具体实施方式

下面将参照附图详细描述上述目的、特征和优点，因此，本发明所属领域的技术人员将能够容易地实施本发明的技术思想。在描述本发明时，如果确定与本发明相关的已知技术的详细描述可能不必要地模糊本发明的主旨，则将省略详细描述。以下，将参照附图详细描述根据本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记用于表示相同或相似的构成要素。

在下文中，任意构成配置在构成要素的“上部(或下部)”或构成要素的“上(或下)”是指任意构成配置为与所述构成要素的顶面(或底面)接触，此外，可以是指其他构成插入到所述构成要素和配置在所述构成要素之上(或之下)的任意构成之间。

此外，当描述一个构成要素“连接”、“结合”或“连结”到另一个构成要素时，这些构成要素可以直接相互连接或连结，但应当理解，其他构成要素也可以“插入”在各个构成要素之间，或者各个构成要素可以通过其他构成要素“连接”、“结合”或“连结”。

图1是示出应用了本发明一实施例的触头监测模块的真空断路器的立体图。图2是部分地示出图1的真空断路器的内部的立体图。图3是部分地示出图1的真空断路器的内部的剖视图。图4是放大示出图1的真空断路器的主要部位的侧视图。图5是从另一角度示出图2的触头监测模块的设置状态的立体图。图6是示出本发明的真空断路器的触头断开状态的主要部分的侧视图。图7是示出本发明的真空断路器的触头闭合状态的主要部分的侧视图。图8是示出本发明的真空断路器的触头最大磨损状态的主要部分的侧视图。

如图1和图2所示，本发明一实施例的真空断路器10包括：主体100，设置有产生驱动力的机构组件(未示出)；绝缘壳体200，设置于主体100的一侧；真空灭弧室模块300，容纳在绝缘壳体200中；以及车架部400，可移动地支撑主体100和绝缘壳体200。车架部400被推入托架(未示出)或从该托架抽出，由此，真空灭弧室模块300与总线端子(未示出)和负载端子(未示出)接触或分离。用于真空断路器的触头监测模块500设置在真空灭弧室模块300的下侧，以监测触头的磨损。

主体100的内部安装有产生驱动力的机构组件。机构组件产生的驱动力通过复数个连杆和轴等传递到主体100的外部。驱动力通过安装在真空灭弧室模块300的下部的主杆360传递到真空灭弧室模块300。主体100安装在车架部400的上部，该主体100的一侧结合有绝缘壳体200。

绝缘壳体200在容纳真空灭弧室模块300的状态下安装在车架部400的上部。绝缘壳体200对应于真空灭弧室模块300的数量来设置。真空灭弧室模块300的端子暴露于绝缘壳体200的敞开的一侧。

如图2和图3所示，真空灭弧室模块300包括：真空灭弧室310，其内部具有触头；推杆组件320，用于使触头闭合或断开；连接杆330，将推杆组件320的驱动力传递到真空灭弧室310；以及上部端子组件340和下部端子组件350，连接于连接杆330，分别结合于真空灭弧室310的上部和下部。上部端子组件340和下部端子组件350是电连接到托架(未示出)的总线端子(未示出)和负载端子(未示出)的部分。主杆360连接在推杆组件320的下部，向推杆组件320传递驱动力。

真空灭弧室310包括：绝缘容器312，形成容纳空间；固定电极314，固定于绝缘容器312的内侧上部；固定触头314a，设置于固定电极314的端部；可动电极316，可上下移动地设置在绝缘容器312的内侧下部；以及可动触头316a，设置于可动电极316的端部。绝缘容器312的内部容纳有形成真空的电弧屏蔽件312a，电弧屏蔽件312a围绕固定电极314和固定触头314a以及可动电极316和可动触头316a。可动触头316a通过可动电极316与固定触头314a接触(闭合状态)或与固定触头314a分离(断开状态)。可动电极316由推杆组件320升高或降低。

推杆组件320使可动电极316闭合或断开。推杆组件320包括：推杆322，将主杆360的动力传递到可动电极316；杆弹簧324，弹性地支撑推杆322；以及杆壳体326，容纳推杆322和杆弹簧324的一部分。推杆322通过连接杆330连接到可动电极316。

推杆322由主杆360而升高或降低，从而使连接杆330升高或降低。连接杆330由推杆322而升高或降低，同时使可动电极316升高或降低。

可动电极316升高使得可动触头316a与固定触头314a接触的状态称为“触头闭合”状态。相反，可动电极316降低使得可动触头316a与固定触头314a分离的状态称为“触头断开”状态。在触头闭合状态下，固定触头314a与可动触头316a接触而形成通电状态，在触头断开状态下，固定触头314a与可动触头316a分离而形成电流切断状态。真空断路器10在故障电流发生时形成触头断开状态以切断故障电流。上述推杆组件320由设置在推杆322下部的主杆360驱动。

主杆360连接至机构组件，以将机构组件产生的动力传递到推杆组件320。主杆360的一端结合于机构组件的输出轴112，另一端向与机构组件的相反侧延伸。主杆360的规定位置处连接有推杆322。由于推杆322需要由主杆360升降，因此推杆322优选远离机构组件的输出轴112，以便以较小的力移动推杆322。在本发明中，例示了推杆322连接于将主杆360三等分后以图5为基准右侧1/3的位置处。

主杆360的详细结构如下。

如图3至图5所示，主杆360包括：一对第一连杆361和第二连杆362；复数个连接销363，将第一连杆361和第二连杆362相互连接；连接器364，将第一连杆361和第二连杆362与推杆322连接；以及紧固构件365，结合于连接器364。

第一连杆361和第二连杆362具有相同的形状，并且彼此相对地配置。第一连杆361和第二连杆362呈具有预定长度的扁条(bar)形状。第一连杆361和第二连杆362的两个端部形成为半圆形，在两端分别形成有贯通孔，连接销363插入该贯通孔中。

连接销363形成为圆筒形状，并且具有足以贯通并插入第一连杆361和第二连杆362的端部的长度。连接销363成对设置，分别插入第一连杆361和第二连杆362的两端。连接销363可旋转地支撑第一连杆361和第二连杆362。尽管图中未详细示出，但是一对连接销363中的一个可以连接到机构组件，另一个可以结合于绝缘壳体200。连接到机构组件的连接销363也可以直接连接到输出轴112，另外，连接销363附近的主杆360也可以连接到输出轴112。

因此，第一连杆361和第二连杆362的一端由机构组件110的输出轴112升高或降低。随着第一连杆361和第二连杆362的一端升高和降低，主杆360发生位移，后述的触头监测模块500对其进行检测(对此将在后面进行描述)。

连接器364配置在第一连杆361和第二连杆362之间，并且与第一连杆361和第二连杆362结合。连接器364通过紧固构件365与推杆322结合。因此，紧固构件365需要贯通并插入连接器364，因此连接器364具有比紧固构件365更大的尺寸。

连接器364设置有触头监测模块500。因此，连接器364形成为能够确保足以安装紧固构件365和触头监测模块500的面积的尺寸。

另外，连接器364需要与第一连杆361和第二连杆362的动作联动而升高或降低推杆322。为此，连接器364需要可旋转地结合于第一连杆361和第二连杆362。连接器364可以在两端具有圆筒形的结合销364a，以可旋转地结合于第一连杆361和第二连杆362。结合销364a插入第一连杆361和第二连杆362，使得连接器364可以可旋转地结合于第一连杆361和第二连杆362。

上述连接销363和结合销364a在各个端部可以进一步结合有诸如“E环”的固定件(未示出)，以便在插入第一连杆361和第二连杆362的状态下不脱离。

为了测量推杆322的移动量，需要检测推杆322的垂直位移。为此，如上所述，在推杆组件320的下侧设置能够检测垂直位移的触头监测模块500。

如图4和图5所示，上述触头监测模块500结合于主杆360的连接器364，以检测推杆322的位移。主杆360结合于推杆322，推杆322沿真空灭弧室310的长度方向被驱动。推杆322通过连接杆330连接到可动电极316。因此，当推杆322进行升高或降低的运动时，可动电极316也随之升高或降低。随着触头闭合的重复进行，可动电极316由于触头磨损量增加而逐渐朝固定触头314a升高。

因此，沿真空灭弧室310的长度方向(与车架部的板面垂直的方向)发生推杆322在触头断开状态和触头闭合状态之间的位移差。因此，触头监测模块500可以通过检测推杆322的位移来间接地监测真空灭弧室310的触头磨损量。

触头监测模块500包括：传感器支架510，结合于车架部400；以及线性传感器530，将传感器支架510和连接器364连接。

传感器支架510的一端固定于车架部400的顶面，另一端与线性传感器530连接。传感器支架510用于机械地支撑线性传感器530。同时，传感器支架510执行处理线性传感器530的信号的功能。为此，传感器支架510可以在内部包括用于处理信号的电路部(未示出)。

传感器支架510可以处理线性传感器530的检测信号并将信号输出到外部。从传感器支架510输出的输出信号根据线性传感器530的位移值而变化。因此，使用从传感器支架510输出的信号，最终能够计算出移动位移。从传感器支架510输出的信号可以被传输到未图示的外部数据处理装置或管理员的智能终端等。

线性传感器530是具有圆筒形外观的传感器，并且是能够检测长度方向的位移的传感器。然而，线性传感器530不限于上述外观，可以用其他形式的传感器来代替，只要能够测量直线方向的位移即可。线性传感器530的一端连接于传感器支架510，另一端连接于主杆360的连接器364。由于连接器364连接在推杆322的下端，因此线性传感器530通过设置于连接器364来检测推杆322的位移。线性传感器530检测在升高或降低时变化的位移，并将位移值信号传输到传感器支架510。

线性传感器530可以是沿外观的长度方向长度可变并且能够检测变化的位移的传感器。线性传感器530可以是检测移动距离本身或检测根据位移而变化的电阻值或电流值等的传感器。可以无关其种类而应用线性传感器530，只要能够检测沿长度方向发生的位移差即可。

以下，对通过触头监测模块500来监测触头磨损量的方法进行说明。

在本实施例中，以图6为基准，主杆360的连接销363中右侧的连接销363的位置定义为P1，推杆322与主杆360的连接部位定义为P2，连接销363中左侧的连接销363的位置定义为P3。

推杆组件320沿图5的上下方向即垂直方向工作，在触头断开状态下，由于推杆322不升高，因此该推杆组件320始终保持在同一位置。在触头断开状态下，从车架部400的顶面到P3的距离定义为L1。从车架部400的顶面到P1的距离定义为L2。因此，主杆360的行程(垂直方向位移)则为L2-L1。另外，真空灭弧室310的行程则为P1和P2之间的位移差(ΔS)。

如图7所示，在第一次闭合状态下，推杆组件320呈现规定量的垂直方向位移。由于P1固定在绝缘壳体200上，因此在触头第一次闭合的状态下，P1的位置与触头断开状态下的位置相同。此时，由于主杆360连接于机构组件的输出轴112，因此P3随着主杆360升高而升高。由于推杆322由主杆360升高，因此推杆322升高固定触头314a和可动触头316a之间的预定的距离。因此，P2的位置也升高。

当触头第一次闭合时，主杆360的行程与触头断开状态相同。另外，当触头第一次闭合时，ΔS与固定触头314a和可动触头316a之间的距离相同(假设第一次闭合时没有触头磨损量)。

然而，如图8所示，当触头闭合重复进行而发生触头磨损时，对应于触头磨损量的增加，推杆组件320沿垂直方向升高。由于触头闭合时P2的位置逐渐升高，因此主杆360的行程L2-L1也逐渐增加。另外，由于P2在触头断开时相对P1的位置逐渐升高，因此ΔS也增大。

触头监测模块500安装于连接器364的底面，以测量P2的位移。因此，当随着触头闭合重复进行而产生的触头磨损量增加导致推杆322逐渐升高时，ΔS逐渐增大。

当没有触头磨损量时，可以通过确定固定触头314a和可动触头316a之间的距离来设定ΔS值的参考值。当ΔS值大于参考值时，可以将其差值确定为触头磨损量。

因此，当触头磨损量为预定的设定值以上时，可以将其通知管理员。上述所有判断和控制行为的主体可以是连接到传感器支架510的外部数据处理装置或管理员。

如上所述，本发明的用于真空断路器的触头监测模块能够直接测量触头的磨损量，因此能够实时监测触头磨损量。

另外，本发明的用于真空断路器的触头监测模块能够在触头磨损量达到极限值以上之前确定触头磨损量，因此能够确定适当的维护时间点。因此，能够提高真空断路器的可靠性和性能。

对于本发明所属领域的普通技术人员而言，可以在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种替换、修改和变化，因此上述本发明不受上述实施例和附图的限制。