專利名稱:帶有固態(tài)開關(guān)和內(nèi)裝保護(hù)斷路器的斷流裝置的制作方法
本發(fā)明涉及具有模鑄箱殼的低壓斷流裝置，該模鑄箱殼具有一個(gè)前面、兩個(gè)平行的大側(cè)面和兩個(gè)小側(cè)面，每個(gè)側(cè)面提供一個(gè)肩部用以裝容一對電力端子和一對控制端子，所述的各肩部位置系從箱殼的前面延伸向箱殼的后部，該箱殼中裝有串聯(lián)相接的一個(gè)固態(tài)開關(guān)和一對可分離的觸頭，該觸頭靠一個(gè)帶操作搬柄(位于所述的前面)的機(jī)構(gòu)來驅(qū)動，還裝有一個(gè)脫扣裝置，當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)它動作使上述各觸頭分離，從而保護(hù)了該固態(tài)開關(guān)。
上述類型的裝置，例如美國專利4，531，172文件所描述的，它能使受一個(gè)固態(tài)開關(guān)控制的電路開斷或閉合，它可以采用遠(yuǎn)方控制。當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)，該可分離的觸頭即自動打開，從而保護(hù)了該固態(tài)開關(guān)并切斷了該電路。該可分離觸頭可以靠位于該裝置前面的搬柄進(jìn)行手動控制。固態(tài)開關(guān)裝設(shè)在模鑄箱殼內(nèi)一個(gè)專門小室內(nèi)處于端子之一的下面，但是這種布置可能造成過熱因而危及該裝置的滿意運(yùn)行，同時(shí)還需要增大箱殼的輪廓。
本發(fā)明的目的在于求得一種具有一個(gè)固態(tài)開關(guān)和內(nèi)裝斷路器的裝置，它能在滿足標(biāo)準(zhǔn)尺寸的同時(shí)對固態(tài)開關(guān)提供有效的冷卻。
按照本發(fā)明完成的裝置，其具體的特征為，所述的箱殼在它的背部由構(gòu)成該箱殼背面的一塊外金屬板和第二空腔的一塊中間隔板界限定成一個(gè)第一空腔;并且該固態(tài)開關(guān)即設(shè)置在所述第一空腔內(nèi)，它與該金屬板有導(dǎo)熱接觸，而所述的可分離觸頭則裝在第二空腔中。
通過將一個(gè)散熱器聯(lián)結(jié)到外金屬板上而增加冷卻效應(yīng)，以及通過設(shè)置一個(gè)固態(tài)開關(guān)的并聯(lián)回路而使固態(tài)開關(guān)得到保護(hù)，即借將觸頭之間產(chǎn)生的電弧轉(zhuǎn)引到滅弧角上而電流轉(zhuǎn)換到該并聯(lián)回路上。
所述的并聯(lián)回路好在于包括一個(gè)滅弧角，它位于觸頭之一的鄰近位置，而在電弧形成時(shí)立即接收了該電弧，并且該滅弧角向著另一觸頭方向延伸而構(gòu)成優(yōu)先閃路區(qū)。當(dāng)閃路發(fā)生時(shí)，它就在該滅弧角上，而不是在該觸頭上進(jìn)行，這樣即完全阻止了電流流過該固態(tài)開關(guān)。
這些電力端子和固態(tài)開關(guān)的控制端子設(shè)置在箱殼的各小側(cè)面上，而動觸頭則運(yùn)動于與這些小側(cè)面相平行的平面。為了限制箱殼在這些小側(cè)面方向的尺寸，熱脫扣器，值得注意的是雙金屬片，則運(yùn)動于相鄰近的平面中。
從下述對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的描述中可以更明顯地看到該裝置的其它優(yōu)點(diǎn)和特性，僅作為一例表示在附圖中圖1為本發(fā)明裝置被部份剖開的正面示意圖;
圖2為圖1的俯視圖;
圖3為圖1所示裝置的左側(cè)視圖;
圖4為圖2中剖線Ⅳ-Ⅳ的剖面圖，已被放大;
圖5表示圖1所示裝置的電路圖。
在上述圖中，一極帶模鑄箱殼12的標(biāo)準(zhǔn)型開關(guān)裝置10具有一個(gè)前面18，通過它伸出一個(gè)操作搬柄20，箱殼12的背面是由一塊金屬板16構(gòu)成，它與平行于它的一塊中間絕緣隔板14界限出一個(gè)深度較淺的空腔68。在模鑄箱殼12的其余部份中，裝有一對觸頭22，24，一個(gè)將觸頭22、24之間發(fā)生的電弧去游離的若干板28構(gòu)成的滅弧柵26，以及一個(gè)受搬柄20和一個(gè)脫扣單元32操動的操動機(jī)構(gòu)30。該脫扣單元32包括有一個(gè)雙金屬片34和在該極的電力端子38、40之間與觸頭22、24串聯(lián)連接的一個(gè)線圈36。滅弧柵26被兩個(gè)滅弧角包圍著，其下部為36和上部為41，平行于各去游離板28和隔板14延伸。操動機(jī)構(gòu)30包括有一個(gè)觸頭臂42支承著動觸頭24并可轉(zhuǎn)動地裝在一個(gè)鉸接桿44上，桿44則通過一個(gè)懸臂46而耦合到搬柄20上。脫扣桿43可轉(zhuǎn)動地安裝在一個(gè)樞軸50上，并且工作于與觸頭臂42的末端相耦合的方式而使臂42可靠地與鉸接桿44結(jié)合。一個(gè)卡銷52工作于與脫扣桿48相耦合，該卡銷52能在過負(fù)荷事件中接受雙金屬片34的驅(qū)動，或受電磁脫扣元件36的驅(qū)動?？ㄤN52釋放時(shí)，由于一個(gè)彈簧(未示出)的作用即造成脫扣桿48轉(zhuǎn)動并使動觸頭24打開。諸如一個(gè)三端雙向可控硅開關(guān)或一對反向并聯(lián)連接的可控硅之類的一個(gè)固態(tài)開關(guān)56與觸頭22、24和該脫扣元件34、36在電氣上串聯(lián)連接。固態(tài)開關(guān)56的控制回路通過導(dǎo)線58連接到控制端子59、60。該固態(tài)開關(guān)56電氣上連接在定觸頭22和端子40之間的主回路中，動觸頭24通過線圈36和雙金屬片34連接在對面的端子38上。在一定瞬間中從端子38流入的電流經(jīng)過雙金屬片34、線圈36、觸頭22、24和開關(guān)56而從端子40流出。上滅弧角41接到端子38上，而下滅弧角39向上延伸到接近定觸頭22處即留一小的間隙66而保持與其分開，下滅弧角39還通過一根導(dǎo)體62連接到固態(tài)開關(guān)56與端子40之間主回路的結(jié)點(diǎn)64上。
在上述美國專利4，531，172中對這種類型的斷流裝置有詳細(xì)描述，應(yīng)予以參考以助于理解其操作。這里重復(fù)說一下該固態(tài)開關(guān)56在正常操作中允許用遠(yuǎn)方控制該裝置的分、合就足夠了。如在外電路發(fā)生故障的時(shí)候，雙金屬片34或線圈36即造成自動地分開該觸頭22、24，并且快速地將電弧轉(zhuǎn)引到滅弧角39，轉(zhuǎn)接到固態(tài)開關(guān)56的并聯(lián)回路39、62中，如此而有效地保護(hù)開關(guān)免受過負(fù)荷或短路電流對它可能的損壞。
更詳細(xì)地參照圖1到3可以看出箱殼12包括有兩個(gè)平行的大側(cè)面72、74和兩個(gè)平行的小側(cè)面76、78，它們界限出具有趨向于箱殼12背部的擴(kuò)大部份的肩部80、86。電力端子38、40設(shè)置在箱殼的擴(kuò)大部份86中靠近小側(cè)壁76處，而控制端子59、60則設(shè)置在其對側(cè)靠向小側(cè)壁78處。滅弧柵26、線圈36和機(jī)構(gòu)30則平行于小側(cè)面76、78疊置地裝在中間隔板14和搬柄220之間的空間，雙金屬片34則裝設(shè)在這一疊層的斜側(cè)面，以資減小箱殼12小側(cè)面76、78方向的尺寸。在圖4中，雙金屬片34已用虛線表示在該平面上以便容易看清它的工作情況，動觸頭22的運(yùn)動平面是平行于該小側(cè)面76、78的，箱殼12的擴(kuò)大部份80、86分別提供缺口82，用于使貼近各邊壁76、78的金屬板16的中央部件可拆卸金屬板16的這些可拆卸部件都具有孔洞84用于緊固螺絲，特別是有一個(gè)散熱器(未示出)與金屬板16緊密連接。
將電力端子38、40和控制端子59、60設(shè)置在小側(cè)面76、78處，以及將雙金屬片34和包括滅弧柵26、線圈36及機(jī)構(gòu)30疊置成的一堆裝設(shè)在這些端子之間，從而使常規(guī)尺寸的這類裝置獲得較緊湊的排列。搬柄20設(shè)在前面，于是即可以手動控制該裝置的分、合閘。箱殼12的這種具體形狀便容許將多個(gè)這種裝置成行地排列，這時(shí)將各裝置的大側(cè)面72、74彼此接連地貼近放置即可，而固態(tài)開關(guān)56則設(shè)置在一個(gè)進(jìn)出方便的單獨(dú)空腔中。
在各圖中表示的這個(gè)較佳實(shí)施例中，固態(tài)開關(guān)56的分流是將電弧轉(zhuǎn)移到位于鄰近所述一個(gè)觸頭22處的導(dǎo)弧凸頭39、70，并且當(dāng)觸頭一旦分離時(shí)，就立刻形成這樣的通道。在導(dǎo)弧凸頭70和所述的另一個(gè)觸頭24之間的距離小于觸頭22、24分開的距離，因而在觸頭間就不會發(fā)生任何放電。
如圖4所示，滅弧角39的終端與定觸頭22分開一個(gè)小的間隙66并在動觸頭24的方向上提供一個(gè)導(dǎo)弧凸頭70，就通過觸頭對22、24接觸點(diǎn)的和垂直于動觸頭24運(yùn)動方向的平面來看，該凸頭70是斜著從定觸頭22偏離向動觸頭24打開的方向。凸頭70設(shè)置成在定觸頭22相對于動觸頭走向閉合方向之前它與該觸頭有一較小的距離，此距離小于觸頭22、24在打開過程中或分開位置時(shí)的分開距離。在有放電發(fā)生時(shí)，它將發(fā)生在動觸頭24和凸頭70之間，而不發(fā)生在觸頭22、24之間，以這種方法使固態(tài)開關(guān)56避免了轉(zhuǎn)回到具有損壞危險(xiǎn)的回路中。
權(quán)利要求
1.一個(gè)具有模鑄箱殼的低壓斷流裝置其特征在于包括一個(gè)前面，兩個(gè)平行的大側(cè)面和兩個(gè)小側(cè)面，各自提供一個(gè)肩部容裝有一對電力端子和至少一個(gè)控制端子，所述的肩部相對設(shè)置在從所述的前面延伸向箱殼的背部，在該箱殼中容裝著串聯(lián)連接的一個(gè)固態(tài)開關(guān)、和一對可分離的觸頭，它受一個(gè)具有位于所述的前面的操作搬柄的機(jī)構(gòu)驅(qū)動，以及一個(gè)在發(fā)生外部故障時(shí)造成觸頭分開的脫扣單元，如此來保護(hù)固態(tài)開關(guān)，在所述箱殼的背部由作為箱殼的底板的一塊外金屬板和分隔成第二空腔的中間隔板界限出一個(gè)第一空腔，并且所述的固態(tài)開關(guān)設(shè)置在所述的第一空腔內(nèi)與該金屬板具有導(dǎo)熱接觸，而所述的可分離觸頭裝設(shè)在該第二空腔中。
2.如權(quán)利要求
1的一個(gè)斷流裝置，其中所述觸頭之一的運(yùn)動平面平行于支承該接線端子的空腔的所述小側(cè)面。
3.如權(quán)利要求
1的一個(gè)斷流裝置，其中包括有一個(gè)位于所述第二空腔中的滅弧柵，它鄰近中間隔板，所述滅弧柵的端板之一處于該固態(tài)開關(guān)的一個(gè)并聯(lián)回路中。
4.如權(quán)利要求
3的一個(gè)斷流裝置，其中所述的脫扣單元包括有一個(gè)電磁脫扣元件和一個(gè)熱脫扣元件，該電磁脫扣元件和所述機(jī)構(gòu)是被疊置在該滅弧柵和箱殼的前面之間并且平行于箱殼的小側(cè)面，該熱脫扣元件諸如一個(gè)雙金屬片，它設(shè)置在與這一疊置的部件相鄰近的平面中。
5.如權(quán)利要求
1的一個(gè)斷流裝置，其中的兩個(gè)電力端子設(shè)置在箱殼的小側(cè)面之一上，各控制端子設(shè)置在另一相反的小側(cè)面上。
6.如權(quán)利要求
1的一個(gè)斷流裝置，其中所述的金屬板，在貼附于各小側(cè)面的各邊緣上設(shè)有空洞，以資用螺絲將一個(gè)散熱器緊貼地固定在該板的外表面，并且所述的肩部具有面對著這些孔洞的缺口。
7.如權(quán)利要求
1的一個(gè)斷流裝置，其中包括一個(gè)與該固態(tài)開關(guān)并聯(lián)的回路，它在觸頭分離時(shí)通過轉(zhuǎn)引所產(chǎn)生的電弧而起分流作用和保護(hù)該固態(tài)開關(guān)免受故障電流的危害。
8.如權(quán)利要求
7的一個(gè)斷流裝置，其中對固態(tài)開關(guān)的分路是轉(zhuǎn)引電弧到一個(gè)位于所述觸頭之一附近的導(dǎo)弧凸頭上實(shí)現(xiàn)的，并且當(dāng)觸頭一旦分離時(shí)，就立刻形成這樣的通道，在導(dǎo)弧凸頭和所述另一觸頭之間的距離小于觸頭分開的距離，以避免在觸頭上產(chǎn)生任一電弧閃路。
專利摘要
具有固態(tài)開關(guān)和內(nèi)裝保護(hù)斷路器的斷流裝置，該裝置包括有一個(gè)固態(tài)開關(guān)和一對機(jī)械觸頭在電氣上串聯(lián)相聯(lián)。固態(tài)開關(guān)裝在裝置的模鑄箱內(nèi)靠后的間隔中且與外金屬板有導(dǎo)熱接觸。固態(tài)開關(guān)裝在單獨(dú)間隔中與模鑄箱內(nèi)其余部件以絕緣隔板隔開，其余部件指觸頭，其操動機(jī)構(gòu)、滅弧柵和脫扣單元。固態(tài)開關(guān)的電力端子和控制端子設(shè)置在動觸頭運(yùn)動平面每側(cè)的箱殼小側(cè)面上，并平行于這些小側(cè)面延伸。
文檔編號H01H73/48GK87100992SQ87100992
公開日1987年9月9日 申請日期1987年2月27日
發(fā)明者默茨·瓊·呂克, 拉薩里斯·米歇爾, 蓋蘭·休伯特 申請人:默林·格倫導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan