CN101501806A - 开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于选择性地断开至少一个用户的开关单元，该开关单元具有：至少一个接触部位，该接触部位具有可活动地安装的接触臂(4)；可操纵的冲击电枢(7)用于通过接触臂(4)的移动来断开接触部位；锁扣机构(6)，该机构具有可移动地安装的棘爪(5)和对应于该棘爪(5)的、可移动地安装的释放杆(3)。该释放杆(3)可以在棘爪释放位置和棘爪止动位置之间移动。通过释放杆(3)来释放棘爪(5)实现了相对于通过冲击电枢(7)来操纵接触臂(4)的时间上的延迟。

Description

开关单元

技术领域

本发明涉及一种用于选择性地断开至少一个用户的开关单元。

背景技术

在线路保护开关或断路器的级联的情况下，选择性是决定性的。在故障情况中应该只是切断最接近于故障的地点的保护机构。因此可实现在故障情况中只是有问题的支路停止工作。对此由现有技术已知了一种具有选择性的干线保护开关。然而购置这种干线保护开关需要高额费用。除此之外对此或许可以使用电子装置，但至今由于其高额费用而不能投入市场。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的这些缺点。

该目的通过在权利要求1中所述的特征来实现。本发明的核心在于，锁扣机构的释放在时间上在断开接触部位之后实现。

附图说明

下面根据优选的实施例参照附图对本发明加以详细说明。图中示出：

图1是根据第一个实施例的根据本发明的开关单元的示意图，其处于无干扰的工作状态；

图2是在图1中所示出的开关单元的示意图，其中，由于短路冲击电枢已被操纵；

图3是在图1中所示出的开关单元的示意图，其中，由于未被切断的短路，冲击电枢已被操纵并且释放销操纵了释放杆；以及

图4是根据本发明的开关单元的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照图1至图3对本发明的第一个实施例进行描述。开关装置包括根据本发明的自行接通的开关单元1，其输出端与多条电缆线路连接。在每条电缆路线中存在着另一个自行接通的开关单元，用户再分别连接在该开关单元之后。这些用户一般是标准的建筑方面的设备。

前置的开关单元1包括支承板2，释放杆3、接触臂4和棘爪5可摆动地安装在该支承板上。支承板2、释放杆3和棘爪5是锁扣机构6的组成部件。接触臂4设计的比释放杆3更大。

此外，开关单元1包括可操纵的冲击电枢7和可移动地安装的释放销8，该释放销抵靠在冲击电枢7上。释放销8在开关单元1的正常的、无干扰的工作状态中通过冲击电枢7固定在其位置上，并由压力弹簧9向释放杆3的方向挤压。在短路时使冲击电枢7移动并进而撞击接触臂4。由此，接触臂4发生摆动并从而断开接触部位，接触臂4从属于该接触部位。在冲击电枢7被移动之后，释放销8不再固定在其位置上并由压力弹簧9向释放杆3的方向加速。通过适当地选择释放销8的质量以及通过适当地选择压力弹簧9的弹簧力得出用于释放销8的释放路段的预定的运行时间，从而该释放实现了相对于接触部位的打开在时间上的延迟。通过释放杆3的偏斜，棘爪5由锁定的释放杆3来释放。

然而，当短路由后置的开关单元在一定的时间内断开时，那么不进行释放，这是因为冲击电枢7又恢复到其初始位置并同时在释放销8可以被释放之前将释放销一同带回。

下面对处于无干扰的状态的开关单元1的结构性设计方案进行更详细的说明。支承板2具有前侧10和与前侧10相对的背侧。

释放杆3可摆动地安装在支承板2的下方的支承区域11中。为此设置了圆形横截面的支承销12，其穿过在释放杆3和支承板2中的相应匹配的空隙。支承销12限定了支承轴线A。在释放杆3中形成的用于容纳支承销12的空隙对应于参考标号13。除此之外，支承板2可摆动地安装在支承销12上。释放杆3面对支承板2的前侧10，而接触臂4设在支承板2的背侧。接触臂4处于闭合的开关位置。

支承板2在支承区域11的上方具有支承区域14，棘爪5可摆动地安装在该区域中。为此设置了圆形横截面的支承销15，其穿过在棘爪5和支承板2中的相应匹配的容纳部。支承销15限定了支承轴线B。在棘爪5中的用于容纳支承销15的容纳部对应于参考标号16。支承轴线A和B彼此平行。棘爪5如同释放杆3一样位于支承板2的相同的侧面上。该棘爪也就面对于支承板2的前侧10。除此之外，接触臂4可摆动地安装在支承销15上。

释放杆3具有中心的支承部段17，圆形的容纳部13处于该部段中。释放臂18从支承部段17向基本上是向下的第一个方向延伸。释放臂18具有触发面19，该触发面与容纳部13间隔地设置。

此外，释放臂20从支承区域17向第二个方向延伸，该方向基本上是与释放臂18的第一个方向相反地向上指向。释放臂20具有平直的止动面21，该止动面又与容纳部13间隔地设置。止动面21基本上垂直于平直的触发面19。棘爪5具有掏空的止动部段25，处于无干扰的状态中的释放杆3的止动面21可靠地抵靠在该止动部段上。止动部段25与容纳部16间隔地设置。

张力弹簧23在支承销15下方对接触臂4施加作用，该弹簧固定在固定的支承面24上，并将接触臂4拉向闭合位置。

连接杆26在止动区域25的区域中与棘爪5连接，该连接杆使棘爪5与手柄39刚性地耦合。手柄39可用手操纵。连接杆26、手柄39和张力弹簧23是锁扣机构6的其它组成部件。

此外，开关单元1具有设置在支承板2下方的固定的导向板27，其具有下面的导向孔28和上面的导向孔29，这些导向孔相互平行，并垂直于支承销12或者15的轴线A，B延伸。释放杆3的释放臂18延伸进入到导向孔29的区域中，而接触臂4则穿过导向孔28向外延伸。

电线圈31在第一侧面30抵靠在导向板27上。冲击电枢7具有纵向中心轴线C，并可以沿其纵向中心轴线C移动。此外，冲击电枢7具有磁性的吸持头32以及从吸持头32向外突出的细长的、起冲杆作用的冲击突出部33。吸持头32面向侧面30。冲击突出部33穿过线圈31和导向孔28。该冲击突出部从导向板27中突出，并在纵向-中心-轴线C的方向上与接触臂4有一定间隔的位置处终止。与此相反，吸持头32与导向板27间隔开，并从线圈31中突出。该吸持头这样设计，使其不适合于穿过导向孔28。冲击电枢7通过抵靠在侧面30和吸持头32上的压力弹簧42而保持在其初始位置上。

释放销8由导向容纳部29可移动地引导，该释放销具有平行于冲击电枢7的纵向中心轴线C的纵向中心轴线D。此外，释放销8具有：细长的释放部段34，该部段具有前端扁平的释放面35；从释放部段34侧面突出的抵靠臂36；以及加载头37，压力弹簧9抵靠在该加载头上。压力弹簧9支承在固定的支承面38上，并通过加载头37向释放面19的方向将压力施加到释放销8上。抵靠臂36一直延伸至冲击电枢7，并平放在吸持头32上。

下面对在短路情况下未在规定的持续时间之内由后置的开关单元断开的开关单元1的功能进行描述。在在图1中示出的正常的、无短路的工作状态中，接触臂4处于闭合位置，并且相应的接触部位是闭合的；同时，与可移动的接触臂4直接连接的触头45抵靠在未示出的、固定的触头上。因此由具有触头45的接触臂4和固定的触头形成了接触部位。基于经过开关单元1的电流，线圈31的接触部位在后部串联连接，其中固定的触头处于触头45之前。

张力弹簧23用于将具有触头45的接触臂4拉向固定的接触部位的方向。此外，压力弹簧9通过加载头37将具有面向吸持头32的抵靠面40的抵靠臂36挤压抵靠吸持头32。但是，释放销8通过该吸持头32固定在其位置上，而压力弹簧42该吸持头施加作用。

在短路的情况下，冲击电枢7通过现在处于短路电流下并且与输入端连接的线圈31沿其纵向中心轴线C向着压力弹簧42移动，其中，吸持头32接近导向板27。冲击突出部33利用面向接触臂4的冲击面41向接触臂4冲击，由此使得该接触臂围绕轴线B偏转并断开接触部位。可移动的触头45也由固定的触头抬起，由此后置的开关单元断电。抵靠臂36现在由于冲击电枢7的移动不再抵靠在吸持头32上。基于由释放销8和压力弹簧9形成的质量弹簧系统，那么自由的释放销8沿轴线D以预定的方式被推动。因为释放销8是非磁性的，其不受线圈31的磁场的影响。释放销8可以例如由塑料、陶瓷或石墨制成。

如果短路由后置的开关单元在一定的时间里切断，冲击电枢7由设置在线圈31中的压力弹簧42推回到该电枢的初始位置上，该压力弹簧支撑在导向板27的侧面30和吸持头32上。此外释放销8也可能被推回。吸持头32因此重新挤压靠向抵靠臂36的抵靠面40。接触部位重新被闭合。

当没有通过后置的开关单元在一定的持续时间内断开短路时，则释放销8由压力弹簧9在和冲击电枢7同样的方向上移动并挤压抵靠释放杆3的释放面19，由此释放杆3围绕轴线A偏转。此外，释放销8经过一段释放路段，该路段基本上就是在释放面35和释放面19之间在静止状态的间隔。释放臂20通过释放杆3的偏转也发生偏转，从而使止动面21不与棘爪5的止动区域25啮合。棘爪5现在不再是锁定的。具有棘爪5和释放杆3的支承板2通过张力弹簧23的力围绕轴线A以逆时针方向旋转，从而使接触臂4保持在断开位置。在此，接触部位保持断开。

在断开短路之后，冲击电枢7通过压力弹簧42重新回到其在图1中所示出的初始位置并因此将释放销80一起带动。释放杆3通过未示出的扭转弹簧重新偏转到其初始位置上，从而可以再次接通电路。通过将手柄39偏转到断开位置，棘爪5重新回转到其初始位置。

根据一个可选的实施例，非磁性的释放销8设置在线圈31中并穿过该线圈。由此实现了开关单元1的一种非常节省空间的结构形式。线圈31不对释放销8产生影响，这是因为该释放销如前所述是非磁性的。

也可以使用其它的弹簧或部件来取代给出的弹簧，这些弹簧或部件产生相应的力。重要的仅在于，这些部件与所使用的弹簧连接，在相应的方向上进行施压或者说挤压，从而与各个组件相互作用。扭转弹簧可以例如也被牵拉。固定的面可以形成壳体的部分，开关单元1设置在该壳体中。

下面参照图4对本发明的另一个实施例进行说明。同样的部件以与如前所述的实施例中的标号相同的标号标出，并可就此参阅前述实施例的说明。结构上不同、但功能相同的部件以相同的标号利用上撇标出。

与前述实施例不同的是，根据图4的实施例不具有单独的释放销8。为此释放杆3′在释放臂18′的自由的端部上具有惯量附加物43，因此该释放杆具有特别高的惯量。此外在释放臂18′上还连接有张力弹簧44，该弹簧也固定在接触臂4上。

在发生短路的情况下，冲击电枢7再次撞击到接触臂4，由此该接触臂发生偏斜并断开接触部位。因此张力弹簧44被更强烈地张紧。释放杆3′基于惯量附加物43而具有特别高的惯量，并在时间上延迟地对接触臂4的偏转产生反应。如果短路未由后置的开关单元切断，则释放杆3′由张力弹簧44拉至接触臂4的偏转位置。同时，释放臂20被操纵，从而使棘爪5由释放臂20的止动面21释放。然后，棘爪5就可以由手柄39来操纵。

如果短路在延迟期间由后置的开关单元断开，则冲击电枢7通过张力弹簧42再次运动到其起始位置。接触部位再次由接触臂4闭合，并且张力弹簧44再次被消除应力。锁扣机构6不被释放。在改变安装方式的情况下也可以使用其它弹簧，如压力弹簧或扭转弹簧来代替张力弹簧44。根据进一步的改进方案，可以从外部对张力弹簧44的位置或应力进行调节。由此可以根据需要对时间选择性进行调整，从而使在多级级联中也可以持续地实现选择性。张力弹簧44的位置可以由调整螺栓、偏心轮或滑楔可变地来改变。

开关单元不需要电子组件。该装置设计成机械式。所以该装置具有特别高的可靠性。

Claims (10)

1.一种用于选择性地断开至少一个用户的开关单元：

a)具有至少一个接触部位，所述接触部位具有可移动地安装的接触臂(4)，

b)具有可操纵的冲击电枢(7)用于通过所述接触臂(4)的移动来断开所述接触部位，

c)具有锁扣机构(6)，所述锁扣机构包括：

d)可移动地安装的棘爪(5)，和

e)对应于所述棘爪(5)的、可移动地安装的释放杆(3；3′)，所述释放杆可以在下述位置之间移动：

f)棘爪释放位置，所述棘爪(5)在所述棘爪释放位置上被释放，和

g)棘爪止动位置，所述棘爪(5)在所述棘爪止动位置上被止动，

h)其中，通过所述释放杆(3；3′)来释放所述棘爪(5)实现了相对于通过所述冲击电枢(7)来操纵所述接触臂(4)的时间上的延迟。

2.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于释放销(8)，所述释放销在操纵方向上是可移动的，并具有用于抵靠在所述释放杆(3)上的释放面(35)。

3.根据权利要求1或2所述的开关单元，其特征在于，所述释放销(8)具有用于支撑在所述冲击电枢(7)上的抵靠面(40)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于，通过弹簧(9)对所述释放销(8)在所述操纵方向上施压用于操纵所述释放杆(3)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于用于操纵所述冲击电枢(7)的电线圈(31)。

6.根据权利要求5所述的开关单元，其特征在于，所述释放销(8)穿过所述线圈(31)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于，所述释放销(8)是非磁性的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，用于释放所述锁扣机构(6)的所述释放销(8)经过一段释放路段，其中所述释放销(8)的用于所述释放路段的运行时间由所述释放销的质量来设定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，用于释放所述锁扣机构(6)的所述释放销(8)经过一段释放路段，其中所述释放销(8)用于所述释放路段的运行时间由所述弹簧(9)来设定。

10.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于，所述释放杆(3′)通过弹簧(44)与所述接触臂(4)连接。

Images