非自动电源断路器制造技术

一种非自动电源断路器（２）包括在闭合位置和断开位置之间移动的可分开触点（４），以及在该断开、闭合位置间移动可分开触点（４）的操作机构（６）。延时地使电流释放开关（１６）对于可分开触点（４）的断开位置是闭合的并且在可分开触点（４）移到闭合位置后的预定时刻是断开的。低导磁率空芯变流器（７，２２）检测流过用于可分开触点（４）的电流导体（８）的电流并提供和该电流对应的信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）。模拟跳闸部件（１０，４４）应用和该电流对应的信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）以及和可分开触点（４）的断开、闭合位置对应的使电流释放开关信号（１８），并提供跳闸信号（１２）。模拟跳闸部件（１０，４４）包含一个用于当使电流释放开关（１６）断开时禁用跳闸信号（１２）的电容器（５８）。低能跳闸致动器（１４）应用跳闸信号（１２）激励操作机构（６）以把可分开触点（４）移到其断开位置。一个包含整流器（３０）、稳压器（３６）和电容器（２４）的电路用变流器（７，２２）的信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）驱动低能跳闸致动器（１４）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请和Jones等人于1998年1月12日提交的标题为“带有专用过载电流传感器的电子跳闸部件”的共同转让、公同未决的09/005，816号申请相关。专利技术的领域本专利技术涉及断路器，并且更具体地涉及使用跳闸机构的非自动式电源断路器。
技术介绍
电源断路器不同于模制盒式断路器的最重要应用特性在于电源断路器在不跳闸下承受非常高的过载电流的能力。电源断路器在短期内不造成内部损坏的最大电流称为短期耐电流额定值(例如，通常建立0.5、1.0和3.0秒的短期耐电流额定值)。短期耐电流额定值标志电源断路器在给定时间内承受过电流的机械性能和热性能，并且该额定值说明该断路器与激励跳闸作用的电流电平无关的特性。典型地在辐射状配电系统中使用电源断路器组，以对负载中心、马达控制中心或配电盘馈电。这些负载中心中的多个断路器接着再对各种独立的负载馈电。为了协调电源断路器和这些下游断路器之间的跳闸特性，最理想的是把该断路器的机械特性设计成具有尽可能高的、最好等于电源的有效故障电流的“耐电流”电平。若在其短期耐电流额定值的限制内应用电源断路器，通常会在未经瞬时跳闸特性下应用这些断路器。这些电源断路器可以在该短期时间内容忍任何可能的故障电流，并且赋予下游断路器消除负载线之一上发生的任何故障的足够的机会。仅当故障位于尚未插入断路器的最邻近下游中时，该电源断路器最终才会跳闸。对于任何其它故障位置，该电源断路器应保持闭合。这样，所有不直接卷入该故障的馈线负载保持连续运转。这种只为任何故障断开上游方向上最近的断路器的特性称为“选择协调”或“选择性”。通常把现代低压电源断路器设计成其闭合弹簧具有中等过电流状态下闭合的充足能量，但不具有相对大的故障电流状态下闭合的充足能量。这样的断路器设计成一旦闭合能“耐受”这样的故障电流，但是不需要能“闭和锁”它们。不能“闭和锁”造成有意识的在操作机构的闭合弹簧能和所造成的操作持续性、可靠性之间进行设计折衷。若这样的断路器试图在相对大的故障电流下闭合，则闭合通常是不完全的并且如果允许持续这种状态会对可分开触点造成损害。一旦闭合在这些断路器中安装的集成跳闸部件可以检测出这样的故障电流状态，并且如果该故障电流超过该具体断路器的“闭和锁”阈值它可发出立即跳闸信号。这种重要的自保护特性通常称为“使电流释放”(MCR)并由许多现代低压电源断路器采用。典型地，集成跳闸部件中主要成本的元部件是检测流过断路器的相电流的电流传感器组(例如，每相一个电流传感器)以及处理检测到的电流信号来确定何时应该断开断路器从而断开可分开触点的电路。这些元部件的成本典型地为数百美元。不过，一旦存在这些元部件，可在很小增加成本下获得MCR功能。电源断路器市场中的一部分只把电源断路器用作为不需要自动过电流保护从而不带有过电流跳闸部件的简单开关。备择地，称为非自动断路器的这种开关可以出售给那些喜欢设置他们自己的过电流保护系统的用户。在这种情况下，制造商对非自动断路器规定和耐受能力等同的瞬时电路电流额定值。但是，由于没有跳闸部件，不能具有MCR功能，从而在瞬时电路额定值之内的故障电流下该断路器不能完全闭合，因此使断路器因滥用而损坏。于是，希望通过一个替代的、相对便宜的方式来满足MCR功能。因此，存在改进的空间。专利技术的内容涉及一种非自动电源断路器的本专利技术满足该要求和其它要求，其中该非自动电源断路器保护电流释放(MCR)功能并且不必为复杂的多功能跳闸部件花钱。该非自动电源断路器包括用于在闭合位置和断开位置之间移动的可分开触点装置以及用于在断开位置和闭合位置之间移动该可分开触点装置的操作装置。一个装置测定具有第一状态和第二状态的信号，其中该第一状态用于该可分开触点装置的断开位置，而当该可分开触点装置移动到闭合位置后该信号处于该第二状态。一个检测装置检测通过该可分开触点装置的电流并提供和该电流相对应的信号。一个跳闸装置使用该和电流对应的信号以及和该可分开触点装置的断开、闭合位置对应的信号以便提供跳闸信号。该跳闸装置包括用于当该测定装置的信号为第二状态时禁用该跳闸信号的装置。跳闸致动器装置使用该跳闸信号以便驱动该操作装置从而把该可分开触点装置移动到它的断开位置。一个装置用该检测装置的信号驱动该跳闸致动器装置。该检测装置最好包括一个具有输出的电流传感器，并且该驱动跳闸致动器装置的装置最好包括一个电容器以及用该电流传感器的输出充电该电容器的装置，以利用该电容器驱动跳闸致动器装置。该测定装置最好包括和该操作装置合作的以测定该可分开触点装置的断开及闭合位置的装置，以及由和该操作装置合作的装置驱动的用于测定具有第一状态和第二状态的信号的开关装置。作为进一步的改进，该开关装置包括一个具有和第一状态对应的第一位置以及和第二状态对应的第二位置的开关，并且和该操作装置合作的装置包括用于在可分开触点装置移动到其闭合位置之后按预定时间延迟该开关从其第一位置移动到第二位置的装置。作为本专利技术的另一个方面，一种非自动电源断路器包括用于在闭合位置和断开位置之间移动的可分开触点装置以及用于在断开位置和闭合位置之间移动该可分开触点装置的操作装置。一个装置测定具有第一状态和第二状态的信号，其中该第一状态用于该可分开触点装置的断开位置，而该可分开触点装置移动到其闭合位置后的预定时间该信号处于该第二状态。一个检测装置检测通过该可分开触点装置的电流并且包括一个用来提供和该电流相对应的信号的带有空芯或低导磁率磁芯的线圈。一个模拟跳闸装置使用和电流对应的信号以及和可分开触点装置的断开、闭合位置对应的信号以便提供跳闸信号。该模拟跳闸装置包括用于当可分开触点装置移动到其闭合位置后该测定装置的信号为第二状态时禁用该跳闸信号的装置。一个跳闸致动器装置使用该跳闸信号以便驱动该操作装置从而把该可分开触点装置移动到它的断开位置。作为本专利技术的又一个方面，一种非自动电源断路器包括用于在闭合位置和断开位置之间移动的可分开触点装置以及用于在其断开位置和闭合位置之间移动该可分开触点装置的操作装置。一个装置和该操作装置合作用来提供具有第一状态和第二状态的信号，其中该第一状态用于该可分开触点装置的断开位置，而该可分开触点装置移动到其闭合位置后的预定时间该信号处于该第二状态。一个电流传感器包括一个带有空芯或低导磁率磁芯的线圈。该电流传感器检测流入该可分开触点装置的电流并且提供和该电流对应的信号。一个低能跳闸致动器使用跳闸信号以便驱动该操作装置从而把该可分开触点装置移动到其断开位置。一个模拟跳闸装置包括，一个由该电流传感器的信号充电的电容器，使用该电流传感器的信号从而提供跳闸信号的装置，当该和操作装置合作的装置的信号为第二状态时禁用跳闸信号的装置，以及使用该电容器以驱动该跳闸致动器装置的装置。附图简述当结合附图一起阅读下述对优选实施例的说明可以获得对本专利技术的完整理解，附图中附图说明图1是一种依据本专利技术的采用使电流释放(MCR)开关的非自动低压电源断路器的简化方块图；图2是主要以方块图为形式的示意图，其示出图1中跳闸部件以及各相关接口；图3是进一步示出图1的跳闸部件以及各相关接口的示意图；图4是图1的MCR开关的等轴分散图；以及图5A是电流传感器相对于图1中本专利技术要监视的三相导体的布局的后视图，而图5B是透视图。优选实施方式的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非自动电源断路器（２），包括：可分开触点装置（４，８），用于在闭合位置和断开位置之移动，所述可分开触点装置（４，８）具有通过其的电流；操作装置（６，１００），用于在该闭合位置和该断开位置之间移动所述可分开触点装置（４８）；装 置（１６），用于测定具有第一状态和第二状态的信号（１８），其中第一状态用于所述可分开触点装置（４，８）的断开位置而在所述可分开触点装置（４，８）移到其闭合位置后为第二状态；检测装置（７），用于检测所述可分开触点装置（４，８）所述电流和提 供与所述电流对应的信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）；跳闸装置（１０），其应用和所述电流对应的信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）以及和所述可分开触点装置（４，８）的断开位置、闭合位置对应的信号（１８）来提供跳闸信号（１２），所述跳闸装置（１０）包括当所述测 定装置（１６）的所述信号（１８）为第二状态时禁用跳闸信号（１２）的装置（２０）；跳闸动器装置（１４），其应用跳闸信号（１２）激励所述操作装置（６，１００）以把所述可分开触点装置（４，８）移到其断开位置；以及装置（２４，３０，３６）， 用于用所述检测装置（７）的所述信号（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）驱动所述跳闸致动器装置（１４）。...

【技术特征摘要】
US 1999-8-13 09/374,4481.一种非自动电源断路器(2)，包括可分开触点装置(4，8)，用于在闭合位置和断开位置之移动，所述可分开触点装置(4，8)具有通过其的电流；操作装置(6，100)，用于在该闭合位置和该断开位置之间移动所述可分开触点装置(48)；装置(16)，用于测定具有第一状态和第二状态的信号(18)，其中第一状态用于所述可分开触点装置(4，8)的断开位置而在所述可分开触点装置(4，8)移到其闭合位置后为第二状态；检测装置(7)，用于检测所述可分开触点装置(4，8)所述电流和提供与所述电流对应的信号(9A，9B，9C)；跳闸装置(10)，其应用和所述电流对应的信号(9A，9B，9C)以及和所述可分开触点装置(4，8)的断开位置、闭合位置对应的信号(18)来提供跳闸信号(12)，所述跳闸装置(10)包括当所述测定装置(16)的所述信号(18)为第二状态时禁用跳闸信号(12)的装置(20)；跳闸动器装置(14)，其应用跳闸信号(12)激励所述操作装置(6，100)以把所述可分开触点装置(4，8)移到其断开位置；以及装置(24，30，36)，用于用所述检测装置(7)的所述信号(9A，9B，9C)驱动所述跳闸致动器装置(14)。2.权利要求1所述的非自动电源断路器(2)，其中所述检测装置(7)是检测所述电流并提供和所述电流对应的所述信号(9A，9B，9C)的电流传感器(7A，7B，7C)。3.权利要求2所述的非自动电源断路器(2)，其中所述电流传感器(7A，7B，7C)包含具有空芯(125)或低导磁率磁芯(125)的线圈架绕制线圈(22)。4.权利要求2所述的非自动电源断路器(2)，其中所述电流传感器(7A，7B，7C)是在低导磁率磁芯(125)上绕制的电线圈(22)。5.权利要求2所述的非自动电源断路器(2)，其中所述可分开触点装置(4，8)包括可分开触点组(4)和电流导体(8)；并且其中所述电流传感器(7A，7B，7C)包括靠近所述电流导体(8)放置的用以检测流过其并且通过所述可分开触点(4)的电流的空芯变流器(22)。6.权利要求2所述的非自动电源断路器(2)，其中所述可分开触点装置(4，8)包括多个用于多个相导体(8A，8B，8C)的可分开触点(4A，4B，4C)；并且其中所述检测装置(7)包含多个用于所述相导体(8A，8B，8C)的电流传感器(7A，7B，7C)，每个所述电流传感器(7A，7B，7C)放在靠近一个对应的所述相导体(8A，8B，8C)以使相间作用为最小。7.权利要求1所述的非自动电源断路器(2)，其中所述电流具有幅值和频率；并且其中所述检测装置(7)包含用于所述电流的电流传感器(7A，7B，7C)，所述电流传感器(7A，7B，7C)具有电压输出，该电压正比于所述电流的幅值和频率。8.权利要求7所述的非自动电源断路器(2)，其中所述用来驱动所述跳闸致动器装置的所述装置(24，30，36)包括一个电容器(24)；以及装置(49，50，52，72，74)，用于用所述电流传感器(7A，7B，7C)的输出对所述电容器(24)充电，利用所述电容器(24)驱动所述跳闸致动器装置(14)。9.权利要求8所述的非自动电源断路器(2)，其中所述跳闸致动器装置(14)是低能跳闸致动器(14)。10.权利要求1所述的非自动电源断路器(2)，其中所述测定装置(16)包含和所述操作装置(6，100)合作用来测定所述可分开触点装置(4，8)的所述断开、闭合位置的装置(104，28)，并且由和所述操作装置(6，100)合作的装置(104，28)驱动的开关装置(26)用来测定所述具有第一、第二状态的所述信号(18)。11.权利要求10所述的非自动电源断路器(2)，其中所述开关装置(26)包含一个其第一位置和所述第一状态对应以及其第二位置和所述第二状态对应的开关(26)；并且其中所述和所述操作装置(6，100)合作的装置(104，28)包含用于在所述可分开触点装置(4，8)移到其闭合位置上后按预定时间延迟所述开关(26)从第一位置移动到第二位置上的装置(28，110，114)。12.权利要求10所述的非自动电源断路器(2)，其中所述操作装置(6，100)包含一个随所述操作装置(6，100)把所述可分开触点装置(4，8)从断开位置移到闭合位置转动的杆轴(100，102)；其中所述和所述操作装置(6，100)合作的装置(104，28)包含一个带有一个偏心销(104)和一个啮合面(110)的惯性轮(28)和一个在转动方向上偏置所述惯性轮(28)的弹簧(108)，利用所述杆轴(100，102)把所述销(104)啮合在所述可分开触点装置(4，8)的断开位置上并且把所述惯性轮(28)保持在第一转动位置上，所述杆轴(100，102)当所述杆轴(100，102)把所述可分开触点装置(4，8)从其断开位置移动到其闭合位置时从所述销(104)中释放，所述弹簧(108)在移动方向上把所述惯性轮(28)移动到第二转动位置，并且所述惯性轮(28)的所述啮合面(110)啮合所述开关装置(26)以在所述可分开触点装置(4，8)移动其闭合位置后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉J琼斯，理查德A约翰逊，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]