CN103975405A - 解扣机构以及包括由从电弧室内的电弧产生的压力推动的解扣构件的电气开关装置 - Google Patents

Abstract

一种电气开关装置(2；50)包括可分离接触件(10)；操作机构(16)，其被构造为断开和闭合所述可分离接触件；解扣机构(14)，其与所述操作机构协作以解扣所述可分离接触件。所述解扣机构包括解扣闩锁(4)；以及电弧室(18)，其在操作上与所述可分离接触件关联。所述电弧室包括多个电弧板(20)以及设置于所述电弧板与所述解扣闩锁之间的隔离物(22)，所述隔离物中具有开口(12；58)。解扣构件(8)被设置于所述电弧室的所述隔离物的所述开口内或周围。在中断流过所述可分离接触件的电流期间，从所述电弧室中的电弧(11)产生的压力推动所述解扣构件离开所述电弧室的所述隔离物以接合所述解扣闩锁，并使所述解扣机构解扣所述可分离接触件。

Description

解扣机构以及包括由从电弧室内的电弧产生的压力推动的解扣构件的电气开关装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月6日提交的序列号为13/312,364的美国专利申请的优先权益，该申请通过引用的方式并入于此。

技术领域

本发明一般地涉及电气开关装置，更具体地，涉及诸如断路器之类的电气开关装置。本发明还涉及用于电气开关装置的解扣(trip)机构。

背景技术

诸如断路器之类的电气开关装置为电气系统提供保护，用于防止出现诸如电流过载、短路、异常电压以及其它故障状况之类的电气故障状况。一般而言，断路器包括操作机构，该机构响应于所检测到的此类故障状况，例如通过解扣单元之类的解扣机构断开电气接触组件以中断流过电气系统的导体的电流。

闩锁(latch)是诸如断路器之类的电气开关装置的重要部件。闩锁组件一般包括三个部件：可旋转D轴、闩锁板和闩锁轴。闩锁板和闩锁轴适当地连结在一起并且闩锁板围绕闩锁轴的纵轴旋转。当D轴在其纵轴上旋转时，如果处于相应的适当轴位置，则D轴阻止或允许闩锁板通过D轴槽移动。闩锁轴和D轴均围绕其各自的纵轴旋转，这些纵轴以固定的间隔距离设置。闩锁组件只能在D轴适当地取向时旋转，从而允许闩锁板穿过D轴槽。D轴可包括一定数量的臂，用于例如通过响应于解扣单元检测到的解扣条件而与被通电的解扣螺线管的解扣柱塞接合。

在发生中断事件期间，由于在操作机构和可移动接触臂上产生磁力，因此解扣闩锁负荷在过量电流流过时增加。这些磁力转换到操作机构并产生对相对较高解扣闩锁力的需求。例如，有时候，接触支架可以在解扣单元使断路器解扣之前开始断开。换言之，磁力升起接触支架并且需要额外的闩锁力以使操作机构解扣。因此，在出现相对较高的故障电流期间，解扣螺线管要么必须具有足够的操作力以操作解扣闩锁杆，要么期望的解扣可能被延迟或禁止，这是完全不期望的。

存在改进电气开关装置的空间。

另外还存在改进电气开关装置的解扣机构的空间。

发明内容

这些以及其它需求由本发明的实施例满足，在本发明中，解扣构件被置于电弧室的隔离物的开口中。在中断流过可分离接触件的电流期间，从电弧室中的电弧产生的压力推动解扣构件离开电弧室的隔离物以接合解扣闩锁，并使解扣机构解扣可分离接触件。

根据本发明的各方面，一种电气开关装置包括：可分离接触件；操作机构，其被构造为断开和闭合所述可分离接触件；解扣机构，其与所述操作机构协作以解扣所述可分离接触件，所述解扣机构包括解扣闩锁；电弧室，其在操作上与所述可分离接触件关联，所述电弧室包括多个电弧板以及设置于所述电弧板与所述解扣闩锁之间的隔离物，所述隔离物中具有开口；以及解扣构件，其设置于所述电弧室的所述隔离物的所述开口内或周围，其中在中断流过所述可分离接触件的电流期间，从所述电弧室中的电弧产生的压力推动所述解扣构件离开所述电弧室的所述隔离物以接合所述解扣闩锁，并使所述解扣机构解扣所述可分离接触件。

所述开口可以为圆柱形开口；所述解扣构件可以为圆柱形活塞，该活塞可滑动地设置在所述圆柱形开口内；气压可以从所述电弧室中的所述电弧产生并沿着所述圆柱形开口推动所述圆柱形活塞以接合所述解扣闩锁。

在所述电流流过所述可分离接触件期间，所述解扣闩锁上的机械负荷可根据通过所述电流流动在所述操作机构上产生的磁力而增加；并且所述圆柱形活塞可被构造为克服所述机械负荷。

所述解扣机构可以是与所述解扣闩锁对齐的活塞；并且所述活塞可以包括弹簧，该弹簧被构造为在中断流过所述可分离接触件的电流之后，使所述活塞返回到所述隔离物的所述开口内的落座位置(seated position)。

作为本发明的另一方面，所述解扣机构用于电气开关装置，该电气开关装置包括：可分离接触件；操作机构，其被构造为断开和闭合所述可分离接触件；以及电弧室，其在操作上与所述可分离接触件关联，所述电弧室包括多个电弧板以及隔离物。所述解扣机构包括：位于所述电弧室的所述隔离物中的开口；解扣闩锁，所述隔离物被置于所述电弧板与该解扣闩锁之间；以及解扣构件，该解扣构件被设置于所述电弧室的所述隔离物中的所述开口内或周围，其中所述解扣机构与所述操作机构协作以解扣所述可分离接触件，并且其中在中断流过所述可分离接触件的电流期间，从所述电弧室中的电弧产生的压力推动所述解扣构件离开所述电弧室的所述隔离物以接合所述解扣闩锁，并使所述解扣机构解扣所述可分离接触件。

附图说明

当结合附图阅读下面对优选实施例的详细描述时，可全面地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的实施例的包括解扣闩锁杆、电弧室和处于非解扣位置的解扣构件的电路中断器的框图。

图2是图1的电路中断器的框图，其中解扣构件和解扣闩锁杆处于解扣位置。

图3是根据本发明的另一实施例的包括解扣闩锁杆和处于非解扣位置的解扣构件的电路中断器的等距视图。

图4是图3的电路中断器的相对更详细的等距视图。

图5和6是图3的解扣构件的等距视图。

图7是图3的电路中断器的垂直方向剖视图，其中示出其解扣构件和电弧室。

具体实施方式

如此处使用的那样，术语“数量”应该表示1或大于1的整数(例如，多个)。

如此处使用的那样，声明两个或更多个部件“连接”或“耦合”在一起应该表示这些部件直接连结在一起或通过一个或多个中间部件进行连结。进一步地，如此处使用的那样，声明两个或更多个部件进行“附接”应该表示这些部件直接连结在一起。

本发明结合断路器进行描述，但是本发明适用于各种电气开关装置。

现在参考图1和2，诸如电路中断器(例如但不限于断路器实例2)之类的电气开关装置包括诸如解扣闩锁杆实例4之类的解扣闩锁(triplatch)、电弧室6以及被示出分别处于非解扣和解扣位置的解扣构件8。在中断流过断路器2的可分离接触件10的电流期间，从电弧室16中的电弧11(图2)产生的压力通过电弧室6的开口12推动解扣构件8以接合并旋转(例如但不限于关于图2的顺时针旋转)解扣闩锁杆4，从而使解扣机构14解扣可分离接触件10。

一般而言，断路器实例2包括被构造为断开和闭合可分离接触件10的操作机构16、以及与操作机构16协作以解扣可分离接触件10的解扣机构14。解扣机构14包括解扣闩锁杆4。电弧室6在操作上与可分离接触件10关联并且包括多个电弧板(未示出，但是请参见图7中的电弧室62和多个电弧板20)以及被设置于电弧板(未示出)与解扣闩锁杆4之间的隔离物22。

根据本发明的各方面，隔离物22中具有开口12并形成圆柱形端口24。解扣构件8被置于端口24内，该解扣构件8可具有——例如但不限于——像活塞的形状。解扣构件8适当地与解扣闩锁杆4对齐。在中断流过可分离接触件10的电流期间，从电弧室6中的电弧11产生的气压25推动解扣构件8离开隔离物22以接合解扣闩锁杆4，并使解扣机构14解扣可分离接触件10。优选地，使用弹簧(未示出，但是请参见图3和4中的弹簧26)使解扣构件8在气压25被释放之后返回到落座位置(或放松状态)，如图1所示。

另外一般而言，解扣构件14进一步包括解扣螺线管28和解扣电路30，该解扣电路30被构造为感测流过可分离接触件10的电流并响应性地对解扣螺线管28通电。解扣螺线管28包括被构造为接合解扣闩锁杆4并使解扣机构14解扣可分离接触件10的柱塞32。

图3和4示出另一电气开关装置，例如电路中断器实例50，其中包括解扣闩锁杆52和处于非解扣位置的解扣构件54。在该实例中，解扣构件54形若活塞，并且适当地与解扣闩锁杆52对齐。解扣构件54包括弹簧26，该弹簧被构造为在中断流过可分离接触件64的电流之后，使解扣构件54返回到电弧室62(图7)的隔离物60(图7)的圆柱形开口实例58内的就座(或放松)位置(如图3和4所示)。

如图5和6所示，解扣构件54包括被构造为通过圆柱形开口58引导的具有圆柱形状(例如但不限于，形状像活塞)的第一部66、具有容纳弹簧26的一个端部72(在图5中以虚线示出，在图7中示出)的凹槽70的第二部68、以及偏离第一部66并从第二部延伸的第三部74。第三部74具有接合解扣闩锁杆52(图3和4)的臂78(图3和4)的端部76。

图7示出解扣构件54、圆柱形开口58和电弧室62。第一部66可滑动地设置在圆柱形开口58内。从电弧室62中的电弧(未示出，但是请参见图2中的电弧11)产生的气压沿着圆柱形开口58推动具有圆柱形状的第一部66以接合解扣闩锁杆52。

在电流流过可分离接触件64期间，解扣闩锁杆52上的机械负荷根据通过电流流动在操作机构80上产生的磁力而增加。解扣构件54被构造为克服解扣闩锁杆52上增加的机械负荷，该解扣构件受到从电弧室62中的电弧产生的气压的作用，抵抗弹簧26(图3、4和7)的力而移动。

可分离接触件64包括固定接触件82和可移动接触件84。操作机构80包括承载可移动接触件84的接触件支架86。在中断流过可分离接触件64的电流之前，从电流产生的磁力升起接触件支架86并导致解扣闩锁杆52上的机械负荷，该机械负荷需要来自解扣构件54的额外的力才能使解扣机构88在被解扣闩锁杆52释放时解扣可分离接触件64。

公开号为2011/0062006的美国专利申请公开了非限制性的断路器实例，该断路器包括可通过所公开的解扣闩锁杆52旋转的D轴、以及闩锁机构，该申请通过引用的方式并入于此。

所公开的电弧压力辅助解扣构件8、54优选地提供足够的解扣力以独立地确保相应的电气开关装置2、50解扣。

尽管详细描述了本发明的特定实施例，但是本领域的技术人员将理解，根据本发明的全部教导，可开发对这些细节的各种修改和替代。因此，所公开的特定布置旨在仅作为示例说明，并非限制被赋予所附权利要求及其任何或全部等同物的所有方面的本发明范围。

Claims (10)

1.一种电气开关装置(2；50)，包括：

可分离接触件(10)；

操作机构(16)，其被构造为断开和闭合所述可分离接触件；

解扣机构(14)，其与所述操作机构协作以解扣所述可分离接触件，所述解扣机构包括解扣闩锁(4)；

电弧室(18)，其在操作上与所述可分离接触件关联，所述电弧室包括多个电弧板(20)以及设置在所述电弧板与所述解扣闩锁之间的隔离物(22)，所述隔离物中具有开口(12；58)；以及

解扣构件(8)，其设置在所述电弧室的所述隔离物的所述开口内或周围，

其中在中断流过所述可分离接触件的电流期间，从所述电弧室中的电弧(11)产生的压力推动所述解扣构件离开所述电弧室的所述隔离物以接合所述解扣闩锁，并使所述解扣机构解扣所述可分离接触件。

2.根据权利要求1的电气开关装置(2；50)，其中所述开口为圆柱形开口(24；58)；其中所述解扣构件为圆柱形活塞(66)，其可滑动地设置在所述圆柱形开口内；并且其中从所述电弧室中的所述电弧产生的气压(25)沿着所述圆柱形开口推动所述圆柱形活塞以接合所述解扣闩锁。

3.根据权利要求2的电气开关装置(2；50)，其中在所述电流流过所述可分离接触件期间，所述解扣闩锁上的机械负荷根据通过所述电流流动在所述操作机构上产生的磁力而增加；并且其中所述圆柱形活塞被构造为克服所述机械负荷。

4.根据权利要求1的电气开关装置(2；50)，其中所述解扣机构进一步包括解扣螺线管(28)和被构造为感测流过所述可分离接触件的电流并对所述解扣螺线管通电的解扣电路(30)，并且其中所述解扣螺线管包括被构造为接合所述解扣闩锁并使所述解扣机构解扣所述可分离接触件的柱塞(32)。

5.根据权利要求1的电气开关装置(50)，其中所述可分离接触件包括固定接触件(82)和可移动接触件(84)；其中所述操作机构包括承载所述可移动接触件的接触件支架(86)，并且其中在中断流过所述可分离接触件的所述电流之前，从所述电流产生的磁力升起所述接触件支架并导致所述解扣闩锁上的机械负荷，该机械负荷需要来自所述解扣构件的额外的力以使所述解扣机构解扣所述可分离接触件。

6.根据权利要求1的电气开关装置(50)，其中所述解扣构件为活塞(66)，该活塞与所述解扣闩锁对齐；并且其中所述活塞包括弹簧(26)，该弹簧被构造为在中断流过所述可分离接触件的所述电流之后，使所述活塞返回到所述隔离物的所述开口内的落座位置。

7.根据权利要求1的电气开关装置(2；50)，其中所述电气开关装置为电路中断器(2；50)。

8.根据权利要求7的电气开关装置(2；50)，其中所述电路中断器为断路器(2；50)。

9.根据权利要求1的电气开关装置(50)，其中所述开口为圆柱形开口(58)；其中所述解扣构件包括弹簧(26)，该弹簧被构造为在中断流过所述可分离接触件的所述电流之后，使所述解扣构件返回到所述隔离物的所述开口内的落座位置；通过所述圆柱形开口引导的具有圆柱形状的第一部(66)，具有容纳所述弹簧(26)的端部(72)的凹槽(70)的第二部(68)，以及偏离所述第一部并从所述第二部延伸的第三部(74)；并且其中从所述电弧室中的所述电弧产生的气压(25)沿着所述圆柱形开口推动所述第一部以使所述第三部与所述解扣闩锁杆接合。

10.根据权利要求1的电气开关装置(2；50)，其中所述解扣机构(14)进一步包括所述解扣构件(8)。