一种用于断路器的联锁保护机构及断路器的制作方法

本实用新型涉及电流开关技术领域，尤其涉及一种用于断路器的联锁保护机构及断路器。

背景技术：

断路器通常是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。常用的断路器包括万能式(框架式)断路器(acb)、塑壳断路器(mccb)、微型断路器(mcb)以及漏电断路器(elcb)。其中，万能式断路器通常安装在配电系统的上游，其用于分配电能、保护线路及电源设备的过载、短路等，万能式断路器通常承受高电压(最高可达交流1200v、直流1500v)和高电流。断路器通常与脱扣器结合使用，脱扣器能够针对过载、断路、漏电、欠压、过压、不平衡等情况提供保护。

当脱扣器出现损坏或达到使用寿命时，维护者通常需要在整个配电系统处于断电状态下实施更换脱扣器的操作以保护自身免于触电，此时断路器应该处于分闸状态。但是，由于维护者疏忽或操作不当，可能会在断路器合闸状态下更换脱扣器，考虑到整个配电系统处于断电状态，这种操作通常不会引起意外。然而，如果配电系统由于误操作而意外通电，此时断路器也处于合闸状态(没有进行分闸操作)，那么在这种情况下实施更换脱扣器的操作则会导致维护者意外触电、甚至产生更严重的后果。因此，为了避免发生上述情况，需要使断路器在脱扣器更换过程中始终保持分闸状态，然而现有的断路器无法提供这样的安全操作环境。

基于此，相关技术人员仍然致力于设计一种用于断路器的联锁保护机构以及断路器以在更换脱扣器时确保断路器始终分闸，从而克服现有技术存在的缺陷。

技术实现要素：

因此，本实用新型的任务是提供一种用于断路器的联锁保护机构和断路器，借此克服上述现有技术的缺点。

为了完成上述任务，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于断路器的联锁保护机构，其特征在于，所述联锁保护机构联动所述断路器的操作机构与脱扣器，并被构造成在所述脱扣器脱离所述断路器的第一状态使所述断路器分闸并能够阻止所述断路器再合闸，而在所述脱扣器接合所述断路器的第二状态不干涉所述断路器的分闸或合闸，所述联锁保护机构包括：联动件，所述联动件被构造成在所述第一状态下脱离接触所述脱扣器并致动所述操作机构以使所述操作机构解锁，从而使所述断路器分闸并确保在所述第一状态下所述操作机构一直处于解锁状态，并在所述第二状态下受所述脱扣器偏压以解除致动所述操作机构，所述操作机构维持所述断路器的分闸或合闸；复位件，所述复位件被构造成在所述第一状态下释能以使所述联动件致动所述操作机构并确保所述操作机构处于解锁状态，并在所述第二状态下受到所述联动件作用重新蓄能。

优选地，所述联动件包括：轴杆；第一推杆，所述第一推杆连接在所述轴杆的一端并被构造成在第一状态下释放而在第二状态下受所述脱扣器偏压并带动所述轴杆转动；第二推杆，所述第二推杆连接在所述轴杆的另一端并被构造成在第一状态下致动所述操作机构解锁而在第二状态下脱离所述操作机构以使其能够锁定。

优选地，所述轴杆固定在安装所述脱扣器的安装板上；所述第一推杆位于所述安装板面向用户的一侧；所述第二推杆穿过所述安装板并相对于所述第一推杆位于所述安装板的另一侧。

优选地，所述操作机构包括彼此关联的分闸半轴和分闸半轴连杆；所述复位件被构造成在第一状态下致动所述第二推杆上移以推动所述分闸半轴连杆，所述分闸半轴连杆压靠所述分闸半轴以解锁所述操作机构，从而使所述断路器分闸。

优选地，所述复位件被构造成拉簧，所述拉簧的一端固定在安装所述脱扣器的安装板上，所述拉簧的另一端固定在所述第二推杆上。拉簧能够提供有效的拉力使第二推杆在脱扣器移除的同时被快速拉动以致动分闸半轴连杆，从而使断路器快速分闸。

优选地，所述复位件被构造成扭簧，所述扭簧套接在所述轴杆接合所述第二推杆的一端，所述扭簧的第一腿抵靠所述第二推杆，所述扭簧的第二腿抵靠安装所述脱扣器的安装板并从所述安装板面向用户的一侧伸入所述安装板的另一侧。作为替换实施例，扭簧也可以实现拉簧致动第二推杆上移以触发分闸半轴连杆并最终使断路器分闸的功能，而且由于扭簧是套设在联锁保护机构的轴杆上，这样的布置更加节省空间。

优选地，所述第一推杆与所述第二推杆被构造成彼此成120度角布置。该角度的设置可以保证联锁保护机构能够有效致动断路器分闸半轴连杆，并最终使断路器分闸。

优选地，所述第一推杆被构造成半月形；所述第二推杆包括接合部和致动部，所述接合部套设在所述轴杆上并沿径向延伸，所述致动部相对于所述轴杆成角度地向外延伸；所述第一推杆与所述第二推杆通过过盈配合接合至所述轴杆。这样配合的轴杆和两个推杆可以实现较为稳定的连接，从而保证联锁保护机构的安全有效的工作。

优选地，所述第二推杆的周面上布置有加强肋，所述加强肋沿所述第二推杆的长度延伸。加强肋可以增强第二推杆的强度，以在拉簧拉动第二推杆时保障其承受足够大的拉力而不被损坏。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种断路器，所述断路器包括前述的联锁保护机构、动触头、静触头，其中，所述联锁保护机构在处于第一状态时致动所述操作机构以使所述动触头与所述静触头分断，从而使所述断路器分闸，所述联锁保护机构在处于第二状态时解除致动所述操作机构以维持所述断路器的分闸或合闸。

由于具有联锁保护机构，该断路器能够避免配电系统意外通电可能对更换脱扣器的维护者造成伤害的危险。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本实用新型后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是本实用新型断路器的局部结构示意图；

图2是图1的局部放大视图；

图3是本实用新型断路器处于合闸状态的示意图，其中脱扣器安装在断路器上；

图4是图3的局部放大视图；

图5是本实用新型断路器处于分闸状态的示意图，其中脱扣器从断路器上移除；

图6是图5的局部放大视图；

图7是本实用新型的联锁保护机构的第一实施例的主视图，其中拉簧作为复位件并且脱扣器安装在断路器上；

图8是本实用新型的联锁保护机构的第一实施例的主视图，其中拉簧作为复位件并且脱扣器从断路器上移除；

图9是本实用新型的断路器的安装状态示意图；

图10是本实用新型的联锁保护机构的联动件的组装图；

图11是本实用新型的联锁保护机构的联动件的分解图；

图12是本实用新型的联锁保护机构的联动件的主视图；

图13是本实用新型的联锁保护机构的联动件的侧视图；

图14是本实用新型的断路器的另一局部结构示意图；

图15是本实用新型的联锁保护机构的第二实施例的侧视立体图，其中扭簧的作为复位件并且脱扣器安装在断路器上；

图16是本实用新型的联锁保护机构的第二实施例的后视立体图，其中扭簧的作为复位件并且脱扣器安装在断路器上；

图17是图16的局部放大视图；

图18是本实用新型的联锁保护机构的第二实施例的后视立体图，其中扭簧的作为复位件并且脱扣器从断路器上移除；

图19是图18的局部放大视图；

图20是本实用新型断路器处于分闸状态的示意图，其中脱扣器从断路器上移除；

图21本实用新型断路器处于分闸状态的示意图，其中脱扣器完成更换重新安装在断路器上。

具体实施方式

现参考附图来详细说明根据本实用新型的用于断路器的联锁保护机构和断路器的示例性方案。提供附图是为了呈现本实用新型的多个实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有的附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上”、“下”和其它方向性术语将被理解为具有其正常含义且指正常观看附图时所涉及的那些方向。除非另有指明，否则本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个零部件与其它零部件区分开。

参照图1-21，本实用新型提供一种断路器1，尤其提供一种万能式断路器1，该断路器1包括脱扣器4、操作机构3、联锁保护机构2、动触头以及静触头等。其中操作机构3包括分闸半轴连杆30、分闸半轴32、分闸扣片34等。如图1、16、20所示，断路器1还包括具有限定出容纳空间的框架的操作机构，框架具有一对彼此对置的支承板，支承板上可布置操作机构的各个部件。分闸半轴连杆30、分闸半轴32以及分闸扣片34安装在框架的其中一个支承板的外侧，具体在靠近断路器的一侧支承板上。断路器1还包括安装板5，其定位安装在框架的支承板上，尤其是安装分闸半轴32的一侧支承板上，该安装板5用于安装脱扣器4。参见图3、图5和图20、图21，分闸半轴连杆30、分闸半轴32均可相对于该支承板转动，并且分闸半轴连杆30的一端始终抵靠分闸半轴32。分闸半轴32在分闸半轴连杆30的致动下转动以进一步联动安装在另一支承板外侧的分闸扣片34，分闸扣片34能够联动连杆，连杆连接至动触头，这样，分闸半轴连杆30的动作可传递至动触头，动触头与静触头的分断和接合直接反映为断路器1的分闸与合闸，用户可以根据需求控制操作机构3以使断路器1处于分闸或者合闸状态。

如图3、图5、图7-8、图21所示，联锁保护机构2安装在用于安装脱扣器4的安装板5上。该联锁保护机构2部分位于该安装板5面向维护者(用户)的一侧，部分穿过该安装板5位于背向用户的一侧，也就是安装板5面向操作机构3的一侧。参见图2、图3，联锁保护机构2在脱扣器4安装在安装板5上时受到脱扣器4施力而被迫处于休止状态，此时，联锁保护机构2与操作机构3之间没有动作，操作机构3的合闸或分闸状态不会受到联锁保护机构2的影响。而在需要更换脱扣器4时，参见图5、图8、图18和图20，由于脱扣器4脱离安装板5并释放联锁保护机构2，所以联锁保护机构2动作以迫使原来处于合闸状态的操作机构3切换至分闸状态，从而避免了在脱扣器4更换期间由于断路器1处于合闸状态且配电系统意外通电而导致维护者触电或者更严重事故的情况。

如上所述，参见图1，该联锁保护机构2是本实用新型提供的用于上述断路器1的操作机构3和脱扣器4之间的机构。该联锁保护机构2是能够实现这样功能的机构，其在脱扣器4脱离断路器1的第一状态下可以使断路器1(比如意外合闸的断路器1)自动分闸并能够阻止断路器1在第一状态下再合闸，而在脱扣器4接合(重新安装)断路器1的第二状态下解除分闸，而在脱扣器4接合断路器1的第二状态下不影响/不干涉断路器1的分闸或合闸。脱扣器4接合断路器1的第二状态包括以下两种情况：其一，脱扣器4始终安装在断路器1上没有经历更换操作，在这种情况下，无论断路器1(根据使用需求)处于合闸/分闸状态，联锁保护机构2都没有被致动，因此不会对断路器1的状态产生影响(如图3所示)；其二，断路器1经历更换脱扣器4的过程，在新的脱扣器4安装在断路器1上后，联锁保护机构2经历过致动而使断路器1处于分闸状态，在脱扣器4完成安装且联锁保护机构2复位后，其不会对处于分闸状态的断路器1产生影响(如图21所示)。除非另有说明，本文在描述第二状态下的联锁保护机构2的动作时通常以第二种(即重新安装脱扣器4)的情况为主。

参见图3、图5、图15、图21，上述联锁机构包括联动件20和复位件22。联动件20在第一状态下脱离接触脱扣器4，在复位件22的释能的作用下，联动件20被迫转动从而解锁操作机构3，使得断路器1由合闸切换至分闸并且确保断路器1的操作机构3保持在解锁状态。联动件20在第二状态下接触脱扣器4，此时联动件20受到脱扣器4施力以使复位件22蓄能，联动件20解除对操作机构3的致动，但操作机构3没有产生新的状态变化，因此处于第二状态的联动件20不会影响断路器1的合闸或分闸。

其中，如图8、图10-13所示，联动件20包括轴杆200、第一推杆201和第二推杆202。第一推杆201、第二推杆202分别连接在轴杆200的两端。轴杆200安装在安装脱扣器4的安装板5上，具体地，轴杆200位于安装板5面向用户的一侧。如图2、图7所示，轴杆200表面附加盖板24，盖板24两端设置定位孔，轴杆200通过盖板24与安装板5的接合(比如螺钉固定连接，连接方式不仅限于此)而固定在安装板5上。如图2、图5所示，第一推杆201主要位于面向用户的一侧，第二推杆202穿过安装板5，第一推杆201和第二推杆202分别位于安装板5的内外两侧。安装板5的内侧指的是所限定的内部空间的一侧。第一推杆201在第一状态下(即脱扣器4脱离断路器1)呈自由状态，而在第二状态下受到脱扣器4偏压而发生转动并连动轴杆200转动。参见图5、图20-21，第二推杆202在第一状态下受到第一推杆201联动而致动操作机构3解锁(即触发断路器1分闸动作)，而在第二状态下复位以脱离致动操作机构3，联锁保护机构2的复位不会对操作机构3产生影响，即此时操作机构3依然维持在断路器1的分闸状态，除非用户重新操作使断路器1合闸。在断路器1合闸且脱扣器4安装在断路器1上的情况下，联锁保护机构2、尤其是第二推杆202与分闸半轴连杆30之间存在一定距离以保证联锁保护机构2不会因为意外振动而导致断路器1分闸。该距离优选在2毫米左右，其允许具有±0.5mm的偏差。

在一个优选的实施例中，参见图13，第一推杆201和第二推杆202相对于轴杆200布置成具有120度夹角，该夹角可选地可具有±5度的偏差。应当理解，角度仅是基于现有结构提供的适宜范围，并非用于限制本实用新型，本领域技术人员基于本实用新型所做的结构改进和角度的适当调整均未脱离本实用新型的保护范围。如图10所示，第一推杆201、第二推杆202均垂直于轴杆200布置。第一推杆201和第二推杆202可通过过盈配合接合至轴杆200。参见图11，为了使轴杆200与二者的配合更加牢固，轴杆200的两端可设置滚花200a。滚花200a的设计可以使轴杆200和两个推杆201、202的配合更加牢固，能够稳定地保持联锁保护机构2处于有效构型中。当然滚花200a并不局限于仅设置在轴杆200上，第一推杆201和第二推杆202套接该轴杆200的接合孔也可以设置滚花200a。可选地，轴杆200和第一推杆201及第二推杆202也可以通过凸肋和凹槽202d的方式彼此配合以限制轴杆200相对于二者的不期望的转动。

如图11-12所示，第一推杆201呈半月形，第二推杆202具有接合部202a和致动部202b。其中，接合部202a呈凸缘状并具有中空接合孔，接合部202a套设在轴杆200上。致动部202b相对于接合部202a成角度地延伸，例如，致动部202b垂直于接合部202a并沿着接合孔的方向延伸，接合孔的方向与轴杆200的延伸方向一致。致动部202b在该方向上呈阶梯状延伸，这样的设计在实现第二推杆202有效致动/接触操作机构3(尤其是分闸半轴连杆30)的情况下可以避免第二推杆202较大地占据断路器1的内部空间。

如上所述，操作机构3包括彼此关联的分闸半轴32和分闸半轴连杆30。除非另有说明，本申请涉及的操作机构3可参照现有的万能式断路器1的结构来理解，在此不再赘述。上文提及的复位件22可以联动分闸半轴连杆30。即复位件22在第一状态下致动第二推杆202以使第二推杆202上移(如图所示，上移可理解为第二推杆202朝向靠近分闸半轴连杆30的方向移动)，第二推杆202的致动部202b的阶梯前端随着第二推杆202的移动抵接分闸半轴连杆30并推动分闸半轴连杆30，直到第二推杆202的接合部202a移动至抵靠安装脱扣器4的安装板5，第二推杆202因受安装板5的空间限制而停止移动。此时，第二推杆202的接合部202a已达到向上推动分闸半轴32(具体是分闸半轴32的一端)的最终位置，分闸半轴32的另一端同时下移以将分闸半轴连杆30下压至最终位置，分闸半轴连杆30随即联动分闸扣片34，分闸扣片34通过连杆致动动触头，最终实现动、静触头的分断，从而实现断路器1的分闸。

第一状态下的复位件22可以基于曾处于第二状态时蓄积的弹性势能使第二推杆202上移。复位件22可以选择为弹簧，比如拉簧220或扭簧222。

如图2-6所示，当复位件22为拉簧220时，拉簧220的一端钩在安装板5上(安装板5上设置有固定拉簧220端部的开孔)，拉簧220的另一端钩在第二推杆202上。第二推杆202的径向可以设置加强肋202c，该加强肋202c是沿着第二推杆202的长度方向延伸的凸肋，凸肋上可以设置开孔以用来钩住拉簧220的端部。优选地，第二推杆202上还设置凹槽202d，凹槽202d对应拉簧220端部的钩部设置以容纳并定位拉簧220，从而避免拉簧220拉动第二推杆202时相对于第二推杆202发生移动。在移除脱扣器4时，拉簧220拉动第二推杆202上移并致动分闸半轴连杆30，从而联动分闸半轴32直至最终使断路器1分闸。在安装脱扣器4时，脱扣器4(具体为脱扣器4侧面的凸块40)抵靠第一推杆201迫使第一推杆201位移，第一推杆201联动轴杆200转动并带动第二推杆202向下移动(远离分闸半轴连杆30移动)，第二推杆202拉动拉簧220使拉簧220处于拉伸状态(此时拉簧220蓄积弹性势能)，第二推杆202不再接触分闸半轴连杆30，分闸半轴连杆30保持在分闸位置。

如图15-20所示，当复位件22为扭簧222时，扭簧222套设在联锁保护机构2的轴杆200上。具体地，扭簧222套设在轴杆200穿过第二推杆202的接合部202a的一端。如图17、图19、图20所示，扭簧222的第一腿222a抵靠第二推杆202(第二推杆202的致动部202b的阶梯前端的下表面)，扭簧222的第二腿222b抵靠安装脱扣器4的安装板5。安装板5上设置开口，该开口供第二推杆202穿过安装板5进入容纳空间。扭簧222的第二腿222b即穿过该开口抵靠在开口边缘。在移除脱扣器4时，扭簧222推动第二推杆202向上移动并致动分闸半轴连杆30，从而联动分闸半轴32直至最终使断路器1分闸。在安装脱扣器4时，脱扣器4抵靠第一推杆201迫使第一推杆201位移，第一推杆201联动轴杆200转动并带动第二推杆202向下移动(远离分闸半轴连杆30移动)，套接在轴杆200上的扭簧222的第一腿222a被第二推杆202向下压(此时扭簧222蓄积弹性势能)，第二推杆202不再接触分闸半轴连杆30，分闸半轴连杆30保持在分闸位置。

本实用新型通过提供上述用于断路器的操作机构和脱扣器之间的联锁保护机构确保在脱扣器脱离断路器时，断路器始终保持分闸状态，从而降低由于误操作使配电系统意外通电而导致更换脱扣器的维护者可能面临的触电风险，从而为断路器的维护者提供良好的安全操作环境。

虽然仅用有限量的实施例详细描述本实用新型，但是应当容易地理解，本实用新型不限于所公开的这样的实施例。相反，可通过合并任何数量的此前未描述的变化、改变、替代或等同装置来修改本实用新型，但是这与本实用新型的精神和范围相当。此外，虽然已经描述了本实用新型的各个不同实施例，可以理解，本实用新型的方面可仅包括实施例中的一些。因此，本实用新型不被视为受前述说明的限制，但仅受所附权利要求限制。

附图标记列表

1-断路器220-拉簧

2-联锁保护机构222-扭簧

20-联动件222a-第一腿

200-轴杆222b-第二腿

200a-滚花24-盖板

201-第一推杆3-操作机构

202-第二推杆30-分闸半轴连杆

202a-接合部32-分闸半轴

202b-致动部34-分闸扣片

202c-加强肋4-脱扣器

202d-凹槽40-凸块

22-复位件5-安装板。