專利名稱：連接差動單元與電路斷路器等的裝置和差動單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于連接差動單元與電路斷路器等的裝置，其包括一定數(shù)量的導體，將電路斷路器的輸出端子與差動單元的輸出端子電連接，所述導體穿過環(huán)形線圈。
已經有人想象出進行這種連接的若干種方案。其中一種方案在于使用鎧裝撓性編織片件，每個編織片件借助于一種半剛性導體將差動單元的若干輸出端子中的一個與電路斷路器的若干端子中的一個連接，所述半剛性導體為一曲柄，該曲柄由穿過環(huán)形線圈的涂漆金屬線構成，編織片件和導體連接于環(huán)形線圈的上部。但是半剛性導體由于其曲軸形狀顯得非常龐大，而且需要留出一定的體積以便操作。此外，構成所述導體的涂漆金屬線的直徑一般限于4.5mm，因為直徑的增加將導致環(huán)形線圈尺寸的很大的增加。
另一種解決方案是，在穿過環(huán)形線圈后使大橫截面的鎧裝編織片件直接將電路斷路器的端子與差動單元的端子連接起來，以便獲得使大額定值的差動單元與電路斷路器連接。然而，在這種解決方案中，必須提供一加大尺寸的環(huán)形線圈口。
另一種解決方案在于提供金屬箔，其在電路斷路器的下面延伸，借助于穿過環(huán)形線圈的鎧裝編片件將電路斷路器與差動單元連接，并在環(huán)形線圈的上方與金屬箔連接。然而這種解決方案的缺點是，在電路斷路器下面需要大的空間。
此外，在所有這些解決方案中，連接裝置在很大程度上妨礙了位于環(huán)形線圈上方的上部分單元。
最后，還有一種最新的公知解決方案，將一半剛性多芯導線穿過環(huán)形線圈，將其端部中的一端先彎曲，再弄平，以便以扁平狀態(tài)焊接在一與差動單元的端子相聯(lián)的片件上，從而將差動單元的各端子與電路斷路器的各端子直接連接起來。這種解決方案導致在與差動單元的端子連接的連接區(qū)域的平面上需要一個大的空間。這種解決方案專門用于小額定值，不能擴展用于大額定值，因為這會導致在該區(qū)域的平面上需要更大的空間。
本發(fā)明克服了這些問題，并提出一種用于將一差動單元與一電路斷路器連接的連接裝置，一個加裝了這種裝置的差動單元，能夠在一個小空間內獲得高額定值的差動單元，以及一種實現(xiàn)這種裝置的方法。
為此，本發(fā)明的目的是獲得一種前述類型的裝置，其特征在于至少一個上述導體為具有實芯的剛性導體，所述導體具有一設計成與電路斷路器的相應端子電連接的第一端和其端部焊接在一接觸片件上的第二端，該第二端與對應的差動單元的輸出端機械地和電連接。
根據一具體實施例，上述導體的端部焊接在一個(若干中的相應的一個)穿過環(huán)形線圈的中間導體的一端(稱為第一端)上，其第二端與相應的片件電和機械連接。
根據一特定特征，中間導體的端部焊接在片件上。
根據一替換實施例，中間導體的第二端位于一具有連接片件的單獨部件上。
有利的是，上述導體和/或中間導體為單股的導體。
有利的是，上述導體和/或中間導體由銅制成。
根據一特殊特征，上述導體和/或中間導體橫截面為圓形截面。
根據另一特殊特征，所述導體和/或中間導體這樣地被構形，即使所有這些導體的橫截面一起形成一明顯的圓形，以便將它們在環(huán)形線圈內所占據的空間減至最小。
根據一特殊實施例，所述裝置為兩極型，導體和中間導體(如果需要的話)的數(shù)量是二個，它們均具有半圓形橫截面。
根據另一實施例，所述裝置為四極型的，導體和中間導體(如果需要的話)的數(shù)量是四個，各導體具有一個四分之一圓形的橫截面。
有利的是，在所述導體或中間導體進入所述環(huán)形線圈的時刻起，所述導體或中間導體以直線的方式延伸到所述片件。
有利的是，所述導體和/或中間導體的第二端銅焊接到相應的片件上。
有利的是，所述導體或中間導體在其兩端之間以直角折彎四次。
有利的是，所述導體和/或中間導體由一層環(huán)氧型涂層所覆蓋。
本發(fā)明的目的還包括一種實現(xiàn)上述裝置的方法，即，圍繞所述導體的第二端纏繞環(huán)形線圈，然后沿著所述導體在與所述端部相反的方向上滑動所述環(huán)形線圈，然后將其一端焊接在所述片件上。
本發(fā)明還提供一種配備有一個差動單元，該差動單元具有由上述單個特征構成的裝置或由結合各個特征構成的裝置。
根據一特殊特征，該差動單元包括一個從所述單元與電路斷路器相鄰的表面上凸出的跳閘爪，還包括一個沿著明顯地平行于所述跳閘爪的方向延伸的保護爪，其長度略大于所述跳閘爪的長度，用于代替跳閘爪來吸收振動。
從下面結合附圖作出的詳細描述中可以更清楚地看出本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征，這些附圖和描述僅僅是為了舉例說明本發(fā)明。


圖1是一幅分解透視圖，圖中示出配備了根據本發(fā)明的連接裝置的一差動單元；圖2是所述單元的一透視圖，圖中示出附件即將裝上的情形；圖3和3a是兩幅透視圖，圖中分別示出附件安裝前后的差動單元，特別是其上表面被設計成用來接收附件；圖4是一橫截面圖，圖中示出了將電纜焊接在所述片件上的焊接過程；圖5本發(fā)明的另一實施例的透視圖。
在圖1中可以看到一差動單元B，其設計成通過一根據本發(fā)明的連接裝置E與一電路斷路器(未示出)連接，以保護由電力系統(tǒng)供電的電器設備，所述單元具有接地故障電流檢測的功能。差動單元B的機構M設計成罩在一個殼內，該殼包括一基體1和一前板2，并且能夠接收一個或多個附件3、4，這在后面將予以解釋。它主要包括一差動電流變壓器T，該差動電流變壓器由一環(huán)形線圈5、初級導體6至9和次級繞組(未示出)構成，初級導體由設備的有源導體形成，當在初級導體內發(fā)生一故障時，在次級繞組的端子發(fā)出一個差分故障信號。次級繞組連接于一跳閘裝置，例如一高靈敏度的繼電器(未示出)，當次級繞組信號超過一預定的閾值時，所述繼電器通過觸發(fā)一個跳閘爪10(圖2)來進行跳閘，所述跳閘爪位于單元側面上。
跳閘爪10在與兩裝置的相聯(lián)位置上機械連接于電路斷路器的斷路機構，從而當次級繞組信號超過一預定閾值時使一保護電路的開關裝置的鎖定件跳開。
該差動單元B是四極型的，其底部包括四個端子11至14，它們電連接于整套裝置的有源導體6至9，這四個有效導體位于其殼體的底部，它們又借助于根據本發(fā)明的一連接裝置E連接于斷路器的四個端子上。
對于單元的各端子11至14，連接裝置E包括一直徑為6mm的剛性銅導體19，該導體19以明顯的直角折彎四次。導體19的一端19a片件有一能夠固定于電路斷路器的一個端子的扁平段20，其另一端19b電連接于差動單元的端子11至14中的一個。在圖中，尤其是圖1中可以看到，各導體19包括一平行于殼體的側面21的第一連接部分a、一平行于殼體底面22和軌道并垂直于該第一部分的第二部分b、一明顯地垂直于第二部分并沿著環(huán)形線圈5明顯地平行于單元的側面21的第三部分c、一明顯地垂直于第三部分c并平行于差動單元的上部24以及環(huán)形線圈5的上部25的第四部分d、一明顯地垂直于第四部分d的第五部分e，該部分的自由端穿過環(huán)形線圈5，通過銅焊固定于單元的相應端子的連接片件26至29上。由于導體6至9的端部焊接于相應的連接片件26至29，所以在連接于差動單元B的輸出端子11至14的平面上所占的空間減少了，這樣就能夠采用大直徑的剛性導體，從而獲得一種高額定值的差動單元，并獲得包括30mA在內的各種靈敏度的范圍的供電系統(tǒng)的差動單元。注意到，所述連接片件由鍍鋅的銅制成。一方面在連接區(qū)域的平面上另一方面在環(huán)形線圈周圍，尤其在其上方減小了機構的尺寸，由于導體19與環(huán)形線圈5的外形完全一致，使差動單元的殼體能夠接收插入殼體34、35中的附件3和4，殼體34和35在差動元件的上表面24上的環(huán)形線圈5的每側上，上表面24被設置在包括端子11至14的表面22的背面，這在圖2、3和3a中予以示出。附件3、4通過夾緊被固定于殼體B上，它們具有若干功能，例如差分故障信號、遙控開啟、泄漏電流指示。
在用改錐旋轉取下遮擋蓋30、31后，通過平移很簡單地就可裝上附件3和4。在移動結束時聽到卡噠一聲，并感覺到一卡點通過，這就告訴使用者，附件已經正確組裝好(圖3)。為了不用工具進行拆卸，只要將附件拉出殼體，并且如果需要的話，將卡接的遮擋蓋30、31重新罩上。
在圖2中可以看到，跳閘爪10從差動單元的鄰接面21垂直地凸出，這使其容易受到沖擊，例如由于跌落可能引起的沖擊。這種在跳閘爪10方向的沖擊可能導致所述跳閘爪10的誤動作，從而使機構不能正常運行。
在根據本發(fā)明的差動單元B的實施例中，由于使用剛性電纜19，因此裝置的重量較大，在多數(shù)情況下自動獲得兩個裝置的結合，它具有下列結果在結合進行時或在跌落或振動情況下，甚至跳閘爪10更容易受到強烈振動。
為了克服這一缺點，差動單元B在其與電路斷路器相鄰的相鄰面21上包括一平行于跳閘爪10并與其接近的保護爪32，該保護爪吸收在跳閘爪10方向上產生的振動。
如圖4所示，將導體6、8焊接在片件26至29上的工藝如下首先根據箭頭A所示的方向移動環(huán)形線圈5。然后用夾緊接觸件33保持連接器固定，在片件26、29的方向上移動一電極34，并將其施加到片件上與環(huán)形線圈5相對的面f上，以便沿環(huán)形線圈5的Y軸方向將導體的端部銅焊在銅片件上。使用磷釬焊燃燒器能夠改善焊接效率(較好的撕裂阻力)。
根據圖5所示的實施例，上述導體端部焊接在一穿過環(huán)形線圈(T)的一(若干中的對應的)中間導體的第一端36a上，其第二端36b電連接并機械連接于相應的片件26至29上。本實施例除了前面已經描述了的優(yōu)點外，還能夠進一步減小在環(huán)形線圈上方所需的空間。相應裝置的實現(xiàn)的方法如下。將環(huán)形線圈圍繞著固定于片件上的中間導體36被安裝，使環(huán)形線圈在片件26至29的方向上沿著中間導體滑動，然后將導體的端部焊接在中間導體36上。
有利的是，中間導體36的端部焊接在片件上。
根據一種替換實施例，中間導體36的第二端36b在一個具有連接片件的單獨部件上。
應該指出的是，用剛性銅絲制成的直徑為6mm的初級導體6至9被涂敷一種環(huán)氧型絕緣體。
因此，通過本發(fā)明獲得了具有大額定值和小尺寸的差動單元。可以獲得額定值高達125A的一系列輔助的差動單元，這種差動單元與目前使用的相比并不增加尺寸。連接器的剛性使其能夠與電路斷路器迅速而簡單地連接，使得電路斷路器差動單元組件更緊湊，并使底部軌道開關設備獲得最佳的連接。
通過粉末涂料沉積對導體進行環(huán)氧涂敷將提供導體彼此之間的絕緣，并使環(huán)形線圈的內口最佳化。
本發(fā)明使差分通道的尺寸根據軌道的軸線最大限度地達到最佳化，并在小的整體尺寸，例如99mm的情況下，能夠獲得包括30mA在內的所有靈敏度的自供電為125A的范圍之內。這種類型的連接消除了初級線圈在穿過環(huán)形線圈之后的彎曲操作，使Y軸的尺寸減至最小。這種連接還由于穿過環(huán)形線圈口的銅的密度而減小了X和Z軸向的體積。
這些小的尺寸使得附加功能件能夠被設置在基本裝置的尺寸范圍之內(按系列或任選)。
權利要求
1．一種用于連接差動單元與一電路斷路器等的電連接裝置，包括一定數(shù)量的導體，這些導體將電路斷路器的輸出端子與差動單元的端子電連接，所述導體穿過環(huán)形線圈，其特征在于至少一個上述導體(6至9、19)為具有實芯的剛性導體，所述導體具有一設計成與電路斷路器的相應端子電連接的第一端(19a)和其端部焊接在一接觸片件(26至29)上的第二端(19b)，該第二端與對應的差動單元的輸出端機械地和電連接。
2．如權利要求1的裝置，其特征在于上述導體的端部焊接在一個(若干中的相應的一個)穿過環(huán)形線圈(T)的中間導體(36)的一端，即第一端(36a)上，其第二端(36b)電的和機械的與相應的片件(26至29)連接。
3．如權利要求2的裝置，其特征在于中間導體(36)的端部焊接在片件上。
4．如權利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述中間導體(36)的第二端(36b)位于一具有所述片件的單獨部件上。
5．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于上述導體(6至9)和/或中間導體為單股的導體。
6．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于上述導體(6至9)和/或中間導體由銅制成。
7．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于上述導體(6至9、19)和/或中間導體(36)的橫截面為圓形截面。
8．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于上述導體(6至9)和/或中間導體(36)這樣地被構形，即使所有這些導體的橫截面一起形成一明顯的圓形，以便將它們在環(huán)形線圈內所占據的空間減至最小。
9．如權利要求8的裝置，其特征在于所述裝置為兩極型，導體(6、9)和中間導體(36)的數(shù)量是二個，它們均具有半圓形橫截面。
10．如權利要求8的裝置，其特征在于所述裝置為四極型的，導體(6、9)和中間導體(36)的數(shù)量是四個，各導體具有一個四分之一圓形的橫截面。
11．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于從導體(6至9、19)或中間導體(36)進入環(huán)形線圈(5)的時刻起，它們直線延伸到所述片件(26至29)上。
12．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于所述導體(6至9)和/或中間導體(36)的第二端(19b)銅焊接到相應的片件上。
13．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于所述導體(6至9)或中間導體在其兩端之間以直角折彎四次。
14．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于所述導體(6至9)和/或中間導體由一層環(huán)氧型涂層所覆蓋。
15．一種實現(xiàn)權利要求1的裝置的方法，其特征在于圍繞所述導體的第二端(19b)纏繞環(huán)形線圈(T)，然后使所述環(huán)形線圈沿所述導體在與所述端部相反的方向上滑動，然后將所述端部末端焊接在所述片件上。
16．一種實現(xiàn)權利要求2的裝置的方法，其特征在于圍繞著固定于所述片件的中間導體(36)纏繞環(huán)形線圈(T)，使環(huán)形線圈在所述片件(26至29)的方向上沿著中間導體(36)滑動，然后將導體的端部焊接在中間導體(36)上。
17．一種包括權利要求1至14中任一項的連接裝置的差動單元。
18．如權利要求17的差動單元，其特征在于包括至少一個附加模塊，該附加模塊能夠插入到環(huán)形線圈(5)每一側的差動單元殼體的輸入面(24)中。
19．如權利要求18的差動單元，其特征在于附加模塊(3、4)包括一故障指示附件和/或一遙控打開模塊和/或一泄漏電流指示模塊。
20．如權利要求17至19中任一項的差動單元，該差動單元包括一個從所述單元(B)與電路斷路器相鄰的表面(21)上凸出的跳閘爪(10)，其特征在于還包括一個沿著明顯地平行于所述跳閘爪(10)的方向延伸的保護爪(32)，其長度略大于所述跳閘爪(10)的長度，用于代替跳閘爪(10)來吸收振動。
21．如權利要求17至20中任一項的差動單元，其特征在于差動單元(B)的范圍是包括30mA在內的所有靈敏度的自供電為125A的范圍之內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連接差動單元與一電路斷路器等的電連接裝置,包括一定數(shù)量的導體(6至9,19),這些導體將電路斷路器的輸出端子與差動單元的端子電連接,所述導體穿過環(huán)形線圈,至少一個上述導體(6至9、19)為具有實芯的剛性導體,所述導體具有一設計成與電路斷路器的相應端子電連接的第一端(19a)和其端部焊接在一接觸片件(26至29)上的第二端(19b),該第二端與對應的差動單元的輸出端機械地和電連接。
文檔編號H01H83/22GK1224228SQ98126129
公開日1999年7月28日 申請日期1998年12月18日 優(yōu)先權日1997年12月18日
發(fā)明者伯納德·勒博, 帕特里克·吉隆, 克勞德·伯諾特, 讓·多尼爾 申請人:施耐德電器公司