CN101625940B - 双断点微型断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双断点微型断路器，包括外壳、上下接线端子、操作机构、脱扣机构、磁脱扣系统、热脱扣系统、接触部系统、灭弧系统。接触部系统包括两对接触部，两移动接触部连接，使得两对接触部相串联并且流过的电流方向相反；灭弧系统包括上、下灭弧室、引弧片，上、下灭弧室沿断路器宽度方向布置；两个移动接触部引弧片的一端位于移动接触部，另端分别延伸至上、下灭弧室；在两个移动接触部引弧片上位于移动接触部与灭弧室之间的部分由内嵌金属板的绝缘隔板间隔，使得两接触部之间形成两个相对独立的灭弧系统。本发明分断性能高、具有标准模数宽度、电路连接简单、可靠性高、成本低的优点。
Description
双断点微型断路器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种双断点微型断路器。
背景技术
[0002] 随着电力工业和用电水平的不断提高对断路器性能、质量、品种等要求也越来越高，现实情况迫切要求开发可靠性高、分断能力强、小型化的断路器，在发生故障时，应确保断路器能够快速分断，防止系统中发生任何故障或误操作。以前的断路器大多为单断点结构，其分断能力和限流性能已经无法满足现代电力设备的需求。近年来出现的新一代断路器都在体积尽可能小的情况下采用了双断点触头系统双断点开断的电弧电压是两个断口的电弧相加，具有2倍的弧柱电压和短弧电压，能够显著提高分断能力，大幅降低触头磨损。但双断点触头系统同时增加了断路器结构的复杂性，因此，对于标准模数宽度的微型断 路器，提闻单位体积的分断能力是有待解决的关键问题之一。
[0003] 现有的双断点微型断路器主要采用平行双断点结构，中国专利ZL02802250. 5 “小型断路器杆”公开了一种宽度等于基本模数的双断点微型断路器。其特征在于：固定的和移动的接触装置包括第一对接触部和第二对接触部其中第一对接触部具有第一固定接触部和第一移动接触部，第二对接触部具有第二固定接触部和第二移动接触部。第一灭弧室和第二灭弧室分别与该第一和第二对接触部关联，该第一和第二对接触部彼此串联的电连接并且通过的电流具有相同的方向，具体连接方式见图I，其中：9为接线端子；14为双金属片；19为软连接；16为第一移动接触部；15为第一固定接触部；11为线圈；31为辅助导体第一部分；30为辅助导体第二部分；18为第二移动接触部；17为第二固定接触部。
[0004] 上述断路器的优点是显而易见的，它采用了双断点触头系统，在保持标准模数宽度相同的前提下，显著的提高了断路器的分断性能，同时两个结构上相互分离的移动接触部使得该断路器具备保护性脱开功能。然而，由于结构中增加了辅助导体，造成断路器电连接线路复杂并且电连接线路长，材料消耗量大，成本高；另一方面，两个移动接触部彼此结构上分开，结构复杂并且工作可靠性降低。
发明内容
[0005] 基于上述，本发明的目的在于解决现有双断点微型断路器中存在的电路连接复杂、可靠性低及成本高的问题，旨在提供一种分断性能高、具有标准模数宽度、电路连接简单、可靠性高、成本低的双断点微型断路器。
[0006] 为此，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种双断点微型断路器，包括：外壳、上下接线端子、操作机构、脱扣机构、磁脱扣系统、热脱扣系统、接触部系统、灭弧系统，其特征在于：
[0008] 所述接触部系统包括两对接触部，即由第一固定接触部和第一移动接触部组成的第一对接触部，以及由第二固定接触部和第二移动接触部组成的第二对接触部，第一移动接触部和第二移动接触部通过与中间移动接触部连接而形成叉形移动接触部，使得所述两对接触部相串联并且流过的电流方向相反；
[0009] 两对接触部组之间以绝缘隔板间隔，使得第一、第二接触部之间形成两个相对独立的灭弧系统；
[0010] 所述灭弧系统包括上灭弧室、下灭弧室、第一固定接触部引弧片、第二固定接触部引弧片、两个移动接触部引弧片，其中：
[0011] 上灭弧室、下灭弧室沿着断路器宽度方向布置并分别与两对接触部对应；
[0012] 第一固定接触部引弧片为磁轭上靠近灭弧室的一段；
[0013] 第二固定接触部引弧片的一端与第二固定接触部焊接，另端延伸至下灭弧室；
[0014] 两个移动接触部引弧片的一端位于移动接触部，另端分别延伸至上灭弧室、下灭弧室。
[0015] 进一步地，在本发明的实施措施中：
[0016] 所述隔板中嵌入金属板，以起到导磁和隔磁的作用。
[0017] 所述两个移动接触部引弧片上位于移动接触部附近的一段相互连通。
[0018] 所述上盖和基座的电弧区分别固定上导磁板、下导磁板，上导磁板作用于第一对接触部之间的电弧，下导磁板作用于第二对接触部之间的电弧。
[0019] 所述上导磁板、下导磁板的表面覆以绝缘板。
[0020] 所述的宽度约等于基本模数。
[0021] 本发明具有以下优点：
[0022] I.由于通过中间移动接触部将第一、第二移动接触部连为一体，因此不仅提高了断路器的分断能力，而且保证了两移动接触部终压力相同，提高了动作的一致性，同时整个电连接结构简单，电连接线路短，工作可靠；
[0023] 2.由于第二移动接触部和第二固定接触部之间电流流向构成一个相对封闭的区域当短路电流流过此区域时，将形成一个稳定的自磁场，因此大大加强了磁吹力，进一步提高了断路器的分断能力；
[0024] 3.由于在第一、第二对接触部之间设置了金属板，因此不仅在两对接触部之间形成两个相对独立的灭弧系统，能够屏蔽第一、第二对接触部间产生的电弧磁性，抑制电流断路时在接触部间产生电弧引起的接触点异常消耗，实现接触点寿命提高，而且能够起到支撑上下磁钢相对位置的作用。同时灭弧室在宽度方向上能做到最大，灭弧效果达到最好。
附图说明
[0025] 图I为现有技术方案电流流向示意图；
[0026] 图2为本发明微型断路器电流流向示意图；
[0027] 图3为第二移动、固定接触部之间电流流向示意图；
[0028] 图4为本发明断路器外形图；
[0029] 图5为本发明断路器结构示意图；
[0030] 图6为叉形移动接触部组示意图；
[0031] 图7为本发明断路器隔磁板示意图；
[0032] 图8为中间磁隔板示意图；
[0033] 图9为本发明灭弧系统示意图。具体实施方式
[0034] 下面结合附图作进一步说明。
[0035] 参照附图，本发明提供一种双断点微型断路器，主要包括：外壳、接线部分、操作机构、脱扣机构、磁脱扣系统、热脱扣系统、接触部系统和灭弧系统。其中：
[0036] 作为外壳之一的基座14是所有内部零件的安装及定位基准，盖上上盖后如图4所示，宽度D约等于基本模数18mm。上接线端子11是进线端，与电源相连；下接线端子I是出线端，与负载相连。手柄16是操作机构的一部分，操作者通过转动手柄能够控制断路器的合分。
[0037] 用于短路保护的磁脱扣系统主要包括线圈10、动铁芯、顶杆等，如图5所示，线圈 10的一端与上接线端子11电连接，另一端与第一固定接触部9电连接。当线路中出现短路电流时，流过线圈中的电流产生的磁场使动铁芯朝静铁芯方向运动，与动铁芯铆接一体的顶杆撞向脱扣机构，导致固定接触部和移动接触部分离，断路器断开。
[0038] 用于过载保护的热脱扣系统主要包括双金属片19、双金属片固定板20、调节螺钉21等。双金属片一端通过软连接与下接线端子I电连接，另一端通过软连接与第二固定接触部5电连接。当线路过载时，过载电流产生的热量引起双金属片弯曲，撞向脱扣装置，导致固定接触部和移动接触部分离，断路器断开。
[0039] 接触部系统包括两对沿着宽度方向布置的接触部，即由第一固定接触部和第一移动接触部组成的第一对接触部，以及由第二固定接触部和第二移动接触部组成的第二对接触部，且第一灭弧室和第二灭弧室分别与第一对接触部和第二对接触部关联。其中：两个固定接触部9、5分离，两个移动接触部8、6通过中间移动接触部7形成如图6所示的叉形移动接触部结构。第一固定接触部9与线圈10电连接，第二固定接触部5布置在第一固定接触部的下方，且通过软连接与双金属片19电连接，在第二固定接触部上设置一绝缘板；移动接触部布置在固定接触部的下侧，且第一移动接触部8和第二移动接触部6均点焊在作为操作机构一部分的中间移动接触部7上以实现电连接。电流从第一固定接触部流入，再从第二固定接触部流出，中间依次流过第一移动接触部和第二移动接触部。第一和第二对接触部彼此串联的电连接并且通过的电流方向相反，具体电流流向见图2，图中3为热脱扣系统。此结构不仅大大提高了断路器的分断能力，且电路连接方式简单，简化了断路器内部结构；同时两个移动接触部终压力相同，保证了动作的一致性，提高了工作可靠性。
[0040] 需要特别指出的是：根据本发明方案，第二移动接触部和第二固定接触部之间的电流流向构成一个相对封闭的区域，见图3 ：6为第二移动接触部，5为第二固定接触部，4为软连接，电流从第二移动接触部6流向第二固定接触部5，再从软连接4流出，从功能上来讲起到一圈线圈的作用。当短路电流流过此区域时，将形成一个稳定的自磁场，显著提高第二对接触部附近磁场大小，加强了磁吹力，有利于电弧迅速脱离接触部进入灭弧室，因此能够进一步提闻断路器的分断能力。
[0041] 灭弧系统主要包括上灭弧室13、下灭弧室12、引弧片等。其中上灭弧室13、下灭弧室12分别与两对接触部相关联，即上灭弧室13对应于第一对接触部组8-9，下灭弧室12对应于第二对接触部组5-6，且上灭弧室、下灭弧室沿着宽度D方向放置。为了引导电弧进入灭弧室，在每对接触部与其对应的灭弧室之间设置引弧片，其中：第一固定接触部引弧片27是利用磁轭28靠近灭弧室的一段；与第二固定接触部一体的第二固定接触部引弧片29，其一端点焊在第二固定接触部上，另一端延伸至下灭弧室12 ;因第一、第二移动接触部的电位相同，故第一移动接触部引弧片和第二移动接触部引弧片由一个成型的金属体来提供，称为移动接触部引弧片26，其一端位于第一、第二移动接触部右侧，另一端延伸至上、下灭弧室，该引弧片在移动接触部附近一小段连接为一体，而其余部分留出一定间隙以插入塑料材料制成的隔板22。隔板22的作用是将两个接触部组产生的两个电弧分隔开，设置在上灭弧室、第一对接触部组与下灭弧室、第二对接触部组之间。如图7和图8所示。
[0042] 有利的是，位于第一对接触部和第二对接触部之间的金属板23嵌入到隔板22中，分别起导磁和隔磁的作用。由于第一对接触部和第二对接触部之间的电流流向相反，因此断路器中所加磁钢30 (图5)的极性相反，即第一对接触部磁钢上S下N，第二对接触部磁钢下S上N。由以上分析可知：上下磁钢为NN极对接分布，存在相互斥力作用，因此无法稳定保持相对位置。金属隔磁板23使得第一、第二对接触部之间形成两个相对独立的灭弧系统，不仅能够屏蔽第一、第二对接触部间产生的电弧磁性，防止发弧点受电磁力作用产生偏移，抑制电流断路时在接触部间产生电弧引起的接触点异常消耗，实现接触点寿命提高；同时能够起到支撑上下磁钢相对位置的作用。并且金属材料制成的隔磁板23又会对电弧产生类似导磁板的作用。另两块导磁板24、25分别放置在基座和上盖的电弧区，固定在基座上的是下导磁板24，固定在上盖上的是上导磁板25。该两导磁板起同样的作用：增强电弧区的磁场，从而使电弧更容易进入灭弧室。其中下导磁板作用第二对接触部之间的电弧，而上导磁板则作用第一对接触部之间的电弧。在上、下导磁板上分别设置一塑料材料制成的绝缘板32、31。
[0043] 此三块导磁板只占固定接触部和移动接触部之间的电弧区的空间，而没有延伸到灭弧室区域，这样，不仅导磁板得到充分利用，更重要的是灭弧室在宽度D方向能做到最大，灭弧效果达到最好。
Claims (4)
1. 一种双断点微型断路器，包括： 外壳，由上盖和基座构成，作为内部零件安装定位之用； 上下接线端子，分别连接电源端和负载端； 操作机构，用于将断路器操作者的力矩传递给移动接触部； 脱扣机构，传递カ矩之用，用于将磁脱扣系统中的顶杆的动能以及热脱扣系统中双金属片的动能传递给操作机构，从而破坏所述操作机构的平衡状态； 磁脱扣系统，用于感测短路电流，并将短路信号传递给脱扣机构，使断路器脱扣； 热脱扣系统，用于感测过载电流，并将过载信号传递给脱扣机构，使断路器脱扣； 接触部系统，用以实现电路的通断； 灭弧系统，用于熄灭固定接触部和移动接触部之间断开时产生的电弧； 其特征在于： 所述接触部系统包括两对接触部，即由第一固定接触部和第一移动接触部组成的第一对接触部，以及由第二固定接触部和第二移动接触部组成的第二对接触部，第一移动接触部和第二移动接触部通过与中间移动接触部连接而形成叉形移动接触部，使得所述两对接触部相串联并且流过的电流方向相反； 两对接触部组之间以绝缘隔板间隔，使得第一、第二接触部之间形成两个相对独立的灭弧系统； 所述灭弧系统包括上灭弧室、下灭弧室、第一固定接触部引弧片、第二固定接触部引弧片、两个移动接触部引弧片，其中： 上灭弧室、下灭弧室沿着断路器宽度方向布置并分别与两对接触部对应，所述宽度约等于基本模数18mm ； 第一固定接触部引弧片为磁轭上靠近灭弧室的一段； 第二固定接触部引弧片的一端与第二固定接触部焊接，另端延伸至下灭弧室； 两个移动接触部引弧片的一端位于移动接触部，另端分别延伸至上灭弧室、下灭弧室，所述两个移动接触部引弧片上位于移动接触部附近的一段相互连通； 第二移动接触部和第二固定接触部之间的电流流向构成ー个相对封闭的区域，电流从第二移动接触部流向第二固定接触部，再从软连接流出，从功能上来讲起到一圈线圈的作用。
2.如权利要求I所述的双断点微型断路器，其特征在于： 所述隔板中嵌入金属板，以起到导磁和隔磁的作用。
3.如权利要求I或2所述的双断点微型断路器，其特征在于： 所述上盖和基座的电弧区分别固定上导磁板、下导磁板，上导磁板作用于第一对接触部之间的电弧，下导磁板作用于第二对接触部之间的电弧。
4.如权利要求3所述的双断点微型断路器，其特征在于： 所述上导磁板、下导磁板的表面覆以绝缘板。
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