专利名称：具有故障电流关断部分的断路器的制作方法
具有故障电流关断部分的断路器
本发明涉及用于自动中断电流的断路器，尤其是具有故障电流关 断部分的断路器，它具有一个脱扣器，该脱扣器设有一个用于操作开 关机构的推杆及用于产生电磁脱扣力的线圈，该脱扣力使推杆从第一 位置移动到脱扣位置。
这种断路器已是充分地公知的，其中例如DE 199 42 694 Al描述
了一个使用在这种断路器中的脱扣器。
在电气安装设备中，电流回路通过断路器来防止热过载及防止短 路。但通常断路器不能在出现-譬如人接触到带电压部分或绝缘故 障时形成的-小的故障电流(或漏电流)的情况下对人及物进行保 护。为了排除该危险，长期以来在电气安装中除了断路器还使用所谓 的故障电流保护开关。
由于与此相关的位置需要量大，已开发出组合的保护开关装置， 它们除了断路器的特性外还具有故障电流保护开关的特性。例如由 DE 28 34 327 C2可看到这种组合式保护开关装置的一个例子。由此公 知的组合式保护开关装置具有 一个共同的锁扣机构及一个带有灭弧 室的触头系统， 一个用于检测故障电流的总电流互感器， 一个求值电 子部分及各一个脱扣器，即一个用于防止热过载保护用的双金属片， 一个用于短路保护的磁脱扣器及一个用于关断所出现的故障电流的 灵敏磁保持继电器。即使对于这种组合式保护开关装置仍有显著大的 位置需要量。
本发明的任务在于，给出一种所述类型的断路器，它在保持紧凑 结构的情况下组合一个故障电流保护开关。该任务将根据权利要求1这样地解决 一个第二线圈与第一线圈 同轴地设置，其中第二线圈中流过一个电流，该电流被根据一个信号 控制，该信号由一个故障电流检测器作为对故障电流检测的应答信号 输出。
通过第二线圈相对第一线圈的同轴布置，即使在通过故障电流检 测器-它最好作为总电流传感器构成-检测到一个故障电流时，也 引起推杆的电磁操作及由此使开关机构脱扣。第二线圈被组合在脱扣 器中及由此得到的脱扣器的双重利用使得一个组合了故障电流保护 开关功能的断路器的结构特别紧凑，而无需如现有技术中那样对于故 障电流需要一个单独的脱扣装置。
特别有利的是，根据本发明的断路器被构造成系列结构装置。由 此可得到一种可能性，即在已有的电气安装设备中设有的传统断路器 口丁通过根据本发明的、组合了故障电流保护开关的断路器来代替。
以下将借助例子并参照附图来详细描述本发明。附图表示
图1:-个局部剖切的断路器；
图2:用于本发明的断路器的一个脱扣器；及
图3:本发明的断路器的电路图。
图1表示一个局部剖切的断路器1，它具有一个操作手把2， 一 个可由操作手把2操作的开关机构3及一个也加载开关机构3的脱扣 器4。
脱扣器4具有第一线圈10，该线圈用其一个端部与断路器1的第 '连接端子5电连接。第一线圈10的另一端部通过一个可被开关机 构3操作的开关与断路器1的另一连接端子(未示出)相连接。
以下将借助图2来详细描述脱扣器4的结构。
如上所述地，该脱扣器具有一个第一线圈10，通过它流过待监测 的电流I。在第一线圈10的径向内部在- -个套管14上绕有第二线圈
412。该第二线圈12的功能将在后面描述。为了改善从第一线圈10到
一个热脱扣器的热量传递，也可考虑使第二线圈12径向上布置在
第一线圈10的外面。在第一线圈位于外部的情况下，也可在其上设
置一个导热套管(未示出)。
在套管14的内部设有一个磁芯16，该磁芯相对套管是固定的。 此外在该套管14中设有一个在套管14的轴向上相对它可移动的衔铁 18。该衔铁18在套管中滑动地被导向。 一个用于在线圈IO的外空间 中闭合磁场的磁轭20具有 一个第一安装孔22，在该孔中固定磁芯 16;及一个第二安装孔24，在该孔中安装套管14的背离磁芯16的端 部。该磁轭20同时构成用于在断路器1的壳体6中安装脱扣器4的 安装壳。
磁芯16具有导向孔17， 一个用于操作开关机构3的推杆26在该 导向孔中被滑动地导向。该推杆26用其放置在脱扣器4中的径向扩 宽的端部区段26'支承在衔铁18的盲孔的基部。 一个螺旋压簧28用 其一个端部支承在磁芯16上及用其另一端部支承在推杆26径向扩宽 的端部区段26'上，该压簧使推杆保持接触在轴向可移动的衔铁18上， 以使得推杆26与衔铁18 —起运动。
磁芯16在其向外穿过第一安装孔22的端部上与一个法兰件30 啮合，其中该法兰件30支承在磁轭20上。在法兰件30背离磁轭20 的、构成一个最好凸形曲面的自由端面上，装有一个双金属盘32及 在该双金属盘上的一个操作盘34。其中操作盘34及在冷状态下的双 金属盘32具有与法兰件30的凸形端面相对应的形状。
图3中给出了一个具有本发明特征的、作成双极性的断路器的电 路图。该断路器1可实现三个保护功能，即防止短路的保护，防止过 电流的保护及防止故障电流的保护。
流过一个未示出的、待监测的负载的电流I流过导线38及在常规情况下闭合的-但在图3中表示成打开的-开关机构3的开关36 到达第一线圈10及通过该线圈流到负载。由负载向电源通回的导线 40通过开关36的一个极被导送穿过断路器1 。
一个用作故障电流检测器的总电流互感器42包围着导线38和40 及在该位置上检测一个故障电流(漏电流)。由总电流互感器检测的 信号被输送给-- -个电子求值部分44。该电子求值部分44放大总电流 互感器42的信号及被放大的信号作为电流i被输送给脱扣器4中的第 二线圈12，该第二线圈的另一端部通过开关36与回流的导线40相连 接。
此外，设有测试装置46，该测试装置具有一个带有测试触头50 的测试键48、 一个测试电阻52及一个开关36中的辅助触头54。辅 助触头54仅在开关36的闭合状态与测试电阻52接触及由此保证 电子求值部分44仅在该闭合状态中接到电压上。此外，通过辅助触 头54保证断路器的连接方向是任意的。这种测试装置是由有关的 规章所规定的及借助它可测试断路器的功能。
为了保护电子求值部分44以免受到电网的电压冲击，作成高电 阻值的第二线圈12同时构成对于电子求值部分44的电源电压的保护 电阻。并且一个附加地设在电子求值部分44的电源电压各极之间的 压敏电阻56用于当出现过电压时使电子求值部分44的电源电压短 路及由此保护它。
以下将描述断路器1的工作原理 当在负载侧导线或与其相连接、未示出的负载的区域中出现短路 时，电流I将脉冲式地上升，由此，该升高的及流过脱扣器4的第一 线圈10的电流产生一个作用在衔铁18上的磁力，它使衔铁18及由 该衔铁使推杆26向右运动到图2中所示的位置，由此推杆26作用在 开关机构3上，以便使开关36打开及由此使电流中断。当出现稍微的、导致脱扣器4的热负荷的过电流时，作为热脱扣 器使用的双金属盘32—直被加热，直到达到其翻转-或跳变温度，在 该温度上该双金属盘从向左凹的位置翻转到向左凸的位置。通过双金 属盘32的该翻转使形状上不可改变的操作盘34在图2中向右挤压及 由此带动推杆26抵抗弹簧28的弹簧力一起向右移动，该推杆在其由 脱扣器4伸出的自由端上设有加厚部分27,由此使推杆26同样作用 在开关机构3上，以便使开关36打开及使电流中断。
当出现故障电流时，该故障电流被总电流互感器42检测到及将 检测信号传送到电子求值部分44，后者使该信号放大及作为电流！再 传送到脱扣器4中的第二线圈12。在第二线圈12中通过该放大的信 号建立一个磁场，该磁场也使衔铁18及与它连接的推杆26产生在图 2中向右的轴向运动，由此使推杆26作用在开关机构3上，以便使开 关36打开及由此也使电流中断。
因此根据本发明的断路器以简单及特别节省位置的方式组合了 三个保护机构，即热保护、短路保护及故障电流保护机构。并且该组 合与传统的现有技术相比减少了所需部件数目，由此在系列制造中具 有显著经济的优点。通过在断路器中附加组合故障电流保护开关所引 起的损耗功率不大于传统的断路器的损耗功率，使得根据本发明的断 路器与一个传统的断路器及一个传统的故障电流保护开关的组合相 比也带来了节能的优点。
权利要求
1. 用于自动中断电流(I)的断路器，具有一个脱扣器(4)，该脱扣器设有一个用于操作一个开关机构(3)的推杆(26)及一个用于产生电磁脱扣力的线圈(10)，该脱扣力使该推杆(26)从一个第一位置运动到一个脱扣位置，其特征在于一个第二线圈(12)与第一线圈(10)同轴地设置，其中该第二线圈(12)中流过一个电流(i)，该电流被根据一个信号控制，该信号由一个故障电流检测器(42)作为对故障电流检测的应答信号输出。
2. 根据权利要求1的断路器，其特征在于该故障电流检测器是 一个总电流互感器(42)。
3. 根据权利要求1的断路器，其特征在于该断路器(1)被构造 成系列结构装置。
全文摘要
本发明涉及用于自动中断电流(I)的断路器，它具有一个脱扣器(4)，该脱扣器设有一个用于操作开关机构(3)的推杆(26)及用于产生电磁脱扣力的线圈(10)，该脱扣力使推杆(26)从第一位置运动到脱扣位置，其特征在于一个第二线圈(12)与第一线圈(10)同轴地设置，其中第二线圈(12)中流过一个电流(i)，该电流被根据一个信号控制，该信号由一个故障电流检测器(42)作为对故障电流检测的应答信号输出。
文档编号H01H83/22GK101427338SQ03811363
公开日2009年5月6日 申请日期2003年3月18日 优先权日2002年3月18日
发明者米蒂亚·科普里弗谢科 申请人:Eti电技术公司