专利名称：带差动脱扣装置的断路装置及带这种断路装置的断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种位于一个狭窄壳体内的断路装置，包括电磁脱扣装置和差动脱扣装置，在平行于壳体的较大的侧板的平面内，其中一个脱扣装置明显位于另一个的延长线上，电磁脱扣装置作用在脱扣件上来控制脱扣装置，从而在电流突然升高时，使固定触头和可动触头分离。差动脱扣装置作用在所述脱扣件上来控制脱扣装置，从而在安装过程中发生绝缘故障时，使所述固定触头和可动触头分离，所述差动脱扣装置包括致动装置，用于在静止位置和致动脱扣件的位置之间移动致动杆。
从本申请人提交的EP-0,665,569中描述的差动电路断路器可知，其包括与电路断路器单元横向靠近并联接的差动脱扣单元。在所述的专利文件中，差动脱扣装置通过作用在电路断路器单元的脱扣棒上的机械脱扣连杆而与电路断路器单元的机构相连，而用于传递差动脱扣指令。
然而，由于所述两个单元是横向靠近的，由于差动电路断路器单元具有较大的宽度，故总体的尺寸较大。因而需要减小总体尺寸。所设想的一个解决方案是将差动脱扣装置和电路断路器设置成一个模块并位于同一平面内。这样的装置在美国专利No.4,608,546中公开。在该文件中，电磁脱扣装置或差动脱扣装置指示一个杆来完成脱扣。该触发杆可自由滑动地安装在磁脱扣装置的固定芯中，并可以由磁脱扣装置的插棒或由差动脱扣装置控制的差动脱扣杆驱动而平移。
该装置具有多项缺点。其中一个缺点是由于差动脱扣单元产生的差动能量太小，所述触发杆必须在固定芯和插棒内受到非常自由的引导。这使得在断路过程中，容易在脱扣杆和固定芯或插棒和差动脱扣棒之间的径向间隙上产生污染而导致阻塞，妨碍正常的差动操作。
此外，由于插棒消耗了其部分撞击能量而使触发杆的自由滑动降低了磁脱扣装置的效率和生产率。
由触发杆完成的两重功能导致间隙的堆积(即脱扣继电器与脱扣杆一级上的间隙，脱扣杆和触发杆之间的间隙，及触发杆与电路断路器的脱扣棒之间的间隙)和纵向尺寸的堆积。
继电器的压杆与脱扣棒之间两个部件的存在增加了惯性和反应时间。
另一项缺点是由于差动脱扣杆必须不受磁性脱扣装置的影响，故差动脱扣杆必须是非磁性的。
最后一点，在该装置中，差动系统的复位是通过手柄返回到其设定位置来完成的，故如果手柄被阻止复位，如在锁定的情况下，则无法发生复位。
本发明旨在提供一种具有差动脱扣装置的断路装置，该装置结构简单，且能克服上述各种问题。
为此，本发明的目的在于获得一种如上所述的断路装置，其特征在于脱扣杆位于电磁脱扣装置之外，并在发生差动故障时直接作用在上述脱扣件上。
由于以上特点，消除了易于阻止差动脱扣杆滑动的摩擦力。因为不要求触发杆自由地滑动，故磁脱扣装置的效率并不降低。
同时减小了间隙和纵向尺寸的增大。
此外，部件的惯性和反应时间也大大地减小。
根据一具体的特征，该脱扣杆在触头打开后完成致动装置的复位。
根据一具体的特征，上述脱扣杆包括与脱扣装置一起工作的凸出端，在触头打开后，使脱扣装置的致动导致差动致动装置的复位。
由于脱扣杆可以独立于磁脱扣装置，使得凸出端与致动相联并能不依赖手柄而获得自动差动复位。
根据另一特征，该脱扣装置包括一闩锁系统，通过可转动地紧固在可动触头上的转板将可动触头保持在闭合位置，并由于脱扣件的致动作用使闩锁系统松开，导致转板在一个方向的转动和触头的分离，上述凸出端与转板一起工作而使转板的转动导致差动致动装置的复位。
根据另一特征，致动装置驱动脱扣杆平行其纵轴在静止位置和致动脱扣件的位置间平移。
较可取的是，该装置包括触头手动控制柄，脱扣杆在手柄和磁性脱扣装置之间延伸。
根据具体的特征，磁性脱扣件包括与线圈一起工作的触发杆，脱扣杆包括与触发杆的轴成大约10°的α角的直部和在所述触发杆端部的方向上大致弯成直角的弯曲端部，所述弯曲部与脱扣件一起工作。
根据另一特点，该装置还包括带检测按钮的检测电路，所述检测按钮位于手柄下并作用在位于脱扣杆横向上的弹簧件上，所述弹簧件将差动功能的电路中的检测电阻与线圈壳的电势相连。
本发明还有一个目的是获得一种包括以上特征之一或特征的组合的断路装置。
通过下面本发明具体实施例的描述可以更加清楚本发明的其它优点和特征，本发明实施例是以非限定性实例给出的，并在附图中示出，其中
图1为示出本发明的差动电路断路器处于触头闭合的负载位置的纵剖视图；图2为与图1类似的视图，示出了处于触头闭合的位置的差动电路断路器和刚好在触头打开之前脱扣的差动继电器；图3为与图2类似的视图，示出处于继电器复位位置同时触头打开的电路断路器。
在图中，模块化的电路断路器单元B通过连接端子1与AC电源系统的电导体相连，以便在发生过载、短路或差动故障(或安装故障)时保护电源系统。
该装置罩在狭窄的壳体2中，壳体2由两部分组成，其中一个除去以便能见到该装置的机构。该壳体2呈现出顶板a，底板b，前板c，后板d和两个较大的侧板e(图中只见到一个)。该壳体主要容纳一对可分离的触头3，4(分别为固定触头3和可动触头4)，操作机构5，电磁脱扣装置7，热脱扣装置8，差动脱扣装置9和电路断路器脱扣装置D，其中，操作机构5由手柄6致动，控制电路断路器的开闭。
电磁脱扣装置7在发生短路时，使触头打开。公知的是，电磁脱扣装置7包括线圈10，其安装在护套11上，护套11中安装有固定芯(未示出)，紧固到触发杆12上的插棒(不可见)能够滑动。该插棒在静止位置或触发杆12作用在脱扣件或脱扣棒20上的活动位置之间运动，从而由于短路电流流过线圈发生的磁场作用而使触头3,4分开。
热脱扣装置8为双金属片13的形式，并触发电路断路器脱扣装置D，从而当发生电流过载时使触头分开。
差动脱扣装置9包括以加法变压器14的形式检测差动电流的装置；带检测按钮15的检测电路(图1)；称为磁性锁式继电器的继电器16形式的致动装置；电子处理电路，带有安装在印刷电路板上的辅助电源17。
众所周知，加法变压器包括螺线管形的磁路，中性线和相电源线通过该螺线管，并与电路断路器的下端子电连接而形成变压器的初级绕组。次级绕组缠绕在螺线管上将通过导线与电子电路17的输入端电连接。电子电路的输出端与脱扣继电器16的线圈电连接。
脱扣继电器16本身是公知的，此处不再详细描述。该继电器包括线圈，可以按照电子电路发出的指令移动芯166，当差动故障发生时，芯166作用在差动脱扣杆19上，以便在静止位置和杆19撞击脱扣棒20的位置之间移动杆。弹簧18安装在继电器16的支承表面16a和芯16b的支承表面之间。
如图所示，脱扣杆19在上述手柄6和电磁脱扣装置7的线圈10之间延伸，与线圈10的轴线成大约10°的角α。该杆包括直部19a，其一端为在脱扣棒20的方向上弯曲90°的弯曲部19b。杆19c的端部略呈圆形，对应与所述杆19一起工作的棒20一部分的形状。
电路断路器脱扣装置D以公知的方式包括闩锁系统22,20，设置成通过板23将可动触头4保持在闭合位置，板23转动地安装在壳体内并牢固地联接在可动触头4上。
从图中可以看出，脱扣杆19包括在图中所示的平面内呈三角形截面的凸出端21，其与板23一起工作(压在板23上)，板23在每次脱扣后的转动导致差动脱扣杆19的复位，即差动杆克服弹簧18的力在继电器16方向上运动，直到重新建立磁性闩锁为止，这将在下面进行更详细地描述。
可以看到，杆19通过定位和导引牢固联接在壳体侧壁上的支承物24上而受导引平移。
该电路断路器还包括带检测按钮的检测电路，所述按钮15位于手柄6之下，并作用在位于杆横向上的弹簧件15a上，所述弹簧件15a将差动功能的电子电路中的检测电阻17a连接到线卷10壳的电势上。
下面将参照图1到3描述本发明的差动电路断路器的操作。除了在检测到差动故障时，其在过载或短路情况下的操作相对于现有技术的情况没有变化。
图1中，电路断路器处于负载位置，触头闭合，这与电力系统的正常操作相一致。在这种状态下，杆19保持在压继电器的芯16b的静止位置，该芯由磁性闩锁保持。
当由差动电路断路器保护的电力系统发生绝缘故障时，加法变压器14向电子电路17发出脱扣指令，该指令放大后控制继电器16的线圈的激励。这使得继电器16的芯16b的磁性闩锁松开，由于弹簧18的力而驱动脱扣杆19(图2)在脱扣棒20的方向上平移(芯松开，弹簧更强并作用在杆上)。
当发生上述运动时，杆通过其弯曲端19b撞击脱扣棒20，这导致通过板23将可动触头4保持在闭合位置的闩锁系统20,22松开。板23被逆时针驱动旋转，直到由于复位弹簧的作用而使触头打开为止。在该运动过程中，板23撞击脱扣杆19的凸出端21并使所述杆19返回到缩回位置，在继电器16主体的方向上移动所述杆19，直到继电器芯的磁性闩锁重新建立为止。这与图3中示出的电路断路器的状态一致。手柄6随后在顺时针方向上手动致动，直到触头闭合为止，这与图1中示出的电路断路器的状态一致。
因此，由于凸出端21的存在，差动继电器16的复位总是在差动脱扣一发生之后就完成。
可以看出，本发明既可应用于诸如电力系统差动电路断路器的断路装置也能应用于带辅助电源的装置。
权利要求
1．一种位于一个狭窄壳体内的断路装置，包括电磁脱扣装置和差动脱扣装置，在平行于壳体的较大的侧板的平面内，其中一个脱扣装置基本上位于另一个的延长线上，电磁脱扣装置作用在脱扣件上来控制脱扣装置，从而在电流突然升高时，使固定触头和可动触头分离，差动脱扣装置作用在所述脱扣件上来控制脱扣装置，从而在安装过程中发生绝缘故障时，使所述固定触头和可动触头分离，所述差动脱扣装置包括致动装置，用于在静止位置和致动脱扣件的装置之间移动致动杆，其特征在于脱扣杆(19)位于电磁脱扣装置(7)之外，并在发生差动故障时直接作用在上述脱扣件(20)上。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，该脱扣杆在触点(3,4)打开后完成致动装置(16)的复位。
3．如权利要求2所述的装置，其特征在于，上述脱扣杆(19)包括与脱扣装置(D)一起工作的凸出端(21)，在触头(3,4)打开后，使脱扣装置的致动导致差动致动装置(16)的复位。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，该脱扣装置(D)包括一闩锁系统(22)，通过可转动地紧固在可动触头(4)上的转板(23)将可动触头保持在闭合位置，并由于脱扣件(20)的致动作用使闩锁系统(22)松开，导致转板(23)在一个方向的转动和触头的分离，上述凸出端(21)与转板(23)一起工作而使转板(23)的转动导致差动致动装置(16)的复位。
5．如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，致动装置(16)驱动脱扣杆(19)平行其纵轴在静止位置和致动脱扣件(20)的位置间平移。
6．如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括触头手动控制柄(6)，脱扣杆(19)在手柄(6)和磁性脱扣装置(7)之间延伸。
7．如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，磁性脱扣装置(7)包括与线圈(10)一起工作的触发杆(12)，脱扣杆(19)包括与触发杆(12)的轴成大约10°的α角的直部(19a)和在所述触发杆(12)端部的方向上大致弯成直角的弯曲端部(19b)，所述弯曲部与脱扣件(20)一起工作。
8．如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，致动装置为磁性闩锁继电器(16)。
9．如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括带检测按钮的检测电路，所述检测按钮位于手柄(6)下并作用在位于脱扣杆横向上的弹簧件上，所述弹簧件将差动功能的电路中的检测电阻(17a)与线圈(10)壳的电势相连。
10．包括如前述权利要求中的任一项所述的断路装置的电路断路器。
11．如权利要求10所述的电路断路器，其特征在于，脱扣件(20)为脱扣棒。
全文摘要
一种断路装置位于一个狭窄壳体内，包括作用在脱扣件20上，在电流突然升高和发生绝缘故障时分别使固定触头3和可动触头4分离的电磁脱扣装置7和差动脱扣装置9。在平行于壳体的较大侧板的平面内，一个脱扣装置基本上位于另一个的延长线上。差动脱扣装置9包括致动装置16(继电器)，在静止位置和致动脱扣件的装置之间移动致动杆19，其特征在于脱扣杆19位于电磁脱扣装置7之外，并在发生差动故障时直接作用在上述脱扣件20上。
文档编号H01H83/00GK1238546SQ9910697
公开日1999年12月15日 申请日期1999年6月3日 优先权日1998年6月4日
发明者米歇尔·邦尼奥, 米歇尔·拉扎雷思, 伯纳德·勒博 申请人:施耐德电器工业公司