CN101582354B - 断路器电磁式短路保护装置 - Google Patents

Abstract

一种断路器电磁式短路保护装置，属于低压电器技术领域。其特征在于包括一用于安装到断路器灭弧室壳体的壳壁上的拉杆座，该拉杆座构成有一拉杆腔；一弹性元件，置于所述拉杆腔内；一浮动件，与所述的拉杆腔滑动配合并且还与断路器操作机构的锁扣的锁扣脚相配合；一铁芯，安装在所述灭弧室壳体上且对应于安装在灭弧室壳体上的静触头的下方；一衔铁，固定在所述浮动件内并且对应于所述铁芯的上方。优点：缩小占用空间；提高了断路器的可靠性与稳定性，确保了人身安全以及电源设备的安全，同时能保证内部绝缘水平，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装置

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装置，用于致动断路器操作机构的锁扣，使断路器跳闸。

背景技术

塑壳断路器适用于低压配电网络中，用于分配电能和保护电路、电源及用电设备，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。业界周知，短路保护装置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，后级短路保护装置的结构通常包括：短路调节旋钮、短路调节杆和顶杆，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，由短路调节杆对顶杆释放，由释放的顶杆推动断路器操作机构的锁扣(亦称锁扣)，使断路器断开。显见，要使断路器操作机构的锁扣动作，必需由顶杆作过渡，也就是说顶杆担当着短路调节杆与锁扣之间的桥梁或称过渡部件的作用，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，所造成的欠缺在于：一方面使断路器断开电路的可靠性低和稳定性差；另一方面不足以减少短路对人身安全、线路及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器而言，电子脱扣器的动作时间比前述的后级短路保护装置的动作时间还要长，因为瞬时动作要经过一系列的电信号的处理，然后再发出信号给电子式脱扣继电器来触发断路器脱扣，从而使前述的两个方面的欠缺更为突出。

针对上述欠缺，业界通常在断路器的灭弧室机构处设置快速脱扣装置即气吹脱扣装置，具体的技术手段是以吹气的方式操纵断路器跳闸，吹气所采用的气体是这样形成的：在短路情形发生时，动静触头因电动斥力的作用而斥开(动触头离开静触头)，产生电弧，在电弧的作用下，灭弧室中的两侧隔板及两片分体式包脚迅速释放气体，使灭弧室中的空气迅速膨胀，同时使灭弧室中的气体压力骤然升高，气体通过灭弧室内的气体通道推动打击杆，再由打击杆打击断路器操作机构的锁扣，从而使断路器操作机构的锁扣动作，断路器跳闸，切断故障电流(短路电流)。就致动断路器操作机构的锁扣动作的速度而言，该快速脱扣装置会明显快于所述的后级短路保护装置。但是上述气吹脱扣装置存在一定缺陷，因为，灭弧室的密封性难以由左右两个彼此拼合而成的灭弧室壳体充分保障，由于受到设计空间的限制，无法保证灭弧室衔接处四周的灭封性，气体会产生逃逸，存在短路电流的数值与灭弧室内气体气压大小之间的不确定性，很难控制断路器在指定短路电流下快速脱扣，尤其对电子式断路器，可能在某一短路电流区域无法进行保护，随之带来断路器可靠性低，稳定性差。

发明内容

本发明的任务在于提供一种绝缘性好，整体体积小而有助于缩小占用空间，能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藉以保障人身安全和线路以及电源设备的安全的断路器电磁式短路保护装置。

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装置，其特征在于包括一用于安装到断路器灭弧室壳体的壳壁上的拉杆座，该拉杆座构成有一拉杆腔；一弹性元件，置于所述拉杆腔内；一浮动件，与所述的拉杆腔滑动配合并且还与断路器操作机构的锁扣的锁扣脚相配合；一铁芯，安装在所述灭弧室壳体上且对应于安装在灭弧室壳体上的静触头的下方；一衔铁，固定在所述浮动件内并且对应于所述铁芯的上方。

本发明所述灭弧室壳体包括两者彼此拍合的第一、第二壳瓣，在第一、第二壳瓣中的任意一个壳瓣的长度方向的一端的外壁上设有用于接应所述拉杆座的拉杆座接应机构，所述的拉杆座与拉杆座接应机构相配合。

本发明所述的拉杆座接应机构包括座腔、榫柱和定位槛，座腔构成于所述第一壳瓣上，榫柱延设于座腔上，定位槛对应于座腔的下方，所述的拉杆座的高度方向的一侧的近中部开设有一榫柱孔，拉杆座的底部开设有一定位槛跨接槽，所述的榫柱榫入于榫柱孔内，而所述的定位槛对应于定位槛跨接槽内。

本发明所述的拉杆座的拉杆腔的底部具有一弹性元件支承座，而拉杆腔的左右腔壁的上部各具有一挡突，一对挡突彼此对应，拉杆腔的前后腔壁的高度方向的居中部位各开设有一导槽，一对导槽彼此对应，所述的浮动件包括与拉杆腔滑动配合的拉杆、构成于拉杆的顶端并且与所述锁扣脚相配合的触杆和侧向延伸构成于拉杆的上部且内嵌衔铁的衔铁座。

本发明所述的衔铁座上开设有衔铁槽，所述的衔铁嵌置在衔铁槽内。

本发明所述的拉杆的底端端面上延设有一弹性元件定位凸台，在拉杆的一对面对面的壁体上各延设有一挡突缘，挡突缘与所述的挡突相配合并且由挡突阻挡，在拉杆的另一对面对面的壁体上各延设有导条，一对导条与所述的一对导槽相滑配。

本发明提供的技术方案的长处：拉杆座、浮动件、铁芯、衔铁以及弹性元件的组配合理，因此整体体积小而有利于缩小占用空间；浮动件与断路器操作机构的锁扣的锁扣脚相配合，从而变已有技术中的间接致动锁扣脚为直接致动锁扣脚，保障了在短路时先于后级热磁脱扣器或电子脱扣器的脱扣，使断路器的脱扣(跳闸)时间得以缩短，既提高了断路器的可靠性与稳定性，又确保了人身安全以及电源设备的安全，同时能保证内部绝缘水平，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为图1装配完毕后的结构图。

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和图2，如业界所知之理，断路器具有灭弧机构，灭弧机构具有构成灭弧室的灭弧室壳体7，灭弧室壳体7由第一壳瓣71和第二壳瓣72彼此面对面拍合(合并)构成，在第一、第二壳瓣71、72所构成的壳腔内设置图中未予示出的但完全属于公知技术的灭弧栅片和作为动触头的活动触桥，活动触桥与图中的静触头8相配合，由于是双断点的断路器，因此静触头8有一对，图中虽然仅仅示出了一个，但并不会对领域内的技术人员的理解带来困惑。本实施例中，对第一壳瓣71的长度方向的一端的外壁上加工有一拉杆座接应机构73，优选而非限于的拉杆座接应机构73包括一体地成型于第一壳瓣71上的座腔731、榫柱732和定位槛733。

拉杆座5具有一拉杆腔51，在拉杆腔51的底部加工有一既可以是突起也可以是凹坑的弹性元件支承座511，以图1所示的位置状态为例，在拉杆腔51的左、右腔壁的上部各延设有一挡突512，一对挡突512彼此对应，在拉杆腔51的前后腔壁的居中部位(高度方向的居中部位)各开设有一导槽513，一对导槽513彼此对应。此外，在拉杆座51的高度方向的一侧的近中部开设有一榫柱孔52以及在拉杆座5的下部开设有一定位槛跨接槽53。当拉杆座5安装到前述的拉杆座接应机构73上后，定位槛733恰好置入于定位槛跨接槽53中，而榫柱732恰好榫入于榫柱孔52中，通过上述说明，完全可以知道，拉杆座接应机构73的功用是用来接纳拉杆座5的，也就是说，使拉杆座5寄存于或称安装于拉杆座接应机构73上。

弹性元件6的下端支承在弹性元件支承座511上，而上端支承于浮动件2上。浮动件2包括三者一体制作的拉杆21、触杆22和衔铁座23，拉杆21的底端端面上构成有一弹性元件定位凸台213，前述弹性元件6的上端支承在该弹性元件凸台213上。以图1和图2所示的位置状态为例，在拉杆21的左右壁体上各突设有一对挡突缘212，而在前后壁体上各构成有一导条211，当拉杆21插置于拉杆腔51中后，上部的挡突缘212与前述的挡突512相配合，即由挡突512对挡突缘212实施限位，以免拉杆21窜出拉杆腔51，又，挡突缘212不定期具有减小与拉杆腔51的内壁的接触面积，使摩擦力得以减小。前述的一对导条211对应于一对导槽513。触杆22呈指状体，位于拉杆21的顶端，与图中示意的断路器操作机构的锁扣1的锁扣脚11的上方相对应。衔铁座23位于拉杆21的上部的一侧，形状呈倒置的U形即趋向于n形。优选的方案是在衔铁座23上加工出与衔铁3的厚度相适配的衔铁槽231，形状与衔铁座23相同的衔铁3嵌置在衔铁槽231中。携有嵌装有衔铁3的衔铁座23对应于铁芯4的上方(图2示)。

本实施例的拉杆座5和浮动件2优先采用绝缘材料制成。

请见图2，铁芯2的整体形状呈U形，其在灭弧壳体7上的位置是对应于前述的静触头8的下方，而静触头8是与断路器的后级热磁脱的器或电子脱扣器电联结的。

请继续见图1和图2，当短路故障电流通过静触头8时，铁芯4与衔铁3之间产生电磁吸力，当电磁吸力达到足以克服弹性元件6的作用力时，即足以使弹性元件6压缩时，衔铁3向铁芯4方向运动，拉杆21向拉杆腔51内滑移，即向下移动，直至使触杆22与锁扣1的锁扣脚11相触，并且由触杆22拉动锁扣脚11，使断路器操作机构迅速解锁(脱扣)，实现断路器的跳闸。断路器跳闸后，故障电流被切断，铁芯4与衔铁3之间的电磁力消失，浮动件2的拉杆21在弹性元件6的回复力作用下向上移动，由衔铁座23携衔铁3离开铁芯4，同时浮动件2的触杆22离开锁扣脚11。浮动件2向上运动的极限程度由挡突512与挡突缘212的接触为限，从而实现了衔铁3的复位。

由于本发明采用上述结构，整体体积小而有利于缩小占用空间；浮动件2与断路器操作机构的锁扣1的锁扣脚11相配合，从而变已有技术中的间接致动锁扣脚11为直接致动锁扣脚11，保障了在短路时先于后级热磁脱扣器或电子脱扣器的脱扣，使断路器的脱扣(跳闸)时间得以缩短，既提高了断路器的可靠性与稳定性，又确保了人身安全以及电源设备的安全，拉杆座5和浮动件2优先采用绝缘材料制成，保证了内部绝缘水平，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。

Claims (6)

1.一种断路器电磁式短路保护装置，其特征在于包括一用于安装到断路器的灭弧室壳体(7)的壳壁上的拉杆座(5)，该拉杆座(5)构成有一拉杆腔(51)，拉杆腔(51)具有一弹性元件支承座(511)；一弹性元件(6)，置于所述拉杆腔(51)内；一浮动件(2)，与所述的拉杆腔(51)滑动配合并且还与断路器操作机构的锁扣(1)的锁扣脚(11)相配合；一铁芯(4)，安装在所述灭弧室壳体(7)上且对应于安装在灭弧室壳体(7)上的静触头(8)的下方；一衔铁(3)，固定在所述浮动件(2)内并且对应于所述铁芯(4)的上方，所述的浮动件(2)包括与拉杆腔(51)滑动配合的拉杆(21)、构成于拉杆(21)的顶端并且与所述锁扣脚(11)相配合的触杆(22)和侧向延伸构成于拉杆(21)的上部且内嵌衔铁(3)的衔铁座(23)，所述的弹性元件(6)的下端支承在所述弹性元件支承座(511)上，而上端支承于浮动件(2)上。

2.根据权利要求1所述的断路器电磁式短路保护装置，其特征在于所述灭弧室壳体(7)包括两者彼此拍合的第一、第二壳瓣(71、72)，在第一、第二壳瓣(71、72)中的任意一个壳瓣的长度方向的一端的外壁上设有用于接应所述拉杆座(5)的拉杆座接应机构(73)，所述的拉杆座(5)与拉杆座接应机构(73)相配合。

3.根据权利要求2所述的断路器电磁式短路保护装置，其特征在于所述的拉杆座接应机构(73)包括座腔(731)、榫柱(732)和定位槛(733)，座腔(73)构成于所述第一壳瓣(71)上，榫柱(732)延设于座腔(731)上，定位槛(733)对应于座腔(73)的下方，所述的拉杆座(5)的高度方向的一侧的近中部开设有一榫柱孔(52)，拉杆座(5)的底部开设有一定位槛跨接槽(53)，所述的榫柱(732)榫入于榫柱孔(52)内，而所述的定位槛(733)对应于定位槛跨接槽(53)内。

4.根据权利要求1所述的断路器电磁式短路保护装置，其特征在于所述的弹性元件支承座(511)位于所述拉杆腔(51)的底部，而拉杆腔(51)的左右腔壁的上部各具有一挡突(512)，一对挡突(512)彼此对应，拉杆腔(51)的前后腔壁的高度方向的居中部位各开设有一导槽(513)，一对导槽(513)彼此对应。

5.根据权利要求4所述的断路器电磁式短路保护装置，其特征在于所述的衔铁座(23)上开设有衔铁槽(231)，所述的衔铁(3)嵌置在衔铁槽(231)内。

6.根据权利要求4所述的断路器电磁式短路保护装置，其特征在于所述的拉杆(21)的底端端面上延设有一弹性元件定位凸台(213)，在拉杆(21)的一对面对面的壁体上各延设有一挡突缘(212)，挡突缘(212)与所述的挡突(512)相配合并且由挡突(512)阻挡，在拉杆(21)的另一对面对面的壁体上各延设有导条(211)，一对导条(211)与所述的一对导槽(513)相滑配。

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