組件110，用于構(gòu)成觸頭組件109。在第一形式119中，設(shè)置一個L形導(dǎo)體部分111，它具有一個設(shè)置在L形導(dǎo)體111的一個短腳124一個邊棱上的弧形槽或鎖眼122。鎖眼122用于接收磁斥力部件118的一端。組件110也包括一個為不規(guī)則形狀的觸頭臂114，用于在一端承載可動主觸頭34或弧觸頭116。另一個弧形槽或鎖眼122，形成于觸頭臂部分114內(nèi)，安裝在與可動主觸頭34或弧觸頭116相對的一端，用于接收磁斥力部件118的另一端。磁斥力部件118的端部，在插入鎖眼122前被制成皺形。觸頭臂部分114的上邊棱128形成一個矩形凹槽129，用于接收偏壓彈簧130。彈簧130的另一端頂著一個樞軸安裝的撐架132設(shè)置。觸頭臂部分114的上邊棱128還包括一個整體形成的止擋134。該止擋134用于阻止觸頭臂114相對于樞軸安裝的撐架132的運動。
彈簧130施加一個向下的壓力或力于觸頭臂部分114上，迫使它頂住固定主觸頭32。這個力可能為4-5磅。來自彈簧130的觸頭壓力與磁斥力部件或分路器118中流過的電流所產(chǎn)生的磁斥力一起，控制斷路器所承受的額定值。斷路器所承受的額定值是主觸頭30開始分離的電流。由于磁斥力部件118所產(chǎn)生的斥力是流過該磁斥力部件118電流的函數(shù)，則偏壓彈簧130被用于反抗那個力，以控制在一定工況下斷路器所承受的額定值。
每個觸頭臂部分114都設(shè)有一個孔136。用來接收一個將觸頭臂部分114固定在一起的銷139，它限定了一個觸頭組件109的樞軸支點。每個單個的觸頭組件110的靜止導(dǎo)體部分111，都設(shè)置了三個間隔開的孔137，用于接收多個鉚釘或緊部件138，以將靜止導(dǎo)體部分111固定在一起。
本發(fā)明的一個重要方面涉及到將觸頭組件109連接到斷路外殼21的底座22上的方法。在傳統(tǒng)的斷路器中，觸頭組件109是通過在觸頭組件的底部鉆孔或攻螺紋孔裝在斷路器的底座上。然后將緊固件擰入螺紋孔內(nèi)，將觸頭臂組件固定到斷路器的底座上。但是在這種裝配中，攻出的螺紋孔由于在斷路器內(nèi)的動態(tài)力，長時間以后會變得松動。本發(fā)明解決了這個問題，其方法是在觸頭臂組件56的下部設(shè)置T形槽用來接收在組件109內(nèi)的方頭螺栓。
因此設(shè)置第二種形式的單個觸頭組件140，它具有在靜止導(dǎo)體部分111的下邊棱144上形成的T形槽142。該T形槽142用來接收一個方頭螺栓147。觸頭組件140的觸頭臂部分114，以及磁斥力部件118，都與觸頭組件110中以采用的那些部件類似。由于帶T形槽的觸頭組件140被夾入在鄰近的觸頭臂組件之間而這些觸頭臂組件又不具有這種在底部邊棱上形或的T形槽142，所以，在組裝后，方頭螺栓147將緊握在T形槽142內(nèi)。
在另一種形式的單個觸頭組件146中，靜止導(dǎo)體部分111與設(shè)有觸頭組件119的部件類似。在單個觸頭組件109和146之間的主要區(qū)別是，在組件146中的觸頭臂部分114承載弧觸頭116，而不是限定弧觸頭臂148的主觸頭30。這些弧觸頭116熄滅主觸頭30分離時所造成的電弧。在斷路器外殼21內(nèi)設(shè)置一個消弧柵152，以便于熄滅電弧。每個弧觸頭臂148都形成有一個矩形凹槽129，用來接收具有平行附屬觸頭臂158的撐架156。該撐架156被容納在矩形凹槽129內(nèi)。該撐架156還包括一個向上安裝的凸起部160，它用來接收一個裝設(shè)在撐架156和樞軸安裝的托架132的下側(cè)163之間的彈簧162?；∮|頭臂148與主觸頭臂部分114相類似，它圍繞著樞軸支點137轉(zhuǎn)動。
各種型式單個觸頭部件119、140以及146被疊加在一起，在L形導(dǎo)體部分111內(nèi)的孔137被對準。然后將鉚釘或緊固件138插入孔137，以將所有的L形導(dǎo)體部分111緊固在一起。一個限定樞軸支點139的銷或鉚釘通過孔136插入觸頭臂部分114和弧觸頭臂148內(nèi)，將所有的觸頭臂部分114連在一起，且連到樞軸撐架132上。隔板166位于單個觸頭臂組件的靜止導(dǎo)體部分111和分路118之間。隔板166還設(shè)置在單個觸頭臂部分114和148之間。完成的組件形成了觸頭組件109。
分路器或磁斥力部件118是一個疊層部件，為導(dǎo)電材料(如銅)做的連續(xù)的薄帶模型繞制的，形成了一個層疊的磁斥力部件。模型繞制的分路部件118構(gòu)成為一個V形部件，限定一對相依引線168和170。流過相依引線168和170的電流產(chǎn)生磁力，該磁力將相依引線168和170斥開。在某一過電流強度以上時(例如在所承受的額定值以上)所產(chǎn)生的磁斥力將足以相當(dāng)快地斥分開主觸頭30。偏壓彈簧130對抗由磁斥力部件118所產(chǎn)生的磁斥力，以允許電流互感器54和電子跳閘單元檢測過電流工況，并且對于小于斷路器所承受額定值的過電流工況，借助操作機構(gòu)58跳開或分開觸頭。
為了改進磁斥力部件的撓性，部件118的頂部172被壓成花紋或變形成為球狀，如圖7所示。部件118的相依引線168和170被制成皺紋并插入靜止導(dǎo)體部分111及單個的主觸頭臂組件及弧觸頭臂組件的觸頭臂部分114中的鎖孔122內(nèi)。一旦將分路相線端插入鎖孔122，部件就被撐在兩側(cè)。這種撐住的方法在鄰近鎖眼122的部件內(nèi)提供一個槽口174，以防止將分路的相依引線168和170固定到靜止導(dǎo)體部分110和觸頭臂部分114或148焊接的損壞。
凸輪滾筒銷組件176是一個雙重作用的組件，用于在一定工況期間維持在動觸頭34和靜觸頭之間的力，并當(dāng)發(fā)生斥分時借助機械操作機械58維持在這些觸頭之間觸頭的分離到斷路器跳閘為止。在正常運行期間，當(dāng)過電流小于斷路器20承受的額定值時，凸輪滾筒銷176壓著凸輪面180;該凸輪面180與樞軸安裝的撐架132形成整體，形成觸頭臂組件109的一部分。這就把橫桿組件72耦連到觸頭臂組件109上。由于肘節(jié)組件60耦連到橫桿組件72，就使得主觸頭30的操作能由機械操作機構(gòu)58控制。如前述，在觸頭組件109中的偏壓彈簧130將在動觸頭34上造成頂著靜主觸頭32的向下壓力或力。對于小于斷路器20所承受額定值的過電流工況，觸頭臂114和148則用繞著軸137轉(zhuǎn)動。在這種過電流工況下，由磁斥力部件118的相依引線168和170產(chǎn)生的磁斥力，使觸頭臂114和148圍繞著軸139以反時針旋轉(zhuǎn)，強行把主觸頭30一起允許操作機構(gòu)58使斷路器跳閘。在這種情況下，由觸頭臂114和148圍繞著軸137作樞軸的運動，磁斥力部件118起使主觸頭30閉合或“合緊”的作用。
對于在斷路器承受的數(shù)值以下的過電流工況，凸輪滾筒銷178將位于凸輪面180上，使觸頭組件109機械地耦連到橫桿組件72上。在這種情況下，電流互感器54將檢測過電流工況，且將一個信號送到一個電子跳閘單元，繼而該跳閘單元使操作機構(gòu)58將斷路器跳閘，并斷開主觸頭30。但是對于相對較大的過電流工況，大于能承受電流值時，觸頭臂組件109的樞軸支點將變化，允許觸頭組件109斥分。更具體說，由磁斥力部件118產(chǎn)生的磁斥力使凸輪滾筒銷176運動遠離凸輪面180而到第二個凸輪面182，允許動觸頭組件109圍繞著另一個軸183轉(zhuǎn)動。在這種情況下，由磁斥力部件產(chǎn)生的磁斥力斥分開主觸頭30。在斥分開后，一旦凸輪滾筒銷176達到凸輪面182，就將使主觸頭30保持分離。另外，在過電流工況停止之后，就不存在任何保持主觸頭30分開的磁斥力。
在各外側(cè)極上凸輪滾筒銷176的每一端處，有兩個接觸的地方，一個接觸的地方184設(shè)在端部的中間筒處，它是凸輪滾筒銷176沿樞軸安裝的撐架132的凸輪面180和182運動的地方。另一個接觸的地方是在凸輪滾筒銷176的端部，在那里它被容納在一個電氣絕緣套管內(nèi)的一對槽188以內(nèi)，該套管構(gòu)成橫桿組件72的一部分。當(dāng)出現(xiàn)斥分工況時，接觸的地方184和186就可以相反方向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，在凸輪滾筒銷176上產(chǎn)生較大的扭力和摩擦力，這會使斥分速度降低，或可能在發(fā)生斥分后使斷路器跳不了閘。按照本發(fā)明的一個重要方面，設(shè)置了一個凸輪滾筒銷176，它對每個接觸的地方184和186在每端都有單獨可轉(zhuǎn)動的部分，以降低在斥分工況期間可能產(chǎn)生的摩擦力和扭力。
凸輪滾筒銷組件176包括一個圓柱部分192，它具有裝在每端延伸的軸桿194。在每個軸桿194上裝設(shè)一個小滾筒196和一個大滾筒198。在滾筒196和198定位在軸桿194上后，用一個卡環(huán)197將滾筒196和198固定到軸桿194上。小滾筒用于嚙合安裝在樞軸撐架132上的凸輪面180和182;而大滾筒198被容納在電氣絕緣套管190內(nèi)的槽188中。由于單個滾筒被用于每個接觸的地方支撐于一個公共軸上，兩個滾筒是可獨立轉(zhuǎn)動的。于是，在接觸的地方被迫以相反方向轉(zhuǎn)動時(如在斥分工況期間)，摩擦力會大大減小，導(dǎo)致斷路器20的動作較為平穩(wěn)。
凸輪滾筒銷組件176被耦連到銷139，樞軸安裝的撐架132借助多個彈簧200圍繞著銷139轉(zhuǎn)動。在凸輪滾筒銷組件176的圓柱形部分192中構(gòu)成的經(jīng)向槽204，接收彈簧200的勾形端部。在銷139上可構(gòu)成類似型式的槽(未示出)，以接收彈簧200的另外端部，防止彈簧200的軸向運動，將凸輪滾筒銷組件176耦連到銷139。
橫桿組件72借助凸輪滾筒銷組件176被耦連到每個極的觸頭組件109。更具體說，橫桿72包括一個細長形軸206，它的成為矩形橫截面。該細長形軸206用于支撐一對耦連到肘節(jié)組件60的下肘節(jié)連桿64的觸頭臂支架68。兩個觸頭臂支架68設(shè)在多極斷路器20中間極的附近。每個觸頭臂支架68通常為L形，它具有一個在短腿212內(nèi)的孔210。該孔210為矩形，且比軸206的截面積稍大，則觸頭臂支架68可以滑配合被接收在軸206上并與之一起轉(zhuǎn)動。
觸頭臂支架68是一個由一對L形支架214構(gòu)成的層疊組件，并間隔開以接收來自肘節(jié)組件60的下肘節(jié)連桿64。在下肘節(jié)連桿64內(nèi)的孔(限定樞軸支點70)與在L形部件214內(nèi)的孔215對準。金屬銷216通過該孔插入，以在觸頭臂支架68和下肘節(jié)連桿64之間形成樞軸轉(zhuǎn)動的連接。具有通常為矩形截面腔的絕緣套管218被滑動地接收在橫桿軸206的端部。這些絕緣套管218鄰近處側(cè)極裝設(shè)。相對設(shè)置的板部分220和222與電氣絕緣材料制的絕緣套管218形成整體。該板部分220和222裝設(shè)在絕緣套管218的相對兩端，且包括一對面向內(nèi)的矩形槽188。一對面向內(nèi)的矩形槽188用于接收凸輪滾筒銷176的滾筒198。相對設(shè)置的板部分220和222也設(shè)有一對對準的孔226。該孔226與樞軸撐架132中的孔228對準。在該孔中接收銷230，以在可轉(zhuǎn)動撐架132和整體形成的絕緣套管組件218之間提供樞軸轉(zhuǎn)動的連接。
在絕緣套管218的相對設(shè)置的板部分220和222之間的間隔是這樣的它緊握著裝在樞軸上的撐架132。于是，在觸頭臂組件之間，由于過電流工況產(chǎn)生的任何磁斥力將造成觸頭臂組件109的推斥，且繼而使絕緣套管部分218被強迫離開軸206。由于磁斥力能夠使觸頭臂支架68沿軸206運動，這些觸頭臂被焊接到軸206上。絕緣套管組件218，可以是模制在軸206上，或分開模制且用粘合劑(如環(huán)氧樹脂)固定到軸206上，并借助將一個或多個金屬銷232橫向插入在套管218和軸206中的孔內(nèi)而固定在軸206上以阻止套管218相對于軸206軸向運動。該金屬銷232齊平地插入絕緣套管218內(nèi)的孔(未示出)中，且可用電氣絕緣材料覆蓋。
一個橡膠止動組件234被設(shè)置在每個外側(cè)極上，以防止當(dāng)觸頭組件109與靜主觸頭32分離時損壞斷路器的蓋24。在較大的過電流工況期間，尤其是當(dāng)觸頭臂組件109被磁斥力部件118斥分時，要產(chǎn)生相當(dāng)大的力。在傳統(tǒng)的斷路器中，將吸震材料粘合到蓋的內(nèi)側(cè)，以阻止或防止觸頭組件109沖擊蓋24。但是，在某些情況下，仍會產(chǎn)生對蓋24的損壞。本發(fā)明的一個重要特性涉及到外側(cè)極的橡膠止動組件234，用于防止觸頭組件109沖擊蓋24。橡膠止動組件包括一個吸震器236，它離斷路器外殼21的蓋24有一定間隔。借助將吸震器236與蓋24間隔開，可防止對蓋24的損壞。
橡膠止動組件234的一個重要方面是它包括一個雙重作用的支架238，該支架帶兩套平行的間隔開的附屬臂240和242。較大的一套臂240包括在自由端244對準的243，用來接收一個銷246。吸震器236通常為圓柱形，它具有一個中心腔和直徑，以使它能以滑配合被銷246所接收。銷246稍長于圓柱形吸震器則該銷的兩端從臂240向外延伸出。這個銷的延伸部分被接收于框架28中形成的整體模制腔248內(nèi)，以對橡膠止動組件234提供附加的支撐。相對較短的延伸臂242用于為橫桿組件42提供樞軸的連接。
支架238的一個彎曲部分219帶有孔250。具有一對伸出耳254的隔板252設(shè)有一對孔256，該孔與撐架238中的孔250對準。孔250和256接收緊固件(未示出)，以將橡膠止動組件234固定到斷路器的框架上。
因為包括肘節(jié)組件60的操作機構(gòu)58是在中央的極附近，則一個不同的橡膠止動組件257用于該中央極。尤其是，設(shè)置了一個用于承載吸震器260的細長形金屬棒258。吸震器260通常為細長L形部件，它固定到細長形金屬棒258上。該細長形金屬棒的長度為它延伸超過吸震器260，且被接收在相對設(shè)置的側(cè)板262中的槽內(nèi)(未示出)，該側(cè)板設(shè)置鄰近中央極，牢固地固定到框架28上。中央極組件257的安裝是這樣的它離操作機構(gòu)58有間隔，以防止中央極觸頭組件109與它接觸。
該CT快速更換組件264使主電流互感器54在工廠或現(xiàn)場能相當(dāng)快速地容易地更換。該CT快速更換組件264簡化了電流互感器54的更換，而無需大范圍的拆卸斷路器。更換電流互感器54的一個原因是電流互感器54故障。更換電流互感器54的另一個原因是雙額定值的斷路器從一個額定值改變?yōu)榱硪粋€額定值;例如，額定值為1600/2000安的斷路器。具體說，與額定值1600安斷路器一起使用的電流互感器54就不適用于在額定值2000安的斷路器。
該CT快速變更組件264包括圍繞著負荷側(cè)導(dǎo)體46裝設(shè)的主電流互感器54及一個可動板266。該電流互感器54是一個環(huán)型電流互感器，它采用負荷側(cè)導(dǎo)體46作為它的一次線圈。
主電流互感器54裝在一側(cè)敞開的框架28中整體形成的空腔267內(nèi)，使其能從外殼21拆卸下來。負荷側(cè)導(dǎo)體裝在框架28中整體形成的空腔269內(nèi)，以使該負荷側(cè)導(dǎo)體46能以與其縱軸平行的方向從外殼21中拆下來。為了從外殼21中拆下電流互感器54，要拆掉可動板266。在拆掉板266后，需要擰下六個緊固件48，以拆開負荷側(cè)導(dǎo)體46。在將這些螺栓拆除后，還要再拆掉四個緊固件49，以從負荷側(cè)導(dǎo)體46上拆開穿透件50。一旦將穿透件50從負荷側(cè)導(dǎo)體46上拆掉，導(dǎo)體46就能以與其縱軸線平行的方向滑出。在拆掉導(dǎo)體46以后，就能從斷路器外殼21中拆除電流互感器54，并更換一個另外的電流互感器?；匮b電流互感器54即簡單地進行相反的步驟。于是，很清楚，所公開的快速更換CT組件能實現(xiàn)在現(xiàn)場對電流互感器快速而又簡便地更換。
設(shè)置了一個組合隔板和輔助的電流互感器擋板268。該擋板268有幾個作用。一個作用是提供一個隔板，以防止與斷路器內(nèi)部的部件接觸。具體說，擋板268封閉了外殼21的一個開口部分271。另一個作用是提供一個將輔助互感器270的裝置。第三個目的是提供一個將輔助互感器270連到主電流互感器54和電氣跳閘單元的裝置。最后，組合隔板和輔助CT擋板268提供了將斷路器20內(nèi)產(chǎn)生的熱量排到大氣的裝置。
該組合隔板和輔助CT擋板268由一個E形印刷電路板272組成。該印刷電路板272被容納在底座22的側(cè)壁276內(nèi)相對設(shè)置的槽274內(nèi)。該印刷電路板272的底部放置在框架28直立腿278部分的頂端。該E形印刷電路板272設(shè)在鎖定組件82和外殼21的開口部分271之間。該印刷電路板包括一對間隔開的槽282，槽282限定了它的E形形狀。該槽282適用于接收在框架28內(nèi)形成的直立腿壁284。
每相設(shè)置了一個輔助互感器270，該輔助互感器270具有完全的一次和二次線圈，并用于降低加到電子跳閘單元的電流。具體說，每個主電流互感器54的二次線圈都連到相應(yīng)的輔助電流互感器270的一次線圈上。于是該輔助互感器270的二次線圈連到電子跳閘單元。
該印刷電路板272用于替代在輔助互感器270和電子跳閘單元之間的線路系統(tǒng)。具體說，在該印刷電路板272上設(shè)置了一個電路，用于在輔助互感器270的一次線圈和主電流互感器54的二次線圈之間所需的電氣連接。該電路以常規(guī)方法形成于該印刷電路板272上。在印刷電路板272的右上角設(shè)置了一個主插頭座286。該插頭座286通過印刷電路板272上形成的電路系統(tǒng)電氣地連到輔助電流互感器270的二次線圈。一個在兩端具有端接頭的線路系統(tǒng)用于將印刷電路板272連到電子跳閘單元。輔助互感器270直接裝到印刷電路板272上。在印刷電路板272上每個輔助互感器270的附近裝設(shè)二次端接頭288。這些二次端接頭288連接到輔助互感器270的一次線圈。為了將每個輔助互感器270的一次線圈連到主電流互感器54的二次線圈，另外設(shè)置了電纜(未示出)，它在一端具有一個端接頭，將主電流互感器54連到印刷電路板272。
在印刷電路板272的延伸腿部分292內(nèi)設(shè)有散熱孔290。這些散熱孔使外殼21內(nèi)產(chǎn)生的熱量散到大氣中去。
于是，組合隔板及輔助CT擋板268就簡化了斷路器的組裝，則使制造成本降低并減化了斷路器20的內(nèi)部接線。
設(shè)置模數(shù)選擇的蓋板組件便于各種選擇的連接，如欠電壓釋放機構(gòu)，分路跳閘以及對斷路器的其它選擇。當(dāng)線路電壓降到預(yù)定值以下時，欠電壓釋放機構(gòu)起作用，自動打開主觸頭30。這樣做是防止某些負荷(如電動機)降壓運行時使其過熱。在美國專利4489295號中公開了一個欠電壓釋放機構(gòu)的例子，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的同一受讓人，因而可參考之。分路跳閘裝置(未示出)基本上由一個具有在跳閘桿98附近設(shè)置的往復(fù)安裝的插棒鐵芯的螺線管組成。該分路跳閘裝置使斷路器20能由遠方位置操作跳閘。對于所有的斷路器20，即不需要欠電壓釋放機構(gòu)，也不需要分路跳閘裝置;這些都是用戶的需要，且通常在工廠裝設(shè)。蓋板選擇組件294包括一個設(shè)置在斷路器蓋子24下邊的一個矩形板，蓋子24由框架28承載，框架28有一個孔296，以能與跳閘桿98聯(lián)系。該蓋板294還包括多組槽298，用于接收多個與撐架302形成整體的向下延伸的L形臂300。用于接收臂300的撐架302內(nèi)的多組槽298能與L形臂配合，允許固定到矩形板294的各種選擇，以防止在垂直于板294平面方向的運動，且與跳閘桿98對準。該L形臂300設(shè)在撐架302的徑向相對部分上。有多組槽298被表示出。撐架302適于被接收到任一組徑向相對的槽304、306或308內(nèi)，允許直至三種選擇，例如，被設(shè)置在一個給定的斷路器20內(nèi)。
撐架302上設(shè)有多個孔310，使其能由多個緊固件(未示出)對向撐架302的固定進行選擇。槽312設(shè)在板294內(nèi)，且與撐架302內(nèi)的孔310對準。這些槽312為用于有選擇地固定到撐架302的緊固件提供空間，以使撐架302能被滑動地接收到板294上。
每一個不同的選擇都具有一個向下延伸的桿(未示出)，用于嚙合到使斷路器20跳閘的跳閘桿98上。當(dāng)對撐架302進行選擇的組合后，向下延伸的桿就通過孔296從撐架302后邊棱向下伸出，與跳閘桿95連系。然后，將撐架302固定在板上。于是，很清楚，蓋板選擇組件允許相當(dāng)容易并快速地按規(guī)格改制斷路器。
為了在較大過電流工況下降低樞軸安裝觸頭臂組件109斥分所需的時間，在分路118的彎曲部分402附近設(shè)置了一個力傳遞墊圈400。每個極采用一個力傳遞墊圈400。于是，每個力傳遞墊圈400與所有用于觸頭臂組件109的單個分路配合，則使觸頭臂組件109內(nèi)所有單個的分路118都相對受到同樣大小的來自力傳遞墊圈400的力。
在較大的過電流工況期間，觸頭臂組件109斥分所用的時間是在限定并行電流通路的斷路器部件之間產(chǎn)生的磁斥力的函數(shù)。在斷路器中，如這里所述的斷路器，其中V形撓性分路118用于動觸頭34和靜止導(dǎo)體部分111之間，斥分時間由于分路118的壓縮而需要的時間而被增加。尤其是，所產(chǎn)生的磁斥力是在分路118的相依引線168和170之間以及相依引線170和觸頭組件110的靜止導(dǎo)體部分111之間所限定的並行電路之間距離的函數(shù)。如圖19所示，在較高強度過電流工況期間，電流以相反方向流動，如箭頭所示。因此，在靜止導(dǎo)體部分111和分路118的相依引線170之間產(chǎn)生磁斥力，導(dǎo)致壓縮分路118。由于在分路118的相依引線168和170之間距離，在相依引線168和170之間產(chǎn)生足夠的磁斥力之前，需要壓縮分路118，以引起斥分工況。一旦分路118的相依引線168和170被壓縮一個預(yù)定的量，在兩個相依引線168和170之間這樣的距離將在分路118的兩個相依引線168和170之間產(chǎn)生磁斥力，則使觸頭臂組件119斥分。
為了消除或減少該壓縮時間，力傳遞墊圈400裝設(shè)在分路118的彎曲部分402鄰近處。該力傳遞墊圈400可以由較堅固的介電材料構(gòu)成。為了基本上消除分路118的彈性作用，以及壓縮時間，該力傳遞墊圈400在正常工況(例如在電流強度小于導(dǎo)致正常斥分工況的強度時)期間，應(yīng)嚙合于分路118的相依引線168和170二者。在這種構(gòu)形中，在相依引線170和觸頭組件110的靜止導(dǎo)體部分111之間產(chǎn)生的磁斥力將傳遞到相依引線168。由于基本消除了等待分路118壓縮的延時，這個作用降低了觸頭臂組件110斥分所需的時間。結(jié)果，在較大過電流工況下通過的電流明顯減小，因此保護下游設(shè)備免遭損壞。
在某些情況下，可能要求不完全消除分路118的彈性作用。在這種情況下，力傳遞墊圈400可設(shè)置與相依引線168或170的一個或另一個接觸?；蛟谡９r下不與任一個引線接觸。另外，該力傳遞墊圈可以由稍微有彈性的材料構(gòu)成。在這種情況下，分路118的壓縮減小到?jīng)]有力傳遞墊圈400時所需量的一部分。于是，在分路118的一部分壓縮以后，分路118的相依引線168和170由力傳遞墊圈400所嚙合，以使磁斥力被傳遞到相依引線168。
盡管把力傳遞墊圈400的各實施例考慮在本發(fā)明原則之內(nèi)，但為了討論的目的，敘述和介紹了力傳遞墊圈400是具有圓截面的，在彎曲部分402處近預(yù)定點處其直徑基本上與分路118的相依引線168和170是間距離相同。
那些普通的熟練技術(shù)人員可以理解，對于分路118的彎曲部分可有各種裝置和方法固定力傳遞墊圈400。例如，在圖19和20中示出，可以采用一個窄帶404。每極采用一個窄帶404。這個窄帶通常垂直于分路118的相依引線170，且一般為并行于力傳遞墊圈400的軸線。由于相依引線168相對于分路118的相依引線170的相對運動，該力傳遞墊圈400應(yīng)僅固定到一個或另一個相依引線168和170上。再有，該力傳遞墊圈400應(yīng)充分固定，以防止分路118在軸向和橫向兩個方向上移動。
很明顯，根據(jù)上述可以對本發(fā)明作出許多改型和變更。因此，應(yīng)理解，本發(fā)明的實施是在所附的權(quán)利要求而不是在上述說明書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種斷路器包括一對或多對可分離的觸頭，每對限定構(gòu)成一個極的一個靜止觸頭和一個可動觸頭；一對或多對可分離的觸頭每對限定一個靜止觸頭和一個可動觸頭，每對可分離的觸頭限定一個極；一個或多個線路側(cè)導(dǎo)體，每個線路側(cè)導(dǎo)體電氣地連接到所述靜止觸頭；一個或多個負荷側(cè)連接器；其特征在于一個或多個撓性分路電氣地連接在每個上述可動觸頭和所述負荷側(cè)導(dǎo)體之間；每個所述分路形成為限定一個彎曲部分的V形部件，一個第一個相依引線連接到所述可動觸頭和一個第二相依引線連接到所述負荷側(cè)導(dǎo)體，第二相依引線，它限定在所述第一相依引線和所述第二相依引線之間一個第一并行電流路徑，以及在所述第二相依引線和所述負荷側(cè)導(dǎo)體之間的第二并行電流路徑；所述第二并行電流路徑在一個預(yù)定電流幅值下造成所述第一相依引線相對于所述第二相依引線的壓縮，以及一個與所述相依引線相配合的減少裝置，用于減少在過電流工況期間所述分路的壓縮。
2.一種權(quán)利要求1敘述的斷路器，其中所述減少裝置包括一個傳遞裝置用于將來自所述第二并行電流路徑的力傳遞到所述第一相依引線。
3.一種權(quán)利要求2敘述的斷路器，其中，所述傳遞裝置包括一個剛性部件。
4.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，所述剛性部件鄰近所述第一相依引線和所述第二相依引線設(shè)置。
5.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，一個部件設(shè)置在所述彎曲部分附近。
6.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，每極采用一個剛性部件。
7.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，所述剛性部件形成為一個圓形部件。
8.一種權(quán)利要求7敘述的斷路器，其中，所述圓形部件直徑基本等于在一個預(yù)定點第一相依引線和第二相依引線之間的距離。
9.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，所述剛性部件正常時與所述第一相依引線和所述第二相依引線相接觸。
10.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，所述剛性部件正常時與所述第一相依引線相接觸。
11.一種權(quán)利要求3敘述的斷路器，其中，所述剛性部件正常時與所述第二相依引線相接觸。
全文摘要
一個力傳遞熱圈(400)設(shè)于連接在一個樞軸安裝觸頭臂(114)和一個負荷側(cè)導(dǎo)體(46)之間的分路(118)彎曲部分(402)附近。該力傳遞墊圈(400)將負荷側(cè)導(dǎo)體(46)與該負荷側(cè)導(dǎo)體附近的分路的相依引線(170)之間產(chǎn)生的磁斥力傳遞到該分路另外的相依引線(168)。通過將力傳遞墊圈(400)裝設(shè)到分路(118)的彎曲部分(402)，可消除或減小在分路的相依引線之間的壓縮作用，于是明顯地減少斥分的時間。
文檔編號H01H71/12GK1050945SQ9010828
公開日1991年4月24日 申請日期1990年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月11日
發(fā)明者杰里·李·麥金, 蘭斯·格拉, 格倫·羅伯特·托馬斯, 威廉·埃爾斯沃斯·比爾提·Jr 申請人:西屋電氣公司