CN101582353A - 断路器电磁式短路保护机构 - Google Patents

Abstract

一种断路器电磁式短路保护机构，属于低压电器技术领域。包括一用于设置到断路器灭弧室壳体的长度方向一端上部并且与安装在灭弧室壳体上的上静触头相配合的铁芯；一弹性元件，支承于所述上静触头上；一用于致动断路器操作机构的锁扣的锁扣致动装置，该锁扣致动装置铰设在所述的灭弧室壳体上，并且与所述的弹性元件相接触。优点：结构简练，节约占用空间；提升了断路器的工作可靠性与稳定性，确保了人身安全和线路以及电源设备的安全，同时保证内部绝缘水平，尤其是在打开断路器上盖进行维修或更换内部附件时，操作安全性好。

Description

断路器电磁式短路保护机构

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器电磁式短路保护机构，用于致动断路器操作机构的锁扣，使断路器跳闸。

背景技术

断路器适用于低压配电网络中，用于分配电能和保护线路，断路器具有过载、短路和欠压保护功能，藉以避免线路和电源设备的损坏。其中，短路保护机构是断路器中的极为重要的一个机构，因为短路保护机构动作时间的长短会直接影响断路器的分断能力。

在现有的旋转式双断点断路器中，后级短路保护机构的结构通常包括：短路调节旋钮、短路调节杆和顶杆。在复位状态，顶杆由短路调节杆控制；当短路发生时，磁轭吸引衔铁，衔铁克服反力推动短路调节杆，使短路调节杆释放对顶杆的控制，从而由顶杆推动断路器脱扣机构的锁扣，最终使断路器跳闸。

十分明显，要使断路器操作机构的锁扣动作，必须由顶杆过渡，也就是说，顶杆担当着短路调节杆与断路器操作机构的锁扣之间的过渡部件的作用，并不能由短路调节杆直接致动锁扣。因此，致动锁扣的形式表现为间接式。正是由于存在顶杆过渡的间接致动方式，从而导致衔铁动作到顶杆，进而由顶杆推动断路器操作机构的锁扣的时间无法缩短，造成以下问题：一方面使断路器断开故障电路的可靠性低和稳定性差；另一方面不利于减少短路故障对人身安全、线路和电源设备所造成的影响。并且，对于电子式断路器的电子脱扣而言，电子脱扣器的动作时间比前述的后级短路保护机构的动作时间还要长，因为，瞬时动作需要经过一系列的电信号的处理，然后再发出信号给电子脱扣继电器来触发断路器脱扣。

中国发明专利申请公开号CN101373688A所推荐的由第一、第二支架、弹簧、衔铁、铁芯和转动杆构成的电磁铁后备保护装置虽然具有其在说明书第2页第18-21行所述的优点，但是该装置仍不足以直接致动断路器操作机构的锁扣，需要通过转动杆的过渡，具体可见该专利申请说明书第4页第22-28行的描述以及参见图3至图5。因此，本申请人在上面提及的两个方面的问题依然存在。除此之外，CN101373688A的技术方案的结构相对臃肿，在断路器的壳体空间例如高度受限制的场合配置如此结构会受到限制。另外，在打开断路器上盖进行维修或更换内部附件时，由于第一支架和轭铁等等都是金属导电体，容易带电，且裸露在外，导致操作安全性较难保障，并且内部绝缘水平较差。

发明内容

本发明的任务在于提供一种整体体积小而有助于缩小占用空间无需过渡部件的过渡可直接作用于断路器操作机构的锁扣而藉以体现在电路短路时先于后级热磁脱扣器或电子式断路器的电子脱扣器脱扣，缩短断路器的脱扣时间、改善断路器的可靠性和稳定性而藉以保障人身安全及线路和电源设备的安全，同时保证内部绝缘效果，操作安全性好的断路器电磁式短路保护机构。

本发明的任务是这样来完成的，一种断路器电磁式短路保护机构，包括一用于设置到断路器灭弧室壳体的长度方向一端上部并且与安装在灭弧室壳体上的上静触头相配合的铁芯；一弹性元件，支承于所述上静触头上；一用于致动断路器操作机构的锁扣的锁扣致动装置，该锁扣致动装置铰设在所述的灭弧室壳体上，并且与所述的弹性元件相接触。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的灭弧室壳体包括第一壳瓣和第二壳瓣，第一、第二壳瓣彼此面对面配合，在第一、第二壳瓣的长度方向的一端的上部各凹设有一铁芯座腔以及各突设有一枢置突缘，枢置突缘位于铁芯座腔的一端，所述的与上静触头相配合的铁芯的两端容纳在铁芯容置腔上，所述的用于致动断路器操作机构的锁扣的锁扣致动装置铰设在枢置突缘上，所述的上静触头和铁芯的形状均为U形，铁芯的中部在上静触头的U形腔内与上静触头相贴触，在上静触头上开设有弹性元件孔，该弹性元件孔在上静触头上的位置对应于所述铁芯的U形腔，所述弹性元件的下端置入于弹性元件孔内。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的弹性元件孔为通孔或盲孔。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的锁扣致动装置包括衔铁定位板和衔铁，衔铁与衔铁定位板的一侧固定，对应于所述铁芯的上方并且还与所述的弹性元件的上端接触，在衔铁定位板的另一侧延伸有一锁扣致动臂，该锁扣致动臂与所述的锁扣相对应。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述衔铁定位板的长度方向的一侧的两端各延伸有一枢轴，各枢轴枢置在所述的枢置突缘上。

在本发明的还一个具体的实施例中，所述的锁扣致动臂的基部具有一限位凸台)，该限位凸台探出于衔铁定位板。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的衔铁定位板的中央开设有一衔铁固定孔，所述的衔铁由迫固件与衔铁固定孔迫固，所述的弹性元件的上端支承于迫固件的尾部。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的迫固件为螺钉或铆钉或榫销。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述衔铁的两端的居中部位各凹设有一挡突凹槽，而所述的衔铁定位板所朝向衔铁的一侧的居中部位各突设有一挡突，挡突与挡突凹槽相配合。

本发明所推荐的技术方案的优点：由于铁芯、弹性元件和锁扣致动装置的结构及安装位置合理，因而无需使用已有技术中的第一、第二支架和转动杆，不仅结构简练，而且可以缩小体积节约占用空间；无需由过渡部件的过渡而由锁扣致动装置直接致动断路器操作机构的锁扣，保障了在短路时先于后级热磁脱扣器或电子脱扣器脱扣，缩短了断路器的脱扣时间，既提升了断路器的工作可靠性与稳定性，又确保了人身安全和线路以及电源设备的安全，同时保证内部绝缘水平，尤其是在打开断路器上盖进行维修或更换内部附件时，操作安全性好。

附图说明

图1为本发明的一个具体的实施例结构图。

图2为本发明的应用例示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员和公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请见图1，断路器的灭弧室壳体6由第一、第二壳瓣61、62彼此面对面合并(拍合)构成，在由第一、第二壳瓣61、62所形成的壳腔内设置灭弧栅片和作为动触头的活动触桥以及一对静触头(上、下静触头)，活动触桥与图中示出的上静触头4及图中未示出的下静触头相配合。在图中虽然未示出灭弧栅片、活动触桥和下静触头，但并不会给领域内的技术人员的理解造成任何困惑，因为它们属于公知技术，不论是在文献(专利文献)还是在市场均可见诸。文献例如前述的CN101373688A的说明书及图3至图5。

作为本发明技术方案的一个具体的实施方式，在第一、第二壳瓣61、62的长度方向的一端即图示的右端的上部各构成有一铁芯座腔611和枢置突缘612，其中，枢置突缘612伴随于铁芯座腔611，更具体地讲，枢置突缘612位于铁芯座腔611的一端，即位于目前由图1所示位置状态的右端。前述的上静触头4的形状为U形，嵌装在第一、第二壳瓣61、62的右端的上部(以图示位置为例)。作为构成本发明断路器电磁式短路保护机构的铁芯5的形状同样为U形，其两端嵌入于铁芯座腔611上，中部则在上静触头4的U形腔内与上静触头4相固定，也就是说，铁芯5通过其两端的折边抱合在上静触头4上。在上静触头4上开设有一既可以是盲孔也可以是通孔的弹性元件孔41，在该弹性元件孔41内置入由弹簧充任的弹性元件3的下端，而弹性元件3的上端与下面将要描述的锁扣致动装置2相接触，更具体地讲，支承于锁扣致动装置2上。

继续见图1，优选的锁扣致动装置2的结构如下：一衔铁22与衔铁定位板21的背面即与衔铁定位板21的下表面固定，具体的固定方式并不受到下面所述的限制。在衔铁定位板21的居中部位开设有一衔铁固定孔213，用迫固件222将衔铁22在衔铁定位孔213的部位与衔铁定位板21固定。本实施例的衔铁定位板21与迫固件222优先采用绝缘材料制成，且本实施例采用榫销充任迫固件222，将榫销榫入衔铁定位孔213和预设在衔铁21居中部位的孔中，若采用这种方式将衔铁22与衔铁定位板21固定，那么在衔铁22朝向前述的弹性元件3的一侧突设一弹性元件定位座223，以便供弹性元件3的上端支承联结。又，如果采用螺钉充任迫固件222将衔铁22与衔铁定位板21固定，那么将弹性元件3的上端定位在(套置在)螺钉的尾部。及，如果用铆钉将衔铁22与衔铁定位板21铆固，那么可在衔铁22上构成一用于供弹性元件3钩置的钩孔或钩耳。再有将衔铁22与衔铁定位板21一体注塑成形，组成锁扣致动装置2，且在衔铁定位板21上构成一凸台作安装弹性元件3的支撑用。衔铁定位板21的长度方向的一侧的两端(图示右侧的两端)各延伸有一个起回转效应的枢轴212，一对枢轴212枢置在前述的枢置突缘612上所开设的枢轴孔6121中。如果在衔铁定位板21的长度方向的一侧开设一贯通的孔，再将一销轴插入该贯通的孔中，并且使销轴的两端分别与一对枢轴孔6121枢置，那么这种将衔铁定位板21与枢置突缘612枢置的方式应当视为与前述等效。在衔铁定位板21朝向下的一面突设有一对挡突214，该对挡突214与衔铁22的长度方向的两端的挡突凹槽221相配合，由挡突214与挡突凹槽221配合迫固件222，使衔铁22与衔铁定位板21两者的定位更为可靠。在衔铁定位板21的朝向上的一面并且偏一端的角部延伸有一锁扣致动臂211，由该锁扣致动臂211致动断路器操作机构的锁扣1。图中示意在上静触头4上的孔42是用来供上静触头4与断路器的后级热磁脱扣器或电子脱扣器联结用。

请见图2并且结合图1，当短路故障电流通过上静触头4时，铁芯5与衔铁22之间产生电磁吸力，当电磁吸力大于弹性元件3的反力时，即足于使弹性元件3压缩时，衔铁22向铁芯5方向运动，在衔铁22运动的同时带动衔铁定位板21以枢置轴212为回转中心一起运动，衔铁定位板21旋转到一定角度后，由其上的锁扣致动臂211推动断路器操作机构的锁扣1，使断路器操作机构迅速解锁脱扣，实现断路器跳闸。断路器跳闸后，短路故障电流被切断，铁芯5与衔铁22之间的电磁力消失，衔铁22在弹性元件3的回复力作用下，使衔铁22携衔铁定位板21作远离铁芯5的方向运动，直至锁扣致动臂211上的限位凸台2111遭到灭弧室壳体6的阻挡即锁扣致动装置2复位。

由于本发明采用上述结构，不仅结构简练，而且可以缩小体积节约占用空间；无需由过渡部件的过渡而由锁扣致动装置2直接致动断路器操作机构的锁扣1，保障了在短路时先于后级热磁脱扣器或电子脱扣器脱扣，缩短了断路器的脱扣时间，既提升了断路器的工作可靠性与稳定性，又确保了人身安全和线路以及电源设备的安全，尤其衔铁定位板21与迫固件222优先采用绝缘材料制成，保证了内部绝缘水平，在打开断路器上盖进行维修或更换内部附件时，操作安全性好的优点。

Claims (9)

1、一种断路器电磁式短路保护机构，其特征在于包括一用于设置到断路器灭弧室壳体(6)的长度方向一端上部并且与安装在灭弧室壳体(6)上的上静触头(4)相配合的铁芯(5)；一弹性元件(3)，支承于所述上静触头(4)上；一用于致动断路器操作机构的锁扣(1)的锁扣致动装置(2)，该锁扣致动装置(2)铰设在所述的灭弧室壳体(6)上，并且与所述的弹性元件(3)相接触。

2、根据权利要求1所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的灭弧室壳体(6)包括第一壳瓣(61)和第二壳瓣(62)，第一、第二壳瓣(61、62)彼此面对面配合，在第一、第二壳瓣(61、62)的长度方向的一端的上部各凹设有一铁芯座腔(611)以及各突设有一枢置突缘(612)，枢置突缘(612)位于铁芯座腔(611)的一端，所述的与上静触头(4)相配合的铁芯(5)的两端容纳在铁芯容置腔(611)上，所述的用于致动断路器操作机构的锁扣(1)的锁扣致动装置(2)铰设在枢置突缘(612)上，所述的上静触头(4)和铁芯(5)的形状均为U形，铁芯(5)的中部在上静触头(4)的U形腔内与上静触头(4)相贴触，在上静触头(4)上开设有弹性元件孔(41)，该弹性元件孔(41)在上静触头(4)上的位置对应于所述铁芯(5)的U形腔，所述弹性元件(3)的下端置入于弹性元件孔(41)内。

3、根据权利要求2所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的弹性元件孔(41)为通孔或盲孔。

4、根据权利要求2所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的锁扣致动装置(2)包括衔铁定位板(21)和衔铁(22)，衔铁(22)与衔铁定位板(21)的一侧固定，对应于所述铁芯(5)的上方并且还与所述的弹性元件(3)的上端接触，在衔铁定位板(21)的另一侧延伸有一锁扣致动臂(211)，该锁扣致动臂(211)与所述的锁扣(1)相对应。

5、根据权利要求2所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述衔铁定位板(21)的长度方向的一侧的两端各延伸有一枢轴(212)，各枢轴(212)枢置在所述的枢置突缘(612)上。

6、根据权利要求4所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的锁扣致动臂(211)的基部具有一限位凸台(2111)，该限位凸台(2111)探出于衔铁定位板(21)。

7、根据权利要求4所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的衔铁定位板(21)的中央开设有一衔铁固定孔(213)，所述的衔铁(22)由迫固件(222)与衔铁固定孔(213)迫固，所述的弹性元件(3)的上端支承于迫固件(222)的尾部。

8、根据权利要求7所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述的迫固件(222)为螺钉或铆钉或榫销。

9、根据权利要求7所述的断路器电磁式短路保护机构，其特征在于所述衔铁(22)的两端的居中部位各凹设有一挡突凹槽(221)，而所述的衔铁定位板(21)所朝向衔铁(22)的一侧的居中部位各突设有一挡突(214)，挡突(214)与挡突凹槽(221)相配合。

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