CN1062378C - 中压开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中压开关或断路器。该开关包括内装静止和可动弧触头的灭弧室，可动触头与一执行触头闭合、断开的操纵机构连接，通过作用在可动触头上的弹簧保持触头压力，其特征在于，包括一与操纵机构协动的能量存储机构，在闭合时，触头闭合后压缩弹簧，弹簧作用在可动触头上以向触头提供压力，弹簧压缩时所存储的能量用于在断路时对触头进行高速分离。

Description

中压开关

本发明涉及一种中压开关或断路器，该开关包括一个由二个端板封闭的圆筒形成的一个灭弧室，所述弧室内装有一静止弧触头和一可动弧触头，静止弧触头与上述端板中的一个牢固地结合为一体，并与一第一电流导体电连接，可动弧触头安装为沿纵向可滑动地穿过另一端板，并与一第二电流导体电连接。上述可动弧触头由一实现所述弧触头闭合和断开的操纵机构传动移位，所述触头在闭合位置时的压力由一作用在可动触头上的压力弹簧保持，弹簧的作用力显然相应于电流产生的弧触头的电动排斥力。

日本专利申请n°190063/1993描述了一种电路断路器的几个实施例，其中一个具有上述特征。根据该实施例，压力弹簧压缩安装在一个作用在可动触头上的过渡部件及一安装板之间，该安装板与一铰接在电路断路器支承部上的操纵杆连接。

申请人提交的专利文件FR 2，677，168描述了另一种电路断路器，该断路器包括二个主触头及二个与之并联的闭合的对接弧触头。可动触头由一机构操纵，该机构包括一扭力臂和一预压的压力弹簧，该扭力臂由一个曲轴和一连接杆组成，所述连接杆与可动触头相连接，该弹簧处于所述曲轴及一轴头销之间，该轴头销处于所述连接杆上并在所述曲轴提供的一个孔中滑动，在所述扭力臂靠近死点时，所述弹簧存储能量。

但是上述几种现有技术的电路断路器具有一些缺点，其中之一是在弧触头进行断开和闭合时活动部件的惯性影响可动触头运动的速度。另一个缺点是，因为可动触头操纵机构参与维持接触压力，维持接触压力的同时在断路机构的外部部件上产生应力。

本发明解决了上述问题，并提出一种开关或电路断路器，该开关设计简单，尺寸小，减少了其惯性影响可动触头的速度和加速的运动部件的数量，同时消除了在保持接触压力时在断路机构外部部件上产生的应力。

因此，本发明的目的在于实现一种中压电开关，包括一灭弧室，该灭弧室基本为圆筒形并由二个端板封闭，所述灭弧室内装有一静止弧触头和一可动弧触头，所述静止弧触头与所述端板中的一个牢固地结合为一体并与一第一电流导体电连接，所述可动弧触头安装成沿纵向可滑动地穿过所述端板的另一个，所述可动触头与一第二电流导体电连接，并由一对所述弧触头进行闭合和分离操作的操纵机构驱动，触头在闭合位置的压力由一作用在可动触头上的弹簧保持，该开关特征在于，含有一能量存储机构，该机构与上述操纵机构之间以下述方式协同工作，在进行闭合操作时，所述弧触头闭合之后紧接着压缩所述弹簧，然后所述被压缩的弹簧作用在可动触头上以向弧触头施加压力，所述弹簧压缩时所存储的能量被用于在所述触头断开时进行弧触头的高速分离。

根据一具体实施例，上述能量存储机构包括一基本为一个框架的驱动器，可滑动地安装在一第一固定支承部，内部装有上述灭弧室，所述驱动器的上部压住上述弹簧的一端，所述弹簧的另一端压在所述支承部上，而所述驱动器的下部与死点通过系统协动，该死点通过系统与上述操纵系统及可动弧触头铰接。

根据一具体特征，该机构还包括一止动部，该止动部在所述弧触头断开时限制驱动器的移动行程。

根据一具体特征，所述死点通过系统至少包括一扭力臂，该扭力臂与所述操纵机构的一驱动杆铰接，所述扭力臂靠近所述弧触头闭合位置的死点，并通过其下部与所述驱动器的下部协动。

优选地，该死点通过系统包括位于所述驱动器二侧的二个扭力臂，所述扭力臂由支承在所述驱动器下部的一连接部连接。

根据一具体实施例，所述一个或多个扭力臂由二个杆在其一端相互铰接形成，所述杆分别在其另一端与可动触头及一铰接到一第二固定支承部上的导引杆铰接。

优选地，所述扭力臂由铰接到可动弧触头的双臂曲轴形成，所述双臂曲轴包括二个单臂曲轴，所述单臂曲轴分别与所述操纵机构的驱动杆及一与一个导引杆铰接的连接杆铰接，所述导引杆与一第二固定支承部铰接。

根据另一实施例，所述死点通过系统至少包括一与所述操纵机构的一驱动杆铰接的凸轮，所述凸轮上包括一弧形槽，一与所述可动触头牢固结合为一体的销在该槽中滑动，所述凸轮还与一铰接到一第二固定支承部的导引杆铰接，并与所述驱动器的下部协动。

根据另一特征，所述第一和第二支承部分别与所述第一和第二电流导体电连接。

根据另一特征，所述弹簧环绕安装着一螺钉的光杆部分，该螺钉穿过所述驱动器的上部及所述第一固定支承部，并旋入所述静止弧触头。

优选地，在开关断开的最后，所述可动触头顶触一在所述驱动器上形成的止动部上，以使可动触头运动所产生的冲击能量由所述弹簧吸收。

以下通过参考附图对本发明进行描述，本发明的其它优点和特征通过这些描述将变得更加显而易见。所给出附图仅作为示例，其中：

图1所示为本发明一具体实施例断路器一刀极的局部剖视图；

图2-4所示为同一刀极固定在一框架上且弧触头分别处于断开位置、无接触压力的闭合位置和保持有压力的闭合位置的剖视图；

图5-7所示为所述断路器分别处于上述三个位置时的工作示意简图；

图5a为本发明死点系统另一实施例的局部示意图。

在所述图中示出了根据本发明一具体实施例的断路器的一个刀极，该刀极设计为要固定在框架E上。该刀极D包括由二个端板5a和5b封闭的一个圆筒形成的灭弧室5，该灭弧室5中装有二个分别为静止和可动弧触头1、2。

静止弧触头1牢固地与上述端板中的一个5a牢固地结合在一起，并与一第一电流导体20电连接，而可动弧触头2可滑动地穿过另一端板5b安装，且与一第二电流导体21电连接，及与一操纵机构C机械连接。该操纵机构包括一驱动杆(或操纵杆11)，驱动杆11与一双臂曲轴30铰接，双臂曲轴30与另一杆31连接，杆31与一驱动轴32连接。根据本发明，该刀极D另外还包括名为能量存储机构A的一机构，机构A包括总的来说呈现框架形式的一称为驱动器4的驱动装置、一死点通过系统S和一压力弹簧3。驱动器4包括形成一横挡的上部4a及一U形下部4b，上部4a和下部4b由二个连杆4c和4d连接，4c、4d可滑动地穿过称作第一支承部的支承部6安装，第一支承部6形成上述第一电流导体20。所述驱动器4的U形下部4b可滑动地穿过一第二支承部13安装，第二支承部13形成上述第二电流导体21。上述灭弧室5装在驱动器4中间，压力弹簧3由其一端3a压在驱动器的上部4a上，由另一端3b压在上述固定的支承部6上。一螺钉23穿过驱动器4的上部4a和第一支承部6，然后旋进静止弧触头1，所述弹簧环绕该螺钉23的光杆部分22安装。

根据本发明的一具体实施例，所述死点通过系统S包括在驱动器4二边的二个扭力臂7和8，每一扭力臂由二个杆9、10在其一端铰接形成。最好其中一个杆是由二个单曲轴15、16形成的双曲轴14，该双曲轴在二个单曲轴15、16之间的一点上与可动触头2铰接。单曲轴16还与过渡杆17连接，过渡杆17与铰接在固定的第二支承部13上的导引杆12连接，而另一曲轴15与操纵杆11铰接。在该实施例中，二个扭力臂7、8由处于驱动器4下部4b上的轴头销或类似部件(未示出)连接。

根据如图5a所示的另一实施例，死点通过系统S包括位于驱动器4两边的一凸轮18。凸轮18铰接在操纵杆11上，其上含有圆弧形槽18a，与可动弧触头2牢固结合为一体的销18b在环形槽18a中滑动。所述凸轮18还铰接着上述导杆12并支承在驱动器4的下部4b上。

以下参考附图描述本发明断路器的工作。

在图2和图5中，刀极D的断路机构处于稳定的断开位置，弧触头1、2之间为开路。当弧触头由图2(或图5)的位置运动到图3(或图6)的位置时，操纵杆11沿箭头F所指方向运动，导致曲轴14(或杆9)绕轴x反时针转动，从而引起可动触头2向上运动，直至弧触头1和2闭合(图3和图6)。在这一位置，并没有施加接触压力。随着闭合操作继续，曲轴14和杆17(或杆9和10)接近对正，在驱动器4的下部4b上产生推力，引起下部4b向下运动。由此引起压力弹簧3(图4和7)的压缩，在闭合操作完成时，压力弹簧通过反作用在驱动器4的上部4a施加一个作用力，推动上部4a向上并且通过其下部4b在可动触头2上施加作用力，从而提供弧触头1和2之间的接触压力。于是，断路器位于稳定闭合位置。可以发现，在这一位置，扭力臂7、8不可能准确处于死点(亦即杆9和10或曲轴14和杆17位于对正位置)。

在进行断路器的断开操作时，驱动杆11沿与前述方向相反的方向运动，使曲轴14和杆17产生转动。在断开操作开始时，弹簧3受压缩时产生的能量转化为动能，驱动器4被弹簧3推动向上运动直到顶到由螺钉23的上部形成的止动部33(图2、3、4)，该位置如图3和图6所示。在这一阶段，曲轴14和杆17(或杆9、10)运动被加速，引起弧触头1、2之间高速分离，使可动触头2到达碰到驱动器4上形成的另一止动部34。这样，冲击能量被压力弹簧3吸收。

包括一个使用凸轮18的可动触头2驱动系统的操作与前面的描述相同，在此不再进行描述。

应该注意到，本发明可同样应用于多种应用，不管是开关，还是断路器或任何需要高速断路元件的系统。

因此，根据本发明实现了一种电路断路器或开关，其中维持接触压力所涉及部件的惯性不影响可动触头的运动速度，且其中为维持接触压力而造成的对断路器外部部件的作用力被减小。

很自然，本发明并不只限于对文中给出示例的实施例的描述和图示。与之相反，本发明包括所描述装置的所有等效技术方案及其结合，如果这些结合是根据本发明的精神实现的话。

Claims (11)

1、一种中压电开关，包括一灭弧室，该灭弧室基本为圆筒形，由二个端板封闭，所述灭弧室内装有一静止弧触头和一可动弧触头，所述静止弧触头与所述端板中的一个牢固结合在一起并与一第一电流导体电连接，所述可动弧触头安装成沿轴向方向可滑动地穿过所述端板的另一个，所述可动触头与一第二电流导体电连接，并由一对所述弧触头进行闭合和分离操作的操纵机构驱动，触头在闭合位置的压力由一作用在可动触头上的弹簧保持，其特征在于，含有一能量存储机构(A)，该机构包括一基本为一个框架的驱动器(4)，可滑动地安装在一第一固定支承部(6)中，内部装有上述灭弧室(5)，所述驱动器(4)的上部(4a)压住上述弹簧(3)的一端(3a)，所述弹簧的另一端(3b)压在所述支承部(6)上，所述驱动器的下部(4b)与可动弧触头(2)的操纵机构(C)以下述方式协同工作，在进行闭合操作时，所述弧触头(1、2)闭合之后紧接着压缩所述弹簧(3)，然后所述弹簧(3)作用在可动触头上以向弧触头(1、2)施加压力，所述弹簧(3)压缩时所存储的能量被用于在所述触头(1、2)断开时完成弧触头(1、2)的高速分离。

2、根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述操纵机构(C)通过一与所述驱动器下部(4b)协动的死点通过系统(S)与可动触头(2)相连接。

3、根据权利要求2所述的开关，其特征在于，还包括一止动部(33)，该止动部(33)在所述弧触头断开时限制驱动器(4)的移动行程。

4、根据权利要求2或3所述的开关，其特征在于，所述死点通过系统(S)至少包括一扭力臂(7)，该扭力臂与所述操纵机构(C)的一驱动杆(11)铰接，所述扭力臂紧靠所述弧触头(1、2)闭合位置的死点，并通过其下部与所述驱动器(4)的下部(4b)协动。

5、根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述死点通过系统(S)包括位于所述驱动器(4)二侧的二个扭力臂(7、8)，所述扭力臂(7、8)与支承在所述驱动器(4)下部(4b)的一连接部连接。

6、根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述扭力臂(7或/和8)由二个杆(9或/和10)在一端相互铰接形成，所述杆(9、10)分别在其另一端与可动触头(2)及一铰接到一第二固定支承部(13)上的导引杆(12)铰接。

7、根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述扭力臂(7或/和8)由铰接到可动弧触头的双臂曲轴(14)形成，所述双臂曲轴(14)包括二个单臂曲轴(15、16)，所述单臂曲轴(15、16)分别与所述驱动杆(11)及一与一个导引杆(12)铰接的连接杆(17)铰接，所述导引杆(12)与第二固定支承部(13)铰接。

8、根据权利要求1至3中任一项所述的开关，其特征在于，所述死点通过系统(S)至少包括一与所述操纵机构(C)的一驱动杆(11)铰接的凸轮(18)，所述凸轮(18)上包括一弧形槽(18a)，一与所述可动触头(2)牢固结合为一体的销(18b)在该槽(18a)中滑动，所述凸轮(18)与一铰接到第二固定支承部(13)的导引杆(12)铰接，并与所述驱动器(4)的下部(4b)协动。

9、根据权利要求6所述的开关，其特征在于，所述第一和第二支承部(6、13)分别与所述第一和第二电流导体(20、21)电连接。

10、根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述弹簧(3)围绕安装着一螺钉(23)的光杆部分(22)，该螺钉(23)穿过所述驱动器(4)的上部(4a)及所述第一固定支承部(6)，并旋入所述静止弧触头(1)。

11、根据权利要求1所述的开关，其特征在于，在开关断开的最后，所述可动触头(2)顶触一在所述驱动器(4)上形成的止动部(34)，以使可动触头(2)运动所产生的冲击能量由所述弹簧(3)吸收。

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