[发明专利]具有可调的低电磁脱扣的断路器

说明书

本发明涉及具有一个电磁脱扣组件的断路器，该电磁脱扣组件包括一个衔铁，它由一只弹簧偏压到与一固定电磁构件形成一个间隙，并被异常电流产生的磁通吸向该固定电磁构件，而使断路器跳闸。更具体讲，本发明涉及的断路器具有一种这样的脱扣组件，它包括有调节该弹簧偏压和间隙的机构，以调整断路器跳闸的电流值。

断路器用于保护电力系统脱离诸如过负荷电流和短路电流的电气故障状态。通常，各种断路器都包括有一个强力的弹簧和可闭锁的操作机构，该机构响应异常电流而打开电触头，以遮断通过电力系统中导体的电流。该操作机构由一脱扣闩闭锁，脱扣闩则依次由一与电力系统每相相结合的脱扣机构来操动。通常，脱扣机构包括一个响应持续的低电平过电流的热力脱扣装置，和一个响应瞬时高电平过电流的电磁脱扣装置。该电磁脱扣装置包括：每极有一个固定电磁构件，它由流过导体的电流激励，以及一个可动衔铁，它被吸向该固定电磁构件，以操动该脱扣闩。脱扣闩依次解除操作机构的闭锁，使电力系统每相中的电触头打开。在没有异常电流的情况下，每个可动衔铁由一弹簧偏压离开相关的固定电磁构件，形成衔铁与固定电磁构件之间的间隙。

一般设有调节电流值的装置，以使电磁脱扣装置在该电流作用下驱动操作机构。这些调节一般通过改变一只螺丝或使弹簧偏压该衔铁的突轮的位置来改变加到衔铁上的弹簧偏压，和/或机械地调整该间隙来实现，这些调节使断路器有微调条件，以保证它能操作于所期望的故障电流值下，它们也能用于提供断路器跳闸所要求的整定范围。

美国专利No.4，691，182即是有调节断路器每极的弹簧偏压及间隙的装置的断路器之例。弹簧偏压对每极通过一个可转动的凸轮单独调节，该凸轮支枢一个连杆，由一个拉簧来调节加到一个可转动的衔铁上的偏压。用一个螺丝单独调节衔铁和固定磁构件之间的间隙。

上述绝大部分断路器的磁力脱扣电流约15到20倍断路器的额定电流。近来，对这种断路器开发出有利于在较低瞬时过电流值下操作的脱扣组件。具体说，期望电磁脱扣电流为约5到10倍于断路器的额定电流。尽管上述的断路器在其操作范围内能提供良好的调节性，但对大多数来讲，它们不能被调节成有效地操作于所期望的5到10倍断路器额定值这样低的脱扣电平。主要的障碍是在所要求的低电流值下，断路器脱扣乏力;这是由于调节杆运动的空间限制所造成的有限的电磁脱扣范围、以及各项公差。但是，这类断路器已应用多年，并且它们的设计已经优化到能够简单而经济地大规模地制造出有效和可靠的断路器。

因此，有必要提供能可靠地运行在低电磁脱扣电流下的断路器。

相应地需要改进现有合格的断路器设计，使其能运行于新的更低磁脱扣电流值水平。

为这种改进还需要，对现有断路器给以最小的改变以能容易和经济地实现。

本发明能满足针对具有一种电磁脱扣组件的断路器的种种需要。该组件包括一个弹簧，它施加一种偏压力给衔铁，使其离开固定电磁构件，还包括弹簧调节装置，它可运动一行程范围，以调节偏压力来调整衔铁被吸到固定电磁构件所需的异常电流值以解除断路器的闭锁操作机构。弹簧调节装置提供在弹簧调节装置的运动与调节装置行程范围内的第一部位时偏压力的改变之间的第一关系，以及在弹簧调节装置运动和该调节装置行程范围内的第二部位时偏压力的改变之间提供第二关系。弹簧调节装置以这种方式同时对所有的三极进行调节偏压力。

更详细讲，弹簧是一个具有第一扭臂的扭簧，扭臂压在衔铁之上并施于偏压力;还具有第二扭臂，它有第一部分和与该第一部分成一角度延伸的第二端部。弹簧调节装置包括一个枢轴元件，安装成在调节装置行程范围内往复运动。第二扭臂的第一位置啮合枢轴元件并沿其滑动，用作弹簧调节装置行程范围的第一部分，而第二扭臂的第二端部与枢轴啮合并沿其滑动，作为该弹簧调节装置行程范围的第二部分，第二扭臂的第二部分与该枢轴元件沿其往复运动的一个调节轴所形成的角度大于第二扭臂的第一部分与该调节轴所形成的角度，所以调节装置在其行程范围第二部分上的运动比其在行程范围的第一部分上的运动，其单位行程上的偏压力产生较大的变化。这样一来，与调节脱扣电流范围在15和20陪于断路器额定值相比较，这对所要求的调节脱扣电流在约5和10倍于断路器额定值来说的提供了相对较大的改变。