CN1395755A - 各极分别带有一电流测量装置的多极低压断路器 - Google Patents

Abstract

一种用于一多极低压断路器(1)的电流测量装置(15)具有一个带有供各极导体(4)分别穿过的通孔的支撑体(20)和一个包绕所述通孔、用于容装电流传感器和/或电流互感器的次级部件(26，31)的容纳腔(22)。所述支撑体(20)基本上为矩形板状件，并构成断路器(1)后壁(13)的一部分。当采用Rogowski线圈(26)作为一个电流互感器的次级部件时，就将一些供相互调试用的可调节分压器都设置在所述支撑体(20)上。这样一种多极电流测量装置(15)作为已检测过的组件简化了断路器的制造过程。

Description

各极分别带有一电流测量装置的 多极低压断路器

本发明涉及一种带有一外壳和各极分别带有一电流测量装置的多极低压断路器，其中，每个电流测量装置均具有一个属于该极的开关触头系统的导体和一个被该导体穿过的次级部件。

上述类型的断路器例如已由美国专利说明书US 4,673,779或者美国外观设计专利US D 347,623与美国专利说明书US 4,497,992结合起来公开。其中，电流测量装置的任务在于产生一个与各极中流动的电流相关的信号，该信号在一个过电流脱扣机构中进行分析，以便为保护用电器与电气设备而断开电路。由于可能仅在断路器中的一个极中有一个易导致故障的大电流通过，因此每个极都分别配置了一个电流测量装置。

电流测量装置的次级部件通常由一个支架和一个安装在其上的可设计成单层或多层的绕组组成。此外，这些部件通常还配有一个保护其免受伤害和外界影响的外壳或外罩。在制造一个低压断路器时，电流测量装置的次级部件按用户的要求来选择并分别予以安装。为此在断路器的外壳的背侧设有合适的槽或凹口，通往各开关触头系统的导(电)体通过这些凹槽伸出，并同时构成与一个待保护的电路连接的接线件。在将次级部件推套到导体上后，在壳体的背侧安上合适的挡盖或罩盖，以便一方面保护电流测量装置的次级部件，另一方面使导体尽可能支承在断路器的外壳上靠近接线的位置。采取这些措施的缘由在于，上述类型的断路器在短路的情形下会遭受非常高的机械力，在汇流排支撑不力时会造成断路器和伸出的导体被损坏。

本发明所要解决的技术问题在于改善在多极低压断路器上的电流测量，并简化这些电流测量装置的安装。

按照本发明，上述技术问题这样来解决，即，将断路器所有极上的电流测量装置的次级部件设置在同一个支撑体上，该支撑体上具有供导体穿过的通孔以及用于使支撑体与断路器的外壳可拆卸地连接的固定件。

按照本发明，通过将所有极上的电流测量装置的次级部件组合成一个统一的组件，就有可能对多极断路器中的电流测量提供多个相互匹配且相互关联的被检测单元。这减少了用于机械安装以及用于对成品断路器校准和调试所要花费的时间。多极支撑体同时还通过将导体支撑在一个组装在一起的组件上而改善了机械强度。

按照本发明设置的支撑体可具有用于容装次级部件的容纳腔，其中，这些次级部件通过用人造树脂材料浇注而固定在容纳腔内。因此，对于制造支撑体和对于固定次级部件均可采用相同的材料和加工方法，就象至今已公知的制造断路器外壳或外壳部件及附属的单极电流测量装置那样。

在本发明的范围内，所述具有一个基本上为板状和矩形基本形状的支撑体可设计成为断路器外壳上一后壁的部件，其中，所述容纳腔设置在支撑体面向断路器内部的那一侧。通过这样的设置，可更好地保护次级部件在断路器操作过程中免受伤害，并且对属于该电流测量装置的导体起到有利的支撑效果。

如已提到的那样，所述电流测量装置在各种低压断路器上可有十分不同的结构类型。一种常用结构类型是Rogowski(罗高夫斯基)电流互感器，它具有一个包绕导体的非磁性支承和一个单层线圈，该单层线圈的起始线头和终止线头直接相邻。与感应电流互感器不同，这样一种电流传感器的输出参数不仅与线圈的匝数有关，还与线匝的几何分布与布置有关。按照本发明的一种改进设计，通过为每个Rogowski电流互感器配置一个电阻分压器并将这些分压器同样安设在所述支撑体上，来平衡因加工误差引起的Rogowski电流互感器的不同变换特性。由此可在将Rogowski电流互感器安装到一个断路器中之前对其进行调试，从而使该工作相对于迄今为止在成品断路器上所需进行的适配或校准而言变得容易。

所述分压器设计成可分别借助于一调节机构可调节，其中，所有调节机构以可被接近方式设置在支撑体的背侧。由此可在制造过程中方便地调试电流互感器或电流传感器。然而为了确保已进行的调节肯定能予以保留，建议通过一个在调节完成后可施加的接触锁闭手段来防止对调节机构作不期望的操作。作为接触锁闭手段尤其适合采用一个可分别遮盖一调节机构的隔离物。

如所述那样，由一个低压断路器的电流测量装置向一个脱扣机构提供在其中进行处理的输出参数脱扣机构。运行这样一种脱扣机构所需的辅助电能通常同样借助一个电流互感器从该断路器的导体中获得。在此，常常证明比较适宜的是设置一个单独的、与所述电流测量装置无关的电流互感器来提供辅助电能。为此早已公知的是，将一个仅用于测量目的的电流传感器和一个用于提供辅助电能的感应电流互感器设置在同一个外壳中。这种构造方式在本发明的范围内也可按如下方式应用在一个多极支撑体上，即，将至少一个单独用于供电的电流互感器设置在该同一个支撑体上。

下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明：

图1为一个多极低压断路器的断面示意图；

图2是对一个供设置在三极断路器中的电流测量装置用的支撑体示出的从面对断路器内部的内侧向外看的的视图；

图3为图2所示支撑体的外侧视图；

图4为图2所示支撑体的侧视图；

图5为一个作为一个电流测量装置单个部件的Rogowski电流互感器的无铁心传感器线圈的视图；

图6示出一个辅助电流互感器的次级部件；

图7为图2至4所示三极支撑体的立体视图，其中可看出，电流传感器和辅助电流互感器的次级部件设置在该支撑体的容纳腔中；

图8和图9为一个带有调节机构和一个用于该调节机构的接触锁闭件的电流测量装置的一种实施方式的细节视图。

图1中简略示出的低压断路器1具有一外壳2，在其后壁13上有触轨3和4伸出，以用于和一个外部电路连接。该触轨3和4属于一个具有一静触头6以及一动触头7的开关触头系统5。在开关触头系统5的上方有一个用于熄灭开关触头6和7断开时所产生电弧的灭弧室10。所述动触头7安设在一个动触头支承11上，该动触头支承11受一驱动装置12操纵可实现触头的闭合和断开。导体3和4与开关触头装置5直接相连，并且支承在外壳2的一后壁13上以克服所有产生的力。开关触头装置5在故障情形下的断开受一个图示在该驱动装置12上方的脱扣机构14控制脱扣机构。为此，所述脱扣机构14从一个电流测量装置15那儿收到信号，所述下导体4作为初级部件属于电流测量装置，且被一个电流传感器的一个次级部件16包绕。该电流传感器按公知的方式可以是一个感应电流互感器，一个基于Rogowski线圈的无铁心电流互感器以及按其它已公知原理工作的传感器。作为一电流测量装置的组成部件在此情形下也可理解成是辅助电流互感器，它们按公知的方式给电子脱扣机构14提供工作电能或辅助电能。

图2至4示出所述次级部件16在三极结构的断路器1中是怎样设置和安设的。按照本发明，对于次级部件16的设置而言很重要的是用于断路器1所有极的一个共用的支撑体20，该支撑体20由一种如用于制造断路器1外壳部件的模制材料制成。对于断路器1各极的上导体3，支撑体20具有一个相应的矩形通孔21。正如尤其从图3中可看到的那样，该矩形通孔21位于断路器1外壳2的后壁13面上，使得触轨3的支承尽可能地远离静触头6，从而实现良好的支承作用。各通孔21分别被一个用于容纳电流测量装置15的次级部件16的容纳腔22包绕。如已提及的那样，该容纳腔22内可同时安设给脱扣机构14供电的电流互感器。

支撑体20为了能被固定在断路器1的背侧上在其下纵边上具有一搭边23。为了接纳该搭边23，在断路器1的后壁13上设有一相应的沟槽。在支撑体20与搭边23相对的那侧纵边上的边缘凹口24以及在各极之间设置的通孔25是为固定件(尤其是插入外壳2中的螺栓)所设。用搭边23进行连接，可将支撑体20可靠地固定在外壳2(图1)的后壁13上。

作为一个电流传感器的示例，在图5中示出了一个与图1所示次级部件16相应的、带有连接导线27的Rogowski线圈26。这样一种线圈提供一个可作为用于控制所述脱扣机构14的电子分析的信号。该脱扣机构14需要一辅助电能，以便能进行必要的分析和计算，并在需要时能操纵一个释放电磁铁。按图6所示，设有一个单独的带有一个次级部件31的辅助电流互感器来提供这种辅助电能，它的初级线圈(与在采用Rogowski线圈26的情形下一样)可通过断路器1的相应导体4构成(参见图1)。在图6中所示的次级部件31包括一铁心32和一个套在其上的次级线圈33。为视图简化起见，一个作为初级线圈的导体在图5和图6中仅用虚线示出。

在图7中可看到图5和图6中所示次级部件安设在支撑体20的容纳腔22中。首先看右边的容纳腔22，容纳腔22的外侧为空心圆柱形，并与Rogowski线圈26的直径相匹配。容纳腔的内边界由一个包绕通孔21的凸缘34构成。

在图7的左半部分中示出了在制造一电流测量装置1 5时形成的一个状态，其中，一个辅助电流互感器的一个Rogowski线圈26和一个次级部件31安设在一个容纳腔22内。Rogowski线圈26位于容纳腔22的底板上，并与其空心圆柱形圆周面找准。辅助电流互感器的次级部件31位于其上，并套在凸缘34上。

尽管可以用一块可与支撑体20连接的罩盖将线圈装置固定在容纳腔22内，但更优选浇注人造树脂。人造树脂将线圈和次级部件的连接导线包围封闭起来，并因此更加可靠地防止它们遭受所有外界影响。这样一种人造树脂浇注体35在图7的中部示出。

在图7中另外还示出，支撑体20在中间容纳腔22和右侧容纳腔22之间的下部区域36被设计为封闭状。在该区域内设有所述为电流传感器或Rogowski线圈26配置的分压器的调节机构30(参见图3)。它们在电流测量装置15完成安设后只需进行一次调节。为防止它们以后被偶然操作，可设置一个图8和图9中所示的接触锁闭件37。图中示出该接触锁闭件是一挡板，它借助一螺丝可固定并且通过一钩头38可避免被转动。

通过将断路器所有极的电流传感器和辅助电流互感器的次级部件组装在一起，就能得到一个安装完毕且电调试完毕的组件。对次级部件的校准以及对一个多极电流测量装置的全面检测可以在它们被安装到断路器中之前进行，这样使工作大大简化。由此能可靠避免例如因弄混事先已挑选出并已准备好的次级部件所造成的失误。并且还能确保所有次级部件按照一个固定且不变的间距来间隔设置及因此杜绝以后发生故障和公差问题。

Claims (8)

1.一种带有一外壳和各极分别带有一电流测量装置(15)的多极低压断路器(1)，其中，每个电流测量装置均具有一个属于该极的开关触头系统(5)的导体(4)作为初级部件和一个被该导体(4)穿过的次级部件(26，31)，其特征在于：该断路器(1)所有极上的电流测量装置(15)的次级部件(26，31)被设置在同一个支撑体(20)上，该支撑体(20)上具有供导体(4)穿过的通孔(21)以及用于使支撑体(20)与断路器(1)的外壳(2)可拆卸地连接的固定机构。

2.如权利要求1所述的低压断路器，其特征在于：所述支撑体(20)具有用于容装次级部件(26，31)的容纳腔(22)，并且这些次级部件(26，31)通过用人造树脂(35)浇注而固定在容纳腔(22)内。

3.如权利要求2所述的低压断路器，其特征在于：所述具有一个基本上为板状和矩形基本形状的支撑体(20)被构造成断路器(1)外壳(2)上一后壁(13)的部件，并且所述容纳腔(22)设置在支撑体(20)面向断路器(1)内部的那一侧。

4.如权利要求1至3中任一项所述的低压断路器，其特征在于：在采用Rogowski线圈(26)时为每个Rogowski线圈(26)配置一个电阻分压器，并将这些分压器同样安设在所述支撑体(20)上。

5.如权利要求4所述的低压断路器，其特征在于：所述每个分压器设计成可借助于一调节机构(30)进行调节，并且所有调节机构(30)都以可被接触方式设置在所述支撑体(20)从外面可接近的侧面上。

6.如权利要求5所述的低压断路器，其特征在于：通过一个在调节完成后可施加的接触锁闭手段(37)来防止对调节机构(30)作不期望的操作。

7.如权利要求6所述的低压断路器，其特征在于：所述接触锁闭手段(37)由一个可分别遮盖一调节机构(30)的一隔离物构成。

8.如上述任一项权利要求所述的低压断路器，其特征在于：在所述共用的支撑体(20)上至少设置一个单独用于给该断路器(1)的一个脱扣机构(14)供电的电流互感器(31)。

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