專利名稱：開關設備的空間分配的制作方法
技術領域：
本公開的內容一般涉及開關設備，更具體地說，涉及斷路器。
背景技術：
廣泛使用斷路器已經(jīng)促進了研發(fā)標準化的斷路器殼體尺寸。例如，通
常在歐洲出售的用于居民和/或照明的單極斷路器容納于18毫米寬的殼體 內。同樣地，通常在美國出售的用于居民和/或照明的單極斷路器容納于 0.75英寸寬的殼體內。仔細分配內部空間，能夠增加給定外殼尺寸的殼體 內的電路保護裝置的數(shù)量。例如，具有標準化的外殼尺寸以容納單電極的 許多模塊現(xiàn)在另外包括對中間極的保護。而且，已經(jīng)研發(fā)出了用于單極斷 路器的模塊尺寸，其中所述模塊具有位于標準殼體內的兩個有功電極。多 段殼體可包括分隔表面，該分隔表面提供所述殼體內的側面部分，優(yōu)選在 所述中部提供等體積的分布。已經(jīng)研發(fā)出了可提供體積不等分布的其他分 配方法。所述殼體內的空間限制會對其中包含的裝置的功能具有影響。因 此，通過優(yōu)化斷路器內的空間布置會改進該技術。.

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例包括用于單極斷路器的殼體。所述殼體包括兩個電流 通路區(qū)域，每個區(qū)域具有被配置成以容納電磁保護裝置的第一部分、被配 置成容納熱保護裝置的第二部分、被配置成以容納滅弧裝置的第三部分、 以及被配置成容納操作機構裝置的第四部分。每個第一部分占據(jù)所述殼體 相當大部分的可用內部寬度并被布置在各自的第三和第四部分之間。每個 第二部分占據(jù)所述殼體的大約一半的可用空間寬度。
本發(fā)明的另一實施例包括具有單極殼體的斷路器。所述殼體包括兩個 電流通道區(qū)域，每個區(qū)域具有被配置成以容納電^茲保護裝置的第 一部分、 被配置成容納熱保護裝置的第二部分、被配置成以容納滅弧裝置的第三部 分、以及被配置成容納操作機構裝置的第四部分。所述斷路器還包括兩個電磁保護裝置，每一個都布置在每個電流通道區(qū)域的第一部分內；兩個熱
保護裝置，每一個都布置在每個電流通道區(qū)域的第二部分內；兩個滅弧裝 置，每一個都布置在每個電流通道區(qū)域的第三部分內，每個裝置限定了每 個電流通道區(qū)域內的一部分電流通道。操作機構裝置布置在每個電流通道 區(qū)域的第四部分中，并被配置成以打開和關閉每個電流通道區(qū)域的電流通 道。每個第一部分占有所述殼體的相當大部分的可用內部寬度并被布置在 各自的第三和第四部分之間。每個第二部分占據(jù)所述殼體的大約一半的可 用內部寬度。


參照所述示例性附圖，其中在所述附圖中相同的元件編號相同。 圖1是描迷根據(jù)本發(fā)明的斷路器的頂部透視分解視圖； 圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的斷路器的六視圖正交配置圖； 圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的斷路器的側部透視內部視圖； 圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例為了簡潔而去除一些部件的圖3的斷 路器的側部透視圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的斷路器連接布置的示意性電路和
圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的斷路器連接布置的示意性電路圖
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例提供了具有兩個電流通道區(qū)域的單極斷路器。在實施 例中，所述斷路器具有滿足含有單極、均衡利用每個電流通道區(qū)域的內部 空間的斷路器標準的外殼尺寸，所述斷路器內的每個電流通道區(qū)域包括熱 和電磁保護裝置。在實施例中，所述斷路器容納兩個線圈以提供電it保 護，每個電流通道區(qū)域一個線圈。在實施例中，每個線圈具有圓形的截 面，該截面占用所述單極斷路器殼體的所有或者幾乎所'有的可用內部寬 度。本發(fā)明的實施例提供用于熱保護的兩個雙金屬條，每個電流通道區(qū)域 一個雙金屬條；以及兩個電弧室，每個電流通道區(qū)域一個電弧室以熄滅在 啟動斷路器過程中產(chǎn)生的任何電弧。本發(fā)明的實施例被配置成以提供對單 電路的雙重保護。本發(fā)明的另一實施例被配置成以對三相電路或具有切換中線的三相電路提供完全保護。
參照圖1,描述了斷路器100的示例性實施例的分解組裝視圖。兩個
側部106、 107和中心部分108共同形成斷路器殼體105。斷路器殼體105 包括兩個電流通道區(qū)域106、 170以對兩個電路保護裝置161、 171提供空 間和支撐，這將在下面進行更詳細地描述。在實施例中，斷路器殼體105 具有于標準化的單極斷路器100相同的尺寸，例如在歐洲是18毫米寬， 在美國是0.75英寸寬。根據(jù)本發(fā)明的實施例，為了下面更詳細地論述，兩 個電流通道區(qū)域160、 170容納在一個斷^各器殼體105內。
現(xiàn)在參照圖2，在六個視圖的正交投影中描述了圖示示例性斷路器殼 體105的內部空間布局。每個視圖分成幾個部分，這些部分被配置成以容 納斷路器100的裝置161、 171的一些部分。斷^各器殼體105的第一側視 圖101、俯視圖110、第二側視圖115、左視圖120、右視圖130和底視圖 140利用第三角投影描述。斷路器殼體105的長度、寬度和高度是分別通 過附圖標記201、 211和221確定的。另外，斷^各器100可被分成頂部區(qū) 域200、中間區(qū)域210和底部區(qū)域220，它們將幫助描述斷路器100內的 空間分配。俯視圖110和底視圖140基本指示了中間區(qū)域210和底部區(qū)域 220內的空間劃分。關于每個部分內的具體裝置161、 171的細節(jié)將在下面 進行描述。
現(xiàn)在參照圖3，描述斷路器100的示例性實施例，該斷路器100具有 布置在電流通道區(qū)域160內的裝置161。激勵器400與操作機構裝置(在 此還被稱為機構)401機械連通以控制可移動接觸臂405圍繞樞軸銷406 的位置。如在此所使用的，附圖標記401可表示與每個單獨電路保護裝置 161、 171關聯(lián)的機構401的第一部分402或第二部分403。在實施例中， 操作機構401被配置成和布置成經(jīng)由第一和第二部分402、 403以便提供 "共同脫扣"功能，以允許兩個電路保護裝置161、 171響應電路保護裝 置161、 171之一中的脫扣事件一起脫扣。在實施例中，激勵器400 #皮配 置成以允許一起手動打開和矢閉第一和第二電流通道區(qū)域中的電流通道。
在實施例中，滅弧裝置(在此還被稱為消弧4冊)450可以并^皮允許占 用斷路器100的相當大部分的整個內部寬度211，并熄滅在斷路器100的 脫扣事件過程中會產(chǎn)生的電弧。熱保護裝置(在此還被稱為雙金屬條) 445會占用掉大約一半的斷路器100內部寬度211,并經(jīng)由熱脫扣動作提供電路保護。電磁保護裝置(在此還被稱為線圈)435會并被允許，占用 斷路器100的相當大部分的整個內部寬度211,并通過電;茲脫扣動作才是供 電路保護。第一電路連接件465與線圈435關聯(lián)，第二電路連接件430與 雙金屬條445關聯(lián)、電^各連接件465、 430被配置成以允許電連接到斷路 器100。將認識到雖然在圖3的透視圖中看不到，但是斷路器100將把第 二接觸臂405、消弧柵450、雙金屬條445、線圈435、第一電路連4妄件 465、第二電路連接件430用于其他電流通道區(qū)域170，該電流通道區(qū)域 170位于圖3中描述的平面后(進入紙中)。
現(xiàn)在參照圖4，通過電路保護裝置161的示例性實施例描述了布置在 斷^各器殼體105的電流通道區(qū)域中的電流通道460。電流是通過與第一電 路連接件465電連接的導線供應，(最好參見圖3)其中第一電路連接件 465被連接到線圈435。線圈435與其上布置有固定觸頭416的觸頭固定 器436電連接。電流然后將從固定觸頭416流動到布置在接觸臂405上的 可移動觸頭415上。電流然后將流過接觸臂405、導線408并流動到雙金 屬條445。所述電流將繼續(xù)通過導線409流到第二電路連接件(最好參見 圖3)，并通過導線431流到負載500。如在此所^吏用的，附圖標記500可 參照任何合適的電載荷，例如照明器材、單相或三相電機。圖4中的接觸 臂405 ;波描述成處于閉合位置，以允"i午電流流過電流通道460。將i人識 到，響應接觸臂405圍繞樞軸406逆時針旋轉，將導致固定觸頭416和可 移動觸頭415之間的機械和電分離，因此限定了打開位置以中斷電流流 動。
在示例性的實施例中，激勵器400與機構401機械連接，其中所述機 構401以本領域內已知的方式控制接觸臂405的位置。響應正在移動到 ON位置的激勵器400,才幾構401將使接觸臂405繞樞軸406在順時針方向 旋轉，并提供固定觸頭416和可移動觸頭415之間的機械和電連接，產(chǎn)生 CLOSED電流通道460。另外，響應正在移動到OFF位置的激勵器400, 機構401將使接觸臂405繞樞軸406在逆時針方向旋轉，并分離固定觸頭 416和可移動觸頭415之間的機械和電連接，產(chǎn)生OPEN電流通道460， 由jt匕防止電流在電流通道460內流動。
盡管已經(jīng)描述的電路保護裝置的示例性實施例中描述了一種單觸頭布 置，該單觸頭布置利用具有一個可移動觸頭的接觸臂以通過旋轉運動中斷電流，將認識到，本發(fā)明的范圍不限于此，以及本發(fā)明還可應用到其他方 法中以脫扣電流，例如利用線性運動的接觸臂，或者其他觸頭布置，例如 雙觸頭。而且，雖然已經(jīng)描述的示例性實施例描述了具有一個消弧柵的滅 弧裝置，但是將認識到本發(fā)明的范圍不限于此，本發(fā)明還可應用到其他的 滅弧裝置，例如具有兩個消弧柵的滅弧裝置。另外，盡管描述的示例性實 施例描述了單個激勵器以接合多個機構，每個機構與各自的電路保護裝置 可操作的連通，將認識到本發(fā)明的范圍不限于此，本發(fā)明還可應用到斷路 器，該斷路器可使用其他結構，例如單個激勵器接合與多個電路保護裝置 關聯(lián)的單個激勵器，或者多個電路保護裝置，例如每個具有單獨的機構和 激勵器。
在實施例中，斷路器100通過線圈435提供電池電贈"床護。響應電流 大量增加(如由短路引起)，線圈435被配置成以激勵機構401，其將依次 把接觸臂405旋轉到OPEN位置，因此脫扣電流通道460以防止任何隨后 的電流。斷路器100通過雙金屬條445提供熱保護。當電流流過雙金屬條 445時，由于材料的熱阻將會發(fā)生加熱。該熱量將在雙金屬條445的自由 端引起限定的位移。如果所述電流(和熱量)超過規(guī)定的限值，雙金屬條 445的位移將激發(fā)才幾構401以^巴接觸臂405旋轉到OPEN位置，因此中斷 電流通道460。在本領域中，由于過流條件而經(jīng)由所述線圏或者雙金屬條 的打開動作被稱為脫扣動作。
在圖4的示例性實施例中描述的雙金屬條445描述了導線408、 409， 該導線408、 409纟皮布置成以允許所述電流流過所述雙金屬觸頭的長度， 其在本領域內被稱為"直接加熱"布置。本領域內的一個技術人員將認識 到可使用導線408、 409連接的其他方法，例如"間接加熱"，由此導線 408、 409都被連接到自由端的相對端以使電流流動長度相對較短，最終的 加熱經(jīng)由熱傳導在雙金屬條445內傳遞。
盡管已經(jīng)描述了電流在第一方向流過電路保護裝置161的示例性的實 施例，但是將認識到本發(fā)明的范圍不限于此，本發(fā)明還可應用到電流通過 其會在相反方向流動的電路保護裝置。盡管已經(jīng)描述了一個電路保護裝置 161的電流通道，但是將認識到本發(fā)明的示例性實施例使用了兩個相似的 電路保護裝置161、 171，例如如圖l所述。
現(xiàn)在參照圖5，描述了利用斷路器100的示例性實施例的示意性電路。在圖5的示例性電路中，斷路器100被配置成以當連接到電源550時 給負載50(M是供雙重電路保護。
現(xiàn)在參照圖6，描述了利用斷路器100的示例性實施例的示意性電 路。在圖6的示例性電路中，兩個斷路器100被配置成以當連接到三相電 源560時給三相負載510提供全面的電路保護，并在圖6中被描述成具有 切換中線。可選擇的激勵帶410可被用來以使供給所述電路的電源的施加 和去除同步。
現(xiàn)在回頭參照圖1,將描述斷路器殼體105的示例性實施例內的空間 分配。電路中斷裝置161、 171已被配置成以允許配置斷路器殼體105從 而提供占有相同量的內部體積的電流通道區(qū)域160、 170。在每個電流通道 區(qū)域160、 170內，六個部分被配'置成以容納每個電路中斷裝置161、 171 的每個單獨部件。現(xiàn)在參照2并與圖4相結合，在實施例中，每個電流通 道區(qū)域160、 170的第一部分300、 500被分別配置成以容納電路中斷裝置 161、 171的線圈435。第二部分310、 360被配置成以容納雙金屬條445。 第三部分315、 365被配置成以容納消弧柵450。第四部分375、 376 —皮配 置成以容納機構410。第五部分305、 355被配置成以容納第一電路連接件 465,以及第六部分306、 356被配置成以容納第二電路連接件430。將認 識到由于殼體105內的裝置161、 171的鏡像布置，每個第五部分305、 355對角相對(相對于殼體105的長度201和寬度211布置在殼體105的 相對端部)。同樣地，每個第六部分306、 356對角相對。
在實施例中，每個第一部分300、 350將占據(jù)相當大部分的斷路器殼 體105寬度211,并被布置在各自的第三部分315、 365和第四部分375、 376之間。而且，每個第一部分300、 350將布置在各自的第二部分310、 360和第五部分305、 355之間。如在此所使用的，所述術語"相當大"表 示考慮線圏435的尺寸和幾何形狀的所有功能上有用的內部空間。
在實施例中，每個第二部分310、 360將占據(jù)斷路器殼體105的大約 半個寬度211，并被布置在各自的第一部分300、 350和第六部分306、 356之間，而且，每個第二部分310、 360將相對于殼體105的長度201居 中布置在斷路器殼體105內，并將相對于殼體105的寬度211彼此并排。 每個第三部分315、 365將占據(jù)殼體105的相當大部分的可用內部寬度 211，并被布置在相對于各自的第二部分310、 360和第五部分305、 355之間的斷路器105長度201的相對側。如在此所4吏用的，所述術語"大 約"表示最小偏差，例如該偏差可由制造和材料公差產(chǎn)生。
如所公開的，本發(fā)明的一些實施例可包括如下一些優(yōu)點在緊湊的殼 體中的雙重熱和電；茲電路保護；利用環(huán)形截面的兩個線圈的能力，每個線 圈被配置成以適合整個內部殼體寬度；以及，均分殼體內的內部體積的能 力。
盡管參照示例性的實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是本領域內的技術人 員將理解到在不背離本發(fā)明的范圍內可進行各種改變和其中的元件可替換 為等同物。另外，在不背離其基本的范圍內可進行許多改變以使具體情形 或材料適合本發(fā)明的教導。因此，意圖是本發(fā)明不限于公開為最好的具體 實施例或不限于僅視為實現(xiàn)該發(fā)明的模式，而是本發(fā)明將包括落入所屬權 利要求范圍內的所有實施例。而且，在所述附圖和描述中，已經(jīng)公開了本 發(fā)明的示例性實施例，雖然或許已經(jīng)使用了特定術語，但是除非另作說明 它們只是用于一般和描述意義而不是為了限制，因此本發(fā)明的范圍不限于 此。并且，使用術語第一、第二等不是表示任何次序和重要性，而是這些 術語第一、第二等被用來一個元件和另一個元件。而且，使用術語一個等 不是表示限制數(shù)量，而是表示存在至少一個參考項。
權利要求
1. 一種用于單極斷路器的殼體，該殼體具有一定長度、寬度和高度，該殼體包含兩個電流通路區(qū)域，每個區(qū)域包含被配置成以容納電磁保護裝置的第一部分、被配置成容納熱保護裝置的第二部分、被配置成以容納滅弧裝置的第三部分以及被配置成容納操作機構裝置的第四部分；其中，每個第一部分布置在各自的第三和第四部分之間；其中，每個第一部分占據(jù)所述殼體相當大部分的可用內部寬度；和其中，每個第二部分占據(jù)所述殼體大約一半的可用內部寬度。
2. 如權利要求l的殼體，其中，所述兩個電流通道區(qū)域的每個還包含被配置成以容納第一電路連接件 的第五部分，以及被配置成以容納第二電路連接件的第六部分； 每個區(qū)域的第五部分對角相對；和 每個區(qū)域的第六部分對角相對。
3. 如權利要求2的殼體，其中，每個第五和第六部分占據(jù)所述殼體大約一半的可用內部寬度。
4. 如權利要求l的殼體，其中， 所述殼體被配置成以允許每個區(qū)域內的容積相同。
5. 如權利要求1的殼體，其中，每個第二部分相對于所述殼體的長度居中布置在所述斷路器殼體內， 并相對于所述殼體的寬度彼此并排。
6. 如權利要求2的殼體，其中， 每個第二部分布置在各自的第一和第六部分之間。
7. 如權利要求1的殼體，其中，每個第三部分占據(jù)所述殼體相當大部分的可用內部寬度。
8. 如權利要求l的殼體，其中，每個區(qū)域的所述第一和第三部分都相對于所述殼體長度被布置在所述 殼體的相對端部。
9. 如權利要求2的殼體，其中，每個區(qū)域的所述第一和第三部分都布置在各自的第二和第五部分之間。
10. —種斷路器，包括單極殼體，該殼體具有一定長度、寬度和高度；所述殼體包含兩個電流通路區(qū)域，每個區(qū)域包含被配置成以容納電磁 保護裝置的第一部分、被配置成容納熱保護裝置的第二部分、被配置成以 容納滅弧裝置的第三部分以及被配置成容納操作機構裝置的第四部分；兩個電磁保護裝置，每一個電磁保護裝置都布置在每個電流通道區(qū)域 的第 一部分內，每個都限定了每個電流通道區(qū)域內的一部分電流通道；兩個熱保護裝置，每一個熱保護裝置都布置在每個電流通道區(qū)域的第 二部分內，每個都限定了每個電流通道區(qū)域內的另 一部分的電流通道；兩個滅弧裝置，每一個滅弧裝置都布置在每個電流通道區(qū)域的第三部 分內，每個都限定了每個電流通道區(qū)域內的再一部分電流通道；和所述操作機構裝置布置在每個電流通道區(qū)域的第四部分中，該操作機 構裝置被配置成以打開和關閉每個電流通道區(qū)域的電流通道；其中，每個第一部分布置在各自的第三和第四部分之間；其中每個第一部分占有所述殼體的相當大部分的可用內部寬度；和其中，每個第二部分占據(jù)所述殼體大約一半的可用內部寬度。
11. 如權利要求10的斷路器，其中，所述兩個電流通道區(qū)域的每個還包含被配置成以容納第 一 電路連接件 的第五部分，以及被配置成以容納第二電路連接件的第六部分； 每個區(qū)域的第五部分對角相對；和 每個區(qū)域的第六部分對角相對。
12. 如權利要求ll的斷路器，其中，每個第五和第六部分占據(jù)所述殼體大約一半的可用內部寬度。
13. 如權利要求10的斷路器，其中，所述兩個電流通道區(qū)域的每個都被配置成以占據(jù)所述殼體相同量的體積。
14. 如權利要求10的斷路器，其中，每個第二部分相對于所述殼體的長度居中布置在所述殼體內，并相對 于所述殼體的寬度彼此并排。
15. 如權利要求ll的斷路器，其中，每個第二部分布置在各自的第 一和第六部分之間。
16. 如權利要求10的斷路器，其中，每個第三部分占據(jù)所述殼體相當大部分的可用內部寬度。
17. 如權利要求10的斷路器，其中，每個區(qū)域的所述第一和第三部分都相對于所述殼體長度被布置在所述 殼體的相對端部。
18. 如權利要求ll的斷路器，其中，每個區(qū)域的所述第一和第三部分都布置在各自的第二和第五部分之間。
19. 如權利要求10的斷路器，其中，操作機構裝置包含第一部分和第二部分，所述第一部分被布置在所述 第一電流通道區(qū)域的第四部分內，所述第二部分被布置在所述第二電流通 道區(qū)域的第四部分內，所述操作機構裝置的第 一和第二部分^^皮配置成以允 許一起脫扣所述第 一和第二電流通道區(qū)域中的電流通道，所述操作機構裝 置的第一和第二部分被配置成以允許一起手動打開和關閉所述第一和第二電流通道區(qū)域中的電流通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了開關設備的空間分配，提供一種用于單極斷路器的殼體，該殼體包括兩個電流通路區(qū)域，每個區(qū)域具有被配置成以容納電磁保護裝置的第一部分、被配置成容納熱保護裝置的第二部分、被配置成以容納滅弧裝置的第三部分以及被配置成容納操作機構裝置的第四部分，其中，每個第一部分占據(jù)所述殼體相當大部分的可用內部寬度并被布置在各自的第三和第四部分之間，其中，每個第二部分占據(jù)所述殼體大約一半的可用內部寬度。
文檔編號H01H71/02GK101443873SQ200680054642
公開日2009年5月27日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權日2006年5月19日
發(fā)明者喬治·博尼拉, 蘭吉特·德什穆克, 普拉尚特·曾德, 維克多·埃爾維羅, 賈維爾·戈梅斯, 馬尼克·戈施 申請人:通用電氣公司