改进的遥控断路器

发明领域

本发明涉及到改进的断路器，本发明特别涉及到一种改进的低压 (也就是低压值低于1KV)断路器，它在闭合操作过程中是遥控的。

相关技术

公知的低压断路器是用来在配电线路中遮断电流循环(例如是在故 障情况下)。这是利用分断一种有两个电触头与配电线路串联连接的适 当的弹簧机构来实现的(断路操作)。在断路器执行完断路操作之后，需 要使断路器再次恢复到正常工作状态，也就是连接断路器的两个电触头 (闭合操作)以便允许电流通过。闭合操作往往是利用一种手动闭合机 构来执行的。手动闭合操作在有些情况下往往很困难，特别是在断路器 被装在操作人员不易接近或者是很远的位置时。为了解决这一问题，在 现有技术中已经引入了遥控断路器。遥控断路器普遍都设有一个遥控 电机装置，让操作人员能够执行闭合操作，无需人工介入。事实上可以 遥控起动电机装置产生一种运动，利用适当的机械装置来连接电触头。 在电触头连接之后使电机装置脱离移动触头，让断路器持续其正常操作， 直至执行下一次断路操作。

公知的遥控断路器有几个缺点。

事实上，上述的遥控电机装置一般都包括一个遥控电机，它的整体 尺寸和占用的体积往往是非常可观的，因为它存在电感/电容电路和/或 绕组。实践证明这样的遥控断路器往往很难安装到配电线路开关板上 (事实上，为了容纳已知型号的遥控断路器至少需要一个所谓的四-模块 盒)。显而易见，这样会招致安装费用的增加。另外，电机的存在需要提 供复杂的机械装置将电机产生的运动传递给移动触头。复杂机械装置 的存在显然会进一步增大总体尺寸。再有，由于机械故障的概率比较高， 整个遥控断路器的可靠性必然会降低。还有，机械装置的复杂性往往意 味着需要较高的制造成本。

发明概述

本发明的主要目的是提供一种能够克服上述缺点的遥控断路器。 在这一范围内，本发明的另一个目的是提供一种遥控断路器，其特征是 明显地缩小了整体尺寸和体积。

本发明的再一个目的是提供一种遥控断路器，它能够大大简化在断 路器的闭合操作过程中用来向移动触头传递运动的机械装置和操作元 件。

本发明的又一个目的是提供一种遥控断路器，其特征在于能够大大 简化安装并且提高可靠等级。

本发明的目的还有要提供一种便于以低廉成本制造的遥控断路 器。

本发明所提供的遥控断路器至少包括一个固定触头和一个移动触 头，它在遥控断路器的闭合/断路操作过程中分别与固定触头连接/断 开。按照本发明的遥控断路器进一步包括遥控电机装置，在断路器的闭 合操作过程中利用运动传递装置将移动触头连接到固定触头。按照本 发明的遥控断路器的特征在于遥控电机装置包括至少一个遥控的压电 电机部件。遥控的压电电机部件操作连接到运动传递装置，用来在遥控 断路器的闭合操作过程中将移动触头连接到固定触头。    

附图的简要描述

从下文中参照附图的说明可以更好地理解本发明的遥控断路器的 其他特征和优点，在附图中：

图1示意性地表示了按照本发明的遥控断路器的基本结构框图；

图2示意性地表示了按照本发明的遥控断路器的一个部位的最佳 实施例；

图3示意性地表示了按照本发明的遥控断路器中另一部位的最佳

实施例的示意框图；

图4示意性地表示了按照本发明的遥控断路器中另一部位的最佳

实施例；

图5示意性地表示了按照本发明的遥控断路器中另一部位的最佳

实施例；

图6示意性地表示了按照本发明的遥控断路器中另一部位的另一 个最佳实施例。

发明详述

参见图1，图中表示了按照本发明的遥控断路器(标号为1)的基本 结构框图。

遥控断路器1至少包括一个固定触头3和一个移动触头2。移动 触头2在遥控断路器1的闭合/断路操作过程中分别与固定触头3连接 /断开。

这一遥控断路器1进一步包括遥控电机装置4，在遥控断路器1的 闭合操作过程中利用运动传递装置5将移动触头2连接到固定触头3。 遥控电机装置4包括至少一个遥控的压电电机部件6，它操作连接到运 动传递装置5，用来在遥控断路器1的闭合操作过程中将移动触头2连 接到固定触头3。

遥控压电电机部件6最好是包括一个定子装置7，它包括操作连接 到一个定子框架9上的至少一个压电部件8。遥控压电电机部件6还 包括操作连接到定子框架9上的一个转子装置10。

参见图2，按照遥控断路器1的一个最佳实施例，定子框架9最好 包括一个法兰元件11。法兰元件11最好具有基础壁13和从基础壁13 上大致垂直地突出的突出壁12。如图2所示(图中仅仅表示了法兰元 件11的一部分)，压电部件8最好是包括机械连接到基础壁13上的一 个以上压电元件15。用预定的激励信号16激励压电元件15(参见图1)， 从而确定突出壁12的椭圆形运动17。

事实上，可以对压电元件15的两个不同部位(未示出)施加由相位 差90°的两个不同的超声波信号构成的激励信号16。这样就能迫使各 部位的压电元件15按90°相位移产生振动。振动被传递到突出壁12， 在突出壁12上产生两个90°-相位移的“行波”(未示出)。按照这种 方式，突出壁12的各点就会发生一种椭圆形运动17。

激励信号16(参见图1)可以由位于遥控电机部件6附近的一个适 当的电子电路160来产生。

由最好是装在操作人员便于接触的一个位置上的遥控装置18产生 起动信号180，并且将起动信号传送到电子电路160。起动信号80的传 送可以按照本领域技术人员公知的技术来完成。具体地说，这种传送可 以按照传统的(电连接)方式或者是无线方式来执行。或者是将电子电 路160和遥控装置18集成在一起。

按照本发明的实施例，转子装置10包括一个转子盘19(在图2中 没有表示，但是可以参见图3和4)。转子盘19被机械连接到突出壁12 上，可用来产生一种旋转运动。

按照本发明如图3的框图所示的一个最佳实施例，运动传递装置5 最好是包括机械连接到转子盘19上的一个轴状元件20。轴状元件20 可以机械连接到转子盘19上，或者是和转子盘19的结构一体化。运动 传递装置5还最好有一个操作连接到轴状元件20的肘节(toggle)元件 21。如下文所述，可以利用一个齿轮系22来实现肘节元件21与轴状元 件20的机械配合。进而，运动传递装置5最好是包括一个运动链条23， 至少在遥控断路器的闭合操作过程中用来将肘节元件21操作连接到移 动触头2。

参见图4，图中表示了齿轮系22的一个最佳实施例的两种不同视 图。齿轮系22包括一个与轴状元件20机械连接的小齿轮元件24，和 一个与肘节元件21机械连接的旋转齿条元件25。旋转齿条元件25与 小齿轮元件24配合，将运动传递到肘节元件21。如果转子盘19在箭 头26的方向上旋转，旋转齿条元件25就会朝箭头27的方向运动，而 肘节元件21就会随之朝箭头28所指的方向运动。特别要注意到图4， 转子盘19的旋转运动被有效地转换成了肘节元件21的运动。

如上所述，肘节元件21在闭合过程中通过运动链条23操作连接到 移动触头2。参见图5，运动链条23包括一个棒条机构30，它包括一 或多个机械连接在移动触头2和肘节元件21之间的棒条元件31，从而 在闭合操作过程中将运动传递到移动触头2。如图5所示，棒条机构30 可以包括四个棒条元件31。这一点对于磁-热效应的遥控断路器特别 有利。然而，棒条机构根据不同需要也可以具有不同数量的不同元件 31。例如，对于遥控的残余电流断路器的情况，可以有利地采用五个棒 条元件。如上所述，按照本发明，运动链条23在遥控断路器的闭合操作 过程中能够将运动传递给移动触头2。特别是可以用棒条机构31形成 合适的旋转枢轴，从而将肘节元件21的运动传递给移动触头2。参见 图5所示的最佳实施例，肘节元件21朝箭头28的方向运动，驱使旋转 枢轴35朝箭头32的方向横向运动。这样就会使棒条机构30的元件31a 和31b之间的角度34减小。按照这种方式，移动触头就需要朝箭头33 的方向运动，从而连接到固定触头3。

一旦移动触头2连接到固定触头3，肘节元件21就与运动链条23 机械脱离。这可以由一个脱扣机构(未示出)来实现，这种脱扣机构对于 本领域技术人员是公知的。如果有必要，这一脱扣机构可以通过通常用 来执行移动触头2与固定触头3的分离(断路操作)的那种弹簧机构与 运动链条23啮合。按照这种方式，遥控的压电电机部件6不会对遥控 断路器的断路操作有任何影响，按照通用的市场需求和/或标准，断路操 作主要是由上述弹簧机构所决定的。

在执行完断路操作之后，还需要重新闭合电触头2和3，遥控压电 电机部件要回到其初始位置。可以直接利用预定激励信号的反相相位 延迟来实现。在这一运动过程中，利用上述的脱扣机构使肘节元件21 再次与运动链条23机械啮合。按照这种方式，运动电机部件6就能驱 动遥控断路器的闭合操作。

或者是，按照本发明，在遥控断路器的一个最佳实施例中，肘节元件 21可以在对应的枢轴点35处连接到运动链条23，使该点直接承受肘节 元件21施加的运动28。在这种情况下，按照本发明，运动链条23包括 一个棒条机构30它实际上仅仅包括两个在遥控断路器的闭合操作过程 中用来向移动触头2传递运动的棒条元件(31a，31b)。事实上，在这种 情况下，棒条元件31c和31d仅仅用于肘节元件21与运动链条23脱离 情况下的断路操作。同样，肘节元件21也可以在对应的其他枢轴点连 接到运动链条23上，例如是在枢轴点36处。在这种情况下，运动链条 23包括一个棒条机构30，它仅有一个棒条元件31a。值得注意的是，在 这种情况下还非常便于用压电电机部件来控制遥控断路器1的断路操 作。

按照本发明的遥控断路器能够实现预计的目的。

事实上，采用用来移动移动触头2的遥控压电电机部件6能够避免 使用电磁装置。事实上，按照所示的最佳实施例，由遥控的压电电机部 件产生的运动主要是“机械式”运动。按照本发明的这种性质具有明 显的优点，能够明显地减少动作元件的数量，明显缩小遥控断路器的整 体尺寸和占据的体积。事实上，实践已经证明本发明的遥控断路器很容 易装入一个所谓的“二-模块”盒。

另外，由于缺少了需要采用巨大绕组结构的电磁装置，按照本发明 的遥控断路器还具有重量明显减轻的特征。由这些事实可以带来比较 低的制造和安装成本。

进而，明显减少动作元件还能够提高工作可靠性，并且容易以低速 和相对比较短的反应时间获得大转矩。这样就能明显改善操作性能。

按照本发明的遥控断路器特别适合用于低压也就是1KV以下电压 值的应用。

由于采用压电电机部件6实际上仅仅影响到闭合操作，这种遥控断 路器按照为确定断路操作可供选择的不同模式可以有不同的型号。这 样，本发明的遥控断路器就可以用做遥控的磁-热断路器或者是遥控的 残余电流断路器。如上所述，在这种情况下可以通过选择不同的断路机 构根据需要来确定不同的使用模式。

按照本发明的遥控断路器可以包括各自具有至少一个移动触头2 和一个固定触头3的一或多个电极。特别是，按照本发明的遥控断路器 可以做成三-极式或者是四-极式。

本发明的遥控断路器按照设想可以有许多修改和变更，所有这些都 属于本发明原理的范围之内。所有细节还可以用其他技术上等效的元 件来替代。实践中使用的材料只要求根据需要和技术条件满足具体的 用途和尺寸。