可调节的断路器用热力脱扣器

本发明涉及断路器用的可调节的热力脱扣器，更详细说，涉及到一种可调节的热力脱扣器，它的低电流强度的跳闸整定可独立于其高电流强度的跳闸整定。

断路器是众所周知的设备，並且多年来已经用于在串联电路中控制电流的流通。通常，有两种操作方式控制电路中电流的流通，即手动方式和自动方式。

在手动方式中，由运行人员把一个操作杆在合闸位置和跳闸位置之间进行操作，从而分别地把断路器内的可分开触头关合和断开。

在自动操作方式中，操作杆首先置于合闸位置，藉此而允许电流流过该断路器。当发生预定的过电流状态时，断路器即自动地断开其可分离的触头，从而遮断了电路的电流。

该断路器包括有一个操作机构，它被机械地连接到该操作杆和可分离触头，並可响应该操作杆的运动而使可分离触头运动在其“断开”和“关合”位置，或是响应于自动信号在预定的过电流条件下分开该断路器的各触头。一个自动脱扣器被机械地连接到该操作机构，並且用于提供上述自动信号，藉此而在上述条件下，遮断流过该断路器和与其串联的电路中的电流，这即所谓的“断路器跳闸”。

通常，自动脱扣器应用两种不同的装置在过电流状态下使断路器跳闸。一种是应用一个电磁装置，它连接到通过断路器的电流通路上，该电磁装置包括有一个固定元件和一个可动元件，在它们之间产生变量的磁通，该磁通与流过断路器的电流大小成比例。该磁通加力于可动元件，並使其按流过断路器电流的大小所确定的值转动，该可动元件连接到脱扣器的脱扣杆，脱扣杆在转过一预定点时使该断路器跳闸。

断路器被指定到一个标称值，称为“额定”值，这项额定值即为流过断路器而不导致跳闸的最大连续电流值。电磁装置的任务是，在流过断路器的电流超过其额定值的约500%时，立即使该断路器跳闸。

在自动脱扣器中所用的一个第二装置就是一个热力脱扣装置，它反应小于断路器500%额定值的过电流状态。通常，热力脱扣装置应用一组双金属片，其中一般为两个不同类的金属平片被机械地贴附在一起，並在这两个金属片的温度等于断路器周围环境温度时，这两个片一般确定出一个平表面。构成每片的各种不同金属各自具有不同的热膨胀系数，所以在它们的温度升高到环境温度以上时，其各自伸长的长度也不同。

这种双金属片被机械地连接到一个加热器上，该加热器被串接于电路中，並且具有已知的电阻发热特性，其中，该发热率与流过其中的电流大小有一定的比率关系，该加热器把所产生的一部分热量传送给双金属片，藉此而等效地提升了构成该双金属片的两片金属的温度。双金属片受到这种加热，于是在这样的温升下，因为形成该双金属片的这两个可分的片伸长的长度不同，以改造成弯离了其平面的形状。

在断路器中没有电流流过时，该双金属片是处于与脱扣器的脱扣杆空间地分开位置，但当电流流过断路器时，该双金属片即弯向该脱扣杆。当流过断路器的电流超过一预定极限且延续一定时间间隔，该双金属片将弯到一定程度而与该脱扣杆啮合，藉此使它转动，从而使断路器跳闸。

通常，在双金属片和脱扣杆之间插上一整定螺丝以供校正该脱扣器。该整定螺丝从双金属片或脱扣杆的表面上突出一定距离，通过转动该整定螺丝即可调节该距离。借助于这种方式调节该整定螺丝，该双金属片必须弯的程度在它转动脱扣杆和跳开断路器之前可被调节。因为双金属片弯的程度是流过断路器电流大小的函数，所以调节该整定螺丝可使脱扣器校正到在一定大小电流时跳闸该断路器。

某些脱扣杆包括有一个倾斜的或斜坡的表面以便接触到从双金属片突出来的各整定螺丝。脱扣杆以下述状态定位在脱扣器内，即允许它响应外部控制的操作而沿其纵轴滑动。

该斜坡表面以下述状态定位在脱扣杆上，即当该脱扣杆被沿其纵轴移动时，在整定螺丝和该斜面之间的距离应当变化。因此，双金属片在接触和转动脱扣杆之前应弯的程度可由脱扣杆沿其纵轴的滑动，或由改变该整定螺丝从双金属片突出距离得到调整。

本发明的目的是提供一种带有脱扣装置的断路器，在脱扣装置的脱扣杆上设置一个斜坡表面，这样会有利于对断路器的标称值快速和容易地进行经常性的改变，有了一个可调节的斜坡接触表面即可按下述方式获得调节。

脱扣杆开始沿其纵向轴滑动，尽可能使双金属片上的调节螺丝与该斜面之间分开到最大距离，这即是脱扣杆行程的高端;然后，转动从双金属片上突出的调节螺丝，直转到该调节螺丝和该斜面之间的距离允许断路器流过最大的标称电流而不跳闸为止。如果，该脱扣杆再往低端处滑动，即从高端向相反方向滑动，则在整定螺丝和斜坡表面之间的距离即将减小，所以，双金属片将在低于断路器的最大标称值下转动脱扣杆，并使断路器跳闸。

本发明的进一步目的是期望提供的一个脱扣器可以从最大标称值调节到小于此最大标称的一个具体值。例如，在某些应用中，期望把断路器的标称值调节在最大标称和80%最大标称值之间。

在这种情况下，该斜坡必须精心地设计，而且整定螺丝也必须小心地调节，以便使断路器的标称处于，当脱扣杆被定位于行程的高端时为其最大值;当该脱扣杆被定位于行程的低端时为准确地等于80%最大值。于是，这就存在某些问题，首先，脱扣杆、斜坡表面以及操动该脱扣杆的外部调整控制都必须设计和制造在这样的容许公差之下，即要保证在脱扣杆运动到低端时该脱扣器的额定值准确地减小到80%最大值。

由于操作这种脱扣器的调节设备的大多数部件是由可塑性材料制造的，所以要求非常精心设计的模具以保证合适的操作。此外，当为某台具体断路器所设计的脱扣器从该断路器上拆除而换装在一不同的断路器上时，它可能会出现：当脱扣杆被置于高端，把整定螺丝合适地调节到最大标称值后，在把脱扣杆移到低端时，断路器的标称值将为某些值而不是80%。本发明即克服了所有这些缺陷。

本发明为断路器的热力脱扣器提供了一种可调的止动机构，该脱扣器包括有一个热脱扣调节器，它适用于第一位置和第二位置之间的行程，该机构包括有止动装置，它可移动地与热脱扣调节器相接触，并且适用于调节到多个位置之一处，以限制热脱扣调节器的行程仅在第一位置和一第三位置之间，该第三位置为第一和第二位置间的中间位置，还提供出一个止动装置调节器，用于调节该止动装置的位置。

结合下述附图阅读对下述最佳实施例所作详细说明，将会更好地理解和更容易明白地应用本发明。

图1，是应用本发明的装置实现的热力脱扣器的透视图;

图2，是图1所绘装置内部的展开透视图;

图3，是取自图1装置沿3-3剖线的侧面剖视图;

图4，是取自图1装置沿4-4剖线的侧面剖视图;

图5，是图1的装置的前剖视图，其中断路器被调整到最低标称值;

图6，是图1的装置的前剖视图，其中断路器被调整到最高标称值;

图7是图1的装置的前剖视图，其中断路器被调整到最大和最小之间的中间标称值。

图1到图7说明热力脱扣器2，该脱扣器2包括盖4和底6，它们在分界线8处对合而形成箱壳7。盖4和底6最好是模铸型性元件，应适合于支撑热力脱扣器2的各种内部件。热力脱扣器2包括滑动触发器10和滚动触发器12，它们合适于接到典型断路器的操作机构上，例如公开在美国批准的专利No.4，255，732中的内容，这里引作参考。

该断路器包括有一个跳闸元件（未示出），它连接到断路器的脱扣机构上，並与滑动触发器10相接触且对其施加一相对力。滑动触发器10绕轴35旋转，以箭头17方向加给滑动触发器10上的力造成凸轮面19对轴21沿箭头23方向施加一力，该轴机械地与滚动触发器12相连，滚动触发器12绕轴25转动，于是加到滚动触发器12上的力造成突件27（滚动触发器12的）在脱扣杆32的突舌29上施加一力。

当脱扣杆32被双金属片46沿箭头13的方向转动时，突件27变成与突舌29松开，从而造成滚动触发器12沿箭头15的方向转动。这就轮到允许滑动触发器10在断路器脱扣机构施加的力的影响下沿箭头15的方向绕轴35转动，相继造成断路器的跳闸元件随同滑动触发器10齐步运动而跳开该断路器。滑动触发器10和滚动触发器12在偏压弹簧31的作用下复位。

盖4通过运用紧固器14而固定到底6上，所述的脱扣器2是按操作三极断路器设计的，因此设置了三个独立的过电流传感器;即每极一个。因为各级的过电流传感器都是等同的，所以下面只详述一个即可。

热力脱扣器2包括带有端子18和20的双金属/加热器16，端子18和20串联地与被保护的电路连接，该电路受接有脱扣器2的相关电气断路器的保护。双金属片加热器16形成电磁部件22的一部分，该部分成为在预定的过电流状态下跳开相关断路器的两个装置之一。

电磁部件22包括衔铁24，如图4所示，它被弹簧26保持就位。如果在端子18和20之间流过相关断路器标称电流的约500%以上，则在区域28内所建立的磁通即使衔铁24沿箭头30所示的方向运动。衔铁24行至与脱扣杆32接触並使其在弧线34的方向旋转，藉此而如上述地跳闸该断路器。

足以造成电磁部件22跳开相关断路器的准确电流值可由转动控制器36来调节，控制器36的转动使调整杆42沿线38方向移动，从而改变弹簧26的偏压，于是就改变着必须被该磁通加到衔铁24上以造成脱扣杆32转动的力。

在预定的过电流条件下跳开相关断路器所设置的第二套装置就是双金属脱扣器44。该双金属脱扣器44包括有：双金属/加热器16、双金属片46和校正螺丝48。

当无电流流过端子18和20之间时，双金属片46假定为图2和4所示的基本上平面形状，双金属/加热器16布置在盖4所限定的开孔50中。端子20的肩52与盖4的表面54相啮合，底6与加热器16的表面56啮合以使双金属/加热器16固定到脱扣器2的内部。托架53通过定位在相应槽口62（示出一个）内的一对突缘60（示出一个）固定到端子20上，托架53固定衔铁24就位。

校正螺丝48被定位在与斜坡64的空间关系，如图5到7所示。脱扣杆32被定位在脱扣器2内，以致它可既按弧线66转动，又沿其纵向轴线在箭头68方向作线性滑动。

脱扣杆32包括有槽70，该槽由侧壁72限定热力调节器旋钮。74包括脱扣杆滑块78，它容纳在脱扣杆32的槽70内。该热力调节器旋钮74还包括止动面80，它可被旋转到与止动螺丝84的端头82相接触或脱离接触。止动螺丝84和止动面80形成本发明的一个重要部分。

起初，热力调节器旋钮74反时针地转动到图6所示的位置，脱扣杆32藉此而直线地向右滑动到高端，调节器旋钮74到达与箱壳7的一部分相触，从而阻挡住调节器旋钮74继续旋转，並阻止住脱扣杆32的继续线性移动。当脱扣杆被定位在图6所示位置时，双金属片46处于与斜坡64相距为可能的最远之处。校正螺丝48则被调节到这样的距离，即在终端86和斜坡64之间的距离d相应于双金属片46必须弯到与斜坡64相触的距离並当断路器流通超过最大标称电流值时，以充分的时间使脱扣杆32转动以跳开断路器。

对其它各极所用的其余校正螺丝也同样进行调节。由于止动螺丝84的定位，如图5所示，热力调整器旋钮74会顺时针旋转，藉此而使脱扣杆32向左移动到低端。如果脱扣杆32精细地设计和制造，则距离S即可能等于在流过该电路的电流超过最大标称值的80%时双金属片46必需弯到转动脱扣杆36所要求的尺寸。但是，如果期望脱扣杆32用于相同尺寸的断路器具有不同标称值的各种脱扣器时，上述对距离S的期望是不现实也是不可能的，而本发明则克服了这一限制。

在脱扣器2被校正到断路器的最大标称值之后，如上所述，调节器旋钮74被转动和止动螺丝被调节，使校正螺丝48的端部86和斜坡64之间的距离相应于双金属片46必须被弯到与斜坡64相碰的距离，並且相应于使脱扣杆32转动到跳开该断路器所需的足够距离，而且当流过电路的电流大于最大标称值的80%时，以充分的时间使断路器跳闸以保护该电路，如图7所示。

止挡面80在调节器旋钮74上限定出突出部件的一个表面，如图2所详示。当止动螺丝84被转动到使端部82碰到表面80时，调节器旋钮74不再进一步顺时针旋转是可能的，並且断路器的标称值也不会再进一步降低。但是调节器旋钮74仍会充分地反时针旋转，藉此而提升断路器的标称值达到其最大值。因此，通过该调节器旋钮74的转动，即容易获得在100%和80%最大标称值之间的快速改变标称值。

在80%和100%断路器标称值之间的中间值可用转动调节器旋钮74到一个位置来实现，该位置居于其充分顺时针和充分反时钟转到的各位置之间的中间。因此，止动螺丝84允许该脱扣器的低端独立于其高端地进行校正，而且不需将斜坡64重新加工或重新模铸到一个不同的角度。

仅为说明的目的，把上述低端的标称值定为最大标称值的80%，但是，很明显，高于80%和低于80%的其它数值也能通过合适地调节止动螺丝84来实现。

可以看出，本发明提供了一个简单而准确的校正一台断路器热力脱扣器的装置，以致脱扣器可仅在断路器的100%和小于100%的某一百分数标称值之间进行调节。本发明的装置特别在这种情况下有用，即期望在某些不同型式的断路器中互换使用脱扣器的情况下，因为再校正是既精确而又容易实现。

然而，本发明的具体实施例是为了说明而用的，显然熟悉本领域的人们可对上述细节做出许多改变，但都不超出下面的所附权利要求所限定的本发明。