本发明总的涉及断路器，更具体地说，涉及采用一种具有可脱开 断路器工作机构的偏心机构的热-磁自动分离装置和一种可区别短 路断路和过电溶断路的断路标志系统的断路器。

断路器通常具有防止持续过电流和防止短路造成很大电流的保 护装置，在许多断路器中，由一种热-磁自动分离装置形成上述类型 的保护装置，这种自动分离装置具有一个在发生持续过电流故障时使 断路器断开的热敏断路部件和一个在发生短路故障时使断路器断开 的磁力断路部件。

为了使断路器断开，上述的热-磁自动分离装置必须驱动一种工 作机构，该工作机构被驱动后就会立即使一对主触点分离，从而切断 保护电路中的电流。常规的自动分离装置直接控制上述的二作机构而 使其动作，在当前的热-磁自动分离装置的结构中，热敏断路部件具 有一种在预定温度下会弯曲的双金属的片件(双金属片)，而磁力断 路部件则具有一个包围载流的搭接片的铁砧和一个设置在该铁砧附 近的杠杆，当短路大电流流过载流的塔接片时，上述杠杆便拉向铁 砧。由双金属片或杠杆产生的力以及它们移动的距离可能还不足以直 接使上述工人机构断开。解决这个问题的常规办法是用一种闭锁机构 作为附加的能源。但是，这种闭锁机构的缺点是要使用反复使用后退 化的闭锁表面。

另外，具有热-磁自动分离装置的断路器可由于下列三种情况而 断开：过电流、短路和接地故障。重要的是要知道断路器断开的原因， 弄清断路的原因，使用者就可确定断路器是否可以立即复位(如：过 电流的情况)或只有在仔细检查电路后才可复位(如：发生短路或接 地故障的情况)。

现有技术的断路器自动分离装置已经通过采用从设置在断路器 壳体上的观察窗口看得见的标志来解决上述的问题。在这种自动分离 装置中，当发生过电流故障时，在一个窗口上出现一种标志，而当发 生短路故障时，在另一个窗口处出现另一种标志。这种办法可使具有 非活性双金属片的自动分离装置很好地工作，也就是说，对于双金属 片不通电流而是固定在载流搭接片上的自动分离装置可以很好地工 作。但是，当采用具有活性双金属片的自动分离装置时上述办法可能 产生不准确的信息，也就是说，采用带电流的双金属片的自动分离装 置时，会出现不准确的标志。如果使用上述的活性双金属片，可能会 在发生短路故障时出现如下情况：除了磁力断路部件以外，双金属片 也移动至露出过电流标志的位置，这样就使短路标志和过电流标志都 出现在观察窗口，从而给使用者提供了不准确的信息。

发明概述

在本发明的一个示范性实施例中，断路器断开机构具有一个偏心 的弹簧断路连杆机构。自动分离装置具有一个带有第一支腿和第二支 腿的断路棒，该断路棒可绕第一枢轴转动地安装在壳体内，其第一支 腿靠近安装在断路器断开机构内的双金属片。一个具有第三支腿和第 四支腿的连杆可绕第二枢轴转动地安装在壳体内。上述的第二支腿通 过可在断路棒中的槽内滑动的活动销与连杆的第三支腿转动地连 接。连杆的第四支腿通过活动销与一个滑件转动地连接。在上述滑件 的第一端部与第二端部之间设有一个从滑件向外伸出的凸部。而且， 当自动分离装置处于复位状态时，上述连杆受到沿第一方面绕第二枢 轴转动的偏压，当上述断路棒绕第一枢轴转动时，上述连杆受到沿第 二方向绕第二枢轴转动的偏压，从而推压上述滑件使之与断路器工作 机构的断路杆互相作用。

在本发明的另一个示范性实施例中，采用一种改进的具有双件断 路棒机构的断开指示装置。在本发明的该实施例中，可直观地确定断 路的原因。该实施例具有一个带有第五和第六支腿的第二断路棒，该 断路棒可绕第三枢轴转动地安装在壳体内。具有第七和第八支腿的第 二连杆可绕第四枢轴转动地安装在壳体内。上述第六支腿通过活动销 与第二连杆的第七支腿可转动地连接，第二连杆的第八支腿通过活动 销与第二滑件可转动地连接。在第二滑件的第三端部与第四端部之间 设置一个从第二滑件向外伸出的滑件凸部。另外，当自动分离装置处 于复位状态时，上述第二连杆受到沿第一方向绕第四枢轴转动的偏 压，而当第二断路棒绕第三枢轴转动时，上述的第二连杆受到沿第二 方向绕第四枢轴转动的偏压，从而推压第二滑件使之与断路器工作机 构的断路杆互相作用。

本发明的该实施例中的断路器壳体具有一个设置在壳体上的观 察窗口，其位置使使用者可观察到位置指示器，从而可快速确定发生 的断路的类型。为了识别由过电流状态造成的断路，采用了带有第一 断路棒的过电流指示器，由该指示器感受施加在热敏金属片上的双金 属片的力，为了识别由短路状态造成的断路，采用了带有第二断路棒 的短路指示器，由该该指示器感受施加在改进的断路机构的指示器上 的磁力。

附图简述

下面参看附图详细说明本发明，附图中：

图1是一种断路器的透视图；

图2是图1的断路器的分解透视图；

图3示出图1的断路器使用的弹簧自动分离装置；

图4示出双件断路棒机构的指示装置；

图5是图4的第二断路棒连接机构的放大图；和

图6是图4的位置指示器和标志的放大图。

优选实施说明

参看图1，图中总的示出一个模压壳体的断路器9的实施例。这 种类型的断路器具有一个绝缘外壳11和一个安装断路器9的部件的 中间盖12。一个穿过盖子14的手柄20使操作者可以“接通”断路 器9以激励保护电路(如图3所示)、和“断开”断路器以断开保护 电路(未示出)，或在出现故障后使断路器“复位”(未示出)。当 断路器9接通时，一对电触点142和162合闭，从而保持电流流过断 路器9。多个搭接片156和35也穿过壳体11以使断路器9与保护电 路的导线和负载导体相连接。图1的断路器9示出一种典型的3相结 构。但是，本发明不限于这种结构，而是可用于其他的结构例如单相、 两相或4相的断路器。

参看图2，手柄20固定在断路器工作机构10上，该断路器工作 机构10与中央盒16B相连接，并通过驱动销18与外盒16A和16C相 连接。上述的盒16A、16B和16C与断路器工作机构10一起装配到基 座2内，并通过中间盖12固定之。中间盖12通过任何简便的方式例 如螺钉26或卡扣配合(未示出)或粘结剂连接(未示出)等方法与 基座相连接。盖子14通过螺钉28固定在中间盖12上。

具有搭接片23A、23B和23C的热-磁自动分离装置22座落在壳 体11内，上述的搭接片23A、23B和23C通过螺钉24A、24B和24G 牢牢地固定在盒体搭接片19A、19B和19C上。虽然这里示出用螺钉 连接自动分离装置的搭接片23和盒体搭接片19，但也可以采用在制 造断路器中通用的其他方法例如钎焊法。自动分离装置22与盒16一 起装配在基座2内，搭接片23A、23B和23C将电流从电源导入保护 电路中。

图3示出自动分离装置22的内操作机构160。自动分离装置22 具有一个带有第一支腿33和第二支腿64的断路棒(第一断路棒)30， 该断路棒30绕第一枢轴32可转动地安装在壳体11内，连杆(第一 连杆)34则绕第二枢轴86可转动地安装在壳体11内，连杆34具有 分别从第二枢轴86伸出的第三支腿88和第四支腿90。断路棒30的 第二支腿64通过例如可在断路棒30内的槽31内滑动的活动销36可 转动地与连杆34的第三支腿88相连接。滑件38具有第一端70和第 二端67。连杆34的第四支腿90通过例如活动销40与滑件(第一滑 件)38的第一端70可转动地相连接。从滑件38向外伸出的凸部39 位于滑件38的第一端70与第二端67之间。

另外，连杆34在自动分离装置处于复位状态时受到沿第一方向 绕枢轴86转动的偏压，并在断路棒30绕第一枢轴32转动时受到沿 第二方向绕第二枢轴86转动的偏压，从而推动滑件38与断路器工作 机构10的断路杆92相互作用。将具有活动端部和固定端部并且最好 是连接在活动销了36与固定销76之间的第一弹簧42固定在壳体11 上。该第一弹簧42的活动端部与第三支腿88相连接。如图3所示， 第一弹簧42设置成可偏压滑件38离开断路杆92。第一弹簧42的端 部可相对于第一枢轴32转动，因此当事先对断路棒30提供一种逆时 针方向的力矩，以防止有害的断开。

具有第一端60和第二端62的热敏片例如双金属片84在其第一 端60通过螺钉44固定在搭接片23B上。虽然这里示出用螺钉连接， 但是，制造断路器通常所用的任何其他方法例如钎焊或者说焊接法也 可以用。双金属片的第二端62靠近断路棒30的第一支腿33。虽然为 了清晰起见图中只示出一个双金属片，但是，相邻的搭接片23A和23C 上也固定有相应的双金属片。

具有第一端68和第二端72的杠杆48安装在壳体11内并可绕轴 销49转动。上述杠杆48是用铁合金制成的，最好在杠杆48的第一 端68上安装一个铁合金板件50。在杠杆48之第一端68附近设置一 个包围塔接片23B的铁砧46(最好是U形的)，该铁砧46产生与电 流强度成正比的电磁场。杠杆48的第二端72靠近滑件的凸部39。在 与壳体11相连接的销74与位于杠杆48上的销82之间连接一个第二 弹簧80，该弹簧80设置成可偏压杠杆48离开滑件的凸部39(如图3 所示)。

当出现过电流状态时，搭接片23B便发热而使双金属片84的温 度升高。若由于电流增大超过预定的电流强度而使双金属片84的温 度显著升高时，双金属片84的第二端62便从原始位置偏离，从而与 断路棒30相接合。断路棒30按照双金属片的力沿顺时针方向旋转而 与连杆34相接合，连杆34则沿逆时针方向绕第二枢轴86旋转，从 而将滑件38从图3所示的原始位置向着断路杆92推动至断开位置(该 断开位置用虚线示出)。当断路棒30旋转至预定位置时，第一弹簧 42随第一枢轴32的位置发生变化，从而产生一个使断路棒30沿顺时 针方向旋转的转矩。因此，当第一弹簧42到达预定位置后，便取代 双金属片84而产生所需的力和运动。使滑件38与断路杆92相接合 而使机构10断开。连杆34的第三支腿88与第四支腿90的长度之比 决定了滑件38受双金属片84所施加的力所产生的相对于断路棒30 的移动的线性移动幅度，因此，滑件38的线性移动量通常大于断路 棒30的移动量。

当发生短路状态时，在铁砧46内产生与流过塔接片23B的电流 成正比的磁场。当吸引杠杆48的铁合金板件50的磁力大于预定值 时，杠杆48的第一端68便被吸至铁砧46上而使其第二端72与滑件 的凸部39相接合，从而使滑件38向着断路杆92移动至断开位置(该 断开位置用虚线表示)。一旦断路棒30旋转到预定位置，第一弹簧 42便随第一枢轴32而的位置而变化，从而产生使断路棒30沿顺时针 方向转动的转矩。

必须注意，当采用活性的双金属片时，在短路故障过程中很可能 发生如下情况，即除了杠杆48由于铁砧46产生的磁力而与滑件的凸 部39相接合之外，双金属片84也会与断路棒30相接合。

在本发明的另一个示范性的实施例中，采用了一种具有双件断路 棒机构的改进的断开指示装置。在该实施例中，直观地说明了断开的 原因。图4、5和6示出了上述的装置。第一断路棒机构具有如上所 述的断路棒30、连杆34和滑件38，而第二断路棒机构具有第二断路 棒94、第二连杆100和第二滑件104。上述的第一断路棒机构感受双 金属片的力，而第二断路棒机构感受磁力。

图4示出用于自动分离装置22的改进的断开指示装置的内部工 作机构160。自动分离装置22具有一个带有第一支腿33和第二支腿 64的断路棒30。该断路棒30可绕第一枢轴32转动地安装在壳体11 内，而连杆34则可绕第二枢轴86转动地安装在壳体11内，上述连 杆34具有两个皆从第二枢轴86伸出的第三支腿88和第四支腿90。 断路棒30的第二支腿64与连杆34的第三支腿88通过例如可沿断路 棒30中的凹槽31滑动的活动销36可转动地相连接。滑件38具有第 一端70和第二端67。连杆34的第四支腿90通过例如活动销40与滑 件38的第一端70可转动地连接。

另外，当自动分离装置处于复位状态时连杆34受到沿第一方向 绕枢轴86转动的偏压，而当断路棒30绕第一枢轴32转动时则受到 沿第二方向绕枢轴86转动的偏压，从而推动滑件38使之与断路器工 作机构10的断路杆92相互作用。第一弹簧42具有活动的和固定的 端部，并且最好连接在活动销36与固定在壳体11上的固定销76之 间。第一弹簧的活动端部42与第三支腿88相连接。示于图3的第一 弹簧42安装成可偏压滑件38使之离开断路棒92。第一弹簧42的端 部可相对于第一枢轴32转动，因此可事先对断路棒30产生一个逆时 针方向的转矩而防止有害的断开。

在第二种断路棒机构中，自动分离装置22也具有一个带有第五 支腿96和第六支腿98的第二断路棒94，该第二断路棒94可绕第三 枢轴144转动地安装在壳体11内，第二连杆100可绕第四枢轴148 转动地安装在壳体11内，熟悉本技术的人们都会明白，在本发明的 该实施例的范围内，第一断路棒30和第二断路棒94可改变为彼此独 立地绕第一枢轴32转动。第二连杆100具有均从第四枢轴148伸出 的第七支腿128和第八支腿130。熟悉本技术的人们都会明白，在本 发明的该实施例的范围内，第一连杆34和第二连杆100可改变为都 绕第二连杆100可改变为都绕第二枢轴86彼此独立地转动。断路棒 94的第六支腿98与第二连杆100的第七支腿128可通过例如在第二 断路棒94的凹槽152内滑动的活动销136而可转动的相连接。第二 滑件104具有第三端部102和第四端部106。第二连杆100的第八支 腿130可通过例如活动销150与第二滑件104的第三端部102转动地 连接。在第二滑件104的第三端部102与第四端部106之间设置一个 从第二滑件104向外伸出的滑件凸部140。

另外，第二连杆100在自动分离装置处于复位状态时受到沿第一 方向绕第四枢轴148转动的偏压，而当断路棒94绕第三枢轴144转 动时则受到沿第二方向绕第四枢轴148转动的偏压，从而推压第二滑 件104使之与断路器工作机构10的断路杆92互相作用。第三弹簧138 具有可移动的和固定的端部，并且最好连接在动销136与固定在壳体 11的固定销158之间。第三弹簧138的端部与第七支腿128相连接。 如图4所示的第三弹簧138安装成可偏压第二滑件104离开断路杆 92。弹簧的端部可相对于第三枢轴144转动，因此可事先对第二断路 棒94产生一个逆时针方向的转矩以防止有害的断开。

具有第一端60和第二端62的热敏片例如双金属片84的第一端 60通过螺针44与搭接片23B相连接。虽然在图中示出这种连接是通 过螺针，但是，在断路器制造中常用的任何方法例如钎焊或者说焊接 法都可以用。双金属片84的第二端部62与断路棒30的第一支腿33 相邻近。虽然为清晰起见在图中只示出一个双金属片，但是，相邻的 搭接片23A和23C皆连接有相应的双金属片。

具有第一端68和第二端72的杠杆48安装在壳体11内并可绕枢 轴49旋转。杠杆48是用铁合金制成的，最好在杠杆48的第一端部 68上安装一志铁合金板件50，在杠杆48的第一端部68附近设置一 个包围搭接片23B的铁砧46(最好是U形的)。该铁砧46可产生与 电流强度或正比的磁场。杠杆48的第二端部72靠近滑件凸部140。 第二弹簧80连接在固定于壳件11的销74与设置在杠杆48上的销82 之间，该第二弹簧80安装成可偏压杠杆48离开滑件的凸部140。虽 然上面说明的是自动分离装置的磁性部分与第二滑件104上的凸部 140相接合，但是，熟悉本技术的人们都会明白，可将上述磁性部分 改变为与第二断路棒94的第三支腿96相接合。

当出现过电流状态时，搭接片23B便发热使双金属片84的温度 升高。如果由于通过的电流超过预定的电流强度而使双金属片的温度 提高到足够程度，双金属片84的第二端62就会从原始位置偏离而与 断路棒30相接合。上述的偏离量与电流强度成正比。断路棒30随双 金属片的力而沿顺时针方向转动，从而与连杆34可转动地接合。连 杆34则绕枢轴86沿逆时针方向转动，从而向着断路杆92将滑件38 推至断开位置(在图中，该断开位置用虚线示出)。当断路棒30转 动到预定位置时，第一弹簧42便随第一枢轴32的位置发生变化，而 个使断路棒30沿顺时针方向转动的转矩。因此，在到达预定位置后， 第一弹簧42便取代双金属片84而产生所需的力和移动，使滑件38 与断路杆92相接合，从而使工作机构10断开。连杆34的第三支腿 88与第四支腿90的长度之比决定了滑件38受双金属片所施加的力而 产生的相对于断路棒30之移动的线性移动的大小。因此，滑件38的 线性移动值通常大于断路棒30的移动值。

当发生短路情况时，铁砧46内便产生与流过搭接片23B的电流 成正比的磁场。当吸引杠杆48上的铁合金属件50的磁力太于预定值 时，杠杆48的第一端68便被吸到铁砧46上而使其第二端72与滑块 的凸部140相接合，从而使第二滑件104向着断路杆92移动至断开 位置(在图中，该断开位置用虚线示出)。当断路棒94转动到预定 位置时，第三弹簧138便随第三枢轴44改变其位置，从而产生一个 使断路棒94沿顺时针方向转动的转矩。因此，在第三弹簧138到达 预定位置后，便取代杠杆48而移动第二滑件104使之与断路杆92相 接合，从而使工作机构10断开。第二连杆100的第七与第八支腿128 和130的长度之比决定了滑件38由于受杠杆48施加的力而相对于断 路棒94的移动的线性移动的大小，因此，滑件38的线性移动值通常 大于断路棒94的移动值。

本发明的上述实施例的壳体11上有一个窗口124，其位置方便于 使用者观察位置指示器端部的识别标志以便可快速地确定已发生的 断路的类型。为了识别过电流状态造成的断路，采用一种位置指示器 (过电流指示器)120，该过电流指示器120带有第一标志(过电流 标志)132，并感受施加在热敏双金属片上的双金属片的力。为了识 别短路状态造成的断路，采用一种位置指示器(短路指示器)122， 该短路指示器122带有第二标志(短路标志)134，并感受施加在改 进的断路棒装置的指示器上的磁力。过电流指示器120和标志132可 通过窗口124观察到，用于指明电路由于过热造成的断开故障而中断 时所发生的断路状态。过电流指示器120位于第一滑件38的第一端 部70与第二端部67之间与两端相隔一定距离处。短路指示器122和 第二标志134可通过窗口124观察到，用于确定电路由于短路而中断 时所发生的断路状态。短路指示器122位于第二滑件104的第三端部 102与第四端部106之间与两端相隔一定距离处。

如果发生过电流故障，那么，第一滑件38便移动，而从壳体11 的窗口124处露出第一标志132。如果发生短路故障，那么便只有第 二滑件104移动，而从壳体11的窗口124处露出第二标志134。

当使用活性的双金属片时，很可能在短路故障过程中发生如下情 况：即除了杠杆48与滑件凸部140由于铁砧46产生的磁力而接合外， 双金属片84也与断路棒30相接合，在这种情况下会在窗口124露出 第一标志132，而导致出现关于断路原因的假标志。为了防止这种情 况，本发明的该实施例中，将第二标志134置于高于第一标志132的 平面的平面上。因此，如图6所示，过电流指示器120的长度比短路 指示器122短，而且，第二标志134顶面的长度完全叠放在第一标志 132上的顶面上。因此，在发生短断故障时，从窗口124只看到第二 标志134，从而防止出现关于故障原因的假标志。

而且，熟悉本技术的人们也会明白，在本发明的范围内，在滑件 38上也可使用位置指示器120和122，以指明由于过热或短路造成的 断路。

偏心弹簧断路机构的优点在于，它不需要闭锁由于反复使用而退 化的表面，而且，这种机构还提供断器所需的附加的力和移动。

另外，双件断路棒机构与位置指示器标志系统可区别过热造成的 断路和短路造成的断路。而且，位置指示器与标志系统在发生短路故 障时不会误导使用者。当发生短路故障时，从壳体11的窗口124处 只可看到第二标志134，而看不到第一标志132。

虽然上面参考最佳实施例说明了本发明，但是，熟知本技术的人们 会明白，在不背离本发明范围的情况下，可以进行各种改变，并可用 相当的部件代替所用的部件。另外，可以在不脱离本发明的实质范围 的情况下进行许多的改型，以便适应具体的情况或采用符合本发明的 原则的材料。因此，本发明并不局限于上述的作为实施本发明的最佳 模式的具体实施例，而应包含所有落在所附权利要求范围内的各种实 施例。

发明背景