一種低壓電力斷路器的操作機構的制作方法

專利名稱:一種低壓電力斷路器的操作機構的制作方法
本發明涉及到一種帶有一對可分離觸頭的電力斷路器的操作機構，該機構裝在一個模制的絕緣外殼中，并且包括一個以樞軸結構安裝在一根在斷開位置O和閉合位置F之間的心軸上的手動操作手柄;
一個連接到手柄上用以形成肘節連接的傳動桿;
一個使手柄向斷開位置O動作的返回彈簧;
一個裝在一根樞軸上可轉動的板，它帶有一個閉鎖止檔，借助于鎖住傳動桿的自由端與其配合動作，以在手柄和板之間形成機械聯系;
一個跳閘連桿，在故障引起機構自動跳閘后，該連桿通過釋放傳動桿和閉鎖止檔使上述機械聯系被切斷，而與手柄的位置無關;
一個彈性系統，該系統確保觸頭在閉合位置的接觸壓力，并且在發生跳閘后使板運動到斷開位置。
上述機構中的一種，允許通過轉動操作手柄進行手動控制，也允許借助于熱和/或電磁跳閘脫扣裝置操縱跳閘進行自動控制;該脫扣裝置在萬一發生過負荷時即將手柄和觸頭臂之間的運動連鎖切斷。驅動此機構的機械部件在接合處進行安裝，接合處一般由各自裝在軸承內的針狀物構成;軸承或裝在絕緣外殼內，或裝在一對固定支撐板上。但是，這樣一種機構的裝配是很復雜的，或裝在一對固定支撐板上。但是，這樣一種機構的裝配是很復雜的，要求各操縱部件精確定位，這就使斷路器的組裝時間加長。由跳閘連桿施加的用來切斷機械聯系的釋放力是相當大的，并且增加了跳閘時間。
本發明的目的是為了獲得一個結構簡單而可靠的操作機構，以適合于裝配自動化并縮短小型斷路器的跳閘時間。
根據本發明的操作機構的特征在于動觸頭由一個用導電材料制作的觸頭臂支承著，觸頭臂固定在一個鉸接在板的樞軸上的絕緣支撐桿上;跳閘連桿以樞軸結構裝在一個固定到板上的心軸上。另外該操作機構還包括可在斷開和閉合位置之間驅動支撐桿的雙向機構;所裝配的組件確保在閉合位置上，由于屬于上述彈性系統的第一觸頭壓力彈簧的作用，在板和支撐桿之間有一個小幅度的相對轉動。
跳閘連桿的鉸接心軸和樞軸均與板一起直接鑄造而成，這樣就避免了使用專門的針狀物。
該機構可以便利地與一個輔助的觸頭快速閉合裝置裝配在一起，這是借助于裝在觸頭臂的絕緣支撐桿上的一個閉鎖臂來實現的。該閉鎖臂與一個以樞軸結構裝在手柄心軸上的卡爪配合動作。
板的閉鎖止檔由一個帶有斜面的槽口形成，當跳閘連桿在跳閘位置時，該槽口將傳動桿的端部推向不閉鎖的釋放位置。彈性系統包括一個彈簧，它對板施加轉矩，引起傳動桿上斜面部分的釋放動作，以切斷其機械聯系。由跳閘脫扣裝置提供的跳閘力極小，只須克服跳閘連桿返回彈簧的對抗力即可。
跳閘連桿裝有一個臺階是便利的，當建立起機械聯系時，這個臺階將傳動桿的端部卡住，使其靠在閉鎖止檔上。
板的存在構成了與手柄相連的傳動桿的運動傳動部分以及觸頭臂與跳閘連桿的組合支撐部分。
支撐桿和跳閘連桿互相平行延伸，且相對于通過板的垂直平面具有橫向的偏移。當斷路器在閉合位置時，跳閘連桿的第一臂沿電磁跳閘脫扣的方向從絕緣支撐桿中伸出來;當極電流超過上述電磁跳閘脫扣裝置的跳閘整定值時，所裝配的組件能夠使電磁跳閘脫扣撞針依次將跳閘連桿驅動到跳閘位置，將支撐桿驅動到觸頭分離位置。
板的樞軸和跳閘連桿的可轉動心軸在縱向分開，再加上支撐桿和跳閘連桿之間有橫向偏移，這就允許當撞針開始其跳閘行程時發出鄰近極的跳閘命令。因此，單相故障就引起多極斷路器并列的各極同時跳閘。
該操作機構可以包括一個機械觸頭位置指示器。該指示器包括在板的上部邊緣上的位置標記，標記面向外殼前面板的內壁移動，外殼前面板包括一個指示器標記觀察窗孔。
從下面作為示例給出的本發明的若干實施方案的描述，可以更清楚地看出其他一些優點和特征，在附圖中表示出這些方案，其中圖1是本發明操作機構的縱向視圖，所示斷路器為閉合位置;
圖2到圖4表示沿圖1的Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ線所做剖面的截面圖;
圖5是與圖1相同的視圖，表示在機構跳閘期間，手柄保持在閉合位置F;
圖6是與圖1相同的視圖，斷路器在斷開位置;
圖7到圖9表示根據圖1的機構具有快速觸頭閉合裝置的另一個實施方案，其機構分別代表在斷開位置、在閉合過程中以及在完全閉合位置。
現在參考圖1到圖6。一個小型斷路器的操作機構10操縱一個動觸頭臂12，該動觸頭臂的一端支承著一個與靜觸頭16相配合的觸頭部件14。機構10安裝在一個絕緣外殼18內部的消弧柵(未示出)上方。在外殼18的前面板21上設有一個開口20，以使一個手動轉動的操作手柄22從中穿過;該手柄安裝在一個固定的心軸24上，可在觸頭14、16閉合時的閉合位置(圖1)和相應于觸頭14、16分離時的斷開位置(圖6)之間有限度地繞軸轉動。手柄22有一個固有的延長部分，它連接到傳動桿26上，構成一個肘節裝置28;它的接合部30的位置相對于手柄22的固定心軸24是偏心的。位于心軸24和接合部30之間的延長部分形成了肘節28的另一個傳動桿32。傳動桿26由一個用鋼絲專門制作的U形支架構成。手柄22借助返回彈簧34偏向斷開位置，彈簧34以螺旋方式安裝在心軸24上，彈簧的一端35靠壓在外殼18的突出部36上。
靜觸頭16由導體17支承，導體17則固定在電磁跳閘脫扣裝置66的本體上。
在接合部30的對面，傳動桿26的自由端37靠閉鎖裝置與裝設在板40上的閉鎖止檔38配合動作。板40以樞軸結構安裝在一個圓柱樞軸42上，在可調軸承44中被橫向定位，軸承44安裝在外殼18的相對的兩平面上。板40包括一個相對于樞軸42偏心的心軸46，跳閘連桿48裝在心軸46上，它在帶電位置和跳閘位置之間有限度地繞軸轉動。
導電材料(特別是銅)制作的觸頭臂12固定在絕緣材料做的支撐桿50上，50鉸接到板40的樞軸42上，與跳閘連桿48相對。板40設有一個突緣52，在觸頭臂12的斷開和閉合位置之間驅動支撐桿50。觸頭臂12可以用超聲波焊接固定到絕緣支撐桿50上。
具有扭矩型觸頭壓力彈簧54同軸環繞著樞軸42，靠壓在支撐桿50的突出部55和板40的柱銷56上。一個壓縮型儲能彈簧58裝設在外殼18的固定止檔60和繞樞軸旋轉的板40之間，當機構10發生跳閘時，彈簧58使板40偏向斷開位置。彈簧54的存在允許在板40和支撐桿50之間有一個小幅度的相對移動。
在心軸46上轉動的跳閘連桿48包括一個下桿臂62，62或由電磁跳閘脫扣裝置66的撞針64驅動，或由與熱跳閘脫扣裝置的雙金屬片70配合的釋放支架68驅動。借助于導向通道71引導支架68作平直運動，通道71形成了外殼18的一部分。跳閘連桿48的上桿臂72上設有一個臺階74，與傳動桿26的自由端37配合動作。一個螺旋型返回彈簧76環繞著心軸46安裝，并使跳閘連桿48偏向帶電位置。
在這個帶電位置(圖1)，傳動桿26的端部37緊貼著臺階74的支承表面，并由上桿臂72卡住，頂靠在閉鎖止檔38上;用這種方法來形成在手柄22和板40之間的機械聯系。在跳閘過程中，這種聯系可以通過傳動桿26從閉鎖止檔38中釋放出而被切斷，當跳閘連桿48逆時針方向轉動時就發生這種情況(見圖5)。
板40的閉鎖止檔38由槽口82形成，該槽口呈現出一個斜面，當跳閘連桿48轉動到跳閘位置時，將傳動桿26的端部37釋放到不閉鎖位置。機構斷開彈簧58的作用力要比手柄22的返回彈簧34的作用力大。
電磁跳閘脫扣裝置66的撞針64包括一個絕緣材料制成的釋放推桿65，推桿的一端強行裝配到可動鐵心88的中心孔86內，而其另一端裝有在外殼18中部區域內延伸的圓簡狀帽90。帽90的位置面向跳閘連桿48和支撐桿50，跳閘連桿和支撐桿為橫向交錯排列，以這樣方式就可當電磁跳閘脫扣裝置66的可動鐵心88產生磁吸引力時，由帽90予以依次驅動。在帶電位置(圖1)，可以注意到下桿臂62沿跳閘脫扣裝置66的方向從支撐桿50伸出來。當隨著短路后發生跳閘時，在第一階段，撞針64的帽90的推力使得跳閘連桿48逆時針方向轉到跳閘位置，隨后在第二階段，靠驅動觸頭臂12的支撐桿50使觸頭16、14轉到斷開位置。
相對于通過樞軸42和心軸46的橫向平面來說，在板40上的閉鎖止檔38的位置與跳閘脫扣裝置撞擊桿臂62的區域相對。下桿臂62的動作部分裝設在面向帽90的位置，稍呈凸形，因此當跳閘連桿48圍繞心軸46轉動時，由撞針64所施加的跳閘力維持相當的恒定。
斷路器操作機構10的運行情況如下在斷路器操作機構10手動操作的過程中，由于傳動桿26連續地被鎖在板40的閉鎖止檔38里，所以聯系手柄22到觸頭臂12的運動連鎖從不被切斷。手柄22的運動經由傳動桿26、板40和絕緣支撐桿50傳導到觸頭臂12。手動閉合是由順時針轉動將手柄22轉到位置F來控制的，如圖1所示。手柄22的位置F是穩定的，因為肘節連接28的死點已被越過，彈簧34施加在手柄22上的返回力不足以克服肘節28的閉鎖力。斷路器的手動斷開由手柄22在反方向運動到位置O實現(圖6)，使得肘節連接28被解除，板40和支撐桿，50圍繞樞軸42逆時針轉動。
隨著過負荷或短路電流的產生，由熱跳閘脫扣裝置的雙金屬片70或由電磁跳閘脫扣裝置66的撞針64引起斷路器跳閘，使跳閘連桿48從帶電位置(圖1)逆時針轉動到釋放位置(圖5)。上桿臂772離開了傳動桿26的端部37，使得閉鎖力消失。彈簧58在斷開方向所施力矩推動板40向逆時針方向稍許轉動，當臺階74已從跳閘連桿48中解脫后，以此方式就能推動傳動桿26的端部37向下運動。在這個第一跳閘階段的過程中，傳動桿26未被板40的閉鎖止檔38所閉鎖，這樣就切斷了手柄22和觸頭臂12之間的機械聯系。然后，儲能彈簧58的釋放就使得觸頭臂12和板40自由轉動到斷開位置，如圖6所示。在這個第二跳閘階段的過程中，手柄22的返回彈簧34的動作將肘節連接28解除，使手柄22轉動到斷開位置O。在這個位置上，通過板40的閉鎖止檔38鎖住了傳動桿26的端部37，實現了機構10的自動復歸。桿臂72的臺階74鎖住了傳動桿26，以便重新建立起手柄22和觸頭臂12的支撐桿50之間的機械聯系。這樣，機構10就做好準備，通過手動轉動手柄22從位置O(圖6)到位置F(圖1)，重新進行閉合操作。
板40的上部邊緣可裝設標記，表明觸頭臂12的斷開及閉合位置。通過前面板21上的一個窗孔(未示出)，可以從外面看見標記;借助于繞軸轉動的板40，該標記構成了一個機械指示器，提供了觸頭14、16分離的間接指示。在觸頭臂12牢牢固定在由板40推動的支撐桿50上的情況下，這個指示是可靠的。
應該注意到，板40的作用既作為傳動桿26的傳動裝置，又作為觸頭臂12和跳閘連桿48的支撐裝置。樞軸42和心軸46直接與板40一起鑄成，這樣就避免了采用專門的金屬針狀物。板40是由金屬或塑料材料澆鑄制造的。一個固定止檔系統來限制機構10的斷開行程。
樞軸42構成了板40和支撐桿50的公共樞軸，以便減小機構10的總體尺寸。板40的樞軸42與跳閘連桿48的心軸46在軸向分開，并與支撐桿50和下桿臂62間的橫向偏移相配合，一旦連桿48開始其跳閘行程，就允許向鄰近極發出跳閘命令。多極跳閘命令的傳送是借助于一個驅動銷(未示出)來完成的，該驅動銷在心軸46的水平面上固定在跳閘連桿48上。單相故障引起多極斷路器的并列各極同時跳閘。機構10實際上是由兩個不同的子部件組成的，這兩個子部件可以在外殼18的外部預裝配起來，當斷路器組裝時，自然要裝配在一起。
第一個部件包括板40，板40上裝有安裝在樞軸42上的絕緣支撐桿50，以及鉸接在心軸46上的跳閘連桿48。觸頭臂12由一個導電編織帶94與雙金屬片70相連接。第一個觸頭壓力彈簧54環繞樞軸42，靠壓在支撐桿50的突出部55和板40的柱銷56上。跳閘連桿48的第二個返回彈簧76則環繞心軸46裝設。執行第一個部件的安裝就是簡單地將樞軸42在外殼18的軸承44中定位，然后插入壓縮彈簧58。
第二個部件包括手柄22、它的返回彈簧34和傳動桿26。扭矩彈簧34裝在手柄22上，當安裝第二個部件時，彈簧端部35就支承在外殼18的突出部36上。傳動桿26的自由端37則在閉鎖止檔38的槽口82內定位，以提供手柄22和觸頭臂12之間的機械聯系。
在圖7到圖9所表示的另一個實施方案中，根據圖1到圖6，使用同樣的參考號碼來標出斷路器的相同的部分。該斷路器操作機構10裝有一個輔助的快速閉合裝置，用總參考號100標出;該裝置包括一個制動爪102，它與一個傾斜部分104相配合，104沿著絕緣支撐桿50的暫時閉鎖臂106延伸。制動爪102以樞軸結構安裝在手柄22的心軸24上，與制動爪相聯系的返回彈簧108使制動爪102反時針偏轉，靠在手柄22的止檔110上。閉鎖臂106裝設在傳動桿26和電磁跳閘脫扣裝置66之間。輔助快速閉合裝置100的操作如下斷路器的閉合是通過手柄22從左(圖7)到右(圖9)的運動來實現的。在閉合行程開始時，連接手柄22與板40的運動連鎖驅動觸頭臂12向著靜觸頭16運動。制動爪102隨手柄22順時針轉動，并向支撐桿50的閉鎖臂106運動，而閉鎖臂以相反的方向轉動。制動爪102與閉鎖臂106的傾斜部分104相嚙合就制止了支撐桿50的轉動，并且保持觸頭臂12的觸頭部件14與靜觸頭16相距一預定的距離d(圖8)。板40則保持不動，但是制動爪102的端部仍然可以沿傾斜部分104滑動，允許手柄22的閉合運動繼續下去。這就在手柄22的返回彈簧108中產生了能量的積累，直至制動爪102在傾斜部分104上的滑動結束為止(圖8)。手柄22最后運動到圖9的位置，在臂106已被制動的制動爪102釋放后，使板40不再被閉鎖，由于運動連鎖的作用，接著就是觸頭臂12的快速閑合。被放松的彈簧108加速了越過肘節連接28的死點的過程。這樣，動觸頭14的閉合速度就與手柄22的驅動力無關。
斷路器的手動斷開是由手柄22的反向操作運動實現的(從圖9的位置運動到圖7的位置)。由于手柄返回彈簧108的作用，制動爪102縮回并保持在不起作用的位置，以此方式，由于不會阻止板40自由轉動，支撐桿50就逆時針轉到斷開位置(圖7)。
權利要求
1.一個電力斷路器的操作機構，具有一對可分離的觸頭；該操作機構裝在一個模制的絕緣外殼中，并且包括一個以樞軸結構安裝在一根在斷開位置O和閉合位置F之間的心軸上的手動操作手柄，一個連接到手柄上以形成肘節連接的傳動桿；一個使把手向斷開位置O動作的返回彈簧；一個裝在一根樞軸上可轉動的板，它帶有一個閉鎖止檔；該閉鎖止檔靠閉鎖與傳動桿的自由端配合動作，以使在手柄和板之間形成機械聯系；一個跳閘連桿，在故障引起機構自動跳閘后，該連桿通過釋放傳動桿和止檔使得上述機械聯系被切斷，與手柄無關；一個彈簧性系統，確保在觸頭閉合位置的接觸壓力，并且在發生跳閘后使板運動到斷開位置；其中動觸頭由一個用導電材料制作的觸頭臂支承著，觸頭臂固定在一個絕緣支撐桿上，支撐桿鉸接在板的樞軸上；跳閘連桿以樞軸結構裝在一個固定在板上的心軸上；另外該機構還包括在斷開和閉合位置之間驅動支撐桿的雙向機構；所裝配的組件確保在閉合位置上，由于屬于上述彈性系統的第一觸頭壓力彈簧的作用，在板和支撐桿之間有一個小幅度的相對轉動。
2.根據權利要求
1的一個斷路器操作機構，其中絕緣支撐桿與一個閉鎖臂裝在一起，能夠和安裝在手柄上的一個制動爪相配合，以構成一個快速觸頭閉合裝置。
3.根據權利要求
2的一個斷路器操作機構，其中制動爪以樞軸結構安裝在手柄的心軸上;制動爪與一個返回彈簧相配合，由于支撐桿臂的作用，讓制動爪縮回到不起作用的位置，以不會阻止板在斷路器斷開方向的轉動。
4.根據權利要求
2或3的一個斷路器操作機構，其中支撐桿的閉鎖臂包括一個斜面部分，它與制動爪在閉合方向上進行滑動配合;該斜面部分能暫時制止支撐桿和扳的轉動，從而保持觸頭臂的觸頭部分與靜觸頭相距一個預定的距離d;同時又允許手柄繼續向閉合位置運動，在手柄閉合行程結束時制動爪縮回，導致板的釋放以及觸頭的快速閉合。
5.根據權利要求
1到4之一的一個斷路器操作機構;其中跳閘連桿包括一個第一連桿臂，它能夠被跳閘脫扣裝置驅動到跳閘位置;還包括第二連桿臂，它能分別在帶電位置鎖住傳動桿端部，頂靠在閉鎖止檔上，并在跳閘位置松開該端部，以切斷肘節和觸頭臂之間的機械聯系;閉鎖止檔由板的一個槽口形成，該槽口為一個傾斜部分，用來當跳閘連桿在跳閘位置時將傳動桿的端部推動到縮回的釋放位置。
6.根據權利要求
5的一個斷路器操作機構，它包括一個磁熱式跳閘脫扣裝置，該裝置由帶有雙金屬片的熱跳閘脫扣裝置構成;并包括一個帶有撞針的電磁式跳閘脫扣裝置;支撐桿和跳閘連桿互相平行伸展，相對于通過板的垂直平面具有橫向的偏移;當斷路器在閉合位置時，跳閘連桿的第一臂沿電磁跳閘脫扣裝置的方向從絕緣支撐桿中伸出來;當極電流超過上述電磁跳閘脫扣裝置的跳閘整定值時，所裝配的組件能使電磁跳閘脫扣裝置的撞針依次地將跳閘連桿驅動到跳閘位置，并將支撐桿驅動到觸頭分離位置。
7.根據權利要求
5的一個斷路器操作機構，其中第一跳閘連桿臂的動作部分裝設在面向撞針的位置，稍呈凸形，因此當跳閘連桿轉動到跳閘位置時，由電磁跳閘脫扣裝置所施加的跳閘力維持相當的恒定。
8.根據權利要求
5到7之一的一個斷路器操作機構，其中彈性系統包括一個第二儲能彈簧，用來在板上施加一個轉矩，有助于在跳閘連桿的跳閘位置切斷上述機械聯系，并使板轉動到斷路器的斷開位置;第二跳閘連桿臂設有一個臺階，當上述機械聯系建立起來時，這個臺階將傳動桿的端部卡住，使其靠在閉鎖止檔上;還包括一個返回彈簧，它使跳閘連桿偏向帶電位置。
9.根據權利要求
1到8之一的一個斷路器操作機構，其中機構由兩個子部件組成，這兩個子部件可在外殼的外部預先裝配起來，第一個子部件包括板，其上裝有觸頭臂的支撐桿和跳閘連桿;第二個子部件包括手柄，與傳動桿相連。
10.根據權利要求
1到9之一的一個斷路器操作機構，其中一個機械式觸頭位置指示器包括在板的上部邊緣上的位置標記，該標記面向外殼前面板的內壁移動;外殼前面板包括一個指示器標記觀察窗。
專利摘要
該操作機構包括一個與觸頭臂絕緣的支撐桿和一個由一塊板支撐的跳閘連桿；此板裝設在一個樞軸上，可作有限的轉動。在肘節連接和觸頭臂之間的機械聯系包括一個設置在板上的閉鎖止擋，由一個槽口形成，此槽口與跳閘連桿臺階相配合。一旦跳閘連桿被驅動到跳閘位置，該槽口就把傳動桿的端部推回到一個縮回的不閉鎖位置。支撐桿裝設一個帶有傾斜部分的閉鎖臂，與手柄的制動爪相配合，組成一個觸頭快速閉合裝置。該機構適用于小型低壓斷路器。
文檔編號H01H73/36GK86107136SQ86107136
公開日1987年4月29日 申請日期1986年10月30日
發明者拉薩里斯·邁克爾, 巴托洛·威廉姆, 羅塞特·帕特里克, 赫沃依特·格拉爾德 申請人:默林·格倫導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan