[发明专利]断路器中的电磁脱扣装置

说明书

技术领域

本发明涉及断路器中的电磁脱扣装置，它可供自动断路器、接地泄漏断路器等使用。

背景技术

首先，利用上述的自动断路器作为例子，涉及本发明实施例主题的断路器的结构如图3所示。在该图中，标号1表示断路器壳体，标号2表示电源接线端，标号3表示固定触头，标号4表示活动触头，标号5表示触头开/关机构，标号6表示开/关操作手柄，标号7表示过电流脱扣装置的电磁体单元，标号8表示与电磁体单元7形成连接的脱扣横杆，标号9表示在触头开/关机构4和脱扣横杆8之间形成连接的闩锁接受器，以及标号10表示一载荷接线端，而电磁体单元7的电磁线圈11装配在载荷接线端10和活动触头4之间，然后与主电路连接。

此外，如图4所示，上述电磁体单元7包括：一电磁线圈11；一插入电磁线圈11并具有向下取向的接触端片12a的油缓冲型线圈铁芯12；一L型轭13；一可摆动地铰接在轭13下端的摇杆式衔铁14；以及一从衔铁14的后端向轭13的后面弯曲成L型的操作臂14a；在这些零件被组装在单元壳体15中之后，它们被安装在图3中的断路器壳体1里。

这种断路器的动作是众所周知的。在附图所示的ON状态时，主电路电流从电源接线端2通过固定触头3、活动触头4、电磁体单元7的电磁线圈11流向负载侧。此时，将操作手柄6向下推至OFF位置，开/关机构5使活动触头4移到OFF位置。接着，当过电流在主电路里流过时，由于电磁体单元7的吸引动作，衔铁14被吸至接触端片12a上，设置在衔铁14上的操作臂14a摆动至与图3所示的脱扣横杆8的脱扣臂8a邻接，从而释放脱扣横杆8与闩锁接受器9之间的连接。结果，触头开/关机构5执行脱扣动作，使活动触头4脱离、从而切断主电路电流。

接着，参考图5(a)至5(d)描述在电磁体单元7的上述吸引动作过程中衔铁14和脱扣横杆8之间的连接动作。首先，图5(a)显示了一种稳定状态，其中，断路器处于OFF状态或额定电流流过主电路，而电磁体单元7的衔铁14受到返回弹簧16的弹力而返回到与接触端片12a隔开(间隙长度g)的位置上。此外，在该稳定状态中，在从衔铁14的后端向上延伸的操作臂14a和面向操作臂14a且从脱扣横杆8向下突伸的脱扣臂8a之间形成间隔，而闩锁接受器9的连接片9a与脱扣横杆8上的卡爪8b邻接并保持在该位置上。脱扣横杆8通过一返回弹簧(图中未画出)被弹性偏压在附图所示的等待位置上，而闩锁接受器9沿逆时针方向被弹性偏压，其上端构成摆动支点。

另一方面，当一过电流在电磁体单元7的电磁线圈11里流过时，由于电磁体吸引力而使衔铁14被吸向接触端片12a，如图5(b)和5(c)所示，而与此运动对应，操作臂14a沿逆时针方向摆动，而铰接点O作为支点，这样，操作臂14a的臂端碰撞脱扣横杆8的脱扣臂8a，从而沿顺时针方向推动脱扣横杆8。脱扣臂8a与操作臂14a端部的碰撞处的接触力点(力的作用点)用符号P表示。经过图5(c)所示的状态，当衔铁14呈现与接触端片12a吸附的状态时，如图5所示，闩锁接受器9的连接片9a和脱扣横杆8的卡爪8b之间的连接结束，而闩锁接受器9由于偏压弹簧的作用沿逆时针方向摆动，从而释放触头开/关机构的闩锁。结果，开/关机构执行脱扣动作，而活动触头4脱离，从而切断主电路电流。

在这点上，在促进断路器的小型化和降低电能消耗方面，当使用一小型的、小容量电磁体取代占用一大空间的电磁体时，上述现有技术中使用的电磁脱扣装置将产生一个问题，即断路器的脱扣动作将变得如下所述那样地不稳定。

换句话说，在图2的特性曲线图(它基于本发明人和其它人所作的实际测试的数据)中，A表示当200％的过电流在一大的额定容量电磁体(330AT)里流动时的吸引力特性曲线，而B表示当200％的过电流在一小的额定容量电磁体(200AT)里流动时的吸引力特性曲线。如已众所周知的，电磁体的吸引力与衔铁和接触端片之间的间隙长度g(图5(a))的二倍成反比。

因此，对于图5中的电磁脱扣装置来说，当脱扣横杆8由于电磁体单元7的吸引力而从等待位置驱动到释放位置时，载荷量当作自弹簧偏压的闩锁接受器9和脱扣横杆8，通过脱扣臂8a和与脱扣臂8a的端部(在接触力点P处)邻接的操作臂14a作用在衔铁14上的一个转矩，载荷量(反抗电磁体的磁吸引力并使衔铁离开接触端片的力)具有用符号C表示的特性曲线。此外，在这个例子里，衔铁的返回弹簧16也作为一载荷量(5g)。