断路器广泛应用于保护线路和安装在线路上的电力设备免受故障电流 的影响，例如电力系统(如输电系统和配电系统)中的短路电流。
传统的断路器包括：开关，其具有定触点和动触点且与线路串联连接， 用于有选择地连通和关断；灭弧栅(extinction grid)，用于熄灭当关断线路 中的故障电流时在开关中产生的电弧；以及动触点旋转装置(movable contact point pivoting means)，用以检测故障电流以及通过使动触点进行角运动而 使开关跳闸。
参见传统断路器的操作，通过利用动触点旋转装置施加一定的力，定触 点和动触点之间在正常情况下保持接触状态。但是，如果故障电流流过线路， 则在定触点和动触点之间产生的电斥力使动触点快速脱离定触点。被释放的 定触点与动触点之间会产生电弧，产生的电弧被引向周围的灭弧栅，然后被 冷却和分离。被引向灭弧栅的电弧使线路中产生电压降，从而限制线路中的 故障电流，并且通过电弧的冷却和分离，被限制的故障电流在设定的电流零 点处被完全截断。
近来，人们作了各种尝试，以通过将机械开关与具有PTC特性的限流器 连接实现断路器的有效限流和跳闸操作，其中该限流器可根据温度而产生电 阻的突然变化。
当故障电流流过线路时，限流器被焦耳热加热而突然升温，并且当温度 超过阈值温度时，其电阻值也突然增加。因此，通过限流器可以限制线路的 故障电流，并且在这种情况下机械操作开关来截断线路。
如果线路被截断，限流器的温度降至阈值温度以下，因此限流器的电阻 值恢复至初值。此外，如果故障电流的主要原因被排除，则断路器重新连通， 正常的负载电流流过线路。
下面的现有技术显示如上所述通过将限流器与开关连接而制成的断路 器。
首先，美国专利US 2639357公开了一种通过将限流器与开关并联连接 以实现断路器的技术。但是，美国专利US2639357的缺点在于：故障电流 不能适当地转向限流器。
美国专利US 4878038公开了一种通过将限流器与开关串联连接以实现 断路器的技术。但是，美国专利US 4878038的问题在于：正常情况下由于 焦耳热与线路串联连接的限流器被连续加热，从而即使流过正常的负载电流 时，也会导致功率损失。
美国专利US 5629658提出一种通过将限流器与多个开关并联和串联连 接，利用连续跳闸机制操作的断路器，以解决美国专利US 4878038的问题。
图1显示了连续跳闸机制的原理。如图1所示，在美国专利US 5629658 提出的断路器中，第一开关10与限流器12并联连接，第二开关14与限流 器12串联连接。正常情况下负载电流流过具有较低电阻值的第一开关10。 这样，由于焦耳热在限流器12中产生的功率损失问题不会发生。同时，如 果在线路L中出现故障电流，例如短路电流，则第一开关10因为电斥力而 首先跳闸。因此，故障电流流过第二开关14和限流器12。如果故障电流流 过限流器12，则由于限流器12的限流作用，从而故障电流被限制。此外， 由于故障电流产生的电斥力和分别制备的第二开关开/关工具(tool)，从而 使第二开关14跳闸，因此被限流器12限制的故障电流被第二开关14完全 截断。
日本特开平H10-326554提出采用连续跳闸机制的断路器的更具体结 构。
图2为显示日本特开平H10-326554提出的断路器的示意图。如图2所 示，日本特开平H10-326554提出的断路器包括：固定臂20，其直接连接至 线路的电源，并具有第一定触点16和装有PTC限流器的第二定触点18；和 移动臂26，其直接连接至线路的负载以通过开/关工具旋转，并具有连接至 第一定触点16的第一动触点22和连接至第二定触点18的第二动触点24。
移动臂26分为第一移动臂28和第二移动臂30，其中第一移动臂28具 有弹性，且其上设置有第一动触点22，而第二移动臂30上设置有第二动触 点24。正常情况下，第一定触点16和第一动触点22以及第二定触点18和 第二动触点24相互间电连接，并且第一定触点16和第一动触点22间的电 阻比第二定触点18和第二动触点24间的电阻小，因此大部分电流流过第一 定触点16和第一动触点22及第一移动臂28。
如果在线路中出现诸如短路等故障而有故障电流流过线路，则在第一定 触点16和第一动触点22之间产生电斥力，从而第一移动臂28向上运动， 使得第一动触点22从第一定触点16脱离。因此，故障电流流过第二定触点 18和第二动触点24，并且通过安装在第二动触点24上的限流器的限流作用， 故障电流被限制。同时，如果开/关工具检测到故障电流，并使整个第二移动 臂26向上转动，则在第二定触点18与第二动触点24之间流过的故障电流 被完全截断。
但是，日本特开平H10-326554提出的断路器具有如下问题。
首先，在断路器截断故障电流的过程中，当第一定触点16和第一动触 点22脱离时产生的电弧会被导向第二定触点18，并且，当第二定触点18和 第二动触点24脱离时，在第二定触点18和第二动触点24之间也会产生严 重的电弧。电弧产生的高温，能够使金属或非金属材料熔化，因此由PTC限 流器构成的第二动触点24很容易因为这样的电弧而熔化、损坏或解体。
第二，当断路器连通时，首先是连通第二定触点18和第二动触点24， 然后连通第一定触点16和第一动触点22。即使在断路器的连通过程中，第 二定触点18和第二动触点24之间也会产生电弧。这样，在断路器的连通过 程中产生的电弧易于使得由PTC限流器构成的第二动触点24熔化、损坏或 解体。
第三，第二动触点24由PTC限流器构成，而PTC限流器比通常的触点 材料更不耐用，因此易于变形和损坏。此外，如果触点本身由PTC限流器构 成，则存在使断路器电气寿命和机械寿命都缩短的缺点。
第四，第一定触点16和第一动触点22间的接触电阻比第二定触点18 和第二动触点24间的接触电阻小。但是，如果与第一定触点16和第一动触 点22间的接触电阻相比较，第二定触点18和第二动触点24间的接触电阻 非常大，那么即使第一定触点16和第一动触点22已经脱离，故障电流也不 会充分地转向第二定触点18和第二动触点24。
日本特开平H10-326554提出的断路器通过PTC限流器构成第二定触点 18。但是，在这种情况下，即使第二定触点18与第二动触点24之间的接触 电阻增大，使得第一触点16和22脱离，故障电流也不能充分地转向第二定 触点18和第二动触点24。
第五，常规的触点材料是通过铜焊焊接到固定臂20和移动臂26上。但 是，由于第二定触点18由PTC限流器构成，则不可能使用铜焊进行触点的 焊接。
第六，第一移动臂28由弹性很大的金属制成。因此，当故障电流出现 时，即使第一动触点22和连接至第一移动臂28的第一定触点16由于电斥 力而脱离，第一移动臂28也会因为其弹性而很快重新连通，这使得最终不 能充分地限制故障电流。

本发明是为了解决现有技术的问题而设计，因此本发明的目的为提供一 种具有连续跳闸机制的断路器，该断路器能防止PTC限流器损坏，防止已经 断开的开关重新连通，以及易于将故障电流转向PTC限流器。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于正温度系数限流器提供连续跳 闸机制的断路器，包括：第一开关，具有第一定触点和第一动触点；第二开 关，具有第二定触点和第二动触点，并与第一开关并联连接；正温度系数限 流器，与第二开关串联连接并与第一开关并联连接，当故障电流出现时，该 正温度系数限流器使电流方向从第一开关转向第二开关；移动臂，其上以预 定间隔安装第一和第二动触点，该移动臂通过操作第一和第二动触点导通/ 关断第一和第二开关；固定臂，包括第一固定臂导体和第二固定臂导体，该 第一固定臂导体在正常负载电流模式下将电流导向第一定触点，而该第二固 定臂导体在故障电流模式下经由正温度系数限流器将电流导向第二定触点； 以及连续跳闸装置，其在第一和第二开关连通时，通过向连通方向操作移动 臂使第二开关弹性偏置(bias)，而在向跳闸方向操作移动臂时，则利用解 除第二开关的弹性偏置所需的时间使第一和第二开关连续跳闸。
本发明的一个方案中，第一和第二定触点设置在延伸至该第一和第二定 触点的第一和第二固定臂导体上，从而使第一和第二开关处于跳闸状态时， 第一定触点和第一动触点之间的角度大于第二定触点和第二动触点之间的 角度；以及连续跳闸装置包括第二固定臂导体的几何结构，当第一和第二开 关导通时，该几何结构使第二开关弹性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对 差值成比例。
本发明的另一方案中，第一和第二定触点设置在延伸至该第一和第二定 触点的第一和第二固定臂导体上，从而使第一和第二开关处于跳闸状态时， 第一定触点和第一动触点之间的角度大于第二定触点和第二动触点之间的 角度；以及连续跳闸装置为扭转弹簧，当第一和第二开关连通时，该扭转弹 簧通过绕预定转轴的中心弹性转动第二固定臂导体的一部分使第二开关弹 性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对差值成比例，该第二固定臂导体设置 有第二定触点。
本发明的又一方案中，第一和第二定触点设置在延伸至该第一和第二定 触点的第一和第二固定臂导体上，从而使第一和第二开关处于跳闸状态时， 第一定触点和第一动触点之间的角度大于第二定触点和第二动触点之间的 角度；移动臂设置有引导室，该引导室内安装有压缩弹簧；第二动触点放置 于引导室内，从而使其一面朝向压缩弹簧，而另一面暴露在外而朝向第二定 触点；以及连续跳闸装置为压缩弹簧，当第一和第二开关连通时，该压缩弹 簧通过第二动触点的向后运动，使第二开关弹性偏置，该弹性偏置与两个角 度的相对差值成比例。
本发明的再一方案中，移动臂具有能弹性形变的弯曲部；第一和第二定 触点设置在延伸至该第一和第二定触点的第一和第二固定臂导体上；第二动 触点设置在弯曲部上；当第一和第二开关处于跳闸状态时，第一定触点和第 一动触点之间的角度大于第二定触点和第二动触点之间的角度；以及连续跳 闸装置为弯曲部，当第一和第二开关连通时，该弯曲部通过弹性形变使第二 开关弹性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对差值成比例。
优选地，本发明的断路器还包括移动臂旋转装置，用于当故障电流出现 时检测超过预定水平的故障电流，并为移动臂提供转动力而使第二开关在预 定时间内跳闸，其中，通过在第一定触点和第一动触点之间产生的电斥力向 跳闸方向操作第一开关，并且通过在第二定触点和第二动触点之间产生的电 斥力和由移动臂旋转装置提供的转动力向跳闸方向操作第二开关。此外，以 移动臂的转轴为基准，第二开关的位置比第一开关更靠外。
优选地，第一固定臂导体提供导电路径，从而使第一开关的第一定触点 和第一动触点周围的电流沿相反方向流动。此外，优选地，第二固定臂导体 提供导电路径，从而使第二开关的第二定触点和第二动触点周围的电流沿相 反方向流动。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于正温度系数限流器提供连 续跳闸机制的断路器，包括：第一开关，具有第一定触点和第一动触点；第 二开关，具有第二定触点和第二动触点，并与第一开关串联连接；移动臂， 其上以预定间隔关于转轴中心相对地安装第一和第二动触点，该移动臂通过 转动机构沿相反方向转动第一和第二动触点，以导通/关断第一和第二开关； 第一和第二固定臂，其上分别安装第一和第二定触点；正温度系数限流器， 与第一开关并联连接并与第二开关串联连接，当故障电流出现时，该正温度 系数限流器使电流方向从第一开关转向第二开关；以及连续跳闸装置，其在 第一和第二开关连通时，通过向连通方向操作移动臂使第二开关弹性偏置， 而在向跳闸方向转动移动臂时，则利用解除第二开关的弹性偏置所需的时间 使第一和第二开关连续跳闸。
优选地，当第一和第二开关处于跳闸状态时，第一定触点和第一动触点 之间的角度大于第二定触点和第二动触点之间的角度。
优选地，连续跳闸装置为第二固定臂导体的几何结构，当第一和第二开 关连通时，该几何结构使第二开关弹性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对 差值成比例。
作为替代方案，连续跳闸装置为扭转弹簧，当第一和第二开关连通时， 该扭转弹簧通过绕预定转轴的中心弹性转动第二固定臂的一部分使第二开 关弹性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对差值成比例，该第二固定臂设置 有第二定触点。
作为另一替代方案，引导室设置在移动臂的位置上，该引导室包括压缩 弹簧，该移动臂设置有第二动触点；第二动触点放置于引导室内，从而使其 一面朝向压缩弹簧，而另一面暴露在外而朝向第二定触点；以及连续跳闸装 置为压缩弹簧，当第一和第二开关连通时，该压缩弹簧通过第二动触点的向 后运动使第二开关弹性偏置，该弹性偏置与两个角度的相对差值成比例。
附图说明
根据以下参考附图对实施例的描述，本发明的其他目标和方案将更加清 楚。
图1为显示根据现有技术利用连续跳闸机制截断故障电流的原理的电路 图；
图2为显示根据现有技术提供连续跳闸机制的断路器的透视图；
图3a至3c为分别显示根据本发明第一实施例断路器连通状态、第一开 关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图；
图4a至4c为分别显示根据本发明第二实施例断路器连通状态、第一开 关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图；
图5a至5c为分别显示根据本发明第三实施例断路器连通状态、第一开 关跳闸的状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图；
图6a至6c为分别显示根据本发明第四实施例断路器连通状态、第一开 关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图；
图7a至7c为分别显示根据本发明第五实施例断路器连通状态、第一开 关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图；
图8为说明在触点之间的界面上产生电斥力原理的原理图；
图9为说明根据弗莱明(Fleming)左手定则产生的电斥力原理的原理图；

以下参考附图，详细描述本发明的优选实施例。首先，应当理解在说明 书和权利要求书中使用的术语不限于解释为通常含义和字典中的含意，而应 在发明人可以为了最好地解释而恰当地定义术语的原则基础上，按照本发明 的技术方案所对应的含意和概念进行解释。因此，以下所述仅为用以说明本 发明的优选实施例，并非用以限制本发明的范围，因此凡是在不脱离本发明 的精神和范围的情况下，可以进行其他等同变化与修改。
图3a至3c分别显示根据本发明第一实施例断路器的断路器连通状态、 第一开关跳闸的状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图。
根据本发明第一实施例的断路器主要包括固定臂40和移动臂50，如图 3a至3c所示。固定臂40包括：固定臂端部42，其一端电连接至线路的电源； PTC限流器44，其装设在固定臂端部42上；第一定触点46；第一固定臂导 体48，其上装设第一定触点46并将电流引导至第一定触点46；第二定触点 52；以及第二固定臂导体54，其上装设第二定触点52并将电流引导至第二 定触点52。
第二固定臂导体54具有的几何结构能通过弹性形变而产生弹性偏置 (elastic bias)，如图3a至3c所示，这种几何结构为“”形。但是，本发 明并不限于此。第二固定臂导体54由金属板构成，该金属板由诸如紫铜和 黄铜等可弹性形变的金属制成。第一固定臂导体48由与第二固定臂导体54 基本上相同的材料制成。
移动臂50包括：移动臂端部56，其一端电连接至线路的负载；第一动 触点58和第二动触点60，其装设在移动臂端部56上，且相距预定间隔。在 此，第一定触点46和第一动触点58构成第一开关，而第二定触点52和第 二动触点60构成第二开关。优选地，移动臂端部56由金属板构成，该金属 板由紫铜和黄铜等制成。此外，第一和第二定触点46和52以及第一和第二 动触点58和60由板形金属片制成，该金属具有良好的耐电弧(arc-resistant) 特性，例如AgCdO，AgC和AgWC。
移动臂50使第一动触点58和第二动触点60向跳闸方向A(参见图3c) 或者向导通方向B(参见图3c)动作，从而导通或者关断第一和第二开关。 优选地，移动臂50通过转动机制进行操作。为此，移动臂50的右部连接移 动臂旋转装置(未示出)而可以转动。但是，本发明并不限于此。
移动臂旋转装置可采用如现有技术MCCB(塑壳断路器)中所使用的移 动臂旋转装置。当断路器处于连通状态时，移动臂旋转装置给第一和第二开 关施加接触压力(contact pressure)，并且，当检测到超过预定水平的故障 电流时，在预定的时间内给移动臂50施加转动力，以截断故障电流。
PTC限流器44的一端连接至固定臂端部42，另一端电连接第二固定臂 导体54和第二定触点52。这样，PTC限流器44可以与第一和第二开关保持 充分的距离。因此，当断路器截断故障电流或者断路器重新连通时，由第一 和第二开关产生的电弧对PTC限流器44的影响可以减至最低。
如现有技术中，PTC限流器44构成为上电极44b和下电极44c彼此相 对，其间夹有板形的PTC材料层44a。优选地，PTC材料层44a包括晶体状 聚合物树脂(crystalline polymer resin)和导电材料粒子，并具有非线性电阻 特性，其中，在25℃时，特定电阻为1Ωcm或以下，当故障电流出现时，特 定电阻增至10Ωcm或以上。但是，本发明并不限于此。上电极44b和下电 极44c由金属板构成，该金属板由铝，银，紫铜等制成。
如图3a所示，如果根据本发明第一实施例的断路器处于正常的连通状 态，则第一定触点46与第一动触点58电接触，第二定触点52被施压而与 第二动触点60电接触。因此，第一开关与PTC限流器44并联连接，而第二 开关与PTC限流器44串联连接。
同时，第二定触点52和第二动触点60由于下述原因被施压而相互接触。 如图3c所示，与第一定触点46和第一动触点58之间的角度θ1相比，第二 定触点52和第二动触点60之间的角度θ2较小，并且第二固定臂导体54的 几何结构允许弹性形变。因此，如果移动臂50被转动至导通第一和第二开 关时，如图3a所示，则第二固定臂导体54弹性形变而使第二开关弹性偏置。 在此，角度为基于从两个接触点起的延伸线相交的位置触点之间的角度间 隔。第二开关的弹性偏置程度与两个角度的差值“θ1-θ2”成比例。
如果如上所述第二开关弹性偏置，则当故障电流出现时，第一和第二开 关的跳闸时刻被改变，因此第一和第二开关能连续地跳闸。后面将作更详细 解释。以下，将上述通过使第二开关弹性偏置从而使第一和第二开关连续跳 闸的装置命名为“连续跳闸装置”。在第一实施例中，连续跳闸装置为可弹 性形变的第二固定臂导体54的几何结构。
如图3a所示，如果断路器处于连通状态，允许电流流过的通路包括： 第一通路I，包括有：固定臂端部42，第一固定臂导体48，第一定触点46， 第一动触点58和移动臂端部56；第二通路II，包括有：固定臂端部42，PTC 限流器44，第二固定臂导体54，第二定触点52和第二动触点60。但是，因 为PTC限流器44具有初始电阻值，因此大部分正常负载电流流过第一通路 I。这样，只有很小一部分电流流过第二通路II，从而使因加热PTC限流器 44造成的功率损失最小化。
本发明的断路器具有限流功能。这种限流功能需要触点间更快脱离。也 就是说，如果在线路中出现故障电流，则断路器应立即检测到故障电流的出 现，然后自动进行触点脱离操作。为此，断路器利用了在触点之间产生的电 斥力。电斥力的产生有两种模式。
第一种模式中，电斥力在第一定触点46和第一动触点58之间和在第二 定触点52和第二动触点60之间产生。当断路器处于连通状态时，由于适当 的接触压力，每一个触点46，52，58或60都为电连接。当然，因为第二固 定臂导体54为弹性偏置，第二定触点52和第二动触点60之间的接触压力 比第一定触点46和第一动触点58之间的接触压力大。
通过肉眼观看各触点46，52，58或60，可看到触点之间接触完好，似 乎其接触部分的电连接很好。但实际上，触点之间只是部分电连接，如图8 所示，即出现了“a区”。“a区”的大小决定了触点之间的接触电阻和接触 斥力，通常其决定于接触压力和触点材料的界面特性。如果“a区”出现在 触点的界面，则电流通路相对集中于“a区”，如图8中箭头所示，从而在 触点之间产生斥力。
第二种模式中，电斥力与在第一和第二开关周围形成的磁场方向有关。 也就是说，如果第一定触点46和第一动触点58周围电流的方向与第二定触 点52和第二动触点60周围电流的方向变成相反，根据弗莱明左手定则，在 触点之间的每个界面上产生电斥力。因此，本发明设置了导电路径，使得从 第一和第二固定臂导体48和54的弯曲部L朝向第一和第二定触点46和52 的方向与从第一和第二动触点58和60朝向移动臂50转轴的方向相反，如 图9所示。从而，根据弗莱明左手定则，在第一定触点46与第一动触点58 之间和在第二定触点52与第一动触点60之间产生电斥力。
现在详细描述根据本发明第一实施例的断路器的连续跳闸操作。首先， 当断路器处于连通状态，如图3a所示，移动臂50通过设置在移动臂旋转装 置上的接压弹簧(wipe spring)，挤压第一和第二开关。同时，由于第二固 定臂导体54的几何结构弹性形变，因此第二开关进入弹性偏置状态，该第 二固定臂导体54即为连续跳闸装置。此外，如果只有正常的负载电流流过 断路器所连通的线路，则尽管在第一和第二开关的接触点之间的界面上产生 电斥力，但是该电斥力不能克服接压弹簧施加给移动臂50的力。因此，移 动臂50不能抬起。
但是，如果断路器所安装的线路中发生故障，从而开始流过故障电流， 则电斥力的强度与电流的平方成比例地增加。然后，当电斥力克服移动臂旋 转装置的接压弹簧的力时，移动臂50被抬起。因此，如图3b所示，第一定 触点46和第一动触点58首先脱离，同时，第二开关的弹性偏置状态被解除， 从而使得只有第二定触点52与第二动触点60电连接。在第二开关的弹性偏 置状态被解除的短时间内，第一开关保持跳闸状态，而第二开关保持连通状 态。此外，在此过程中，在第一定触点46和第一动触点58之间形成预定的 间隙，从而从根本上防止第一开关重新连通。
当第一开关跳闸时，流过第一通路I的大部分故障电流转向第二通路II， 并流向PTC限流器44。随后，PTC限流器44开始被加热而迅速升温。如果 PTC限流器44的温度不断升高并超过阈值温度，PTC限流器44的电阻值突 然增加，以限制故障电流。
在PTC限流器44进行限制故障电流操作的同时，移动臂旋转装置检测 流过第二通路II的故障电流。之后，如果确定检测到的电流水平超过预定故 障电流水平，则移动臂旋转装置沿跳闸方向A转动移动臂50，如图3c所示， 从而使得第二定触点52和第二动触点60在预定时间内脱离。一般情况下， 施加接触压力给移动臂50的接压弹簧解除其弹性偏置状态，从而使移动臂 50转动。
同时，当第一定触点46与第一动触点58脱离时产生电弧，但是因为大 部分故障电流转向第二通路II，因此电弧的能量不高，并且由于灭弧栅(未 示出)使产生的电弧冷却和分离。此外，当第二定触点52与第二动触点60 脱离时也产生电弧，但是因为大部分故障电流能量由于加热PTC限流器44 而耗散掉，因此在第二开关的断开过程中产生的电弧能量也不高，并且通过 灭弧栅产生的电弧被冷却和分离。此外，PTC限流器44设置在远离第一和 第二开关的位置。因此，当断路器操作时，能够有效防止损坏对电弧敏感的 PTC限流器44。
图4a至4c分别显示根据本发明第二实施例断路器的断路器连通状态、 第一开关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图。
根据本发明的第二实施例，如图4a至4c所示，第二垂直固定臂导体54a 和第二水平固定臂导体54b连接在一起，可以绕转轴62的中心旋转，并且 第二垂直固定臂导体54a和第二水平固定臂导体54b是利用扭转弹簧(torsion spring)64而弹性连接。第二实施例的其他构造与第一实施例基本上相同。
如同第一实施例，在第二实施例的断路器中，与第二定触点52和第二 动触点60之间的角度θ2相比，第一定触点46和第一动触点58之间的角度 θ1较大，如图4c所示。因此，如果断路器被连通，如图4a所示，则第二水 平固定臂导体54b绕转轴62旋转(例如，沿逆时针方向)，从而使扭转弹 簧64弹性形变。在此，弹性形变的程度与两个角度的差值“θ1-θ2”成比例。 结果，第二开关进入弹性偏置状态。这样，在第二实施例中，扭转弹簧64 用作连续跳闸装置，使第一和第二开关能连续跳闸。
在第二实施例的断路器中，第一和第二开关如下述实现连续跳闸。如果 在线路中出现故障电流，则产生大于接触压力的电斥力，该接触压力由移动 臂50施加在第一开关触点间的界面上，从而使移动臂50被抬起，如图4b 所示，使第一开关跳闸，并且用作连续跳闸装置的扭转弹簧64的弹性形变 消除，从而解除第二开关的弹性偏置状态。在解除第二开关的弹性偏置状态 的短时间内，第一开关保持跳闸状态，而第二开关保持连通状态。当第一开 关跳闸时，故障电流从第一通路I转向第二通路II，然后被PTC限流器44 限制。在上述操作的同时，移动臂旋转装置检测流过第二通路II的故障电流 并转动移动臂50，以使第二开关在预定时间内跳闸，如图4c所示。
图5a至5c分别显示根据本发明第三实施例的电路器的断路器连通状态， 第一开关跳闸状态和第一/第二开关跳闸状态的侧视图。
根据本发明的第三实施例，移动臂50的下部设置有引导室70，在引导 室70中安装有压缩弹簧(compression spring)66，并且在引导室70的下端 形成有开口68，如图5a至5c所示。此外，第二动触点60放置于引导室70 内，从而使第二动触点60的一面朝向压缩弹簧66，而另一面暴露在外以朝 向第二定触点52。此外，第二定触点52的形状与开口68相对应，从而使第 二定触点52能通过形成于引导室70下部的开口68插入。第三实施例的其 他构造与第一实施例基本上相同。
如同第一实施例，在第三实施例的断路器中，与第二定触点52和第二 动触点60之间的角度θ2相比，第一定触点46和第一动触点58之间的角度 θ1较大，如图5c所示。这样，如果转动移动臂50使断路器连通，如图5a 所示，则第二定触点52通过引导室70的开口68插入，然后挤压第二动触 点60，直到第一定触点46和第一动触点58进行电接触。然后，压缩弹簧 66朝移动臂50缩回并收缩。从而，如果第一定触点46和第一动触点58完 全电连接，从而使断路器完全连通，则在第二定触点52和第二动触点60间 的界面上产生接触压力，因此第二开关进入与角度的差值“θ1-θ2”成比例的 弹性偏置状态。这样，在第三实施例中，压缩弹簧66用作连续跳闸装置， 使第一和第二开关能连续跳闸。
在第三实施例的断路器中，第一和第二开关如下述实现连续跳闸。如果 在线路中出现故障电流，则将产生大于接触压力的电斥力，该接触压力由移 动臂50施加在第一开关触点间的界面上，从而使移动臂50被抬起，如图5b 所示，使第一开关跳闸，并且用作连续跳闸装置的压缩弹簧66的弹性形变 消除，从而解除第二开关的弹性偏置状态。在解除第二开关的弹性偏置状态 的短时间内，第一开关保持跳闸状态，而第二开关保持连通状态。当第一开 关跳闸时，故障电流从第一通路I转向第二通路II，然后被PTC限流器44 限制。在上述操作的同时，移动臂旋转装置检测第二通路II的故障电流并转 动移动臂50，以使第二开关在预定时间内跳闸，如图5c所示。
同时，尽管未在图中示出，也可以将设置在第二固定臂导体54上的第 二定触点52与压缩弹簧一起，放置在引导室(未示出)中，而第二动触点 60制成与开口相对应的形状，以使得能够插入设置于引导室下部的开口中， 该第二动触点60装设在移动臂50的下侧。这可以作为第三实施例的修改。 这种情况下，在断路器连通过程中，与第三实施例中相反，第二动触点60 挤压第二定触点52，从而使引导室内的压缩弹簧朝向第二固定臂导体54缩 回。当然，第一和第二开关的连续跳闸机制在本质上与第三实施例相同。
图6a至6c分别显示根据本发明第四实施例断路器的断路器连通状态、 第一开关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图。
根据本发明的第四实施例，移动臂端部56的一侧制成“”形弯曲部 57，其几何结构允许弹性形变，如图6a至6c所示。此外，第二动触点60 装设在弯曲部57的下侧。第四实施例的其他构造与第一实施例基本上相同。
如同第一实施例，即使在第四实施例的断路器中，与第二定触点52和 第二动触点60之间的角度θ2相比，第一定触点46和第一动触点58之间的 角度θ1较大，如图6c所示。这样，如果转动移动臂50使断路器连通，如 图6a所示，则第二定触点52和第二动触点60首先相接触，然后移动臂50 的弯曲部57弹性形变，直到第一定触点46和第一动触点58随后相接触。 在此，弹性形变的程度与角度的差值“θ1-θ2”成比例。从而，如果第一定触 点46和第一动触点58完全电连接，从而使断路器完全连通，则在第二定触 点52和第二动触点60间的界面上产生接触压力，因此第二开关进入弹性偏 置状态。这样，在第四实施例中，移动臂50的弯曲部57的几何结构用作连 续跳闸装置，使第一和第二开关能连续跳闸。
在第四实施例的断路器中，第一和第二开关如下述实现连续跳闸。如果 在线路中出现故障电流，则产生大于接触压力的电斥力，该接触压力由移动 臂50施加在第一开关触点间的界面上，从而使移动臂50被抬起，如图6b 所示，使第一开关跳闸，并且移动臂50的弯曲部57的弹性形变消除，从而 解除第二开关的弹性偏置状态。在解除第二开关的弹性偏置状态的短时间 内，第一开关保持跳闸状态，而第二开关保持连通状态。当第一开关跳闸时， 故障电流从第一通路I转向第二通路II，然后被PTC限流器44限制。在上 述操作的同时，移动臂旋转装置检测第二通路II的故障电流并转动移动臂 50，以使得第二开关在预定时间内跳闸，如图6c所示。
同时，在上述第三和第四实施例中，应当了解取决于第二开关进入弹性 偏置状态的过程，第二固定臂导体54也可以在一定程度上变形。
图7a至7c分别根据本发明第五实施例的断路器的断路器连通状态、第 一开关跳闸状态以及第一/第二开关跳闸状态的侧视图。
根据本发明的第五实施例，第一固定臂72和第二固定臂74基于移动臂 76相对放置，如图7a至7c所示。第一固定臂72和第二固定臂74的几何结 构允许产生弹性形变。优选地，几何结构为“”或者“”形，如图7a 至7c所示。但是，本发明并不限于此。第一定触点46和第二定触点60分 别装设在第一固定臂72和第二固定臂74上。
移动臂76通过移动臂旋转装置(未示出)绕转轴78的中心向连通方向 A或者跳闸方向B转动。当断路器处于连通状态时，移动臂旋转装置通过接 压弹簧向第一和第二开关施加接触压力。第一动触点58和第二动触点52基 于移动臂76的转轴78相对放置，并分别装设在面向第一定触点46和第二 定触点60的位置上。PTC限流器44第一开关与并联连接，并与第二开关串 联连接，其中第一开关包括第一定触点46和第一动触点58，第二开关包括 第二定触点52和第二动触点60。
在第五实施例的断路器中，如图7c所示，与第二定触点52和第二动触 点60之间的角度θ2相比，第一定触点46和第一动触点58之间的角度θ1 较大。这样，如果向连通方向A转动移动臂76以使第一和第二开关连通， 则第二固定臂74弹性形变，如图7a所示。在此，弹性形变的程度与角度的 差值“θ1-θ2”成比例。如果断路器完全连通，则在第二定触点60和第二动 触点52间的界面上产生接触压力，因此第二开关进入弹性偏置状态。这样， 在第五实施例中，第二固定臂74的可弹性形变几何结构用作连续跳闸装置， 使第一和第二开关能连续跳闸。
在第五实施例的断路器中，第一和第二开关如下述实现连续跳闸。如果 在线路中出现故障电流，则产生大于接触压力的电斥力，该接触压力由移动 臂76施加在第一开关触点间的界面上，从而使移动臂76被抬起，如图7b 所示，使第一开关跳闸，并且第二固定臂74的弹性形变消除，以解除第二 开关的弹性偏置状态。在解除第二开关的弹性偏置状态的短时间内，第一开 关保持跳闸状态，而第二开关保持连通状态。当第一开关跳闸时，故障电流 转向PTC限流器44。在上述操作的同时，移动臂旋转装置检测故障电流， 并向跳闸方向B转动移动臂76，以使第二开关在预定时间内跳闸，如图7c 所示。
同时，尽管未在图中示出，第二固定臂74也可以具有通过如图4a所示 的扭转弹簧而弹性形变的结构，这可以作为第五实施例的修改。作为替代方 案，也可以将第二动触点60与压缩弹簧一起安装在引导室内，如图5a所示， 并且当断路器连通时，通过第二定触点52使压缩弹簧被压缩，从而使第二 开关进入弹性偏置状态，其中第二定触点52具有与引导室的开口相对应的 形状。
基于有限的实施例和附图详细描述了本发明。但是，应当了解，仅通过 举例说明的方式，在说明本发明的优选实施例时给出详细的描述和特定的实 例，其原因在于根据这些详细的描述，本领域的技术人员即可清楚了解在本 发明的精神和范围内可进行各种变化和修改。
工业实用性
根据本发明，由于PTC限流器被设置为远离产生电弧的触点，并且大部 分电弧能量通过PTC限流器的加热而消耗掉，因此当断路器连通或者进行连 续跳闸操作时，能防止PTC限流器被电弧损坏。
在本发明的另一方案中，由于触点不是用PTC限流器组成，因此第二定 触点和第二动触点不具有高接触电阻，从而，当截断故障电流时，故障电流 很容易转向第二开关。
在本发明的又一方案中，如果断开第一开关，则由连续跳闸装置引起的 第二开关的弹性偏置状态被消除，同时在第一定触点和第一动触点之间产生 一个预定的间隙。因此，不同于现有技术中第一开关断开后很容易重新连通， 在本发明中，由于第一开关不可能重新连通，从而可使断路器的可靠性最大 化。