專(zhuān)利名稱(chēng)：一種轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭 組件，更具體地說(shuō)涉及一種用于斷路器的限流轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件。此外，本發(fā)明還涉及一種采用所述限流轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件的斷路器。
背景技術(shù)：
斷路器是配電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。圖1所示的配電系統(tǒng)包括一個(gè)電源S、一個(gè)上游斷路器USCB、1至η個(gè)下游斷路器DSCB中的至少一個(gè)以及與下游斷路器DSCB相對(duì)應(yīng)的負(fù)載 L。當(dāng)電路中存在非正常電流(例如過(guò)流、短路)時(shí)，這些斷路器可以將從電源S流向負(fù)載 L的電流自動(dòng)地切斷，以保護(hù)負(fù)載L側(cè)的電路和部件。這些斷路器通常具有一個(gè)用于檢測(cè)所述非正常電流的脫扣單元和一個(gè)與所述脫扣單元互鎖的操作機(jī)構(gòu)。根據(jù)相對(duì)應(yīng)的負(fù)載L 的需要，下游斷路器DSCB設(shè)置成在一定的過(guò)流狀況下斷開(kāi)，例如超過(guò)允許通過(guò)的電流等級(jí)時(shí)。根據(jù)電力系統(tǒng)的需求，上游斷路器USCB也被設(shè)置成在一定的過(guò)流狀況下斷開(kāi)，通常這一過(guò)流的等級(jí)要高于下游斷路器過(guò)流的等級(jí)，因而當(dāng)下游斷路器DSCB斷開(kāi)時(shí)，上游斷路器 USCB可能并未斷開(kāi)。常規(guī)斷路器具有以下缺陷首先，常規(guī)斷路器的動(dòng)觸頭和靜觸頭的分離不夠快。在過(guò)流狀況下，當(dāng)脫扣單元檢測(cè)到非正常電流后就進(jìn)行解鎖動(dòng)作來(lái)釋放所述操作機(jī)構(gòu)，然后所述操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)會(huì)將動(dòng)觸頭從靜觸頭分離開(kāi)來(lái)，以切斷所述電路中的非正常電流。由于所述脫扣單元的解鎖動(dòng)作以及從釋放所述操作機(jī)構(gòu)到動(dòng)觸頭作出動(dòng)作之間存在時(shí)間延遲，故所述由操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行的動(dòng)觸頭和靜觸頭的斷開(kāi)動(dòng)作不可避免的緩慢。在嚴(yán)重過(guò)流的情況下，這種斷開(kāi)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路、負(fù)載和斷路器自身的目的。其次，分離的動(dòng)觸頭和靜觸頭可能在斷路器操作機(jī)構(gòu)被釋放前重新閉合。為了避免前一種缺陷，出現(xiàn)了限流觸頭組件。在用于斷路器的限流觸頭組件中，可利用動(dòng)觸頭和靜觸頭之間產(chǎn)生的電動(dòng)斥力來(lái)克服觸頭彈簧施加在觸頭臂上的閉合力矩，從而將觸頭臂迅速地沖開(kāi)以分離動(dòng)觸頭和靜觸頭。由于這一沖開(kāi)動(dòng)作與所述操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作無(wú)關(guān)，故觸頭臂的打開(kāi)要快得多。然而，在沖開(kāi)觸頭臂的同時(shí)，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間會(huì)產(chǎn)生電弧，電路中的實(shí)際電流也迅速地被這些電弧限制到與預(yù)期電流相比較低的水平，因而電動(dòng)斥力會(huì)隨著所述觸頭臂的打開(kāi)而減小。此外，由于沖開(kāi)動(dòng)作通常早于操作機(jī)構(gòu)的緩慢動(dòng)作，所以當(dāng)觸頭臂沖開(kāi)時(shí)操作機(jī)構(gòu)仍然保持在閉合位置。因此，沖開(kāi)的觸頭臂可能在觸頭彈簧的閉合力矩的作用下回落，使動(dòng)觸頭和靜觸頭重新閉合。重新閉合的觸頭臂使得非正常電流重新通過(guò)，從而損壞負(fù)載，并釋放大量能量損壞斷路器本身。因此，必須對(duì)限流觸頭臂組件采取措施，防止沖開(kāi)的觸頭臂重新閉合。美國(guó)專(zhuān)利US7005594B2公開(kāi)了一種限流轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件，其采用一種特殊形狀的凸輪表面。當(dāng)過(guò)流發(fā)生時(shí)與彈簧連接的滾子將沿著所述表面落入一槽內(nèi)，從而防止沖開(kāi)的靜觸頭和動(dòng)觸頭重新閉合。其缺陷在于，凸輪表面復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)良好的限流性能必須要精確地設(shè)計(jì)、制造，這極大地增加了成本。此外，長(zhǎng)期的使用將磨損凸輪的表面，從而極大地降低了觸頭組件工作的可靠性。美國(guó)專(zhuān)利US6084489A公開(kāi)的限流轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件則采用了在組件之外的一個(gè)獨(dú)立的鎖緊機(jī)構(gòu)來(lái)防止沖開(kāi)的靜觸頭和動(dòng)觸頭重新閉合。其缺陷在于，鎖緊構(gòu)件和相應(yīng)的偏置彈簧要獨(dú)立安裝于觸頭組件之外，要實(shí)現(xiàn)其與觸頭臂的配合必須精確地定位和制造。此外， 必須使用一種與所述鎖緊構(gòu)件對(duì)應(yīng)的特殊設(shè)計(jì)才能解鎖觸頭臂，這些都增加了其復(fù)雜性和成本，降低了緊湊度。再次，選擇性保護(hù)系統(tǒng)和沖擊負(fù)載要求觸頭組件具有高的耐受瞬時(shí)沖擊電流的能力。當(dāng)作為上游斷路器USCB或用于沖擊負(fù)載時(shí)，存在不同于下游斷路器DSCB的需求。 當(dāng)配電系統(tǒng)的一部分出現(xiàn)短路問(wèn)題時(shí)，如果上游斷路器不具備足夠的瞬時(shí)電流耐受能力， 其可能與故障部分的下游斷路器DSCB —起或者先于故障部分的下游斷路器DSCB斷開(kāi)。這將導(dǎo)致整個(gè)配電系統(tǒng)癱瘓，而非僅將故障部分?jǐn)嚅_(kāi)。此外，電力系統(tǒng)通常還可包括如電動(dòng)機(jī)和變壓器等一些存在沖擊電流的負(fù)載。如果用于保護(hù)該系統(tǒng)的斷路器的觸頭組件不具有足夠的瞬時(shí)電流耐受能力，所述觸頭組件將在所述瞬時(shí)沖擊電流的作用下打開(kāi)，從而阻止電流到達(dá)與所述斷路器相連的這些負(fù)載L。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，使斷路器可以在過(guò)流狀況下迅速打開(kāi)、在瞬時(shí)過(guò)流狀況下可在打開(kāi)后重新閉合，并在強(qiáng)的過(guò)流狀況下可靠地鎖定在沖開(kāi)位置。所述目的通過(guò)一種轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種用于斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件包括 一個(gè)轉(zhuǎn)子；一個(gè)觸頭臂，其具有孔；一個(gè)軸，其穿過(guò)所述孔將所述觸頭臂與所述轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；一個(gè)彈簧。所述轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件還包括一個(gè)連接臂，其一端樞軸地連接所述轉(zhuǎn)子， 且其另一端連接所述彈簧的一端；一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，其引導(dǎo)所述觸頭臂在閉合位置和沖開(kāi)位置之間的切換；其中所述彈簧的彈簧力對(duì)所述觸頭臂產(chǎn)生的力矩在閉合位置使得所述觸頭臂的動(dòng)觸頭和電導(dǎo)體的靜觸頭閉合，而在沖開(kāi)位置使得所述觸頭臂的動(dòng)觸頭和所述電導(dǎo)體的靜觸頭打開(kāi)。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)引導(dǎo)件和一個(gè)與所述引導(dǎo)件配合的導(dǎo)軌。依據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述引導(dǎo)件位于所述觸頭臂上，而所述導(dǎo)軌位于所述連
接臂上。依據(jù)本發(fā)明的再一方面，所述轉(zhuǎn)子包括第一轉(zhuǎn)子部分和第二轉(zhuǎn)子部分；所述觸頭臂位于所述第一轉(zhuǎn)子部分和所述第二轉(zhuǎn)子部分之間的空隙中；所述連接臂包括位于所述觸頭臂和所述第一轉(zhuǎn)子部分之間的第一連接臂和第二連接臂；所述第一連接臂的一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分于第一連接處，且其另一端連接到所述彈簧的一端；所述第二連接臂的一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分于第二連接處，且其另一端連接到所述彈簧的另一端；所述引導(dǎo)件包括位于所述孔兩側(cè)的第一引導(dǎo)件和第二引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件配合所述第一連接臂上的導(dǎo)軌，而所述第二引導(dǎo)件配合所述第二連接臂上的導(dǎo)軌。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件還具有另一彈簧；所述連接臂還包括位于所述觸頭臂和所述第二轉(zhuǎn)子部分之間的第三連接臂和第四連接臂第三連接臂的一端樞軸地連接所述第二轉(zhuǎn)子部分于第三連接處，且其另一端連接到所述另一彈簧的一端；第四連接臂的一端樞軸地連接所述第二轉(zhuǎn)子部分于第四連接處，且其另一端連接到所述另一彈簧的另一端；所述引導(dǎo)件還包括位于所述孔兩側(cè)的第三引導(dǎo)件和第四引導(dǎo)件，所述第三引導(dǎo)件配合所述第三連接臂上的導(dǎo)軌，而所述第四引導(dǎo)件配合所述第四連接臂上的導(dǎo)軌； 所述第一連接臂與所述第三連接臂，以及所述第二連接臂和所述第四連接臂分別關(guān)于所述觸頭臂對(duì)稱(chēng)布置。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述轉(zhuǎn)子包括第一轉(zhuǎn)子部分和第二轉(zhuǎn)子部分；所述觸頭臂位于所述第一轉(zhuǎn)子部分和所述第二轉(zhuǎn)子部分之間的空隙中；所述彈簧包括第一彈簧和第二彈簧；所述連接臂包括位于所述觸頭臂和所述第一轉(zhuǎn)子部分之間的第一連接臂，以及位于所述觸頭臂和所述第二轉(zhuǎn)子部分之間第三連接臂；所述第一連接臂的一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分于第一連接處，且其另一端連接到所述第一彈簧的一端；所述第三連接臂的一端樞軸地連接所述第二轉(zhuǎn)子部分于第三連接處，且其另一端連接到所述第二彈簧的一端；所述第一彈簧的另一端連接所述第一轉(zhuǎn)子部分，而所述第二彈簧的另一端連接所述第二轉(zhuǎn)子部分；所述引導(dǎo)件包括第一引導(dǎo)件和第三引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件和所述第三引導(dǎo)件分別位于所述孔的一側(cè)，并關(guān)于所述觸頭臂對(duì)稱(chēng)布置，所述第一引導(dǎo)件配合所述第一連接臂上的導(dǎo)軌，而所述第三引導(dǎo)件配合所述第三連接臂上的導(dǎo)軌。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處和所述第二連接處分別位于所述軸的兩側(cè)，且所述第一連接處和所述第二連接處的連線經(jīng)過(guò)所述軸的軸線；所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件與所述孔共線。 依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處和所述第二連接處分別位于所述軸的兩側(cè)，且所述第一連接處和所述第二連接處的連線經(jīng)過(guò)所述軸的軸線；所述第三連接處和所述第四連接處分別位于所述軸的兩側(cè)，且所述第三連接處和所述第四連接處的連線經(jīng)過(guò)所述軸的軸線；所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件與所述孔共線，而所述第三引導(dǎo)件和所述第四引導(dǎo)件與所述孔共線；所述第一連接處和所述第二連接處的所述連線平行于所述第三連接處和所述第四連接處的所述連線，且所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件的連線平行于所述第三弓I導(dǎo)件和所述第四弓I導(dǎo)件的連線。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處和所述第二連接處到所述軸線的距離相寸。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處、所述第二連接處、所述第三連接處以及所述第四連接處到所述軸線的距離均相等。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處和所述第二連接處之間的距離小于所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件之間的距離。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處和所述第二連接處之間的距離小于所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件的距離；所述第一連接處和所述第二連接處的述距離等于所述第三連接處和所述第四連接處的距離，且所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件的所述距離等于所述第三弓I導(dǎo)件和所述第四弓I導(dǎo)件的距離。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處、所述第二連接處均通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)和一個(gè)孔的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一連接處、所述第二連接處、所述第三連接處以及所述第四連接處均通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)和一個(gè)孔的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述觸頭臂關(guān)于所述孔中心對(duì)稱(chēng)。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述觸頭臂的一端的動(dòng)觸頭可接合所述電導(dǎo)體中的一個(gè)的靜觸頭，而所述觸頭臂的另一端通過(guò)一纜線連接到所述電導(dǎo)體中的另一個(gè)。依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述引導(dǎo)件為一個(gè)銷(xiāo)，而所述導(dǎo)軌為一個(gè)與所述銷(xiāo)配合的槽。所述目的還通過(guò)一種斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述斷路器具有上述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，即使在觸頭受到部分磨損和侵蝕的情況下，也能夠確保閉合位置動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的壓力，以實(shí)現(xiàn)良好的電接觸，同時(shí)確保將正常電流下觸頭溫度的升高限制于特定的范圍內(nèi)。在過(guò)流狀況下，例如超過(guò)安全水平時(shí)，所述觸頭組件在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間產(chǎn)生的電動(dòng)斥力的作用下能夠在操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作前迅速地打開(kāi)。在低的過(guò)流水平，所述觸頭組件可以打開(kāi)和重新閉合，這使得所述觸頭組件具有極佳的瞬時(shí)電流耐受能力。因而，下游斷路器DSCB有機(jī)會(huì)對(duì)故障做出反應(yīng)，以使斷電的范圍最小化。同時(shí)，所述觸頭組件可以承受例如電動(dòng)機(jī)和變壓器的瞬時(shí)沖擊電流。所述觸頭組件可以將沖開(kāi)的觸頭臂在操作機(jī)構(gòu)被釋放前可靠地鎖定在沖開(kāi)位置。所述觸頭組件的復(fù)位操作簡(jiǎn)便。當(dāng)觸頭臂被鎖定在沖開(kāi)位置時(shí)，轉(zhuǎn)子仍靜止于閉合位置。所述觸頭組件借助后續(xù)釋放的操作機(jī)構(gòu)來(lái)將所述觸頭臂和轉(zhuǎn)子復(fù)位。此后，觸頭組件就可以重新工作了。所述觸頭組件還實(shí)現(xiàn)了緊湊的布置，且同時(shí)適用于單斷點(diǎn)斷路器和雙斷點(diǎn)斷路器。


結(jié)合以下附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。其中圖1顯示了配電系統(tǒng)的示意圖；圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于雙斷點(diǎn)斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100 的立體圖；圖3顯示了圖2的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100和電導(dǎo)體221和222的分解圖；圖4顯示了轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的觸頭臂110的立體圖；圖5顯示了轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的連接臂的立體圖；圖6顯示了轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的由第一轉(zhuǎn)子部分121和第二轉(zhuǎn)子部分122組成的轉(zhuǎn)子120的立體圖；圖7顯示了部分組裝的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的立體圖；圖8示意性地顯示了轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的不同工作狀態(tài)；圖9顯示了去除彈簧后的圖8中的狀態(tài)㈧和狀態(tài)⑶；圖10顯示了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于單斷點(diǎn)斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件 300的側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100 通常安裝在用作圖1中的上游斷路器USCB的斷路器內(nèi)。為了更清楚地顯示，圖2省略了斷路器的其他部分。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100包括觸頭臂110和轉(zhuǎn)子120，其中動(dòng)觸頭111和動(dòng)觸頭 112分別位于觸頭臂110的兩端。第一電導(dǎo)體221 (例如電源條)和第二電導(dǎo)體222 (例如負(fù)載條)分別位于轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的兩側(cè)，且分別與觸頭臂110的兩端相對(duì)應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100處于圖2所顯示的閉合位置時(shí)，靜觸頭223和動(dòng)觸頭111接合，而靜觸頭2 和動(dòng)觸頭112接合，這樣就在第一電導(dǎo)體221和第二電導(dǎo)體222之間建立了電連接。同時(shí)， 電弧隔板211和212分別位于轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的兩側(cè)，并靠近靜觸頭223和靜觸頭2 布置，為了在觸頭臂110打開(kāi)的過(guò)程中進(jìn)行滅弧。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100通過(guò)凸臺(tái)153連接到斷路器的主體。盡管圖中顯示的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100只具有一個(gè)觸頭臂110，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解當(dāng)用于多極斷路器時(shí)可以為每對(duì)電極都設(shè)置單獨(dú)的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100?？? 設(shè)置在轉(zhuǎn)子120上，并與斷路器的操作機(jī)構(gòu)(未示出)連接，從而通過(guò)手動(dòng)或者通過(guò)脫扣單元觸發(fā)操作機(jī)構(gòu)來(lái)將觸頭臂110打開(kāi)或閉合。圖3顯示了分解后的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100，以及具有靜觸頭223的第一電導(dǎo)體221 和具有靜觸頭224的第二電導(dǎo)體222。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100可以在工作過(guò)程中圍繞軸101轉(zhuǎn)動(dòng)。從側(cè)面看，“S”形的觸頭臂110關(guān)于其中央的孔115中心對(duì)稱(chēng)。觸頭臂110具有兩個(gè)側(cè)面，其中第一側(cè)面上中心對(duì)稱(chēng)地布置有一個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)113和一個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)114。如圖4中所示，觸頭臂110的第二側(cè)面上也對(duì)稱(chēng)地布置有相同的兩個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)116和117，這四個(gè)引導(dǎo)銷(xiāo)在組裝后分別插入轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的四個(gè)連接臂131、132、133、134的引導(dǎo)槽中來(lái)引導(dǎo)所述四個(gè)連接臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，上述引導(dǎo)銷(xiāo)也可以布置成非軸對(duì)稱(chēng)和非中心對(duì)稱(chēng)的形式。轉(zhuǎn)子120由第一轉(zhuǎn)子部分121和第二轉(zhuǎn)子部分122組成，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子部分的中央都具有一個(gè)孔，軸103穿過(guò)所述孔和孔115，且軸101同樣為軸103的軸線。組裝后，第一轉(zhuǎn)子部分121和第二轉(zhuǎn)子部分122朝向觸頭臂的一側(cè)稱(chēng)為內(nèi)側(cè)。在第二轉(zhuǎn)子部分 122的內(nèi)側(cè)，關(guān)于其上的孔對(duì)稱(chēng)地布置有銷(xiāo)123和銷(xiāo)124。盡管圖3中未示出，但是第一轉(zhuǎn)子部分121的內(nèi)側(cè)也布置有相同的兩個(gè)銷(xiāo)。在觸頭臂110和第一轉(zhuǎn)子部分121之間具有連接臂131和連接臂132，而在觸頭臂110和第二轉(zhuǎn)子部分122之間具有連接臂133和連接臂 134。在觸頭臂110運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，連接臂133和134分別繞銷(xiāo)123和IM轉(zhuǎn)動(dòng)，而連接臂 131和132分別繞第一轉(zhuǎn)子部分121內(nèi)側(cè)的所述兩個(gè)銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。連接臂131和132的一端分別連接到彈簧141，而其另一端分別連接到第一轉(zhuǎn)子部分121的內(nèi)側(cè)的銷(xiāo)。連接臂133的一端連接到彈簧142，而其另一端連接到銷(xiāo)123。連接臂134的一端連接到彈簧142，而其另一端連接到銷(xiāo)124。此外，轉(zhuǎn)子120還可具有蓋板151和蓋板152，兩個(gè)固定銷(xiāo)102分別穿過(guò)所述蓋板和所述轉(zhuǎn)子部分上的孔，從而將整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100裝配起來(lái)。彈簧上的彈簧力通過(guò)連接臂由引導(dǎo)銷(xiāo)傳遞到觸頭臂上，從而在觸頭臂上形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。圖5顯示了連接臂的立體圖。所述四個(gè)連接臂131、132、133和134可以具有相同的結(jié)構(gòu)，其中每一連接臂的接合端135與彈簧141或142的一端相連，連接臂另一端的孔 137安裝第一轉(zhuǎn)子部分121和第二轉(zhuǎn)子部分122內(nèi)側(cè)的銷(xiāo)，使得連接臂可以繞所述銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。 引導(dǎo)銷(xiāo)113、114、116和117插入槽136中并可在槽136中滑動(dòng)。雖然圖中顯示的槽136的截面為U形，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解槽136也可具有其它適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤?。圖6和圖7顯示了轉(zhuǎn)子120，其中在驅(qū)動(dòng)表面125、限位表面126以及內(nèi)表面127 之間存在空隙。連接臂可在第一轉(zhuǎn)子部分121和第二轉(zhuǎn)子部分122的內(nèi)表面127上滑動(dòng)。 由于彈簧141和彈簧142的自動(dòng)拉伸和收縮，以及銷(xiāo)113、114、116和117在槽136中的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所述觸頭臂110和轉(zhuǎn)子120之間的連接能夠?qū)α慵詈陀|頭磨損進(jìn)行補(bǔ)償，從而提供了最優(yōu)化的觸頭壓力，并實(shí)現(xiàn)了過(guò)流狀態(tài)下觸頭臂110在沖開(kāi)位置的可靠鎖定。圖8顯示了處于不同工作狀態(tài)的同一轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100，其中雖然僅在狀態(tài)⑶中對(duì)部件進(jìn)行了標(biāo)注，但其他各圖中的對(duì)應(yīng)部件相同。圖9通過(guò)去除彈簧更清楚地顯示了狀態(tài)(A)和狀態(tài)(D)下轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的不同部件之間的相互關(guān)系。狀態(tài)(A)顯示了處于閉合位置的觸頭臂110。由于受到拉伸的彈簧141和142總是試圖回復(fù)到其自由狀態(tài)的長(zhǎng)度，所以產(chǎn)生的彈簧力促使觸頭臂110兩端的動(dòng)觸頭111和動(dòng)觸頭112分別壓在靜觸頭223和靜觸頭2 上。當(dāng)從狀態(tài)(E)變化到狀態(tài)(A)時(shí)，在動(dòng)觸頭111和動(dòng)觸頭112分別接合靜觸頭223 和靜觸頭2M后，操作機(jī)構(gòu)(未示出)將轉(zhuǎn)子120繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，直至轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件 100到達(dá)閉合位置。此時(shí)觸頭臂110的表面118和驅(qū)動(dòng)表面125相分離，且銷(xiāo)123和IM偏離彈簧力的作用線，從而使彈簧力產(chǎn)生閉合力矩。該力矩通過(guò)銷(xiāo)123和124、連接臂133和 134以及引導(dǎo)銷(xiāo)116和117由彈簧傳遞到觸頭臂110，從而將動(dòng)觸頭111和112分別壓到靜觸頭223和2 上。這稱(chēng)為超程操作(over-travel)。通過(guò)對(duì)稱(chēng)地布置動(dòng)觸頭111和112、靜觸頭223和224、彈簧以及連接臂，實(shí)現(xiàn)了靜觸頭223和動(dòng)觸頭111以及靜觸頭2 和動(dòng)觸頭112之間的壓力基本相等。即使動(dòng)觸頭和靜觸頭被電弧部分地侵蝕或因反復(fù)開(kāi)關(guān)操作而磨損，觸頭臂110和轉(zhuǎn)子120之間的所述連接也可以自動(dòng)補(bǔ)償它們，從而確保足夠的觸頭壓力。狀態(tài)(B)顯示了在電路中出現(xiàn)過(guò)流的狀態(tài)。當(dāng)過(guò)流通過(guò)觸頭組件100時(shí)，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間以及觸頭臂110和電源條和負(fù)載條之間將產(chǎn)生電動(dòng)斥力。如果過(guò)流達(dá)到了一定的水平，例如起跳水平(Popping level)，電動(dòng)斥力將克服彈簧產(chǎn)生的閉合力矩，促使觸頭臂110迅速地沖開(kāi)，從而使動(dòng)觸頭和靜觸頭分離，并在靜觸頭和動(dòng)觸頭之間產(chǎn)生電弧。沖開(kāi)動(dòng)作通常先于由脫扣單元觸發(fā)的斷路器操作機(jī)構(gòu)緩慢的打開(kāi)動(dòng)作，因而轉(zhuǎn)子 120仍然保持靜止。因?yàn)殡娀∈沟秒娐分械膶?shí)際電流降低到與預(yù)期電流相比較低的水平，從而使得在觸頭臂打開(kāi)過(guò)程中的電動(dòng)斥力減小，所以觸頭臂110會(huì)在彈簧的閉合力矩的作用下重新使動(dòng)觸頭和靜觸頭接合。電動(dòng)斥力對(duì)觸頭臂110的力矩與彈簧對(duì)觸頭臂110的力矩的方向相反，二者的對(duì)抗致使觸頭臂110交替地向沖開(kāi)位置和閉合位置轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情形下，引導(dǎo)銷(xiāo)116和引導(dǎo)銷(xiāo)117始終處于銷(xiāo)123和銷(xiāo)124的連線的不同側(cè)，既不會(huì)與該連線重合更不會(huì)越過(guò)該連線而到達(dá)另一側(cè)。這樣，彈簧始終為觸頭臂110提供閉合力矩。這使得轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100具有良好的瞬間電流耐受能力。當(dāng)用于上游斷路器USCB 時(shí)，上游斷路器USCB可以在低過(guò)流水平的情況下打開(kāi)并重新閉合，從而允許下游斷路器有機(jī)會(huì)對(duì)故障作出反應(yīng)，進(jìn)而最大限度地減小斷電的范圍。當(dāng)與電機(jī)或變壓器等具有瞬間沖擊電流的負(fù)載共同使用時(shí)，可避免在瞬間沖擊電流的情況下將電路切斷。狀態(tài)(C)顯示了從閉合位置到?jīng)_開(kāi)位置的一中間位置。當(dāng)出現(xiàn)更嚴(yán)重的過(guò)流時(shí)， 電動(dòng)斥力會(huì)促使觸頭臂繼續(xù)打開(kāi)，使得引導(dǎo)銷(xiāo)116和117與銷(xiāo)123和124的連線共線。當(dāng)位于中間位置時(shí)，彈簧對(duì)觸頭臂110的力矩為零，觸頭臂110上僅有電動(dòng)斥力產(chǎn)生的力矩。 此時(shí)，彈簧力的作用線同時(shí)經(jīng)過(guò)第一連接臂131連接第一轉(zhuǎn)子部分121的第一連接處、第二連接臂132連接第一轉(zhuǎn)子部分121的第二連接處、第三連接臂133連接第二轉(zhuǎn)子部分122 的第三連接處以及第四連接臂134連接第二轉(zhuǎn)子部分122的第四連接處。在閉合位置和中間位置之間，彈簧產(chǎn)生的力矩促使觸頭臂110閉合，而在中間位置和沖開(kāi)位置之間，彈簧產(chǎn)生的力矩促使觸頭臂110打開(kāi)。狀態(tài)(D)顯示了處于沖開(kāi)位置的觸頭臂110。通過(guò)中間位置后，彈簧產(chǎn)生的觸頭臂力矩將由閉合力矩轉(zhuǎn)變?yōu)榇蜷_(kāi)力矩，促使觸頭臂Iio快速遠(yuǎn)離靜觸頭223和靜觸頭224，并且無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)到閉合位置。限位表面126用于在沖開(kāi)位置限制觸頭臂110的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。此時(shí)，引導(dǎo)銷(xiāo)116和117已經(jīng)越過(guò)銷(xiāo)123和銷(xiāo)124的連線，并處于銷(xiāo)123和124的連線的不同側(cè)。相應(yīng)的，彈簧對(duì)觸頭臂110的力矩的方向與狀態(tài)(A)和狀態(tài)(B)中的方向相反，即與電動(dòng)斥力的方向相同，從而迫使觸頭臂110可靠的鎖定在沖開(kāi)位置，避免了動(dòng)觸頭和靜觸頭的重新閉合，除非通過(guò)斷路器操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)位。狀態(tài)(E)顯示了處于復(fù)位狀態(tài)的觸頭臂110。通過(guò)與孔1 連接的操作機(jī)構(gòu)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子120，銷(xiāo)123和IM隨著轉(zhuǎn)子120 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，使得銷(xiāo)123和IM越過(guò)引導(dǎo)銷(xiāo)116和117 的連線。這使得由彈簧產(chǎn)生的觸頭臂力矩反向即重新變?yōu)殚]合力矩，從而將觸頭臂110解鎖。在復(fù)位的過(guò)程中，觸頭臂110的表面118和驅(qū)動(dòng)表面125相接觸，從而把觸頭組件100 復(fù)位到打開(kāi)位置。圖10顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的用于單斷點(diǎn)斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件 300。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件300與轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的區(qū)別在于，轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件300的觸頭臂310 和轉(zhuǎn)子320僅為轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的觸頭臂110和轉(zhuǎn)子120的一半，且觸頭臂310不具動(dòng)觸頭的一側(cè)通過(guò)纜線301與電導(dǎo)體222電連接。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件300與轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件100的區(qū)別還在于，不與連接臂330連接的彈簧340的一端連接在轉(zhuǎn)子320上。盡管以上展示了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是所述實(shí)施方式不旨在展示本發(fā)明的所有可能的形式。此外，本說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容是描述性的，而非限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容作出各種變化和修改，而不偏離本發(fā)明的主旨和權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，包括 一個(gè)轉(zhuǎn)子(120)；一個(gè)觸頭臂(110)，其具有孔(115)；一個(gè)軸(103)，其穿過(guò)所述孔(115)將所述觸頭臂(110)與所述轉(zhuǎn)子(120)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；一個(gè)彈簧(141、142)； 其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)還包括一個(gè)連接臂(131、132、133、134)，其一端樞軸地連接所述轉(zhuǎn)子(120)，且其另一端連接所述彈簧(141、142)的一端；一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，其引導(dǎo)所述觸頭臂(110)在閉合位置和沖開(kāi)位置之間的切換； 其中所述彈簧(141、142)的彈簧力對(duì)所述觸頭臂(110)產(chǎn)生的力矩在閉合位置使得所述觸頭臂(110)的動(dòng)觸頭(111、112)和電導(dǎo)體(221、222)的靜觸頭(223、224)閉合，而在沖開(kāi)位置使得所述觸頭臂(110)的動(dòng)觸頭(111、112)和所述電導(dǎo)體(221、222)的靜觸頭 (223,224)打開(kāi)。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)引導(dǎo)件(113、114、116、117)和一個(gè)與所述引導(dǎo)件(113、114、 116,117)配合的導(dǎo)軌。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述引導(dǎo)件(113、114、116、117)位于所述觸頭臂(110)上，而所述導(dǎo)軌位于所述連接臂(131,132,133,134)上。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(120)包括第一轉(zhuǎn)子部分(121)和第二轉(zhuǎn)子部分(122)； 所述觸頭臂(110)位于所述第一轉(zhuǎn)子部分(121)和所述第二轉(zhuǎn)子部分(122)之間的空隙中；所述連接臂包括位于所述觸頭臂(110)和所述第一轉(zhuǎn)子部分(121)之間的第一連接臂 (131)和第二連接臂(132)；所述第一連接臂(131)的一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分(121)于第一連接處，且其另一端連接到所述彈簧(141)的一端；所述第二連接臂(132)的一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分(121)于第二連接處，且其另一端連接到所述彈簧(141)的另一端；所述引導(dǎo)件包括分別位于所述孔(115)兩側(cè)的第一引導(dǎo)件(113)和第二引導(dǎo)件(114)， 所述第一引導(dǎo)件(113)配合所述第一連接臂(131)上的導(dǎo)軌，而所述第二引導(dǎo)件(114)配合所述第二連接臂(132)上的導(dǎo)軌。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于 所述轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)還具有另一彈簧(142)；所述連接臂還包括位于所述觸頭臂(110)和所述第二轉(zhuǎn)子部分(122)之間的第三連接臂(133)和第四連接臂(134)所述第三連接臂(133)的一端樞軸地連接所述第二轉(zhuǎn)子部分(122)于第三連接處(123)，且其另一端連接到所述另一彈簧(142)的一端；所述第四連接臂(134)的一端樞軸地連接所述第二轉(zhuǎn)子部分(122)于第四連接處(124)，且其另一端連接到所述另一彈簧(142)的另一端；所述引導(dǎo)件還包括分別位于所述孔(115)兩側(cè)的第三引導(dǎo)件和第四引導(dǎo)件，所述第三引導(dǎo)件配合所述第三連接臂(133)上的導(dǎo)軌，而所述第四引導(dǎo)件配合所述第四連接臂 (134)上的導(dǎo)軌；所述第一連接臂(131)與所述第三連接臂(133)，以及所述第二連接臂(132)和所述第四連接臂(134)分別關(guān)于所述觸頭臂(110)對(duì)稱(chēng)布置。
6.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(300)，其特征在于 所述轉(zhuǎn)子(320)包括第一轉(zhuǎn)子部分和第二轉(zhuǎn)子部分；所述觸頭臂(310)位于所述第一轉(zhuǎn)子部分和所述第二轉(zhuǎn)子部分之間的空隙中； 所述連接臂(330)位于所述觸頭臂(310)和所述第一轉(zhuǎn)子部分之間，其一端樞軸地連接所述第一轉(zhuǎn)子部分，而其另一端連接到所述彈簧(340)的一端； 所述彈簧(340)的另一端連接所述第一轉(zhuǎn)子部分。
7.如權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于 所述第一連接處和所述第二連接處分別位于所述軸(103)的兩側(cè)，且所述第一連接處和所述第二連接處的連線經(jīng)過(guò)所述軸(103)的軸線(101)；所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)與所述孔(115)共線。
8.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述第一連接處和所述第二連接處分別位于所述軸(103)的兩側(cè)，且所述第一連接處和所述第二連接處的連線經(jīng)過(guò)所述軸(103)的軸線(101)；所述第三連接處(123)和所述第四連接處(124)分別位于所述軸(103)的兩側(cè)，且所述第三連接處(123)和所述第四連接處(124)的連線經(jīng)過(guò)所述軸(103)的軸線(101)；所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)與所述孔(115)共線，而所述第三引導(dǎo)件(116)和所述第四引導(dǎo)件(117)與所述孔(115)共線；所述第一連接處和所述第二連接處的所述連線平行于所述第三連接處(123)和所述第四連接處(124)的所述連線，且所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)的連線平行于所述第三引導(dǎo)件(116)和所述第四引導(dǎo)件(117)的連線。
9.如權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于 所述第一連接處和所述第二連接處到所述軸線(101)的距離相等。
10.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述第一連接處、所述第二連接處、所述第三連接處(123)以及所述第四連接處(124) 到所述軸線(101)的距離均相等。
11.如權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于 所述第一連接處和所述第二連接處之間的距離小于所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)之間的距離。
12.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述第一連接處和所述第二連接處之間的距離小于所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)之間的距離；所述第一連接處和所述第二連接處的所述距離等于所述第三連接處(123)和所述第四連接處(124)的距離，且所述第一引導(dǎo)件(113)和所述第二引導(dǎo)件(114)的所述距離等于所述第三引導(dǎo)件(116)和所述第四引導(dǎo)件(117)的距離。
13.如權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述第一連接處、所述第二連接處均通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)和一個(gè)孔的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
14.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述第一連接處、所述第二連接處、所述第三連接處(123)以及所述第四連接處(124) 均通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)和一個(gè)孔的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
15.如權(quán)利要求4和5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述觸頭臂(110)關(guān)于所述孔(115)中心對(duì)稱(chēng)。
16.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(300)，其特征在于所述觸頭臂(310)的一端的動(dòng)觸頭(311)可接合所述電導(dǎo)體中的一個(gè)(221)的靜觸頭(223)，而所述觸頭臂(310)的另一端通過(guò)一纜線(301)連接到所述電導(dǎo)體中的另一個(gè) (222)。
17.如權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件(100)，其特征在于所述引導(dǎo)件(113、114、116、117)為一個(gè)銷(xiāo)，而所述導(dǎo)軌為一個(gè)與所述銷(xiāo)配合的槽。
18.—種斷路器，其特征在于所述斷路器具有如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件 (100)。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件包括一個(gè)轉(zhuǎn)子；一個(gè)觸頭臂，其具有孔；一個(gè)軸，其穿過(guò)孔將觸頭臂與轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；一個(gè)彈簧。轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件還包括一個(gè)連接臂，其一端樞軸地連接轉(zhuǎn)子，且其另一端連接彈簧的一端；一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，其引導(dǎo)觸頭臂在閉合位置和沖開(kāi)位置之間的切換；其中彈簧的彈簧力對(duì)觸頭臂產(chǎn)生的力矩在閉合位置使得觸頭臂的動(dòng)觸頭和電導(dǎo)體的靜觸頭閉合，而在沖開(kāi)位置使得觸頭臂的動(dòng)觸頭和電導(dǎo)體的靜觸頭打開(kāi)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭組件可以在過(guò)流狀況下迅速打開(kāi)、在瞬時(shí)過(guò)流狀況下可在打開(kāi)后重新閉合，并在強(qiáng)的過(guò)流狀況下可靠地鎖定在沖開(kāi)位置。
文檔編號(hào)H01H73/04GK102262983SQ20101018572
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者卓越, 張先剛 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司