专利名称：用于断路器的测试组件的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题涉及断路器。更具体地，本发明涉及用于测试断路器的跳闸 (trip)机构的测试组件。
背景技术：
断路器为电力系统提供过流和短路保护以及接地故障保护。跳闸机构用于打开断 路器的可分离接触件以中断受保护电力系统中的电流。为了确保断路器的安全操作，周期 性地执行测试。因此，断路器具有测试按钮，利用测试按钮能够释放断路器以便检查断路器 的正确操作。断路器通常设计成最小化其中的空间。因此，用于测试接地故障和电弧故障电路 的接触件典型地直接安装在断路器的印刷电路板(PCB)上。接触件可为板簧，其从PCB突 出并且偏转成彼此接触以便闭合接地故障或电弧故障保护电路。存在与板簧接触件的使用 相关的一些问题。例如，由于这种接触件安置于断路器内部，故必须提供某些类型的联接， 其操作地在接触件与断路器的外部之间延伸以允许从断路器的外部闭合接触件。因此，板 簧的使用可能占据断路器内的额外空间并且可能相对昂贵地合并到断路器内。因此，需要提供一种改进的用于断路器的测试组件，其克服了常规测试按钮的这 些和其它缺点。

发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于断路器的测试组件，该断路器具有单极模块 和电路板，单极模块具有经由单极模块的内壁而彼此电隔离的第一传导路径和第二传导路 径。该测试组件包括轴，其安置于内壁的上部处并且具有沿着内壁的相对侧延伸的第一端 和第二端；测试促动部件，其构造成被促动；弹簧，其与测试促动部件可操作地关联、与电 路板处于信号连通并且构造成接触测试促动部件和轴的第一端，使得当促动测试促动部件 时，弹簧接触轴的第一端，轴传导电信号至弹簧，并且弹簧提供测试信号至电路板以开始断 路器的测试操作。根据本发明的另一方面，提供一种断路器。该断路器包括单极模块，其具有经由 单极模块的内壁彼此电隔离的第一传导路径和第二传导路径；电路保护装置和与电路保护 装置可操作地关联的跳闸机构；包括跳闸螺线管的电路板；与跳闸螺线管可操作地关联的 杆机构以及测试组件。该测试组件包括轴，其安置于内壁的上部处并且具有沿着内壁的相 对侧延伸的第一端和第二端；测试促动部件，其构造成被促动；以及弹簧，其与测试促动部 件可操作地关联、与电路板处于信号连通并且构造成接触测试促动部件和轴的第一端，使 得当促动测试促动部件时，弹簧接触轴的第一端，轴提供电信号至弹簧，弹簧提供电信号至 电路板，并且电路板提供跳闸信号以促动跳闸螺线管，这使杆机构促动跳闸机构以使断路 器跳闸。通过下文结合附图的描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。


视为本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别地指出并且明确地主张。 通过下文结合附图的详细描述，本发明的前述和其它特征和优点将显而易见，在附图中图1是根据本发明实施例的断路器的透视图。图2是示出根据本发明实施例的图1所示断路器的剩余电流装置(RCD)侧的示意 图。图3是示出根据本发明实施例的图1所示断路器的微型断路器(MCB)侧的示意 图。图4是根据本发明实施例的用于图1所示断路器的测试组件的分解图。图5是根据本发明实施例的关于测试组件的断路器的模块的一部分的分解图。图6是根据本发明实施例的图4所示测试组件的测试促动部件的侧视图。图7是根据本发明实施例的断路器的轴的视图。图8是示出根据本发明实施例的测试组件的初始状态的视图。图9是示出根据本发明实施例的测试组件的促动状态的视图。图10是示出根据本发明替代实施例的测试组件的促动状态和当测试促动部件被 促动到其最大极限时弹簧的最大行程的视图。图11是示出根据本发明实施例的在测试组件与断路器的印刷电路板(PCB)之间 的界面的视图。图12是示出根据本发明替代实施例的在测试组件与断路器的印刷电路板(PCB) 之间的界面的视图。图13是根据本发明替代实施例的用于图1所示断路器的测试组件的分解图。图14是示出根据本发明实施例的在图13所示测试组件与断路器的印刷电路板 (PCB)之间的界面的视图。图15是示出根据本发明替代实施例的在图13所示测试组件与断路器的印刷电路 板(PCB)之间的界面的视图。详细描述参考附图以举例的方式说明了本发明的实施例以及优点和特征。元件列表100 断路器110单极模块111 内壁112 测试组件113 接收器部分114 测试促动部件115 弹簧115a弹簧的第一端115b弹簧的第二端116 轴116a轴的第一端
116b轴的第二端120弹簧120a弹簧的第一端120b弹簧的第二端130测试组件200剩余电流装置(RCD)侧201印刷电路板203跳闸螺线管205电流互感器207杆机构217销218测试引脚300微型断路器(MCB)极侧301肘节杆302操作机构304可移动接触臂305电路保护装置307跳闸机构308电磁保护装置309消弧装置310热保护装置311外部跳闸杆312固定接触件313可移动接触件315主弹簧316枢轴317 启动器318钩状件319连杆320第一电路连接部分321导体322导体330第二电路连接部分350第一传导路径360第二传导路径
具体实施例方式现参考图1，公开了断路器100，其用于提供过流、短路和接地故障/通地漏电保 护。根据本发明的一实施例，单极模块110的大小例如为大约86mm的高度，18mm的宽度和70mm的深度。单极模块110不限于任何特定尺寸并且可相应地变化。根据本发明的一实施 例，断路器是带过流保护的剩余电流断路器(RCBO)，其具有单极和中性。然而，本发明不限 于任何特定类型的断路器并且可相应地变化。还提供测试组件112用于断路器100的测试 保护电路。单极模块110包括经由单极模块110的内壁111而彼此电隔离的第一传导路径 和第二传导路径。第一侧(即，图2所示的剩余电流装置(RCD)侧200)和与RCD侧200相 对的第二侧(即，图3所示的过流保护(MCB)极侧300)由内壁111(例如，如图2和图4所 示)分开。内壁111将断路器100内的空间分开，并且用作断路器100的构件安置于其上 的壳体或框架。现将在下文中参考 图2和图3来讨论关于断路器100的RCD侧200和MCB 极侧300的细节。图2是示出根据本发明实施例的图1所示断路器100的RCD侧200的示意图。RCD 侧200提供断路器100的通地漏电保护。在图2中，RCD侧200包括印刷电路板(PCB) 201， 其包括跳闸螺线管203和电流互感器205，以及其它电气构件和电子构件。杆机构207也 设置在RCD侧200上。跳闸螺线管203和电流互感器205布置于PCB 201内，使得杆机构 207与跳闸螺线管203可操作地关联。杆机构207还可绕销217旋转并且作为RCD侧200 与MCB极侧300之间的界面以能够经由测试组件112使断路器100进行跳闸动作。本发明 不限于断路器100的PCB 201内的部件的任何特定布置，并且可使用适合于本文所述目的 的任何其它布置。测试组件112也设置在断路器100的RCD侧200上(如由图2所示的虚线圆圈所 示)。测试组件112包括安置在分隔壁111的上部处的轴116 (如图7所示)和构造成在测 试组件112的操作期间被促动的测试促动部件114。根据本发明的一实施例，测试组件112 还包括安置于测试促动部件114下方的弹簧115，其与测试促动部件114可操作地关联、与 PCB 201处于信号连通并且用于在断路器100的测试期间执行断路器100的跳闸操作。现将参考图2和图3描述测试组件112的实施例的操作。通过在向下方向(如箭 头1所示)上按压测试促动部件114来启动测试组件112。在促动测试促动部件114时， 弹簧115与测试促动部件114接触并且向下枢转以接触轴116的第一端116a (如箭头2所 示)。将在下文中参考图4和图7讨论关于轴116的细节。如上所述，弹簧115与PCB 201 处于信号连通。当弹簧115与轴116接触时，轴116将电信号传导至弹簧115并且弹簧115 提供测试信号至PCB 201的测试引脚218以开始断路器100的测试操作。然后，PCB 201 提供跳闸信号以促动跳闸螺线管203 (如箭头3所示)，并且从而使杆机构207的运动绕销 217在顺时针方向(如箭头4所示)上旋转。杆机构207在其与MCB极侧300相接的侧部 上包括销(未示出)以使断路器100跳闸。将在下文中参考图3讨论RCD侧200与MCB极 侧300之间的界面。图3是示出根据本发明实施例的图1所示断路器100的MCB极侧300的示意图。 在下文中关于测试组件112的操作来描述关于MCB极侧300的细节。如图3所示，肘节杆 301与操作机构302机械关联以控制可移动接触臂304的位置。还提供电路保护装置305 和与电路保护装置305可操作地关联的跳闸机构307用于使断路器100跳闸。电路保护装 置305包括用于短路保护的电磁保护装置308(即，线圈)和用于消灭在断路器100的跳闸 操作期间形成的电弧的消弧装置309。还提供热保护装置310 (S卩，双金属条)。此外，提供 外部跳闸杆311。
在图3中，可移动接触臂304示出为处于“闭合”位置，其对应于肘节杆301的“接 通”位置，以允许电流流过断路器100的第一传导路径350(如虚线所示)。根据本发明的 一实施例，在第一传导路径350中，电流在电路连接部分320处经由导体321供应。电流流 过与导体321连接的电磁保护装置308。由于可移动接触臂304处于“闭合”位置，故当与 固定接触件312接触时，电流从与电磁保护装置308电连接的固定接触件312流过安置于 可移动接触臂304上的可移动接触件313。然后，电流从可移动接触臂304流到热保护装 置310并且继续通过导体322流到第二电路连接部分330。主弹簧315连接到轴116的第 二端116b并且与可移动接触臂304可操作地关联。根据本发明的一实施例，第二传导路径 360 (如虚线所示)与第一传导路径350电连接。在第二传导路径360中，当可移动接触臂 304处于“闭合”位置时，电流从可移动接触臂304流到主弹簧315。如上所述，主弹簧315 与轴116连接。根据本发明的一实施例，轴116包括在第二传导路径360中并且由导电材 料形成。因此，当促动测试促动部件114时，电流从主弹簧315流到轴116，并且轴116传导 电信号。将在下文中参考图4描述关于轴116的额外细节。另外，在图3中，启动器317与杆机构207 (如图2所示)可操作地关联。如上所 述，杆机构207包括在其侧部上的销(未示出)，销延伸通过内壁111到MCB极侧300上。 杆机构207的销接触启动器317，并且杆机构207的顺时针旋转使启动器317在向上的方向 (如箭头5所示)上移动。然后，释放启动器317的钩状件318(如箭头6所示)并且然后 偏置力施加至主弹簧315以使其返回到松弛位置(如箭头7所示)，而这又使可移动接触臂 304逆时针方向旋转以分开固定接触件312与可移动接触件313 (如箭头8所示)。因此， 操作机构302的连杆319在箭头9所示的方向上移动，从而使肘节杆301绕枢轴320在逆 时针方向(如箭头10所示)上旋转并且使断路器110跳闸。现将在下文中参考图4至图12讨论关于测试组件112的额外细节。图4是根据 本发明实施例的用于图1所示断路器100的测试组件112的分解图。在图4中，轴116包 括沿着内壁111的相对侧延伸的第一端116a与第二端116b。也就是说，第一端116a和第 二端116b分别安置于RCD侧200和MCB极侧300上。弹簧115包括第一端115a和第二 端115b，第一端115a构造成当促动测试促动部件114时接触轴116的第一端116a，第二端 115b与PCB 201联接以提供测试信号至PCB 201。主弹簧315连接到MCB极侧300上的轴 116的第二端116b。返回参考图3，如上所述，主弹簧315与可移动接触臂304接触，并且当 可移动接触臂304处于图3所示的“闭合”位置时，在促动测试促动部件114时，轴116作为 “导体”并且提供电信号至弹簧115的第一端115a，以使弹簧115能够提供测试信号至PCB 201 (如图2所示)。根据本发明的一实施例，测试组件112不限于上述构造并且可相应地 变化。图5是根据本发明实施例的关于测试组件112的断路器100的模块110的一部分 的分解图。根据本发明的一实施例，如图5所示，单极模块110包括接收器部分113。测试 组件112的测试促动部件114安置于模块110的接收器部分113内。图6是根据本发明实施例的图4所示测试组件112的测试促动部件114的侧视图。 如图6所示，测试促动部件114放置于接收器部分113内，使得在测试促动部件114与单极 模块110之间保持大约1.50mm的预定间隙。因此，测试促动部件114可在预定间隙内向下 促动。
7
现将参考图7讨论关于轴116的额外信息。图7是根据本发明实施例的断路器100 的轴116的视图。如图7所示，根据本发明的一实施例，轴116形成为Z形，使得当测试促 动部件114促动时，轴116的中部在RCD侧200与MCB极侧300 (如图4所示)之间延伸、 与主弹簧315连接并且与弹簧115形成接触。轴116不限于任何特定构造并且可相应地变 化。现将在下文中参考图8至图10讨论关于测试组件112的操作的额外细节。图8是示 出根据本发明实施例的测试组件112的初始状态的视图。在图8中，当处于初始位置时，弹 簧115的第一端115a距轴116的第一端116a预定距离。预定距离例如为大约4. 0mm。弹 簧115的第二端115b与PCB 201 (如下文所述的图11和图12所示)处于信号连通。现将 参考图9和图10讨论测试组件112的促动状态。图9和图10是 各示出根据本发明实施例的测试组件的促动状态的视图。在图9 中，测试组件112通过在向下方向(如箭头所示)上按压测试促动部件114而促动。当测 试促动部件114行进至少大约0. 85mm的预定最小距离时，弹簧115的第一端115a与轴116 的第一端116a接触以开始断路器100的跳闸操作。如图10所示，根据本发明的一实施例， 测试促动部件114能够行进大约1. 50mm的预定最大距离(如箭头所示)。当促动测试促动 部件114最大距离时，弹簧115超程行进超过轴116大约1. 7mm的距离。本发明的测试促 动部件114不限于行进任何特定距离并且可相应地变化。现将在下文中参考图11和图12 讨论测试组件112与RCD侧200的PCB 201之间的界面。图11是示出根据本发明实施例的测试组件112与断路器100的PCB 201之间的 界面的视图。如图9所示，弹簧115的第二端115b经由专用导体119与PCB 201的测试引 脚218处于信号连通。本发明不限于将测试组件112电连接到PCB 201的任何特定方式并 且因此可利用任何合适的方法。图12是示出根据本发明替代实施例的在测试组件112与 断路器100的PCB 201之间的界面的视图。在图12中，弹簧115的第二端115b与PCB 201 的测试引脚218直接连接。如上所述，本发明不限于测试组件112的任何特定布置。图13是根据本发明替代 实施例的用于图1所示断路器的测试组件的分解图。测试组件的某些特征例如与图2所示 的测试组件112相同，因此，出于说明目的，使用相同的附图标记。如图13所示，测试组件 130包括具有第一端120a的弹簧120，第一端120a安置于测试促动部件114与轴116的第 一端116a之间。当促动测试促动部件114时，测试促动部件114接触弹簧120，这又使弹簧 120接触轴116的第一端116a。弹簧120的第二端120b以如先前在上文参考图11和图12 所讨论的相同方式与PCB 201处于信号连通。如图14和图15所示，这将分别在下文讨论。在图14中，弹簧120的第二端120b经由专用导体119与PCB 201的测试引脚218 处于信号连通。另一方面，根据本发明的另一实施例，如图15所示，弹簧120的第二端120b 可与PCB 201的测试引脚218直接连接。本发明的实施例提供Z形轴以将主弹簧固定于单极模块的MCB极侧上并且当促动 测试促动部件时作为导体，从而提供电信号以经由测试组件开始断路器的跳闸操作。由于Z 形轴是将主弹簧保持在MCB极侧上的轴的延伸，故本发明能够维持断路器内的空隙并且降 低与断路器相关的制造成本。虽然仅仅结合有限数量的实施例详细地描述了本发明，但是应易于了解的是，本 发明不限于这些公开的实施例。相反，可修改本发明以合并之前未描述的任意数量的变型、更改、替代或等效布置，但是这仍符合本发明的精神和范围。此外，虽然已经描述了本发明 的多个实施例，但是应了解的是，本发明的方面可仅仅包括所述实施例中的一些。因此，本 发明不应被认为受前文描述所限制，而是仅仅受所附权利要求的范围所限制。
权利要求
一种用于断路器(100)的测试组件(112)，所述断路器(100)具有单极模块(110)和电路板(201)，所述单极模块(110)具有经由所述单极模块(110)的内壁(111)而彼此电隔离的第一传导路径和第二传导路径，所述测试组件(112)包括轴(116)，其安置于所述内壁(111)的上部处，并且具有沿着所述内壁(111)的相对侧延伸的第一端(116a)和第二端(116b)；测试促动部件(114)，其构造成被促动；弹簧(115)，其与所述测试促动部件(114)可操作地关联、与所述电路板(201)处于信号连通并且构造成接触所述测试促动部件(114)和所述轴(116)的第一端(116a)，使得当促动所述测试促动部件(114)时，所述弹簧(115)接触所述轴(116)的第一端(116a)，所述轴(116)传导电信号至所述弹簧(115)，并且所述弹簧(115)提供测试信号至所述电路板(201)以开始所述断路器(100)的测试操作。
2.根据权利要求1所述的测试组件(112)，其特征在于所述弹簧(115)包括第一端(115a)和第二端(115b)，所述第一端(115a)构造成当促 动所述测试促动部件(114)时接触所述轴(116)的第一端(116a)，所述第二端(115b)与所 述电路板(201)联接以提供所述测试信号至所述电路板(201)。
3.根据权利要求2所述的测试组件(112)，其特征在于，操作所述断路器(100)的跳闸 机构(307)的主弹簧(315)连接到所述轴(116)的第二端(116b)。
4.根据权利要求1所述的测试组件(112)，其特征在于，所述轴(116)形成为Z形。
5.根据权利要求3所述的测试组件(112)，其特征在于，所述弹簧(115)经由专用导体 (119)与所述电路板(201)处于信号连通。
6.根据权利要求3所述的测试组件(112)，其特征在于，所述弹簧(115)与所述电路板 (201)直接连接。
7.根据权利要求3所述的测试组件(112)，其特征在于，当所述测试组件(112)处于初 始状态时，所述弹簧(115)的第一端(115a)距所述轴(116)的第一端(116a)预定距离。
8.根据权利要求7所述的测试组件(112)，其特征在于，所述测试促动部件(114)构造 成行进预定最小距离以开始所述测试操作。
9.根据权利要求7所述的测试组件(112)，其特征在于，所述测试促动部件(114)能够 行进预定最大距离，使得所述弹簧(115)超程行进超过所述轴(116)。
全文摘要
本发明提供一种用于断路器的测试组件，该断路器具有单极模块和电路板，该单极模块具有经由模块的内壁而彼此电隔离的第一传导路径和第二传导路径。该测试组件包括轴，其位于内壁的上部处并且具有沿着内壁的相对侧延伸的第一端和第二端；测试促动部件，其构造成被促动；以及弹簧，其与测试促动部件可操作地关联并且与电路板处于信号连通。当促动测试促动部件时，弹簧接触测试促动部件和轴的第一端，轴传导电信号至弹簧，并且弹簧提供测试信号至电路板，以开始断路器的测试操作。
文档编号G01R31/327GK101866792SQ20101016747
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月18日
发明者J·J·博尼拉, P·L·佩雷斯, P·S·金德, R·M·德什穆克 申请人:通用电气公司