用於斷路器的熱磁脫扣單元和斷路器的製造方法
2023-12-12 12:26:37 3
用於斷路器的熱磁脫扣單元和斷路器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於斷路器尤其是用於模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元(1)，包括編織板(2)、負載板(3)以及布置在所述編織板(2)與所述負載板(3)之間的加熱器(4)，藉此所述編織板(2)、所述負載板(3)以及所述加熱器(4)形成電流通路，進一步包括定位在所述加熱器(4)上的雙金屬板(5)、可旋轉脫扣條(6)以及儲能彈簧(7)，藉此所述脫扣條(6)能夠在被所述雙金屬板(5)用特定動力接觸之後釋放所述儲能彈簧(7)，其特徵在於，所述雙金屬板(5)是一達到了特定溫度就向相反的方向彈鎖的拱形或彎曲的快動作雙金屬板(5)。進一步地，本發明涉及一種包括這種熱磁脫扣單元的斷路器，尤其是模製外殼斷路器。
【專利說明】用於斷路器的熱磁脫扣單元和斷路器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於斷路器(circuit breaker)尤其是用於模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元(trip unit),包括編織板(braid plate)、負載板(load plate)以及布置在編織板與負載板之間的加熱器，藉此編織板、負載板以及加熱器形成電流通路，進一步包括定位在加熱器上的雙金屬板(bimetal)、可旋轉脫扣條(trip bar)以及儲能彈簧,藉此脫扣條能夠在被雙金屬板用特定動力(power)接觸之後釋放儲能彈簧。進一步地，本發明涉及一種包括至少一個熱磁脫扣單元的斷路器，尤其是一種模製外殼斷路器。
【背景技術】
[0002]斷路器是設計成保護電路不受由過載或短路所引起的損壞的自動操作的電氣開關。如果過電流條件被感測到，則斷路器自動地必須斷開其觸點。因此，斷路器包括確定觸點何時必須斷開的脫扣單元。
[0003]一些斷路器包括熱磁脫扣單元。該熱磁脫扣單元包括設計成感測由過載條件產生的熱和由短路產生的高電流的元件。此外，一些斷路器結合了「推脫扣(push to trip)」按鈕。
[0004]標準斷路器的熱磁脫扣單元的溫度分布不滿足每個斷路器的要求是可能的。例如，提高第一斷路器的熱磁脫扣單元內部的溫度能夠不遵照標準斷路器的接線片上的溫度在接線片上生成更高的溫度。
[0005]低溫度分布能夠在熱磁脫扣單元的雙金屬板中生成低溫度，這導致雙金屬板的低雙金屬板偏轉和低動力發展。儘管雙金屬板的偏轉能夠通過使用校準螺釘來使雙金屬板更靠近熱磁脫扣單元的脫扣條來補償，但是溫度可能對於雙金屬板產生足夠的動力以使脫扣條旋轉並且釋放熱磁脫扣單元的儲能彈簧「頂出器(kicker)」來說不是足夠的。
[0006]例如，常見的斷路器包括具有編織板2、負載板3、加熱器4以及雙金屬板5的熱磁脫扣單元1，所述雙金屬板5具有通過加熱器4的間接加熱。雙金屬板5能夠被擰緊到加熱器4和/或加熱器支承板8。熱磁脫扣單元I的脫扣條6它一被雙金屬板5移動就旋轉。脫扣條6能夠釋放熱磁脫扣單元I的儲能彈簧7以斷開斷路器的觸點。熱校準螺釘9能夠被用來校準熱磁脫扣單元I以便提高或者減少雙金屬板5需要接觸脫扣條6的時間，見圖1至4。
[0007]圖2示出了具有處於其正常位置中的雙金屬板5的常見的熱磁脫扣單元I。如果沒有電流正流過熱磁脫扣單元I的電流通路，則雙金屬板5處於直「正常」位置中。
[0008]如果充足的過電流流過斷路器的電流通路，則熱建立使熱磁脫扣單元I的雙金屬板5彎曲。隨著雙金屬板5被加熱，它從其高膨脹側向其低膨脹側彎曲。在彎曲預定距離之後，雙金屬板5接觸脫扣條4從而激活儲能彈簧7以及因此斷路器的脫扣機構。如果120%的斷路器標稱電流流過電流通路，則雙金屬板5根據可用溫度來生成動力，所述動力使熱脫扣條6旋轉並且釋放儲能彈簧7，見圖3。
[0009]如果溫度不是足夠的，則雙金屬板5可以彎曲並且接觸脫扣條6，但它將不生成足夠的動力以使脫扣條6旋轉，見圖4。如果100%的電流流過熱磁脫扣單元I的電流通路，則雙金屬板5能夠彎曲但可能未能接觸脫扣條6。
【發明內容】
[0010]本發明的目標是至少部分地解決斷路器的熱磁脫扣單元的前述問題。特別地，本發明的目的是提供斷路器尤其是模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元，以及斷路器，尤其是模製外殼斷路器，所述斷路器克服了前述熱磁脫扣單元的缺點並且生成總是足夠的動力以移動熱磁脫扣單元的脫扣條。
[0011]前述目的由根據獨立權利要求1的熱磁脫扣單元和根據獨立權利要求6的斷路器來解決。本發明的另外的特徵和細節由從屬權利要求、【具體實施方式】以及附圖產生。相對於熱磁脫扣單元所討論的特徵和細節還能夠適用於斷路器，並且反之亦然。
[0012]根據本發明的第一方面，前述目的由用於斷路器尤其是用於模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元來解決，所述熱磁脫扣單元包括編織板、負載板以及布置在編織板與負載板之間的加熱器。熱磁脫扣單元的編織板、負載板以及加熱器正構建電流通路。熱磁脫扣單元進一步包括定位在加熱器上的雙金屬板、可旋轉脫扣條以及儲能彈簧。脫扣條能夠在被雙金屬板用特定動力接觸之後釋放儲能彈簧。所述熱磁脫扣單元其特徵在於，雙金屬板是一達到特定溫度就向相反的方向彈鎖的拱形或彎曲的快動作雙金屬板，藉此溫度取決於流向熱磁脫扣單元的電流通路的標稱電流，並且藉此快動作雙金屬板以在正常位置中快動作雙金屬板彎曲遠離脫扣條的這種方式被形成。
[0013]這種熱磁脫扣單元確保如果流向電流通路的標稱電流達到特定值並且快動作雙金屬板中的特定溫度達到了，則快動作雙金屬板用足夠強以致使脫扣條旋轉的動力來接觸脫扣條。
[0014]快動作雙金屬板包括連接在一起的兩個單獨的金屬。那意味著快動作雙金屬板由不同金屬的層構成，特別是它是由結合在一起的不同金屬片材形成的。
[0015]一定量的溫度和標稱電流一分別達到了，快動作雙金屬板就向相反的方向彈鎖，從所述相反的方向它已經彎曲從而使脫扣條旋轉以釋放儲能彈簧以便斷開斷路器的電觸點。
[0016]根據本發明的另一優選發展能夠提供熱磁脫扣單元，其特徵在於，雙金屬板以如果流過電流通路的電流從標稱電流的0%變化至105%則它保持處於正常位置中的這種方式被形成。
[0017]那意味著如果流過電流通路的電流從標稱電流的0%變化至105%，則雙金屬板抵抗溫度改變並且保持處於正常位置中，所述正常位置遠離脫扣條彎曲至高膨脹側。
[0018]能夠以如果流過電流通路的電流從標稱電流的105%變化至120%則它向相反的方向彈鎖的這種方式形成雙金屬板。優選的是具有被以如果流過電流通路的電流正達到標稱電流的120%則它迅速地向相反的方向彈鎖的這種方式形成的雙金屬板的熱磁脫扣單元。
[0019]電流流動一正達到斷路器的標稱電流的120%，電流通路上的溫度就將提高並且雙金屬板將在低膨脹側的方向上迅速地關上，從而生成足夠的動力以使脫扣條旋轉。
[0020]快動作雙金屬板一達到所校準的溫度，快動作雙金屬板就從其正常位置移動到相反位置。然後快動作雙金屬板生成足夠的動力以使脫扣條旋轉。即使電流通路上的溫度分布是低的，雙金屬板從其正常位置到相反位置的位移也足以移動脫扣條。能夠在熱磁脫扣單元中使用快動作雙金屬板來開發新的校準方法。
[0021]優選的是熱磁脫扣單元，藉此雙金屬板正配備有與雙金屬板直接接觸的電導體。所述電導體形成加熱器的一部分。這樣的雙金屬板能夠被直接地加熱。能夠大大地降低雙金屬板快動作的反應時間。電導體能夠具有帶的形式。進一步地，電導體能夠被嵌入在定位在快動作雙金屬板的一個側面上的絕緣層中。
[0022]電導體將最佳且均勻的熱傳遞提供給快動作雙金屬板，以便隨著標準電流流動的增加，能夠獲得快速彈鎖。
[0023]根據本發明的第二方面目的由斷路器尤其是模製外殼斷路器來解決，所述斷路器包括根據本發明的第一方面尤其是根據權利要求1至5中的一項的至少一個熱磁脫扣單元。這種斷路器確保如果充足的過電流流過斷路器的電流通路則電觸點一直斷開。快動作雙金屬板保證如果達到了一定量的溫度和標稱電流，則使脫扣條旋轉的動力總是足夠高的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]相對於附圖進一步對本發明進行描述。其示意性地的示出:
圖1在透視圖中示意性示出了根據現有技術水平的熱磁脫扣單元，
圖2在側視圖中示意性示出了根據現有技術水平的熱磁脫扣單元，
圖3在側視圖中示意性示出了根據現有技術水平的熱磁脫扣單元，
圖4在側視圖中示意性示出了根據現有技術水平的熱磁脫扣單元，
圖5在側視圖中示意性示出了根據本發明的熱磁脫扣單元，
圖6在透視圖中示意性地示出了根據本發明具有處於其正常位置中的雙金屬板的熱磁脫扣單元，以及
圖7在透視圖中示意性地示出了根據本發明具有關上的雙金屬板的熱磁脫扣單元。【具體實施方式】
[0025]圖1至4示意性地示出了根據現有技術水平的熱磁脫扣單元I。
[0026]圖5至7示意性地在側視圖中示出了根據本發明用於斷路器尤其是用於模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元I。熱磁脫扣單元I包括編織板2、負載板3以及布置在編織板2與負載板3之間的加熱器4。編織板2、負載板3以及加熱器4形成電流通路。熱磁脫扣單元I進一步包括布置在加熱器4處的雙金屬板5、可旋轉脫扣條6以及儲能彈簧7。脫扣條6能夠在被雙金屬板5用特定動力接觸之後釋放儲能彈簧7。雙金屬板5是如果達到特定溫度則向相反的方向彈鎖的拱形或彎曲的快動作雙金屬板5，藉此溫度取決於流向電流通路的標稱電流。快動作雙金屬板5以在正常位置中快動作雙金屬板5彎曲遠離脫扣條6的這種方式被形成。
[0027]圖6示出了其中快動作雙金屬板5處於「正常位置」中的熱磁脫扣單元I。在該位置中可以為帶的雙金屬板5彎曲遠離脫扣條6，以便在快動作雙金屬板5與脫扣條6之間不存在接觸。快動作雙金屬板5以如果流過電流通路的電流從標稱電流的0%變化至105%則它保持處於正常位置中的這種方式被形成。那意味著如果流過電流通路的電流從標稱電流的0%變化至105%，則快動作雙金屬板抵抗溫度改變並且保持處於遠離脫扣條6彎曲至高膨脹側的正常位置中，見圖6。
[0028]進一步地，快動作雙金屬板5以如果流過電流通路的電流達到標稱電流的120%則它迅速地從「正常位置」或「規則位置」彈鎖成「釋放位置」的這種方式被形成。
[0029]熱磁脫扣單元I的快動作雙金屬板5的轉換在圖5中被圖示。在「正常位置」中，快動作雙金屬板5彎曲遠離脫扣條6。在「釋放位置」中快動作雙金屬板5接觸脫扣條6。因為快動作雙金屬板5以特定速度彈鎖，所以快動作雙金屬板5生成足以使脫扣條6旋轉的動力。
[0030]那意味著如果電流流動達到斷路器的標稱電流的120%，則電流通路上的溫度將增加並且快動作雙金屬板5將在低膨脹側的方向上迅速地關上，從而生成足夠的動力以使脫扣條6旋轉。
[0031]如果快動作雙金屬板5達到校準的溫度，則快動作雙金屬板5從其備用「正常」位置(見圖5和7)到被激活「釋放」位置(見圖6和7)的彈鎖迅速地發生。即使電流通路上的溫度分布是低的，快動作雙金屬板5也生成足夠的動力以使脫扣條6旋轉。
[0032]附圖標記
1熱磁脫扣單元
2編織板
3負載板
4加熱器
5雙金屬板
6可旋轉脫扣條
7儲能彈簧
8加熱器支承板
9熱校準螺釘。
【權利要求】
1.用於斷路器尤其是用於模製外殼斷路器的熱磁脫扣單元(I)，包括編織板(2)、負載板(3)以及布置在所述編織板(2)與所述負載板(3)之間的加熱器(4)，藉此所述編織板(2)、所述負載板(3)以及所述加熱器(4)形成電流通路，進一步包括定位在所述加熱器(4)上的雙金屬板(5)、可旋轉脫扣條(6)以及儲能彈簧(7)，藉此所述脫扣條(6)能夠在被所述雙金屬板(5)用特定動力接觸之後釋放所述儲能彈簧(7)，其特徵在於，所述雙金屬板(5)是一達到了特定溫度就向相反的方向彈鎖的拱形或彎曲的快動作雙金屬板(5)，藉此所述溫度取決於流向所述電流通路的所述標稱電流，並且藉此所述快動作雙金屬板(5)以在正常位置中所述快動作雙金屬板(5)彎曲遠離所述脫扣條(6)的這種方式被形成。
2.根據權利要求1所述的熱磁脫扣單元，其特徵在於，所述雙金屬板以如果流過所述電流通路的所述電流從所述標稱電流的0%變化至105%則它保持處於所述正常位置中的這種方式被形成。
3.根據權利要求1或2所述的熱磁脫扣單元，其特徵在於，所述雙金屬板以如果流過所述電流通路的所述電流從所述標稱電流的105%變化至120%則它向所述相反的方向彈鎖的這種方式被形成。
4.根據前述權利要求中任一項所述的熱磁脫扣單元，其特徵在於，所述雙金屬板以如果流過所述電流通路的所述電流正達到所述標稱電流的120%則它向所述相反方向迅速地彈鎖的這種方式被形成。
5.根據前述權利要求中任一項所述的熱磁脫扣單元，其特徵在於，所述雙金屬板正配備有與所述雙金屬板直接接觸的電導體，所述電導體形成所述加熱器的一部分。
6.斷路器，尤其是模製外殼斷路器，包括根據前述權利要求中任一項的至少一個熱磁脫扣單元。
【文檔編號】H01H71/16GK104008933SQ201410057345
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月20日 優先權日:2013年2月20日
【發明者】R.阿爾坎塔拉岡薩萊斯, A.D.薩拉斯阿門德裡斯 申請人:西門子公司