本發(fā)明一般性地涉及磁熱觸發(fā)器，所述磁熱觸發(fā)器更特別地是用于尤其是斷路器類型的電氣設(shè)備，并被設(shè)計(jì)為用于在導(dǎo)致電流升高的故障情況下通過斷開至少一個(gè)電氣線路來確保保護(hù)，所述故障例如在繼短路之后導(dǎo)致電流的快速升高，在電路中的過載的情況下導(dǎo)致電流的慢速升高。

本發(fā)明還涉及設(shè)有這樣的磁熱觸發(fā)器的電氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)地，如由文獻(xiàn)fr2943455已知的，磁熱觸發(fā)器包括具有活動(dòng)葉片(palette)的磁路，所述活動(dòng)葉片相對(duì)于形成磁路的其余部分的固定架件樞轉(zhuǎn)，所述架件具有u形截面，并環(huán)繞電連接到設(shè)備的端子的熱雙金屬片，復(fù)位器件在不存在短路電流的情況下使葉片相對(duì)于架件維持在打開位置。在短路情況下，電流足以使得磁路中的感生磁力導(dǎo)致活動(dòng)葉片抵抗復(fù)位器件而移動(dòng)，這允許觸發(fā)設(shè)備的鎖定并因此觸發(fā)設(shè)備的主要接觸件的斷開。

在所涉及的短路電流足夠大(為數(shù)百或數(shù)千安培)以使磁熱觸發(fā)器運(yùn)行時(shí)，該傳統(tǒng)的設(shè)置運(yùn)行良好。

在必須在弱短路電流(約為數(shù)十或數(shù)百安培)下運(yùn)行的斷路器的情況下，磁熱觸發(fā)器傳統(tǒng)地包括螺線管，可以改變螺線管的螺旋數(shù)，以根據(jù)其必須承受的短路電流來增大/減小該螺線管的長度，并且以允許根據(jù)額定電流來容易地調(diào)節(jié)每匝的安培數(shù)(lenombred'ampères/tour)。

該類型的磁熱觸發(fā)器包括固定芯/活動(dòng)芯，該活動(dòng)芯在磁架件中平移地活動(dòng)，該活動(dòng)芯是在被短路電流經(jīng)過的螺線管的作用下被磁性地致動(dòng)的，所述活動(dòng)芯驅(qū)動(dòng)機(jī)械器件，該機(jī)械器件能夠致動(dòng)觸發(fā)桿，以觸發(fā)斷路器的機(jī)械鎖定。傳統(tǒng)地，熱觸發(fā)器仍是雙金屬片。

為了在極限短路或服務(wù)電流是高的時(shí)候(約為數(shù)千安培時(shí))承受大的熱應(yīng)力，通常在電流路徑中串聯(lián)地添加電阻，這些電阻允許增大斷路器的總電阻并允許限制在短路情況下穿過斷路器的電流。然而，這些電阻占用空間，并且其在當(dāng)前緊湊的設(shè)備中的集成是成問題的。

現(xiàn)有技術(shù)的另一解決方案在于使磁熱觸發(fā)器的阻抗和斷路器的有助于增大阻抗的其它部件(例如具有固定和活動(dòng)接觸件的斷路室)的阻抗結(jié)合。由此，斷路器的總阻抗允許限制短路電流，但不允許在弱短路電流下的磁熱觸發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種磁熱觸發(fā)器，該磁熱觸發(fā)器能夠確保其在這樣的設(shè)備中的磁熱觸發(fā)功能：所述設(shè)備在弱短路電流下須觸發(fā)，該磁熱觸發(fā)器具有足以經(jīng)受極限短路或服務(wù)電流的阻抗，并且被小型化以能夠集成到最新一代的緊湊的設(shè)備中。

根據(jù)本發(fā)明的磁熱觸發(fā)器以傳統(tǒng)的方式包括：

-磁致動(dòng)器，其包括串聯(lián)地放置在電路中的螺線管，所述螺線管環(huán)繞固定芯和活動(dòng)芯，并在短路情況下于分別體現(xiàn)致動(dòng)器的不運(yùn)行和運(yùn)行的兩個(gè)狀態(tài)的兩個(gè)位置之間驅(qū)動(dòng)活動(dòng)芯；

-熱致動(dòng)器，其包括由熱敏材料制成的可變形雙金屬片，該雙金屬片能夠于過載情況下在該熱控致動(dòng)器中產(chǎn)生的加熱的作用下從初始形狀轉(zhuǎn)變到最終形狀，所述初始形狀和最終形狀分別體現(xiàn)該致動(dòng)器的不運(yùn)行和運(yùn)行的兩個(gè)狀態(tài)。

該磁熱觸發(fā)器還包括用于增大電路阻抗的器件，所述器件包括與觸發(fā)器在螺線管和雙金屬片之間的電流路徑串聯(lián)連接的磁架件。

本發(fā)明的主要構(gòu)思在于借助于單個(gè)部件、通過調(diào)整該單個(gè)部件的尺寸、其在觸發(fā)器內(nèi)的位置、其與觸發(fā)器的其它部件的布置、以及最后通過調(diào)整其材料來增大觸發(fā)器的阻抗。

架件是傳統(tǒng)地用于具有活動(dòng)葉片的磁熱觸發(fā)器中的部件。這樣的架件被重新用于本發(fā)明的磁觸發(fā)器中，該磁觸發(fā)器在該情況下不使用活動(dòng)葉片來運(yùn)行，而是使用活動(dòng)芯來運(yùn)行。架件是可采用多種形狀的、因此可以容易地集成到觸發(fā)器中的金屬部件，這與額外的電阻是相反的，額外的電阻此外還處于電流路徑中并要求額外的空間。

在情況下，所述架件通過形成圍繞架件的環(huán)而環(huán)繞螺線管，并在上部部分連接到螺線管，在下部部分連接到雙金屬片。架件的形狀因此被設(shè)置為用于最好地符合螺線管的外部形狀，并由此最小地占用設(shè)備內(nèi)的可用空間。

架件在其兩個(gè)端部處連接在電流路徑上意味著電流完全穿過該架件。然而，電流在電路中要經(jīng)過的路徑越長，短路電流越將由于該電路的阻抗的增大而變?nèi)?。所選擇的架件架構(gòu)因此允許在最小化總體積的同時(shí)最大化電流路徑的長度。

還可以通過選擇用于架件的電阻率非常高的材料來增大觸發(fā)器的阻抗。例如，不銹鋼被用于獲得大的阻抗，鋼被用于獲得小的電阻，但其它材料的使用也是可行的。

根據(jù)一個(gè)可行的配置，架件的上部部分包括上部面，用于連接到螺線管的舌部超出該上部面。架件的下部部分包括用于連接到雙金屬片的凸片，該凸片與架件的下部面相距一距離地定位于該下部面的下方，且該凸片與該下部面垂直地取向，且該凸片被連接到架件的側(cè)面的延長部。

更準(zhǔn)確地，架件形成具有矩形外形的環(huán)，該矩形外形具有四個(gè)面，側(cè)面中的一個(gè)的用于連接凸片的所述延長部定位于環(huán)的第一角處，所述舌部在環(huán)的與第一角相對(duì)的第二角處超出架件。舌部和凸片由此以最大程度地遠(yuǎn)離彼此的方式被布置在架件上，以使得架件中的待電流經(jīng)過的路徑最大。通過舌部到達(dá)的電流劃分到環(huán)的兩個(gè)分支中，并在凸片處匯合。

優(yōu)選地，架件的凸片設(shè)有用于固定到雙金屬片的開孔，并與架件的側(cè)面的所述延長部形成l形。該形狀允許使雙金屬片取向?yàn)槭沟迷撾p金屬片的偏轉(zhuǎn)方向與觸發(fā)桿垂直。

根據(jù)本發(fā)明，觸發(fā)器內(nèi)的電流路徑相繼地經(jīng)過觸發(fā)器的輸入端子、螺線管、架件、雙金屬片、編織部(unetresse)、以及觸發(fā)器的輸出端子。編織部要么直接連接到雙金屬片，要么經(jīng)由中間支撐件連接到雙金屬片，該中間支撐件也可以從電阻率非常高的材料中選擇，以增大阻抗。柔性編織部的使用允許雙金屬片偏轉(zhuǎn)以致動(dòng)觸發(fā)桿。

更具體地，輸入端子連接到螺線管的第一端部，螺線管的第二端部連接到架件的舌部，架件的凸片連接到雙金屬片的腳部，編織部將雙金屬片的頭部連接到輸出端子。

本發(fā)明還涉及一種斷路器類型的用于保護(hù)線路的電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括如上所述的磁熱觸發(fā)器。

根據(jù)本發(fā)明的具有o形架件、螺線管和芯的磁熱觸發(fā)器的體積與用于更高的短路電流的、具有與活動(dòng)葉片相關(guān)聯(lián)的u形磁軛的傳統(tǒng)磁熱觸發(fā)器等同。這意味著同一斷路器可以根據(jù)選擇包括根據(jù)本發(fā)明的用于弱短路電流的觸發(fā)器或包括用于高短路電流的傳統(tǒng)觸發(fā)器。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的磁熱觸發(fā)器的剖視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的磁熱觸發(fā)器的立體圖；

圖3示出了磁架件；

圖4通過剖視圖更準(zhǔn)確地示出了架件和螺線管之間的布置；

圖5示出了電流在該磁熱觸發(fā)器內(nèi)經(jīng)過的路徑；

圖6和圖7示出了該磁熱觸發(fā)器在斷路器類型的設(shè)備中的集成。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示的磁熱觸發(fā)器包括熱致動(dòng)器和磁致動(dòng)器，該熱控致動(dòng)器包括對(duì)溫度的升高起反應(yīng)的雙金屬片21，該磁致動(dòng)器以傳統(tǒng)的方式包括環(huán)繞固定芯13和活動(dòng)芯14的螺線管10?；顒?dòng)芯14被引導(dǎo)為在由絕緣材料制成的套管15中平移，在正常運(yùn)行情況下定位為抵靠固定芯13，在出現(xiàn)短路時(shí)通過由螺線管10產(chǎn)生的磁場被驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)離固定芯13。

在該傳統(tǒng)的磁熱觸發(fā)器中添加了磁架件1，該磁架件1至少部分地包圍螺線管10。該磁架件1在圖3中更具體地示出。架件1的主要部分形成外形為具有矩形外形的環(huán)，該矩形外形具有四個(gè)面5、4、9、8。舌部2在角37處自架件1的上部面4起延伸，而凸片3則在架件1的下部面8的下方延展。該凸片3經(jīng)由架件1的側(cè)面5的在另一角36處延展的延長部6連接到架件1的環(huán)，該另一角與環(huán)的角37完全相對(duì)。凸片3由此同時(shí)與延長部6和架件的下部面8垂直地延伸，并與下部面8間隔開。該凸片包括兩個(gè)開孔7，這兩個(gè)開孔允許凸片固定到觸發(fā)器的一部分，該部分在此為雙金屬片21。

在圖4中同時(shí)示出了該磁架件1和螺線管10。螺線管10具有優(yōu)選地矩形的形狀以最小化其深度尺寸，從而為正好位于后方的雙金屬片21留出足夠的地方。

具體地，架件1是被添置以增大電流路徑長度的部件。特別地，在圖5中示出了該電流路徑。粗箭頭示出了電流在磁熱觸發(fā)器中的路徑。實(shí)際上，電流經(jīng)由輸入端子19進(jìn)入觸發(fā)器中，該輸入端子19的分支20中的一個(gè)被焊接到螺線管10的第一端部11。電流然后進(jìn)入螺線管10中，完全地經(jīng)過螺線管，直至其第二端部12，該第二端部則被焊接到架件1的舌部2。然后，電流經(jīng)由舌部2進(jìn)入架件1中，然后均勻地分配到架件1的環(huán)中，直至到達(dá)側(cè)面5的延長部6中，然后最后進(jìn)入凸片3中。凸片3與架件1的環(huán)間隔開允許進(jìn)一步增大電流路徑，因?yàn)殡娏髟诘竭_(dá)凸片3之前還須在延長部6中流過。

該凸片3通過兩個(gè)鉚釘24被固定到雙金屬片21的腳部22。電流由此從架件1的凸片3流向雙金屬片21，然后自雙金屬片的腳部22起流經(jīng)整個(gè)雙金屬片21，直至其頭部23，在該頭部23上固定有支撐件25，編織部26、27焊接到該支撐件25。磁熱觸發(fā)器的輸出端子28焊接到這些編織部26、27中的一個(gè)。由此到達(dá)雙金屬片21的頭部23的電流經(jīng)由編織部26流入輸出端子28中。

磁熱觸發(fā)器的該特定配置允許顯著地增大須被電流經(jīng)過的路徑。該增大是通過添加磁架件1以及通過雙金屬片21在觸發(fā)器內(nèi)的特定布置而被允許的。實(shí)際上，電流從雙金屬片21的腳部22流到直至雙金屬片21的頭部23，這增加了長度。

根據(jù)本發(fā)明的磁熱觸發(fā)器由此允許顯著地增大其中可以放置該磁熱觸發(fā)器的設(shè)備內(nèi)的阻抗。在此，如圖6和圖7所示，該設(shè)備可以例如是斷路器。實(shí)際上，磁架件1由于其特定形狀和其在磁熱觸發(fā)器內(nèi)的定位，磁架件1僅占據(jù)非常小的地方。磁架件圍繞螺線管，并機(jī)智地填充了螺線管與觸發(fā)器的其它構(gòu)件之間的空閑空間。

具體地，在線路中短路的情況下，磁致動(dòng)器將驅(qū)動(dòng)活動(dòng)芯14平移。該活動(dòng)芯14則致動(dòng)活動(dòng)手柄16(見圖1和圖2)圍繞固定在架件1的上部面4上的軸承18的軸17旋轉(zhuǎn)。該手柄16驅(qū)動(dòng)觸發(fā)桿29(尤其在圖6中可見)旋轉(zhuǎn)，該觸發(fā)桿29致動(dòng)允許在短路情況下斷開斷路器的鎖。

同樣地，在過載情況下，雙金屬片21經(jīng)由標(biāo)定螺桿30(也在圖6中可見)致動(dòng)同一觸發(fā)桿。在該情況下，雙金屬片的頭部23將傾向于偏轉(zhuǎn)直至支承抵靠螺桿30。

圖7由此示出了設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的磁熱觸發(fā)器的斷路器。在該圖所示的情況下，固定接觸件32和活動(dòng)接觸件33被封裝在斷路室31中。電流流經(jīng)接觸件32、33和橋35，直至固定到磁熱觸發(fā)器的輸入端子19的連接件34。

在上述圖中示出的配置僅是本發(fā)明的非限制性的可行的例子，相反地，本發(fā)明包涵本領(lǐng)域技術(shù)人員所能實(shí)現(xiàn)的形式和設(shè)計(jì)變型。