專利名稱：帶差動(dòng)脫扣裝置的斷路裝置及帶這種斷路裝置的斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位于一個(gè)狹窄殼體內(nèi)的斷路裝置，包括電磁脫扣裝置和差動(dòng)脫扣裝置，在平行于殼體的較大的側(cè)板的平面內(nèi)，其中一個(gè)脫扣裝置明顯位于另一個(gè)的延長(zhǎng)線上，電磁脫扣裝置作用在脫扣件上來(lái)控制脫扣裝置，從而在電流突然升高時(shí)，使固定觸頭和可動(dòng)觸頭分離。差動(dòng)脫扣裝置作用在所述脫扣件上來(lái)控制脫扣裝置，從而在安裝過(guò)程中發(fā)生絕緣故障時(shí)，使所述固定觸頭和可動(dòng)觸頭分離，所述差動(dòng)脫扣裝置包括致動(dòng)裝置，用于在靜止位置和致動(dòng)脫扣件的位置之間移動(dòng)致動(dòng)桿。
從本申請(qǐng)人提交的EP-0,665,569中描述的差動(dòng)電路斷路器可知，其包括與電路斷路器單元橫向靠近并聯(lián)接的差動(dòng)脫扣單元。在所述的專利文件中，差動(dòng)脫扣裝置通過(guò)作用在電路斷路器單元的脫扣棒上的機(jī)械脫扣連桿而與電路斷路器單元的機(jī)構(gòu)相連，而用于傳遞差動(dòng)脫扣指令。
然而，由于所述兩個(gè)單元是橫向靠近的，由于差動(dòng)電路斷路器單元具有較大的寬度，故總體的尺寸較大。因而需要減小總體尺寸。所設(shè)想的一個(gè)解決方案是將差動(dòng)脫扣裝置和電路斷路器設(shè)置成一個(gè)模塊并位于同一平面內(nèi)。這樣的裝置在美國(guó)專利No.4,608,546中公開(kāi)。在該文件中，電磁脫扣裝置或差動(dòng)脫扣裝置指示一個(gè)桿來(lái)完成脫扣。該觸發(fā)桿可自由滑動(dòng)地安裝在磁脫扣裝置的固定芯中，并可以由磁脫扣裝置的插棒或由差動(dòng)脫扣裝置控制的差動(dòng)脫扣桿驅(qū)動(dòng)而平移。
該裝置具有多項(xiàng)缺點(diǎn)。其中一個(gè)缺點(diǎn)是由于差動(dòng)脫扣單元產(chǎn)生的差動(dòng)能量太小，所述觸發(fā)桿必須在固定芯和插棒內(nèi)受到非常自由的引導(dǎo)。這使得在斷路過(guò)程中，容易在脫扣桿和固定芯或插棒和差動(dòng)脫扣棒之間的徑向間隙上產(chǎn)生污染而導(dǎo)致阻塞，妨礙正常的差動(dòng)操作。
此外，由于插棒消耗了其部分撞擊能量而使觸發(fā)桿的自由滑動(dòng)降低了磁脫扣裝置的效率和生產(chǎn)率。
由觸發(fā)桿完成的兩重功能導(dǎo)致間隙的堆積(即脫扣繼電器與脫扣桿一級(jí)上的間隙，脫扣桿和觸發(fā)桿之間的間隙，及觸發(fā)桿與電路斷路器的脫扣棒之間的間隙)和縱向尺寸的堆積。
繼電器的壓桿與脫扣棒之間兩個(gè)部件的存在增加了慣性和反應(yīng)時(shí)間。
另一項(xiàng)缺點(diǎn)是由于差動(dòng)脫扣桿必須不受磁性脫扣裝置的影響，故差動(dòng)脫扣桿必須是非磁性的。
最后一點(diǎn)，在該裝置中，差動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)位是通過(guò)手柄返回到其設(shè)定位置來(lái)完成的，故如果手柄被阻止復(fù)位，如在鎖定的情況下，則無(wú)法發(fā)生復(fù)位。
本發(fā)明旨在提供一種具有差動(dòng)脫扣裝置的斷路裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能克服上述各種問(wèn)題。
為此，本發(fā)明的目的在于獲得一種如上所述的斷路裝置，其特征在于脫扣桿位于電磁脫扣裝置之外，并在發(fā)生差動(dòng)故障時(shí)直接作用在上述脫扣件上。
由于以上特點(diǎn)，消除了易于阻止差動(dòng)脫扣桿滑動(dòng)的摩擦力。因?yàn)椴灰笥|發(fā)桿自由地滑動(dòng)，故磁脫扣裝置的效率并不降低。
同時(shí)減小了間隙和縱向尺寸的增大。
此外，部件的慣性和反應(yīng)時(shí)間也大大地減小。
根據(jù)一具體的特征，該脫扣桿在觸頭打開(kāi)后完成致動(dòng)裝置的復(fù)位。
根據(jù)一具體的特征，上述脫扣桿包括與脫扣裝置一起工作的凸出端，在觸頭打開(kāi)后，使脫扣裝置的致動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)致動(dòng)裝置的復(fù)位。
由于脫扣桿可以獨(dú)立于磁脫扣裝置，使得凸出端與致動(dòng)相聯(lián)并能不依賴手柄而獲得自動(dòng)差動(dòng)復(fù)位。
根據(jù)另一特征，該脫扣裝置包括一閂鎖系統(tǒng)，通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)地緊固在可動(dòng)觸頭上的轉(zhuǎn)板將可動(dòng)觸頭保持在閉合位置，并由于脫扣件的致動(dòng)作用使閂鎖系統(tǒng)松開(kāi)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)板在一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和觸頭的分離，上述凸出端與轉(zhuǎn)板一起工作而使轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)致動(dòng)裝置的復(fù)位。
根據(jù)另一特征，致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)脫扣桿平行其縱軸在靜止位置和致動(dòng)脫扣件的位置間平移。
較可取的是，該裝置包括觸頭手動(dòng)控制柄，脫扣桿在手柄和磁性脫扣裝置之間延伸。
根據(jù)具體的特征，磁性脫扣件包括與線圈一起工作的觸發(fā)桿，脫扣桿包括與觸發(fā)桿的軸成大約10°的α角的直部和在所述觸發(fā)桿端部的方向上大致彎成直角的彎曲端部，所述彎曲部與脫扣件一起工作。
根據(jù)另一特點(diǎn)，該裝置還包括帶檢測(cè)按鈕的檢測(cè)電路，所述檢測(cè)按鈕位于手柄下并作用在位于脫扣桿橫向上的彈簧件上，所述彈簧件將差動(dòng)功能的電路中的檢測(cè)電阻與線圈殼的電勢(shì)相連。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是獲得一種包括以上特征之一或特征的組合的斷路裝置。
通過(guò)下面本發(fā)明具體實(shí)施例的描述可以更加清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征，本發(fā)明實(shí)施例是以非限定性實(shí)例給出的，并在附圖中示出，其中

圖1為示出本發(fā)明的差動(dòng)電路斷路器處于觸頭閉合的負(fù)載位置的縱剖視圖；圖2為與圖1類似的視圖，示出了處于觸頭閉合的位置的差動(dòng)電路斷路器和剛好在觸頭打開(kāi)之前脫扣的差動(dòng)繼電器；圖3為與圖2類似的視圖，示出處于繼電器復(fù)位位置同時(shí)觸頭打開(kāi)的電路斷路器。
在圖中，模塊化的電路斷路器單元B通過(guò)連接端子1與AC電源系統(tǒng)的電導(dǎo)體相連，以便在發(fā)生過(guò)載、短路或差動(dòng)故障(或安裝故障)時(shí)保護(hù)電源系統(tǒng)。
該裝置罩在狹窄的殼體2中，殼體2由兩部分組成，其中一個(gè)除去以便能見(jiàn)到該裝置的機(jī)構(gòu)。該殼體2呈現(xiàn)出頂板a，底板b，前板c，后板d和兩個(gè)較大的側(cè)板e(cuò)(圖中只見(jiàn)到一個(gè))。該殼體主要容納一對(duì)可分離的觸頭3，4(分別為固定觸頭3和可動(dòng)觸頭4)，操作機(jī)構(gòu)5，電磁脫扣裝置7，熱脫扣裝置8，差動(dòng)脫扣裝置9和電路斷路器脫扣裝置D，其中，操作機(jī)構(gòu)5由手柄6致動(dòng)，控制電路斷路器的開(kāi)閉。
電磁脫扣裝置7在發(fā)生短路時(shí)，使觸頭打開(kāi)。公知的是，電磁脫扣裝置7包括線圈10，其安裝在護(hù)套11上，護(hù)套11中安裝有固定芯(未示出)，緊固到觸發(fā)桿12上的插棒(不可見(jiàn))能夠滑動(dòng)。該插棒在靜止位置或觸發(fā)桿12作用在脫扣件或脫扣棒20上的活動(dòng)位置之間運(yùn)動(dòng)，從而由于短路電流流過(guò)線圈發(fā)生的磁場(chǎng)作用而使觸頭3,4分開(kāi)。
熱脫扣裝置8為雙金屬片13的形式，并觸發(fā)電路斷路器脫扣裝置D，從而當(dāng)發(fā)生電流過(guò)載時(shí)使觸頭分開(kāi)。
差動(dòng)脫扣裝置9包括以加法變壓器14的形式檢測(cè)差動(dòng)電流的裝置；帶檢測(cè)按鈕15的檢測(cè)電路(圖1)；稱為磁性鎖式繼電器的繼電器16形式的致動(dòng)裝置；電子處理電路，帶有安裝在印刷電路板上的輔助電源17。
眾所周知，加法變壓器包括螺線管形的磁路，中性線和相電源線通過(guò)該螺線管，并與電路斷路器的下端子電連接而形成變壓器的初級(jí)繞組。次級(jí)繞組纏繞在螺線管上將通過(guò)導(dǎo)線與電子電路17的輸入端電連接。電子電路的輸出端與脫扣繼電器16的線圈電連接。
脫扣繼電器16本身是公知的，此處不再詳細(xì)描述。該繼電器包括線圈，可以按照電子電路發(fā)出的指令移動(dòng)芯166，當(dāng)差動(dòng)故障發(fā)生時(shí)，芯166作用在差動(dòng)脫扣桿19上，以便在靜止位置和桿19撞擊脫扣棒20的位置之間移動(dòng)桿。彈簧18安裝在繼電器16的支承表面16a和芯16b的支承表面之間。
如圖所示，脫扣桿19在上述手柄6和電磁脫扣裝置7的線圈10之間延伸，與線圈10的軸線成大約10°的角α。該桿包括直部19a，其一端為在脫扣棒20的方向上彎曲90°的彎曲部19b。桿19c的端部略呈圓形，對(duì)應(yīng)與所述桿19一起工作的棒20一部分的形狀。
電路斷路器脫扣裝置D以公知的方式包括閂鎖系統(tǒng)22,20，設(shè)置成通過(guò)板23將可動(dòng)觸頭4保持在閉合位置，板23轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體內(nèi)并牢固地聯(lián)接在可動(dòng)觸頭4上。
從圖中可以看出，脫扣桿19包括在圖中所示的平面內(nèi)呈三角形截面的凸出端21，其與板23一起工作(壓在板23上)，板23在每次脫扣后的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)脫扣桿19的復(fù)位，即差動(dòng)桿克服彈簧18的力在繼電器16方向上運(yùn)動(dòng)，直到重新建立磁性閂鎖為止，這將在下面進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
可以看到，桿19通過(guò)定位和導(dǎo)引牢固聯(lián)接在殼體側(cè)壁上的支承物24上而受導(dǎo)引平移。
該電路斷路器還包括帶檢測(cè)按鈕的檢測(cè)電路，所述按鈕15位于手柄6之下，并作用在位于桿橫向上的彈簧件15a上，所述彈簧件15a將差動(dòng)功能的電子電路中的檢測(cè)電阻17a連接到線卷10殼的電勢(shì)上。
下面將參照?qǐng)D1到3描述本發(fā)明的差動(dòng)電路斷路器的操作。除了在檢測(cè)到差動(dòng)故障時(shí)，其在過(guò)載或短路情況下的操作相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的情況沒(méi)有變化。
圖1中，電路斷路器處于負(fù)載位置，觸頭閉合，這與電力系統(tǒng)的正常操作相一致。在這種狀態(tài)下，桿19保持在壓繼電器的芯16b的靜止位置，該芯由磁性閂鎖保持。
當(dāng)由差動(dòng)電路斷路器保護(hù)的電力系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，加法變壓器14向電子電路17發(fā)出脫扣指令，該指令放大后控制繼電器16的線圈的激勵(lì)。這使得繼電器16的芯16b的磁性閂鎖松開(kāi)，由于彈簧18的力而驅(qū)動(dòng)脫扣桿19(圖2)在脫扣棒20的方向上平移(芯松開(kāi)，彈簧更強(qiáng)并作用在桿上)。
當(dāng)發(fā)生上述運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿通過(guò)其彎曲端19b撞擊脫扣棒20，這導(dǎo)致通過(guò)板23將可動(dòng)觸頭4保持在閉合位置的閂鎖系統(tǒng)20,22松開(kāi)。板23被逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，直到由于復(fù)位彈簧的作用而使觸頭打開(kāi)為止。在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，板23撞擊脫扣桿19的凸出端21并使所述桿19返回到縮回位置，在繼電器16主體的方向上移動(dòng)所述桿19，直到繼電器芯的磁性閂鎖重新建立為止。這與圖3中示出的電路斷路器的狀態(tài)一致。手柄6隨后在順時(shí)針?lè)较蛏鲜謩?dòng)致動(dòng)，直到觸頭閉合為止，這與圖1中示出的電路斷路器的狀態(tài)一致。
因此，由于凸出端21的存在，差動(dòng)繼電器16的復(fù)位總是在差動(dòng)脫扣一發(fā)生之后就完成。
可以看出，本發(fā)明既可應(yīng)用于諸如電力系統(tǒng)差動(dòng)電路斷路器的斷路裝置也能應(yīng)用于帶輔助電源的裝置。
權(quán)利要求
1．一種位于一個(gè)狹窄殼體內(nèi)的斷路裝置，包括電磁脫扣裝置和差動(dòng)脫扣裝置，在平行于殼體的較大的側(cè)板的平面內(nèi)，其中一個(gè)脫扣裝置基本上位于另一個(gè)的延長(zhǎng)線上，電磁脫扣裝置作用在脫扣件上來(lái)控制脫扣裝置，從而在電流突然升高時(shí)，使固定觸頭和可動(dòng)觸頭分離，差動(dòng)脫扣裝置作用在所述脫扣件上來(lái)控制脫扣裝置，從而在安裝過(guò)程中發(fā)生絕緣故障時(shí)，使所述固定觸頭和可動(dòng)觸頭分離，所述差動(dòng)脫扣裝置包括致動(dòng)裝置，用于在靜止位置和致動(dòng)脫扣件的裝置之間移動(dòng)致動(dòng)桿，其特征在于脫扣桿(19)位于電磁脫扣裝置(7)之外，并在發(fā)生差動(dòng)故障時(shí)直接作用在上述脫扣件(20)上。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該脫扣桿在觸點(diǎn)(3,4)打開(kāi)后完成致動(dòng)裝置(16)的復(fù)位。
3．如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，上述脫扣桿(19)包括與脫扣裝置(D)一起工作的凸出端(21)，在觸頭(3,4)打開(kāi)后，使脫扣裝置的致動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)致動(dòng)裝置(16)的復(fù)位。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該脫扣裝置(D)包括一閂鎖系統(tǒng)(22)，通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)地緊固在可動(dòng)觸頭(4)上的轉(zhuǎn)板(23)將可動(dòng)觸頭保持在閉合位置，并由于脫扣件(20)的致動(dòng)作用使閂鎖系統(tǒng)(22)松開(kāi)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)板(23)在一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和觸頭的分離，上述凸出端(21)與轉(zhuǎn)板(23)一起工作而使轉(zhuǎn)板(23)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)致動(dòng)裝置(16)的復(fù)位。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，致動(dòng)裝置(16)驅(qū)動(dòng)脫扣桿(19)平行其縱軸在靜止位置和致動(dòng)脫扣件(20)的位置間平移。
6．如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置包括觸頭手動(dòng)控制柄(6)，脫扣桿(19)在手柄(6)和磁性脫扣裝置(7)之間延伸。
7．如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，磁性脫扣裝置(7)包括與線圈(10)一起工作的觸發(fā)桿(12)，脫扣桿(19)包括與觸發(fā)桿(12)的軸成大約10°的α角的直部(19a)和在所述觸發(fā)桿(12)端部的方向上大致彎成直角的彎曲端部(19b)，所述彎曲部與脫扣件(20)一起工作。
8．如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，致動(dòng)裝置為磁性閂鎖繼電器(16)。
9．如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括帶檢測(cè)按鈕的檢測(cè)電路，所述檢測(cè)按鈕位于手柄(6)下并作用在位于脫扣桿橫向上的彈簧件上，所述彈簧件將差動(dòng)功能的電路中的檢測(cè)電阻(17a)與線圈(10)殼的電勢(shì)相連。
10．包括如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的斷路裝置的電路斷路器。
11．如權(quán)利要求10所述的電路斷路器，其特征在于，脫扣件(20)為脫扣棒。
全文摘要
一種斷路裝置位于一個(gè)狹窄殼體內(nèi)，包括作用在脫扣件20上，在電流突然升高和發(fā)生絕緣故障時(shí)分別使固定觸頭3和可動(dòng)觸頭4分離的電磁脫扣裝置7和差動(dòng)脫扣裝置9。在平行于殼體的較大側(cè)板的平面內(nèi)，一個(gè)脫扣裝置基本上位于另一個(gè)的延長(zhǎng)線上。差動(dòng)脫扣裝置9包括致動(dòng)裝置16(繼電器)，在靜止位置和致動(dòng)脫扣件的裝置之間移動(dòng)致動(dòng)桿19，其特征在于脫扣桿19位于電磁脫扣裝置7之外，并在發(fā)生差動(dòng)故障時(shí)直接作用在上述脫扣件20上。
文檔編號(hào)H01H83/00GK1238546SQ9910697
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1999年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者米歇爾·邦尼奧, 米歇爾·拉扎雷思, 伯納德·勒博 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司