[发明专利]用于固态断路器的多级反馈致动器组件

说明书

一种用于断路器组件的多级反馈致动器组件包括旋转螺线管、电动致动器组件和手动致动器组件。该电动致动器组件包括具有致动器的开关组件。该手动致动器组件包括多个初级致动器、连杆组件和凸轮组件。该多个初级致动器包括具有主体的第一致动器。该第一致动器主体被构造为在具有至少第一部分和第二部分的路径上方移动。该旋转螺线管操作性地联接至该连杆组件。该连杆组件进一步操作性地联接至操作机构横杆。在此配置中，该连杆组件被构造为将至少第一偏置和第二偏置施加到该第一致动器主体。此外，该第一偏置明显不同于所述第二偏置。

背景技术

技术领域

所公开和要求保护的概念涉及一种断路器，并且更具体地，涉及一种包括多级反馈致动器组件的断路器操作机构。

背景信息

断路器用于保护电路免于由于过流条件而引起的损坏，该过流条件诸如超载条件或相对高电平的短路或故障条件。也就是说，断路器通常设置在线(即，电力源)与负载(即，使用电力的装置或构造)之间。机械断路器通常包括多对可分离接触件、操作机构和跳闸单元。每对可分离接触件联接至线或负载并且与该线或负载电连通。可分离接触件通常包括可移动接触件和固定/静止接触件。应当理解，断路器包括一对或多对可分离接触件。然而，在下文中，论述了单对可分离接触件。

可移动接触件在断开的第一位置与闭合的第二位置之间移动。当可移动接触件处于第一位置时，可分离接触件不处于电连通，并且无电流穿过断路器。当可移动接触件处于第二位置时，可分离接触件处于电连通，并且电流穿过断路器。这些可分离接触件可通过设置在壳体组件外部上的致动器手动地操作，或响应于过流条件而自动地操作。也就是说，跳闸单元被构造为检测过流条件。当检测到过流条件时，跳闸单元致动操作机构，从而使可移动接触件快速移动到断开配置。操作机构被进一步构造为使可移动接触件从断开的第一位置移动到闭合的第二位置，并且此后使接触件维持处于闭合的第二位置。机械断路器的一个问题在于可分离接触件的分离(即，电流的中断)比通常期望的情况更慢。

固态断路器以更大的速度中断电流。固态断路器利用固态部件来中断电流和可分离接触件以进行电流隔离。也就是说，固态部件中断电流，并且可分离接触件分离以防止固态部件无法中断的任何迹线电流或(电气)泄漏。固态断路器包括但不限于固态切换电路，该固态切换电路具有被构造为在导通配置与关断配置(即，闭合配置与断开配置)之间切换的固态切换元件(例如，非限制地，绝缘栅双极晶体管(IGBT))、跳闸单元电路以及用于可分离接触件的电动致动器组件。在跳闸单元电路在断路器中检测到即将发生的故障或极高且不可接受的过电压条件时，跳闸单元电路生成信号，该信号将固态切换元件快速切换到关断/断开配置。因此，跳闸单元电路用作用于固态切换元件的操作机构。在下文中，术语“跳闸单元电路”将用于此部件，以便将其与同可分离接触件相关联的“操作机构”区分开来。同时，电动致动器组件为可分离接触件生成切断命令，从而使可分离接触件移动到断开的第一位置。总之，切换“关断的”固态装置和断开的可分离接触件保护负载和相关联的负载电路免于损坏并且使故障或超载条件的源与电力分配系统的其余部分电气和物理隔离。

此外，一些固态断路器包括指示器(有时识别为“标签”)，该指示器机械地联结到可分离接触件。也就是说，标签具有视觉表示，例如，红色部分和绿色部分，或词语“断开”和“闭合”。标签出现在断路器壳体中的窗口中。因此，例如，当可分离接触件处于第一位置时，标签显示词语“断开”。当标签机械地联结到可分离接触件并且阻止机械连杆中的击穿时，标签始终显示接触件的状态。然而，标签不显示固态切换元件是否已经“闭合”。因此，一些固态断路器还包括指示器，诸如但不限于耦合到固态切换元件的光。也就是说，例如，当固态切换元件处于导通/闭合配置时，指示灯被照亮。

采用固态装置的一个优点在于，即将发生的故障可在数微秒内作出反应。也就是说，固态装置在接触件分离之前中断电流。因此，当可分离接触件在固态装置处于关断/断开配置之后移动到第一位置时，使在可分离接触件之间形成电弧的机会最小化。