电气开关装置及其跳闸指示器 |
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| 申请号 | CN200780014579.5 | 申请日 | 2007-02-26 | 公开(公告)号 | CN101427337A | 公开(公告)日 | 2009-05-06 |
| 申请人 | 伊顿公司; | 发明人 | J·S·吉布森; J·W·洛克哈特; | ||||
| 摘要 | 一种用于 断路器 的跳闸指示器(2)，该断路器具有包括第一开口(54)和第二开口(56)的壳体、可分离触点、以及具有从第一开口(54)突出的操作 手柄 (62)的操作机构。跳闸指示器(2)包括一体式旗标构件(4)，其具有带有跳闸旗标的第一端，以及带有第一和第二一体的支脚(12，14)的第二端。第一支脚在可分离触点没有跳闸打开时 偏压 跳闸旗标远离第二开口(56)，并且包括闩 锁 部以将旗标保持在可见 位置 以指示跳闸状况，而不管操作机构的位置如何。第二支脚设置成靠近第一支脚，并且朝断开位置偏压操作手柄(62)，从而帮助手柄响应跳闸状况离开接通位置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于电气开关装置(50)的跳闸指示器(2)，该电气开关 装置(50)包括具有第一开口(54)和第二开口(56)的壳体(52)、由 所述壳体(52)封装的可分离触点(58)、以及包括具有第一端(64)和 第二端(66)的操作手柄(62)的操作机构(60)，该操作手柄(62)的 第一端(64)从所述壳体(52)的第一开口(54)突出，所述操作机构(60) 能够在断开、接通和跳闸位置之间操作，在所述断开、接通和跳闸位置所 述可分离触点(58)分别打开、闭合和跳闸打开，并且所述操作机构(60) 构造成响应跳闸状况而跳闸打开所述可分离触点(58)，所述跳闸指示器 (2)包括： |
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| 说明书全文 | 技术领域本发明总体涉及电气开关装置，尤其涉及包含跳闸指示器的断路器。 本发明还涉及用于断路器的跳闸指示器。 背景技术断路器在本领域中通常存在已久并且是公知的。断路器用于保护电气 电路免受由于跳闸状况例如过电流状况、过负荷状况、欠电压状况、较高 电平短路或故障状况、接地故障状况或电弧故障状况造成的损害。 例如，模制外壳断路器包括至少一对可分离触点，其响应于跳闸状况 经由设置在外壳的外部的手柄被手动操作，或者经由跳闸机构被自动操作。 通常，断路器操作机构包括托架组件，该托架组件可在正常断路器操 作期间的闩锁构型与解锁位置之间操作，在该解锁位置，可分离触点响应 于跳闸机构检测到的跳闸状况而跳闸打开。断路器具有对应于可分离触点 的状态的一定数量的操作手柄位置。例如，三位置断路器具有三个操作手 柄位置：对应于可分离触点闭合的接通(ON)位置，对应于断路器断开 (OFF)的第两位置，和第三中间跳闸位置，在该第三中间跳闸位置可分 离触点响应于跳闸状况而跳闸打开。另一方面，对于两位置断路器，OFF 位置也是跳闸位置。具体地说，当发生跳闸状况并且两位置断路器跳闸时， 操作手柄被自动地推到OFF位置，并且在跳闸状况发生之后自动复位机构 将托架组件自动复位，通常同时操作手柄仍停留在OFF位置。因此，断路 器自动准备好通过将操作手柄手动地枢转到ON位置而返回ON(状态)。 鉴于后一种类型的断路器的共用的OFF位置和跳闸位置，不可能迅速 在视觉上确定断路器的状态。几乎不可能确定断路器是已经跳闸还是已经 被故意地手动断开。由于不能容易地识别跳闸状况的发生或跳闸状况的根 源以便改正问题，所以这很令人头疼。当该断路器是设置在同一配电板内 的多个断路器中的一个时，其中可能一些断路器已经被故意地断开，或者 例如一些断路器的手柄使用例如挂锁被锁定在ON位置，因此问题会更加 突出。 为了帮助解决此问题，已知三位置断路器在断路器中包括跳闸指示器 以指示跳闸状况。通常，跳闸指示器包括指示器组件，该指示器组件与断 路器的操作手柄或托架相互作用，以便在覆盖断路器壳体中的一个开口的 透镜或窗口下面定位视觉标记例如跳闸旗标，该视觉标记可包括指示断路 器状态的印刷文字(例如，“T”、“TRIPPED”、“ON”或“OFF”)。 所述旗标或其他标记响应于跳闸状况被托架致动。例如，当托架响应于跳 闸机构而解锁并枢转时，断路器的可分离触点打开，并且托架将旗标推到 指示位置。由于旗标的位置取决于托架的位置，所以旗标保持在指示位置 可见，直到操作手柄被手动复位，从而重新闩锁托架并拉动旗标离开指示 位置。 应理解，前述的指示器设计不利于与两位置的自动复位断路器一起使 用。更具体地说，由于跳闸旗标取决于托架，所以如果这种设计用于自动 复位断路器，则跳闸旗标只有在托架位于其对应的解锁位置时才暂时可见。 然后当托架自动复位(即，重新闩锁)时，旗标将立即被托架拉离指示位 置。此外，这种设计不能解决以下情况：其中发生跳闸状况但是操作手柄 还未移动到OFF位置或跳闸位置，例如，如前文所述，断路器已经跳闸但 是操作手柄被挂锁锁在ON位置。在这种情况下，已知的跳闸旗标不会指 示跳闸状况，从而几乎不可能识别一组断路器中的哪个断路器已跳闸。因 此，对于两位置自动复位断路器，存在不能识别特定的断路器是否已经跳 闸的问题。 因此，需要一种不管断路器的操作手柄或托架的位置如何均能够提供 跳闸状况的标记的跳闸指示器。 因此，用于断路器例如自动复位两位置断路器的跳闸指示器以及使用 跳闸指示器的断路器存在改进空间。 发明内容本发明满足这些及其它需求，本发明涉及一种断路器和用于该断路器 的跳闸指示器。跳闸指示器的弹性特性和独特的闩锁设计的组合确保不管 断路器操作机构的位置如何，即使断路器的操作机构已经自动复位，仍将 容易地看到跳闸状况的指示。跳闸指示器的独特的弹性和挠曲特性还能够 用于提供偏压力，以便帮助断路器操作机构响应跳闸状况移动到希望的位 置。 作为本发明的一个方面，提供一种用于电气开关装置的跳闸指示器。 电气开关装置包括具有第一和第二开口的壳体，被该壳体封装的可分离触 点，以及包括具有第一端和第二端的操作手柄的操作机构。操作手柄的第 一端从壳体的第一开口突出。操作机构可在其中可分离触点分别打开、闭 合和跳闸打开的断开、接通和跳闸位置之间操作，并且操作机构构造成响 应跳闸状况跳闸打开可分离触点。跳闸指示器包括：包括跳闸标记的旗标 构件，旗标构件构造成由电气开关装置的操作机构响应跳闸状况而致动以 便移动跳闸标记，从而使得跳闸标记在壳体的第二开口处或附近可见；第 一支脚，该第一支脚设置成远离跳闸标记，并且构造成当可分离触点没有 跳闸打开时偏压跳闸标记远离壳体的第二开口；和第二支脚，该第二支脚 设置成靠近第一支脚，并且构造成朝断开位置偏压操作机构的操作手柄， 以便帮助操作手柄响应跳闸状况从接通位置移开。响应跳闸状况，第一支 脚还构造成接合电气开关装置的壳体的一部分，以便不管所述电气开关装 置的操作机构的位置如何，均通过旗标构件保持可见的跳闸指示。 旗标构件可以是一体式构件，其中第一和第二支脚是该一体式旗标构 件的组成部分。旗标构件、第一支脚和第二支脚可由弹性材料制成。跳闸 标记可以是跳闸旗标，其构造成在跳闸状况之后在壳体的第二开口处可被 容易地看到。 操作机构还可包括托架，该托架在操作手柄的第二端附近可枢转地安 装在壳体内，并且可在闩锁位置和解锁位置之间移动，在该解锁位置可分 离触点被跳闸打开。旗标构件可构造成当托架处于解锁位置时被托架接合， 以便朝电气开关装置的壳体的第二开口移动跳闸标记。 作为本发明的另一方面，电气开关装置包括：包含第一和第二开口的 壳体；被该壳体封装的可分离触点；包括用于打开和闭合可分离触点的操 作手柄的操作机构，该操作手柄包括从壳体的第一开口突出的第一端、和 第二端，该操作机构可在分别对应于可分离触点打开、闭合和跳闸打开的 断开、接通和跳闸位置之间移动；以及跳闸旗标，该跳闸旗标包括：包含 第一端和第二端的旗标构件，旗标构件的第一端具有跳闸标记，旗标构件 的第二端具有第一支脚和第二支脚，当可分离触点没有跳闸打开时该第一 支脚偏压跳闸标记远离壳体的第二开口，第二支脚朝断开位置偏压操作手 柄以便帮助操作手柄响应于跳闸状况从接通位置移开，其中当可分离触点 响应于跳闸状况跳闸打开时，旗标构件被操作机构接合以便将跳闸标记移 动到壳体的第二开口处或附近的可见位置。不管所述操作机构的位置如何， 响应于跳闸状况，第一支脚均接合电气开关装置的壳体的一部分以便通过 跳闸旗标保持可见的跳闸指示。 电气开关装置的壳体可包括闩锁凸起部，并且旗标构件的第一支脚可 包括闩锁部，其中当可分离触点跳闸打开时，第一支脚的闩锁部接合壳体 的闩锁凸起部，以便在壳体的第二开口处保持跳闸标记的可见位置。 作为本发明的另一方面，一种断路器包括：包含第一和第二开口的壳 体；被该壳体封装的可分离触点；包括托架和用于打开和闭合可分离触点 的操作手柄的操作机构，该操作手柄包括从壳体的第一开口突出的第一端、 和第二端，该操作机构可在分别对应于可分离触点打开、闭合和跳闸打开 的断开、接通和跳闸位置之间移动；该托架在操作手柄的第二端附近可枢 转地安装在壳体内，并且可在闩锁位置和解锁位置之间移动，该解锁位置 对应于可分离触点响应于跳闸状况而跳闸打开；以及跳闸指示器，该跳闸 指示器包括：包含第一端和第二端的跳闸指示构件，跳闸指示构件的第一 端具有跳闸标记，跳闸指示构件的第二端具有第一部分和第二部分，当可 分离触点没有跳闸打开时该第一部分偏压跳闸标记远离壳体的第二开口， 该第二部分朝断开位置偏压操作机构的操作手柄以便帮助操作手柄响应于 跳闸状况从接通位置移开，其中托架在解锁位置接合跳闸指示构件以便将 跳闸标记移动到壳体的第二开口处或附近的可见位置。响应于跳闸状况， 托架朝断路器壳体驱动跳闸指示构件，直到第一支脚接合壳体的一部分以 便通过跳闸指示构件保持可见的跳闸指示，而不管所述托架的位置如何。 当第一支脚接合壳体时，跳闸指示构件脱离托架。 跳闸指示构件可以是旗标构件，其中旗标构件的第一部分是设置成远 离跳闸标记的第一支脚，而第二部分是设置成靠近第一支脚的第二支脚。 旗标构件可以是一体式旗标构件，其中第一支脚和第二支脚是一体式旗标 构件的一体的支脚。该一体式旗标构件可由弹性塑料材料制成。 托架可包括接合部，并且跳闸指示构件还可包括大致设置在其第一和 第二端的中间的枢轴，其中当托架处于解锁位置并且可分离触点跳闸打开 时，该接合部接合跳闸指示构件以便使跳闸指示构件围绕枢轴枢转，并使 跳闸标记朝电气开关装置的壳体的第二开口移动。跳闸指示构件可包括突 出部，该突出部朝托架突出，并且响应于跳闸状况被托架接合以便有助于 跳闸指示构件的致动。 断路器壳体可包括闩锁凸起部，并且跳闸指示构件的第二端的第一部 分可以是一体的第一支脚，其包括闩锁部。当可分离触点跳闸打开时，所 述一体的第一支脚的闩锁部可接合壳体的闩锁凸起部，以便将跳闸标记的 位置保持在壳体的第二开口处或附近。操作手柄的第二端可包括复位突舌， 其中当操作手柄被移动以便接通断路器时，操作手柄的复位突舌接合第一 支脚的闩锁部，并且将其从闩锁凸起部移开，从而将跳闸标记从第二开口 移开。 该断路器可以是两位置断路器，其中操作手柄的断开位置与手柄的跳 闸位置相同。操作机构可以是自动复位机构，其中响应于跳闸状况，该自 动复位机构自动复位(即，重新闩锁)托架，同时跳闸指示器在断路器壳 体的第二开口处或附近保持可见。 附图说明 结合附图阅读下文对优选实施例的描述可充分理解本发明，在附图中： 图 1是根据本发明的具有跳闸指示器的两位置自动复位模制外壳断路 器的横截面垂直正视图，该断路器被示出处于接通(ON)位置； 图 2是图1的断路器的一部分的横截面垂直正视图，其被修改以示出 托架和跳闸指示器处于跳闸位置而手柄处于接通(ON)位置，其中断路器 的主体用虚线示出； 图 3是图1的断路器和跳闸旗标的横截面垂直正视图，其被修改以示 出在跳闸状况后操作手柄处于断开(OFF)位置，其中断路器的主体用虚 线示出；以及 图 4是示出图1的断路器和跳闸旗标的横截面垂直正视图，此时操作 手柄正在移回接通(ON)位置以便释放跳闸指示器。 具体实施方式为了举例说明的目的，本发明将被描述为应用于两位置自动复位断路 器的跳闸指示器，但是显而易见，本发明还可应用于包括具有跳闸位置的 操作机构的其他类型的电气开关装置(例如但不限于，电路开关设备和其 他电路断续器例如接触器、马达起动器、马达控制器和其他负荷控制器)。 如文中使用的，术语“跳闸状况”是指可能导致断路器跳闸的任何异 常电气状况，其特别包括但不限于过电流状况、过负荷状况、欠电压状况、 较高电平短路或故障状况、接地故障状况或电弧故障状况。 如文中使用的，术语“跳闸标记”是指跳闸状况的任何合适的视觉指 示，其特别包括但不限于有色指示器、发光二极管(LED)、跳闸旗标、 合适的单词(例如“TRIPPED”)或合适的字母(“T”)，或其他合适 的术语或标记，包括从断路器壳体中的开口突出以便指示跳闸状况的构件。 本发明还可以设想指示断路器的非跳闸状态的标记，例如单词“ON”和 “OFF”或正(+)和负(-)符号。 如文中使用的，术语“弹性”是指示例性旗标构件的柔性特性，其很 大程度上得益于制成该构件的材料。具体地说，所述材料(例如但不限于， 塑料)可从自然位置临时折曲或偏转到偏转位置，在自然位置没有外力作 用在该材料上，在偏转位置该材料响应于被外力接合和移动而从自然位置 发生偏转或移位。在除去外力后，该材料将返回自然位置。这样，本发明 的弹性旗标构件提供了希望的偏压力，下文将对此详细说明。 图 1示出根据本发明的结合有跳闸指示器2的断路器50。在此示例中， 断路器50是单极断路器，包括具有第一和第二开口54、56的模制壳体52， 被壳体52封装的可分离触点58，和具有操作手柄62的操作机构60，该操 作手柄62具有第一和第二端64、66。操作机构60构造成响应跳闸状况跳 闸打开可分离触点58。操作手柄62的第一端64从壳体52的第一开口54 突出，并且构造成打开和闭合可分离触点58。 图 1示出断路器50处于接通(ON)位置，其中跳闸指示器2枢转离 开壳体52的第二开口56，并且操作手柄62设置在对应于可分离触点58 闭合的操作位置。操作结构60在分别对应于可分离触点58打开、闭合和 跳闸打开的断开(OFF)、接通(ON)和跳闸位置之间移动。但是，图2 示出所发生的上述情况，其中即使断路器50已经跳闸，操作手柄62仍保 持在接通(ON)位置。在示例性的单极断路器50中，用于手动断开(OFF) (图3)和跳闸(图2)状况的操作手柄位置通常基本相同，在这两种情况 下操作手柄62都位于壳体52的第一开口54的一端(例如，图2的右侧)。 如文中将讨论的，不同于已知指示器——所述已知指示器取决于操作机构 托架或操作手柄的位置和/或依赖于操作手柄停留在跳闸位置以便保持跳 闸标记——本发明的跳闸指示器2构造成不管手柄62的位置如何均呈现标 示跳闸状况的发生的跳闸标记10。但是，应理解，操作手柄(例如，62) 的操作手柄位置可选择地可具有任何已知的或合适的数量和构型。例如， 操作手柄可具有三个操作位置(未示出)，包括在接通(ON)和断开(OFF) 位置之间的单独的跳闸位置(未示出)。还应理解，断路器可选择地可以 是具有任何合适数量的操作手柄(未示出)的包括任何数量的极(未示出) 的多极断路器(未示出)，其使用一个或多个跳闸指示器例如跳闸指示器 2。 如图1、2、3和4所示，跳闸指示器2包括具有第一端6和第二端8 的跳闸指示构件4。第一端6包括跳闸标记10例如示例性的跳闸旗标，如 图1、2、3和4所示，该跳闸标记在壳体52的第二开口56处或附近是可 见的以便提供跳闸状况的一目了然的视觉指示。在这里示出和描述的示例 中，跳闸指示构件4是一体式旗标构件，其包括在第一端6的跳闸旗标10， 以及在第二端8的远离跳闸旗标10设置的一体的第一和第二支脚12、14。 图1、2、3和4提供了单极断路器50的横截面视图，其中分别示出当断路 器50接通(ON)、跳闸且操作手柄62锁定在接通(ON)位置、在跳闸 状况后断开(OFF)、以及返回接通(ON)时所使用的跳闸指示器2。 单极断路器50的操作机构60还包括托架70，托架70在操作手柄62 的第二端66附近可枢转地安装在壳体52中。托架70与壳体52的枢转连 接通过任何已知的或合适的机构例如枢转销71实现。托架70可在图1、3 和4所示的闩锁位置和对应于可分离触点58(图1)被跳闸打开的图2的 解锁位置之间移动。当断路器50未跳闸且托架70被闩锁时，如图1所示， 托架70没有接合旗标构件4，因而如图所示旗标构件4的第二端8的第二 支脚14接合壳体52，以便偏压旗标构件4，使旗标构件4沿大致由箭头 73指示的方向围绕枢转销72逆时针枢转。更具体地说，由弹性材料(例 如但不限于，塑料)制成的一体式的、弹性的第二支脚14偏压跳闸指示器 2，从而跳闸指示构件4的第一端6上的跳闸旗标10沿逆时针枢转离开壳 体52的第二开口56。因此，这种偏压的施加不需要单独的弹性元件例如 单独的扭转弹簧。因而，当托架70被完全闩锁时(例如，断路器50没有 跳闸时)，跳闸旗标10从壳体52的第二开口56移出到视线之外，从而表 明正常的(例如，未跳闸)断路器工作状态。 相反，参照图2和4，当断路器50跳闸时，可分离触点58(图1)跳 闸打开，并且托架70解锁并如图2的箭头75所示顺时针枢转。在此情况 下，托架70的接合部76接合旗标构件4的部分20，使旗标构件4围绕枢 轴72顺时针枢转(参见图2的箭头75)，以便如图所示将跳闸旗标10定 位在壳体52的第二开口56处或附近。枢轴72大致设置在旗标构件4的第 一和第二端6、8的中间，以便允许旗标构件4顺时针和逆时针移动。旗标 构件4的部分20是突出部20，该突出部20朝托架70突出，以便响应跳 闸状况被接合部76接合，从而有助于致动跳闸指示构件2。 除了示例性跳闸指示器2提供的视觉指示之外——即使如图2所示操 作手柄62例如在接通(ON)位置被锁定(未示出)，该视觉指示仍确保 正确指示跳闸状况——本发明还提供了一种偏压特征结构，其适配成帮助 操作手柄62响应跳闸状况从接通(ON)位置朝跳闸位置移动。具体地说， 如图2、3和4最好地示出的，断路器壳体52包括闩锁凸起部74，旗标构 件4的第二端8的第一支脚12包括闩锁部16，并且断路器操作手柄62的 第二端66包括复位突舌78。类似于第一支脚12，第二支脚14也与旗标构 件4成一体并且用弹性材料(例如但不限于，塑料)制成。因此，如图2 所示，第二支脚14、尤其是其闩锁部16构造成沿箭头8指示的方向偏压 操作手柄62的第二端66(例如，在复位突舌78处)。这样，本发明的跳 闸指示器2具有额外用途，即，朝断开(OFF)位置偏压操作手柄62以便 阻止操作手柄62被限制在接通(ON)位置。 如图3所示，在操作中，当在跳闸状况之后托架70返回闩锁位置时， 手柄62处于断开(OFF)位置，第一支脚12的闩锁部16接合壳体52的 闩锁凸起部74，并且保持在第二开口56可见，从而对于区分已经历跳闸 状况的断路器与已被手动断开的断路器提供了一目了然的指示。当手柄62 被逆时针(相对于图4)转动以接通断路器50时，如图4的箭头82所示， 复位突舌78接合第一支脚12的闩锁部16，使闩锁部16从闩锁凸起部74 移开。因此，当该示例性的一体式旗标构件4的第一支脚12的闩锁部16 与断路器壳体52的闩锁凸起部74接合时，第一支脚12提供的偏压阻止跳 闸旗标10从壳体52的第二开口56处或附近移开，从而基本防止了跳闸标 记被过早移开的可能性(例如，当托架70保持解锁并且可分离触点(图1) 仍跳闸打开时)。更具体地说，跳闸旗标10将停留在图3和4的跳闸指示 位置，直到托架70已被再次闩锁并且操作手柄62已被复位到图1的接通 (ON)位置，其中第一支脚12的闩锁部16从闩锁凸起部74移开。只有 当前述两个条件满足之后，旗标构件4的第二支脚14才能够使旗标构件4 围绕枢转销72枢转，以便如图1所示，转动跳闸旗标10离开在断路器壳 体52的第二开口56处的视野。 因此，本发明提供一种跳闸指示器2，该跳闸指示器不仅提供了跳闸 状况的准确视觉指示——该指示基本上与断路器操作机构托架和操作手柄 的位置无关——而且还提供了偏压机构，以帮助操作手柄62例如响应跳闸 状况从接通(ON)位置移动。跳闸指示器2的独特的弹性特性使其能够通 过使用一体式指示构件4实现此双重功能。 尽管已经详细描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员应理 解，根据公开的全部教导可以对这些细节进行各种修改和替换。因此，公 开的具体设置仅为举例说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围由所 附权利要求及其任何和全部等同方案的全部内容给出。 参考标记列表 2 跳闸指示器 4 跳闸标记 6 第一端 8 第二端 10 跳闸旗标 12 第一支脚 14 第二支脚 20 突出部 50 断路器 52 壳体 54 第一开口 56 第二开口 58 可分离触点 60 操作机构 62 操作手柄 64 第一端 66 第二端 68 凹部 70 托架 71 枢转销 72 枢轴 73 方向 74 闩锁凸起部 75 方向 76 接合部 78 复位突舌 80 箭头 82 箭头 |
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