專利名稱：小型斷路器桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型斷路器桿(pole)，其用于低壓的應(yīng)用，即，操作電壓最高達(dá)到1000伏。
已知的是，低壓電氣系統(tǒng)使用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置，該保護(hù)裝置在本領(lǐng)域中一般是指模塊斷路器或者小型斷路器。
這些斷路器在尺寸上的特征在于，根據(jù)所用的桿的數(shù)量，這些斷路器的寬度等于標(biāo)準(zhǔn)模塊的寬度或者是標(biāo)準(zhǔn)模塊的寬度的倍數(shù)，如相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中所述，并且這些斷路器通過(guò)安裝在適當(dāng)?shù)闹С性鏒IN軌道上而正常地使用，該支承元件又通常放置在適當(dāng)設(shè)置的電氣機(jī)殼中。
對(duì)剩余電流型或熱磁(magnetothermal)型的模塊斷路器的主要要求之一是這樣的能力，即，能夠利用快速的脫開(kāi)時(shí)間確保進(jìn)行足夠水平的保護(hù)以防止系統(tǒng)中發(fā)生任何故障或誤操作，同時(shí)只占用盡可能小的空間。具體地說(shuō)，由于斷路器計(jì)劃的應(yīng)用類型，所以特別應(yīng)該理解，這些斷路器占用的空間盡可能小，使得對(duì)于可利用的相同空間來(lái)說(shuō)可以增加所用的裝置的數(shù)量，或者減小相同數(shù)量的裝置所需的空間。
在本發(fā)明所涉及類型的小型或熱磁模塊斷路器的情況下，這種需要是特別重要的，因?yàn)檫@些裝置被認(rèn)為提供了足夠水平的保護(hù)，以防止可能的過(guò)載情況并防止由短路故障引起的所有電流中的大部分；在短路的情況下，所涉及的電流實(shí)際上通常達(dá)到非常高的值，并且該電流的中斷需要適當(dāng)?shù)碾妼W(xué)特性和機(jī)械強(qiáng)度特性，為了獲得這些特性，需要使用這樣的部件，該部件具有適當(dāng)?shù)某叽绮⒏鶕?jù)特定的結(jié)構(gòu)布置，最后會(huì)影響斷路器的總體尺寸，尤其是其寬度。
目前，在已知類型的小型斷路器中，為了實(shí)現(xiàn)尺寸要求和所提供的性能之間的可接受的折中方案，特別是對(duì)于短路狀態(tài)下的斷開(kāi)能力來(lái)說(shuō)，一方面已經(jīng)研發(fā)了這樣的解決方案，其中通過(guò)增大所用的部件的尺寸和通過(guò)采用特殊構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，因此相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)基本模數(shù)的寬度增大了斷路器的寬度，從而增大了斷開(kāi)能力，以及另一方面，保持該標(biāo)準(zhǔn)寬度，但是買到具有降低的斷開(kāi)能力的斷路器。
本發(fā)明的目的是提供一種低壓小型斷路器桿，該斷路器桿使得可以避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且具體地說(shuō)，相對(duì)于具有標(biāo)準(zhǔn)寬度的已知的模塊斷路器，該斷路器桿可以顯著地提高其性能，更具體地說(shuō)是顯著提高其在短路狀態(tài)時(shí)的斷開(kāi)能力，因此不需要相對(duì)應(yīng)地增大尺寸，尤其是寬度。
將在下文中變得明顯的這個(gè)目的和其他目標(biāo)通過(guò)一種單桿小型斷路器實(shí)現(xiàn)了，其包括殼體，在該殼體上有兩個(gè)端子，用于以斷路器的輸入和輸出的形式連接到低壓電路的相上；該殼體具有前壁，致動(dòng)柄從該前壁突出；用于聯(lián)接到支承元件上的后壁；兩個(gè)側(cè)壁，這些側(cè)壁基本上相互平行并且其距離等于基本模數(shù)M；上壁和下壁；在該殼體內(nèi)設(shè)置有固定的和移動(dòng)的接觸裝置，這些接觸裝置可以相互分離以便使該相中的電流中斷；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地連接于該致動(dòng)柄并且適用于移動(dòng)該移動(dòng)的接觸裝置；電弧猝熄裝置；用于保護(hù)以防止短路的裝置，其包括線圈和適于可操作地與該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的移動(dòng)撞擊器；用于保護(hù)以防止過(guò)載的裝置，其包括適于可操作地與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的熱敏元件；其特征在于，該固定的和移動(dòng)的接觸裝置包括第一對(duì)接觸部和第二對(duì)接觸部，該第一對(duì)接觸部具有第一固定接觸部和第一移動(dòng)接觸部，該第二對(duì)接觸部具有第二固定接觸部和第二移動(dòng)接觸部，第一電弧猝熄腔室和第二電弧猝熄腔室分別與該第一和第二對(duì)接觸部相關(guān)聯(lián)，該第一和第二對(duì)接觸部彼此串聯(lián)地電連接并且所通過(guò)的電流具有相同的方向。
以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的斷路器能夠提供相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)明顯改善的功能特性，同時(shí)提供優(yōu)化的空間要求。
僅通過(guò)附圖中的非限制性實(shí)例表示本發(fā)明，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的斷路器的優(yōu)選但不排他的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將從該說(shuō)明中變得明顯，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的斷路器的透視圖；圖2是另一個(gè)透視圖，詳細(xì)表示了圖1的斷路器的部件；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的斷路器的部件的透視圖，取自相對(duì)于圖2的相反側(cè)；圖4是當(dāng)接觸部分離時(shí)在過(guò)電流狀態(tài)下電弧外側(cè)的磁場(chǎng)通量線的布置的示意圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的斷路器的電路圖。
參照引用的附圖，根據(jù)本發(fā)明的小型斷路器桿包括殼體1，該殼體具有前壁2，致動(dòng)柄3從該前壁突出，該柄聯(lián)接到殼體上，使得其可以繞著適當(dāng)設(shè)置的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；后壁4，該后壁方便地成形以便于聯(lián)接未示出的支承導(dǎo)向件，例如DIN軌道；兩個(gè)側(cè)壁5和6，這些側(cè)壁基本上相互平行，并且它們的距離等于基本模數(shù)M，該距離限定了斷路器的寬度；上壁7和下壁8。而且，在殼體上有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的端子9，圖1中只可部分地看見(jiàn)其中一個(gè)，以及對(duì)應(yīng)的夾持端子，用于以斷路器的輸入和輸出的形式連接于該桿需要保護(hù)的低壓電路的相；端子9可以設(shè)置在上壁和下壁處，如圖1中所示，或者可以與此不同地布置。
具體地說(shuō)，考慮到正常的制造公差，該基本模數(shù)等于17.5(+00.5)mm，如DIN 43880標(biāo)準(zhǔn)所述。
斷路器的功能部件布置在殼體1的內(nèi)部，其方式將從下面的說(shuō)明中變得明顯，并且功能部件包括固定的和移動(dòng)的接觸裝置，這些裝置可以相互分離以便使電路的相中的電流中斷；本來(lái)已知的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)總體上由參考標(biāo)記10表示，可操作地連接于致動(dòng)柄3并且適于移動(dòng)該移動(dòng)的接觸裝置；電弧猝熄裝置；用于保護(hù)以防止任何短路故障的裝置；以及用于保護(hù)以防止過(guò)載的裝置。
具體地說(shuō)，根據(jù)本領(lǐng)域中公知的并且因此沒(méi)有詳細(xì)描述的實(shí)施例，用于保護(hù)以防止短路故障的裝置是電磁型的裝置并包括線圈11，該線圈纏繞在支承元件12的周圍，以及撞擊器13，該撞擊器可操作地與線圈11相關(guān)聯(lián)并且在圖2和3中僅僅部分地示出；該撞擊器13布置在線圈11的繞組的內(nèi)部，并且可以沿著連接上壁7和下壁8的方向移動(dòng)，使得在短路狀態(tài)下，該撞擊器可操作地與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10相互作用，使其致動(dòng)，并最終使接觸部分離以及使將被保護(hù)的相中的電流中斷。
用于保護(hù)以防止過(guò)載的裝置又包括熱敏元件14例如雙金屬薄板，該熱敏元件電連接于連接端子9；該元件14可操作地與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10相互作用，以便在發(fā)生的過(guò)載超過(guò)一預(yù)定界限時(shí)使該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)脫開(kāi)，并且因此還使接觸部分離，以及使相中的電流中斷。
有利的是，在根據(jù)本發(fā)明的斷路器的實(shí)施例中，固定的和移動(dòng)的接觸裝置包括第一對(duì)接觸部，設(shè)置有第一固定接觸部15和第一移動(dòng)接觸部16，該第一移動(dòng)接觸部16通過(guò)合適的導(dǎo)體例如柔性繩索19電連接于元件14；以及第二對(duì)接觸部，其提供了第二固定接觸部17和第二移動(dòng)接觸部18，兩對(duì)接觸部15-16和17-18以下面詳細(xì)描述的方式彼此串聯(lián)地電連接。
具體地說(shuō)，如圖2和3中所示，第一固定接觸部15和第二固定接觸部17沿著連接側(cè)壁5和6的線以適當(dāng)?shù)木嚯x并排布置，也就是說(shuō)，沿著斷路器的最短尺寸即寬度M布置；而且，接觸部15和17這樣布置，使得它們與對(duì)應(yīng)的移動(dòng)接觸部電聯(lián)接的表面朝向壁8，因此這些表面橫截于殼體的前壁和后壁以及側(cè)壁放置。
依次，通過(guò)兩個(gè)成型的導(dǎo)體有利地提供第一移動(dòng)接觸部16和第二移動(dòng)接觸部18，這兩個(gè)導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)上相互分離并且這樣安裝，以便在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的接觸保持器29上以某一距離間隔開(kāi)，該距離對(duì)應(yīng)于固定接觸部15和17之間的距離；該移動(dòng)接觸保持器29布置在殼體的內(nèi)部并且繞著軸線20轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線被沿著連接側(cè)壁5和6的線引導(dǎo)，并且因此基本上平行于致動(dòng)柄3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸21。
就組合來(lái)說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明的斷路器的實(shí)施例中，電弧猝熄裝置包括兩個(gè)電弧猝熄腔室22和23，每個(gè)腔室可操作地與一對(duì)接觸部相關(guān)聯(lián)，這些接觸部分別由參考標(biāo)記15-16和17-18所表示；該電弧猝熄腔室22和23在后壁4的附近相互并排地布置，使得每個(gè)腔室接近于對(duì)應(yīng)的側(cè)壁5和6，并且這些電弧猝熄腔室被置于其間的塑料材料制成的隔板24分開(kāi)。為了優(yōu)化任何電弧的導(dǎo)向和猝熄，分別由參考標(biāo)記25-26和27-28表示的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的電弧導(dǎo)向?qū)w另外與每個(gè)腔室22和23相關(guān)聯(lián)。具體地說(shuō)，第一電弧導(dǎo)向?qū)w25電連接于連接端子9并且這樣成形，使得其具有布置在腔室22的基部的自由端，而第二電弧導(dǎo)向?qū)w26上固定有第一固定接觸部15，該第二電弧導(dǎo)向?qū)w在一端電連接于線圈11并且具有另一端，該另一端是自由的并布置在腔室22的上部。依次，與腔室23相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)電弧導(dǎo)向?qū)w由第三導(dǎo)體27和第四導(dǎo)體28構(gòu)成，該第三導(dǎo)體通過(guò)第二柔性繩索19電連接于第二移動(dòng)接觸部18并且這樣構(gòu)造，以便具有布置在腔室23的基部的自由端，在該第四導(dǎo)體上固定有第二固定接觸部17，該第二固定接觸部電連接于第二端子9并具有布置在腔室23的上部的部分。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的斷路器使用輔助導(dǎo)體30，該輔助導(dǎo)體具有連接于線圈11的第一端和連接于與腔室23相關(guān)聯(lián)的電弧導(dǎo)向?qū)w27的第二端；具體地說(shuō)，在圖2和3中所示的實(shí)施例中，輔助導(dǎo)體具有第一部分31和第二部分，在該第一部分中，一個(gè)端部是自由的和連接于線圈并且與該線圈的軸線成直角放置，該第二部分鄰接于第一部分31并且與其垂直，該第二部分沿著連接壁7和8的線放置并且這樣布置，使得其一部分側(cè)向鄰近于線圈11，其自由端連接于導(dǎo)體27。因此，第一固定接觸部15和第二移動(dòng)接觸部18串聯(lián)地電連接，中間插入有線圈11、輔助導(dǎo)體30、電弧導(dǎo)向?qū)w27和第二柔性繩索19，提供了圖5的電路。
因此以這種方式，通過(guò)各種部件的布置以及各元件之間的電連接的結(jié)構(gòu)，兩對(duì)接觸部15-16和17-18串聯(lián)地電連接并且布置成彼此接近，使得在正常操作狀態(tài)下它們流過(guò)方向相同的電流。
因此，當(dāng)接觸部由于短路的狀態(tài)而分離時(shí)，在各對(duì)接觸部15-16和17-18之間產(chǎn)生了兩個(gè)電弧，這些電弧在圖4中由參考標(biāo)記40示意表示并且彼此電串聯(lián)；因此各對(duì)電弧導(dǎo)向?qū)w受到對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)的影響，該電弧40的根部在該電弧導(dǎo)向?qū)w上移動(dòng)，該磁場(chǎng)的通量線41具有相同的方向并且至少部分地重疊。以這種方式，各磁場(chǎng)協(xié)同地配合工作以產(chǎn)生一種力，該力作用在電弧上并且使電弧更快和更有效地猝熄。具體地說(shuō)，由于存在兩對(duì)接觸部并且磁場(chǎng)重疊，所以根據(jù)本發(fā)明的斷路器能夠使兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的相中的電流中斷，這兩個(gè)區(qū)域電串聯(lián)地布置，其斷開(kāi)能力實(shí)際上由于上述的協(xié)同效應(yīng)而驚人地高，在某些情況下甚至高于單對(duì)接觸部的斷開(kāi)能力值的兩倍，該單對(duì)接觸部是根據(jù)本發(fā)明的桿的部分。實(shí)際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的斷路器實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃的目的，這是由于各種部件的布置以及它們相互電連接的結(jié)構(gòu)，從而使得獲得的功能特性相對(duì)于相同尺寸、尤其是相同寬度的已知斷路器顯著地改善了。而且，除了上述的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明具有兩個(gè)移動(dòng)接觸部，雖然這可能是有限的一些，但即使在移動(dòng)接觸部中的一個(gè)接觸部本身已經(jīng)焊接到對(duì)應(yīng)的固定接觸部上時(shí)，具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)上相互分離的移動(dòng)接觸部的可能性也使得可以具有保護(hù)性脫開(kāi)功能。
因此認(rèn)為該斷路器容易做出許多變型和修改，所有這些變型和修改都落入本發(fā)明的概念的范圍內(nèi)；所有的細(xì)節(jié)還可以用其他的技術(shù)等效元件代替。實(shí)際上，根據(jù)本領(lǐng)域的要求和狀態(tài)，材料和尺寸可以是任意的。
權(quán)利要求
1.一種單桿小型斷路器，其包括殼體，在該殼體上有兩個(gè)端子，用于以斷路器的輸入和輸出的形式連接到低壓電路的相上；所述殼體具有前壁，致動(dòng)柄從該前壁突出；用于聯(lián)接到支承元件上的后壁；兩個(gè)側(cè)壁，這些側(cè)壁基本上相互平行并且其距離等于基本模數(shù)M；上壁和下壁；在該殼體內(nèi)設(shè)置有固定的和移動(dòng)的接觸裝置，這些接觸裝置可以相互分離以便使所述相中的電流中斷；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地連接于所述致動(dòng)柄并且適用于移動(dòng)所述移動(dòng)的接觸裝置；電弧猝熄裝置；用于保護(hù)以防止短路的裝置，其包括線圈和適于可操作地與所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的移動(dòng)撞擊器；用于保護(hù)以防止過(guò)載的裝置，其包括適于可操作地與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的熱敏元件；其特征在于，所述固定的和移動(dòng)的接觸裝置包括第一對(duì)接觸部和第二對(duì)接觸部，該第一對(duì)接觸部具有第一固定接觸部和第一移動(dòng)接觸部，該第二對(duì)接觸部具有第二固定接觸部和第二移動(dòng)接觸部，第一電弧猝熄腔室和第二電弧猝熄腔室分別與所述第一和第二對(duì)接觸部相關(guān)聯(lián)，所述第一和第二對(duì)接觸部彼此串聯(lián)地電連接并且所通過(guò)的電流具有相同的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其特征在于，所述基本模數(shù)M等于約17.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斷路器，其特征在于，通過(guò)結(jié)構(gòu)上相互分離的兩個(gè)成型的導(dǎo)體來(lái)提供所述第一移動(dòng)接觸部和所述第二移動(dòng)接觸部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷路器，其特征在于，所述第一和第二移動(dòng)接觸部這樣安裝，以便在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的接觸保持器上相互間隔開(kāi)，所述接觸保持器布置在殼體中，使得該接觸保持器圍繞一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線沿著連接所述側(cè)壁的線放置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，兩個(gè)對(duì)應(yīng)的電弧導(dǎo)向?qū)w與所述第一和第二電弧猝熄腔室相關(guān)聯(lián)，所述電弧導(dǎo)向?qū)w中的第一個(gè)電連接于第一連接端子并具有布置在第一腔室的一端的自由端，所述電弧導(dǎo)向?qū)w中的第二個(gè)具有電連接于所述線圈的第一端和布置在第一腔室的第二端處的第二端，所述電弧導(dǎo)向?qū)w中的第二個(gè)上固定有所述第一固定接觸部，第三電弧導(dǎo)向?qū)w通過(guò)連接導(dǎo)體電連接于第二移動(dòng)接觸部并具有布置在第二腔室的一端的自由端，第四導(dǎo)向?qū)w電連接于第二連接端子并具有布置在第二腔室的第二端處的部分，該第四導(dǎo)向?qū)w上固定有第二固定接觸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斷路器，其特征在于，所述第一和第二對(duì)接觸部布置成彼此接近，使得在各個(gè)接觸部分離時(shí)，形成兩個(gè)對(duì)應(yīng)的電弧，這些電弧彼此電串聯(lián)地布置，所述電弧在所述電弧導(dǎo)向?qū)w上感應(yīng)出相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的通量線具有相同的方向并且至少部分地重疊。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，其包括輔助導(dǎo)體，該輔助導(dǎo)體具有第一部分和第二部分，該第一部分沿著連接所述上壁和下壁的線放置并且部分地側(cè)向接近線圈，其一端連接于第三電弧導(dǎo)向?qū)w，該第二部分鄰接于第一部分并與第一部分垂直，并且第二部分具有連接于所述線圈的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷路器，其特征在于，第一固定接觸部和第二移動(dòng)接觸部串聯(lián)地電連接，所述線圈、所述輔助導(dǎo)體、所述第三電弧導(dǎo)向?qū)w以及用于所述第三電弧導(dǎo)向?qū)w和所述第二移動(dòng)接觸部之間的連接的所述導(dǎo)體被置于所述第一固定接觸部和所述第二移動(dòng)接觸部之間。
全文摘要
一種單桿小型斷路器，其包括殼體，在該殼體上有兩個(gè)端子，用于以斷路器的輸入和輸出的形式連接到低壓電路的相上；該殼體具有前壁，致動(dòng)柄從該前壁突出；用于聯(lián)接到支承元件上的后壁；兩個(gè)側(cè)壁，這些側(cè)壁基本上相互平行并且其距離等于基本模數(shù)M；上壁和下壁；在該殼體內(nèi)設(shè)置有固定的和移動(dòng)的接觸裝置，這些接觸裝置可以相互分離以便使該相中的電流中斷；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地連接于該致動(dòng)柄并且適用于移動(dòng)該移動(dòng)的接觸裝置；電弧猝熄裝置；用于保護(hù)以防止短路的裝置，其包括線圈和適于可操作地與該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的移動(dòng)撞擊器；用于保護(hù)以防止過(guò)載的裝置，其包括適于可操作地與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用的熱敏元件；其特征在于，該固定的和移動(dòng)的接觸裝置包括第一對(duì)接觸部和第二對(duì)接觸部，該第一對(duì)接觸部具有第一固定接觸部和第一移動(dòng)接觸部，該第二對(duì)接觸部具有第二固定接觸部和第二移動(dòng)接觸部，第一電弧猝熄腔室和第二電弧猝熄腔室分別與該第一和第二對(duì)接觸部相關(guān)聯(lián)，該第一和第二對(duì)接觸部彼此串聯(lián)地電連接并且所通過(guò)的電流具有相同的方向。
文檔編號(hào)G05D23/01GK1465084SQ02802551
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者A·安托尼爾茲, F·林科 申請(qǐng)人:Abb服務(wù)有限公司