模铸绝缘箱壳断路器的操动机构和其各极间的传动系统

本发明涉及到一台具有模铸绝缘箱壳的多极电力断路器，它包括有：

一个操动机构，它具有一个曲柄装置与装在箱壳内多个并列极共用的转换轴杆耦合，该箱壳内设有中间绝缘隔板;

一个可释放的脱扣装置，它在故障事件中与上述机构相配合，藉助该机构的脱扣和转换轴杆的转动而造成断路器跳闸;

每个极包含有：一对可分离的触头，它带有一系列的主触指以与一个定触头在合闸位置相配合;一个灭弧栅;一个支撑该触指的绝缘盒;以及一对连接座，电气地连接于可分离的触头上。

美国专利NO.3，603，755公开了一种多极电气断路器，它的操作机构包括有一个横向可转动的转换杆，三个触头臂即从其上伸出，每个触头臂带有一个触头，该触头即装在其后部的一个螺栓上，该转换杆机械地连接到操作机构的一个肘节连杆上。

美国专利NO.2，042，263提及一种低压断路器，它的操作机构装在绝缘包壳的外面，该包壳内装有开关电极，灭弧栅是设置在贴附在该绝缘包壳上的一个突出的罩子中。

在低压系统用的模铸绝缘箱壳断路器范畴中，多数类型的极涉及到结构问题，它决定于各种不同因数，值得注意的有额定电流、断流能力、选择性等，选择断路器系按下述方法进行：

其额定电流至少应等于所连接馈线的额定电流，

其断流能力至少应等于在所考虑到的水平上计算出的短路电流，

选择性应保证与其下流处的保护开关装置有选择。

所以必须提供第一系列标准断路器，用于系统的短路容量不要求高断流能力和不必须充分的选择性的标准运行条件，第二系列为具有大的断流能力和电动力自动斥分触头的限流断路器，以及第三系列为有选择性释放脱扣装置的断路器，它具有较好的承受电动力接触的能力。电极类型的这种多样性使制造和管理这一范畴的断路器工作复杂化，并且加大了供应和组装的造价问题。

本发明的主要目的在于，断路器在工厂中组装时即要保证电极的可动部分具有快速的置换性，所要求保护的解决这一问题的方案为：触头分组件53的结构，它以其第二连接座60和支撑盒56在一端与一个固定装置64、65相耦合，而以其相对端与机械的传动连杆68相耦合，该连杆68与一个可解除耦合的装置114相耦合。

当该连接座固定装置64、65不连接时，以及当支撑盒56与操作机构解除连接时，该可动触头分组件53即被释放，並且容易从箱壳12中取出。另外不同类的分组件即可被插到下隔室24中，以便将一台标准断路器的电极转换成限定的断路器的电极，或另一种型式的断路器。该操作机构总是标准的，仅需根据这一范围的开关装置所要求的条件选择预定的分组件即可。

在已知的对比文件3的解决方案中，触头臂总是接到转换杆上，而没有一个可释放的耦合装置。于是想解除转换杆与各电极的触头臂之间的机械传动耦合是不可能的。

按照本发明的断路器，其特征在于，由触指支撑盒和每极的一个连接座组成分组件，通过用了一个固定到连接座上的一个固定器件而 固接到箱壳的一个壁上，并且该支撑盒通过与一个可释放的耦合装置相配合的连杆机构而耦合到转换轴杆，这样便能够中断在每极同一水平处与该轴杆相耦接的动力传输系统。

该连杆机构的耦合器件位于该支撑盒的一个小室中，处在第一返回位置和第二保持位置之间，这两个位置各相应于所述支撑盒与该连杆机构的解除耦合与耦合两种状态。

由于拆开连接座固定器件和解除支撑盒与该操作机构的耦合就放开了动触头分组件，故较容易把它从箱壳后面取出，并且更换上另一不同规范的分组件，所以就把一种标准的断路器改换成为限电流的、选择性或定值不同的断路器，各种规范的动触头分组件需存库待用，而在为了得到所需要的开关设备时将指定极的分组件装到标准机构的断路器外壳中就可以了。

上述绝缘支撑盒本体包含有一个通到耦合器件的小室中去的孔洞，以便该耦合器件抵抗一个返回弹簧的力被驱动到其第一返回位置。用一个工具插在该支撑绝缘盒的孔洞中驱动该可释放的耦合器件到其返回位置是较易实现的。

每极的触指支持盒被枢装在该分组件的连接座上，该盒的轴被置于固定在连接座上的一个托架的轴承中，并且该分组件固定螺丝穿过该托架后就插到箱壳上的孔中。

该次组件支持盒有利于在容有操作机构箱壳的上隔室和装有各极的下隔室之间构成了电和热的隔离，该盒也对遮断气体所致的污秽形成保护屏障。

按照本发明的断路器，在不取下主绝缘箱壳的装配螺丝条件下即能检查触头状况及估计其磨损程度。该绝缘箱壳侧壁之一设有一个开口通向装有每极的可分离触头对的隔室，并且灭弧栅是稳固在一个绝缘支架上，它是活动的，能顺着该极的纵向被传送或是传送到灭弧栅在箱壳内所在的位置而封闭该开口，或者从该开口取出该灭弧栅。

在将灭弧栅取出后，即可对相应极的触头状态进行视查，可逐极进行，无需拆开绝缘箱壳。

每极装设有一个触头磨损指示器，是由位于动触头的绝缘支撑盒上的目视记号形成，动触头包括有与一些触头压簧相结合的多个触指，每个触指包括一个延伸端，该端位于上述记号邻近，记号例如可以是一个在该盒上半开口的凹槽，该延伸端的端头与该记号之间的相对位置关系即指示出该触头的磨损程度。

其它优点和特征可以下述本发明中一个实施例的详细说明和附图所示得到更清楚的了解，所述的仅是一个例子。

图1为三相断路器的一个透视图，为箱壳拆开后的状态;

图2为图1的三相断路器在箱壳组合好并且一极灭弧栅被取出后的透视图;

图3表示该断路器一极的纵断面图，为触头在开断位置;

图4为一个灭弧栅的放大图，是图5中剖线Ⅳ-Ⅳ的横断面，

图5是图4的侧视图;

图6是按照图4中剖线Ⅵ-Ⅵ画的横断面图;

图7是一极的动触头分组件的解体透视图;

图8是图3的部分视图，表示在一极的转换轴杆和支撑盒之间的传动系统;

图9和图10是按照图8中剖线Ⅸ-Ⅸ画的横断面图，分别表示机械耦合器件的耦合位置和退耦合位置;

图11为类似于图3的视图，但为动触头分组件的解体和装配状态;

图12，为图3的部分视图，表示该断路器在合闸位置;

图13，为同于图12的视图，表示用于限制电流极的另一种型式的组件;

图14为图4灭弧栅的解体透视图;

图15，为图3的放大详图，表示的是断路器在合闸位置。

在图1到图6中，具有多个并列极的低压电力断路器10包括有一个由绝缘材料模铸成的平行六面体的箱壳12，它装配有一个端部敞开的中间盒14、能遮盖上端的盒盖16和能遮盖下端的底盘18。该中间盒14包括有一个绝缘分隔板20，它平行于上边的端部并将箱壳12界限出一个上隔室22和一个下隔室24。箱壳12的最后组件藉助于主固定螺丝穿过在箱壳12上并与其深度相当的孔25而装配成。

一个带有加载杆28的储能操动机构26被装在上隔室22中，并且受中间盒14的隔板20的支撑。箱盖16的前面30具有：多个孔32，用以让加载杆28穿过;按钮开关;触头位置指示器及脱扣调节装置，一个各极共用的转换轴杆33（或称横向转换轴杆）受机构26的驱动而同时地牵动各极的运动组件动作于开断位置及合闸位置之间。

下隔室24被分隔各极的各绝缘壁34（图1）纵向地分割，壁 34被固定于底盘18上，伸长的方向垂直于中间盒14的隔板20。在图3中，隔室24中的每个极包含有一对可分离的触头36、38和一个灭弧栅40，该灭弧栅40由一对下部和上部导弧角44、46围着的多层金属板42形成。定触头36由穿过绝缘底盘18的第一连接座48直接支撑，下导弧角44由固定装置50、52分别固定在座448和底盘18上，与每极定触头36相配合的动触头38的分组件53包括有由一个横连杆55连接起来的多个主触指54，并被固定在绝缘材料做成的支撑盒56上，每个铜触指54由一条专门的编织带导线58连接到每极的第二连接座60上，每个所述座60穿过底盘18并在该断路器装配好的情况下与第一座48平行地延伸。触头压力弹簧62插在触指54和支撑盒56之间，并且第二座60由一根螺丝64和托架65组合后固接于该中间盒14上。

绝缘箱壳12的中间隔板20伸过盒14整个表面的方式能造成下隔室24与上隔室22电气隔离。在隔板的中间部位有一个孔66，好让连杆机构68在转换轴杆33和每极的支撑盒56之间穿过。

灭弧栅40与各对可分离的触头36、38沿每极的纵向对准在一条直线上，灭弧栅的详细结构示于图4、5、6和15中。多层金属去游离灭弧栅板42布置在两侧带有突出边70、72的绝缘支撑69上，每个突出边70、72的内表面上设有多个肋74，它界限出栅板42和上灭弧角46相互对着的各边缘间一连串定位槽76，每对突边70、72附有两块模铸的前面固定半板78、80，以此构成一个单独绝缘部位，在这两块半板78、80装配好后，灭弧栅40即被把持定位在使板42定位的突边70、72之间，而且灭弧栅40即藉助两个组合夹板82、84固夹在其本位处，有两个辅助螺丝86、88穿 过该组合夹板82、84、其位置在两块半板78、80的接缝中间，并与灭弧栅40的绝缘支撑69共平面。排气槽孔89设置在半板78、80中以便排出遮断电弧的气体。

在图2中可见到取出来的一个灭弧栅40，卸掉属于右手侧极支撑69的两个辅助固定螺丝86、88即可取出该灭弧栅40，不需卸除绝缘箱壳12上任一主装配螺丝23，箱壳12仍保留在装配状态，并且灭弧栅40是在极的纵向（箭头F）从设在模铸箱壳12上的长方形开口90抽出。该开口90直通到下隔室24，它位于每极的水平线在绝缘箱壳12的一个侧壁上，当需对断路器进行维护工作时，取出灭弧栅40即能检查可分开触头36、38的状态，卸除灭弧栅40后藉助于在相应的支撑盒56（图15）上的检验记号92极易视查每极的各触头36、38上垫层的磨损程度，该记号92系由两个隆起线R1和R2界限的一个半开切口形成的。位于动触头38和熄弧角44之间的各触指54的前部包括有一个伸出端94，它的端头面对着支撑盒56的上述记号92。有了触头压力弹簧62的存在就可使触指54与支撑盒56的相对位置关系随着触头36、38的磨损程度而改变。磨损的检验是在储能机构26已被加载杆28加载后断路器处在合闸位置情况下进行的，而且这时因合闸爪（未示出）解除连锁而触头36、38已进入闭合状态。当伸出端94的端头与记号92的隆起线R2重合时代表触头36、38的磨损最大，各极触头务必更换;当伸出端94位于记号92的两隆起线R1和R2之间的间隙内时，此时触头的啮合条件符合要求。这样对触头36、38磨损程度的视查方法完全不用拆开箱壳12或机构26，并且可逐极进行，只要拆除支撑69上的两个固定螺丝86、88并取出相应的灭弧栅40即成。

在检查过触头36、38的状态之后，组装在一个盒体中的支撑69和灭弧栅40即通过触头范围内下隔室24的侧面开口90被安装到与该极的纵方向对正，此后，绝缘支撑69即靠拧紧辅助螺丝86、88而定住，并且上熄弧角46与动触头分组件中触指54的相对位置也即完全确定。与绝缘支撑69相连接并共平面的两个半板78、80形成封闭下隔室24的长方形开口90的一个壁。辅助固定螺丝中之一86被拧到底盘18的一个小孔中，而另外的固定螺丝88则插到中间盒14的一个孔中，在插有灭弧栅40的部位，封闭壁提供一个与绝缘箱壳12的其余壁相连续的平面，遮断电弧气体则由上述封闭壁中的槽孔89排到大气中。

在图7到10中，绝缘支撑盒56包含有多个容纳各触指54的凹槽98，其两侧被在极的纵向延伸的两个平行突边100、102所界限，每个突边100、102含有一个轴头104，它被定位到在第二连接座60上固定着的托架65上相应的轴承106中，当该托架65靠螺丝64而装到中间盒14上时，上述的支撑盒56即被枢装到连接座60上，同时纳入到靠机构26驱动的转换轴杆33的转动程序。

在转换轴杆33和每极的支撑盒56之间的连杆机构68是由一个传动杆108与曲柄112的一个轴110绞接形成，曲柄112则键接到上述转换轴杆33上，位于轴110对侧的杆108的端部与布设在支撑盒56内的可释放的耦合器件114相配合。该耦合器件114包括有一个装在支撑盒56中圆筒形小室118内作有限滑动的滑块116，它垂直于传动杆108延伸，滑块116的一端延伸出一个耦合销120，它在压簧124的作用下其外形恰好啮合到杆108的一个孔或洞中（图9），该压簧124则在圆筒小室118内同轴线地伸 张并且被插在滑块116和端塞126之间，端塞126位于耦合销120的相反端并封闭住小室118。滑块116上还设有一圈凹槽128，工具能插在其中（未示出）驱动该耦合器件114抵抗压簧124的力，使之移到后退位置（图10），这时在转换轴杆33和支撑盒56之间的连杆机构68即被中断联系，从而使动触头次组件53释放。机构26保留在上隔室2内，但它与该极的动触头组件解除了机械联系。工具可通过支撑盒56本体上的长方孔130（见图7）而伸到环槽128中触及滑块116。

在带有公共转换轴杆33的每极的连杆机构68水平上有了可释放的耦合器件114，这对于断路器10各极的装配及其互换性比较有利。

断路器一极的装配说明在图11中，这是在机构26和转换轴杆33已被装在箱壳12的上隔室22中的情况。动触头分组件53是在卸除底盘18和各极的灭弧栅40之后从箱壳12的背面装入。每极的动触头分组件53包括支撑盒56、触指54及其相接的编织带导线58、触头压簧62、还有第二连接座60及其固定托架65。支撑盒56的轴头104被定位在托架65的轴承106中，而动触头组件53在箭头F1所指方向运动并且藉助螺丝64穿过连接座60的托架固定到中间盒14的隔板20的下面，拧紧螺丝64后，在机构26释放位置下将机构68耦合到支撑盒56上，这项操作需要人工驱动转换轴杆33到合闸位置，并且用工具移动该耦合器件114到图10所示退回位置，以便将传动杆108装入。控制该耦合器件114的工具是从箱壳12的开口90和支撑盒56上的孔130插入的，然后释放该滑块116，于是由于弹簧124的反弹 而造成耦合销120进到插108的孔122中，在连杆机构68的耦合操作完成后，转换轴杆33反时针地摆动到开断位置，如图3所示。

每极的定触头组件包括第一连接座48和与下灭弧角相关连的定触头36，它们通过拧紧固定装置50、52而固定到底盘18的内面上（图3）。最后，藉助箱壳12上的主螺丝23而将盖板16和底盘18装在中间盒14上，各极的组装工作即完成。

机构26的储能装置在藉加载杆28加载到储能后造成断路器合闸，随后检查各极的触头36、38啮合程度，将灭弧栅40插好在组装完的箱壳12的侧开口90中（见图2）以后，断路器10即被最后装配完毕。

断路器在组装好的状态下，绝缘支撑盒56处于隔板20的孔66中，能允许每极的连杆机构68运动，而且在箱壳12的两个隔室22、24之间形成电和热的隔离，这就能使从前面30操动的操动机构26完全与各极中的活动部分电气隔离。当支撑盒56藉稳定在座60上的轴头104转动在触头36、38的开断位置（图3）与合闸位置（图12）之间时，孔66永是保持封闭状态，所以保证了两个隔室22、24之间严密的隔离，因此在上隔室22中的任何污物也不会影响到下隔室24中各极电弧遮断的效果。围绕连接座60装有一个盘型电流互感器，在隔室24的内侧由底盘18支撑着。

根据所需要的一定范围内断路器的遮断性能和电气特性，在下隔室24中换装特定的各极还是比较容易的。图13说明装设限制电流极的情况，该极含有电动斥分效应的触头36、38，该触指154 枢装在一个横轴156上，轴156则由固定到绝缘支撑盒56上的一个支撑158运载，支撑158带有一个弯曲的导向槽160，它的长度与触指154在电动斥力作用下的行程相应，这个电动斥力是在该极回路中发生短路电流产生的。受电动斥力而开断触头36、38（图13中虚线），于是受机构26的脱扣响应而造成转换轴杆33反时针旋转，结果造成断路器10的各极全部开断。

图13中限制极的安装也和图3、11和12中安装极的方法相同，即在托架65已固定在中间盒14及连杆机构68已被耦合好（图7到10）之后进行。

断路器10各极的拆卸可按反于上述装配顺序执行，在卸去箱壳12的底盘18和灭弧栅40之后进行。动触头分组件53是在退出螺丝64后从箭头F2所指方向（图11）卸下，同时连杆机构即与转换轴杆33脱离接触。根据电路容量、电路保护和控制功能的需要，该断路器当然也能适应装入任何其它类型的极。

根据图7和12，每极的连接座48、60可方便地装配上定位楔160，它可装在底盘18的凹槽内。

各凹槽的尺寸对所有的断路器规格都是相同的，而且楔160的厚度则随其规格变化，这样的设计以便能应用一个标准的绝缘箱壳12，并能在任一凹槽中适应各种不同截面的连接座，其定额从800A到4000A。

本发明的范围不限于所详细说明的及附图所表示的实施例，而且对照上述即能改变而发展成任一等效的实施方案，其中值得注意的是在图7到10中能释放的耦合器件114能够用任何其它在转换轴杆33和各极之间的机械释放装置来代替。