[发明专利]双动作电磁脱扣器

说明书

技术领域

本发明涉及电磁脱扣器，它主要应用于模数化的小型剩余电流动作断路器中，具有剩余电流、短路及过载保护功能。

背景技术

剩余电流动作断路器具有两套能产生脱扣动作的电磁脱扣器，其中一套为短路瞬时脱扣器，另一套为剩余电流脱扣器，前者是一种电流型电磁脱扣器，后者是一种电压型电磁脱扣器。这两套电磁脱扣器需占用很大的空间，使单个断路器的体积较大，它所占用配电箱内的空间越大，配电箱容纳安装断路器的数量就越少。为此，在额定电流至40A，额定电压不超过240V的电路中使用的小型剩余电流动作断路器，目前大多采用将短路瞬时脱扣器设置在断路器本体中，将剩余电流脱扣器作为独立单元与模数化的断路器本体组装而成的形式，断路器本体和剩余电流脱扣器各为一个模数宽，短路瞬时脱扣器的电流线圈分布在断路器中，而电压线圈分布在剩余电流脱扣器中，从而使得剩余电流动作断路器为二个模数宽，体积大。

在早些的现有技术中，人们通过将电流型电磁脱扣器的顶杆与电压型电磁脱扣器的顶杆串联抵接或者共同作用于同一个跳闸杆上的方式，将两个独立的电流型电磁脱扣器与电压型电磁脱扣器通过机械的串联或并联连接方式组合在一起。这种简单组合的方式虽然能将剩余电流脱扣器直接压缩到小型断路器中，但并未能节省电流型电磁脱扣器与电压型电磁脱扣器的空间，不能有效减小断路器的体积，并且还会带来断路器的部件布局设计的麻烦或困难。为此，近年来，兼有短路瞬时脱扣动作和剩余电流脱扣动作的双动作电磁脱扣器陆续问世。例如一种公知的双动作电磁脱扣器具有1个动铁芯，电压线圈中的剩余电流激励电压、电流线圈中的短路激励电流致使同一个动铁芯动作。其缺陷在于：一是由于电压线圈和电流线圈共用同一路磁系统中的同一个动铁芯，所以需要电压线圈中的剩余电流激励电压产生的磁力与电流线圈中的短路激励电流产生的磁力相当；二是由于电压线圈套在该动铁芯一端或磁轭上，所以漏磁严重；三是由于漏磁以及共用同一个动铁芯的影响，电压线圈及控制电路必须承受很高的电压冲击、同时须匹配很高的工作电压。另一种双动作电磁脱扣器产品具有2个动铁芯和2个磁轭，由静铁芯、第一磁轭、第一动铁芯组成一个磁回路，由第一动铁芯、第二动铁芯、第二磁轭组成另一个磁回路，电流线圈、电压线圈分别在上述两个不同的磁回路中，当电路中产生大的短路电流使电流线圈产生足够大的激励磁场时，第一动铁芯在此激励磁场的作用下，通过顶杆上的限位环带动顶杆克服压缩弹簧的阻力运动，推动机构脱扣；当电路中有足够大的剩余电流时，控制电路就会接通电压线圈的电路，使电压线圈两端加载足够高的电压，电压线圈产生足够大的激励磁场，使第二动铁芯在此激励磁场的作用下向第一动铁芯的方向运动，推动顶杆克服压缩弹簧的阻力运动，推动机构脱扣。这种产品的缺陷在于：由于短路瞬时脱扣动作和剩余电流脱扣动作都必须克服同一个压缩弹簧的阻力，即两个动铁芯动作时是克服同一弹簧的反力，所以电压线圈和剩余电流控制电路不能通用于不同额定电流In的断路器，而且使电压线圈及控制电路承受很高的电压冲击，电压线圈及控制电路必须匹配很高的工作电压，这是因为电压线圈的工作电压必须与短路瞬时脱扣电流阈值相关，而短路瞬时脱扣电流阈值与断路器的额定电流In必须相关，一般情况下，短路瞬时脱扣电流阈值为断路器的额定电流In的3—5倍，并且为了确保在流过电流线圈的电流小于短路瞬时脱扣电流阈值的情况下电磁脱扣器不动作，所以，压缩弹簧的弹力不得不设计得很大，为克服压缩弹簧的弹力不得不提高电压线圈的工作电压（通常为上百伏）。同时，为解决电压冲击的突出问题，不得不在保护电路中增加能对抗电压冲击的线圈，而且由于磁路结构的不合理所致的漏磁问题严重，为使电压线圈产生足够大的激励磁场，所以不得不提高电压线圈的工作电压，电压线圈的体积大，同时还需在电压线圈的磁路中为电压线圈增设磁轭，从而又增大了电磁脱扣器的体积。

发明内容

本发明解决这些问题并提供一种双动作电磁脱扣器，可大大减小剩余电流脱扣动作所克服的弹簧反力，解决了在低电压时现有的双动作电磁脱扣器所存在的剩余电流保护不可靠的问题和高电压冲击的问题，使电压线圈的工作电压由原来的上百伏降至几十伏（如50V等级的低压），使不同额定电流的电磁脱扣器可使用同一种电压线圈和剩余电流脱扣控制电路，不仅使电磁脱扣器的结构更加简单合理，并可省略电压线圈磁路中的磁轭和剩余电流脱扣控制电路中的抗击高电压冲击的器件，降低电磁脱扣器的成本，明显减小了电磁脱扣器的体积，更能充分利用配电箱空间，而且还有效克服了漏磁问题，工作可靠。