專利名稱：帶差動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)領域：
本發(fā)明涉及一種位于一個狹窄殼體內(nèi)的斷路裝置，包括電磁脫扣裝置和差動脫扣裝置，在平行于殼體的較大的側(cè)板的平面內(nèi)，其中一個脫扣裝置明顯位于另一個的延長線上，電磁脫扣裝置作用在脫扣件上來控制脫扣裝置，從而在電流突然升高時，使固定觸頭和可動觸頭分離。差動脫扣裝置作用在所述脫扣件上來控制脫扣裝置，從而在安裝過程中發(fā)生絕緣故障時，使所述固定觸頭和可動觸頭分離，所述差動脫扣裝置包括致動裝置，用于在靜止位置和致動脫扣件的位置之間移動致動桿。
從本申請人提交的EP-0,665,569中描述的差動電路斷路器可知，其包括與電路斷路器單元橫向靠近并聯(lián)接的差動脫扣單元。在所述的專利文件中，差動脫扣裝置通過作用在電路斷路器單元的脫扣棒上的機械脫扣連桿而與電路斷路器單元的機構(gòu)相連，而用于傳遞差動脫扣指令。
然而，由于所述兩個單元是橫向靠近的，由于差動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。所設想的一個解決方案是將差動脫扣裝置和電路斷路器設置成一個模塊并位于同一平面內(nèi)。這樣的裝置在美國專利No.4,608,546中公開。在該文件中，電磁脫扣裝置或差動脫扣裝置指示一個桿來完成脫扣。該觸發(fā)桿可自由滑動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脫扣裝置控制的差動脫扣桿驅(qū)動而平移。
該裝置具有多項缺點。其中一個缺點是由于差動脫扣單元產(chǎn)生的差動能量太小，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。這使得在斷路過程中，容易在脫扣桿和固定芯或插棒和差動脫扣棒之間的徑向間隙上產(chǎn)生污染而導致阻塞，妨礙正常的差動操作。
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致間隙的堆積(即脫扣繼電器與脫扣桿一級上的間隙，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部件的存在增加了慣性和反應時間。
另一項缺點是由于差動脫扣桿必須不受磁性脫扣裝置的影響，故差動脫扣桿必須是非磁性的。
最后一點，在該裝置中，差動系統(tǒng)的復位是通過手柄返回到其設定位置來完成的，故如果手柄被阻止復位，如在鎖定的情況下，則無法發(fā)生復位。
本發(fā)明旨在提供一種具有差動脫扣裝置的斷路裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，且能克服上述各種問題。
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)生差動故障時直接作用在上述脫扣件上。
由于以上特點，消除了易于阻止差動脫扣桿滑動的摩擦力。因為不要求觸發(fā)桿自由地滑動，故磁脫扣裝置的效率并不降低。
同時減小了間隙和縱向尺寸的增大。
此外，部件的慣性和反應時間也大大地減小。
根據(jù)一具體的特征，該脫扣桿在觸頭打開后完成致動裝置的復位。
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，在觸頭打開后，使脫扣裝置的致動導致差動致動裝置的復位。
由于脫扣桿可以獨立于磁脫扣裝置，使得凸出端與致動相聯(lián)并能不依賴手柄而獲得自動差動復位。
根據(jù)另一特征，該脫扣裝置包括一閂鎖系統(tǒng)，通過可轉(zhuǎn)動地緊固在可動觸頭上的轉(zhuǎn)板將可動觸頭保持在閉合位置，并由于脫扣件的致動作用使閂鎖系統(tǒng)松開，導致轉(zhuǎn)板在一個方向的轉(zhuǎn)動和觸頭的分離，上述凸出端與轉(zhuǎn)板一起工作而使轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動導致差動致動裝置的復位。
根據(jù)另一特征，致動裝置驅(qū)動脫扣桿平行其縱軸在靜止位置和致動脫扣件的位置間平移。
較可取的是，該裝置包括觸頭手動控制柄，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，該裝置還包括帶檢測按鈕的檢測電路，所述檢測按鈕位于手柄下并作用在位于脫扣桿橫向上的彈簧件上，所述彈簧件將差動功能的電路中的檢測電阻與線圈殼的電勢相連。
本發(fā)明還有一個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。
通過下面本發(fā)明具體實施例的描述可以更加清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征，本發(fā)明實施例是以非限定性實例給出的，并在附圖中示出，其中
圖1為示出本發(fā)明的差動電路斷路器處于觸頭閉合的負載位置的縱剖視圖；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電路斷路器和剛好在觸頭打開之前脫扣的差動繼電器；圖3為與圖2類似的視圖，示出處于繼電器復位位置同時觸頭打開的電路斷路器。
在圖中，模塊化的電路斷路器單元B通過連接端子1與AC電源系統(tǒng)的電導體相連，以便在發(fā)生過載、短路或差動故障(或安裝故障)時保護電源系統(tǒng)。
該裝置罩在狹窄的殼體2中，殼體2由兩部分組成，其中一個除去以便能見到該裝置的機構(gòu)。該殼體2呈現(xiàn)出頂板a，底板b，前板c，后板d和兩個較大的側(cè)板e(圖中只見到一個)。該殼體主要容納一對可分離的觸頭3，4(分別為固定觸頭3和可動觸頭4)，操作機構(gòu)5，電磁脫扣裝置7，熱脫扣裝置8，差動脫扣裝置9和電路斷路器脫扣裝置D，其中，操作機構(gòu)5由手柄6致動，控制電路斷路器的開閉。
電磁脫扣裝置7在發(fā)生短路時，使觸頭打開。公知的是，電磁脫扣裝置7包括線圈10，其安裝在護套11上，護套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)能夠滑動。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上的活動位置之間運動，從而由于短路電流流過線圈發(fā)生的磁場作用而使觸頭3,4分開。
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，從而當發(fā)生電流過載時使觸頭分開。
差動脫扣裝置9包括以加法變壓器14的形式檢測差動電流的裝置；帶檢測按鈕15的檢測電路(圖1)；稱為磁性鎖式繼電器的繼電器16形式的致動裝置；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繞組。次級繞組纏繞在螺線管上將通過導線與電子電路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)出的指令移動芯166，當差動故障發(fā)生時，芯166作用在差動脫扣桿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，對應與所述桿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，設置成通過板23將可動觸頭4保持在閉合位置，板23轉(zhuǎn)動地安裝在殼體內(nèi)并牢固地聯(lián)接在可動觸頭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)動導致差動脫扣桿19的復位，即差動桿克服彈簧18的力在繼電器16方向上運動，直到重新建立磁性閂鎖為止，這將在下面進行更詳細地描述。
可以看到，桿19通過定位和導引牢固聯(lián)接在殼體側(cè)壁上的支承物24上而受導引平移。
該電路斷路器還包括帶檢測按鈕的檢測電路，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將差動功能的電子電路中的檢測電阻17a連接到線卷10殼的電勢上。
下面將參照圖1到3描述本發(fā)明的差動電路斷路器的操作。除了在檢測到差動故障時，其在過載或短路情況下的操作相對于現(xiàn)有技術(shù)的情況沒有變化。
圖1中，電路斷路器處于負載位置，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。
當由差動電路斷路器保護的電力系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時，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。這使得繼電器16的芯16b的磁性閂鎖松開，由于彈簧18的力而驅(qū)動脫扣桿19(圖2)在脫扣棒20的方向上平移(芯松開，彈簧更強并作用在桿上)。
當發(fā)生上述運動時，桿通過其彎曲端19b撞擊脫扣棒20，這導致通過板23將可動觸頭4保持在閉合位置的閂鎖系統(tǒng)20,22松開。板23被逆時針驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，直到由于復位彈簧的作用而使觸頭打開為止。在該運動過程中，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隨后在順時針方向上手動致動，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，差動繼電器16的復位總是在差動脫扣一發(fā)生之后就完成。
可以看出，本發(fā)明既可應用于諸如電力系統(tǒng)差動電路斷路器的斷路裝置也能應用于帶輔助電源的裝置。
權(quán)利要求
1．一種位于一個狹窄殼體內(nèi)的斷路裝置，包括電磁脫扣裝置和差動脫扣裝置，在平行于殼體的較大的側(cè)板的平面內(nèi)，其中一個脫扣裝置基本上位于另一個的延長線上，電磁脫扣裝置作用在脫扣件上來控制脫扣裝置，從而在電流突然升高時，使固定觸頭和可動觸頭分離，差動脫扣裝置作用在所述脫扣件上來控制脫扣裝置，從而在安裝過程中發(fā)生絕緣故障時，使所述固定觸頭和可動觸頭分離，所述差動脫扣裝置包括致動裝置，用于在靜止位置和致動脫扣件的裝置之間移動致動桿，其特征在于脫扣桿(19)位于電磁脫扣裝置(7)之外，并在發(fā)生差動故障時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(3,4)打開后完成致動裝置(16)的復位。
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)打開后，使脫扣裝置的致動導致差動致動裝置(16)的復位。
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)，通過可轉(zhuǎn)動地緊固在可動觸頭(4)上的轉(zhuǎn)板(23)將可動觸頭保持在閉合位置，并由于脫扣件(20)的致動作用使閂鎖系統(tǒng)(22)松開，導致轉(zhuǎn)板(23)在一個方向的轉(zhuǎn)動和觸頭的分離，上述凸出端(21)與轉(zhuǎn)板(23)一起工作而使轉(zhuǎn)板(23)的轉(zhuǎn)動導致差動致動裝置(16)的復位。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，致動裝置(16)驅(qū)動脫扣桿(19)平行其縱軸在靜止位置和致動脫扣件(20)的位置間平移。
6．如前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，該裝置包括觸頭手動控制柄(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)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，致動裝置為磁性閂鎖繼電器(16)。
9．如前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括帶檢測按鈕的檢測電路，所述檢測按鈕位于手柄(6)下并作用在位于脫扣桿橫向上的彈簧件上，所述彈簧件將差動功能的電路中的檢測電阻(17a)與線圈(10)殼的電勢相連。
10．包括如前述權(quán)利要求中的任一項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)生絕緣故障時分別使固定觸頭3和可動觸頭4分離的電磁脫扣裝置7和差動脫扣裝置9。在平行于殼體的較大側(cè)板的平面內(nèi)，一個脫扣裝置基本上位于另一個的延長線上。差動脫扣裝置9包括致動裝置16(繼電器)，在靜止位置和致動脫扣件的裝置之間移動致動桿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)生差動故障時直接作用在上述脫扣件20上。
文檔編號H01H83/00GK1238546SQ9910697
公開日1999年12月15日 申請日期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 申請人:施耐德電器工業(yè)公司