專利名稱：自動開關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般說來涉及配電設備，更確切地說涉及一種電氣自動開關，它具有電子控制組件與外部控制組件，后者包括一操作臂，起到手動的斷路與接通桿的作用，亦可用作一鎖定指示器。
在常規(guī)的自動開關中，有一設在槽內的油絕緣斷續(xù)器以及一安裝于此槽上便于線路工人接近的外部操作機構。
于上述這種周知的自動開關結構中，所述外部操作機構包括一操作臂，它可在上、下兩個位置間運動，由手動促成槽內斷續(xù)器之接點的接通與斷路。用于接通的能量一般由一較大的螺線管提供，此螺線管同時為一或多個斷路用彈簧充電，為解扣作業(yè)做準備。在這種周知的自動開關作業(yè)過程中，通過一解扣螺旋線來傳感故障電流，此種螺線管則通過松釋開上述斷路彈簧而起動觸點解扣。然后由一液壓控制機構執(zhí)行延時作業(yè)和調節(jié)操作的周期數(shù)以鎖定自動開關。具有上述結構的一種單相自動開關的例子有Mc Graw-Edison公司出售的D型與DV型液壓控制的單相自動開關，而具有這種結構的三相自動開關例子則有Mc Graw-Edison公司出售的RV型、VW型與WV型自動開關。
盡管傳統(tǒng)的自動開關裝置中操作機構易于使用，并已為熟悉其操作的線路工人認可，但在應用這種其中借液壓控制機構來實現(xiàn)定時與周期-鎖定調節(jié)功能的自動開關時，已發(fā)現(xiàn)若干缺點。例如，由于液壓控制的自動開關之槽中的流體，有賴于是用作介質流體、斷續(xù)流體或定時流體，它的粘度就會成為對此種控制器所進行的絕大多數(shù)作業(yè)起影響的一個因素。
由于此種流體的粘度受其自身溫度的影響，而這一溫度又顯著地隨環(huán)境溫度變化，因而為該控制器所進行的定時作業(yè)就有可能受到不利影響，這樣就會在該控制器的自動開關作業(yè)中發(fā)生延時，使得與此自動開關從優(yōu)選定的定時作業(yè)相協(xié)調之配電系統(tǒng)中的其它裝置不能依設定的方式運行，以至配電系統(tǒng)發(fā)生故障。
此外，由于要求這類已知自動開關之密封空間內的硬件必須能更換，以便變更自動開關的時間特性與類似特性，因而就難以為液壓控制的自動開關編制程序。通常的情況是，用戶將明確提出所需的時間-電流特性，并購買具有“快速曲線”或“慢速曲線”屬性的預定的自動開關。這就是說，為了確保所需的自動開關類型在需要時有備品，或許不得不采用這樣的方法，即購置若干個具有能滿足不同預定特性需要的自動開關。
對于某些傳統(tǒng)的三相自動開關，應用電子控制組件已是周知之事。例如Mc Graw-Edison公司出售的RVE型、VWE型與WVE型三相自動開關，就采用了一種工作方式與上述液壓自動開關類似的電子控制機構，但是其中還設有定時作業(yè)的電子控制器件。
在這類已知的三相電子自動開關結構中，一般備有外部操作組件，它包括有用來對斷續(xù)器從事手動斷路與鎖定的操作臂，得以使線路工人能在維修配電系統(tǒng)時斷開通過這類自動開關的電流。此外，也都知道利用一種可在兩個位置間運動的獨立的指示器臂，來指明此自動開關的接觸狀態(tài)。
其它已知的包括有電子控制器件的三相自動開關則采用一種開關盒，其中設有杠桿開關，可以通過手動來執(zhí)行斷續(xù)器觸點的斷路與接通作業(yè)。在許多的這類裝置中，獨立地設有可在兩位置間運動的指示器，來表明自動開關工作過程中任何給定時刻下的斷續(xù)器狀態(tài)。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種自動開關設備，它所設有的操作組件，在外觀與觸覺上與通常液壓工作的單相自動開關的操作組件相同，并配置有能提供電子控制全部優(yōu)點的電子控制組件。
本發(fā)明的另一目的是去提供一種單相自動開關設備，它設有一電子控制組件，用來控制此自動開關中的定時的和相關的作業(yè)，并得以在購置了這種設備之后對上述作業(yè)重編程序。由于提供了此種特點，就能通過配置一臺這樣的自動開關設備而適合多種不同用途。
根據上述目的，在本發(fā)明的一個實施例中包括有一箱或槽，槽內設有電流斷路器，且有一對可在接通的載流位置與斷開的斷流位置之間作相對運動的接點。還設有第一與第二觸點運動裝置，用來將這些接點分別運動到接通與斷路位置;同時還設有可從槽外用手夠到的操作組件。此操作組件具有可在上、中、下位置間運動的操作臂，并包括有接點接通裝置，用來當操作臂經手動移至上位時，去起動第一接點運動裝置的作業(yè)。上述操作組件還包括有起動第二接點運動裝置用的鎖定起動裝置，后者同時可用來在操作臂經手動移到下位時防止第一接點運動裝置繼后工作。
此自動開關中設有傳感裝置用來探測其遇到的故障電流，并設有一控制裝置響應探測到的故障電流而開始起動第二接點運動裝置，然后響應進一步探測到的故障電流，按預定的斷路周期數(shù)來交替地起動此第一與第二接點運動裝置。有一連鎖的發(fā)信號裝置能在控制裝置起動了第一與第二接點運動裝置至預定斷路周期數(shù)之后，立刻將操作臂自動移至下位。
通過提供本發(fā)明的自動開關，可以實現(xiàn)眾多的優(yōu)點。例如，由于此種自動開關采用了電子控制組件，就能獲取電子控制的全部優(yōu)點。具體地說，由于提供了電子控制，便得以對此種自動開關的時間電流特性以及此開關的解扣周期數(shù)和其它功能編制程序，從而使之可容易和便利地用于各式樣的外部環(huán)境。此外，這里的電子控制系統(tǒng)不易受環(huán)境溫度影響發(fā)生故障或不正常的運行，并可以設置在配電系統(tǒng)上線路工人迅即可到達的位置上。
本發(fā)明的最佳實施例將對照附圖詳述于下，附圖中

圖1是依據本發(fā)明構制的單相自動開關的側視圖;
圖2是上面接裝有套管的自動開關之部分剖面的示意性側視圖;
圖3是示明斷續(xù)器組件的自動開關側視圖;
圖4是操作臂以及此臂與內部操作軸之間的機械聯(lián)動裝置的示意圖，圖中示明的是此臂處于鎖定位置的情形;
圖5是一與圖4類似的示意圖，這里的操作臂處于接通的正常工作位置;
圖6是斷續(xù)器組件的透視圖;
圖7是外部操作組件之操作臂的側視圖;
圖8是圖7中操作臂的正視圖;
圖9是圖7中操作臂的后視圖;
圖10是操作組件已從自動開關上撤下后的前視圖，其中操作臂處于鎖定位置;
圖11是與圖10類似的前視圖，其中的操作臂示明于接點接通位置的情形;
圖12是自動開關內部機構的示意性平面圖，其中的主閂板示明在斷續(xù)器的斷路位置情形;
圖13是輔助接點組件的側視圖;
圖14是輔助接點閂桿與換向桿的側視圖;
圖15是主閂板與自動開關內支承此主閂板之器件的前視圖;
圖16是斷續(xù)器與主閂合組件的前視圖，其中斷續(xù)器示明于斷路位置情形;
圖17為外部操作組件的示意圖，此示意圖是從此組件的前向，透過操作臂且通過此組件的支承板觀察的結果，其中的支承板與操作臂以部分剖視圖示明，而操作臂則按朝向觸點閉合位置方向運動的狀態(tài)示明;
圖18與圖17類似，其中的操作臂示明于觸點閉合位置情形;
圖19與圖12類似，其中的閂板示明于朝向閉合位置運動的情形;
圖20與圖12類似，其中的閂板示明于螺線管插棒回撤之前的接通位置中;
圖21與圖16類似，其中的斷續(xù)器示明于接通位置情形;
圖22與圖12類似，其中的閂板示明于螺線管插板回撤之后的接通位置;
圖23與圖12類似，其中的閂板示明于其正要將它從主閂合組件松釋開前的接通位置中;
圖24與圖16類似，其中的斷續(xù)器介于斷開與接通位置之中，圖25是斷續(xù)器組件基板的底平面圖;
圖26是閂板的側視圖，表明了在此閂板與內部操作軸之間的安裝結構;
圖27與圖17類似，其中的操作臂示明于正常的，斷續(xù)器接通時的位置;
圖28與圖17類似，其中的操作臂示明于鎖定位置;
圖29與圖17類似，其中所示的操作臂正移向接點接通位置，而所示的操作組件處于解扣位置;
圖30與圖17類似，所示的操作臂正處于其手動作業(yè)中移向鎖定位置的情形;
圖31與圖10類似，所示的操作臂處于正常的斷續(xù)器接通位置，而所示的單觸發(fā)-鎖定桿則處于上部的非起動位置;而圖32是外部操作組件的示意圖，此圖是從這一組件的前向，透過操作臂且通過此組件之支承板觀察的結果，其中的支承板、操作臂與單觸發(fā)-鎖定桿以部分剖視圖示明，而此單觸發(fā)-鎖定桿示明在已起動的位置中。
下面詳述此最佳實施例。
本發(fā)明的自動開關設備的最佳實施例示于這些附圖中，現(xiàn)在參看圖1，此設備包括一箱或槽40，上面有一組裝配架41，可將此自動開關裝配于一實用的柱或類似部件上。槽40界定出一密封的內部空間，最好充填以SF6氣體一類絕緣氣體，于此空間內裝設一如下所述的斷續(xù)器組件。槽40以密封形式配合上一蓋42，此蓋可以取下以便將上述斷續(xù)器設于此內部空間。
槽40的上前側裝有一操作組件43，后者包括一可從槽外接近且可在一上、中、下位置間運動的操作臂44，圖1中示明的是此臂處于下位的情形。
參閱圖2，此自動開關以側視圖表示，上面有一對套管45，它們穿過蓋42進入槽40的內部空間。如此圖所示，圍繞套管對45中之一設有一變流器46，它起著電流傳感裝置的作用，用來探測此自動開關設備在作業(yè)中遇到的故障電流。此傳感裝置即變流器46按常規(guī)方式與一控制組件47作電連接，后者最好安裝于前述槽的密封內部空間下方的底部中。
槽40的側部上設有導線管道48，用來保護引至變流器46的導線，同時保護控制組件47同操作組件43與后面要討論的斷續(xù)器組件之間的連線。
控制組件47包括設置有微處理機之類常規(guī)硬件的控制裝置，可對之編定程序來進行后面將較全面討論的各項功能作業(yè)。應該指出，用于依據本發(fā)明構制之自動開關中的具體的電子控制裝置并不苛刻，只要這種控制裝置能夠實現(xiàn)下面對于本發(fā)明的自動開關設備的作業(yè)較完整討論的控制作用即可。
前述斷續(xù)器組件示明于圖3中，此種組件最好包括Eppinger等于1989年12月5日提出的，由未決美國系列號07/446476公開的電弧-旋轉式(arc-spinner)斷續(xù)器類型。Eppinger等人所申請的內容已綜合于此作為參考，此申請的說明書與附圖的復制件已作為附件B提交。
簡單地說，此斷續(xù)器組件49包括經一母線51連至套管對45中之一上的固定電接點50，以及一通過環(huán)繞在其身上之勵磁線圈，(未示明)耦聯(lián)到上述固定接點50且安裝于一絕緣支承結構53中的環(huán)形電極52。經母線55而與另一套管相連的第二電接點54則有一臂56，此臂沿著一與環(huán)形電極52中央縱軸線垂直的路徑運動，用來對固定接點50作有選擇的連接。臂56可具有包括一角狀部分的大致呈L形的構型，后者從圖3中看去在一個方向上延伸進入相應的圖中，且平行于此環(huán)形電極的中央縱軸線。如圖6所示，有一分級桿57沿上述中央縱軸線朝此可動臂56的方向通過環(huán)形電極52延伸，同時也經由在上述套管與第二接點54間的這段母線55象第二接點54那樣連至同一套管上。
分級桿57有一內軸向端，它當臂56移向與環(huán)形電極中央縱軸線相交的位置時即與此臂的角形部分稍許分開，而得以在此臂56的角形部分周圍的靜電場上實現(xiàn)分級功能。再來參看圖3，固定的電接點50于環(huán)形電極52外沿徑向設置，使第二接點54的大致呈L形的端部在與固定電接點50脫開時，大致移向該中央縱軸線。
在第二接點54離開固定接點50的運動過程中，各電磁力一齊作用到因第二接點54之臂56的大致L形而產生的電弧上，同時這些電磁力驅使這一電弧朝環(huán)形電極52的方向移動，并在它一旦轉到環(huán)形電極方向上時即行旋轉。此外，前述內部空間中的絕緣氣體也有助于當該可動臂到達圖3所示中央位置時使這一電弧熄滅。
圖3中還示明了內部操作組件43，以及在此組件43的外部操作軸59與主閂合組件60之間延伸的內部操作軸58。這一主閂合組件60將第二接點54的可動臂56保持于一結合固定接點50的，接通的載流位置，同時在該臂將運動到斷開的斷流位置時可使之松釋。這種主閂合組件將在后面較全面地討論。圖3中也示明了一種高壓電磁管線圈61，它構成閉合裝置的一部分，也將在后面討論。
上述的外、內操作軸59、58包括有配置在前述之蓋的一個孔口62中的軸向端，每根軸上設有沿徑向延伸的銷子64、63，當外軸59依圖4中逆時針走向離開箭頭65時，此外軸上的銷子64即與內軸58上的銷子對合。外軸59的這種旋轉，如圖所示，是與操作臂44移至下位的運動相重合的，這樣，當操作臂44轉至下位時，就實現(xiàn)了外軸59與內軸58的運動。
當操作臂44依箭頭65的方向移至圖5所示的中間位置時，或者將向上部位置時，外軸59的銷子64不會造成內軸58的轉動，此內軸保持在圖5所示的位置。于是此內軸在操作組件43與斷續(xù)器組件49之間起到一種連桿作用，使得內軸58總是由外軸59帶動而決不具有驅動軸59的功能。
圖6中示明了一種輔助接點組件66，它包括一對在絕緣安裝件69上相互分開的輔助接點67與68。上輔助接點68包括一根延伸到斷續(xù)器組件49的固定接點50，因而延伸到套管45的導線70;下輔助接點67則經導線71連到高壓閉合式螺線管線圈61的一端，而此線圈61的相對一端則接地。
上述輔助接點組件66還包括一細長的導體72，用來在該高壓閉合式螺線管線圈61通電時，使上下輔助接點68與67作電連接，而讓電流從套管45經輔助接點68、67通過線圈61接地。如圖12所示，有一輔助接點的底閂板73經一絕緣臂74連至導體72，而此絕緣臂則裝定在此底板73的上表面以便隨它進行運動。
上述底板73安裝成可繞與一輔助接點的頂閂板75之轉動軸線重合的軸線轉動，此頂閂板包括一閂合爪76，它除非在高壓螺線管線圈61激勵時，一般將保持在一輔助接點閂桿77的配合面上。
輔助接點閂桿77以可旋轉的方式支承于斷續(xù)器組件49的底架78上，且如圖14所示，為一扭簧79偏移向所閂合的位置。換向桿80以可旋轉的方式支承在此輔助閂桿77與頂閂板75相對的一端，同時還可繞居于閂桿77與一閉合式螺線管傳動器82之間的支銷旋轉。
如圖12所示，此閉合式螺線管傳動器82也安裝在底架78之上，用來使換向桿80逆時針走向轉動，因而導致輔助閂桿77依順時針走向轉動，使得頂閂板75如圖13所示，在扭簧83的偏壓下可依逆時針走向任意轉動。如圖12所示，扭簧83的一端頂住一第一銷子84，此銷子固定于頂閂板75上并穿過底板73中一狹縫85，此扭簧的另一端頂住一第二銷子86，銷子則連接在底架78上，穿越頂板75并通過底板73。
如圖12所示，在頂輔助接點閂板與底輔助接點閂板之間設有第二扭簧87，起到使底板73相對于頂板75依順時針走向偏動，使得此底板在頂板按順時針走向轉動時常能依隨頂板運動。上述第二扭簧87包括接合第一銷子84的第一端與接合底板73的一豎立片狀件88的第二端。
設有一輔助接點重調裝置，它包括一副閂桿89，此副閂桿借彈簧依逆時針走向偏動且包括一臂90，后者于一斷續(xù)器接通期間在一主閂板92逆時針轉動時，即為此主閂板92上一調節(jié)螺釘所接觸。當此調節(jié)螺釘91觸合上該副閂桿89時，此副閂桿即依順時針走向被推動，使得設在此桿上的一個指形件93從與輔助接點閂板73上形成的爪94相結合的狀態(tài)下升起。上述重調裝置還包括有在主閂板92上的一個下彎的片狀件95，它可在主閂板92逆時針走向轉動時與輔助接點頂閂板75的一凸輪面96配合。
如圖15所示，安裝有一鎖定架97，它可在斷續(xù)器組件49的底架78上滑動且包括一軸向可調螺釘98，后者可與輔助接點底閂板73上一豎立片狀件99配合，能在此鎖定架97處于圖23所示位置時阻止此底閂板依逆時針走向轉動。鎖定架97借彈簧偏移向圖12所示位置，而得以在正常情況下允許輔助接點底閂板73自由轉動。
內操作軸58伸延過主閂板92，上面設有沿徑向延伸的指形件100，后者在此內操作軸如圖23所示順時針走向轉動時，可與鎖定架97的一豎立片狀件101接合。此外，使鎖定架偏離底閂板73的彈簧104也起著使該內操作軸朝逆時針方向偏動的作用。
如圖26所示，主閂板92由一對穿過內操作軸58且使閂板92位于它們之間的一對于垂向上分開的銷子102，可旋轉地支承于該軸58之上。此外，在主閂板92上設有兩個垂直延伸的銷子103，用來在閂板92與軸58之間作相對轉動時保持此閂板相對于此軸的取向。
如圖23所示，銷子103與銷子102在內軸58的周邊方向上分隔一段足以使主閂板92能在閂合與未插合兩個位置間進行自由運動的距離。這樣，在因如下所述的斷續(xù)器操作引致故障時，能使軸58保持穩(wěn)定。但當主閂板92處于圖12所示的未閂合位置時，通過按逆時針走向轉動軸58，就能使閂板92進到閂合位置，而使得銷子102與銷子103接合，迫使閂板92依隨軸58運動。
這樣，當沒有電源為通常用來閉合接點50、54的高壓螺線管線圈61供給動力時，就為接通此斷續(xù)器組件49提供了一種裝置。盡管在圖中沒有給出用來轉動軸58的裝置，但在圖3中示明的軸58包括有一在最上端的徑向銷子63a，它可以從外側接近已述及的蓋子，且可以被接合上達到轉動軸58的目的。
主閂合組件60示明于圖12中，包括有可繞軸58旋轉而支承起的主閂板92，后者可由一斷路用彈簧110頂向圖12所示的斷續(xù)器斷開位置。
主閂板92在其一個邊上包括一閂合面105，用來配合一主閂桿106，后者由一銷子同可旋轉地支承在斷續(xù)器的底架78上。在主閂桿106的附近配置有一副閂桿108，它由一銷子109可旋轉地支承，使之可以與閂桿106與閂板92相對的后表面接合或脫開。如圖22所示，此副桿108為一彈簧111頂向一與上述主閂桿配接上的閂合位置。在斷續(xù)器底架78上裝設有一斷開式螺線管傳動器112，它與副閂桿鄰近，用來使副桿108反抗斷路用彈簧111的偏動而進入一與主閂桿106脫開的解扣位置，使得主閂桿106可以在由閂板92與斷路用彈簧110的載荷產生的作用到此主閂桿上的瞬間力影響下，自由地脫開主閂板92，而此主閂板即被松釋，得以在上述斷路用彈簧的力的作用下移向斷續(xù)器的斷開位置。
當閂板92的邊緣附近開有一孔113，可接納斷續(xù)器組件之第二接點54的可動臂56一下端?？?13的尺寸較上述下端大的多，可使閂板92的水平轉動傳遞給臂56的垂直轉動。在其兩端的居中位置還設有一彎槽114，在此板下則設有一與此彎槽對齊的插棒116，使插棒116上的一垂直銷子115能在該插棒相對于高壓螺線管線圈61運動時，與上述閂板接合。插棒116與線圈61的中央縱軸線準直，以使在此線圈通電時進入其中而對向一停止件117。彎槽114的大小則要允許插棒116在線圈61激勵后能返回到其從該線圈后撤的位置，同時使閂板92能為主閂桿106閂合。
由于提供了這種在閂板92與插棒116間的相對運動，就能利用此插棒將閂板移到斷續(xù)器接通位置和對斷路用彈簧110加載，然后將插棒116反移至閂桿運動路線之外的后撤位置，這樣在繼后的斷續(xù)作業(yè)中，就不必要求斷路用彈簧110來帶動此插棒本身，而插棒116的返回運動則是由一對連接在斷續(xù)器底架78與此插棒上之垂直銷子115之間的柱塞彈簧118來實現(xiàn)。
作為主閂合組件60的一部分而提供了一種重調桿119，它以可旋轉的方式在其兩端間的一個點支承在底架78之上，使得此桿能在圖12所示后撤位置與圖20所示接合位置之間轉動。在重調桿119上鄰近副閂桿108的一端設有一彈簧柱塞120，它當此重調桿處于圖20中的接合位置時與上述副閂桿接合。彈簧柱塞120當插棒116在高壓螺線管線圈61內碰撞時，起著使副閂桿108相對于主閂桿保持于原位的作用，得以使主閂板92不會由于插棒116沖擊線圈61內的停止件117時的機械振動而偶發(fā)閂合脫開的現(xiàn)象。
重調桿119上與彈簧柱塞120相對的一端是分開的，合圍在插棒116的垂直銷子115上，使得此彈簧柱塞120當插棒116處于鄰近停止件117的位置時與副閂桿108接合，而當插棒116從線圈61中回撤時與此副閂桿脫開。
外操作組件43的外軸59與操作臂44示出在圖7中，其中的臂如圖所示為一螺栓121固定，得以隨此外軸轉動，此外軸59穿過一安裝板122。臂44與安裝板122之間設有一扭簧123，用來使軸59相對于安裝板122按反時針走向偏動，使得臂44朝其下位偏移。軸59上還設有外閂板組件124，它包括可旋轉地支承在軸59上的一外閂板25;固定在此軸上且由一批間隔墊圈與閂板125隔開的鏈節(jié)板126;以及一扭簧127，當從外操作組件43的前方看去，它使上述閂板相對于軸59依反時針走向偏移。
回到圖9，閂板125上設有一爪128，它相對于此板繞安裝銷129旋轉，依下面較全面敘述的一種方式工作。鏈節(jié)板126上以可旋轉的方式支承一臂130，它延伸過一固定在安裝板122上的導架131。
如圖17所示，外閂板包括一配置有兩個弧形徑向延伸槽的中央孔。此孔的大小使閂板125與操作軸59間可作相對運動，而前述的兩個槽132可用來接納一延伸過軸59的橫向銷133的兩端，并允許軸59相對于閂板125在限定范圍內作自由運動。鏈節(jié)板126固定在前述操作軸上，使得當此軸轉動時，鏈節(jié)板也轉動而與閂板125的位置無關。
從圖17中還可看到，外操作組件43中設有一閂桿134，它安裝成可繞一銷子135轉動，包括有第一閂合面136，可與閂板125上一相應的閂合面137匹配;以及第二閂合面138，可與副閂桿140上相應閂合面139匹配。
副閂桿140受到可旋轉地支承，得以繞一銷子141轉動，并由一彈簧142偏移向圖17所示的位置。副閂桿140上另有一彈簧143，使閂板125上的爪128向下頂住一設在閂桿134上的銷子144。閂桿134由彈簧145依圖17所示的順時針走向偏移。安裝板122上設有一螺線管傳動器146，它包括一插棒，可用來使副閂桿140依反時針走向轉動，以便松釋例如圖28中所示的閂桿134與閂板125。這套組件的作業(yè)將于以后較全面地討論。
如圖10所示，在外操作組件43上還設有一單觸發(fā)-鎖定桿，它如圖32所示連接到為一彈簧149偏移向一起動的或未起動的位置的偏動板148上。在操作組件43中鄰近此單觸發(fā)-鎖定桿147的偏動板148處裝有一個單觸發(fā)-鎖定接點開關150，它當此桿147轉動到起動位置時為板148所觸合。此接點開關150又連到控制裝置151上，由后者來傳感桿147的位置。
在組件43內與閂板125相鄰處設有一手動的接通接點用開關152，使得當閂板125從該組件前方看去轉動到圖18所示的位置上時，將爪128支承在閂板125上的銷子129就會接通此開關152。上述手動的接通接點用開關152同時連至控制裝置151上，以便當臂44移至圖18所示位置上時，將一手動接通信號輸送給這一控制裝置。
上面已經描述完了本設備的結構，下面將討論它的操作。
自動開關的裝配與手動接通作業(yè)在對此最佳實施例的自動開關進行裝配的初始過程中，如圖16所示，斷續(xù)器接點50、54是斷開的，而第二接點54之可動臂56與固定接點50脫開。此外，如圖10與28所示，外操作組件43的操作臂44處于下部的銷定位置，使得外操作軸59的徑向銷64與固定在內操作軸58上的銷子63接合，并促使此內軸58轉動到圖23所示位置。在軸58的這一位置，內軸58的下部徑向延伸指形件100即與鎖定架97的豎銷101接合，使此鎖定架進入圖示的鎖定位置，在此，這一鎖定架與輔助接點底閂板73上的片狀件99接合。鎖定架在其處于此鎖定位置時，便能阻止輔助底閂板73反時針走向轉動。
一旦此自動開關設備已裝配好并與一配電系統(tǒng)連接上時，就可使用，這時用手將操作臂44移向圖18所示的上部位置，如圖17所示，在臂44繼續(xù)向上運動的過程中，爪128即與主閂桿134的銷144接合上，將此桿推出副閂桿140的閂合面139外一段小距離，使得主閂桿134在臂44繼續(xù)向上運動而被松釋時，將與副閂桿140閂合。此外，閂板125是按順時針走向轉動的，從而此閂板的閂合面137可運動至桿134相配合的閂合面136的上方，同時爪128即移向接觸開關152。
在臂44繼續(xù)移向圖11與18所示位置時，將爪128支承在閂板124上的銷子129即如圖18所示與開關152的接點遇合，引發(fā)一將發(fā)送到槽40底部組件47中控制裝置151的信號，指明手動接通作業(yè)已然開始。于此同時，爪128上提并跨在主桿134的銷子144的上面，而這一桿即移向一與副桿相配合的閂合位置。這樣，當臂44松釋時，它在彈簧123的作用下移至圖27所示中間位置，而閂板125便落定與主桿134的閂合面接合。
一旦控制裝置151收到外部操作組件43的用接通信號后，它就向閉合式螺線管驅動器82發(fā)出一致動脈沖，而此驅動器便將換向桿80移至圖19所示位置。換向桿80的轉動促使輔助接點閂桿77與換向桿80二者成反向轉動，使輔助接點頂閂板75與桿77脫開，并如圖13所示，在扭簧83的偏動作用下轉至一接點閉合位置。當上述頂閂板運動到這一位置時，支承在底閂板73的導體72便移向與兩個分開的接點67、68接觸上的位置，使從電源側套管45經線圈61再接地的電路接通，為高壓電磁鐵線圈61提供電流。
當電流流過線圈61時，插棒116即被拉入此線圈內并牽引著主閂板92與其一通運動。于此同時，柱塞彈簧118與斷路用彈簧110即被加載。如圖24所示，主閂板92的運動促使第二接點54的可動臂56朝向固定接點50運動，如箭頭153所示。再來參考圖19，支承彈簧柱塞120的重調桿119旋轉，將此彈簧柱塞帶至副閂板108。主閂板96的運動則促使片狀件95接合凸輪表面96，并使輔助接點頂閂板75依順時針走向轉動。
由于存在有與底閂板73之爪94接合的指形件93，阻止了輔助接點底閂板73隨頂閂板75運動。這樣，使此頂、底閂板相對偏置的扭簧87便在此頂閂板繼續(xù)作相對轉動時，促使底板73依隨頂板75偏移。
圖20示明了斷續(xù)器組件中各部件在緊接插棒116到達了貼抵在插棒停止件117最內位置時的相對位置。如此圖所示，主閂板92已然移過主閂桿106一段距離，這段距離足以使板92的閂合面105配合上桿106的相應面。副閂桿108在彈簧111的偏壓下已然移至一毗連主桿106后面的位置，而得以使此主桿能反抗彈簧加載的閂板92作用到其上的瞬間力，同時彈簧柱塞120已然轉動到結合上副桿108，以防止后者因插棒116沖擊插棒停止件117而震松。斷路用彈簧110已然加載而為閂合組件60保持在此位置上，插棒復位彈簧118業(yè)已加載，正開始將插棒116拉至一離開插棒停止件117的回撤位置。
在閂板92運動向圖20所示位置過程的最后階段，定位螺釘91與臂90結合使桿89的指形件與底閂板73的爪94脫離接觸，從而板73即在彈簧87的作用下依順時針走向偏移。這樣，導體72便從接點接通位置拉向此圖中所示的位置。同時，主閂板92的片95即將頂閂板75轉動到與已為彈簧偏置向圖20所示位置的閂桿77相閂合，從而得以在閉合式螺線管驅動器82去激勵時自動地返回到這一位置。
斷續(xù)器之第二接點54的可動臂56之最終位置示明于圖21，其中閂板92已將臂56移向與固定接點50接觸的接通位置，使電流能流過自動開關設備。
應注意到，在插棒116與主閂板92從斷續(xù)器的斷開位置運動到其接通位置的過程，內操作軸58是全然不旋轉而保持不動，這樣就使外操作軸59與臂44保持于圖8和27所示的中間位置。根據本發(fā)明提供的這一特征，就可以實現(xiàn)若干優(yōu)點。例如，由于在斷續(xù)器接通過程，從這一運動著的機構的總體質量中除去了內、外操作軸58、59的質量，螺線管線圈61就可以制作得較小一些而達到運動包括操作臂在內的較大物質的目的。此外，由于使外組合件43的臂44保持在中間位置，臂44就不僅僅是用作斷續(xù)器接點位置的指示器，而且如下面將較全面討論到的，更可以用作為斷續(xù)器鎖定的指示器。
在圖22中，本自動開關設備示明在正常的接通作業(yè)位置。如圖所示，插棒復位彈簧118已將插棒116拉至回撤位置，使插棒的質量已從主閂板92的運動路徑上抽出。通過以這種方式從主閂板92的運動路徑中拉引插棒116，主閂板92就可以在斷路用彈簧110的偏動作用下自由地運動，而不必在斷續(xù)作業(yè)過程中載運上插棒的質量。同樣，在插棒116回撤時，彈簧柱塞120就移開副桿108，使后者可相對于主桿106自由轉動。
故障感生的斷流在此自動開關正常作業(yè)期間，當它遇到故障，就為變流器46采知，而控制裝置就可引發(fā)故障感生的斷流。再行參看圖23，一旦探測出故障，控制裝置就輸出一信號給開式螺線管112，使螺線管驅動器依反時針走向帶動副閂桿108，促致此副閂桿脫開主閂桿，而令后者得以在由加載的閂板作用到桿106上的瞬間力的影響下自由運動。如此圖所示，閂桿106正處于將從閂板92上脫開下的時刻。
一旦閂板92松釋開，斷路用彈簧110將閂板拉向圖12所示位置，而第二接點54的可動臂56依圖24箭頭方向移至圖16所示斷開位置。如上所述，在可動臂56于這一接通和斷開位置間運動時，于這兩個接點分開的距離上方就形成一電弧，而這一電弧則由于可動臂56的幾何結構使之拉長和由于環(huán)形電極52使它在此電極內旋轉的關系，為前述槽內的絕緣氣體熄滅。
在通過自動開關設備的電流中斷后，控制裝置經預定的延時后即觸發(fā)斷續(xù)器再次接通。這一自動接通作業(yè)，類似于前述的手動接通作業(yè)，但不涉及外或內操作軸59、58的任何運動，而代之以控制裝置輸出一脈沖至閉合式螺線管驅動器82，隨之促使輔助接點組件66脫開閂合。輔助接點組件66之頂、底閂板75、73的運動將使通向線圈61的電路接通，而接通的程序仍同于以前所述方式。
要是斷續(xù)器接通，說明故障是臨時性的而變流器46不再探測出其它故障電流，這時的自動開關設備則繼續(xù)處于正常條件下，直到又探測出進一步的故障，或者直到此自動開關設備依后述方式為手動鎖定時。
但要是在再次接通斷續(xù)器時，該變流器46又探測出故障電流時，控制裝置又將再次依已述方式引發(fā)中斷作業(yè)而再行中斷電流。這種通-斷序列，取決于控制操作的編定程序可以重復到任意所需的周期數(shù)，為了在自動開關設備最終鎖定前能有清除故障的機會，一般至少要進行兩個周期。
一旦控制裝置已使斷續(xù)器循環(huán)過預定的接通與斷開作業(yè)，就有一脈沖輸送給斷開式電磁閥驅動器112，而此斷續(xù)器便作最后一次斷開。在進行這一最終斷開作業(yè)的同時，如圖28所示，也有一鎖定脈沖輸送給外部操作組件43的螺線管146。這一螺線管的起動使得副閂桿140反抗彈簧142的作用而依反時針走向轉動，使主閂杠134與此副閂桿脫開，而為彈簧145拉入一順時針走向。
在主閂桿134順時針轉動后，閂板125即由于彈簧123的影響而依反時針走向轉動，并將臂44轉至圖28與10所示下方位置。如圖28中虛線所示，外軸59上的徑向銷64在閂板124轉動過程中隨著此外軸轉動并與內軸58結合，使得內軸58的下方指狀件100與鎖定架97結合，而把這個架移至圖23所示鎖定位置。
這樣，臂44與外操作組件43除用來指明斷續(xù)器業(yè)已循環(huán)過整個斷開與再次接通作業(yè)并處于鎖定條件下外，還在實際上起到了鎖定斷續(xù)器的作用，使得一旦運動到鎖定位置后，使斷續(xù)器得以在繼后再次接通的唯一方式是通過外操作臂44的手動作業(yè)。
要是在鎖定之后，臂44由手動移到了圖11所示的上部位置而故障仍然存在時，則在接通斷續(xù)器后立刻可以探測出這一故障，同時控制裝置即輸出一脈沖給外操作組件43中的螺線管驅動器146，同時閂板125便立即解扣，使此臂返回到下部的鎖定位置。此外，同時有一脈沖輸送給斷開式螺線管驅動器112，而此上述方式實現(xiàn)斷路。這樣，本自動開關不論在何時打算由手動接通上接點而造成故障時，就能立即斷路與鎖定。
手動斷流要是由于需對配電系統(tǒng)進行維修之類的原因而要將此自動開關取下時，則可如圖10所示將臂44拉至下部位置而由手動打開此自動開關設備。
當將臂44經手動移至下部位置時，軸59與鏈節(jié)板126即反抗扭簧127的影響而相對于閂板124轉動，同時，聯(lián)桿臂130即運動到與設在副閂杠140上端的一片狀件154相結合，如圖30所示。此副閂杠140的反時針走向轉動導致主閂桿134與閂板125脫開，使操作軸59自由地按反時針走向轉動，這樣便使內操作軸58通過互鎖的銷子63與64而同時轉動。
當內軸58轉動時，如圖25所示，位于斷續(xù)器底架78下，在軸58一端上的徑向延伸銷便轉動而引起彈簧加力的凸輪臂156作線性運動。臂156的遠離徑向銷155的一端與副閂桿108上的一向下延伸銷157毗鄰，使此副閂桿能在臂156的力的作用下轉至一從主閂桿106的結合中脫出的位置。這樣，主閂板92便從主閂桿106上松釋下，而移至圖12所示斷開位置，同時可動臂56即移至圖16所示位置。
單觸發(fā)-鎖定圖31中示明了處于非起動位置的單觸發(fā)-鎖定桿147，它可旋轉地支承在外安裝板122上，使之可依順時針走向轉動到圖32所示的起動位置。
當需要將這種自動開關設備轉換成單觸發(fā)斷續(xù)器時，即將桿147移至圖32所示位置，這樣便起動了接觸開關150。接通這一開關就會給控制裝置輸出一表明需要進行單觸發(fā)-鎖定作業(yè)的信號。然后，要是變流器46探測到有故障時，就會給外操作組件43上的螺線管驅動器146以及斷開式螺線管驅動器112兩者輸出一信號，得以在已述方式下進行斷開與鎖定作業(yè)。
手動的“慢接通”作業(yè)如前所述，可以不必起動高壓螺線管線圈61，只需將內操作軸58依圖12中看過去的反時針走向轉動，就能將主閂板92從未閂合的斷開位置轉至插合的接通位置。這一操作是借助于與軸58之銷63a相結合的一裝置，使之能靠手動進行旋轉而實現(xiàn)的。
一般地說，這種“慢接通”作業(yè)是用在實驗室與車間中，當自動開關已從配電系統(tǒng)中除去且螺線管61無電源可用時。
由以上圖示的自動開關設備之有創(chuàng)造性結構所得的優(yōu)點在于，內操作軸58僅僅從動于槽40之外所起始的操作。
例如，內操作軸58發(fā)生轉動僅有的三種機會是在由手動斷開斷續(xù)器、以及鎖定和慢接通斷續(xù)器組件49時。在由手動進行斷開與鎖定的兩種作業(yè)中，內操作軸58是借外操作軸的驅動力轉動，而在慢接通作業(yè)中，則使用一種獨立的裝置。
通過提供本自動開關設備的這種屬性，就能給出這樣一種操作組件，它與斷續(xù)器組件49相連通，但卻與輔助接點組件66以及主閂合組件60的正常操作相獨立，從而以上組件可自由地在斷開與接通作業(yè)間運動接點50與54，不需載承操作軸58、59及其相關部件的質量。
盡管本發(fā)明業(yè)已參照圖示的最佳實施例作了描述，但應指出，在不脫離本發(fā)明按所附權利要求書列述的范圍，是可以作出各種替換和采用等效的部件的。
權利要求
1.一種自動開關設備，它包括一個槽；一電流斷續(xù)器，它配置在上述槽內且包括一對可在一接通的載流位置與一斷開的斷流位置間作相對運動的接點；第一接點驅動裝置，它用來將接點移動到上述接通的載流位置；第二接點驅動裝置，它用來將接點移動到上述斷開的斷流位置；控制裝置，它用來對第一與第二接點驅動裝置進行電子控制，此控制裝置包括用來探測所述設備遇到之故障電流的探測裝置、用來響應此探測裝置探測出的故障電流而引發(fā)第二接點驅動裝置作業(yè)的故障感生斷流裝置、以及在此故障感生斷流裝置一預定次數(shù)作業(yè)的每次之后來起動第一接點驅動裝置的接通裝置，上述故障感生斷流裝置響應一連續(xù)的探測出的故障電流，在每次接通裝置的作業(yè)之后，重復地引發(fā)第二接點驅動裝置的作業(yè)；以及一操作組件，它包括一可相對于上述之槽在一上、中、下位置間運動的操作臂，同時此操作組件包括有發(fā)信號給上述控制裝置的電路裝置，以在此操作臂由手動移到前述上部位置時來引發(fā)第一接點驅動裝置的作業(yè)，還包括有鎖定裝置，用來在此操作臂處于上述下部位置時，鎖定此第一接點驅動裝置，使之不繼續(xù)運動。
2.如權利要求1所述的自動開關設備，它還包括有操作臂驅動裝置，用來自動地將操作臂移動到所述下部位置，而所說控制裝置則包括有鎖定起動裝置，用來在故障感生斷流裝置已然引發(fā)前述第二接點驅動裝置預定次數(shù)的作業(yè)之后，響應探測出的故障電流，來起動此操作臂驅動裝置，使得此操作臂運動到下部位置，并用作此設備處在一鎖定條件下的指示。
3.如權利要求1所述自動開關設備，它還包括有單觸發(fā)一鎖定裝置，用來防止接通裝置的作業(yè)，使得接點在故障感生斷流裝置起始作業(yè)之后，運動到并保持于斷開的斷流位置。
4.如權利要求1所述的自動開關設備，它還包括有操作臂驅動裝置，用來自動地將操作臂運動到下部位置，上述控制裝置還包括有防止接通裝置，用來當操作臂為手動移至上部位置且由探測裝置探測出故障電流時，來起動此操作臂驅動裝置。
5.如權利要求1所述的自動開關設備，其中述及的接點之一是可動的而另一接點是固定的，所述第一接點驅動裝置包括一電磁螺線管線圈、一個可在此螺線管線圈內運動的插棒，以及連接在此插棒與可動接點之間的傳遞力的裝置，后者用在此插棒于螺線管線圈消除激勵后而移向此螺線管線圈時，將所述可動接點驅動到接通的載流位置上。
6.如權利要求5所述的自動開關設備，它還包括有插棒回撤裝置，用來在螺線管線圈業(yè)已消除激勵后，不改變可動接點的位置，而驅動此插棒離開螺線管線圈。
7.如權利要求5所述的自動開關設備，其中的傳遞力的裝置包括一閂板，它連接可動接點，并可在可動接點處于接通位置的第一位置以及在可動接點處于斷開位置的第二位置之間運動，而述及的第二接點驅動裝置則包括使所說閂板朝此第二位置偏移的偏動裝置。
8.如權利要求7所述的自動開關設備，其中的第二接點驅動裝置包括使閂板反抗上述偏動裝置的偏動作扭而保持在第一位置的閂板保持裝置，以及用來松釋此閂板并允許此閂板在偏動裝置之偏動力作用下運動到第二位置的松釋裝置，而前述的故障感生斷路裝置還包括一斷開式螺線管驅動器，它有效地連接著所述松釋裝置，使得后者在此斷開式螺線管驅動器消除激勵時起動。
9.如權利要求5所述的自動開關設備，其中所述的螺線管線圈構成了設置有可在一接通與斷開位置間運動之開關的線圈線路的一部分，所述的傳遞力的裝置包括有這樣的結構，可在此傳遞力的裝置將可動接點運動到接通位置的基本上同一時刻，將此開關重調至斷開位置。
10.如權利要求5所述自動開關設備，它還包括有慢接通裝置，用于電磁螺線管線圈的旁路作業(yè)，并用來將可動接點移至接通位置。
11.如權利要求1所述的自動開關設備，其中述及的操作組件包括一內操作軸，此內操作軸的第一端連到操作臂上，而第二端則與鎖定裝置相連，同時，當該臂從中間位置移到下部位置時此內操作軸隨該臂轉動，而在該臂從中間位置移到上部位置時保持靜止。
12.一種自動開關設備，它包括一個槽;一電流斷續(xù)器，它配置在上述槽內且包括一對可在一接通的載流位置與一斷開的斷流位置間作相對運動的接點;第一接點驅動裝置，它用來將接點移動到上述接通的載流位置;第二接點驅動裝置它用來將接點移動到上述斷開的斷流位置;控制裝置，它用來對第一與第二接點驅動裝置進行電子控制，此控制裝置包括用來探測所述設備遇到之故障電流的探測裝置、用來響應此探測裝置探測出的故障電流而來引發(fā)第二接點驅動裝置作業(yè)的故障感生斷流裝置、以及在此故障感生斷流裝置一預定次數(shù)的每次之后來起動第一接點驅動裝置的接通裝置，上述故障感生斷流裝置響應一連續(xù)的探測出的故障電流，在每次接通裝置的作業(yè)之后，重復地引發(fā)第二接點驅動裝置的作業(yè);一個從所述槽的外側可以接近且包括一可相對于此槽在上、中、下位置間可動的操作臂之操作組件，此操作組件包括有電路裝置，用來發(fā)信號給所述控制裝置，以在操作臂由手動移到上部位置時來引發(fā)第一接點驅動裝置的作業(yè)，還包括有起動裝置，用來在操作臂由手動移到下部位置時，起動第二接點驅動裝置;以及鎖定信號發(fā)送裝置，用來在控制裝置業(yè)已在所說故障感生斷流裝置經預定次數(shù)作業(yè)且響應探測裝置所探測出的故障電流后，使操作臂自動地移至下部位置，這樣，此操作臂便可用作本自動開關設備中鎖定條件的指示器。
13.如權利要求12所述的自動開關設備，其中的操作臂包括鎖定起動裝置，用來防止操作臂處于下部位置時所述的第一接點驅動裝置進行作業(yè)。
14.如權利要求12所述的自動開關設備，它還包括單觸發(fā)一鎖定裝置用來防止接通裝置的作業(yè)，使得在故障感生斷流裝置初始作業(yè)之后，所述接點運動到并保持于斷開的斷流位置。
15.如權利要求12所述的自動開關設備，其中的鎖定信號發(fā)送裝置包括用來將操作臂送到下部位置的操作臂驅動裝置，其中的控制裝置包括當操作臂由手動移至上部位置而探測裝置探測出故障電流時，用在起動操作臂驅動裝置之際來防止通路的裝置。
16.如權利要求12所述的自動開關設備，其中述及的接點之一是可動的而另一接點是固定的，所述第一接點驅動裝置包括一電磁螺線管線圈、一個可在此螺線管線圈內運動的插棒，以在連接在此插棒與可動接點之間的傳遞力的裝置，后者用在此插棒于螺線管線圈消除激勵后而移向此螺線管線圈時，將所述可動接點驅動到接通的載流位置。
17.如權利要求16所述的自動開關設備，它還包括有插棒回撤裝置，用來在螺線管線圈業(yè)已消除激勵后，不改變可動接點的位置，而驅動此插棒離開螺線管線圈。
18.如權利要求16所述的自動開關設備，其中傳遞力的裝置包括一閂板，它連接可動接點，并可在可動接點處于接通位置的第一位置以及在可動接點處于斷開位置的第二位置之間運動，而述及的第二接點驅動裝置則包括使所說閂板朝此第二位置偏移的偏動裝置。
19.如權利要求18所述的自動開關設備，其中的第二接點驅動裝置包括使閂板反抗上述偏動裝置的偏動作用而保持在第一位置的閂板保持裝置，以及用來松釋此閂板并允許此閂板在偏動裝置之偏動力作用下運動到第二位置的松釋裝置，而前述的故障感生斷路裝置還包括一斷開式螺線管驅動器，它有效地連接著所述松釋裝置，使得后者在此斷開式螺線管消除激勵時起動。
全文摘要
一種自動開關設備，包括設于槽內且有一對接點之電流斷續(xù)器以及相應的第一與第二接點驅動裝置，后者的電子控制裝置由探測此設備的故障電流之裝置、響應所探測出的故障電流而引發(fā)第二接點驅動裝置作業(yè)的故障感生斷流裝置、以及于后一裝置預定次數(shù)作業(yè)的每次之后起起動第一接點驅動裝置的接通裝置等組成；還包括一操作組件，它由可于上中下位置運動的操作臂、發(fā)信號給控制裝置的電路、適時地鎖定第一接點驅動裝置的鎖定裝置等組成。
文檔編號H01H75/04GK1054148SQ9110014
公開日1991年8月28日 申請日期1991年1月11日 優(yōu)先權日1990年1月11日
發(fā)明者尤吉尼·L·卡姆普 申請人:A.B.錢斯公司