電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器的制造方法

電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器的制造方法
【專利摘要】本發明名稱為“電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器”。提供了一種銷釘組件(208)。該銷釘組件包括銷釘(504)，緊接該銷釘布置的偏置元件(508)，和耦合至該銷釘和該偏置元件的鎖閂(506)。
【專利說明】電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器
【技術領域】
[0001]本申請一般地涉及配電系統，以及更具體地，涉及一種電路保護設備和一種用于電路保護設備的通量移位器(flux shifter)。
【背景技術】
[0002]已知的配電電路包括多個開關裝置或被耦合至一個或多個負載的其他斷路器。開關裝置和/或斷路器典型地包括脫扣機構，如果電流超過電流閾值和/或如果另外電流在可接受的運行條件之外，則脫扣機構中斷流至負載的電流。
[0003]至少一些已知的斷路器和/或開關裝置包括通量移位器設備，當電流超過電流閾值時，通量移位器設備觸發脫扣機構。通量移位器設備一般地包括螺線管，例如，其響應從脫扣單元接收的脫扣信號發射磁場。在通量移位器內部，磁場使柱塞從鎖定位置釋放。柱塞撞擊通量移位器設備的一個或多個部件以觸發脫扣機構。然而，至少一些已知的通量移位器設備包括大量的部件，其不期望地增加通量移位器設備的成本和/或重量。此外，以單個設備形式安裝在斷路器內部的至少一些已知的通量移位器設備會在斷路器和/或斷路器的附件運行期間經歷不期望的顫動和/或震動。這些顫動和/或震動可阻止斷路器和/或通量移位器的運行和/或損壞斷路器和/或通量移位器。

【發明內容】

[0004]在一方面中，提供了一種用于包括脫扣機構的電路保護設備的通量移位器，該通量移位器包括脫扣臂和銷釘組件。銷釘組件包括銷釘、緊接銷釘布置的偏置元件和耦合至銷釘和偏置元件的鎖閂。銷釘組件被配置用來:當通量移位器進入脫扣狀態時，使脫扣臂能旋轉成與脫扣機構嚙合以及當通量移位器進入運行狀態和重置狀態之一時，防止脫扣臂旋轉成與脫扣機構嚙合。
[0005]在另一個方面中，提供了 一種電路保護設備，其包括被配置為中斷電流的脫扣機構，和被配置為觸發脫扣機構用來中斷電流的通量移位器。通量移位器包括脫扣臂和銷釘組件。該銷釘組件包括銷釘，緊接銷釘布置的偏置元件，和耦合至銷釘和偏置元件的鎖閂。銷釘組件被配置用來:當通量移位器進入脫扣狀態時，使脫扣臂能旋轉成與脫扣機構嚙合；以及當通量移位器進入運行狀態和重置狀態之一時，防止脫扣臂旋轉成與脫扣機構嚙合。
[0006]在又一方面中，提供了 一種用于包括脫扣機構的電路保護設備的通量移位器。通量移位器包括脫扣臂和銷釘組件。銷釘組件包括鎖閂，耦合至鎖閂的嚙合銷釘，和耦合至鎖閂的重置銷釘。該銷釘組件被配置用來:當通量移位器進入脫扣狀態時，使脫扣臂能旋轉成與脫扣機構嚙合；以及當通量移位器處于運行狀態和重置狀態之一時，防止脫扣臂旋轉成與脫扣機構嚙合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是包括多個電路保護設備和電路保護設備的多個通量移位器的示范配電系統的示意框圖。
[0008]圖2是可與圖1所示的電路保護設備一起使用的示范通量移位器的一部分的側面透視圖。
[0009]圖3是圖2所示的通量移位器的底部透視圖。
[0010]圖4是可與圖1所示的通量移位器一起使用的示范支承框架的透視圖。
[0011]圖5是可與圖1所示的通量移位器一起使用的示范脫扣臂的透視圖。
[0012]圖6是可與圖1所示的通量移位器一起使用的示范銷釘組件的透視圖。
[0013]圖7是可與圖1所示的電路保護設備一起使用的處于運行狀態的通量移位器的平面圖。
[0014]圖8是可與圖1所示的電路保護設備一起使用的處于脫扣狀態的通量移位器的平面圖。
[0015]圖9是可與圖1所示的電路保護設備一起使用的處于完全重置狀態的通量移位器的平面圖。
[0016]圖10是可與圖1所示的通量移位器一起使用的示范支承桿和支承框架的透視圖。
[0017]圖11是包括圖10所示的支承桿的示范通量移位器的透視圖。
[0018]圖12是圖11所示的通量移位器的側視圖。
[0019]圖13是可與圖1中的電路保護設備一起使用的另一個示范通量移位器的一部分的側視圖。
[0020]圖14是圖13所示的通量移位器的透視圖。
[0021]圖15是可與圖13所示的通量移位器一起使用的示范支承桿的透視圖。
[0022]圖16是可與圖13所示的通量移位器一起使用的示范支承框架的透視圖。
[0023]圖17是可與圖13所示的通量移位器一起使用的示范脫扣臂的透視圖。
[0024]圖18是可與圖13所示的通量移位器一起使用的示范銷釘組件的分解圖。
[0025]圖19是可與圖13所示的通量移位器一起使用的示范嚙合銷釘的透視圖。
【具體實施方式】
[0026]本文描述了電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器的示范實施例。通量移位器包括脫扣臂、柱塞和銷釘組件，該銷釘組件包括銷釘、銷釘偏置元件和鎖閂。此外，在脫扣臂上形成脫扣葉片。在通量移位器的運行狀態期間和重置狀態期間，銷釘的切口部防止脫扣臂由于脫扣臂偏置元件施加的偏置力而產生旋轉。通過容置在通量移位器的螺線管內部的永磁體保持柱塞處于運行狀態。柱塞被耦合至被壓縮的偏置元件，使得彈簧的彈性能量得以儲存。
[0027]在通量移位器的脫扣狀態期間，螺線管接收脫扣信號，并產生相反于永磁體的電磁場。該電磁場有效地消除了由永磁體產生的場，且彈簧的彈性能量被轉換為動能。通過該動能柱塞被推出螺線管并撞擊鎖閂，使得鎖閂旋轉。鎖閂的旋轉使得銷釘旋轉。切口部旋入脫扣臂能夠被旋轉的位置。脫扣臂偏置元件的偏置力使得脫扣臂旋轉通過切口部。脫扣葉片旋轉成與脫扣機構嚙合，使得脫扣機構觸發，因此中斷流至負載的電流。
[0028]在通量移位器重置操作期間(即，當通量移位器進入重置狀態時)，通過從脫扣臂表面上的柄組件施加力，脫扣臂旋轉。在重置操作的第一部分期間，通過銷釘上的切口部，銷釘組件被緊靠脫扣臂的嚙合表面鎖住。此外，在重置操作的第一部分期間，銷釘組件偏置元件經歷由于脫扣臂上的外力產生的扭轉變形，并充當柔性構件或彈簧運行。在重置操作的第二部分期間，脫扣臂關于該銷釘移動。在嚙合表面接觸切口部中心的位置，切口部能夠旋轉通過脫扣臂的嚙合表面。銷釘組件開始沿順時針方向旋轉，且鎖閂嚙合柱塞。鎖閂將柱塞推入螺旋管，因此克服了柱塞偏置元件的力。銷釘組件偏置元件充當實心銷釘，其從脫扣臂向鎖閂傳送力，用來將柱塞推入螺線管，并進入重置狀態。因此，在重置操作期間，銷釘組件，包括銷釘組件偏置元件，充當兩用銷釘。銷釘組件偏置元件在重置操作的第一部分期間作為真實的或假想的彈簧是柔性的，并在重置操作的第二部分期間充當實心銷釘。據此，本文描述的通量移位器相對于至少一些已知的通量移位器使用更少的部件為電路保護設備提供了健壯且有效的脫扣觸發和鎖閂功能性。此外，銷釘組件的可旋轉部件有利于減少否則在該通量移位器內部出現的由于柱塞的運行產生的顫動。
[0029]圖1是包括多個電路保護設備102的示范配電系統100的示意框圖。在一個實施例中，各電路保護設備102在開關裝置單元104內部可移除地耦合，并被配置用來可編程地控制分配至一個或多個負載106的功率。
[0030]負載106可包括，但不限于僅包括，機器、電動機、照明和/或制造或發電或配電設施的其他電和機械設備。功率從也耦合至電路保護設備102的配電線108被提供至開關裝置單元104。
[0031]各電路保護設備102包括用于控制電路保護設備102的脫扣單元110。在示范實施例中，脫扣單元110是電子脫扣單元(ETU)。此外，各電路保護設備102包括至少一個傳感器112、至少一個通量移位器114以及至少一個脫扣機構116。傳感器112和通量移位器114被操作地耦合至脫扣單元110，且脫扣機構116被操作地耦合至通量移位器114。
[0032]脫扣單元110包括處理器118和被耦合至處理器118的存儲器120。在一個實施例中，脫扣單元Iio還包括被耦合至處理器118的顯示設備122。
[0033]應該理解，術語“處理器” 一般地指的是任何可編程系統，包括系統和微控制器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路以及能夠執行本文描述的功能的任何其他電路或處理器。以上實例僅是示范性的，并因此并不意在以任何方式限定術語“處理器”的定義和/或意義。
[0034]存儲器120存儲由處理器118執行的程序代碼和指令來控制和/或監測電路保護設備102和/或脫扣機構116。在示范實施例中，存儲器120包括非易失性RAM用來使存儲在存儲器120中的數據能夠在掉電后得以保留。備選地或額外地，存儲器120可以包括磁性RAM(MRAM)、鐵電體RAM(FeRAM)、只讀存儲器(ROM)、閃存和/或電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。任何其他合適的磁、光和/或半導體存儲器，可單獨地或與其他存儲器形式組合地包括在存儲器120中。存儲器120還可以是，或包括，可拆卸或可移除的存儲器，包括但不限于，合適的盒式磁帶、盤、⑶ROM、DVD或USB存儲器。
[0035]在示范實施例中，顯示設備122包括一個或多個發光二級管(LED)，其指示出電路保護設備102和/或脫扣單元110的狀態。例如，處理器118可觸發顯示設備122的一個或多個部件(例如，LED)來指示出電路保護設備102和/或脫扣單元110是有效的和/或正常運行的、故障或失效已經發生、和/或脫扣單元110和/或電路保護設備102的任何其他狀態。[0036]在示范實施例中，傳感器112是電流傳感器，例如譬如變流器、羅果夫斯基線圈、霍爾效應傳感器和/或測量流經脫扣機構116電流的分流器。備選地，傳感器112可包括能夠使配電系統100如本文所述的執行功能的任何其他傳感器。在示范實施例中，各傳感器112產生代表流經相關聯的脫扣機構116的測量的或檢測的電流的信號(下文稱之為“電流信號”)。此外，各傳感器112傳送電流信號至與脫扣機構116相關聯的處理器118。如果電流信號和/或由電流信號代表的電流超過可編程的電流閾值，則各處理器118被編程來觸發脫扣機構116以中斷提供至負載106的電流。
[0037]通量移位器114是機電設備，其被耦合至處理器118并響應從處理器118接收的控制信號(譬如脫扣信號)產生磁場。通量移位器114緊接、和/或操作地耦合至脫扣機構116。磁場使得通量移位器114觸發脫扣機構116，因此阻止電流流經脫扣機構116和/或電路保護設備102至負載106。備選地，任何合適的致動器可用來響應從處理器118接收的控制信號觸發脫扣機構116。
[0038]在示范實施例中，脫扣機構116包括一個或多個斷路器設備。示范斷路器設備例如包括電路開關、接觸臂和/或電路斷流器，該電路斷流器中斷電流流經斷路器設備至耦合到斷路器設備的負載。備選地，脫扣機構116可以是當脫扣機構116被觸發時(例如被通量移位器114觸發時)中斷電流的任何其他機構或設備。
[0039]在一個實施例中，處理器118還可通信地被耦合至控制配電系統100運行的中央控制器124。例如，處理器118可直接耦合用于與中央控制器124通信，或可經通信單元126耦合用于與中央控制器124通信。在處理器118與中央控制器124之間的通信還可通過硬連線的通信鏈路或通過無線的通信鏈路提供。處理器118匯集涉及相應的脫扣機構116的測量的運行狀態數據。例如，各處理器118從與脫扣單元110相關聯的傳感器112采集測量的運行狀態數據，譬如代表電流信號的數據(本文還稱之為“電流數據”)。處理器118將電流數據存儲在耦合至處理器118的存儲器120中，和/或將該電流數據傳送至中央控制器 124。
[0040]雖然參考配電系統100的開關裝置單元104在圖1中已經描述了電路保護設備102，但是應當認識到電路保護設備102，或其中的任何部件，可與能使配電系統100如本文所述執行功能的任何設備或系統一起使用。
[0041]在運行期間，從配電線路108接收到AC電流，并經傳感器112和脫扣機構116傳送至負載106。傳感器112產生代表流經脫扣機構116的電流大小的電流信號，并將該電流信號傳送至脫扣單元110。處理器118接收代表電流信號的數據(例如，在該信號從模擬信號轉換成數字信號之后)并分析該數據，用來確定在配電系統100中是否已經發生了故障。例如，處理器118將電流振幅與存儲在存儲器120中的一個或多個預定的電流閾值進行比較，用來確定電流振幅是否超過了電流閾值。如果流經脫扣機構116的電流的振幅超過了電流閾值，處理器118將控制信號傳送至通量移位器114，用來使脫扣機構116被觸發。
[0042]通量移位器114接收控制信號并響應該控制信號產生磁場。該磁場使通量移位器114脫扣或觸發脫扣機構116以阻止電流流經脫扣機構116，因此將負載106與配電線108電斷開。
[0043]圖2是可與配電系統100和/或電路保護設備102 (兩者如圖1所示)一起使用的示范通量移位器114的局部側面透視圖。圖3是通量移位器114的底部透視圖。[0044]在示范實施例中，通量移位器114包括支承框架202、脫扣臂204、脫扣臂偏置元件206、銷釘組件208、桿210和警鈴212。通量移位器114還包括用于觸發脫扣機構116 (如圖1所示)的裝有彈簧的柱塞和螺線管(均未在圖2和3中示出)。脫扣臂偏置元件206包括，例如，被耦合至脫扣臂204的扭簧。備選地，脫扣臂偏置元件206包括能使通量移位器114如本文所述執行功能的任何合適的偏置元件。
[0045]圖4是可與通量移位器114(如圖1所示)一起使用的示范支承框架202的透視圖。支承框架202可由金屬和/或金屬合金制造而成。備選地，支承框架202可由任何合適的材料制造而成。支承框架202有利于保護和容置通量移位器114的部件。
[0046]在示范實施例中，支承框架202包括第一側部302、相對的第二側部304和被耦合至第一側部302和第二側部304的連接部306。在第一側部302和第二側部304內部限定了開口 308，以及在第一側部302內部限定了狹縫或溝道310。在示范實施例中，各開口 308大體呈圓形，且狹縫310大體呈弓形用于容納穿過其中的銷釘組件208的一個或多個部分。備選地，開口 308和/或狹縫310可具有能使通量移位器114如本文所述執行功能的任何合適的形狀。
[0047]此外，支承框架202包括從第一側部302延伸的凸緣312。凸緣312所取的形狀和大小是為了嚙合脫扣臂204的部分并限定該部分的旋轉運動。
[0048]圖5是可與通量移位器114(如圖1所示)一起使用的示范脫扣臂204的透視圖。在示范實施例中，脫扣臂204包括包圍脫扣臂偏置元件206 (如圖2所示)的支承部402,和被耦合至支承部402的側部404。在側部404的內部限定導向部406，譬如大體呈弓形的狹縫或槽406。此外，凸緣408和脫扣葉片410被形成在側部404的相對的端部上。大體呈平面的嚙合表面412被限定在脫扣臂204上緊接凸緣408。
[0049]在示范實施例中，導向部406所取的形狀和大小是為了容納銷釘組件208的部分，如本文更完整地描述的那樣。此外，導向部406的形狀和大小至少部分地符合支承框架202的狹縫310的形狀和大小，使得銷釘組件208的部分穿過支承框架202的狹縫310且穿過或進入脫扣臂204的導向部406被容納。脫扣臂204的導向部406由頂面414、第一側面416、相對于頂面414的底面418和相對于第一側面416的第二側面420限定。
[0050]在示范實施例中，脫扣臂204的凸緣408所取的大小和形狀是為了容納支承框架202的凸緣312的至少一部分，以使得支承框架202的凸緣312例如在脫扣操作期間接觸嚙合表面412。在備選實施例中，任何其他的設備或部件，譬如支承桿(未在圖5中示出)可用來在脫扣操作期間與嚙合表面412接觸。脫扣葉片410所取的形狀和大小是為了在通量移位器114的運行期間嚙合脫扣機構116，如本文更完整地描述的那樣。
[0051]圖6是可與通量移位器114(如圖1所示)一起使用的示范銷釘組件208和柱塞502的透視圖。銷釘組件208包括銷釘504、鎖閂506和銷釘偏置元件508。
[0052]銷釘504，和銷釘組件208，可旋轉地被耦合至支承框架202 (如圖2所示)。銷釘504包括第一端部510、相對的第二端部512和在第一端部510與第二端部512之間延伸的主體部514。第一端部510包括切口部516，當以垂直于銷釘504的縱軸518的平面剖開橫截面時，該切口部大體呈圓弓形橫截面形狀(即，“D”形)。據此，切口部516包括大體呈平面的內表面520和大體呈弓形的外表面522。備選地，切口部516可具有矩形橫截面形狀，或能使銷釘組件208如本文所述執行功能的任何合適的橫截面形狀。[0053]鎖閂506包括第一側部524和相對的第二側部526。第一側部524大體呈平面，且在第一側部524的內部限定了撞擊區域528。撞擊區域528包括第一部分530和第二部分532。在示范實施例中，第一部分530大體呈弓形或斜坡形，且第二部分532大體呈平面或斜坡形。備選地，第一部分530和/或第二部分532可具有能使銷釘組件208如本文所述執行功能的任何合適的形狀。撞擊區域528所取的大小和形狀是為了容納柱塞502的至少一部分，譬如柱塞502的撞擊端部534。此外，開口(未示出)貫穿鎖閂506延伸，用來使銷釘王體部514能夠貫芽插入，并被稱合至，鎖円506。
[0054]在示范實施例中，銷釘偏置元件508是緊接銷釘504布置的扭簧。例如，如圖6所示，銷釘偏置元件508繞(about)銷釘504布置,用來至少部分地包圍銷釘504。銷釘偏置兀件508包括第一端部536、第二端部538和在第一端部536與第二端部538之間稱合的多個繞組540。銷釘偏置元件508的第二端部538被耦合至鎖閂506，且銷釘偏置元件508的第一端部536緊接銷釘504的第一端部510布置。如本文所使用的，術語“繞”指的是第一物體相對于第二物體之間的位置，在該位置第一物體緊接地、靠近地和/或環繞第二物體布置。
[0055]例如當力施加至銷釘偏置元件508的第一端部536時，銷釘偏置元件508的至少一部分是繞銷釘504可旋轉的。更準確地說，當力施加至銷釘偏置元件508的第一端部536時，第一端部536繞銷釘504(即，繞縱軸518)旋轉，用來依照第一端部536旋轉的方向壓縮或舒張銷釘偏置元件508。當第一端部536沿逆時針方向542旋轉時，銷釘偏置元件508被壓縮，且機械能被存儲在銷釘偏置元件508的內部。當力被移除時(或當機械能克服該力時)，該機械能使銷釘偏置元件508沿順時針方向544旋轉。當力被施加至第一端部536、使得第一端部536沿順時針方向544旋轉時，銷釘偏置元件508舒張，且機械能被存儲在銷釘偏置元件508的內部。當力被移除時(或當機械能克服該力時)，機械能使銷釘偏置元件508沿逆時針方向542旋轉。
[0056]在示范實施例中，當銷釘組件208被耦合至支承框架202時，切口部516貫穿支承框架第一側部302的開口 308延伸。此外，銷釘偏置元件508的第一端部536貫穿支承框架202的狹縫310，且貫穿或進入脫扣臂204的導向部406延伸。
[0057]圖7是處于運行的或鎖閉的狀態的示范通量移位器114的平面圖。圖8是處于脫扣狀態的通量移位器114的平面圖。圖9是處于完全的重置狀態的通量移位器114的平面圖。
[0058]如本文所使用的，術語“運行狀態”指的是通量移位器114沒有觸發脫扣機構116的狀態或位置。反而，在運行狀態，通量移位器114當從處理器118或從另一個設備接收到脫扣信號時可隨時觸發脫扣機構116。術語“脫扣狀態”是通量移位器114觸發脫扣機構116中斷電流流至負載106的狀態或位置。通量移位器114響應接收的脫扣信號進入脫扣狀態。“重置狀態”是通量移位器114已經重置，使通量移位器114能夠例如在已經進入脫扣狀態之后進入或重新進入運行狀態的狀態或位置。通過執行重置操作進入重置狀態，如本文更加完整地描述的那樣。
[0059]如圖7所示，當通量移位器114處于運行狀態，通過脫扣臂偏置元件206及銷釘504的切口部516維持脫扣臂204的位置。更準確地說，脫扣臂偏置元件206使偏置力被以順指針方向544施加至脫扣臂204。銷釘504的切口部516與脫扣臂204的嚙合表面412對準，使得切口部516的內表面520與嚙合表面412大體平行。據此，脫扣臂偏置元件206的偏置力使脫扣臂204維持與切口部516接觸，且切口部516阻止了脫扣臂204進一步沿順時針方向544旋轉。此外，通過銷釘偏置元件508的偏置力，鎖閂506被維持與柱塞502 (例如，與柱塞502的撞擊端部534)接觸。
[0060]在電路保護設備102的運行期間，如果流經脫扣機構116的電流的振幅超過了電流閾值，或如果檢測到另外的故障，處理器118 (或另外的設備)將脫扣信號傳送至通量移位器114。響應該脫扣信號,通量移位器114產生使柱塞502釋放的磁場。柱塞502在撞擊區域528撞擊鎖閂506，并使鎖閂506沿逆時針方向542旋轉。
[0061]鎖閂506的旋轉使銷釘504和切口部516沿逆時針方向542旋轉。此外，銷釘偏置元件508的第一端部536在脫扣臂204的導向部406和支承框架202的狹縫310內部沿逆時針方向542旋轉。第一端部536接觸脫扣臂導向部406的頂面414和/或第一側面416，并誘發旋轉力至脫扣臂204。此外，鎖閂506的旋轉使切口部516旋轉至脫扣臂204的旋轉不會被切口部516阻塞的位置。
[0062]第一端部536和脫扣臂偏置元件206的旋轉力使脫扣臂204沿順時針方向544經過切口部516旋轉。脫扣臂204的旋轉使脫扣葉片410嚙合脫扣機構116，來斷開一個或多個觸頭(未示出)以中斷流經電路保護設備102的電流。
[0063]參照圖8，當通量移位器114處于脫扣狀態，柱塞502被維持在延伸的位置。通過脫扣臂偏置元件206和/或銷釘偏置元件508的偏置力，脫扣臂204被維持與支承框架202的凸緣312接觸。在一個實施例中，用戶啟動重置操作來將通量移位器114置于重置狀態(如圖9所示)，例如，通過接合(engage)重置按鈕或開關啟動重置操作，或通過將電路保護設備102的操作手柄(都未示出)置于重置位置啟動重置操作。重置操作使力沿逆時針方向542被施加至脫扣臂204。
[0064]被施加至脫扣臂204的力克服了脫扣臂偏置元件206和/或銷釘偏置元件508的偏置力，使得脫扣臂204沿逆時針方向542旋轉。脫扣臂導向部406的第一側面416在繞銷釘504的順時針方向544中移動銷釘偏置元件508的第一端部536。第一端部536的移動使機械能被存儲在銷釘偏置元件508的內部。最初，因為銷釘504的切口部516的位置通過脫扣臂204被維持，所以阻止了銷釘504旋轉。當脫扣臂204旋轉通過切口部516的中心時，銷釘504能夠旋轉。被施加至脫扣臂204的力使得銷釘504和鎖閂506沿順時針方向544旋轉，因此將柱塞502移動進入圖9所示的縮回的或鎖閉的位置。
[0065]圖10是可與通量移位器114(如圖1所示)一起使用的示范支承桿602和示范支承框架604的透視圖。更準確地說，在示范實施例中，通量移位器114可包括替代凸緣312 (如圖4所示)的支承桿602。支承框架604大體與支承框架202 (如圖2所示)相似，且圖10中相似的部件采用與圖2中所采用的相同的附圖標記。
[0066]在示范實施例中，支承框架604包括第一開口 606(替代圖2所示的開口 308)，其所取的形狀和大小是為了容納支承桿602的至少第一部分。第一開口 606大體呈矩形，并貫穿支承框架604的第一側部302延伸。支承框架604還包括第二開口 608，其所取的形狀和大小是為了容納支承桿602的至少第二部分。在示范實施例中，第二開口 608大體呈矩形，并貫穿支承框架604的第二側部304延伸。
[0067]在示范實施例中，支承桿602是大體呈扁平的矩形桿，其所取的形狀和大小是為了至少部分地貫穿插入第一開口 606。更準確地說，第一凸緣610被形成在第一端部612，且第二凸緣614被形成在支承桿602的第二端部616。支承桿602的主體部618在第一端部612和第二端部616之間延伸，以及限定貫穿主體部618延伸的開口 620。
[0068]在組裝期間，第一端部612被貫穿第一開口 606插入，并緊靠第二側部304布置，使得第一凸緣610至少部分地貫穿第二開口 608延伸。當第一端部612緊靠第二側部304布置時，阻止第二凸緣614貫穿第一開口 606延伸，以及該第二凸緣614緊靠第一側部302布置。據此，在通量移位器114運行期間，通過第一開口 606和第二開口 608的大體與支承桿602的形狀相適應的矩形形狀，阻止支承桿602旋轉或移動。如本文更加完整地描述的那樣，支承桿602有利于支承并限制柱塞502的移動。
[0069]圖11是包括支承桿602的示范通量移位器114的透視圖。圖12是通量移位器114的側視圖。在示范實施例中，通過偏置元件702，譬如彈簧702，支承桿602被耦合至警鈴212。更準確地說，偏置元件702的至少一部分貫穿開口 620延伸，并通過支承桿602保
持位置。
[0070]參考圖12，支承桿602的主體部618布置在柱塞502的上方，用來防止柱塞502通過銷釘組件208沿向上的方向移動。此外，支承桿602所取的形狀和大小是為了嚙合脫扣臂204的一部分(譬如嚙合表面412)并限定該部分的旋轉移動。例如，如果通量移位器114進入脫扣狀態，則例如在脫扣葉片410已經嚙合脫扣機構116之后，支承桿602停止脫扣臂204的旋轉。
[0071]圖13是可與電路保護設備102 —起使用的另一個示范通量移位器800的一部分的側視圖。圖14是通量移位器800的透視圖。除非另作說明，通量移位器800與通量移位器114(如圖2所示)大體相似，且圖13中相似的部件采用與圖2所采用的相同的附圖標記。
[0072]在示范實施例中，通量移位器800包括支承框架802、脫扣臂804、銷釘組件806、脫扣臂偏置元件206、桿210和警鈴212。通量移位器800還包括具有用來與柱塞502 (如圖6所示)嚙合的形狀的支承桿808。在示范實施例中，銷釘組件806包括嚙合銷釘810、鎖閂812和重置銷釘814。嚙合銷釘810繞銷釘軸816布置,且在通量移位器800的重置操作期間，銷釘組件806 (例如，鎖閂812)繞重置軸818旋轉。
[0073]在示范實施例中，當通量移位器800進入脫扣狀態時，銷釘組件806被配置用來使脫扣臂804能夠旋轉成與脫扣機構116嚙合。此外，當通量移位器800處于運行狀態或重置狀態時，銷釘組件806被配置用來防止脫扣臂804旋轉成與脫扣機構116嚙合。
[0074]在通量移位器800的脫扣操作期間，螺線管接收脫扣信號并產生相反于將柱塞502保持在縮回位置的永磁體(未不出)的電磁場。該電磁場有效地抵消了由永磁體產生的場，以及耦合至柱塞502的彈簧(未示出)的彈簧彈性能量被轉換為動能。柱塞502通過該動能被推出螺線管外并撞擊鎖閂812，使鎖閂812旋轉。鎖閂812的旋轉使嚙合銷釘810能關于脫扣臂804滑動。由于嚙合銷釘810關于脫扣臂804的滑動移動減少了在脫扣臂804和嚙合銷釘810之間的嚙合或接觸。當脫扣臂804滑過嚙合銷釘810的中點(例如，銷釘軸816)時，脫扣臂804能夠旋轉。更準確地說，脫扣臂偏置元件206的偏置力使脫扣臂804旋轉經過嚙合銷釘810的切口部。脫扣葉片410旋轉成與脫扣機構116嚙合，用來使脫扣機構116觸發，因此中斷流至負載106的電流。[0075]在通量移位器800的重置操作期間(即，當通量移位器800進入重置狀態)，脫扣臂804通過從柄組件(未示出)在脫扣臂804表面上施加力而旋轉。脫扣臂804底部的彎曲部嚙合重置銷釘814。脫扣臂804使力被施加在重置銷釘814上，因此使銷釘組件806 (例如，鎖閂812)繞重置軸818沿順時針方向旋轉。鎖閂812的旋轉使柱塞502被移動至縮回位置。當柄組件達到重置狀態時，脫扣臂804緊靠嚙合銷釘810的表面布置。同樣地，當通量移位器800處于重置狀態時(或當通量移位器800如上所述處于運行狀態時)，嚙合銷釘810的切口部接觸脫扣臂804，并防止脫扣臂804旋轉成與脫扣機構116嚙合。據此，本文描述的通量移位器800相對于至少一些已知的通量移位器使用更少量的部件為電路保護設備102提供了健壯的且有效的脫扣觸發和鎖閉功能性。此外，銷釘組件806的可旋轉的部件有利于減少由于柱塞502的運行而否則可能出現在通量移位器800內部的顫動。
[0076]圖15是可與通量移位器800 (如圖13所示)一起使用的示范支承桿808的透視圖。除非另作說明，支承桿808與支承桿602 (如圖10所示)大體相似，且圖15中相似的部件采用與圖10中采用的相同的附圖標記。
[0077]在示范實施例中，支承桿808包括大體的平面部902和彎曲部904。平面部902嚙合支承框架802，用來將支承桿808保持在支承框架802內部。彎曲部904嚙合柱塞502，用來在通量移位器800脫扣操作期間，柱塞502旋轉鎖閂812之后，停止柱塞502的移動。應該認識到，彎曲部904有利于減少當柱塞502撞擊支承桿808時否則可能發生的顫動的大小。
[0078]圖16是可與通量移位器800 (如圖13所示)一起使用的示范支承框架802的透視圖。除非另作說明，支承框架802與支承框架202(如圖4所示)大體相似，且圖16中相似的部件采用與圖4中采用的相同的附圖標記。
[0079]在示范實施例中，支承框架802包括第一側部302、第二側部304和連接部306。在第一側部302內部限定了開口 1002和狹縫或溝道1004。在示范實施例中，開口 1002大體呈L形，用來容納支承桿808，且狹縫1004大體呈弓形，用來容納貫穿其中的銷釘組件806的一個或多個部分。備選地，開口 1002和/或狹縫1004可具有能使通量移位器800如本文所述執行功能的任何合適的形狀。
[0080]圖17是可與通量移位器800 (如圖13所示)一起使用的示范脫扣臂804的透視圖。除非另作說明，脫扣臂804與脫扣臂204(如圖5所示)大體相似，且圖17中相似的部件采用與圖5中采用的相同的附圖標記。
[0081]脫扣臂804包括在脫扣臂804底部1104限定的彎曲部1102。彎曲部1102嚙合重置銷釘814，用來在通量移位器800的重置操作期間，將銷釘組件806和柱塞502移動至縮回位置。此外，在通量移位器800如上所述運行的期間，脫扣臂804與嚙合銷釘810嚙合。
[0082]圖18是可與通量移位器800 (如圖13所示)一起使用的示范銷釘組件806的分解圖。圖19是可與通量移位器800 (如圖13所示)和銷釘組件806 —起使用的示范嚙合銷釘810的透視圖。除非另作說明，銷釘組件806與銷釘組件208(如圖6所示)大體相似，且圖18和圖19中相似的部件采用與圖6中采用的相同的附圖標記。
[0083]在示范實施例中，銷釘組件806包括鎖閂812、卩齒合銷釘810和重置銷釘814。鎖閂812包括用于容納嚙合銷釘810的第一開口 1202和用于容納重置銷釘814的第二開口1204。據此，當組裝通量移位器800時，嚙合銷釘810和重置銷釘814被耦合至鎖閂812。[0084]此外，在鎖閂812內部限定撞擊區域1206。撞擊區域1206包括第一部分1208和第二部分1210。在示范實施例中，第一部分1208和第二部分1210彼此大體垂直。當通量移位器800處于重置狀態時,第一部分1208大體垂直于柱塞502對準,且當通量移位器800處于重置狀態時，第二部分1210大體平行于柱塞502對準。此外，第二部分1210形成用來容納柱塞502的撞擊端部534的溝道的形狀。
[0085]除非另作說明，嚙合銷釘810與銷釘504(如圖6所示)大體相似。嚙合銷釘810包括具有大體呈平面的第一側部1214的主體部1212。主體部1212的第一端部1216包括切口部1218，當以垂直于嚙合銷釘810的縱軸1220的平面做橫截面時，該切口部1218具有大體呈圓弓形的橫截面形狀(例如“D”形)。在一個實施例中，縱軸1220與銷釘軸816(如圖13所示)相同或共軸。據此，切口部1218包括大體呈平面的內表面1222和大體呈弓形的外表面1224。備選地，切口部1218可具有矩形的橫截面形狀，或能使銷釘組件806如本文所述執行功能的任何合適的橫截面形狀。
[0086]電路保護設備和用于電路保護設備的通量移位器的示范實施例在上文中被詳細描述。該些設備并不限于本文描述的特定實施例，反而，這些設備的部件可獨立于以及分離于本文描述的其他的操作和/或部件使用。此外，描述的操作和/或部件還可被限定在其他的系統、方法和/或設備中，或聯合其他的系統、方法和/或設備使用，且并不限于與如本文所述的配電系統一起實現。
[0087]盡管與示范配電系統聯系來描述本發明，本發明的實施例也可操作地與多種其他功率系統，或其他系統或設備一起使用。本文描述的電路保護設備并不意在暗示關于本發明任何方面的使用或功能性范圍的任何限制。此外，本文描述的電路保護設備不應解釋為具有涉及如在示范運行環境中示出的任何一個或多個部件的組合的任何的從屬物或必需物。
[0088]本文示出的和描述的在本發明的實施例中的操作的執行或履行的順序不是必要的，除非另作說明。即，可以任何順序執行操作，除非另作說明，且本發明的實施例可相對于本文公開的操作包括額外的或更少的操作。例如，預期到在另一個操作之前，同時，或之后，實行或執行特定的操作落入本發明的某些方面的范圍之內。
[0089]盡管本發明的多種實施例的特定的特征在一些附圖中被示出，而在其他附圖中沒有示出，這僅是為了方便起見。依照本發明的原理，附圖的任何特征可與任何其他附圖的任何特征組合被參考和/或請求保護。
[0090]本書面描述使用了實例用來公開本發明(包括最佳模式)，還用來使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和利用任何設備或系統并執行任何合并在內的方法)。本發明的可獲得專利權的范圍由權利要求所限定，且包括所屬領域技術人員容易想到的其他的實例。如果其他的實例具有沒有不同于權利要求的文字語言的結構元件，或如果其他的實例包括與權利要求的文字語言無實質差別的等價結構元件，則這樣的其他的實例意在囊括在權利要求的范圍之內。
[0091]部件表
[0092]
【權利要求】
1.一種用于包括脫扣機構(116)的電路保護設備(102)的通量移位器(114)，所述通量移位器包含: 脫扣臂(204);和 銷釘組件(208)，所述銷釘組件包含: 銷釘(504)； 偏置元件(508)，其緊接所述銷釘布置；以及 鎖閂(506)，其耦合至所述銷釘和所述偏置元件， 其中，所述銷釘組件被配置用來:當所述通量移位器進入脫扣狀態時，使所述脫扣臂能旋轉成與所述脫扣機構嚙合；以及當所述通量移位器處于運行狀態和重置狀態之一時，防止所述脫扣臂旋轉成與所述脫扣機構嚙合。
2.依照權利要求1所述的通量移位器(114)，還包含柱塞(502)，其被配置為用來觸發所述銷釘組件(208)以使所述脫扣臂(204)能旋轉成與所述脫扣機構(116)嚙合。
3.依照權利要求2所述的通量移位器(114)，其中所述鎖閂(506)包含撞擊區域(528)，所述柱塞(502)被配置為用來接觸所述撞擊區域，以旋轉所述銷釘組件(208)。
4.依照權利要求1所述的通量移位器(114)，其中在所述脫扣臂(204)中形成導向部(406)，且其中所述銷釘組件(208)的一部分延伸進入所述導向部。
5.依照權利要求4所述的通量移位器(114)，其中所述偏置元件(508)包含延伸進入所述導向部(406)的端部(536) ο
6.依照權利要求5所述的通量移位器(114)，其中所述脫扣臂(204)包含限定所述導向部(406)的至少一個邊緣，所述端部(536)被配置用來旋轉穿過所述導向部并接觸所述至少一個邊緣，以使所述脫扣臂能夠旋轉成與所述脫扣機構(116)嚙合。
7.依照權利要求5所述的通量移位器(114)，還包含支承框架(202)，其中在所述支承框架內部形成弓形狹縫(310)，且其中所述端部延伸穿過所述弓形狹縫。
8.依照權利要求1所述的通量移位器(114)，其中所述銷釘(504)包含切口部(516)，其被配置用來接觸所述脫扣臂(204)。
9.依照權利要求8所述的通量移位器(114)，其中所述切口部(516)被配置用來當所述通量移位器處于運行狀態和重置狀態之一時，防止所述脫扣臂(204)旋轉成與所述脫扣機構(116)嚙合。
10.依照權利要求9所述的通量移位器(114)，還包含:柱塞(502)，其被配置用來當所述通量移位器進入所述重置狀態時，使所述切口部(516)旋轉進入使所述脫扣臂(204)能旋轉成與所述脫扣機構(116)嚙合的位置。
【文檔編號】H01H71/12GK103794421SQ201310670872
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2012年10月25日
【發明者】U·尚馬加拉, L·波默倫克, A·波斯 申請人:通用電氣公司