一种剩余电流断路器的跳闸装置
阅读说明：本技术 一种剩余电流断路器的跳闸装置 (Tripping device of residual current circuit breaker ) 是由 庄阳河 邹宝林 陈苏清 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种剩余电流断路器的跳闸装置,属于断路器技术领域。该跳闸装置,包括至少具有两个支腿的磁轭、设置于所述磁轭内的永磁体、脱扣装置和使所述脱扣装置上下运动的运动装置；所述脱扣装置至少覆盖于所述磁轭的两个支腿的端面和所述永磁体的上端面,所述脱扣装置与所述磁轭的两个支腿的端面依次形成气隙一和气隙三,所述脱扣装置与所述永磁体的上端面形成气隙二,所述脱扣装置与所述运动装置相连接；所述磁轭其中的一个支腿上绕有线圈。本发明提供的剩余电流断路器的跳闸装置,对线圈没有极性要求,整体表现为动作电流变小,更有助于保护人身安全。(The invention provides a tripping device of a residual current circuit breaker, and belongs to the technical field of circuit breakers. The tripping device comprises a magnetic yoke at least provided with two supporting legs, a permanent magnet arranged in the magnetic yoke, a tripping device and a moving device for enabling the tripping device to move up and down; the tripping device at least covers the end surfaces of the two support legs of the magnet yoke and the upper end surface of the permanent magnet, an air gap I and an air gap III are sequentially formed between the tripping device and the end surfaces of the two support legs of the magnet yoke, an air gap II is formed between the tripping device and the upper end surface of the permanent magnet, and the tripping device is connected with the moving device; and a coil is wound on one leg of the magnetic yoke. The tripping device of the residual current circuit breaker provided by the invention has no polarity requirement on the coil, and the whole action current is reduced, thereby being more beneficial to protecting personal safety.)
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种剩余电流断路器的跳闸装置。
背景技术
剩余电流动作保护器按动作方式分为电磁式和电子式，众所周知，对于与主电压无关的电磁式剩余电流装置，采用基于磁路的跳闸装置与永磁体作为执行器或跳闸装置。在大多数双稳态执行器中，磁通量由此在第一静止位置由永磁体产生，并因此在可动安装的部件，如可动安装的柱塞或衔铁上施加保持力，从而在第一开关位置对静止部件施加弹簧的力。当发生故障电流时，线圈产生与永磁体的磁通量相反的磁通量，使磁保持力减小，活动柱塞或衔铁在弹簧的作用力下与静止部件脱开，并移动到第二触发位置，柱塞或衔铁随即解除开关锁。
非常常用的实施例具有开路磁路，其活动元件为铰链电枢形式。它们有一个磁轭，通常是U形的，在它的一条腿上绕着一个线圈，上面有一个永久磁铁。轭的两端由一个衔铁覆盖，衔铁绕轴旋转。在静止状态下，电枢在弹簧的作用下被吸引到轭的自由端。在出现故障电流时，线圈中的故障电流会产生一个磁通，该磁通与永磁体中的磁通相对立，并对其进行补偿，使磁轭对铰链衔铁的磁保持力减小，以至于铰链衔铁在弹簧的作用下被拉离磁轭的两端，并移动到释放位置，在该位置上，开关锁就会被铰链衔铁解锁。例如，在DE10120573A1和DE69727278T2中描述了这种带有铰链电枢系统的磁性释放装置。
在目前已知的所有剩余电流保护器电磁式脱扣装置，设计的衔铁的打开都是通过旋转式，那么决定了绝大部分的动作与线圈电流方向有关，对于不同极性的漏电电流，都需要对规定线圈的极性以此来减弱发生于永磁体方向的磁通，从而使脱扣装置脱扣。由此，需要在检测磁环与脱扣装置间需要增加电路设计，此电路设计用于使检测磁环感应的电压在经过电路装置后输出给脱扣线圈的电压为规定极性的电压。这无形中增加了成本及提高了不良风险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足，为此，本发明提供了一种剩余电流断路器的跳闸装置，对线圈没有极性要求，整体表现为动作电流变小，更有助于保护人身安全。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种剩余电流断路器的跳闸装置，包括至少具有两个支腿的磁轭、设置于所述磁轭内的永磁体、脱扣装置和使所述脱扣装置上下运动的运动装置；
所述永磁体放置在所述磁轭的两支腿中间，所述永磁体的轴线到所述磁轭的支腿端面距离相等；
所述脱扣装置至少覆盖于所述磁轭的两个支腿的端面和所述永磁体的上端面，所述脱扣装置与所述磁轭的两个支腿的端面依次形成气隙一和气隙三，所述脱扣装置与所述永磁体的上端面形成气隙二，所述脱扣装置与所述运动装置相连接；
所述磁轭其中的一个支腿上绕有线圈；
所述磁轭为U形磁轭；
所述运动装置包括作用于所述脱扣装置上方的反力弹簧；
所述反力弹簧的数量至少为一个；
所述脱扣装置为衔铁；
所述永磁体为磁钢；
剩余电流断路器的跳闸装置，在运动装置的作用下，使脱扣装置上下运动，而非旋转运动，向上运动时实现脱扣动作，向下运动实现吸合动作。
优选地，所述运动装置包括分别设置于所述脱扣装置两端下方的反力弹簧。
优选地，所述脱扣装置两端下方的反力弹簧的数量至少为一个。
优选地，所述反力弹簧的轴线与磁钢纵向中心面距离相等。
本发明相对于现有技术，具有如下的有益效果：
1.本发明提供的剩余电流断路器的跳闸装置，对于线圈没有极性要求，对电流的方向没有要求，采用脱扣式装置避免了现有技术中旋转式衔铁的打开对线圈电流方向的依赖。
2.本发明提供的剩余电流断路器的跳闸装置，整体表现为动作电流变小，更有助于保护人身安全。
3.本发明提供的剩余电流断路器的跳闸装置，在运动装置的作用下，使脱扣装置上下运动，而非旋转运动，向上运动时实现脱扣动作，向下运动实现吸合动作，摆脱了现有技术中采用的旋转式的脱扣装置对电流方向的依赖。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例的吸合状态结构示意图；
图2为本发明另一个实施例的吸合状态结构示意图；
图3为线圈正激励示意图；
图4为线圈负激励示意图；
图5为本发明脱扣状态结构示意图；
图中，1.磁轭，11.气隙一，12.气隙三，2.永磁体，21.气隙二，3.脱扣装置，4.反力弹簧，5.线圈。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，本发明提供了一种剩余电流断路器的跳闸装置，其特征在于，包括至少具有两个支腿的磁轭1、设置于所述磁轭1内的永磁体2、脱扣装置3和使所述脱扣装置3上下运动的运动装置；
所述永磁体2放置在所述磁轭1的两支腿中间，所述永磁体2的轴线到所述磁轭1的支腿端面距离相等；
所述脱扣装置3至少覆盖于所述磁轭1的两个支腿的端面和所述永磁体2的上端面，所述脱扣装置3与所述磁轭1的两个支腿的端面依次形成气隙一11和气隙三12，所述脱扣装置3与所述永磁体2的上端面形成气隙二21，所述脱扣装置3与所述运动装置相连接；
所述磁轭1其中的一个支腿上绕有线圈5；
本发明中，脱扣装置3在吸合时，其吸合磁力由永磁体2提供的磁力线经由对称磁路在气隙一11、气隙二21和气隙三12间形成吸力，三者的共同吸力大于反力弹簧4的弹力，从而使脱扣装置3保持吸合。
所述磁轭1优选为U形磁轭，也可以是具有三个支腿的磁轭，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择；
所述运动装置包括作用于所述脱扣装置上方的反力弹簧4，利用反力弹簧4的弹力使脱扣装置向上运动，使脱扣装置处于脱扣的位置；
所述反力弹簧4的数量至少为一个，对于设置位置不作限定，只要能够实现脱扣装置3上下运动，满足脱扣装置3的脱扣状态和吸合状态即可，例如：可以在脱扣装置3的两端的上方均设置反力弹簧；
所述脱扣装置3为衔铁；
所述永磁体2为磁钢。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述运动装置包括分别设置于所述脱扣装置3两端下方的反力弹簧4，如此设置的目的在于，保证脱扣装置3能够实现向上运动，实现脱扣操作，避免出现脱扣装置3出现旋转的现象。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述脱扣装置3两端下方的反力弹簧4的数量至少为一个，本领域技术人员可以根据实际需要对于反力弹簧的数量进行设置。
在本发明中，所述反力弹簧4的轴线与磁钢纵向中心面距离相等。
本发明中，磁轭1内设置的永磁体2上端面不分南北极，线圈电流方向不一样的时候，气隙一11和气隙三12之间至少有一个的磁场会被削弱，在反力弹簧4的作用下，不能保持吸合，而使得装置处于脱扣位置。
本发明中，永磁体2的磁场，流经磁轭1和衔铁，分成近似相同的2份。其中，衔铁还受反力弹簧4的作用，向上运动，但由于衔铁和磁轭1的接触部分磁场的缘故被吸住；
反力弹簧4的作用力等效为垂直向上，以给予脱扣装置3一个向上的力；
如图3-5所示，当线圈5中流过一定的电流，那么电流产生的磁场和永磁体2产生的磁场，将在衔铁和磁轭1的两个端面上，分别产生叠加和减弱的表现，被减弱的一侧，产生的吸力就会减小，由于反力弹簧4的弹力作用于脱扣装置上，那么衔铁将会一端翘起，翘起后，吸力变大的一侧由于间隙变大磁场减弱从而使衔铁的两端同时被顶起，完成跳闸动作。
为进一步对上述结论进行说明，本发明给出了线圈正激励和线圈负激励两种实施方式进行说明；
如图3所示，示出了线圈正激励示意图，当线圈5得到正向激励时，此时线圈5产生的磁力线在左边磁路上起到减小磁通量作用，从而使左边气隙三12的处吸力减小，当气隙三12处的吸力小于反力弹簧4的弹力时，衔铁在反力弹簧4的作用下动作，完成跳闸动作。
如图4所示，示出了线圈负激励示意图，当线圈5得到负向激励时，此时线圈5产生的磁力线在左边磁路上起到减小磁通量作用，从而是右边气隙一处吸力减小，当气隙一处吸力小于反力弹簧4的弹力时，衔铁在反力弹簧4的作用下动作，完成跳闸动作。
根据上述原理，我们可以知道，跳闸与否与线圈5的电流方向无关，仅与电流大小有关。
本发明中吸合状态的原理为：脱扣装置3在吸合时，其吸合磁力由永磁体2提供的磁力线经由对称磁路在气隙一11、气隙二21和气隙三12间形成吸力，三者的共同吸力大于反力弹簧4的弹力，从而使脱扣装置3保持吸合。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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