[发明专利]断流器跳闸装置和方法

说明书

技术领域

本文中公开的本发明的实施例涉及断流器或者断路器。更具体地，本发明的实施例涉及在用于断流器或者断路器的跳闸装置中降低例如故障探测器的传感器所需的力。

背景技术

断流器或者断路器使用各种跳闸装置来探测故障并断开与它们连接的电路。跳闸装置包括传感器并启动断路器的操作机构，该操作机构在探测到故障时使得可移动触头与固定触头的接合断开。一些断路器还被配置为远程地使其他断路器跳闸。

断路器中使用的一种类型的跳闸装置是电磁跳闸装置，其通常用来在突发事件期间断开断路器。电磁跳闸装置的一个示例是螺线管，该螺线管串联地连接到断路器的导线上，并且被布置为在导线中的电流超过预定水平时启动操作机构。

断路器中使用的另一种类型的跳闸装置是热跳闸装置，其通常用来在过载事件期间断开断路器。热跳闸装置的一个示例是热元件，典型地为双金属元件(双金属)，该热元件串联地连接到断路器的导线上，并且被布置为在导线中的电流超过预定水平达预定时间量时启动操作机构。这种类型的双金属跳闸装置在现有技术中被称为直接加热的双金属。其他的双金属跳闸装置可以通过加热元件热连接到导线上，加热元件自身串联地连接到导线上。这种类型的双金属/热跳闸装置在现有技术中被称为间接加热的双金属。

许多断路器在所谓的热磁跳闸单元中同时采用电磁跳闸装置和热跳闸装置。在热磁跳闸单元中，可能需要电磁元件或者热元件或者这二者以提供或者克服相对高的跳闸力。使一些断路器的机构跳闸所需的力的量可以为差不多4牛顿，并且较大的断路器可具有高得多的跳闸力。此外，一些装置具有跳闸杆，跳闸杆是被布置成移动、直接附接于该机构的跳闸装置。这将机构和跳闸装置进行联接。

一些设计使用诸如在许多可互换的跳闸单元设计中使用的次级锁闭系统，其能够减少跳闸设备使机构跳闸所需的力。在可互换的跳闸单元构造中，跳闸装置接触作为次级锁闭系统的一部分的跳闸杆，该次级锁闭系统包含以弹簧方式存储的能量。电磁跳闸装置或者热跳闸装置或者这二者随后可释放该次级锁闭系统，该次级锁闭系统然后释放机构。该构造减少了跳闸装置和该机构之间的联接，但是没有消除联接并且明显增加了设计的复杂程度。该次级锁闭系统还增加了成本。此外，虽然减小了释放该锁闭系统所需的力，但是所需的力仍然有些大。例如，在需要大约4牛顿的力来使得机构跳闸的断路器中，该次级锁闭系统可能仍然需要大约2.5牛顿的相对较大的力。

因此，需要一种跳闸装置，其能够使得跳闸装置与操作机构脱开联接并且减少来自故障探测器的使得机构跳闸所需的力的量。

许多断路器还使用辅助跳闸系统。辅助跳闸系统能够以若干种方式使用，但是典型地被用于使得断路器比断路器的初级跳闸装置更快地跳闸。例如，典型的初级电磁跳闸装置可具有诸如一个周期的故意延迟，以给下游的断路器机会来跳闸并消除对上流断路器的故障危险。该故意延迟在较高的电流突发事件中可能是不利的，并且因而可采用辅助跳闸装置来使得断路器在这种情形下更快地跳闸。

例如，现有技术的辅助跳闸系统包括压力驱动的辅助跳闸系统和磁跳闸系统。若干设计限制使得辅助跳闸系统特别难以设计。大多数辅助跳闸系统必须在断路器中获得残余能量来产生机械能量以使得断路器跳闸。例如，在压力驱动的辅助跳闸系统中，断路器排出的气体压力被用作能量源，而在磁跳闸辅助系统中，使用由电流产生的磁力。在两种示例性的类型中，辅助跳闸系统必须获得足够的能量来使得机构跳闸并将残余能量转换为相对高数量的机械力，这可能难以完成，尤其是对于压力驱动的辅助跳闸系统。

因而需求一种需要更少的能量来运行并且更容易调节的辅助跳闸系统。

发明内容

一种可操作地连接于断流器的操作机构的断流器跳闸装置，包括诸如故障探测器的传感器和可操作地连接于该传感器并响应于该传感器的开关。传感器被配置为响应于对例如电气故障的预定情形的探测而改变开关的运行状态。控制器可操作地连接于该开关并被配置为响应于该开关运行状态的改变来启动该操作机构。