專(zhuān)利名稱(chēng)：脫扣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫扣裝置，尤其涉及當(dāng)發(fā)生過(guò)載或短路等電源故障時(shí)，用于切斷 電流的塑殼斷路器(MCCB :Molded Case Circuit Breaker)上的脫扣裝置。
背景技術(shù)：
塑殼斷路器是，將開(kāi)閉裝置(open/close device)以及脫扣裝置等組裝在絕緣材
質(zhì)的容器內(nèi)而成的裝置，對(duì)通電狀態(tài)的線(xiàn)路，可通過(guò)手動(dòng)操作或電動(dòng)操作進(jìn)行接通或斷開(kāi)，
并且是，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或短路等異常時(shí)斷開(kāi)電流，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)線(xiàn)路的裝置。 塑殼斷路器通常指，用于保護(hù)600V以下交流電或250V以下直流電等低壓線(xiàn)路的
塑殼(Mold case)的斷路器。因體積小，制作簡(jiǎn)單，并且不需要更換保險(xiǎn)絲等繁瑣的維護(hù)，
因此替代現(xiàn)有的閘刀開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲被廣泛使用。 脫扣裝置的種類(lèi)有熱動(dòng)式，雙金屬片被流過(guò)斷路器的電流加熱而彎曲，從而進(jìn)行 脫扣動(dòng)作；電磁式，當(dāng)線(xiàn)圈上流有斷路器的電流并施加有過(guò)載電流時(shí)，向線(xiàn)圈上形成的電磁 場(chǎng)方向吸引磁芯，從而進(jìn)行動(dòng)作；以及采用微處理器的電子式等。 另外，脫扣的特性是，連續(xù)流過(guò)100 %的額定電流也不會(huì)進(jìn)行脫扣動(dòng)作，但對(duì)于額 定電流的125 % 、 200 %的電流，專(zhuān)門(mén)設(shè)定了 一定的動(dòng)作時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能的脫扣裝置，其能夠改善低壓斷路器及高壓斷 路器所存在的問(wèn)題，可提高切斷過(guò)載電流時(shí)的靈敏度，以及可確保切斷短路電流時(shí)的可靠 性。 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，不限于上述技術(shù)問(wèn)題，對(duì)未涉及的技術(shù)問(wèn)題，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員能夠在下述材料中明確理解。 本發(fā)明之脫扣裝置，其特征在于，包括電源端加熱器，連接在塑殼斷路器的電源 端，并接收電流；負(fù)載端加熱器，連接在上述塑殼斷路器的負(fù)載端，并傳遞上述電流；雙金 屬片，具有與所述電源端加熱器接觸而通電的直熱部和面向所述電源端加熱器的放熱部， 其一部分連接固定在上述電源端加熱器以及上述負(fù)載端加熱器之間，當(dāng)向上述塑殼斷路器 流過(guò)過(guò)載電流或短路電流時(shí)彎曲。 本發(fā)明的脫扣裝置，兼?zhèn)渲睙崾矫摽垩b置的優(yōu)點(diǎn)和放熱式脫扣裝置的優(yōu)點(diǎn)，是一 種在低壓塑殼斷路器以及高壓塑殼斷路器上都可適用的多功能脫扣裝置。


圖1為假想比較例，顯示放熱式脫扣裝置的側(cè)視圖； 圖2至圖4為假想比較例，反映直熱式脫扣裝置所存在的各種問(wèn)題的側(cè)視圖；
圖5為具有本發(fā)明之脫扣裝置的塑殼斷路器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
圖6以及圖7為本發(fā)明之脫扣裝置的一實(shí)施例的側(cè)視圖及立體





圖8為本發(fā)明之脫扣裝置的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。 附圖符號(hào)說(shuō)明
200 :脫扣裝置 210 :電源端加熱器
220 :負(fù)載端加熱器 230 :雙金屬片(bimetal)
230a :第一面 230b :第二面
232 :接觸片 250 :鉚釘
LI :放熱部 L2 :直熱部 G :氣隙(air gap)
具體實(shí)施例方式
首先，對(duì)對(duì)照本發(fā)明的假想實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 在低壓(40A以下)塑殼斷路器中，若將靈敏度設(shè)成，使過(guò)載電流的切斷能夠在低 壓電流的各個(gè)區(qū)間具有明顯的差異，則會(huì)發(fā)生權(quán)衡(Trade-off)而不能可靠地切斷具有瞬 間峰值的短路電流。相反，在高壓塑殼斷路器中，具有過(guò)載電流的切斷特性在各電流區(qū)間不 明顯的問(wèn)題。 另外，根據(jù)雙金屬片的加熱方式，可分為放熱式和直熱式，圖1為假想比較例，顯
示放熱式脫扣裝置的側(cè)視圖。參照?qǐng)Dl，在脫扣裝置中，從電源端向負(fù)載端，電流依次通過(guò)固
定片11、可動(dòng)片12、負(fù)載側(cè)端子15。固定片11連接在電源側(cè)，可動(dòng)片12根據(jù)未圖示的開(kāi)閉
裝置進(jìn)行動(dòng)作，因此，對(duì)于固定片ll，可動(dòng)片12被切換至接通或斷開(kāi)位置。 電流繞過(guò)雙金屬片13直接流向負(fù)載側(cè)端子15，可動(dòng)片12通過(guò)由電源側(cè)施加的電
流而發(fā)熱，從而加熱雙金屬片13，上述受熱的雙金屬片13發(fā)生熱變形而驅(qū)動(dòng)開(kāi)閉裝置，并
斷開(kāi)固定片11及可動(dòng)片12的連接狀態(tài)，從而切斷過(guò)載電流或短路電路。 與圖2所示的，因雙金屬片13上直接流過(guò)電流而被加熱的直熱式脫扣裝置不同，
圖1所示的脫扣裝置為，利用熱傳導(dǎo)部14傳遞可動(dòng)片12的熱量，從而加熱雙金屬片13的
放熱式脫扣裝置。 放熱式脫扣裝置，與雙金屬片13上直接施加電流的直熱式相比，雙金屬片13在整 個(gè)過(guò)程中不會(huì)過(guò)度熱變形，并且是通過(guò)周邊零部件的熱傳導(dǎo)而被加熱，因此適合于高壓塑 殼斷路器上。但對(duì)于額定電流的小幅度變動(dòng)，雙金屬片13的熱變形并不靈敏，因此，對(duì)于切 斷過(guò)載電流需要較高靈敏度的低壓塑殼斷路器上，其用途受到限制。 圖2至圖4為假想比較例，反映直熱式脫扣裝置所存在的各種問(wèn)題的側(cè)視圖。圖 2至4所示的是，電流直接通過(guò)固定片11以及雙金屬片13，流向負(fù)載側(cè)端子15的直熱式脫 扣裝置。 銜鐵(Armature) 17在發(fā)生線(xiàn)路的短路故障時(shí)，立即動(dòng)作而切斷電流，其獨(dú)立于雙 金屬片13進(jìn)行動(dòng)作。 圖2顯示的是，雙金屬片13由于電源側(cè)施加的電流而被直接加熱，從而在斷開(kāi)大 電流時(shí)，作為兩種材料結(jié)合體的雙金屬片13被熔化而分離的部分a ;圖3顯示的是，負(fù)載側(cè) 端子15以及雙金屬片13通過(guò)電線(xiàn)焊接的部分b被大量的熱能而導(dǎo)致分離的問(wèn)題；圖4顯 示的是，由于整個(gè)過(guò)程中過(guò)度的熱變形，導(dǎo)致雙金屬片向逆方向彎曲的部分c。
本發(fā)明提供一種將所述的放熱式脫扣裝置以及直熱式脫扣裝置中取長(zhǎng)補(bǔ)短而成
4的多功能脫扣裝置。本發(fā)明提供的多功能脫扣裝置，只采用放熱式以及直熱式脫扣裝置的 優(yōu)點(diǎn)，因此，在低壓塑殼斷路器以及高壓塑殼斷路器上都可適用。 圖5為具有本發(fā)明之脫扣裝置的塑殼斷路器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖6以及圖7 為本發(fā)明之脫扣裝置的一實(shí)施例的側(cè)視圖及立體圖；圖8為本發(fā)明之脫扣裝置的另一實(shí)施 例的側(cè)視圖。 以下，參照?qǐng)D5至圖8 ，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。為了便于更明確地說(shuō)明， 在此過(guò)程中，圖中構(gòu)成要素的大小或形狀等可能有些夸張。另外，考慮本發(fā)明的構(gòu)成以及作 用而特別定義的用語(yǔ)，根據(jù)使用者、運(yùn)用者的意圖或慣例可能有所不同。對(duì)于此用語(yǔ)的定 義，以本說(shuō)明書(shū)的整個(gè)內(nèi)容為準(zhǔn)。 圖5所示的塑殼斷路器，包括脫扣裝置200，其設(shè)置在本體110內(nèi)部，并用于對(duì)過(guò) 載電流或短路電流進(jìn)行脫扣；開(kāi)閉裝置130，由多個(gè)連接構(gòu)件構(gòu)成，并用于將可動(dòng)片150和 電源側(cè)的固定片(未圖示)連接或斷開(kāi)；預(yù)報(bào)警裝置140，其與開(kāi)閉裝置130聯(lián)動(dòng)，顯示有 無(wú)過(guò)載電流以及短路故障。 開(kāi)閉裝置130包括手柄131，其可旋轉(zhuǎn)地支承在本體110上；閂鎖(Latch) 132， 連接在手柄131上，并隨著手柄131的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生位置變化，從而移動(dòng)可動(dòng)片150 ;閂鎖固 定器(Latch holder) 133，其連接在閂鎖132上，用于對(duì)閂鎖132的動(dòng)作進(jìn)行約束；驅(qū)動(dòng)銷(xiāo) 134，其連接在閂鎖固定器133上，并隨著閂鎖固定器133的移動(dòng)而進(jìn)行移動(dòng)；橫桿135，對(duì) 閂鎖固定器133進(jìn)行約束。 預(yù)報(bào)警裝置140包括微型開(kāi)關(guān)141，其設(shè)置在本體110內(nèi)部，其下側(cè)設(shè)置有觸點(diǎn) 144 ;開(kāi)關(guān)杠桿142，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在本體110，并被開(kāi)閉裝置130的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)134約束；彈簧 143，連接在開(kāi)關(guān)杠桿142上向其提供恢復(fù)力。 開(kāi)閉裝置130的斷開(kāi)分為，由機(jī)械動(dòng)作引起的斷開(kāi)，以及由電故障引起的斷開(kāi)。
首先，由機(jī)械動(dòng)作引起的開(kāi)閉裝置130的斷開(kāi)是，由用戶(hù)按壓脫扣按鈕或脫扣裝 置200的動(dòng)作而使開(kāi)閉裝置130斷開(kāi)，其動(dòng)作如下， 隨著橫桿135的動(dòng)作，閂鎖固定器133的約束狀態(tài)被解除而使閂鎖固定器133旋 轉(zhuǎn)，被閂鎖固定器133約束的閂鎖132的約束被解除，因此隨著可動(dòng)片150的約束被解除， 從而使電源側(cè)和負(fù)載側(cè)的線(xiàn)路被斷開(kāi)。 以此同時(shí)，當(dāng)隨著閂鎖固定器133的移動(dòng)而使驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)134進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)杠桿 142的約束被解除，開(kāi)關(guān)杠桿142，根據(jù)彈簧143的彈性恢復(fù)力而向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，同時(shí)其 末端按壓微型開(kāi)關(guān)141的觸點(diǎn)，從而，微型開(kāi)關(guān)141向外部發(fā)送預(yù)報(bào)警信號(hào)，顯示斷路器的 斷開(kāi)狀態(tài)。 另外，過(guò)載電流或短路電流等電源故障引起的開(kāi)閉裝置130的斷開(kāi)，動(dòng)作如下。
首先，當(dāng)有過(guò)載電流流過(guò)時(shí)，橫桿135隨著雙金屬片230的被彎曲推動(dòng)而移動(dòng)。隨 著橫桿135的移動(dòng)，被橫桿135支撐的閂鎖固定器133進(jìn)行移動(dòng)，使被閂鎖固定器133約束 的閂鎖132的約束被解除，因此，隨著可動(dòng)片150的約束被解除，電源端和負(fù)載端的線(xiàn)路被 斷開(kāi)。 以此同時(shí)，當(dāng)隨著閂鎖固定器133的移動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)134進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)杠桿 142的約束被解除，開(kāi)關(guān)杠桿142根據(jù)彈簧143的彈性恢復(fù)力而向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，同時(shí)其 末端按壓微型開(kāi)關(guān)141的觸點(diǎn)144。微型開(kāi)關(guān)141向外部發(fā)送預(yù)報(bào)警信號(hào)，從而顯示斷路器的脫扣狀態(tài)。 另外，本發(fā)明的脫扣裝置200，包括電源端加熱器210，其連接在塑殼斷路器的電 源端(例如，固定片(未圖示)或可動(dòng)片150)上，并接收電流；負(fù)載端加熱器220，其連接 在塑殼斷路器的負(fù)載端，并傳遞電流；以及雙金屬片230。 雙金屬片230，其一部分連接固定在電源端加熱器210以及負(fù)載端加熱器220之 間，當(dāng)塑殼斷路器上流過(guò)過(guò)載電流或短路電流時(shí)被彎曲。雙金屬片230彎曲時(shí)，其端部的接 觸片232推動(dòng)橫桿135，從而釋放開(kāi)閉裝置130。 另外，雙金屬片230具有，與電源端加熱器210連接而通電的直熱部L2，和面向電 源端加熱器210的放熱部Ll 。雙金屬片230在直熱部L2通過(guò)熱傳導(dǎo)以及直熱部L2的歐姆 電阻而被加熱。 雙金屬片230以及電源端加熱器210相互面向?qū)Ψ?，并通過(guò)放熱方式傳遞熱量，可 以是如圖6以及圖7所示的相互隔著距離的狀態(tài)面向?qū)Ψ?，也可以是如圖8所示的相互接 觸的狀態(tài)面向?qū)Ψ健?SP，圖6以及圖7所示的實(shí)施例中，在雙金屬片230以及電源端加熱器210之間的 放熱部Ll位置，形成有氣隙(Air G即)G，由放熱部Ll的對(duì)流熱傳導(dǎo)，使雙金屬片230受熱 而彎曲。 相反，圖8所示的實(shí)施例中，雙金屬片230以及電源端加熱器210相互接觸，并由 放熱部Ll的熱傳導(dǎo)，使雙金屬片230受熱而彎曲。 即，在直熱部L2，雙金屬片230以及電源端加熱器210相互接觸并固定，因此，對(duì)于 相當(dāng)于直熱部L2的一部分而言，可獲得施加電流導(dǎo)致的歐姆電阻的直接熱效應(yīng)和根據(jù)熱 傳導(dǎo)的熱效應(yīng)。另外，在相當(dāng)于放熱部L1的部分，通過(guò)對(duì)流或熱傳導(dǎo)，可具有放熱式脫扣裝 置的優(yōu)秀效果。 因此，本發(fā)明的脫扣裝置200，兼?zhèn)渲睙崾矫摽垩b置200的優(yōu)點(diǎn)和放熱式脫扣裝置 200的優(yōu)點(diǎn)，是一種在低壓塑殼斷路器以及高壓塑殼斷路器上都可適用的多功能脫扣裝置。
另外，在直熱部L2，對(duì)于雙金屬片230，其第一面230a連接固定有電源端加熱器 210，而第一面230a的背面即第二面230b上連接固定有負(fù)載端加熱器220。雙金屬片230， 作為兩種材料的結(jié)合體，其第一面230a和第二面230b的材料不相同。
若電源端加熱器210以及負(fù)載端加熱器220都固定在第一面230a，則因只加熱一 種材料而會(huì)發(fā)生如圖2所示的彎曲現(xiàn)象，因此，為了防止這種現(xiàn)象，最好是將電源端加熱器 210以及負(fù)載端加熱器220分別固定在雙金屬片230的第一面230a以及第二面230b上。 因此，可防止因集中加熱一種材料而發(fā)生的圖2所示的巻曲(Fusion)現(xiàn)象，以及圖4所示 的向逆方向彎曲的問(wèn)題。 另夕卜，電源端加熱器210以及負(fù)載端加熱器220優(yōu)選為，通過(guò)鉚釘250固定在雙金 屬片230上，這是為了防止如圖3所示的用焊接或黏合方式固定時(shí)熱能導(dǎo)致固定狀態(tài)被破 壞的缺陷。 另外，電源端加熱器210和負(fù)載端加熱器220對(duì)于雙金屬片230的連接固定位置， 從雙金屬片230延伸的方向來(lái)看，優(yōu)選為處于同一高度。當(dāng)施加過(guò)載電流時(shí)，因只在直熱部 L2的一部分導(dǎo)通過(guò)載電流，而不是整個(gè)雙金屬片230受影響，因此，可防止過(guò)載電流引起的 如圖4所示的缺陷。
另外，電源端加熱器210和負(fù)載端加熱器220對(duì)于雙金屬片230的連接固定位置， 從雙金屬片230延伸的垂直方向觀(guān)察時(shí)，優(yōu)選為處于相互不同的位置。這樣，如上所述不僅 能夠在同一高度設(shè)置釘鉚釘?shù)奈恢?，而且可獲得在各自釘鉚釘位置之間的直熱部L2的歐 姆電阻所帶來(lái)的熱效應(yīng)。 如上所述的脫扣裝置，并不限定于上述說(shuō)明的實(shí)施例的構(gòu)成和方法，還可以選擇
性地組合各個(gè)實(shí)施例的全部或者一部分，以構(gòu)成上述實(shí)施例的多種變形。 上述對(duì)涉及本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)
行變形以及等同替換，因此，本發(fā)明的真正技術(shù)保護(hù)范圍應(yīng)限定在上述權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種脫扣裝置，其特征在于，包括電源端加熱器，連接在塑殼斷路器的電源端，并接收電流；負(fù)載端加熱器，連接在所述塑殼斷路器的負(fù)載端，并傳遞所述電流；雙金屬片，具有與所述電源端加熱器接觸而通電的直熱部和面向所述電源端加熱器的放熱部，所述雙金屬片的一部分連接固定在所述電源端加熱器以及所述負(fù)載端加熱器之間，當(dāng)所述塑殼斷路器上流過(guò)過(guò)載電流或短路電流時(shí)被彎曲。
2. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，所述雙金屬片，其第一面上連接固定有所述電源端加熱器，而所述第一面的背面即第 二面上連接固定有所述負(fù)載端加熱器。
3. 如權(quán)利要求2所述脫扣裝置，其特征在于，所述電源端加熱器以及所述負(fù)載端加熱器，通過(guò)鉚釘固定在所述雙金屬片上。
4. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，所述電源端加熱器和所述負(fù)載端加熱器在所述雙金屬片上的連接固定位置，從所述雙 金屬片的延伸方向觀(guān)察時(shí)，處于同一高度。
5. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，所述電源端加熱器和所述負(fù)載端加熱器在所述雙金屬片上的連接固定位置，從與所述 雙金屬片延伸方向垂直的方向觀(guān)察時(shí)，處于相互不同的位置。
6. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，在所述雙金屬片以及所述電源端加熱器之間的所述放熱部處，形成有氣隙。
7. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，所述雙金屬片，在所述直熱部通過(guò)熱傳導(dǎo)以及所述直熱部的歐姆電阻而被加熱，而在 所述放熱部通過(guò)對(duì)流熱傳導(dǎo)而被加熱，從而發(fā)生彎曲。
8. 如權(quán)利要求l所述脫扣裝置，其特征在于，所述雙金屬片以及所述電源端加熱器在所述放熱部相互接觸并面向?qū)Ψ健?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫扣裝置，其特征在于，包括電源端加熱器，連接在塑殼斷路器的電源端，并接收電流；負(fù)載端加熱器，連接在上述塑殼斷路器的負(fù)載端，并傳遞上述電流；雙金屬片，一部分連接固定在上述電源端加熱器以及上述負(fù)載端加熱器之間，當(dāng)上述塑殼斷路器上流有過(guò)載電流或短路電流時(shí)被彎曲，所述雙金屬片具有與所述電源端加熱器接觸而通電的直熱部，以及面向上述電源端加熱器的放熱部。
文檔編號(hào)H01H71/16GK101770906SQ200910261358
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者田映珉 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社