用於斷路器的輔助脫扣器及採用該輔助脫扣器的斷路器的製作方法

2024-02-26 22:37:15

專利名稱：用於斷路器的輔助脫扣器及採用該輔助脫扣器的斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於斷路器的輔助脫扣器及採用該輔助脫扣器的斷路器。具體地，涉及一種用於斷路器的、組合了欠壓脫扣器和過壓脫扣器的功能的、位於斷路器左側的輔助脫扣裝置及採用該輔助脫扣器的斷路器。
背景技術：
隨著電氣自動化的發展，斷路器已經成為一種廣泛應用於電氣設備的器件。斷路器通常配合有欠壓脫扣器或過壓脫扣器以實現對電氣設備的欠壓或過壓保護。
當欠壓脫扣器與斷路器關聯使用於電氣設備時，欠壓脫扣器應當如下進行工作即使電氣設備的輸入電壓緩慢下降到其額定電壓的70%和35%之間的範圍內時，欠壓脫扣器應該使電氣設備開路。因此欠壓脫扣器能夠防止電氣設備在其供電電壓低於35%的額定電壓的非正常情況下閉合。欠壓脫扣器能夠使電氣設備在其供電電壓等於或高於85 %的額定電壓的情況下閉合。當過壓脫扣器與斷路器關聯使用於電氣設備時，過壓脫扣器應當如下進行工作當電氣設備的供電電壓超過特定的觸發值(例如280V±5%)時，過壓脫扣器應該使電氣設備開路。因而傳統的斷路器通常具備欠壓保護或過壓保護二者之一的功能。為了實現電氣設備的全面保護，設計人員必須增加脫扣器模塊的數量來實現多功能的保護。例如將欠壓脫扣器和過壓脫扣器作為兩個輔助組件組合到電路斷路器的左側來實現電氣設備的上述兩個保護功能，以更全面地保護電氣設備。這樣的設計結構比較龐大，成本也比較高。因此，期望能夠提供一種用於斷路器的、在一個小尺寸的模塊內組合欠壓脫扣器和過壓脫扣器的功能的輔助脫扣器及採用該輔助脫扣器的斷路器。

發明內容
針對傳統驅動器的上述缺點和不足，本發明的目的就是。根據本發明的用於斷路器的、組合了欠壓脫扣器和過壓脫扣器的功能的、位於斷路器左側的輔助脫扣裝置及採用該輔助脫扣器的斷路器為電氣設備提供了寬範圍的電壓保護，其使用較少的元器件，因而具有緊湊的尺寸結構，成本低，可靠性高，應用範圍廣。根據本發明，提供一種用於斷路器的輔助脫扣器，包括欠壓測量電路(01)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過低；過壓測量電路(02)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過高；線圈(03)，連接到欠壓測量電路(01)，基於線圈(3)中流過的電流產生觸發脫扣的觸發力；觸發杆，基於線圈(03)的觸發力而運動；機械致動部分
(05)，觸發杆的運動被機械地傳遞到機械致動部分(05)，該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器進行脫扣動作；開關元件(04)，與線圈(3)並聯連接。其中，當欠壓測量電路(01)測量的輸入電壓(U)低於第一觸發值時，流過線圈(03)的電流使得產生所述觸發信號；當過壓測量電路02測量的輸入電壓(U)超過第二觸發值時，開關元件(04)閉合，短路線圈(3)，流過線圈(03)的電流為零，使得產生所述觸發信號。其中欠壓測量電路(01)包括對輸入電壓(U)進行整流濾波的整流濾波電路。其中過壓測量電路(02)包括對輸入電壓(U)進行整流、分壓的取樣電路；對輸入電壓(U)的取樣電壓進行檢測的高精度電壓檢測器(U4)。其中當輸入電壓(U)超過第二觸發值時，高精度電壓檢測器(U4)的輸出使得開關元件(04)閉合。其中，在高精度電壓檢測器(U4)和開關元件(04)之間還包括信號匹配和濾波電路。其中，開關元件(04)是可控矽晶閘管、繼電器之一。其中，高精度電壓檢測器(U4)選用精工儀器公司的S-808xxC型號的晶片。 根據本發明，還提供一種斷路器，包括輔助脫扣器，其中輔助脫扣器包括欠壓測量電路(01)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過低；過壓測量電路(02)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過高；線圈(03)，連接到欠壓測量電路(01)，基於線圈(3)中流過的電流產生觸發脫扣的觸發力；觸發杆，基於線圈(03)的觸發力而運動；機械致動部分(05),觸發杆的運動被機械地傳遞到機械致動部分(05),該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器進行脫扣動作；開關元件(04)，與線圈(3)並聯連接。其中，當欠壓測量電路(01)測量的輸入電壓(U)低於第一觸發值時，流過線圈(03)的電流使得產生所述觸發信號；當過壓測量電路02測量的輸入電壓(U)超過第二觸發值時，開關元件(04)閉合，短路線圈(3)，流過線圈(03)的電流為零，使得產生所述觸發信號。


通過下面結合附圖對示例實施例的詳細描述，將更好地理解本發明。應當清楚地理解，所描述的示例實施例僅僅是作為說明和示例，而本發明不限於此。本發明的精神和範圍由所附權利要求書的具體內容限定。下面描述附圖的簡要說明，其中圖I是根據本發明的用於斷路器的輔助脫扣器的原理示意圖。圖2是圖I所示的根據本發明的用於斷路器的輔助脫扣器的實施例示意圖。
具體實施例方式現在參照附圖詳細介紹本發明的示例實施例。圖I是根據本發明的用於斷路器的輔助脫扣器的原理示意圖。圖I所示的輔助脫扣器包括欠壓測量電路01、過壓測量電路02、線圈03、開關元件04和機械致動部分05。欠壓測量電路01連接到線圈03，線圈03產生施加到輔助脫扣器的觸發杆的力，使觸發杆運動，觸發杆的運動被機械地傳遞到機械致動部分05，該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器。當施加在欠壓測量電路01上的電壓U低於第一觸發值時，流過線圈03的電流降低到促使觸發杆運動的特定值。如上所述，觸發杆的運動經由機械致動部分05被傳遞到斷路器的觸點。
當電壓U下陷或中斷時，例如在供電故障時，具備本發明的輔助脫扣器的斷路器可以切斷供電，使得在供電未恢復正常時防止電器設備閉合。圖I所示的輔助脫扣器還包括過壓測量電路02。過壓測量電路02連接到開關元件04，線圈03的兩個端子分別與開關元件04的兩端並聯連接。當施加在過壓測量電路02上的電壓U超過第二觸發值時，過壓測量電路02可以閉合開關元件04。因此流過線圈03的電流降低到促使觸發杆運動的特定值。如上所述，觸發杆的運動經由機械致動部分05被傳遞到斷路器的觸點。當電氣設備施加了過高的供電電壓時，例如N相線斷開時，具備本發明的輔助脫扣器的斷路器可以切斷供電，使得在供電未恢復正常時防止電器設備閉合。圖2是圖I所示的根據本發明的用於斷路器的輔助脫扣器的實施例示意圖。
圖2所示的輔助脫扣器僅僅示出了圖I中輔助脫扣器的電氣部分，即示出了欠壓測量電路01、過壓測量電路02、線圈03、開關元件04 ;未示出輔助脫扣器的機械致動部分05。欠壓測量電路01包括由電阻器R3、R4、R2、R5、電容器C6、C8、C9以及二極體D5組成的整流濾波電路，該整流濾波電路產生一隨輸入的AC供電電壓而變化的直流電壓VDC，直流電壓VDC施加在線圈03的兩端，使線圈03中流過與AC供電電壓相關的電流。穩壓管D12起防止線圈03兩端的電壓過高的保護作用。需要說明的是欠壓測量電路01可以以其它形式的整流濾波電路產生，而不限於此處所示的具體電路結構。當施加在欠壓測量電路01上的電壓U低於第一觸發值，例如額定輸入電壓的70%時，流過線圈03的電流降低到促使觸發杆運動的特定值，使得觸發杆產生運動。施加在過壓測量電路02上的輸入供電電壓U經由二極體D7整流後，被電阻器R6、R7組成的分壓器分壓，然後輸入到高精度電壓檢測器U4的VCC端。當電壓U超過第二觸發值時超過特定的觸發值(例如280V±5% )時，高精度電壓檢測器U4的VCC端的輸入電壓高於U4內部檢測參考電壓3. 3V，使得高精度電壓檢測器U4的輸出端VO變成3. 3V的高電平，其中穩壓管D8起防止U4的VCC端的輸入電壓過高的保護作用。高精度電壓檢測器U4的輸出端VO經由二極體D9降壓、電阻器R8和電容器C7的濾波之後輸入可控矽晶閘管U2的控制端，使可控矽晶閘管U2導通。可控矽晶閘管U2對應於圖I中的開關元件04。可控矽晶閘管U2導通後使得線圈03短路，因此流過線圈03的電流為比促使觸發杆運動的電流特定值更低的零，從而使得觸發杆產生運動。在根據本發明的用於斷路器的輔助脫扣器中，開關元件04除了採用圖2所示的可控矽晶閘管之外，還可以選用其他類型的半導體開關器件或者選用繼電器；而高精度電壓檢測器U4可選用精工儀器公司的S-808XXC型號的晶片。根據圖1、2所示的本發明的用於斷路器的輔助脫扣器包括欠壓測量電路01、過壓測量電路02、開關元件04以及線圈03。其中欠壓測量電路01與線圈03相連，為線圈提供被測電壓U的取樣信號，開關元件04與線圈03並聯連接。當被測電壓U低於第一觸發值時，流過線圈03的電流降低到促使觸發杆運動的特定值，則促使觸發杆運動。觸發杆的運動被機械傳送到機械致動部分05，機械致動部分05使得斷路器的觸點動作。當被測電壓U高於第二觸發值時，過壓測量電路02能夠使開關元件04閉合導通，進而使得流經線圈03的電流為低於促使觸發杆運動的電流特定值的零電流，則促使觸發杆運動。觸發杆的運動被機械傳送到機械致動部分05，機械致動部分05使得斷路器的觸點動作。因而根據圖1、2所示的本發明的用於斷路器的輔助脫扣器組合了欠壓脫扣器和過壓脫扣器的功能，採用該輔助脫扣器的斷路器為電氣設備提供了寬範圍的全面的電壓保護；其使用較少的電子元器件，具有緊湊的尺寸結構，成本低；在輔助脫扣器與斷路器的機械致動元件之間僅僅存在一個傳輸點，因而可靠性高。本發明的用於斷路器的輔助脫扣 器以及採用該輔助脫扣器的斷路器應用範圍非常廣闊。雖然已經圖示和描述了所考慮的本發明的示例實施例，但是本領域技術人員可以理解，隨著技術的進步，可以作出各種變更和修改並可以用等價物替換其元素而不背離本發明的真實範圍。
權利要求
1.一種用於斷路器的輔助脫扣器，包括 欠壓測量電路(01)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過低； 過壓測量電路(02)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過高； 線圈(03)，連接到欠壓測量電路(01)，基於線圈(3)中流過的電流產生觸發脫扣的觸發力； 觸發杆，基於線圈(03)的觸發力而運動； 機械致動部分(05)，觸發杆的運動被機械地傳遞到機械致動部分(05)，該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器進行脫扣動作； 開關元件(04)，與線圈(3)並聯連接， 其中，當欠壓測量電路(01)測量的輸入電壓(U)低於第一觸發值時，流過線圈(03)的電流使得產生所述觸發信號； 當過壓測量電路02測量的輸入電壓(U)超過第二觸發值時，開關元件(04)閉合，短路線圈(3)，流過線圈(03)的電流為零，使得產生所述觸發信號。
2.如權利要求I所述的用於斷路器的輔助脫扣器，其中欠壓測量電路(01)包括對輸入電壓(U)進行整流濾波的整流濾波電路， 其中過壓測量電路(02)包括 對輸入電壓(U)進行整流、分壓的取樣電路； 對輸入電壓(U)的取樣電壓進行檢測的高精度電壓檢測器(U4)， 其中當輸入電壓(U)超過第二觸發值時，高精度電壓檢測器(U4)的輸出使得開關元件(04)閉合。
3.如權利要求2所述的用於斷路器的輔助脫扣器，其中， 在高精度電壓檢測器(U4)和開關元件(04)之間還包括信號匹配和濾波電路。
4.如權利要求1-3所述的用於斷路器的輔助脫扣器，其中， 開關元件(04)是可控矽晶閘管、繼電器之一。
5.如權利要求1-3所述的用於斷路器的輔助脫扣器，其中， 高精度電壓檢測器(U4)選用精工儀器公司的S-808xxC型號的晶片。
6.一種斷路器，包括輔助脫扣器， 其中輔助脫扣器包括 欠壓測量電路(01)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過低； 過壓測量電路(02)，連接到輸入電壓(U)，並測量輸入電壓(U)是否過高； 線圈(03)，連接到欠壓測量電路(01)，基於線圈(3)中流過的電流產生觸發脫扣的觸發力； 觸發杆，基於線圈(03)的觸發力而運動； 機械致動部分(05)，觸發杆的運動被機械地傳遞到機械致動部分(05)，該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器進行脫扣動作； 開關元件(04)，與線圈(3)並聯連接， 其中，當欠壓測量電路(01)測量的輸入電壓(U)低於第一觸發值時，流過線圈(03)的電流使得產生所述觸發信號；當過壓測量電路02測量的輸入電壓(U)超過第二觸發值時，開關元件(04)閉合，短路線圈(3)，流過線圈(03)的電流為零，使得產生所述觸發信號。
7.如權利要求6所述的斷路器，其中欠壓測量電路(01)包括對輸入電壓(U)進行整流濾波的整流濾波電路， 其中過壓測量電路(02)包括 對輸入電壓(U)進行整流、分壓的取樣電路； 對輸入電壓(U)的取樣電壓進行檢測的高精度電壓檢測器(U4)， 其中當輸入電壓(U)超過第二觸發值時，高精度電壓檢測器(U4)的輸出使得開關元件(04)閉合。
8.如權利要求7所述的斷路器，其中， 在高精度電壓檢測器(U4)和開關元件(04)之間還包括信號匹配和濾波電路。
9.如權利要求6-8所述的斷路器，其中， 開關元件(04)是可控矽晶閘管、繼電器之一。
10.如權利要求6-8所述的斷路器，其中， 高精度電壓檢測器(U4)選用精工儀器公司的S-808xxC型號的晶片。
全文摘要
提供一種用於斷路器的輔助脫扣器及採用其的斷路器。輔助脫扣器包括欠壓測量電路(01)、過壓測量電路(02)、連接到欠壓測量電路(01)的線圈(03)、觸發杆、與線圈(3)並聯連接的開關元件(04)、機械致動部分(05)。基於線圈(3)中流過的電流產生觸發脫扣的觸發力；觸發杆基於線圈(03)的觸發力而運動；觸發杆的運動被機械傳遞到機械致動部分(05)，該機械致動部分05將運動傳遞到斷路器進行脫扣動作。其中，當欠壓測量電路(01)測量的輸入電壓低於第一觸發值時，流過線圈(03)的電流使得產生所述觸發信號；當過壓測量電路02測量的輸入電壓超過第二觸發值時，開關元件(04)閉合，短路線圈(3)，流過線圈(03)的電流為零，使得產生所述觸發信號。
文檔編號H01H83/00GK102760620SQ20111010686
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者周炎, 周磊, 謝娟, 阮曉波 申請人:施耐德電器工業公司