断路器及用于断路器的安全辅助机构的制作方法

本实用新型涉及断路器，更具体地，涉及包括安全辅助机构的断路器，该辅助安全机构能够在断路器因终端线路出现短路故障跳闸时避免在故障被排除之前误合闸。本实用新型还涉及用于该断路器的安全辅助机构。

背景技术：

配电系统中，断路器用于终端配电的线路保护。在系统发生过载或者短路的情况下，断开线路，避免线路由于热应力或短路电动力而损坏。但是现有技术中可能会发生电路故障未排除时将断开的线路闭合造成的二次故障。

因此需要一种新的断路器，其能够至少避免上述二次故障。

技术实现要素：

本实用新型通过提供一种新型的断路器来避免电路故障未排除时将断开的线路闭合造成的二次故障，本实用新型的断路器同时还具备线路故障类型指示功能。

根据本实用新型的一方面，提供一种断路器，包括断路器本体，以及安装在本体内的手柄、电磁铁、自由脱扣连杆机构和触头系统，其中：

手柄能够绕枢轴在合闸位置和再扣位置之间转动，其限定了手柄在合闸位置和再扣位置之间转动的旋转路径；

电磁铁包括固定不动的磁定芯，及能在电磁铁未被激励时与磁定芯分离的常开位置及电磁铁被激励时与磁定芯吸合的吸合位置之间移动的磁动芯，

自由脱扣连杆机构，与手柄及触头系统配合，当断路器在终端配电线路中正常操作，电磁铁未被激励时，将触头系统保持为闭合状态，并且将手柄保持于合闸位置；当断路器在终端配电线路出现短路故障，电磁铁被激励时，自由脱扣连杆机构促使触头系统处于断开状态，使手柄处于跳闸位置，在手柄从跳闸位置转动到再扣位置时，由手柄带动自由脱扣连杆机构使自由脱扣连杆机构处于联动状态，并且在自由脱扣连杆机构处于联动状态之后，使手柄从再扣位置旋转到合闸位置将触头系统复位到吸合状态；

其中，还包括安全辅助机构，该安全辅助机构包括阻挡部，该阻挡部在断路器正常操作时处于手柄旋转路径外部的第一位置，当终端配电线路出现短路故障，电磁铁被激励时，阻挡部能够由磁动芯到磁定心的移动促发从第一位置运动到处于手柄旋转路径的中间位置的第二位置，阻挡手柄转动到再扣位置。

优选地，所述安全辅助机构可操作使阻挡部从第二位置回到并保持在第一位置，在阻挡部从第二位置回到并保持在第一位置之后，手柄才可被操作从跳闸位置转动到再扣位置。

优选地，手柄处于跳闸位置并且阻挡部处于第二位置指示断路器发生短路故障。

优选地，手柄处于跳闸位置并且阻挡部处于第一位置指示断路器发生除短路故障之外的故障。

优选地，在断路器壳体的阻挡部的第二位置处附近设置指示窗口，当窗口显示阻挡部时，则指示终端配电线路出现短路故障。

优选地，在阻挡部处于该窗口位置时，可经由该窗口将阻挡部移回到第一位置。

优选地，自由脱扣连杆机构包括锁扣和跳扣，可分别绕各自的旋转轴克服偏压旋转，具有相互分离的偏压位置，以及相互抵靠接触的联动位置，锁扣通过驱动杆与手柄连接，在手柄从跳闸位置转动到再扣位置过程中，锁扣和跳扣由手柄经由驱动杆驱动由分离的偏压位置转动到相互抵靠接触的联动位置，在锁扣和跳扣处于联动位置之后，再将手柄从再扣位置转动到合闸位置时，自由脱扣连杆机构带动触点系统处于吸合状态。

优选地，第二位置设置在手柄旋转路径中的手柄的对应于锁扣和跳扣的联动位置之前的位置，以当阻挡部处于第二位置中时阻止手柄转动到再扣位置。

优选地，所述安全辅助机构包括滑块和连杆，滑块可在第三位置和第四位置之间移动，包括阻挡部，连杆的一端与磁动芯连接，连杆的另一端与滑块可脱开地连接，并且连杆可绕转轴枢转，当电磁铁未被激励时，滑块保持在第三位置，由此将阻挡部保持在第一位置，当电磁铁被激励而磁动芯吸合时，连杆的一端由磁动芯带动绕转轴枢转，从而使连杆的所述一端与滑块脱开，滑块被偏压运动到第四位置，由此将阻挡部带到第二位置。

优选地，滑块可从第四位置克服偏压复位并保持到第三位置，由此将阻挡部从第二位置复位并保持到第一位置，在第三位置中，连杆的另一端与滑块重新接合。

优选地，滑块包括凹口，连杆的另一端包括与凹口可脱开地连接的钩。

根据本实用新型另一方面，提供一种用于前面所述的断路器的辅助安全机构，该安全辅助机构包括阻挡部，该阻挡部在断路器正常操作时处于手柄旋转路径外部的第一位置，当终端配电线路出现短路故障，电磁铁被激励时，阻挡部能够由磁动芯到磁定心的移动促发从第一位置运动到处于手柄旋转路径的中间位置的第二位置，从而阻挡手柄转动到再扣位置。

通过根据本实用新型的断路器及安全辅助机构，能够实现线路故障类型指示，避免误操作造成的二次故障，提高安全性，提供新型的结构简单的断路器。

附图说明

图1是根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于合闸正常运行状态，手柄处于合闸位置，辅助安全机构处于未阻挡位置。

图2为图1中所示的锁扣和跳扣的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣的扣面和跳扣的扣面相互抵靠。

图3为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于短路跳闸状态，手柄处于跳闸位置，辅助安全机构处于阻挡位置。

图4为图3中所示的锁扣和跳扣的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣的扣面和跳扣的扣面相互分离。

图5为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于跳闸状态，手柄处于合闸位置，辅助安全机构处于阻挡位置。

图6为图5中所示的锁扣和跳扣的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣的扣面和跳扣的扣面相互分离。

图7为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于短路跳闸状态，手柄处于再扣位置，辅助安全机构处于未阻挡位置。

图8为图7中所示的锁扣和跳扣的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣的扣面和跳扣的扣面再次接触，处于联动位置。

具体实施方式

下面将参照附图描述本实用新型的断路器的优选实施例，说明书中所涉及的方向仅为附图中所示方向，该方向仅用于描述方位而非限制。

图1是根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于合闸正常运行状态，手柄处于合闸位置，辅助安全机构处于未阻挡位置。具体来说，断路器总体以附图标记1标示，包括手柄2，辅助安全机构3，自由脱扣连杆机构4、电磁铁5、双金属片系统6及触头系统7等。

断路器1通常用于终端配电线路中，其主要功能是用于在终端配电线路出现短路故障时，由于突然增大的短路电流激励电磁铁5动作，电磁铁5的动作促发自由脱扣连杆机构4脱扣，自由脱扣连杆机构4的脱扣促使触头系统7分断，从而将终端配电电路断开，同时自由脱扣连杆机构4还带动手柄 2从电路正常时的合闸位置转动到电路出现故障的跳闸位置。而在电流过载时，随着过载时间的持续，断路器1的双金属片系统6受热逐渐增大，由此变形逐渐增大，增大到一定程度后，推动触头系统7分断，从而将终端配电电路断开，同时自由脱扣连杆机构4还带动手柄2从电路正常时的合闸位置转动到电路出现故障的跳闸位置。断路器1还有一个功能，即在终端配电线路正常工作时，在需要时，能够操作该手柄2将电路断开或将断开的电路接通。

下面主要描述断路器1在终端配电线路出现短路故障时的具体操作。

参照图1，手柄2可绕自身转轴在图1中所示的合闸位置和图7中逆时针向下的再扣位置之间转动。在本实施例中，跳闸位置(如图3中所示)介于合闸位置(如图1中所示)和再扣位置(如图7中所示)之间。手柄2还包括用于将手柄2相对于转轴保持的突筋21，该突筋21连接到手柄2，并且可随转动手柄2的转动而转动，由此限定了突筋21的随手柄2从合闸位置转动到再扣位置以及从再扣位置转动到合闸位置的突筋21的突筋旋转路径。

电磁铁5包括磁动芯51和未示出的磁定芯，当电磁铁5动作时，磁动芯51向上运动与磁定芯吸合，在电磁铁5未动作时，磁动芯51被偏压保持与磁定芯分离。自由脱扣连杆机构4包括锁扣41和跳扣42，锁扣41和跳扣42可分别绕各自的旋转轴克服偏压旋转，具有相互分离的偏压位置，以及相互接触的联动位置，在联动位置，锁扣41抵靠跳扣42，使跳扣42作用于自由脱扣连杆机构4的其余部分，从而将触头系统7保持在闭合状态，在相互分离的偏压位置，锁扣41和跳扣42分别被各自的弹性件偏压到偏压位置，由此不再与自由脱扣连杆机构4的其余部分作用，从而将触头系统6释放到分断状态。

断路器1还包括驱动杆8，其一端连接到锁扣41，另一端连接到突筋21，该驱动杆8设置为当手柄2手动或由于电磁铁动作从合闸位置转动到跳闸位置，突筋21带动驱动杆8将锁扣41和跳扣42从图1中所示的联动位置转动到脱扣后的偏压分离位置(如后面图3-6中所示)。当需要将手柄2从跳闸位置复位到合闸位置时，需要首先手动将手柄2从跳闸位置继续逆时针转动到再扣位置(如后面图7中所示)，在此过程中，突筋21带动驱动杆8将锁扣41和跳扣42从脱扣后的偏压分离位置转动到再次彼此接触的联动位置，在锁扣41和跳扣42处于联动位置之后，再将手柄2从再扣位置复位到合闸位置时，锁扣41和跳扣42保持联动，进而驱动自由脱扣连杆机构4带动触头系统7进入闭合状态。也就是说，手柄2想要从跳闸位置复位到合闸位置时，首先必须先将手柄2从跳闸位置转动到再扣位置，然后才能将手柄从再扣位置复位到合闸位置，因为只有将锁扣41和跳扣42处于联动状态后才能通过将手柄2从再扣位置复位到合闸位置使自由脱扣连杆机构4带动触头系统7进入闭合状态。

由此可见，在上述断路器1由于终端配电线路出现短路故障而跳闸时，可能存在这样的误操作，即在短路故障还没有排除时，将处于跳闸位置的手柄2转动到合闸位置，从而出现二次故障。

为避免出现上述二次故障，根据图1所示的本实用新型的实施例还包括辅助安全机构3，该辅助安全机构3包括连杆31和滑块32，滑块32包括阻挡部33以及凹口34，连杆31被偏压设置，可绕自身枢轴枢转，一端与磁动芯51连接，偏压件为例如扭簧，另一端包括钩，可与凹口34可脱开地连接。滑块32被安装在凹槽内，并可沿凹槽在凹槽内移动，滑块32被偏压设置，偏压件为例如压缩弹簧。如图1中所示，当断路器1所用于的终端配电线路正常运转时，磁动芯51处于与磁定芯偏压分离的位置，手柄2处于图中所示的合闸位置，滑块32通过凹口34与连接的连杆31的钩接合，克服压缩弹簧的压力而被保持在其阻挡部33位于突筋21的旋转路径之外的保持位置。此时，滑块32的阻挡部33不阻碍突筋21随手柄2的转动。

图2为图1中所示的锁扣41和跳扣42的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣41的扣面和跳扣42的扣面相互抵靠，处于联动位置。此时，跳扣42抵压自由脱扣连杆机构4的其余部分，使得自由脱扣连杆机构4能够作用于触头系统7，使触头系统7处于闭合状态。

图3为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于短路跳闸状态，手柄2处于从合闸位置朝向再扣位置转动的中间位置的跳闸位置，辅助安全机构3处于阻挡位置。当磁动芯51被短路电流激励动作而向上朝向磁定心吸合而使断路器1处于短路跳闸状态时，磁动芯51 带动连杆31逆时针枢转，从而使连杆31的钩从滑块32的凹口34脱出，释放滑块32，此时滑块32受压缩弹簧的推力而朝向图中所示的左方滑动，由此将阻挡部33带入突筋21随手柄2转动的旋转路径中，如图3中所示。此时，当旋转手柄2试图将其从跳闸位置逆时针向下转动到图7中所示的再扣位置时，突筋21被阻挡部33阻挡，不能旋转到再扣位置。

图4为图3中所示的锁扣41和跳扣42的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣41的扣面和跳扣42的扣面相互分离。为了确保避免二次故障，本实用新型优选当电磁铁5动作时，阻挡部33位于突筋21的旋转路径中使锁扣41和跳扣42达到初始联动位置之前的位置。

图5为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于跳闸状态，手柄2处于合闸位置，辅助安全机构3处于阻挡位置。从该图中可以清楚看出，此时虽然手柄处于合闸位置，但是由于辅助安全机关3处于阻挡位置，手柄2被阻挡到达再扣位置，因此锁扣41和跳扣42仍处于相互分离的偏压位置，因此即使手柄2处于合闸位置，仍不能使自由脱扣连杆机构4促使触头系统7进入闭合状态。因此根据本实用新型的断路器 1能够在断路器1所使用的外接配电线路出现短路故障时，阻止手柄2从跳闸位置进入再扣位置。仅当短路故障排除后，手动推动辅助安全机构3的滑块33克服压缩弹簧的偏压力回到在突筋旋转路径之外的第一位置之后，手柄2才可进入再扣位置，使锁扣41和跳扣42处于联动位置，然后将手柄2 从再扣位置转动到合闸位置时，才能使联动的锁扣41和跳扣42带动自由脱扣连杆机构4，从而使触头系统7进入闭合状态。

图6为图5中所示的锁扣41和跳扣42的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣41的扣面和跳扣42的扣面相互分离，锁扣41和跳扣42处于彼此分离的偏压位置。

图7为根据本实用新型的包括辅助安全机构的断路器的剖视图，其中断路器处于短路跳闸状态，手柄处于再扣位置，辅助安全机构处于未阻挡位置。从该图中可以清楚看出，此时辅助安全机构3被复位，滑块33回到在突筋旋转路径之外的位置，因此滑块33不再阻挡手柄2的突筋21的转动，手柄 2可逆时针向下转动到再扣位置，使锁扣41和跳扣42从脱扣后彼此分离的偏压位置再次处于联动位置，再此之后，将手柄2从再扣位置转动到合闸位置时，才能使联动的锁扣41和跳扣42带动自由脱扣连杆机构4，从而使触头系统7进入闭合状态。

图8为图7中所示的锁扣和跳扣的局部放大视图，从图中可清楚看出，此时锁扣的扣面和跳扣的扣面再次接触，处于联动位置。

由于根据本实用新型的断路器的辅助安全机构3仅在由短路电流使电磁铁动作时才被致动使阻挡部进入手柄2的突筋21的旋转路径中，而在断路器由于热过载使双金属片增大变形推动触头系统分断的情况下，该辅助安全机构3并没有被致动，因此，当手柄2从跳闸位置朝向再扣位置转动期间被阻挡时，表明断路器发生了短路故障，否则，如果发生故障后手柄2仍能从跳闸位置转动到再扣位置，则表明所述故障为热过载故障或其他非短路故障，因此本实用新型的断路器还具有指示故障类型的功能。

为了使故障类型更直观地指示，可在滑块的阻挡部处于手柄的突筋的旋转路径中时的滑块或阻挡部位置处设置指示窗口，当滑块或阻挡部出现在该指示窗口中时则指示发生短路故障，否则为热过载故障或其他非短路故障。使用者可在故障排除之后，首先通过指示窗口使滑块或阻挡部移出手柄的突筋旋转路径，然后才能将手柄从跳闸位置移动到再扣位置，进而将手柄从再扣位置复位到合闸位置使电路接通，避免终端配电线路短路故障时由于故障排除之前误操作合闸而造成的二次故障。

本实用新型的辅助安全机构3不限于上面描述的相互配合的连杆-滑块类型的结构，可以是由磁动芯致动的任何机械结构，只要能实现在被致动时使阻挡部移动到手柄的突筋旋转路径中，阻挡手柄到达再扣位置，在排除故障之后，通过手动将阻挡部移出手柄的突筋旋转路径。这样的机械机构例如为彼此配合的一对凸轮，其中一个凸轮的一端连接到磁动芯，另一个凸轮的一端可由该凸轮由磁动芯带动移入或移出突筋旋转路径。

本文所述的手动也可由自动控制装置代替，偏压件可不限于弹簧，可由实现等同功能的其他元件代替，本文中所述的手柄的合闸位置、跳闸位置及再扣位置不限于图中所示的具体位置，只要能实现断路器的合闸、跳闸及再扣功能即可。

虽然已经详细描述了用于实现本用新型的最佳模式，但是本实用新型相关领域的技术人员将意识到，用于实践所附权利要求范围内的本实用新型的多种替代设计和实施例。