专利名称：连接差动单元与电路断路器等的装置和差动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接差动单元与电路断路器等的装置，其包括一定数量的导体，将电路断路器的输出端子与差动单元的输出端子电连接，所述导体穿过环形线圈。
已经有人想象出进行这种连接的若干种方案。其中一种方案在于使用铠装挠性编织片件，每个编织片件借助于一种半刚性导体将差动单元的若干输出端子中的一个与电路断路器的若干端子中的一个连接，所述半刚性导体为一曲柄，该曲柄由穿过环形线圈的涂漆金属线构成，编织片件和导体连接于环形线圈的上部。但是半刚性导体由于其曲轴形状显得非常庞大，而且需要留出一定的体积以便操作。此外，构成所述导体的涂漆金属线的直径一般限于4.5mm，因为直径的增加将导致环形线圈尺寸的很大的增加。
另一种解决方案是，在穿过环形线圈后使大横截面的铠装编织片件直接将电路断路器的端子与差动单元的端子连接起来，以便获得使大额定值的差动单元与电路断路器连接。然而，在这种解决方案中，必须提供一加大尺寸的环形线圈口。
另一种解决方案在于提供金属箔，其在电路断路器的下面延伸，借助于穿过环形线圈的铠装编片件将电路断路器与差动单元连接，并在环形线圈的上方与金属箔连接。然而这种解决方案的缺点是，在电路断路器下面需要大的空间。
此外，在所有这些解决方案中，连接装置在很大程度上妨碍了位于环形线圈上方的上部分单元。
最后，还有一种最新的公知解决方案，将一半刚性多芯导线穿过环形线圈，将其端部中的一端先弯曲，再弄平，以便以扁平状态焊接在一与差动单元的端子相联的片件上，从而将差动单元的各端子与电路断路器的各端子直接连接起来。这种解决方案导致在与差动单元的端子连接的连接区域的平面上需要一个大的空间。这种解决方案专门用于小额定值，不能扩展用于大额定值，因为这会导致在该区域的平面上需要更大的空间。
本发明克服了这些问题，并提出一种用于将一差动单元与一电路断路器连接的连接装置，一个加装了这种装置的差动单元，能够在一个小空间内获得高额定值的差动单元，以及一种实现这种装置的方法。
为此，本发明的目的是获得一种前述类型的装置，其特征在于至少一个上述导体为具有实芯的刚性导体，所述导体具有一设计成与电路断路器的相应端子电连接的第一端和其端部焊接在一接触片件上的第二端，该第二端与对应的差动单元的输出端机械地和电连接。
根据一具体实施例，上述导体的端部焊接在一个(若干中的相应的一个)穿过环形线圈的中间导体的一端(称为第一端)上，其第二端与相应的片件电和机械连接。
根据一特定特征，中间导体的端部焊接在片件上。
根据一替换实施例，中间导体的第二端位于一具有连接片件的单独部件上。
有利的是，上述导体和/或中间导体为单股的导体。
有利的是，上述导体和/或中间导体由铜制成。
根据一特殊特征，上述导体和/或中间导体横截面为圆形截面。
根据另一特殊特征，所述导体和/或中间导体这样地被构形，即使所有这些导体的横截面一起形成一明显的圆形，以便将它们在环形线圈内所占据的空间减至最小。
根据一特殊实施例，所述装置为两极型，导体和中间导体(如果需要的话)的数量是二个，它们均具有半圆形横截面。
根据另一实施例，所述装置为四极型的，导体和中间导体(如果需要的话)的数量是四个，各导体具有一个四分之一圆形的横截面。
有利的是，在所述导体或中间导体进入所述环形线圈的时刻起，所述导体或中间导体以直线的方式延伸到所述片件。
有利的是，所述导体和/或中间导体的第二端铜焊接到相应的片件上。
有利的是，所述导体或中间导体在其两端之间以直角折弯四次。
有利的是，所述导体和/或中间导体由一层环氧型涂层所覆盖。
本发明的目的还包括一种实现上述装置的方法，即，围绕所述导体的第二端缠绕环形线圈，然后沿着所述导体在与所述端部相反的方向上滑动所述环形线圈，然后将其一端焊接在所述片件上。
本发明还提供一种配备有一个差动单元，该差动单元具有由上述单个特征构成的装置或由结合各个特征构成的装置。
根据一特殊特征，该差动单元包括一个从所述单元与电路断路器相邻的表面上凸出的跳闸爪，还包括一个沿着明显地平行于所述跳闸爪的方向延伸的保护爪，其长度略大于所述跳闸爪的长度，用于代替跳闸爪来吸收振动。
从下面结合附图作出的详细描述中可以更清楚地看出本发明的其它优点和特征，这些附图和描述仅仅是为了举例说明本发明。
图1是一幅分解透视图，图中示出配备了根据本发明的连接装置的一差动单元；图2是所述单元的一透视图，图中示出附件即将装上的情形；图3和3a是两幅透视图，图中分别示出附件安装前后的差动单元，特别是其上表面被设计成用来接收附件；图4是一横截面图，图中示出了将电缆焊接在所述片件上的焊接过程；图5本发明的另一实施例的透视图。
在图1中可以看到一差动单元B，其设计成通过一根据本发明的连接装置E与一电路断路器(未示出)连接，以保护由电力系统供电的电器设备，所述单元具有接地故障电流检测的功能。差动单元B的机构M设计成罩在一个壳内，该壳包括一基体1和一前板2，并且能够接收一个或多个附件3、4，这在后面将予以解释。它主要包括一差动电流变压器T，该差动电流变压器由一环形线圈5、初级导体6至9和次级绕组(未示出)构成，初级导体由设备的有源导体形成，当在初级导体内发生一故障时，在次级绕组的端子发出一个差分故障信号。次级绕组连接于一跳闸装置，例如一高灵敏度的继电器(未示出)，当次级绕组信号超过一预定的阈值时，所述继电器通过触发一个跳闸爪10(图2)来进行跳闸，所述跳闸爪位于单元侧面上。
跳闸爪10在与两装置的相联位置上机械连接于电路断路器的断路机构，从而当次级绕组信号超过一预定阈值时使一保护电路的开关装置的锁定件跳开。
该差动单元B是四极型的，其底部包括四个端子11至14，它们电连接于整套装置的有源导体6至9，这四个有效导体位于其壳体的底部，它们又借助于根据本发明的一连接装置E连接于断路器的四个端子上。
对于单元的各端子11至14，连接装置E包括一直径为6mm的刚性铜导体19，该导体19以明显的直角折弯四次。导体19的一端19a片件有一能够固定于电路断路器的一个端子的扁平段20，其另一端19b电连接于差动单元的端子11至14中的一个。在图中，尤其是图1中可以看到，各导体19包括一平行于壳体的侧面21的第一连接部分a、一平行于壳体底面22和轨道并垂直于该第一部分的第二部分b、一明显地垂直于第二部分并沿着环形线圈5明显地平行于单元的侧面21的第三部分c、一明显地垂直于第三部分c并平行于差动单元的上部24以及环形线圈5的上部25的第四部分d、一明显地垂直于第四部分d的第五部分e，该部分的自由端穿过环形线圈5，通过铜焊固定于单元的相应端子的连接片件26至29上。由于导体6至9的端部焊接于相应的连接片件26至29，所以在连接于差动单元B的输出端子11至14的平面上所占的空间减少了，这样就能够采用大直径的刚性导体，从而获得一种高额定值的差动单元，并获得包括30mA在内的各种灵敏度的范围的供电系统的差动单元。注意到，所述连接片件由镀锌的铜制成。一方面在连接区域的平面上另一方面在环形线圈周围，尤其在其上方减小了机构的尺寸，由于导体19与环形线圈5的外形完全一致，使差动单元的壳体能够接收插入壳体34、35中的附件3和4，壳体34和35在差动元件的上表面24上的环形线圈5的每侧上，上表面24被设置在包括端子11至14的表面22的背面，这在图2、3和3a中予以示出。附件3、4通过夹紧被固定于壳体B上，它们具有若干功能，例如差分故障信号、遥控开启、泄漏电流指示。
在用改锥旋转取下遮挡盖30、31后，通过平移很简单地就可装上附件3和4。在移动结束时听到卡哒一声，并感觉到一卡点通过，这就告诉使用者，附件已经正确组装好(图3)。为了不用工具进行拆卸，只要将附件拉出壳体，并且如果需要的话，将卡接的遮挡盖30、31重新罩上。
在图2中可以看到，跳闸爪10从差动单元的邻接面21垂直地凸出，这使其容易受到冲击，例如由于跌落可能引起的冲击。这种在跳闸爪10方向的冲击可能导致所述跳闸爪10的误动作，从而使机构不能正常运行。
在根据本发明的差动单元B的实施例中，由于使用刚性电缆19，因此装置的重量较大，在多数情况下自动获得两个装置的结合，它具有下列结果在结合进行时或在跌落或振动情况下，甚至跳闸爪10更容易受到强烈振动。
为了克服这一缺点，差动单元B在其与电路断路器相邻的相邻面21上包括一平行于跳闸爪10并与其接近的保护爪32，该保护爪吸收在跳闸爪10方向上产生的振动。
如图4所示，将导体6、8焊接在片件26至29上的工艺如下首先根据箭头A所示的方向移动环形线圈5。然后用夹紧接触件33保持连接器固定，在片件26、29的方向上移动一电极34，并将其施加到片件上与环形线圈5相对的面f上，以便沿环形线圈5的Y轴方向将导体的端部铜焊在铜片件上。使用磷钎焊燃烧器能够改善焊接效率(较好的撕裂阻力)。
根据图5所示的实施例，上述导体端部焊接在一穿过环形线圈(T)的一(若干中的对应的)中间导体的第一端36a上，其第二端36b电连接并机械连接于相应的片件26至29上。本实施例除了前面已经描述了的优点外，还能够进一步减小在环形线圈上方所需的空间。相应装置的实现的方法如下。将环形线圈围绕着固定于片件上的中间导体36被安装，使环形线圈在片件26至29的方向上沿着中间导体滑动，然后将导体的端部焊接在中间导体36上。
有利的是，中间导体36的端部焊接在片件上。
根据一种替换实施例，中间导体36的第二端36b在一个具有连接片件的单独部件上。
应该指出的是，用刚性铜丝制成的直径为6mm的初级导体6至9被涂敷一种环氧型绝缘体。
因此，通过本发明获得了具有大额定值和小尺寸的差动单元。可以获得额定值高达125A的一系列辅助的差动单元，这种差动单元与目前使用的相比并不增加尺寸。连接器的刚性使其能够与电路断路器迅速而简单地连接，使得电路断路器差动单元组件更紧凑，并使底部轨道开关设备获得最佳的连接。
通过粉末涂料沉积对导体进行环氧涂敷将提供导体彼此之间的绝缘，并使环形线圈的内口最佳化。
本发明使差分通道的尺寸根据轨道的轴线最大限度地达到最佳化，并在小的整体尺寸，例如99mm的情况下，能够获得包括30mA在内的所有灵敏度的自供电为125A的范围之内。这种类型的连接消除了初级线圈在穿过环形线圈之后的弯曲操作，使Y轴的尺寸减至最小。这种连接还由于穿过环形线圈口的铜的密度而减小了X和Z轴向的体积。
这些小的尺寸使得附加功能件能够被设置在基本装置的尺寸范围之内(按系列或任选)。
权利要求
1．一种用于连接差动单元与一电路断路器等的电连接装置，包括一定数量的导体，这些导体将电路断路器的输出端子与差动单元的端子电连接，所述导体穿过环形线圈，其特征在于至少一个上述导体(6至9、19)为具有实芯的刚性导体，所述导体具有一设计成与电路断路器的相应端子电连接的第一端(19a)和其端部焊接在一接触片件(26至29)上的第二端(19b)，该第二端与对应的差动单元的输出端机械地和电连接。
2．如权利要求1的装置，其特征在于上述导体的端部焊接在一个(若干中的相应的一个)穿过环形线圈(T)的中间导体(36)的一端，即第一端(36a)上，其第二端(36b)电的和机械的与相应的片件(26至29)连接。
3．如权利要求2的装置，其特征在于中间导体(36)的端部焊接在片件上。
4．如权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述中间导体(36)的第二端(36b)位于一具有所述片件的单独部件上。
5．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于上述导体(6至9)和/或中间导体为单股的导体。
6．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于上述导体(6至9)和/或中间导体由铜制成。
7．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于上述导体(6至9、19)和/或中间导体(36)的横截面为圆形截面。
8．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于上述导体(6至9)和/或中间导体(36)这样地被构形，即使所有这些导体的横截面一起形成一明显的圆形，以便将它们在环形线圈内所占据的空间减至最小。
9．如权利要求8的装置，其特征在于所述装置为两极型，导体(6、9)和中间导体(36)的数量是二个，它们均具有半圆形横截面。
10．如权利要求8的装置，其特征在于所述装置为四极型的，导体(6、9)和中间导体(36)的数量是四个，各导体具有一个四分之一圆形的横截面。
11．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于从导体(6至9、19)或中间导体(36)进入环形线圈(5)的时刻起，它们直线延伸到所述片件(26至29)上。
12．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于所述导体(6至9)和/或中间导体(36)的第二端(19b)铜焊接到相应的片件上。
13．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于所述导体(6至9)或中间导体在其两端之间以直角折弯四次。
14．如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于所述导体(6至9)和/或中间导体由一层环氧型涂层所覆盖。
15．一种实现权利要求1的装置的方法，其特征在于围绕所述导体的第二端(19b)缠绕环形线圈(T)，然后使所述环形线圈沿所述导体在与所述端部相反的方向上滑动，然后将所述端部末端焊接在所述片件上。
16．一种实现权利要求2的装置的方法，其特征在于围绕着固定于所述片件的中间导体(36)缠绕环形线圈(T)，使环形线圈在所述片件(26至29)的方向上沿着中间导体(36)滑动，然后将导体的端部焊接在中间导体(36)上。
17．一种包括权利要求1至14中任一项的连接装置的差动单元。
18．如权利要求17的差动单元，其特征在于包括至少一个附加模块，该附加模块能够插入到环形线圈(5)每一侧的差动单元壳体的输入面(24)中。
19．如权利要求18的差动单元，其特征在于附加模块(3、4)包括一故障指示附件和/或一遥控打开模块和/或一泄漏电流指示模块。
20．如权利要求17至19中任一项的差动单元，该差动单元包括一个从所述单元(B)与电路断路器相邻的表面(21)上凸出的跳闸爪(10)，其特征在于还包括一个沿着明显地平行于所述跳闸爪(10)的方向延伸的保护爪(32)，其长度略大于所述跳闸爪(10)的长度，用于代替跳闸爪(10)来吸收振动。
21．如权利要求17至20中任一项的差动单元，其特征在于差动单元(B)的范围是包括30mA在内的所有灵敏度的自供电为125A的范围之内。
全文摘要
本发明涉及一种连接差动单元与一电路断路器等的电连接装置,包括一定数量的导体(6至9,19),这些导体将电路断路器的输出端子与差动单元的端子电连接,所述导体穿过环形线圈,至少一个上述导体(6至9、19)为具有实芯的刚性导体,所述导体具有一设计成与电路断路器的相应端子电连接的第一端(19a)和其端部焊接在一接触片件(26至29)上的第二端(19b),该第二端与对应的差动单元的输出端机械地和电连接。
文档编号H01H83/22GK1224228SQ98126129
公开日1999年7月28日 申请日期1998年12月18日 优先权日1997年12月18日
发明者伯纳德·勒博, 帕特里克·吉隆, 克劳德·伯诺特, 让·多尼尔 申请人:施耐德电器公司