專利名稱：低力低油脫扣機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及斷路器，并且更具體地，涉及用于斷路器的低力低油脫扣機構(gòu) (trip mechanism)0
背景技術(shù)：
變壓器是一種通過磁耦合將電能從初級電路傳遞到次級電路的裝置。通常，變壓器包括耦合到初級電路的初級繞組和耦合到次級電路的至少一個次級繞組。這些繞組纏繞變壓器的芯。施加到初級繞組的交流電壓在芯中創(chuàng)建時變的磁通量，從而在次級繞組中感生出電壓。改變環(huán)繞芯的初級繞組和次級繞組的相對匝數(shù)，確定變壓器的輸入電壓和輸出電壓之比。例如，具有匝數(shù)比(初級次級)為2 1的變壓器的輸入電壓(從初級電路輸入)是其輸出電壓(輸出至次級電路)的兩倍。過流保護裝置廣泛地用于防止對變壓器的初級電路和次級電路造成損害。例如， 傳統(tǒng)上，已經(jīng)通過斷路器使配電變壓器免受故障電流的影響。斷路器在檢測到變壓器電路中存在故障時就中斷該電路的連貫性。與一次性操作并隨后必須更換的熔絲不同，斷路器可以被復(fù)位并且重復(fù)多次使用。本領(lǐng)域所公知的是，使用諸如高度精制的礦物油之類的介電流體來冷卻高功率變壓器及其過流保護裝置。介電流體在高溫下是穩(wěn)定的，并且具有優(yōu)良的絕緣特性，從而抑制變壓器中出現(xiàn)電暈放電和電弧。例如，介電流體可以抑制當(dāng)斷路器中斷變壓器的電路時產(chǎn)生的電暈放電和電弧。通常，變壓器包括至少部分地被介電流體填充的罐。介電流體圍繞變壓器芯和繞組以及至少一部分斷路器。罐中的介電流體有可能因為多種原因中的任何一種而減少。例如，介電流體可能因為變壓器罐中的泄漏而減少。如果罐中的介電流體減少為低于特定水平，則可能會導(dǎo)致出現(xiàn)問題甚至發(fā)生危險。例如，如果介電流體減少為低于斷路器的一個或更多個部件，則介電流體可能在發(fā)生故障狀況期間不能提供充分的絕緣保護。另外，如果介電流體已經(jīng)下降到低于斷路器中的電弧室的水平，則在中斷電路時產(chǎn)生的電弧將處于空氣介質(zhì)中，并且一直不會熄滅，直至已經(jīng)對變壓器造成了嚴重的損害。因此，期望的是提供一種斷路器，該斷路器包括用于當(dāng)變壓器罐的介電流體水平減少到不能被接受的水平時中斷變壓器電路的功能單元。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了用于變壓器的斷路器。該斷路器包括靜止接觸件，靜止接觸件被配置為被電氣耦合到變壓器的電路?？梢苿咏佑|件可以相對于靜止接觸件移動并且可以斷開和閉合所述電路。當(dāng)在變壓器中存在故障狀況或者當(dāng)變壓器的罐中介電流體的水平處于不能被接受的低程度時，致動與所述可移動接觸件耦合的脫扣機構(gòu)。居里金屬元件被電氣耦合到所述電路。當(dāng)所述電路閉合時，磁體被耦合到所述居里金屬元件。所述居里金屬元件的溫度響應(yīng)于所述電路中介電流體的溫度升高和/或故障狀況而升高。當(dāng)所述居里金屬元件的溫度升高時，所述磁體和所述居里金屬元件之間的磁耦合釋放，從而造成耦合到所述磁體的第一致動器移動。所述第一致動器造成所述脫扣機構(gòu)斷開所述電路。所述斷路器的懸浮構(gòu)件包含響應(yīng)于變壓器中介電流體水平的變化的材料。懸浮構(gòu)件材料具有略小于中性的浮力，其允許在介電流體存在時使所述懸浮構(gòu)件懸浮并且當(dāng)去除所述介電流體時懸浮構(gòu)件具有相當(dāng)大的重量。當(dāng)所述介電流體水平下降時，所述懸浮構(gòu)件下降并且移動第二致動器，第二致動器造成脫扣機構(gòu)斷開所述電路。所述懸浮構(gòu)件和所述第二致動器獨立于所述磁體、所述居里金屬元件和所述第一致動器操作，以致所述懸浮構(gòu)件和所述第二致動器可以在沒有釋放所述磁體和所述金屬元件之間的所述磁耦合的情況下造成電路斷開。在一個實施方案中，一種用于變壓器的斷路器包括(a)故障中斷裝置，其用于在所述變壓器中出現(xiàn)故障狀況時造成所述變壓器中的電路斷開；以及(b)低油脫扣裝置，其用于當(dāng)所述變壓器中的罐中介電流體水平低于閾值水平時造成所述電路斷開。所述低油脫扣裝置獨立于所述故障中斷裝置操作，以在沒有致動所述故障中斷裝置的任何部件的情況下，斷開所述電路。在另一個實施方案中，一種用于變壓器的斷路器包括靜止接觸件，其被配置為被電氣耦合到變壓器的電路。該斷路器包括可移動接觸件、耦合到所述可移動接觸件的構(gòu)件和脫扣設(shè)備，該脫扣設(shè)備移動所述構(gòu)件，以使所述可移動接觸件相對于所述靜止接觸件移動，來斷開和閉合所述電路。該斷路器還包括故障中斷設(shè)備，其造成所述脫扣設(shè)備在所述變壓器中出現(xiàn)故障狀況時斷開所述電路；以及低油脫扣設(shè)備，其造成所述脫扣設(shè)備當(dāng)所述變壓器的罐中介電流體的水平低于閾值水平時斷開所述電路。所述低油脫扣設(shè)備獨立于所述故障中斷設(shè)備操作，以在沒有致動所述故障中斷設(shè)備的任何部件的情況下斷開所述電路。如本文所使用的，術(shù)語“設(shè)備”可以只包括一個部件或者能夠或不能相互耦合的多個部件。在又一個實施方案中，一種用于變壓器的斷路器組件包括多個斷路器。各斷路器包括故障中斷裝置，其用于在所述變壓器中出現(xiàn)故障狀況時造成與所述斷路器相關(guān)聯(lián)的變壓器電路斷開，以及低油脫扣裝置，其用于當(dāng)所述變壓器的罐中的介電流體水平低于閾值水平時造成所述電路斷開。所述低油脫扣裝置獨立于所述故障中斷裝置操作，以在不致動所述故障中斷裝置的任何部件的情況下斷開所述電路。連接條被耦合到各斷路器，并且響應(yīng)于所述斷路器中的一個斷路器的所述故障中斷裝置而轉(zhuǎn)動，所述斷路器中的所述一個造成與所述斷路器中的所述一個斷路器相關(guān)聯(lián)的所述變壓器電路斷開。所述連接條的轉(zhuǎn)動造成其他斷路器中每個斷路器的所述故障中斷裝置斷開與所述其他斷路器相關(guān)聯(lián)的所述變壓器電路。在另一個實施方案中，一種用于保護變壓器的電路的方法，包括如下步驟(a)確定在變壓器中是否存在故障狀況；(b)響應(yīng)于確定了在所述變壓器中存在故障狀況，釋放磁耦合來造成所述變壓器中的電路斷開；(c)確定所述變壓器的罐中介電流體水平是否低于閾值水平；以及(d)響應(yīng)于確定了介電流體的水平低于所述閾值水平，在沒有釋放所述磁耦合的情況下造成所述變壓器中的所述電路斷開。在考慮了例示用于實現(xiàn)本發(fā)明的目前認識到的最佳模式的示例性實施方案的如下詳細描述的情況下，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，這些和其他方面、目的、特征和實施方案將變得清楚。


為了更完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在，結(jié)合如下簡要描述的附圖來參照下面的描述。圖1是處于正常操作位置的斷路器的側(cè)視立體圖，其中為了清晰起見，去除了某些元件。圖2是處于正常操作位置的圖1中描繪的斷路器的側(cè)視立體圖。圖3是處于正常操作位置的圖1中描繪的斷路器的側(cè)視立體圖。圖4是處于脫扣位置的圖1中描繪的斷路器的側(cè)視立體圖。圖5是根據(jù)某些示例性實施方案的處于正常操作位置的斷路器的側(cè)視立體圖。圖6是處于正常操作位置的圖5中描繪的斷路器的側(cè)視剖視圖。圖7是圖5中描繪的斷路器的分解透視側(cè)視圖，其中為了清晰起見，去除了某些元件。圖8是處于正常操作位置的圖5中描繪的斷路器的側(cè)視剖視圖，其中為了清晰起見，去除了某些元件。圖9是根據(jù)某些可替換的示例性實施方案的斷路器機構(gòu)的側(cè)視透視圖。圖10是根據(jù)某些示例性實施方案的圖9中描繪的斷路器機構(gòu)的脫扣圈(trip collar)的側(cè)視透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，詳細描述示例性實施方案，在所有附圖中，類似標(biāo)號表示類似元件。圖1至圖4圖示說明用于變壓器300(圖3)的斷路器100。參照圖1至圖4，斷路器 100浸沒在變壓器300的罐310中的介電流體305中，并且與變壓器300的初級電路200串聯(lián)連接。如以下所描述的，斷路器100可操作來響應(yīng)于所檢測到的故障電流和介電流體305 的溫度水平來斷開初級電路200。斷路器100包括與滅弧組件204耦合的框架或基座102。滅弧組件204包括被包圍在外殼204d內(nèi)的中部芯，該中部芯由諸如聚酯之類的滅弧材料形成。該芯包括孔，基座 204a位于其底部，并且蓋體204b位于其頂部。基座20 和蓋體204b可以形成為芯的一體
7化部件。基座20 和蓋體204b之間的間距限定了滅弧室2(Mc，該滅弧室2(Mc通過芯中的開口通向孔。這些開口允許由于斷路器100的中斷或斷開期間的電弧而創(chuàng)建的氣體擴張到滅弧室2(Mc中。擴張氣體被外殼204d限制在滅弧室2(Mc中。可以在蓋體204b外周設(shè)置放氣口，以允許在中斷電路時從滅弧室2(Mc受控地釋放油和/或氣體，并且允許當(dāng)斷路器 100浸沒在介電流體305中時介電流體能進入滅弧室2(Mc。擴張氣體的所有軸向力受限于基座20 和蓋體204b之間的間距。采用滅弧組件204中設(shè)置的導(dǎo)電接觸件615(圖6)來封閉孔的上端。接觸件615 通過高壓輸入線223電氣耦合到初級電路200。導(dǎo)電桿101在滅弧組件204的孔中是可移動的，以斷開和閉合初級電路200。當(dāng)導(dǎo)電桿101接合導(dǎo)電接觸件615時，初級電路200閉合；當(dāng)導(dǎo)電桿101與導(dǎo)電接觸件615分離時，初級電路200斷開。閂鎖機構(gòu)218可操作來移動導(dǎo)電桿101，以斷開和閉合初級電路200。如在圖4中最佳可見的，閂鎖機構(gòu)218包括第一杠桿臂401、第二杠桿臂402和脫扣組件251。第一杠桿臂401在常規(guī)狀態(tài)下閂鎖或鎖定到第二杠桿臂402并且在故障狀況下由脫扣組件251的作用與杠桿臂402分離，以斷開斷路器100。更具體地，第一杠桿臂401的一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架102中設(shè)置的樞軸銷252上。導(dǎo)電桿101耦合到杠桿臂401的另一端。杠桿臂401 的可樞轉(zhuǎn)運動使導(dǎo)電桿101在滅弧組件204的孔中軸向移動，與導(dǎo)電接觸件615接合或者與導(dǎo)電接觸件615脫離。第二杠桿臂402可樞轉(zhuǎn)地安裝在銷252上并且彎曲成“U”的形式(如圖7中最佳可見的)，從而提供橫跨第一杠桿臂401的槽。通過可移動成與設(shè)置在杠桿臂401上的凸緣466接合的桿沈4，將杠桿臂401固定在槽中。參照圖1至圖4和圖7，杠桿臂402毗鄰導(dǎo)電桿101的端部基本上彎曲成直角以形成延伸件705 (圖7)，該延伸件705再基本上彎曲成直角以形成止動臂710 (圖7)。止動臂710的端部715 (圖7)基本上彎曲成直角以形成杠桿臂402向下運動的限位止動件。延伸件705包括用于桿沈4的導(dǎo)引槽720和主彈性體 (spring)開口 735。脫扣組件251包括脫扣杠桿沈3，該脫扣杠桿263被安裝成用于在銷252和桿264 上樞轉(zhuǎn)運動。脫扣杠桿263的一端包括開口 465，并且其另一端包括第一凸輪467和第二凸輪469。桿沈4的一端被彎曲來進入脫扣杠桿沈3中的開口 465。桿沈4的另一端延伸穿過杠桿臂402中的導(dǎo)引槽720，以將桿264定位成接合杠桿臂401上的凸緣466。環(huán)繞延伸件705設(shè)置的0形環(huán)786將桿264對著凸緣466偏置。當(dāng)脫扣杠桿263順時針轉(zhuǎn)動時，桿 264被拉離凸緣466 ；而當(dāng)脫扣杠桿263逆時針轉(zhuǎn)動時，桿264被推向凸緣466。杠桿臂401和402通常在彈性體456的作用下沿著相反的方向被偏置。彈性體 456被錨定在杠桿臂401和402中各自的開口 449和458內(nèi)。杠桿臂401中的槽453為錨定在開口 458中的彈性體456的端部提供空隙。當(dāng)桿264接合凸緣466時，杠桿臂401和 402將作為一個單元一起移動。當(dāng)桿264與凸緣466脫離時，杠桿臂401將轉(zhuǎn)動離開杠桿臂 402，從而將導(dǎo)電桿101拉離導(dǎo)電接觸件615，由此斷開初級電路200。一旦斷路器100已經(jīng)被脫扣到斷開位置，脫扣機構(gòu)可以通過以下步驟來復(fù)位 (a)將杠桿臂402順時針轉(zhuǎn)動成與杠桿臂401對齊，(b)通過在凸緣466內(nèi)對桿264重新定位將杠桿臂401和402重新耦合在一起，以及(c)將杠桿臂401和402作為一個單元逆時針轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)電桿101電氣接合導(dǎo)電接觸件615。這在部分上是通過使用不同心的 (overcenter)彈性體來實現(xiàn)的，該彈性體通過采用曲軸(crank shaft) 220在上部位置和下部位置之間移動。在上部位置，彈性體的端部^la位于點203 ；在下部位置， 端部^la位于點209。彈性體261的端部^la連接到曲軸220上安裝的軛狀物(yoke) 298 中的開口四6。彈性體的另一端連接到杠桿臂402的延伸件705上的彈性體開口 735。 曲軸220可操作來采用外部手柄320而被手動轉(zhuǎn)動。軛狀物298從圖4所示的斷路器斷開位置逆時針轉(zhuǎn)動到圖2所示的斷路器閉合位置。當(dāng)彈性體261轉(zhuǎn)動經(jīng)過銷252的樞軸時， 杠桿臂402上彈性體的偏置力被反向。當(dāng)彈性體261不同心移動時，杠桿臂402將向上或向下移動扣合。提供裝置來確保在將杠桿臂402重新對齊杠桿臂401的過程中當(dāng)杠桿臂402扣合到下部位置時桿沈4與凸緣446接合。這類裝置的形式為曲軸220的曲軸部分四2。手動將曲軸部分四2向著脫扣杠桿263的第一凸輪467轉(zhuǎn)動并且接合第一凸輪467，以在銷252 上逆時針轉(zhuǎn)動脫扣杠桿263。脫扣杠桿沈3的運動將桿沈4向著凸緣466推動。部分四2的連續(xù)轉(zhuǎn)動將使桿沈4的端部移動到低于凸緣466的位置。為了在杠桿臂402由彈性體的作用向下扣合時確保桿264移動到凸緣466下面，曲軸220轉(zhuǎn)動的程度足以將部分292對著杠桿臂402移動。0形環(huán)786將桿沈4向著凸緣466橫向偏置。 當(dāng)部分292對著杠桿臂402轉(zhuǎn)動時，桿264將被移動到凸緣466下面，從而允許0形環(huán)786 將桿264對著杠桿臂402的一側(cè)偏置。一旦桿沈4定位在凸緣466中并且杠桿臂401和402由此被固定在一起，就可以通過順時針轉(zhuǎn)動曲軸220將斷路器100復(fù)位。在曲軸220順時針轉(zhuǎn)動時，軛狀物298將返回到圖2所示的位置，從而將杠桿臂402上的彈性體的偏置反向，造成其逆時針轉(zhuǎn)動。因為桿264現(xiàn)在接合凸緣466，所以杠桿臂401將跟隨杠桿臂402向上運動。杠桿臂401的運動將使導(dǎo)電桿101在滅弧組件204的孔中向上移動，接合接觸件615，以閉合初級電路200。通過包括磁體208的溫度感測組件219來控制斷路器100的脫扣。當(dāng)材料接近居里溫度時，這種材料的磁性將減弱，從而造成不會受對應(yīng)磁體的吸引。斷路器100的金屬元件205浸沒在變壓器的介電流體中，并且被可操作地設(shè)置，以感測其初級電路200上的故障電流的熱。金屬元件205將響應(yīng)于介電流體的溫度和任何故障電流的溫度這二者。脫扣組件219包括曲柄(bell crank) 210，該曲柄210可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架102中的銷212上。磁體208安裝在曲柄210的一端，位于接合金屬元件205的位置。金屬元件 205包括折疊線圈，其中折疊部(fold)之間電氣絕緣。金屬元件205與線2 和226串聯(lián)連接。線224電氣耦合到導(dǎo)電桿101。線226電氣耦合到初級電路200，并且是斷路器100 的輸出線。在正常負載的情況下，折疊線圈的電阻將使金屬元件205的溫度略有增加。在發(fā)生故障狀況時，折疊線圈中將出現(xiàn)瞬時溫度升高。曲柄210包括致動端216和閂鎖構(gòu)件217。 彈性體214以逆時針方向偏置曲柄210。曲柄210的轉(zhuǎn)動運動將使閂鎖構(gòu)件217移動離開脫扣杠桿沈3的凸輪469，并且將移動曲柄210的致動端216使其接合凸輪469。如在圖7中最佳可見的，耦合到框架102 和脫扣杠桿沈3的凸輪469的彈性體觀4以順時針方向偏置凸輪469。當(dāng)閂鎖構(gòu)件217移動離開凸輪469時，彈性體觀4以順時針方向致動凸輪469，將桿264拉離杠桿臂401。曲柄210的轉(zhuǎn)動還會造成致動端216輔助脫扣杠桿沈3的順時針轉(zhuǎn)動。磁體208阻止曲柄210由于彈性體214的偏置而轉(zhuǎn)動。磁體的磁力將相對于元件 205固定磁體208。在變壓器300的初級電路200中發(fā)生故障的情況下，折疊線圈的溫度將使元件205的溫度與故障電流相關(guān)地升高。折疊線圈的電阻將造成金屬元件205的溫度瞬時升高。當(dāng)元件溫度接近居里溫度時，磁體208的磁固定力將減小，由此減小磁體208對金屬元件205的磁吸引并且允許曲柄210由于彈性體214的偏置而轉(zhuǎn)動。如果介電流體溫度使金屬元件205的溫度升高，則將出現(xiàn)相同的狀況。在曲軸220逆時針轉(zhuǎn)動時，溫度感測組件219復(fù)位。曲軸220的曲軸部分292將接合凸輪467，以將脫扣杠桿263逆時針轉(zhuǎn)動。凸輪469將接合曲柄210的致動端216，使曲柄210順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)磁體208移動到毗鄰金屬元件205的位置時，磁體208的磁力將提供在復(fù)位溫度響應(yīng)組件的過程中的最終移動。斷路器100包括低油鎖定功能，該功能造成斷路器100在變壓器罐310中介電流體水平下降到不能被接受的低程度時變得不可用。斷路器100包括懸浮構(gòu)件四7，懸浮構(gòu)件297包含這樣的材料，所述材料響應(yīng)于變壓器中介電流體水平的變化。具體地，懸浮構(gòu)件四7的材料具有略低于中性的浮力，從而允許當(dāng)存在介電流體時懸浮構(gòu)件297懸浮并且當(dāng)去除介電流體時該懸浮構(gòu)件297具有相當(dāng)大的重量。當(dāng)介電流體水平下降時，懸浮構(gòu)件297和與其連接的絕緣桿四8向下軸向移動。 絕緣桿298被支撐在框架102中的開口(未示出)和與滅弧組件204耦合的導(dǎo)向板250中的開口 249內(nèi)。當(dāng)懸浮構(gòu)件297和絕緣桿298處于介電流體水平令人滿意的正常操作位置時，絕緣桿的底端位于曲柄部分292的上方，并且通過接合導(dǎo)向板250的銷253被防止進一步向上移動。當(dāng)懸浮構(gòu)件297和絕緣桿四8響應(yīng)于介電流體水平的下降而向下移動時，絕緣桿四8的底端位于曲軸部分四2的運動路徑中，從而防止斷路器100的手動斷開。圖5至圖8圖示說明根據(jù)某些示例性實施方案的斷路器500。斷路器500與以上結(jié)合圖1至圖4描述的斷路器100近似，不同之處在于，斷路器500包括具有低油脫扣功能的改造脫扣機構(gòu)。參照圖5至圖8，改造脫扣機構(gòu)包括改造曲柄504、杠桿501和懸浮杠桿機構(gòu)704，它們使得斷路器500能夠響應(yīng)于不能被接受的低水平的介電流體305而斷開。改造曲柄504包括第一端50 和第二端504b。磁體208耦合到第一端5(Ma。端部50 和504b被基本上相互垂直地設(shè)置，其中構(gòu)件5(Mc被設(shè)置于第一端50 和第二端 504b之間。杠桿501耦合到端部504b，并且被基本上設(shè)置于凸輪469和構(gòu)件5(Mc之間。如圖 8中最佳看見的，彈性體601耦合到杠桿501和端部504b并且以順時針方向偏置杠桿501。 如以下所述的，杠桿501的第一端501a接合凸輪469并且防止凸輪469順時針轉(zhuǎn)動，以在沒有來自曲柄504的力或沒有來自懸浮杠桿機構(gòu)740的力的情況下使斷路器500脫扣。曲柄504響應(yīng)于故障狀況逆時針轉(zhuǎn)動，基本上如以上結(jié)合斷路器100的曲柄210 所描述的。當(dāng)曲柄504逆時針轉(zhuǎn)動時，曲柄504 —側(cè)上的突起604以逆時針方向致動杠桿 501的端部501b，將凸輪469從杠桿501釋放并且允許彈性體284造成凸輪469順時針轉(zhuǎn)動以使斷路器500脫扣。懸浮杠桿機構(gòu)740包括懸浮杠桿702、懸浮杠桿偏置彈性體701、擋阻彈性體 (catch spring) 703和基體構(gòu)件704?；w構(gòu)件704借助螺釘790或者其他緊固件耦合到框架102。懸浮杠桿702基本上被設(shè)置于基體構(gòu)件704的腔室70 內(nèi)，其中懸浮杠桿702的底部702b被設(shè)置于基體構(gòu)件704下面并且懸浮杠桿702的邊緣702c和702d分別接合基體構(gòu)件704的相應(yīng)邊緣704b和7(Mc。懸浮杠桿702在腔室70 內(nèi)基本上繞樞軸點70 是可樞轉(zhuǎn)的。懸浮杠桿偏置彈性體701包括耦合到基體構(gòu)件704的端部701a。例如，各端部 701a可以通過接合基體構(gòu)件704側(cè)邊的對應(yīng)凹口 70 而耦合到基體構(gòu)件704。懸浮杠桿偏置彈性體701的中部701b安置在懸浮杠桿702的頂部70 上。懸浮杠桿偏置彈性體701 以順時針方向偏置懸浮杠桿702。懸浮杠桿702的邊緣702c安置在擋阻彈性體703上。當(dāng)變壓器300中介電流體305水平下降時，懸浮構(gòu)件505和與其耦合的絕緣桿510 開始下降，基本上如以上結(jié)合斷路器100的懸浮構(gòu)件297和絕緣桿298所描述的。如在圖 8中最佳可見的，絕緣桿510的底端包括成角度的表面810，該表面810在框架102內(nèi)橫向推動擋阻彈性體703。在某些示例性實施方案中，框架102限制擋阻彈性體703和桿805， 從而擋阻彈性體703只可以在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，并且桿805只可以軸向移動。懸浮構(gòu)件505的重量使得其將擋阻彈性體703推出杠桿702的路徑，從而允許懸浮杠桿偏置彈性體701使杠桿702以順時針方向移動。當(dāng)杠桿702順時針移動時，杠桿702 的端部702f以逆時針方向致動杠桿501的端部501a，從而克服彈性體601的偏置力。杠桿 501的這種運動釋放了凸輪469，從而彈性體284可以使凸輪469順時針移動，由此造成斷路器500斷開?？梢允謩拥貙嗦菲?00從斷開位置復(fù)位為閉合位置，基本上如以上結(jié)合斷路器 100所描述的。參照圖1至圖8，斷路器500可以通過以下步驟來復(fù)位(a)將杠桿臂402順時針轉(zhuǎn)動成與杠桿臂401對齊，(b)通過將桿264重新定位在凸緣466內(nèi)使杠桿臂401和 402重新耦合在一起，以及(c)將杠桿臂401和402作為一個單元逆時針轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)電桿 101電氣接合導(dǎo)電接觸件615。根據(jù)復(fù)位操作期間變壓器300中介電流體305的水平，懸浮件505可以處于上部位置(對應(yīng)于介電流體的適足水平)或者處于下部位置(對應(yīng)于介電流體的非適足水平)。 如果懸浮件505處于上部位置，則絕緣桿510被設(shè)置于曲軸部分四2的上方。曲軸部分 292移動通過懸浮杠桿702的下側(cè)，從而將其向上推并且加載(charge)懸浮杠桿偏置彈性體701。擋阻彈性體703在復(fù)位操作期間移出而不擋道，并且在充分復(fù)位時彈回到(snap back)懸浮杠桿702下方。如果在復(fù)位操作期間懸浮件505處于下部位置，則絕緣桿510被設(shè)置于曲柄部分四2的運動路徑中，從而限制曲柄部分四2的運動并且防止操作者對斷路器 500 重新供能(re-energize)。因此，斷路器500包括(a) “故障脫扣”功能，其用于造成斷路器500響應(yīng)于故障電流或其他溫度升高而斷開，(b) “低油脫扣”功能，其用于在介電流體305下降到不能被接受的水平時造成斷路器500斷開，以及(c) “低油鎖定”功能，其用于在變壓器罐300中的介電流體305的水平不能被接受時不允許斷路器500被復(fù)位。故障脫扣功能基本上獨立于低油脫扣和低油鎖定功能來操作。具體地，斷路器500可能在不釋放磁體208或者轉(zhuǎn)動曲柄504的情況下經(jīng)歷低油脫扣。相反，低油脫扣只需要絕緣桿510致動杠桿702。致動杠桿702所需的力量最小。通常，所需的力量約為0.05磅。相比之下，釋放磁體208所需的力量約為2磅。通過在不釋放磁體208的情況下致動杠桿702，所需的力減少了約97. 5%。所需的力較小是有優(yōu)勢的，因為這樣就允許懸浮件的重量更輕并且排開 (displace)變壓器罐310中更少的介電流體305。例如，懸浮件的重量可能僅為約40克。 在某些示例性實施方案中，懸浮件包含浮力泡沫材料，例如丁腈橡膠(NBR)或其他高溫閉孔泡沫。泡沫材料還可以包含高密度材料(如，鋼)，以提供操作懸浮件必須的重量。例如， 懸浮件可以包含已經(jīng)被注有鋼構(gòu)件的泡沫。圖9是根據(jù)某些可替換的示例性實施方案的斷路器機構(gòu)900的側(cè)視透視圖。參照圖9，斷路器機構(gòu)900包括三個斷路器905，這些斷路器905的安裝方式使得斷路器905的運轉(zhuǎn)軸連接在一起。例如，各斷路器905可以基本上與圖1至圖4所描繪的斷路器100或圖 5至圖8所描繪的斷路器500類似。各斷路器905與不同電路或同一電路的不同部分相關(guān)聯(lián)并電氣耦合。例如，各斷路器905可以被電氣耦合到三相功率系統(tǒng)的不同相。雖然在圖9 中被描繪為包括三個斷路器905，但是得益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到，在可替換的示例性實施方案中，斷路器機構(gòu)900可以具有任意數(shù)量的斷路器905。各斷路器905的曲柄(未示出)耦合到斷路器905的脫扣圈901。圖10是根據(jù)某些示例性實施方案的脫扣圈901的側(cè)視透視圖。參照圖9和圖10，所有斷路器905的脫扣圈901借助至少一個連接條902相互耦合。曲柄在一個斷路器905上的轉(zhuǎn)動使得該斷路器905上的脫扣圈901發(fā)生轉(zhuǎn)動，由此造成連接條902轉(zhuǎn)動。連接條902的這種轉(zhuǎn)動造成其他斷路器905上的脫扣圈901和曲柄發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而將所有連接的斷路器905脫扣。在某些示例性實施方案中，可以安裝常見的螺線管(未示出)來將一個或更多個斷路器905電氣脫扣。例如，螺線管可以轉(zhuǎn)動圖5至圖8所描繪類型的斷路器905上的杠桿501。另外，或者可替換地，螺線管可以轉(zhuǎn)動圖9所描繪類型的三相斷路器機構(gòu)900上的脫扣圈901和連接條902。這可以利用單連接條902上的旋轉(zhuǎn)螺線管或線性螺線管來實現(xiàn)。為了提供熱脫扣，可以使用諸如蠟電機的常見雙金屬快動結(jié)構(gòu)或裝置(使用狀態(tài)的變化或內(nèi)部晶體或機械結(jié)構(gòu)在一定距離外提供所需的力)轉(zhuǎn)動圖5至圖8所描繪類型的斷路器905上的杠桿501和/或圖9所描繪類型的三相斷路器機構(gòu)900上的脫扣圈901和連接條902?？梢允褂盟鲅b置自動將各斷路器905脫扣并復(fù)位?？商鎿Q地，如以上結(jié)合斷路器100和500所描述的，各斷路器905可以被手動復(fù)位。雖然以上已經(jīng)詳細描述了特定實施方案，但是說明只是出于示例的目的。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明的許多方面以上僅通過實施例的方式描述而并不意圖成為本發(fā)明需要或必需的要素，除非另行明確聲明。在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，除了以上描述的那些之外，示例性實施方案所公開的各方面的各種修改和與之對應(yīng)的等同步驟可以由得益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員作出，權(quán)利要求書的范圍將符合最廣的理解，以涵蓋所述修改和等同結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于變壓器的斷路器，所述斷路器包括故障中斷裝置，所述故障中斷裝置用于在所述變壓器中出現(xiàn)故障狀況時造成所述變壓器中的電路斷開；以及低油脫扣裝置，所述低油脫扣裝置用于當(dāng)所述變壓器中的罐中的介電流體水平低于閾值水平時造成所述電路斷開，其中，在不致動所述故障中斷裝置的任何部件的情況下，所述低油脫扣裝置獨立于所述故障中斷裝置操作來斷開所述電路。
2.如權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述故障中斷裝置包括 磁體；以及居里金屬元件，所述居里金屬元件電氣耦合到所述電路并且被配置來釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的磁耦合，以在出現(xiàn)所述故障狀況時斷開所述電路，其中，所述低油脫扣裝置在沒有釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的所述磁耦合的情況下造成所述電路斷開。
3.如權(quán)利要求2所述的斷路器，其中，所述故障中斷裝置還包括致動器，所述致動器耦合到所述磁體并且被配置來連同所述磁體移動，其中，釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的所述磁耦合使所述致動器移動，以造成所述電路斷開。
4.如權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述低油脫扣裝置包括 懸浮構(gòu)件，所述懸浮構(gòu)件被配置來在所述介電流體中懸?。?桿，所述桿耦合到所述懸浮構(gòu)件；以及杠桿，其中，所述懸浮構(gòu)件被配置來將力施加到所述桿，以當(dāng)所述罐中介電流體的水平減少為低于所述閾值水平時致動所述杠桿，所述杠桿的致動造成所述電路斷開。
5.如權(quán)利要求1所述的斷路器，還包括用于斷開所述電路的脫扣裝置，所述脫扣裝置響應(yīng)于來自所述故障中斷裝置和所述低油脫扣裝置中每個的致動。
6.如權(quán)利要求5所述的斷路器，其中所述斷路器還包括 靜止接觸件，所述靜止接觸件電氣耦合到所述電路； 可移動接觸件；以及杠桿臂，所述杠桿臂耦合到所述可移動接觸件，其中，所述脫扣裝置包括耦合到所述杠桿臂的彈性體偏置凸輪，所述彈性體偏置凸輪的移動造成所述杠桿臂使所述可移動接觸件相對于所述靜止接觸件移動。
7.如權(quán)利要求6所述的斷路器，其中，所述低油脫扣裝置包括釋放所述彈性體偏置凸輪以造成所述電路斷開的杠桿。
8.如權(quán)利要求7所述的斷路器，其中，所述故障中斷裝置致動所述杠桿以釋放所述彈性體偏置凸輪，從而造成所述電路斷開。
9.一種用于變壓器的斷路器，所述斷路器包括靜止接觸件，所述靜止接觸件被配置為被電氣耦合到變壓器的電路； 可移動接觸件；構(gòu)件，所述構(gòu)件耦合到所述可移動接觸件；脫扣設(shè)備，所述脫扣設(shè)備移動所述構(gòu)件，以使所述可移動接觸件相對于所述靜止接觸件移動，來斷開和閉合所述電路；故障中斷設(shè)備，所述故障中斷設(shè)備造成所述脫扣設(shè)備在所述變壓器中發(fā)生故障狀況時斷開所述電路；以及低油脫扣設(shè)備，所述低油脫扣設(shè)備造成所述脫扣設(shè)備當(dāng)所述變壓器的罐中的介電流體的水平低于閾值水平時斷開所述電路，其中，所述低油脫扣設(shè)備獨立于所述故障中斷設(shè)備操作，以在沒有致動所述故障中斷設(shè)備的任何部件的情況下斷開所述電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷路器，其中所述故障中斷設(shè)備包括 磁體；以及居里金屬元件，所述居里金屬元件電氣耦合到所述電路并且被配置來在出現(xiàn)所述故障狀況時釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的磁耦合，其中，所述低油脫扣設(shè)備在沒有釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的所述磁耦合的情況下造成所述電路斷開。
11.如權(quán)利要求10所述的斷路器，其中，所述故障中斷設(shè)備還包括致動器，所述致動器耦合到所述磁體并且被配置來連同所述磁體移動，其中，釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的所述磁耦合使所述致動器移動，以造成所述脫扣設(shè)備斷開所述電路。
12.如權(quán)利要求9所述的斷路器，其中，所述低油脫扣設(shè)備包括 懸浮構(gòu)件，所述懸浮構(gòu)件被配置來在所述介電流體中懸浮；桿，所述桿耦合到所述懸浮構(gòu)件；以及杠桿，其中，所述懸浮構(gòu)件被配置來將力施加到所述桿，以在所述罐中介電流體的水平減少為低于所述閾值水平時致動所述杠桿，所述杠桿的致動造成所述脫扣設(shè)備斷開所述電路。
13.如權(quán)利要求9所述的斷路器，其中，所述脫扣設(shè)備包括耦合到所述構(gòu)件的彈性體偏置凸輪，所述彈性體偏置凸輪的移動造成所述構(gòu)件使所述可移動接觸件相對于所述靜止接觸件移動。
14.如權(quán)利要求13所述的斷路器，其中，所述低油脫扣設(shè)備包括釋放所述彈性體偏置凸輪以造成所述電路斷開的杠桿。
15.如權(quán)利要求14所述的斷路器，其中，所述故障中斷設(shè)備致動所述杠桿以釋放所述彈性體偏置凸輪，從而造成所述電路斷開。
16.一種用于變壓器的斷路器組件，所述斷路器組件包括 多個斷路器，各斷路器包括故障中斷裝置，所述故障中斷裝置用于在所述變壓器中出現(xiàn)故障狀況時造成與所述斷路器相關(guān)聯(lián)的變壓器電路斷開，以及低油脫扣裝置，所述低油脫扣裝置用于當(dāng)所述變壓器的罐中的介電流體水平低于閾值水平時造成所述電路斷開，其中，所述低油脫扣裝置獨立于所述故障中斷裝置操作，以在不致動所述故障中斷裝置的任何部件的情況下斷開所述電路；以及連接條，所述連接條耦合到各斷路器，所述連接條響應(yīng)于所述斷路器中的一個斷路器的所述故障中斷裝置而轉(zhuǎn)動，所述斷路器中的所述一個斷路器造成與所述斷路器中的所述一個斷路器相關(guān)聯(lián)的所述變壓器電路斷開，所述連接條的轉(zhuǎn)動造成其他斷路器中每個斷路器的所述故障中斷裝置斷開與所述其他斷路器相關(guān)聯(lián)的所述變壓器電路。
17.如權(quán)利要求16所述的斷路器組件，其中，所述斷路器組件包括三個斷路器，各斷路器與所述變壓器中三相功率的不同相相關(guān)聯(lián)。
18.如權(quán)利要求16所述的斷路器組件，其中，各斷路器的所述故障中斷裝置包括磁體；以及居里金屬元件，所述居里金屬元件電氣耦合到與所述斷路器相關(guān)聯(lián)的所述電路并且被配置來釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的磁耦合，以在出現(xiàn)所述故障狀況時斷開與所述斷路器相關(guān)聯(lián)的所述電路，其中，所述低油脫扣裝置在沒有釋放所述磁體和所述居里金屬元件之間的所述磁耦合的情況下造成與所述斷路器相關(guān)聯(lián)的所述電路斷開。
19.一種用于保護變壓器的電路的方法，所述方法包括如下步驟確定在變壓器中是否存在故障狀況；響應(yīng)于確定了在所述變壓器中存在故障狀況，釋放磁耦合來造成所述變壓器中的電路斷開；確定所述變壓器的罐中的介電流體水平是否低于閾值水平；以及響應(yīng)于確定了介電流體的水平低于所述閾值，在沒有釋放所述磁耦合的情況下，造成所述變壓器中的所述電路斷開。
全文摘要
一種用于變壓器的斷路器包括用于在變壓器中出現(xiàn)故障狀況時中斷所述變壓器中電路的裝置(“故障中斷裝置”)。所述斷路器還包括用于當(dāng)所述變壓器的罐中的介電流體的水平處于不能被接受的低程度時中斷所述電路的裝置(“低油脫扣裝置”)。所述故障中斷裝置包括磁體、金屬元件和第一致動器。在出現(xiàn)故障狀況時，所述磁體和所述金屬元件分開，從而移動所述第一致動器，以造成所述電路斷開。所述低油脫扣裝置包括懸浮件、絕緣桿和第二致動器。當(dāng)所述介電流體水平下降到不能被接受的低水平時，懸浮件和絕緣桿下降，從而移動所述第二致動器，以造成所述電路斷開。所述低油脫扣裝置獨立于所述故障中斷裝置操作，從而在所述磁體和所述金屬元件不分開的情況下斷開所述電路。
文檔編號H01H75/00GK102239536SQ200980148989
公開日2011年11月9日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者N·P·布魯斯基 申請人:庫帕技術(shù)公司