專利名稱：斷路器的抽出式門接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及用于斷路器抽出式機(jī)構(gòu)的門接
口。具體來說，本文所公開的主題涉及當(dāng)斷路器位于抽出式機(jī)構(gòu)的不 同位置的同時(shí)提供入口保護(hù)的接口 。
背景技術(shù)：
抽出式斷路器通常包括用于移入斷路器并且將斷路器 連接到對(duì)應(yīng)電觸點(diǎn)、即稱作"撐入"位置的機(jī)構(gòu)。處于撐入位置時(shí)，斷 路器聯(lián)接于聯(lián)接主電路，并且提供其預(yù)期中斷功能性。如果抽出式機(jī) 構(gòu)倒回到"撐出"位置，則斷路器與電觸點(diǎn)和主電路斷開連接。例如， 在對(duì)主電路進(jìn)行維護(hù)時(shí)，可使斷路器移動(dòng)到撐出位置。典型撐動(dòng)機(jī)構(gòu) 往往包括第三、即測試位置。在測試位置中，斷路器可閉合、開啟或 脫扣，以便檢查內(nèi)部和外部附件，例如輔助開關(guān)、分勵(lì)脫扣器以及欠 電壓和二次電3各。 在每個(gè)位置中，希望抽出式機(jī)構(gòu)提供入口保護(hù)(IP),例 如國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60529所定義的IP4X。 IP對(duì)設(shè)備中的開口設(shè)置限制， 這些開口允許插入物體、如手指或電線，它們可能接觸帶電部件。在 IP4X的情況下，開口不能允許大午lmm的物體。 雖然現(xiàn)有斷路器抽出式機(jī)構(gòu)適合于其預(yù)期目的，但是仍 然需要特別是有關(guān)斷路器與抽出式機(jī)構(gòu)之間的接口的改進(jìn)，其中該接
口提供入口保護(hù)，并且在斷路器處于撐入、撐出和測試位置時(shí)允許開
啟抽出式外殼門。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種具有門的用于斷路器的抽出式接口。門具有第 一開口以及第一側(cè)和第二側(cè)。凸緣設(shè)置在開口周圍并且固定地取 接到 門的第一側(cè)。凸緣具有延伸到第一開口中的第一凸出部。套筒可移動(dòng) 地聯(lián)接到門并且設(shè)置在第一開口內(nèi)，套筒具有通過其中的第二開口。 彈簧也聯(lián)接在套筒與門的第二側(cè)之間。 提供具有門的另一i抽出式接口，其中門具有第一和第 二側(cè)以及穿過其中的第一開口。凸緣安裝到門的第一側(cè)，并且圍繞第 一開口的周邊延伸。凸緣包括延伸到第一開口中的第一凸出部。套筒 聯(lián)接成在第 一 開口內(nèi)的第 一 位置與第二位置之間移動(dòng)，其中第 一 間隙 在套筒與凸緣之間形成。套筒確定大小為使得第一間隙在套筒處于第 二位置時(shí)等于或小于預(yù)定距離。偏置構(gòu)件聯(lián)接在門的第二側(cè)與套筒之 間。偏置構(gòu)件設(shè)置成使套筒偏向第一位置。 還提供具有外殼的抽出式機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)設(shè)置在外殼內(nèi)，并 且在第一位置、第二位置與第三位置之間是可移動(dòng)的。斷路器聯(lián)接到 該機(jī)構(gòu)，其中斷路器在第一位置與電觸點(diǎn)電連接。此外，斷路器處于 第二和第三位置時(shí)與電觸點(diǎn)斷開連接，斷路器具有與電觸點(diǎn)相反的正 面。門以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式聯(lián)接到外殼，門中具有第一開口?？蚣苈?lián)接到斷 路器正面，框架具有與正面相反的邊緣。套筒可移動(dòng)地設(shè)置在第一開 口內(nèi)，并且具有圍繞周邊延伸的多個(gè)側(cè)壁。側(cè)壁限定通過其中的第二 開口。套筒還包括沿這些側(cè)壁一端的表面，其中套筒設(shè)置成使得當(dāng)機(jī) 構(gòu)處于第二位置和第三位置時(shí)，該表面與該邊緣接觸。最后，彈簧聯(lián) 接在套筒與門之間。


現(xiàn)在參照用作示范而非限制性的附圖，附圖中相似元件 以相似方式編號(hào)圖1是示出根據(jù)示范實(shí)施例的抽出式斷路器系統(tǒng)的示
6意剖視圖； 圖2是示出處于撐入位置的圖1的抽出式斷路器系統(tǒng)的 示意平面?zhèn)萟L圖； 圖3是示出處于測試位置的圖1的抽出式斷路器系統(tǒng)的 示意平面?zhèn)纫晥D； 圖4是示出處于抽出或撐出位置的圖1的抽出式斷3各器 系統(tǒng)的示意平面?zhèn)萟見圖； 圖5是示出處于撐入位置的圖l的抽出式斷路器系統(tǒng)的 抽出式接口的透4見平面圖； 圖6是示出處于測試位置的圖1的抽出式斷路器系統(tǒng)的 抽出式接口的透一見平面圖； 圖7是示出處于撐出位置的圖1的抽出式斷路器系統(tǒng)的 平面?zhèn)萯見圖；以及 圖8是以截面部分糸出圖1的抽出式斷路器系統(tǒng)的局部 透視圖； 圖9是示出處于撐出位置的一個(gè)備選實(shí)施例的抽出式 接口的局部側(cè)平面截面圖；圖IO是示出圖9的抽出式4妻口的詳細(xì)側(cè)平面截面圖； 圖11是示出處于撐入位置的圖9的抽出式接口實(shí)施例 的局部側(cè)平面截面圖；以及圖12是示出圖11的抽出式接口的詳細(xì)側(cè)平面截面圖。
20抽出式斷路器系統(tǒng)36斷路器
22主電路38開口
24受保護(hù)負(fù)載404由出式才/L構(gòu)
26電源42入口觸點(diǎn)
28外殼44出口觸點(diǎn)
30門46抽出式接口32鉸鏈48凸緣
34開口50緊固件孔
52凸出部(凸緣)68緊固件
54套筒70斷路器手柄
56內(nèi)部72框架
58側(cè)壁74側(cè)壁(框架)
60彈簧76頂部邊緣(框架)
62凸出部(套筒-彈簧座)78下表面78
64門的后側(cè)80端部(套筒，最接近c(diǎn)/b)
66門的前側(cè)82對(duì)端(套筒，最遠(yuǎn)離c/b)
84角88凸出部(套筒，下側(cè))
86間隙90凸出部(套筒，從頂側(cè)偏置)
具體實(shí)施例方式
圖1-4示出抽出式斷路器系統(tǒng)20。抽出式斷路器20聯(lián) 接在具有受保護(hù)負(fù)載24的主電路!22與例如公用電網(wǎng)等電源26之間。 抽出式斷路器20包括外殼28。門i30通過鉸鏈32聯(lián)接到外殼28。下 面更詳細(xì)地進(jìn)行論述，門30包括，口34，它允許操作人員接近設(shè)置 在外殼28內(nèi)的斷路器36。另一小開口 38允許操作人員啟用抽出式 機(jī)構(gòu)40。斷路器36電聯(lián)接在電源26與受保護(hù)負(fù)載24之間。 應(yīng)當(dāng)理解，斷路器36在示范實(shí)施例中示為具有到電源 26和受保護(hù)負(fù)載24的單一連接。但是，斷路器36可包括多個(gè)電相 或連接。此外，斷路器36可稱作多極點(diǎn)斷路器，它具有將主電路22 與電源26連接和斷開連接的多個(gè)接觸臂。在"多極點(diǎn)"斷路器中，斷 路器通常具有三個(gè)極點(diǎn)或四個(gè)極點(diǎn)，各極點(diǎn)傳送通過斷路器36的不 同電相。此外，在示范實(shí)施例中，斷路器36是塑殼斷路器(MCCB)， 其中斷路器部件容置在絕緣聚合物外殼中。但是，也可使用其它類型 的斷路
參照?qǐng)D2-4,將描述抽出式系統(tǒng)20的位置。抽出式系統(tǒng) 20用于允許操作人員將斷路器36物理連接到電路22或者移除與電 路22的連接，而無需手動(dòng)移除電纜線路或其它電氣連接。操作人員 可能需要將斷路器36斷開連接，使得例如可執(zhí)行下游維護(hù)任務(wù)。為 此，斷路器36安裝到抽出式機(jī)構(gòu)40，這是本領(lǐng)域已知的。抽出式機(jī) 構(gòu)40包括用于將斷路器移入和移出與電觸點(diǎn)42、 44的接觸。入口觸 點(diǎn)42將斷路器36連接到電源26,而出口觸點(diǎn)44提供到負(fù)載24的 連接。當(dāng)抽出式機(jī)構(gòu)40使斷路器36離開觸點(diǎn)42、 44(圖3、圖4)時(shí)， 電連接斷開，并且沒有電力可從電源26流動(dòng)到負(fù)載24。 —般來說，抽出式系統(tǒng)具有三個(gè)位置，斷路器36可定 位于其中。在圖2所示的撐入位置中，斷路器36聯(lián)接到觸點(diǎn)42、 44, 以及電力在斷路器36閉合時(shí)將會(huì)流動(dòng)。在該行程的對(duì)端是圖4所示 的抽出或"撐出"位置。在撐出位置中，斷路器從觸點(diǎn)42、 44斷開連 接。此外，當(dāng)處于撐出位置時(shí)，抽出式系統(tǒng)20通常具有聯(lián)鎖裝置， 它防止斷路器36被操作。最后，如圖3所示，撐入和撐出位置中間 的位置通常稱作測試位置。當(dāng)處于測試位置時(shí)，斷路器36沒有聯(lián)鎖， 并且可進(jìn)行操作，使得可測試斷路器的功能。 應(yīng)當(dāng)理解，甚至當(dāng)斷路器36處于撐出位置時(shí)，抽出式 系統(tǒng)20也可包含活動(dòng)或帶電連接。因此，希望防止物體、如手指或 電線接觸到電連接。入口保護(hù)(IP)由國際標(biāo)準(zhǔn)正C 60529定義用于各 種應(yīng)用或保護(hù)等級(jí)。在抽出式系統(tǒng)20的情況下，希望實(shí)現(xiàn)IP4等級(jí)， 表示直徑大于1 mm的物體不能接近帶電部件。 由于斷路器36相對(duì)于靜止的門30移動(dòng)，所以提供抽出 式接口 46以便保持抽出式系統(tǒng)20的預(yù)期IP等級(jí)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2-8， 論述示范實(shí)施例的抽出式接口。抽出式接口 46包括安裝到門30的前 側(cè)66的凸緣48。凸緣48設(shè)置成圍繞開口 34的周邊。凸緣包括多個(gè) 孔50，它們確定大小為收容緊固件68、如螺栓或鉚釘。凸緣48還包 括凸出部52(圖10)，它延伸到開口 34中 且覆蓋門30的邊緣。
套筒54隨開口 34定位。下面更詳細(xì)地論述，套筒設(shè)置 成當(dāng)斷路器36從撐入位置移動(dòng)到棘出位置時(shí)在開口 34內(nèi)移動(dòng)。套筒 54包括由側(cè)壁58所形成的內(nèi)部5&內(nèi)部確定大小為允許操作人員接 近斷路器操作手柄70。套筒54經(jīng)由彈簧60聯(lián)接到門30。在一個(gè)實(shí) 施例中，彈簧60通過緊固件連到^人側(cè)壁58伸出的凸出部62。彈簧 的對(duì)端連到門30的后側(cè)64。在示范實(shí)施例中，彈簧60是通過緊固 件68連到門30的板簧。 一對(duì)彈簧60設(shè)置在兩個(gè)側(cè)壁58附近。應(yīng)當(dāng) 理解，雖然在示范實(shí)施例中示出彈簧60，但是可使用能夠在門30處 于閉合位置時(shí)使套筒偏向斷路器36的任何適當(dāng)彈性構(gòu)件。因此，彈 簧60可以是牽簧、壓縮彈簧、扭簧或者Bdlville墊圏。彈簧60也可 以是彈性構(gòu)件，例如由彈性體、橡膠或聚合物制成的扣環(huán)。 套筒54確定大小為使得套筒54與凸緣48之間的間隙 86(圖IO)充分小，以便滿足或超過預(yù)期IP等級(jí)。當(dāng)套筒54在撐入位 置、測試位置與撐出位置之間行進(jìn)時(shí)，需要保持這個(gè)間隙86。在示 范實(shí)施例中，最大間隙大小為1 mm或以下，以便允許IP4等級(jí)。 框架72安裝到斷路fe 36的正面?？蚣?2提供附加防 護(hù)，它防止無意接近抽出式系統(tǒng)20內(nèi)的電部件?？蚣?2包括多個(gè)側(cè) 壁74，它們形成允許操作人員接i斷路器36和斷路器手柄70的大 致空心內(nèi)部。側(cè)壁74包括頂部邊緣76，它4妄合套筒54上的下表面 78。當(dāng)斷路器從撐入位置(圖2)朝測試位置(圖3)移動(dòng)時(shí)，頂部邊緣76 接合下表面78，并且使套筒54^開口 34內(nèi)平移。彈簧60所產(chǎn)生的 偏置使頂部邊緣76和下表面78在移動(dòng)期間保持接觸。應(yīng)當(dāng)理解，雖 然圖2示出頂部邊緣76與下表面78之間的小間隙，但是在一些實(shí)施 例中，這個(gè)間隙被消除，以及套筒54和框架72確定大小并且設(shè)置成 使得頂部邊緣76和下表面78在門30處于閉合位置的任何時(shí)間保持 接觸。 套筒54的另一個(gè)實(shí)施例如圖9-12所示。在這個(gè)實(shí)施例 中，側(cè)壁58在小角度84上形成，使得與斷路器36最接近的一端80具有比對(duì)端82更大的寬度和長度。例如，如果套筒54通過對(duì)聚合物
注塑來形成，則制造過程需要一定角度或斜度，以便允許該部件從模
具取下。在一個(gè)實(shí)施例中，角度84每側(cè)大約為Y2度。雖然角度84增 加套筒54的可制造性，但是這可能引起IP等級(jí)的問題，因?yàn)楫?dāng)套筒 54從圖9和圖IO所示的撐出位置移動(dòng)到圖11和圖12所示的撐入位 置時(shí)，間隙86將會(huì)增加。 為了緩解這個(gè)問題并且保持較低IP等級(jí)，圖9-12所示 的實(shí)施例結(jié)合了補(bǔ)償由斜度角84所引起的間隙的變化的特征。套筒 54包括>^人側(cè)壁58向外延伸的下凸出部88。凸出部88增加端部80的 寬度和長度，使凸出部88的外表面超出間隙86的邊緣。這種布置相
t
對(duì)于IP等級(jí)創(chuàng)建曲徑，因?yàn)槿绻矬w插入間隙86,則它不僅僅是滑 入抽出式系統(tǒng)20的內(nèi)部，而是必須繞凸出部88行進(jìn)。因此，凸出部 88增加IP等級(jí)。 為了進(jìn)一步滿足斜度角84，套筒還結(jié)合了另一個(gè)凸出 部90。由于斜度，當(dāng)斷路器36朝撐入位置移動(dòng)并且端部82接近凸 緣48時(shí)，間隙86變寬。此外，由于凸出部88更遠(yuǎn)離開口 34,所以 它比處于撐出或測試位置時(shí)提供i少曲徑。凸出部90從端部82偏置 并且設(shè)置成當(dāng)斷路器36處于撐入位置時(shí)與凸緣相鄰或者在開口 34內(nèi) 部。凸出部90減小間隙86,因而改進(jìn)IP等級(jí)，即使斜度角84原本 對(duì)IP等級(jí)具有有害影響。在一個(gè)實(shí)施例中，凸出部90足夠小，以便 允許將它成型以及從模具取下，而無需借助于復(fù)雜技術(shù)(例如伸縮芯 模具)。在示范實(shí)施例中，凸出部90為0.2mm深以及l(fā)-2mm寬。 應(yīng)當(dāng)理解，抽出式接口 46的布置向維修人員以及在抽 出式系統(tǒng)20的制造中提供許多優(yōu)點(diǎn)。抽出式接口 46允許制造商使用 不太復(fù)雜的制造方法來制造具有較低容限的單獨(dú)部件。抽出式接口 46還允許安裝人員接近斷路器36,同時(shí)通過低IP等級(jí)使他們對(duì)于電 部件的暴露為最少。抽出式接口 46還允許斷路器與門開啟或閉合配 合操作，同時(shí)保持低IP等級(jí)。
本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明，并
且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置 或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求書來 定義，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這類其它 示例具有與權(quán)利要求書的文字語言完全相同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它 們包括具有與權(quán)利要求書的文字語言的非實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元件， 則它們意在處于權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于斷路器(36)的抽出式接口(46)，包括其中具有第一開口(34)的門(30)，所述門(30)具有第一側(cè)(66)和第二側(cè)(64)；圍繞所述開口(34)設(shè)置并且固定地聯(lián)接到所述門的第一側(cè)(66)的凸緣(48)，所述凸緣(48)具有延伸到所述第一開口(34)中的第一凸出部(52)；可移動(dòng)地聯(lián)接到所述門(30)并且設(shè)置在所述第一開口(34)內(nèi)的套筒(54)，所述套筒(54)具有通過其中的第二開口(56)；以及聯(lián)接在所述套筒(54)與所述門的第二側(cè)(64)之間的彈簧(60)。
2. 如權(quán)利要求1所述的抽出式接口(46),其中，所述套筒(54)包 括第 一端以及與所述第 一端相反的第二端，所述第 一端在所述套筒 (54)處于第 一位置時(shí)與所述門的第 一側(cè)(66)相鄰，并且所述第二端在 所述套筒(54)處于第二位置時(shí)與所述門的第二側(cè)(64)相鄰。
3. 如權(quán)利要求2所述的抽出式接口(46)，其中，所述套筒(54)包 括圍繞所述第二開口(56)的周邊^(qū)伸的多個(gè)側(cè)壁(58)。
4. 如權(quán)利要求3所述的抽出乂接口(46),其中，所述套筒(54)還 包括與所述第二開口 (56)相反并且從所述側(cè)壁(58)伸出的第二凸出部 (90),所述第二凸出部(90)從所述第一端偏置，其中所述第二凸出部 (90)在所述套筒(54)處于所述第 一位置時(shí)與所述第 一凸出部(52)相鄰。
5. 如權(quán)利要求4所述的抽出式接口(46),其中，所述套筒(54)還 包括在所述第二端聯(lián)接到所述側(cè)壁(58)的第三凸出部(88)，其中所述 第三凸出部(88)在所述套筒(54)處于所述第二位置時(shí)與所述門的第二 側(cè)(64)相鄰。
6. —種抽出式機(jī)構(gòu)(20)，包括 外殼(28);在所述外殼(28)內(nèi)并且在第 一位置、第二位置與第三位置之間可移動(dòng)的機(jī)構(gòu)(40);聯(lián)接到所述機(jī)構(gòu)(40)的斷路器(36),其中，所述斷路器(36)在所述 第一位置電連接到電觸點(diǎn)(42， 44),以及在處于所述第二和第三位置 時(shí)與所述電觸點(diǎn)(42， 44)斷開連接，所述斷路器(36)具有與所述電觸 點(diǎn)(42, 44)相反的正面；以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式聯(lián)接到所述外殼(28)的門(30),所述門(30)中具有第 一開口(34);聯(lián)接到所述斷路器(36)正面的框架(72),所述框架(72)具有與所述 正面相反的邊緣；可移動(dòng)地設(shè)置在所述第 一開口 (34)內(nèi)并且具有圍繞周邊延伸的 多個(gè)側(cè)壁(58)的套筒(54),所述側(cè)壁(58)限定通過其中的第二開口 (56)，所述套筒(54)還具有沿所述側(cè)壁(58)的一端的表面，其中所述套 筒(54)設(shè)置成使得所述表面在所述機(jī)構(gòu)(40)處于所述第二位置和所述 第三位置時(shí)接觸所述邊緣；以及聯(lián)接在所述套筒(54)與所述門(30)之間的彈簧(60)。
7. 如權(quán)利要求6所迷的抽出式機(jī)構(gòu)(20),還包括聯(lián)接到所述門 (30)與所述斷路器(36)相反的凸緣(48),所述凸緣(48)繞所述第一開口 (34)的周邊延伸。
8. 如權(quán)利要求7所述的抽出式機(jī)構(gòu)(20),其中，所述套筒(54)還 包括與所述第二開口相反并且從所述側(cè)壁(58)伸出的第一凸出部 (90),所述第一凸出部(90)從與所述表面相反的一端偏置，其中所述 第 一凸出部(90)設(shè)置成在所述機(jī)構(gòu)(40)處于所述第一位置時(shí)與所述第 一開口(34)相鄰。
9. 如權(quán)利要求8所述的抽出式機(jī)構(gòu)(20),其中，所述第一凸出部 (90)和所述第 一開口 (34)確定大小為使得所述第 一 凸出部(90)與所述 門(30)之間的間隙(86)在所述^U勾處于所述第一位置時(shí)等于或小于1 mm。
10. 如權(quán)利要求9所述的抽出式機(jī)構(gòu)(20),其中，所述套筒(54)包括聯(lián)接到所述側(cè)壁(58)的第二凸出部(88)，所述第二凸出部(88)在所 述機(jī)構(gòu)(40)處于所述第三位置時(shí)與所述門(3 O)接觸。
全文摘要
提供一種具有證實(shí)是較低入口保護(hù)等級(jí)的接口的抽出式系統(tǒng)。系統(tǒng)包括安裝到門上的凸緣(48)。套筒(54)可移動(dòng)地安裝到與凸緣(48)相鄰的門上。當(dāng)斷路器(36)從撐入位置移動(dòng)到測試位置、到撐出位置時(shí)，套筒(54)隨斷路器(36)移動(dòng)，并且避免引起暴露于抽出式中的電部件。抽出式系統(tǒng)允許操作人員隨門開啟或閉合來操作斷路器(36)。
文檔編號(hào)H02B11/02GK101640387SQ20091013998
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者A·斯克魯利克, T·伊娜西亞克 申請(qǐng)人:通用電氣公司