用于断路器的屏蔽装置 |
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| 申请号 | CN201010537299.6 | 申请日 | 2010-09-28 | 公开(公告)号 | CN102034617B | 公开(公告)日 | 2014-12-10 |
| 申请人 | 伊顿公司; | 发明人 | P·R·吉布森; B·J·沙尔滕布兰德; M·A·亚努塞克; C·A·罗杰斯; J·M·斯米尔泽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种具有改进屏蔽装置(30)的改进 断路器 (10)，该断路器在 电弧 发生期间为断路器内的部件提供保护。该断路器的触头臂承载组件(18)包括一定数量的 弹簧 (54)，其将设置在触头臂(50)上的一定数量的动触头(46) 偏压 成与静触头(42)接合并电连接。屏蔽装置设置在触头臂承载组件的承载壳(58)上并位于弹簧附近。屏蔽装置的屏蔽构件(62)被偏压成接合触头臂。当断路器在接通 位置 和断开或脱扣位置之间运动时，屏蔽装置的屏蔽构件在缩回位置和展开位置之间运动，在此期间屏蔽构件与触头臂保持接合并且在产生电弧的情况下保护弹簧不受损害。在一个 实施例 中，屏蔽构件由受到电弧冲击时产生气体的材料形成。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于电气开关装置(10)的屏蔽装置(30)，所述电气开关装置包括静触头组件(14)和动触头组件(18)，所述静触头组件包括一定数量的静触头(42)，所述动触头组件包括一定数量的动触头(46)、一定数量的触头臂(50)、一定数量的偏压元件(54)、以及承载壳(58)，所述一定数量的动触头设置在所述一定数量的触头臂上，所述一定数量的触头臂设置在所述承载壳上，所述动触头组件可在第一操作状态和第二操作状态之间运动，在所述第一操作状态下所述一定数量的静触头和所述一定数量的动触头电连接，在所述第二操作状态下所述一定数量的静触头和所述一定数量的动触头断开电连接，在所述第一操作状态下所述一定数量的偏压元件将所述一定数量的触头臂背离壳体并朝向所述一定数量的静触头偏压，所述屏蔽装置包括： |
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| 说明书全文 | 用于断路器的屏蔽装置技术领域[0001] 本发明涉及一种断路器，更具体地说，涉及一种用于保护断路器内的元件的屏蔽装置。 背景技术[0002] 包括塑壳断路器在内的断路器具有至少一对可分离触头。第一触头，称为“静触头”，固定在壳体内。另一触头，“动触头”，设置在作为触头臂承载组件的一部分的动触头臂上，该触头臂承载组件与操作机构联接。两个触头均设置在导电元件上，导电元件与联接至断路器的线路或者负载电连通。操作机构构造成使动触头在第一闭合位置与第二断开位置之间移动，在第一位置，固定触头和动触头接触并电连接，在第二位置，动触头与固定触头分离从而触头断开电连接。可以手动或者通过断路器的断开/脱扣机构对操作机构进行操作。当断路器具有多个极时，每个极都具有自己的一组可分离触头。 [0003] 每组触头通常设置在单独的触头室内。壳体通常具有基部和主盖，大多数部件设置在该基部中。灭弧室构造成消散在触头分离后所产生的电弧。也就是说，当触头分离时，可能形成电弧，特别是在过电流(over-current)的情况下。电弧在灭弧室中消散，但该电弧仍然会产生气体并可能产生熔融碎屑的喷溅。由于电弧气体可能产生回吹/反吹并且熔融碎屑可能喷溅到触头臂承载组件或操作机构或两者中，因此通常存在问题。电弧气体通常从排气装置排出。但是，可能具有腐蚀性的熔融碎屑和电弧气体可能对触头臂承载组件部件或操作机构部件或二者产生影响，导致其损坏。因此，需要在产生电弧时保护断路器内部的一些部件。 发明内容[0004] 具有改进屏蔽装置的改进断路器能够在电弧发生期间为断路器内部的部件提供保护。该断路器的触头臂承载组件包括一定数量的弹簧，该一定数量的弹簧将设置在触头臂上的一定数量的动触头偏压成与静触头接合并且电连接。本文所使用的表述“一定数量”及其变形应当广义地表示任何非零的数量，包括数量一。屏蔽装置设置在触头臂承载组件的承载壳上并位于弹簧附近。屏蔽装置的屏蔽构件被偏压成与触头臂接合。当断路器在接通(ON)位置与断开(OFF)或脱扣(TRIPPED)位置之间运动时，屏蔽装置的屏蔽构件在缩回位置与展开/伸出位置之间运动，在此期间该屏蔽构件与触头臂保持接合并保护弹簧在产生电弧期间不受损坏。在一个实施例中，屏蔽构件由受到电弧冲击时产生气体的材料形成，这样的气体有助于促使电弧进入断路器的熄弧沟内。 [0005] 因此，本发明的一个方面是提供一种改进的断路器，在产生电弧时该断路器保护其内部的一些部件。 [0006] 本发明的另一方面是提供一种具有改进的屏蔽装置的改进的断路器，该屏蔽装置设置在断路器的触头臂承载组件上并随之在接通状态/位置与断开位置或脱扣位置或断开位置及脱扣位置二者之间运动。 [0007] 本发明的另一方面是提供一种改进的断路器，其具有形成在触头臂承载组件上的插孔并具有屏蔽构件，该屏蔽构件可活动地设置在插孔中并被偏压成与触头臂承载组件的一定数量的触头臂相接合。 [0009] 结合附图阅读以下对优选实施例的描述，可全面理解本发明，其中： [0010] 图1是根据本发明的改进的断路器的示意图； [0011] 图2是处于接通状态的图1的断路器的剖视图； [0012] 图3是类似于图2的视图，不同之处仅在于断路器处于断开或脱扣位置； [0013] 图4是图1的断路器的触头臂承载组件的一部分的透视图；以及 [0014] 图5是图4的触头臂承载组件的一部分的分解视图。 [0016] 附图标记列表 [0017] 10 断路器 [0018] 14 静触头组件 [0019] 18 动触头组件 [0020] 22 操作机构 [0021] 26 脱扣单元 [0022] 30 屏蔽装置 [0023] 34 壳体 [0024] 38 基部 [0025] 42 静触头 [0026] 46 动触头 [0027] 50 触头臂 [0028] 54 触头臂弹簧 [0029] 58 承载壳 [0030] 62 屏蔽构件 [0031] 66 屏蔽弹簧 [0032] 70 插孔 [0033] 74 引导部 [0034] 78 灭弧室 具体实施方式[0036] 断路器10包括静触头组件14、动触头组件18、操作机构22和脱扣单元26，它们都设置在断路器10的壳体34上。壳体34包括基部38和盖(在此未明确示出)。动触头组件18为触头臂承载组件形式并可相对于静触头组件14在接通(ON)操作状态、断开(OFF)操作状态和脱扣(TRIPPED)操作状态之间运动。在此所示的断路器10的典型实施例中，断开操作状态与脱扣操作状态实质上相同。 [0037] 动触头组件18和操作机构22在操作上连接在一起。操作机构22构造成在接通、断开和脱扣操作状态之间操作动触头组件18。脱扣单元26与操作机构22在操作上相连接并用于启动该操作机构以致使断路器10在过电流情形及其它情形下从接通操作状态运动至断开或脱扣操作状态。脱扣单元26可包括电流互感器或其它结构，其以本技术领域中公知的方式操作以在静触头组件14的一定数量的静触头42和动触头组件18的一定数量的动触头46电连接在一起(例如处于断路器10的接通操作状态)时检测流经这些静触头42和动触头46的电流。断路器10在图1和2中被示出为处于接通操作状态，在图3中被示出为处于断开或脱扣操作状态。 [0038] 动触头组件18包括承载壳58。动触头组件18还包括多个触头臂50、多个触头臂弹簧54和屏蔽装置30，它们都设置在承载壳58上。触头臂50的一端与承载壳58相连接。动触头46之一靠近各触头臂的自由端设置在该触头臂上，该自由端和该触头臂与承载壳58的连接部位相对。尽管在此没有明确示出，但各动触头46都与分流器(shunt)电连接，该分流器又与断路器10的负载端子连接。 [0039] 触头臂弹簧54设置在承载壳58上，并且在断路器10的接通操作状态下这些触头臂弹簧54将触头臂50朝静触头42偏压，从而将动触头46有效地偏压成与静触头42接合并电连接。尽管在此所示的实施例中，多个动触头46中的每一个都接合单个、即共用的静触头42，但可以理解的是可以采用其它构型而不会脱离本发明的构思。 [0040] 从图5可以看出，屏蔽装置30包括屏蔽构件62和一定数量的屏蔽弹簧66。在此所示的典型实施例中，屏蔽装置30中所采用的屏蔽弹簧66的数量为2个，但应当注意，在其它实施方式中也可以采用不同数量和构型的结构来偏压该屏蔽构件62而不会脱离本发明的构思。还应当注意，在一些实施方式中不使用屏蔽弹簧66也可能达到在此提及的相同的技术效果。 [0041] 所示实施例中的屏蔽构件62为板状的平行六面体实心结构，其构造成用作屏障以抵挡电弧发生期间电弧气体(arc gas)和熔融材料对断路器10的触头臂弹簧54和其它结构的冲击。屏蔽构件62可由在受到电弧冲击时产生气体的材料形成。这样的材料对本领域技术人员来说是公知的。此外，在不脱离本发明构思的情况下，屏蔽构件62也可由在出现电弧时不产生气体的材料形成。 [0042] 由图2和图3可以理解，承载壳58具有形成在其中的插孔70。屏蔽装置30至少部分地设置在插孔70中。屏蔽装置30可在缩回位置与展开位置之间运动，当动触头组件18处于其接通操作状态时，屏蔽装置30位于缩回位置，如图2中大致所示，当动触头组件 18处于断开或脱扣位置时，屏蔽装置30位于展开位置，如图3中大致所示。由图2和图3可以理解，屏蔽构件62在图2的接通操作状态和图3的断开及脱扣操作状态下与触头臂50接合，并且在这些操作位置之间运动的过程中基本上总是保持这样的接合。在展开位置，屏蔽构件62的至少一部分保持被置于插孔70中，但可以注意到在缩回位置屏蔽构件62的相对更多的部分被接纳在插孔70中。由图4和5可以理解，屏蔽构件62可滑动地接纳在一对引导部74中，该对引导部74形成在承载壳58中并与插孔70对准。 [0043] 由图2和图3还可以看出，屏蔽构件62在断路器10的所有操作状态下都位于触头臂弹簧54附近。另外，屏蔽构件设置在触头臂弹簧54与壳体34的灭弧室78之间。在断路器10的接通操作状态下，屏蔽构件62接合并横跨动触头组件18的所有触头臂50。每个极的动触头组件18均包括多个触头臂50及相应的触头臂弹簧54。可以注意到，在此所示的典型实施例中，动触头组件18包括十一个触头臂50和十一个相应的触头臂弹簧54，但是应注意，在其它的实施方式中，也可以采用不同的数量而不会脱离本发明的构思。在断路器10的接通操作状态下，每个触头臂50由相应的一个触头臂弹簧54偏压向静触头42。因此触头臂弹簧54用作偏压元件，当断路器10处于接通操作状态时，该偏压元件将动触头 46有效地偏压成与静触头42接合并电连接。 [0044] 由图2和图3还可以理解，动触头46设置在触头臂50的下侧/底面(从图2和图3的视角看)。屏蔽构件62和触头臂弹簧54各自在触头臂50的上侧/顶面(也从图2和图3的视角看)与该触头臂50接合，该上侧位于触头臂50的与设置有动触头46的表面相对的表面上。 [0045] 在某些情形(例如过电流情形)下，脱扣单元26启动操作机构22以使断路器10从图2的接通操作状态运动至图3的断开或脱扣操作状态。在这样的情况下，在分开之时可能在静触头42与一个或多个动触头46之间产生电弧(在此未明确示出)。该电弧将向左(从图2和图3的视角看)运动到灭弧室78中，在该灭弧室中电弧最终熄灭。然而，在电弧完全熄灭之前，电弧可能产生电弧气体和/或熔融材料的等离子体，如果其沉积在断路器10内的某些元件上，可能引起对这些元件的损害。因此，有利的是，提供屏蔽装置30以阻挡电弧气体、熔融材料等从灭弧室78流向触头臂弹簧54。关于这一点，应注意到在展开状态下屏蔽构件62至少部分地设置在插孔70中，该屏蔽构件62被接纳在引导部74中并接合触头臂50的上侧(从图2和图3的视角看)。屏蔽构件62在插孔70和引导部74中这样的接纳以及屏蔽构件62与触头臂50的接合用于提供屏障以阻挡电弧气体和熔融材料从灭弧室78绕过屏蔽构件62流向触头臂弹簧54，从而在产生电弧的情况下保护触头臂弹簧54不受损害。可以理解通过这种方式可以对断路器内的其它结构进行保护。 [0046] 应注意，在屏蔽构件62在接通操作状态与断开或脱扣操作状态之间运动的过程中，该屏蔽构件62与触头臂50持续地接合能够保护触头臂弹簧54在动触头组件18在这些操作状态之间运动期间始终不受电弧气体和熔融碎屑的影响，在产生电弧的情况下这保护了触头臂弹簧54免受损害。屏蔽构件62与触头臂50的这种持续接合由屏蔽弹簧66实现，屏蔽弹簧66为偏压构件，该偏压构件在从承载壳58朝触头臂50的方向上偏压屏蔽构件62。还可看出，屏蔽弹簧66将屏蔽构件62朝展开位置偏压。 [0047] 因此可以看出，在产生电弧的情况下有利的屏蔽装置30和有利的断路器10保护触头臂弹簧54不因电弧气体和熔融碎屑而受损。如果在出现电弧时屏蔽构件62产生气体，则这些气体倾向于将电弧气体以及熔融材料推向灭弧室78以使其熄灭/消灭，从而进一步保护触头臂弹簧54。 [0048] 尽管对本发明的特定实施方式进行了详细描述，但本领域技术人员可以理解，根据本发明的总体教导可以对细节展开各种变型和替换。因此，所公开的特定布置仅仅是示例性的，而不是对本发明范围的限定，本发明的范围由所附的权利要求及其任意和全部等效方式的全部范围确定。 |
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