CN101236865A - 低压断路器的触头系统 - Google Patents

Abstract

一种低压断路器的触头系统，属于低压电器技术领域。它包括两者彼此对应的上、下触头，上触头固定在用于与断路器的操作机构转轴联结的第二导电杆上，下触头固定在第一导电杆的前端上，第一导电杆的后端枢置在一个固定于断路器基座上的支架上，特点是：在所述的导电组件上并且大体上对应于下触头的前端延设有一用于接应来自于下触头的触头表面的电弧并且将所接应的电弧转移的引弧部件。优点：当上、下触头斥开时，不仅可以使所产生的电弧迅速拉长，利用增长的电弧电压抵消电源电压，达到限制短路电流增长的效果，而且还能将下触头的触头表面上的电弧由引弧部件迅速转移，避免电弧在下触头燃烧，从而得以保障断路器具有良好的开断能力。

Description

低压断路器的触头系统

技术领域

本发明涉及一种低压断路器的触头系统，特别是限流式低压断路器的触头系统，属于低压电器技术领域。

背景技术

断路器所担当的职责是分断和接通电路，特别是在电路发生异常时起切断电源的作用，以保护线路和设备。断路器的分断和接通是通过触头对即上触头和下触头之间的分离和接触来实现的。在触头分离切断电路的过程中，触头之间必然会产生电弧，由于电弧具有数千摄氏度的高温，因此电弧的弧根能否从触头上迅速转移，不仅决定了断路器的分断(也称开断)能力高低，而且也决定了触头的使用寿命。

图1所示为已有技术中的普通低压断路器的触头系统，下触头1固定安装在第一导电杆2上，第一导电杆2与导电组件8构成为一体，上触头3固定安装在第二导电杆4上，并且第二导电杆4通过第一转轴41与断路器的操作机构转轴5联结，可在操作机构转轴5的带动下使上触头3与下触头1接触或分离。当上触头3朝向由图中第一箭头6a的方向打开时，电弧7虽然能以图中用第二箭头6b示意的方向从下触头1上转移，但是，由于固定有下触头1的第一导电杆2是与导电组件8构成为一体的，即第一导电杆2是静态的，下触头1亦然。因此，这种结构不具备使电弧7迅速拉长的效果，从而不能充分利用增长的电弧电压去抵消电源电压，以达到限制短路电流增长的效果，不利于断路器开断能力的提高。

图2所示为已有技术中的高分断能力的限流式低压断路器的触头系统，为了利用故障电流产生的电动力迅速拉长电弧，将固定下触头1的第一导电杆2用第二转轴21枢置在一个固定于在断路器基座10上的支架81上，并且保持与导电组件8电联结，上触头3固定在第二导电杆4上，第二导电杆4通过第一转轴41与断路器的操作机构转轴5联结，可在操作机构转轴5的带动下使上触头3与下触头1接触或分离。这种结构的触头系统在开断短路电流时，上、下触头3、1可同时被电动力F斥开。具体是：上触头3向第一箭头6a所示的方向运动，而下触头1则向第三箭头6c所示的方向运动，使上、下触头3、1在斥开时所产生的电弧7在朝着由第二箭头6b所示的吹弧方向转移的同时迅速拉长，利用增长的电弧电压抵消电源电压，达到限制短路电流增长的效果，使断路器的开断能力有所提高。

图2所示的触头系统存在有顾此失彼的问题，所谓的顾此，那就是将下触头1设计成可动结构，对于拉长电弧较为有利；所谓的失彼，那就是无法使下触头1的触头表面也即下触头工作面上的电弧7迅速转移，电弧7自产生至熄灭始终在下触头1燃烧，于是，一方面会降低下触头1的使用寿命，另一方面会引起灭弧室内金属蒸汽浓度升高而反过来对断路器的开断能力的进一步提高构成制约因素。

发明内容

本发明的任务是要提供一种在上、下触头斥开时，既可有利于电弧迅速拉长，又可使下触头的触头表面的电弧迅速转移而藉以保障断路器具有良好的开断能力的低压断路器的触头系统。

本发明的任务是这样来完成的，一种低压断路器的触头系统，它包括两者彼此对应的上、下触头，上触头固定在用于与断路器的操作机构转轴联结的第二导电杆上，下触头固定在第一导电杆的前端上，第一导电杆的后端枢置在一个固定于断路器基座上的支架上，特点是：在所述的导电组件上并且大体上对应于下触头的前端延设有一用于接应来自于下触头的触头表面的电弧并且将所接应的电弧转移的引弧部件。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的引弧部件的材料为软磁材料，引弧部件的上部构成有一用于为来自于下触头的触头表面的电弧提供通道的跑弧面，当断路器处于分闸和合闸位置时，所述的下触头的触头表面高于所述的跑弧面，而当下触头受外力作用改变平衡位置时，下触头的触头表面与所述的跑弧面趋于对应。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的跑弧面是倾斜的，所述的倾斜的倾斜方向朝向下触头。

在本发明的还一个具体的实施例中，所述的跑弧面的下方开设有槽。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的槽位于跑弧面的下方的居中部位。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一导电杆的后端通过第二转轴与支架的上部枢接，第一导电杆的前端的上表面构成有一引弧面，并且，第一导电杆的偏后端通过电连结件与导电组件电连结，所述的支架的下部与断路器基座固定。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的引弧面是倾斜的。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的电连结件为导线。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的导线为导电金属丝编织软线。

本发明所推荐的技术方案的优点：由于将第一导电杆与固定在基座上的支架枢接，并且在导电组件上在对应于下触头的前端设置有引弧部件，因此，当上、下触头斥开时，不仅可以使所产生的电弧迅速拉长，利用增长的电弧电压抵消电源电压，达到限制短路电流增长的效果，而且还能将下触头的触头表面上的电弧由引弧部件迅速转移，避免电弧在下触头燃烧，从而得以保障断路器具有良好的开断能力。

附图说明

图1为本发明举及的已有技术中的普通断路器的触头系统的结构示意图。

图2为本发明例举的已有技术中的高分断能力的限流式低压断路器的触头系统的结构示意图。

图3为本发明低压断路器的触头系统的一实施例结构图。

图4为本发明低压断路器的触头系统的另一实施例结构图。

图5为本发明结构的触头系统配置在低压断路器上的剖视图。

图6本发明低压断路器的触头系统的工作原理示意图。

具体实施方式

实施例1：

请见图3，下触头1通常以优选为焊接的方式焊固在第一导电杆2的前端的上表面，下触头1所面向上触头3的表面为触头表面11，业界还习惯称该触头表面11为触头工作面，第一导电杆2的后端通过第二转轴21枢置在对应于导电组件8尾端的支架81的上部。如果称第一导电杆2与支架81相枢接的后端为定位端，那么，固设有下触头1的第一导电杆2的前端则可称为自由端。由图见，在第一导电杆2的前端上表面还加工有一引弧面22，该引弧面22是倾斜的，倾斜方向朝向下面将要阐述的引弧部件9的跑弧面91。第一导电杆2的偏后端采用电连结件23与导电组件8实现电连结。在本实施例中，使用导电金属丝编织软线作为导线，更具体地讲由该导线作为电连接件23，用焊接或其它类似的固定方式将导线的一端与第一导电杆2的偏后端或称尾部固定，而导线的另一端与导电组件8的尾部固定。上面提到的其它类似的固定方式例如螺钉连结或铆接。为了使第一导电杆2在撤出外力后回复到平衡位置，与已有技术无别地在第一导电杆2与支架81之间设有弹性元件24，弹性元件24既可以是扭簧，也可以是压簧，本实施例择用扭簧，将扭簧的两端分别定位在第一导电杆2和支架81上。上面提到的支架81固定在限流式低压断路器的断路器基座10上(图5和图6示)。

上触头3同样以优选为焊接的方式焊固于第二导电杆4的前端，上触头3的触头表面是与下触头1的触头表面11对应的，第二导电杆4的后端通过第一转轴41枢置在结构与已有技术无别的具有高分断能力的限流式低压断路器的操作机构转轴5上。

上面多次提到的导电组件8实质上为一电联结板，其前端的接线端头82用于与电源电路电连接，导电组件8的整体形状趋于Z字形，材质为导电金属如铜。

作为本发明技术方案的要点，在导电组件8并且在对应于下触头1的前端固设有一个用于接应来自于下触头1的触头表面11的电弧并且将所接应的电弧转移的引弧部件9，在本实施例中，引弧部件9由导电组件8延伸并弯曲而成，材料与导电组件8相同。引弧部件9的上部构成有一个用于为来自于下触头1的触头表面11的电弧提供通道的跑弧面91，跑弧面91朝向下触头1的方向倾斜。当断路器处于分闸和合闸位置时，下触头1的触头表面11高于跑弧面91；而当下触头1受到外力作用在逐渐偏离平衡位置的过程中，至少存在一这样一个阶段：随着所述的下触头1偏离平衡位置，下触头1的触头表面11逐渐接近跑弧面91。这里所讲的平衡位置是指断路器处于正常的稳定分闸或合闸状态下的下触头1的静态停留位置。

在本实施例中，虽然是用导线作为电连结件23的，但是，如果将电连结件23采用导电触片，那么同样可由导电触片来达到使第一导电杆2与导电组件8之间实现电连结。因为，支架81是用导电材料制成的，本身可以将其作为电连结件23使用，即作为导电触片使用。在这种情形下，当支架81的下端(下部)延伸至导电组件8的尾端，并且采用焊接或铆接或螺钉固定方式与导电组件8实现电连结，以及将支架81的上端(上部)仍与第一导电杆2的末端枢接，并且在枢接的接触部位施以一定的接触压力，即可由支架81担当起将第一导电杆2与导电组件8之间的电连结。

实施例2：

请见图4，作为引弧部件9的另一种实施方式，引弧部件9通过另行加工后以优选为焊接的方式固定于导电组件8上，优选的材料为导电的金属软磁材料，导电的金属软磁材料如电工纯铁或10^#钢。在跑弧面91的下方居中部位开设有一槽911，槽911对应于下触头1。当下触头1在外力的作用下向下斥开偏离平衡位置时，可部分或全部运动到槽911内，其余均同对实施例1的描述。

应用例1：

请见图5和图6并结合图3，在图5中，示出了本发明所推荐的结构形式的低压断路器的触头系统在限流式低压断路器上的位置，并且晰示了前面已经提到的断路器基座10。当限流式低压断路器分断故障电流时，由故障电流产生的电动力同时作用于上、下触头3、1上，上触头3和下触头1被迅速斥开，即上触头3向着图中的第一箭头6a方向运动，而下触头1向着图中所示的第三箭头6c方向运动，两者的运动方向相反，从而使电弧7迅速拉长，利用增长的电弧电压抵消电源电压，达到限制短路电流增长的目的，使开断能力获得提高。本应用例中，给出了支座81定位于即固定于断路器基座10上的具实施方式。

在上述过程中，下触头1在电动力F作用下向下移动，由于第一导电杆2的引弧面22向引弧部件9的跑弧面91迅速靠近，当运动到距离跑弧面91足够近时，即趋于接合时，下触头1的触头表面11的电弧弧根在吹弧力的作用下向着图6中所示意的第二箭头6b所示的方向转移到跑弧面91上，并移动到引弧角92的端部，而引弧角92的端部被设计成最有利于提高断路器开断能力的位置，即靠近导电组件8前端的接线端子82根部的位置。因此，本发明方案不仅可以确保电弧7拉长，而且还能使触头表面11上的电弧7迅速转移，对于降低下触头1的电磨损十分有益，使断路器的分断能力和电气寿命得到提高。

应用例2：

请见图4并结合图6，下触头1在电动力F作用下向下移动，即下触头1朝向跑弧面91下方所开设的槽911移动，其余同对应用例1的描述。

Claims (9)

1、一种低压断路器的触头系统，它包括两者彼此对应的上、下触头(3、1)，上触头(3)固定在用于与断路器的操作机构转轴(5)联结的第二导电杆(4)上，下触头(1)固定在第一导电杆(2)的前端上，第一导电杆(2)的后端枢置在一个固定于断路器基座(10)上的支架(81)上，其特征在于：在所述的导电组件(8)上并且大体上对应于下触头(1)的前端延设有一用于接应来自于下触头(1)的触头表面(11)的电弧并且将所接应的电弧转移的引弧部件(9)。

2、根据权利要求1所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的引弧部件(9)的材料为软磁材料，引弧部件(9)的上部构成有一用于为来自于下触头(1)的触头表面(11)的电弧提供通道的跑弧面(91)，当断路器处于分闸和合闸位置时，所述的下触头(1)的触头表面(11)高于所述的跑弧面(91)，而当下触头(1)受外力作用改变平衡位置时，下触头(1)的触头表面(11)与所述的跑弧面(91)趋于对应。

3、根据权利要求2所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的跑弧面(91)是倾斜的，所述的倾斜的倾斜方向朝向下触头(1)。

4、根据权利要求3所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的跑弧面(91)的下方开设有槽(911)。

5、根据权利要求4所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的槽(911)位于跑弧面(91)的下方的居中部位。

6、根据权利要求1所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的第一导电杆(2)的后端通过第二转轴(21)与支架(81)的上部枢接，第一导电杆(2)的前端的上表面构成有一引弧面(22)，并且，第一导电杆(2)的偏后端通过电连结件(23)与导电组件(8)电连结，所述的支架(81)的下部与断路器基座(10)固定。

7、根据权利要求6所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的引弧面(22)是倾斜的。

8、根据权利要求6所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的电连结件(23)为导线。

9、根据权利要求8所述的低压断路器的触头系统，其特征在于所述的导线为导电金属丝编织软线。

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