CN1320582C - 小型断路器杆 - Google Patents

Abstract

一种单杆小型断路器，其包括：壳体，在该壳体上有两个端子，用于以断路器的输入和输出的形式连接到低压电路的相上；该壳体具有前壁，致动柄从该前壁突出；用于联接到支承元件上的后壁；两个侧壁，这些侧壁基本上相互平行并且其距离等于基本模数M；上壁和下壁；在该壳体内设置有：固定的和移动的接触装置，这些接触装置可以相互分离以便使该相中的电流中断；运动机构，该运动机构可操作地连接于该致动柄并且适用于移动该移动的接触装置；电弧猝熄装置；用于保护以防止短路的装置，其包括线圈和适于可操作地与该运动机构相互作用的移动撞击器；用于保护以防止过载的装置，其包括适于可操作地与运动机构相互作用的热敏元件；其特征在于，该固定的和移动的接触装置包括第一对接触部和第二对接触部，该第一对接触部具有第一固定接触部和第一移动接触部，该第二对接触部具有第二固定接触部和第二移动接触部，第一电弧猝熄腔室和第二电弧猝熄腔室分别与该第一和第二对接触部相关联，该第一和第二对接触部彼此串联地电连接并且所通过的电流具有相同的方向。

Description

小型断路器杆

技术领域

本发明涉及一种小型断路器杆(pole)，其用于低压的应用，即，操作电压最高达到1000伏。

背景技术

已知的是，低压电气系统使用适当的保护装置，该保护装置在本领域中一般是指模块断路器或者小型断路器。

这些断路器在尺寸上的特征在于，根据所用的杆的数量，这些断路器的宽度等于标准模块的宽度或者是标准模块的宽度的倍数，如相关的国际标准中所述，并且这些断路器通过安装在适当的支承元件例如DIN轨道上而正常地使用，该支承元件又通常放置在适当设置的电气机壳中。

对剩余电流型或热磁(magnetothermal)型的模块断路器的主要要求之一是这样的能力，即，能够利用快速的脱开时间确保进行足够水平的保护以防止系统中发生任何故障或误操作，同时只占用尽可能小的空间。具体地说，由于断路器计划的应用类型，所以特别应该理解，这些断路器占用的空间尽可能小，使得对于可利用的相同空间来说可以增加所用的装置的数量，或者减小相同数量的装置所需的空间。

在本发明所涉及类型的小型或热磁模块断路器的情况下，这种需要是特别重要的，因为这些装置被认为提供了足够水平的保护，以防止可能的过载情况并防止由短路故障引起的所有电流中的大部分；在短路的情况下，所涉及的电流实际上通常达到非常高的值，并且该电流的中断需要适当的电学特性和机械强度特性，为了获得这些特性，需要使用这样的部件，该部件具有适当的尺寸并根据特定的结构布置，最后会影响断路器的总体尺寸，尤其是其宽度。

目前，在已知类型的小型断路器中，为了实现尺寸要求和所提供的性能之间的可接受的折中方案，特别是对于短路状态下的断开能力来说，一方面已经研发了这样的解决方案，其中通过增大所用的部件的尺寸和通过采用特殊构造的结构，因此相对于标准基本模数的宽度增大了断路器的宽度，从而增大了断开能力，以及另一方面，保持该标准宽度，但是买到具有降低的断开能力的断路器。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压小型断路器杆，该断路器杆使得可以避免现有技术的缺点，并且具体地说，相对于具有标准宽度的已知的模块断路器，该断路器杆可以显著地提高其性能，更具体地说是显著提高其在短路状态时的断开能力，因此不需要相对应地增大尺寸，尤其是宽度。

将在下文中变得明显的这个目的和其他目标通过一种单杆小型断路器实现了，其包括：

壳体，在该壳体上有两个端子，用于以断路器的输入和输出的形式连接到低压电路的相上；该壳体具有前壁，致动柄从该前壁突出；用于联接到支承元件上的后壁；两个侧壁，这些侧壁基本上相互平行并且其距离等于基本模数M；上壁和下壁；在该壳体内设置有：

固定的和移动的接触装置，这些接触装置可以相互分离以便使该相中的电流中断；

运动机构，该运动机构可操作地连接于该致动柄并且适用于移动该移动的接触装置；

电弧猝熄装置；

用于保护以防止短路的装置，其包括线圈和适于可操作地与该运动机构相互作用的移动撞击器；

用于保护以防止过载的装置，其包括适于可操作地与运动机构相互作用的热敏元件；其特征在于，该固定的和移动的接触装置包括第一对接触部和第二对接触部，该第一对接触部具有第一固定接触部和第一移动接触部，该第二对接触部具有第二固定接触部和第二移动接触部，第一电弧猝熄腔室和第二电弧猝熄腔室分别与该第一和第二对接触部相关联，该第一和第二对接触部彼此串联地电连接并且所通过的电流具有相同的方向。

以这种方式，根据本发明的断路器能够提供相对于现有技术明显改善的功能特性，同时提供优化的空间要求。

附图说明

仅通过附图中的非限制性实例表示本发明，对根据本发明的断路器的优选但不排他的实施例进行说明，本发明另外的特征和优点将从该说明中变得明显，其中：

图1是根据本发明的断路器的透视图；

图2是另一个透视图，详细表示了图1的断路器的部件；

图3是根据本发明的断路器的部件的透视图，取自相对于图2的相反侧；

图4是当接触部分离时在过电流状态下电弧外侧的磁场通量线的布置的示意图；以及

图5是根据本发明的断路器的电路图。

具体实施方式

参照引用的附图，根据本发明的小型断路器杆包括壳体1，该壳体具有：前壁2，致动柄3从该前壁突出，该柄联接到壳体上，使得其可以绕着适当设置的枢轴转动；后壁4，该后壁方便地成形以便于联接未示出的支承导向件，例如DIN轨道；两个侧壁5和6，这些侧壁基本上相互平行，并且它们的距离等于基本模数M，该距离限定了断路器的宽度；上壁7和下壁8。而且，在壳体上有两个对应的端子9，图1中只可部分地看见其中一个，以及对应的夹持端子，用于以断路器的输入和输出的形式连接于该杆需要保护的低压电路的相；端子9可以设置在上壁和下壁处，如图1中所示，或者可以与此不同地布置。

具体地说，考虑到正常的制造公差，该基本模数等于17.5(₀ ^+0.5)mm，如DIN 43880标准所述。

断路器的功能部件布置在壳体1的内部，其方式将从下面的说明中变得明显，并且功能部件包括：固定的和移动的接触装置，这些装置可以相互分离以便使电路的相中的电流中断；本来已知的运动机构，该运动机构总体上由参考标记10表示，可操作地连接于致动柄3并且适于移动该移动的接触装置；电弧猝熄装置；用于保护以防止任何短路故障的装置；以及用于保护以防止过载的装置。

具体地说，根据本领域中公知的并且因此没有详细描述的实施例，用于保护以防止短路故障的装置是电磁型的装置并包括线圈11，该线圈缠绕在支承元件12的周围，以及撞击器13，该撞击器可操作地与线圈11相关联并且在图2和3中仅仅部分地示出；该撞击器13布置在线圈11的绕组的内部，并且可以沿着连接上壁7和下壁8的方向移动，使得在短路状态下，该撞击器可操作地与运动机构10相互作用，使其致动，并最终使接触部分离以及使将被保护的相中的电流中断。

用于保护以防止过载的装置又包括热敏元件14例如双金属薄板，该热敏元件电连接于连接端子9；该元件14可操作地与运动机构10相互作用，以便在发生的过载超过一预定界限时使该运动机构脱开，并且因此还使接触部分离，以及使相中的电流中断。

有利的是，在根据本发明的断路器的实施例中，固定的和移动的接触装置包括第一对接触部，设置有第一固定接触部15和第一移动接触部16，该第一移动接触部16通过合适的导体例如柔性绳索19电连接于元件14；以及第二对接触部，其提供了第二固定接触部17和第二移动接触部18，两对接触部15-16和17-18以下面详细描述的方式彼此串联地电连接。

具体地说，如图2和3中所示，第一固定接触部15和第二固定接触部17沿着连接侧壁5和6的线以适当的距离并排布置，也就是说，沿着断路器的最短尺寸即宽度M布置；而且，接触部15和17这样布置，使得它们与对应的移动接触部电联接的表面朝向壁8，因此这些表面横截于壳体的前壁和后壁以及侧壁放置。

依次，通过两个成型的导体有利地提供第一移动接触部16和第二移动接触部18，这两个导体在结构上相互分离并且这样安装，以便在运动机构10的接触保持器29上以某一距离间隔开，该距离对应于固定接触部15和17之间的距离；该移动接触保持器29布置在壳体的内部并且绕着轴线20转动，该轴线被沿着连接侧壁5和6的线引导，并且因此基本上平行于致动柄3的转动轴21。

就组合来说，在根据本发明的断路器的实施例中，电弧猝熄装置包括两个电弧猝熄腔室22和23，每个腔室可操作地与一对接触部相关联，这些接触部分别由参考标记15-16和17-18所表示；该电弧猝熄腔室22和23在后壁4的附近相互并排地布置，使得每个腔室接近于对应的侧壁5和6，并且这些电弧猝熄腔室被置于其间的塑料材料制成的隔板24分开。为了优化任何电弧的导向和猝熄，分别由参考标记25-26和27-28表示的两个对应的电弧导向导体另外与每个腔室22和23相关联。具体地说，第一电弧导向导体25电连接于连接端子9并且这样成形，使得其具有布置在腔室22的基部的自由端，而第二电弧导向导体26上固定有第一固定接触部15，该第二电弧导向导体在一端电连接于线圈11并且具有另一端，该另一端是自由的并布置在腔室22的上部。依次，与腔室23相关联的两个电弧导向导体由第三导体27和第四导体28构成，该第三导体通过第二柔性绳索19电连接于第二移动接触部18并且这样构造，以便具有布置在腔室23的基部的自由端，在该第四导体上固定有第二固定接触部17，该第二固定接触部电连接于第二端子9并具有布置在腔室23的上部的部分。

有利的是，根据本发明的断路器使用辅助导体30，该辅助导体具有连接于线圈11的第一端和连接于与腔室23相关联的电弧导向导体27的第二端；具体地说，在图2和3中所示的实施例中，辅助导体具有第一部分31和第二部分，在该第一部分中，一个端部是自由的和连接于线圈并且与该线圈的轴线成直角放置，该第二部分邻接于第一部分31并且与其垂直，该第二部分沿着连接壁7和8的线放置并且这样布置，使得其一部分侧向邻近于线圈11，其自由端连接于导体27。因此，第一固定接触部15和第二移动接触部18串联地电连接，中间插入有线圈11、辅助导体30、电弧导向导体27和第二柔性绳索19，提供了图5的电路。

因此以这种方式，通过各种部件的布置以及各元件之间的电连接的结构，两对接触部15-16和17-18串联地电连接并且布置成彼此接近，使得在正常操作状态下它们流过方向相同的电流。

因此，当接触部由于短路的状态而分离时，在各对接触部15-16和17-18之间产生了两个电弧，这些电弧在图4中由参考标记40示意表示并且彼此电串联；因此各对电弧导向导体受到对应的磁场的影响，该电弧40的根部在该电弧导向导体上移动，该磁场的通量线41具有相同的方向并且至少部分地重叠。以这种方式，各磁场协同地配合工作以产生一种力，该力作用在电弧上并且使电弧更快和更有效地猝熄。具体地说，由于存在两对接触部并且磁场重叠，所以根据本发明的断路器能够使两个区域内的相中的电流中断，这两个区域电串联地布置，其断开能力实际上由于上述的协同效应而惊人地高，在某些情况下甚至高于单对接触部的断开能力值的两倍，该单对接触部是根据本发明的杆的部分。实际上已经发现，根据本发明的断路器实现了计划的目的，这是由于各种部件的布置以及它们相互电连接的结构，从而使得获得的功能特性相对于相同尺寸、尤其是相同宽度的已知断路器显著地改善了。而且，除了上述的优点，本发明具有两个移动接触部，虽然这可能是有限的一些，但即使在移动接触部中的一个接触部本身已经焊接到对应的固定接触部上时，具有两个结构上相互分离的移动接触部的可能性也使得可以具有保护性脱开功能。

因此认为该断路器容易做出许多变型和修改，所有这些变型和修改都落入本发明的概念的范围内；所有的细节还可以用其他的技术等效元件代替。实际上，根据本领域的要求和状态，材料和尺寸可以是任意的。

Claims (8)

1.一种单杆小型断路器，其包括：

壳体，在该壳体上有两个端子，用于以断路器的输入和输出的形式连接到低压电路的相上；所述壳体具有前壁，致动柄从该前壁突出；用于联接到支承元件上的后壁；两个侧壁，这些侧壁基本上相互平行并且其距离等于基本模数M；上壁和下壁；在该壳体内设置有：

固定的和移动的接触装置，这些接触装置可以相互分离以便使所述相中的电流中断；

运动机构，该运动机构可操作地连接于所述致动柄并且适用于移动所述移动的接触装置；

电弧猝熄装置；

用于保护以防止短路的装置，其包括线圈和适于可操作地与所述运动机构相互作用的移动撞击器；

用于保护以防止过载的装置，其包括适于可操作地与运动机构相互作用的热敏元件；其特征在于，所述固定的和移动的接触装置包括第一对接触部和第二对接触部，该第一对接触部具有第一固定接触部和第一移动接触部，该第二对接触部具有第二固定接触部和第二移动接触部，第一电弧猝熄腔室和第二电弧猝熄腔室分别与所述第一和第二对接触部相关联，所述第一和第二对接触部彼此串联地电连接并且所通过的电流具有相同的方向。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述基本模数M等于约17.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的断路器，其特征在于，通过结构上相互分离的两个成型的导体来提供所述第一移动接触部和所述第二移动接触部。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述第一和第二移动接触部这样安装，以便在运动机构的接触保持器上相互间隔开，所述接触保持器布置在壳体中，使得该接触保持器围绕一轴线转动，该轴线平行于连接所述侧壁的线放置。

5.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，两个对应的电弧导向导体与所述第一和第二电弧猝熄腔室相关联，所述电弧导向导体中的第一个电连接于第一连接端子并具有布置在第一腔室的一端的自由端，所述电弧导向导体中的第二个具有电连接于所述线圈的第一端和布置在第一腔室的第二端处的第二端，所述电弧导向导体中的第二个上固定有所述第一固定接触部，第三电弧导向导体通过连接导体电连接于第二移动接触部并具有布置在第二腔室的一端的自由端，第四导向导体电连接于第二连接端子并具有布置在第二腔室的第二端处的部分，该第四导向导体上固定有第二固定接触部。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述第一和第二对接触部布置成彼此接近，使得在各个接触部分离时，形成两个对应的电弧，这些电弧彼此电串联地布置，所述电弧在所述电弧导向导体上感应出相对应的磁场，该磁场的通量线具有相同的方向并且至少部分地重叠。

7.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，其包括辅助导体，该辅助导体具有第一部分和第二部分，该第一部分平行于连接所述上壁和下壁的线放置并且部分地侧向接近线圈，其一端连接于第三电弧导向导体，该第二部分邻接于第一部分并与第一部分垂直，并且第二部分具有连接于所述线圈的一端。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，第一固定接触部和第二移动接触部串联地电连接，所述线圈、所述辅助导体、所述第三电弧导向导体以及用于所述第三电弧导向导体和所述第二移动接触部之间的连接的所述导体被置于所述第一固定接触部和所述第二移动接触部之间。

Images