專利名稱：具有可調(diào)的低電磁脫扣的斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有一個電磁脫扣組件的斷路器，該電磁脫扣組件包括一個銜鐵，它由一只彈簧偏壓到與一固定電磁構(gòu)件形成一個間隙，并被異常電流產(chǎn)生的磁通吸向該固定電磁構(gòu)件，而使斷路器跳閘。更具體講，本發(fā)明涉及的斷路器具有一種這樣的脫扣組件，它包括有調(diào)節(jié)該彈簧偏壓和間隙的機構(gòu)，以調(diào)整斷路器跳閘的電流值。
斷路器用于保護電力系統(tǒng)脫離諸如過負荷電流和短路電流的電氣故障狀態(tài)。通常，各種斷路器都包括有一個強力的彈簧和可閉鎖的操作機構(gòu)，該機構(gòu)響應異常電流而打開電觸頭，以遮斷通過電力系統(tǒng)中導體的電流。該操作機構(gòu)由一脫扣閂閉鎖，脫扣閂則依次由一與電力系統(tǒng)每相相結(jié)合的脫扣機構(gòu)來操動。通常，脫扣機構(gòu)包括一個響應持續(xù)的低電平過電流的熱力脫扣裝置，和一個響應瞬時高電平過電流的電磁脫扣裝置。該電磁脫扣裝置包括每極有一個固定電磁構(gòu)件，它由流過導體的電流激勵，以及一個可動銜鐵，它被吸向該固定電磁構(gòu)件，以操動該脫扣閂。脫扣閂依次解除操作機構(gòu)的閉鎖，使電力系統(tǒng)每相中的電觸頭打開。在沒有異常電流的情況下，每個可動銜鐵由一彈簧偏壓離開相關的固定電磁構(gòu)件，形成銜鐵與固定電磁構(gòu)件之間的間隙。
一般設有調(diào)節(jié)電流值的裝置，以使電磁脫扣裝置在該電流作用下驅(qū)動操作機構(gòu)。這些調(diào)節(jié)一般通過改變一只螺絲或使彈簧偏壓該銜鐵的突輪的位置來改變加到銜鐵上的彈簧偏壓，和/或機械地調(diào)整該間隙來實現(xiàn)，這些調(diào)節(jié)使斷路器有微調(diào)條件，以保證它能操作于所期望的故障電流值下，它們也能用于提供斷路器跳閘所要求的整定范圍。
美國專利No.4，691，182即是有調(diào)節(jié)斷路器每極的彈簧偏壓及間隙的裝置的斷路器之例。彈簧偏壓對每極通過一個可轉(zhuǎn)動的凸輪單獨調(diào)節(jié)，該凸輪支樞一個連桿，由一個拉簧來調(diào)節(jié)加到一個可轉(zhuǎn)動的銜鐵上的偏壓。用一個螺絲單獨調(diào)節(jié)銜鐵和固定磁構(gòu)件之間的間隙。
上述絕大部分斷路器的磁力脫扣電流約15到20倍斷路器的額定電流。近來，對這種斷路器開發(fā)出有利于在較低瞬時過電流值下操作的脫扣組件。具體說，期望電磁脫扣電流為約5到10倍于斷路器的額定電流。盡管上述的斷路器在其操作范圍內(nèi)能提供良好的調(diào)節(jié)性，但對大多數(shù)來講，它們不能被調(diào)節(jié)成有效地操作于所期望的5到10倍斷路器額定值這樣低的脫扣電平。主要的礙礙是在所要求的低電流值下，斷路器脫扣乏力;這是由于調(diào)節(jié)桿運動的空間限制所造成的有限的電磁脫扣范圍、以及各項公差。但是，這類斷路器已應用多年，并且它們的設計已經(jīng)優(yōu)化到能夠簡單而經(jīng)濟地大規(guī)模地制造出有效和可靠的斷路器。
因此，有必要提供能可靠地運行在低電磁脫扣電流下的斷路器。
相應地需要改進現(xiàn)有合格的斷路器設計，使其能運行于新的更低磁脫扣電流值水平。
為這種改進還需要，對現(xiàn)有斷路器給以最小的改變以能容易和經(jīng)濟地實現(xiàn)。
本發(fā)明能滿足針對具有一種電磁脫扣組件的斷路器的種種需要。該組件包括一個彈簧，它施加一種偏壓力給銜鐵，使其離開固定電磁構(gòu)件，還包括彈簧調(diào)節(jié)裝置，它可動動一行程范圍，以調(diào)節(jié)偏壓力來調(diào)整銜鐵被吸到固定電磁構(gòu)件所需的異常電流值以解除斷路器的閉鎖操作機構(gòu)。彈簧調(diào)節(jié)裝置提供在彈簧調(diào)節(jié)裝置的運動與調(diào)節(jié)裝置行程范圍內(nèi)的第一部位時偏壓力的改變之間的第一關系，以及在彈簧調(diào)節(jié)裝置運動和該調(diào)節(jié)裝置行程范圍內(nèi)的第二部位時偏壓力的改變之間提供第二關系。彈簧調(diào)節(jié)裝置以這種方式同時對所有的三極進行調(diào)節(jié)偏壓力。
更詳細講，彈簧是一個具有第一扭臂的扭簧，扭臂壓在銜鐵之上并施于偏壓力;還具有第二扭臂，它有第一部分和與該第一部分成一角度延伸的第二端部。彈簧調(diào)節(jié)裝置包括一個樞軸元件，安裝成在調(diào)節(jié)裝置行程范圍內(nèi)往復運動。第二扭臂的第一位置嚙合樞軸元件并沿其滑動，用作彈簧調(diào)節(jié)裝置行程范圍的第一部分，而第二扭臂的第二端部與樞軸嚙合并沿其滑動，作為該彈簧調(diào)節(jié)裝置行程范圍的第二部分，第二扭臂的第二部分與該樞軸元件沿其往復運動的一個調(diào)節(jié)軸所形成的角度大于第二扭臂的第一部分與該調(diào)節(jié)軸所形成的角度，所以調(diào)節(jié)裝置在其行程范圍第二部分上的運動比其在行程范圍的第一部分上的運動，其單位行程上的偏壓力產(chǎn)生較大的變化。這樣一來，與調(diào)節(jié)脫扣電流范圍在15和20陪于斷路器額定值相比較，這對所要求的調(diào)節(jié)脫扣電流在約5和10倍于斷路器額定值來說的提供了相對較大的改變。
本發(fā)明的另一方面是用于調(diào)節(jié)銜鐵和固定電磁構(gòu)件之間間隙的調(diào)節(jié)桿承載裝置。在一個實施例中，凸輪設置在調(diào)節(jié)桿上，銜鐵即被該彈簧偏壓向該桿。調(diào)節(jié)桿的直線運動調(diào)節(jié)該凸輪的凸表面部分，銜鐵即支撐著該凸輪，并因此而改變著間隙。另外，在銜鐵上設置一個凸面，它是通過在平面銜鐵上嵌入(twisting)墊片來實現(xiàn)的。在調(diào)節(jié)桿上的一個凸部沿該凸表面運動以調(diào)節(jié)間隙。凸部最好是一個螺絲，以便對每極都可獨立地整定間隙。偏壓彈簧的第二扭轉(zhuǎn)的第二部分在間隙處于其范圍的高端時也最好與支樞元件嚙合。
當結(jié)合附圖閱讀時，可從下述最佳實施例的描述中對本發(fā)明獲得充分了解。


圖1是本發(fā)明包括的一臺斷路器的平面圖;
圖2是沿圖1中線Ⅱ取的圖1斷路器放大的立剖面圖，并說明該斷路器處于具有示于剖視圖中斥分(blownopen)位置的合閘位置。
圖3是沿與圖2相同剖線取的圖1斷路器放大的立剖面的一部分視圖，但表示斷路器在開斷位置;
圖4是沿與圖2和圖3相同剖線取的圖1斷路器的部分放大立剖面圖，但表示該斷路器在跳過閘的位置;
圖5是按本發(fā)明提出的一個電磁脫扣組件的分解透視圖;
圖6是沿圖1線6-6取的本發(fā)明斷路器立剖面圖;
圖7是示于圖6中斷路器的部分平面視圖;
圖8是圖7中一部分去掉了的部分視圖;
圖9A和9B是部分的平剖面圖，分別表示圖1中斷路器的低設定值和高設定值下的一個彈簧與銜鐵及與調(diào)節(jié)桿的嚙合;
圖10A、10B、10C和10D示意說明用于本發(fā)明斷路器中的一個彈簧分別處于自由位置、低設定值位置、中間設定值位置以及高設定值位置;
圖11是示于圖9和10中彈簧的偏壓力對調(diào)節(jié)桿運動的曲線;
圖12是按照本發(fā)明實施的斷路器的另一實施例中另一部分的部分平斷面。
參照附圖，將闡述一臺模鑄箱型斷路器1，它包括一個電磁脫扣組件，該組件具有按本發(fā)明的脫扣點調(diào)節(jié)改進裝置。這里對斷路器1是按一臺三相或三極斷路器來作的闡述和說明，而本發(fā)明的原理同樣可用于單相或多相斷路器，交流和直流斷路器。
斷路器1包括一個模鑄的、電氣絕緣的頂蓋3，它在機械上由緊固器7固裝到一個模鑄的、電氣絕緣的底蓋或底座5上。為每極或每相設置了一組第一電氣端子或線路端子9a、9b和9c。同樣，在斷路器底座5的另一端上設置了一組第二電氣端子或負荷端子11a、11b和11c，這些端子用作把斷路器1在電氣上串聯(lián)接到欲保護的三相電力系統(tǒng)中的三相電路中。
斷路器1還包括一個電氣絕緣的、剛性的、手動嚙合的手柄13，從頂蓋3上的一個開口15中伸出，將斷路器1置于合閘位置(圖2)或開斷位置(圖3)，該斷路器也可假定是在一跳閘后位置(圖4)，斷路器1可從跳閘后位置復位到合閘位置，以便借助于運動手柄通過開斷位置(圖3)進行下一次保護操作。手柄13可用手動，或用操作機構(gòu)21自動操作，下面將詳述。最好用一電絕緣帶17與手柄13一起運動蓋住開口15的底面上，并用作斷路器1的內(nèi)部與外部之間的電氣隔板。
作為斷路器1的主要內(nèi)部元件包括每相一組電氣觸頭19，一個操作機構(gòu)21和一個脫扣機構(gòu)23。每組電氣觸頭包括一個下電觸頭25和一個上電觸頭27，與每組電觸頭19相聯(lián)系的是一個滅弧柵29和一個槽助推器(slot motor)31，這兩者都是常規(guī)的。簡言之，滅弧柵29把由于故障狀態(tài)在分開的電觸頭25和27之間形成的單一電弧分割成一串電弧，提升了總電弧電壓并使故障電流幅值受到限制。槽助推器31要么由一系列包有電氣絕緣的總體上呈U形的鋼疊片組成，或是由一個基本U形電氣絕緣的實芯鋼棒組成，它布置在觸頭25、27周圍，把由高值短路或故障電流條件產(chǎn)生電磁場集中，借此而大大提高了分開的電觸頭25和27之間的電磁斥力，以加速觸頭的分開。電觸頭25和27的快速分開導致相對高的限制故障電流的弧電阻。更詳細的描述滅弧柵29和槽助推器31可從美國專利3，815，059中看到。
下電觸頭25包括一個U形固定元件33，它由一個緊固器35固定到底座5上;一個用于物理和電氣接觸上觸頭27的一個觸頭37和一個電絕緣帶39，以減少在上電觸頭27和下電觸頭25的各部分之間的發(fā)弧率。向底座5外延伸的線路端子9包括元件33的一個整體端部。
上電觸頭27包括一可轉(zhuǎn)動的觸頭臂41和一個用于物理和電氣地接觸下電觸頭25的觸頭43。
操作機構(gòu)21包括一個中心偏離肘桿機構(gòu)47、一個整體單件鑄成的橫閂49，一對剛性空間分開的金屬側(cè)板51、一個剛性可轉(zhuǎn)動的金屬手柄軛53、一個剛性止定鎖55、一對操作拉力彈簧57和一個閉鎖機構(gòu)59。
中心偏離的肘桿機構(gòu)47包括一個剛性金屬支架61，可繞著支架支持銷63的縱向中心軸線運動，銷63支撐在側(cè)板51上。
肘桿機構(gòu)47還包括一對上肘連桿65、一對下肘連桿67、一個肘環(huán)彈簧銷69和一個上肘連桿跟隨銷71，下肘連桿67由肘節(jié)接觸銷73固定到上電觸頭27的可轉(zhuǎn)動觸頭臂41的任一側(cè)，銷釘73的兩端被容納和保持在模鑄的橫閂49中，因此，上電觸頭27的運動和模閂49的相應運動受下肘連桿67運動的作用。在這種方式中，在斷路器1的中極或中相的操作機構(gòu)21的作用下，上電觸頭27的運動，通過剛性橫閂49的作用，同時造成斷路器1接于另外極或另外相的各電觸頭27作相同的運動。
上肘連桿65和下肘連桿67由肘桿彈簧銷釘69可轉(zhuǎn)動地連接。操作拉簧57伸張在肘桿彈簧銷69和手柄軛53之間，以致彈簧57保持在張力作用下，使中心偏離的肘桿機構(gòu)47的操作通過響應于手柄13的外部運動而被控制。
上連桿65還包括多個缺口或槽77，用于接受和把持銷71。銷71穿過支架61的位置與支架61的轉(zhuǎn)動軸線分開一定距離，從彈簧57拉伸的彈簧將銷71保持在與上肘連桿65嚙合，這樣一來支架61的轉(zhuǎn)動就造成連桿65的上部作相應的運動或移動。
支架61有一個限定一個平坦閉鎖表面的缺口或槽79，該表面做成與平坦支架閉鎖表面相嚙合的外形，而該平坦支架閉鎖表面通常是在平直的中間閉鎖板83中在一個伸長了的槽或孔81的上端部形成的。支架61還包括一平的手柄軛，它接觸表面85構(gòu)形成接觸一個下隨的細長表面87，該表面87形成在手柄軛53的上端上，操作彈簧57在脫扣操作期間運動該手柄13，并且表面85和87使手柄13定位在跳閘后位置(圖4)、中間的合閘位置(圖2)和手柄13的開斷位置(圖3)，指示出該斷路器1已跳閘。此外，表面85和87的嚙合將操作機構(gòu)21相繼復位到跳閘操作狀態(tài)，這是借將支架61以順時針方向?qū)χ僮鲝椈?7的偏壓從它的跳閘后位置(圖4)運動到達和經(jīng)過它的開斷位置(圖3)實現(xiàn)的，以使在槽79上和在孔81中的各閉鎖面釋放。
美國專利No.4，630，019中揭示了相似的操作機構(gòu)，從其描述中可得知操作機構(gòu)和與其聯(lián)合的模鑄橫閂49的更詳細情況。
脫扣機構(gòu)23包括中間閉鎖板83、一個模鑄的整體脫扣閂89、一個支架閉鎖板91、一個扭簧支持銷93、一個雙側(cè)作用的扭簧95、一個電磁脫扣組件97和一個雙金屬構(gòu)成的熱力脫扣裝置。
模鑄整體脫扣閂89支撐在模鑄箱型斷路器1的基座5中的豎立隔板101上，斷路器的三極由該隔板分隔開，見圖6。脫扣閂89具有為每極而徑向向下延伸的驅(qū)動桿103，見圖2-4。從該脫扣閂向外延伸的一個脫扣桿105由支架閉鎖板91嚙合，支架閉鎖板91被裝成繞著平行于該脫扣閂的軸線轉(zhuǎn)動。雙側(cè)作用扭簧95的一個臂對著中間閉鎖板83偏壓支架閉鎖板91。扭簧95的另一臂壓在脫扣閂89的一個豎立的凸部107上，以反時針方向偏壓著該脫扣閂，如圖2所示。
在斷路器處于合閘位置，如圖2所示，拉簧57企圖將支架61向反時針方向轉(zhuǎn)動，但這種轉(zhuǎn)動受到脫扣閂89上脫扣桿105把持就位并通過中間閉鎖板83作用的中間閉鎖板91的阻擋。
電磁脫扣組件97包括一個固定的電磁構(gòu)件109，一個銜鐵111，和一個機構(gòu)113，用于調(diào)攻電磁脫扣。平直的銜鐵111被沿著水平軸線彎曲并在115處開槽，以便容納一個銷釘117，銜鐵即能繞此銷釘轉(zhuǎn)動。
調(diào)節(jié)機構(gòu)113包括一個螺旋扭簧119支撐在固定電磁構(gòu)件109的一個豎直的凸部121上(見圖5)。扭簧119有一個彈簧123，該簧臂123，壓在銜鐵111上的向上凸出的舌125上，以偏壓該銜鐵從固定電磁構(gòu)件109離開而形成其間的一個間隙127。彈簧119的另一彈簧臂129與一調(diào)節(jié)桿131嚙合，調(diào)節(jié)桿131包括一個下隨的法蘭133，扭簧119的臂123即將銜鐵111上的舌125壓向它。扭簧119的上簧臂129被模鑄到調(diào)節(jié)桿131上的支樞元件135嚙合。
調(diào)節(jié)桿131被托架139上的第一水平的突緣137支撐以便做直線和縱向運動，見圖6-8在調(diào)節(jié)桿131的每一端處擴大部分143上的直立鎖釘141通過突緣137中的細長槽144向上延伸，見圖7。
卡在銷釘141的凹槽(未示出)中的開口環(huán)145將調(diào)節(jié)桿131可滑動地連接到托架突緣137上，在開口環(huán)145和突緣137之間設有墊圈147。
一個可轉(zhuǎn)動的凸輪機構(gòu)149安裝在靠近調(diào)節(jié)桿131的一端的托架139上第二升高的凸緣151上，該機構(gòu)149具有一個偏心的下懸的銷釘153，該銷釘嚙合在調(diào)節(jié)桿131的擴大終端143中的橫向槽155中，見圖8，因諸如螺絲刀樣的工具插到槽157中轉(zhuǎn)動凸輪裝置149則能直線地移動該調(diào)節(jié)桿沿調(diào)節(jié)軸線132縱向運動，見圖6。從圖1可見，轉(zhuǎn)動凸輪裝置149可通過斷路器1上的頂蓋3觸及到，以便在不打開頂蓋的情況下調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)桿131的位置。
由于偏壓各極的銜鐵111的扭簧119的彈簧臂129被調(diào)節(jié)桿131中的各支樞元件135嚙合，所以對每極的在銜鐵111上的偏壓通過轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)動的凸輪裝置149來同時地調(diào)節(jié)。
參照圖5、9A和9B，10A到10D以及11能更清楚地理解對調(diào)節(jié)扭簧偏壓的裝置所作的詳述。圖5是分解透視圖，其中調(diào)節(jié)桿131已被順時針地旋轉(zhuǎn)了90°以表明底座側(cè)的構(gòu)形，扭簧119的一個扭簧123有一個被弄彎的端部，它對臂的主體部彎成一定角度，以便嚙合在銜鐵111的舌125中的槽161中。
扭簧119的第二扭臂129有一個第一部分163和一個第二端部165，它與部分163成一角度地延伸，從圖9A和9B可見，扭簧119的第二扭臂129壓在整體模鑄在調(diào)節(jié)桿131上的支樞元件135上，對于圖9a所示位置上的調(diào)節(jié)桿，扭簧129的第一部分163是壓在支樞元件135上，這是為了低設定脫扣電流用的。顯然，當調(diào)節(jié)桿131沿調(diào)節(jié)軸線132直線地移動時，扭簧119的臂129向左偏置如圖9A所示，或者在調(diào)節(jié)桿移動到右側(cè)時它跟隨著支樞元件135。調(diào)節(jié)桿移動到如圖9A所示的左邊則引起通過舌125加到銜鐵上偏壓力的增大。還能看出，當調(diào)節(jié)桿131運動到左邊和支撐著彈簧119的支柱121保持固定并從支樞元件135側(cè)向地偏移時，第二簧臂129即沿支樞元件135滑動。達到在第二扭臂129的第二端部165與支樞元件135發(fā)生接觸的一個點，如圖9所示。由于在扭臂129的端部16和165之間的角度關系使支樞元件被端部165所嚙合，于是導致調(diào)節(jié)臂的單位行程加到銜鐵上的偏壓力較大的改變，它比當臂129的部分163支撐在支樞元件135上時者大，這一作用可從圖10A到10D中更為明顯地看到。
圖10A說明彈簧119的自由位置，其中臂123或臂129都未被嚙合。由于無負載加到彈簧上，在典型的實施例中，在軸線167與第二扭臂之間的夾角θ約為50度。圖10B表示低脫扣電流狀態(tài)，在這里，臂123被銜鐵嚙合，并且第二臂129的第一部分161由軸135′代表的支樞元件所嚙合。在這些條件下，角θ約為55度。圖10C說明脫扣電流中間設定值的彈簧狀態(tài)。在該圖中，在扭簧119的第二臂和支樞元件135′之間的接觸是從第一部分163轉(zhuǎn)換到第二部分165。對于中間設定，角度θ從55度變化到約88度。最后，圖10D說明最大脫扣電流狀態(tài)，此處，支樞元件135′已滑動到彈簧第二臂129的第二部分165的端部附近，在所述的實施例中，這發(fā)生在θ約為88度角的情況之下。
圖11說明彈簧119的第二扭簧129彎曲的效果，其中給出了所產(chǎn)生的彈簧壓力與調(diào)節(jié)桿位置的關系曲線?？梢钥闯?，在線段1169處，第二扭臂129的端頭165與支樞元件135相接觸，這段曲線的斜率比線段171的陡些，線段171代表的狀態(tài)是，扭臂129的第一部分163與支樞元件135相接觸。如圖11所示端部165與支樞元件135接觸中的偏壓力不僅比較大，而且隨調(diào)節(jié)桿的運動而變化的速率也較大。這項特性使本發(fā)明斷路器的脫扣電流比現(xiàn)有的斷路器有相對較大的變化范圍。
此外，為了改變加到銜鐵上的彈簧偏壓力，本發(fā)明斷路器還調(diào)節(jié)銜鐵與固定電磁構(gòu)件109之間的間隙127。按照示于圖5、9A和9B的本發(fā)明的一個實施例，凸輪173是設置在調(diào)節(jié)桿131上這些凸輪173具有凸輪表面175，銜鐵111的舌125即被扭簧119的扭臂123偏壓在其上。從圖9A和9B證明，調(diào)節(jié)桿131沿調(diào)節(jié)軸線132的直線運動導致銜鐵的偏壓位置方面的改變，并因此而改變了銜鐵與固定電磁構(gòu)件之間的間隙。在本發(fā)明的最佳實施例中，如所示，凸輪表面175的外廓選擇并定位成與支樞元件135的相對關系為，當間隙增大時，彈簧偏壓力也增大。因此，在最大間隙開口時彈簧的偏壓力加得最大，相反地，在最小間隙開口時彈簧的偏壓力施加的最小。調(diào)節(jié)彈簧偏壓和間隙寬度的附加效力是為設定脫扣電流提供了寬廣的動態(tài)范圍，這一設定脫扣電流允許斷路器把電磁脫扣設定在約5到10倍斷路器額定值中的任一處。
圖12說明按本發(fā)明斷路器1的另一個實施例，說明銜鐵和固定電磁構(gòu)件之間調(diào)節(jié)間隙127的改進結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，舌125′相對于銜鐵111′的平的主體發(fā)生扭曲以形成一個凸表面177。一組螺絲179從調(diào)節(jié)桿131′凸出并壓在凸表面177上，以致調(diào)節(jié)桿131′沿調(diào)節(jié)軸線132′的運動得到間隙的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)桿的這樣運動同時導致每極的間隙調(diào)節(jié)，但是，用圖12的結(jié)構(gòu)，在調(diào)節(jié)桿的任一設定處的實際間隙能由附加調(diào)節(jié)螺絲179的分別調(diào)節(jié)而單獨地設定。
斷路器1的熱力脫扣由雙金屬99設定，該雙金屬通過一導電元件181電氣上連接到負荷端子11b。雙金屬99的低端設有一個指183，它與設在脫扣閂89上驅(qū)動臂103的低端上的一個斜表面185從空間上分開，斜表面185劃定出一個平面，使它的左邊如圖3所示，比右邊更窄(closer)些。調(diào)節(jié)指183和表面18185之間的空間可用兩種方法來完成，一個連桿臂187支樞成繞軸189轉(zhuǎn)動，該連桿臂187的下端與脫扣桿89嚙合，如圖6所示，連桿臂187的上端被可轉(zhuǎn)動的凸輪裝置191嚙合，該凸輪裝置191安裝在托架139上的一個凸緣193上，凸輪裝置191與裝置149相似。凸輪裝置191的轉(zhuǎn)動造成連桿臂187使脫扣閂89軸向地滑動并轉(zhuǎn)動。由于在驅(qū)動桿103上有斜表面185，所以在雙金屬99和脫扣閂89之間的空間是可調(diào)節(jié)的。凸輪裝置191也是可以通過如圖1所示的斷路器1的頂蓋接觸到的，雙金屬片的校正可在工廠通過轉(zhuǎn)動顏絲195來完成。
在雙金屬99的下端與上電觸頭27之間的導電通道可以任一合適的方法(例如用braising)將一種柔性的銅分路器197連接到雙金屬99的下端并接到橫閂49內(nèi)的上電觸頭27來實現(xiàn)。在這種方式中，通過端子9b和11b之間的斷路器1的電氣通路為經(jīng)過下電觸頭25、上電觸頭27、軟分路器197、雙金屬99和導體181。
凸輪裝置191的調(diào)節(jié)改變了斷路器對低電平過電流的響應時間因為雙金屬是由固定的磁構(gòu)件109包圍著，所以由雙金屬傳導的電流在固定磁構(gòu)件中產(chǎn)生吸引銜鐵111的磁場，通過轉(zhuǎn)動凸輪裝置149調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)桿131而設定彈簧的偏壓和間隙，進而調(diào)節(jié)了銜鐵被吸引到固定電磁構(gòu)件而進行磁脫扣的電流值。
在運行中，斷路器1被設置在圖2所示的合閘位置。當在至少一極中的電流超過了由彈簧偏壓通過凸輪裝置149所建立的電磁脫扣設定值，并且假定是由調(diào)節(jié)螺絲179整定的，則在固定電磁構(gòu)件109中產(chǎn)生電磁場，這個電磁場假定足以把相關該極的銜鐵111以圖2所示的順時針方向拉到該構(gòu)件109處，則銜鐵的下端使脫扣閂以順時針方向旋轉(zhuǎn)直到支架閉鎖板91將脫扣遷桿105脫掉為止這種速除支架61的閉鎖允許操作拉簧57使支架61反時針地轉(zhuǎn)動如圖2所示，這一來造成抖節(jié)機構(gòu)47轉(zhuǎn)換到圖3所示的位置，借此而打開了該組電觸頭19，如前所述，這將導致橫閂49的轉(zhuǎn)動，于是打開了斷路器1每極上的觸頭19。
持續(xù)的低電平電流造成雙金屬99彎到使指183來到與脫扣桿89上的脫扣連桿105的凸輪表面185相接觸，借此而轉(zhuǎn)動脫扣閂89并且以上述結(jié)合電磁脫扣所討論的方式使斷路器跳閘。
隨著斷路器跳閘后，各觸頭斷開，如圖4所示。斷路器1由搬動手柄13復位到跳閘位置，如圖3所示，這樣將支架轉(zhuǎn)動61到一個位置，這時由閉鎖扭簧95偏壓的支架閉鎖板91將中間閉鎖板83促到與支架61中槽79的閉鎖面相嚙合，閉鎖扭簧95也使脫扣反時針旋轉(zhuǎn)，直到支架閉鎖板91被脫扣閂89上的連桿105嚙合并保持在一個閉鎖位置，如圖5所示。脫扣機構(gòu)23就這樣被手柄搬到圖2所示的合閘位置而角被閉鎖并準備好合上斷路器，這就造成肘節(jié)機構(gòu)47反時針轉(zhuǎn)過中心，借此而關合每極的各組電觸頭19。
如果期望調(diào)節(jié)斷路器1的瞬時跳閘設定點，用一個螺絲刀或其它工具插到可轉(zhuǎn)動的凸輪裝置149中并轉(zhuǎn)動使調(diào)節(jié)桿131按期望前的方向運動一所期望的量。如果期望調(diào)節(jié)脫扣延時，用一個工具插到凸輪裝置191并轉(zhuǎn)動到使連桿臂187轉(zhuǎn)動，借此使脫扣桿89軸向地移動去調(diào)節(jié)間隙，間隙是指在雙金屬99上的指183與脫扣桿89的驅(qū)動臂103上的傾斜表面185之間的間隙。
本發(fā)明的指定實施例已詳述于上，然而熟知本技術領域的人們將明白，根據(jù)所公開的全部講述可對那些細節(jié)開發(fā)出各種不同的修改和變換。因此，所公開的具體結(jié)構(gòu)僅意味著為了解釋，而并不限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍完全由附后的權利要求和一切與其等同物所給定。
權利要求
1.一臺斷路器，用于響應一個電力系統(tǒng)中一根導體中的異常電流，它包括有多組電觸頭，它們操作于通過該導體接通的一個電路的合閘位置和通過該導體的電路被遮斷的跳閘位置之間；一個可閉鎖的操作機構(gòu)，工作于在解除閉鎖時打開所述觸頭；一個磁脫扣組件，包括有一個固定磁構(gòu)件，在其中由于在所述導體中的電流通過所述電觸頭而產(chǎn)生磁通；一個可動的銜鐵，它由一選定值的異常電流通過所述電觸頭而產(chǎn)生的所述磁通吸收到固定磁構(gòu)件處，從而釋放所述可閉鎖的操作機構(gòu)并分開所述的電觸頭；一個彈簧，它對所述銜鐵施加一彈性偏壓力使所述銜鐵偏離于所述固定磁構(gòu)件與其形成一個間隙；其特征為一個彈簧調(diào)節(jié)裝置可在全行程范圍運動調(diào)節(jié)所述的偏壓力，以調(diào)整所選定的異常電流值，在該電流下，所述銜鐵被吸引到固定磁構(gòu)件，從而解除閉鎖的操作機構(gòu)，所述彈簧調(diào)節(jié)裝置在彈簧調(diào)節(jié)裝置的運動和在該彈簧調(diào)節(jié)裝置所述行程范圍的全第一部分的所述偏壓力的變化之間提供一個第一關系，以及在彈簧調(diào)節(jié)裝置的運動和在所述彈簧調(diào)節(jié)裝置的行程范圍的全第二部分的所述偏壓力的變化之間提供一個第二關系。
2.如權利要求1的斷路器，其中所述的彈簧裝置包括一個扭簧，它具有一個第一扭臂，該扭臂壓在所述銜鐵上并對它施加所述偏壓力;以及一個第二扭臂，它具有一個第一部分和相對于第一端部成一角度延伸的第二端部，并且其中所述的彈簧調(diào)節(jié)裝置包括一個支樞元件和支撐所述支樞元件的一個支撐裝置，它在所述行程范圍往復運動;這是當所述支樞元件往復運動時，用所述第二扭臂的第一部分嚙合并沿所述支樞元件滑動作為彈簧調(diào)節(jié)元件的所述行程范圍的第一部分，而用所述第二扭臂的所述第二端部嚙合并沿所述支樞元件滑動作為所述彈簧調(diào)節(jié)裝置的所述行程范圍的第二部分。
3.如權利要求2的斷路器，其中所述的支撐裝置支撐所述支樞元件，以沿一調(diào)節(jié)軸作直線的往復運動，其中，所述扭簧的第二扭臂的第一部分在與所述支樞元件嚙合時對支樞元件的調(diào)節(jié)軸形成一個第一角度，以及，其中所述扭簧的第二扭臂的第二部分在與所述支樞元件嚙合時與所述調(diào)節(jié)軸形成一第二角度，所述第二角度大于所述第一角度，所以所述支樞元件在它的行程范圍內(nèi)的所述第二部分的運動在使所述支樞元件的單位行程的所述偏壓力產(chǎn)生比支樞元件在行程范圍的第一部分中所作的運動更大的變化。
4.如權利要求1的斷路器包括一個間隙調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述間隙這是在所述可動銜鐵和所述固定電磁構(gòu)件間的一個最小間隔和一個最大間隔之間的間隙，以便同樣地修改選定的異常電流的電平，在該電平下所述可動銜鐵被吸引到固定電磁構(gòu)件處，以致釋放所述閉鎖操作機構(gòu)。
5.如權利要求4的斷路器包括一個調(diào)節(jié)元件，承載著所述彈簧調(diào)節(jié)裝置和所述間隙調(diào)節(jié)裝置，以便同時調(diào)節(jié)所述彈簧偏壓和所述間隙。
6.如權利要求5的斷路器，其中所述的間隙調(diào)節(jié)裝置包括一個凸輪，它被所述調(diào)節(jié)元件承載著并具有一個凸輪表面，所述可動銜鐵被所述彈簧裝置偏壓在所述凸輪表面上以便設定所述間隙，所述凸輪表面的形狀被構(gòu)形成通過該調(diào)節(jié)元件相對于所述銜鐵的運動而調(diào)節(jié)所述間隙。
7.如權利要求6的斷路器，其中所述的銜鐵被支樞成圍繞一個支樞軸轉(zhuǎn)動，以轉(zhuǎn)向和離開所述固定電磁構(gòu)件，其中所述的調(diào)節(jié)元件被伸張和支撐著，以便沿著基本上平行于所述支樞軸的調(diào)節(jié)軸線作直線運動，以提供所述彈簧調(diào)節(jié)裝置的所述行程范圍，其中所述彈簧裝置是一個扭簧，它具有壓在所述銜鐵上的第一扭臂和具有一個第一部分和一個第二端部與第一部分成角度延伸的第二端部的一個第二扭臂，并且其中所述的彈簧調(diào)節(jié)裝置包括一個支裝在所述伸長的調(diào)節(jié)元件上的支樞元件，所述第二扭臂嚙合和沿著該伸長的調(diào)節(jié)元件滑動，是在所述伸長的調(diào)節(jié)元件直線形運動時發(fā)生的，所述第二扭臂的所述第一部分嚙合并沿著所述支樞元件滑動，用于該調(diào)節(jié)元件的行程范圍第一部分以及所述第二扭臂的第二端部嚙合并沿所述支樞元件滑動，作為調(diào)節(jié)元件的所述行程范圍的第二部分。
8.如權利要求7的斷路器，其中所述扭簧的第二扭臂的第一部分在與所述支樞元件嚙合時與該調(diào)節(jié)元件的調(diào)節(jié)軸形成一個第一角度以及其中所述扭簧的第二扭臂的第二部分在與所述支樞元件嚙合時與所述調(diào)節(jié)軸形成一第二角度，所述第二角度比所述第一角度大，因此所述調(diào)節(jié)元件的運動對于所述行程范圍的所述第二部分就會引起所述調(diào)節(jié)元件的單位行程的所述偏壓力有較大的改變，它大于調(diào)節(jié)元件在所述行程范圍的第一部分中運動所產(chǎn)生的效果。
9.如權利要求8的斷路器，其中所述的凸輪表面被定位在所述調(diào)節(jié)元件上，并且被構(gòu)形成使所述間隙在該扭簧的所述第二扭臂的所述第二部分嚙合所述支樞元件時置所述間隙趨向于可動銜鐵和固定電磁構(gòu)件之間的最大空間，以及當扭簧的所述第二扭臂的所述第一部分嚙合所述支樞元件時，置所述間隙趨向于可動銜鐵和固定電磁構(gòu)件之間的所述最小空間。
全文摘要
斷路器具有能調(diào)到5-10倍額定電流的低值過電流跳閘的電磁脫扣組件，它包括每極一個帶一個扭臂的螺旋扭簧；其第二扭臂的第一部分壓著支樞元件并沿其滑動；第二扭臂的第二端部對第一部分呈一角度延伸并嚙合，并沿調(diào)節(jié)桿上支樞元件滑動，以對較高跳閘電流定值下的調(diào)節(jié)桿的單位行程偏壓力提供較大改變；調(diào)節(jié)桿的運動同時調(diào)節(jié)多相斷路器的各極彈簧偏壓。各極銜鐵與固定電磁構(gòu)件間的間隔由調(diào)節(jié)桿的凸輪表面調(diào)節(jié)。
文檔編號H01H71/74GK1051268SQ9010822
公開日1991年5月8日 申請日期1990年10月4日 優(yōu)先權日1989年10月5日
發(fā)明者約翰·約瑟夫·什, 里查德·保爾·薩波爾, 路易斯·佩克, 羅納爾德·安德魯·徹斯基, 克耐斯·威尼·薩耐爾, 小威廉·艾爾斯沃斯·貝蒂 申請人:西屋電氣公司