CN101656178A - 一种带短路保护功能的触头系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带短路保护功能的触头系统，由躯壳和置于躯壳内的短路脱扣器(6)、铝推杆(7)、静触头(8)、触头支持(9)、动触头(10)、主电路弹簧(11)组成。短脱扣器包括：锁扣(1)、锁扣(2)、弹簧(4)、弹簧(5)、螺钉(3)和动铁心(6－2)。弹簧(4)与锁扣(1)和锁扣(2)相关联，当锁扣(2)处于固定状态，该反力弹簧将使得锁扣(1)沿L方向旋转。弹簧(5)与磁扼(6－1)相关联，在该干力弹簧的作用下，锁扣(2)将沿H方向旋转。螺钉(3)，与磁扼(6－1)相黏合，用于固定锁扣(1)、锁扣(2)及反力扭簧(4)、反力扭簧(5)。该发明方案采用双层锁扣脱扣设计，既能够有效避免由于短路脱扣器抖动造成触头弹跳而致使触头系统烧毁，又不影响系统的短路脱扣性能，大大提高产品质量和系统的可靠性。

Description

一种带短路保护功能的触头系统

技术领域

本发明涉及一种触头系统，尤其涉及一种带短路保护功能的触头系统，属于低压电器技术领域。

背景技术

触头系统是开关电器的必要组成部分，负责接通、承载和分断开关电器工作时主回路流过的电流。

控制与保护开关(CPS)是低压电器的一个新产品，CPS在单一的结构形式的产品上实现集成化的、内部协调配合的控制与保护功能，能够替代断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、起动器、隔离器等多种传统的分立器件。其触头系统不仅要接通、承载和分断正常条件下包括规定的运行过载条件下的电流，还要能够接通、在规定时间内承载并分断规定的非正常条件下的电流，如短路电流。因此其触头系统的设计显得尤为复杂和重要。

专利号为ZL 95227387.X的实用新型专利公开了一种控制与保护功能组合开关电器，它包含至少具有一组动、静触头的通断电路的机构；控制触头动作以通断电路的电磁传动机构；检测过电流并使触头断开的保护用冲击电磁机构；由容纳动、静触头的耐弧罩壳和设于其内的导磁删片组构成的灭弧室；串联在电磁传动机构线圈中的控制触头由操作机构进行控制，进而通断所述动、静触头，完成过载脱扣、短路脱扣、分励脱扣及脱扣后的再扣。

专利号为ZL 01238478.X的实用新型专利，公开了一种以模块形式集成为一体的控制与保护开关电器，包括底座、接触组、电磁传动机构、操作机构、隔离机构、过电流脱扣器、联锁机构、电流检测继电器。其接触组(触头系统)的构成与专利ZL 95227387.X相同。

以上述两份专利所公布的触头系统，能够受电磁系统的控制，接通、承载、分断正常工作和过载情况下的工作电流。其分断短路电流大概分为两个阶段：第一阶段：在短路电流的作用下，触头受螺管电磁铁的推动和触头之间的电斥力共同作用断开；第二阶段：在触头断开的同时，将信号传递给操作机构，操作机构带动电磁系统使电磁系统释放，使得触头保持在断开状态。

上述结构起到了极高的限流作用，采用该结构的开关体短路电流分断时间在3ms内，限流系数达0.2。但是在实际生产和使用过程中也存在以下问题：

在生产过程调试检验时，一般采用低电压大电流的方式进行动作特性的测试，由于在低电压和高电压情况下，触头分断电流时触头间的弧隙电压相差很大，对于直接采用短路脱扣线圈断开触头的结构的产品，在低电压情况下，短路脱扣线圈快速将触头断开，但由于保持触头断开的电磁传动机构本身动作存在的固有动作时间，不能与触头同步动作，这必将导致触点反复处于断开和接通状态，即触头反复分断和接通大电流，在短时间内就可以对触头系统造成严重损伤。

在产品使用过程中，在某些过流的情况下，如电动机起动时候，电流还未到产品短路保护的动作阀值，并不能把触头断开。但是短路脱扣线圈仍然会对顶杆产生电动力，该电动力传递给触头，使动触头产生弹跳，从而损伤触头系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种带短路保护功能的触头系统，该系统不仅能够有效接通、承载、分断正常、过载、短路工作电流，具有较高的限流系数，还能够有效避免由于触头弹跳造成的触头系统损伤和产品烧毁现象，可以提高产品的运行可靠性和产品质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种带短路保护功能的触头系统，包括：躯壳，该躯壳内装有：短路脱扣器(6)，用于检测短路电流，并在过阀值时发出动作指令；铝推杆(7)，用于将短路脱扣器的脱扣信号传递至触头系统；静触头(8)，用于传递主电路电流；触头支持(9)，用于固定动触头和联动铝推杆的脱扣力；动触头(10)，用于接通和分断主电路电流，该动触头为双断点结构；主电路弹簧(11)，对动触头产生超程和接触压力；短路脱扣器，该短路脱扣器包含有：锁扣(1)，如图1所示，用于对铝推杆进行限位，其与铝推杆产生的扣量为A；锁扣(2)，如图1所示，用于对铝推杆进行限位，其与铝推杆产生的扣量为B；弹簧(4)，反力扭簧，该扭簧与锁扣(1)和锁扣(2)相关联，如图3所示，假设锁扣(2)处于固定状态，该反力弹簧将使得锁扣(1)沿L方向旋转。弹簧(5)，反力扭簧，该弹簧与和磁扼(6-1)相关联，如图8所示，在该干力弹簧的作用下，锁扣(2)将沿H方向旋转。螺钉(3)，如图2所示，与磁扼(6-1)相黏合，用于固定锁扣(1)、锁扣(2)及反力扭簧(4)、反力扭簧(5)。动铁心(6-2)，用于发出短路脱扣信号，在短路电流超过阀值时，如图1所示，该动铁心沿M方向运行。

本发明的有益效果是：该发明方案采用双层锁扣脱扣设计，如图1所示，双层间主要区别在于A扣量大于B扣量。采用该方案，当大电流发生时，如没有达到动作阀值，先由锁扣2将其锁住，既能够有效避免由于短路脱扣器抖动造成触头弹跳而致使触头系统烧毁，又不影响系统的短路脱扣性能，大大提高产品质量和系统的可靠性。

下面结合附图和实施例对本发明作比较详细的说明。

附图说明

图1是本发明的内部结构(处于静止状态)示意图；

图2是本发明的短路脱扣器的全剖示意图；

图3是本发明的双层锁扣立体示意图；

图4是本发明的内部结构(短路脱扣器处于抖动状态)示意图；

图5是本发明的内部结构(短路脱扣器处于分断状态)示意图；

图6是本发明的短路脱扣器静止状态时与操作机构推板的示意图；

图7是本发明的短路脱扣器在抖动状态时与操作机构推板的示意图；

图8是本发明的短路脱扣器短路分断状态与操作机构推板的示意图。

具体实施方式

参照图1，这是本发明的内部结构(处于静止状态)示意图。

如图所示，触头系统在静止状态时，锁扣(1)和锁扣(2)与铝推杆产生的扣量分别为A、B，且B扣量小于A扣量。

在正常工作时，主电路电流从P1流入，经过动触桥，经过短路脱扣器，再从P2流出。

参照图2，这是本发明的短路脱扣器的全剖示意图。当流入主电路的电流接近于短路脱扣器(6)的动作阀值时，短路脱扣器(6)中的动铁心(6-1)必将在自身反力弹簧的作用下产生抖动，当抖动的距离大于如图1所示的尺寸G时，将直接对动触头(10)造成影响，即使得动触头(10)也产生抖动，同时由于主电路电流的存在而对触头本身造成损伤。

本发明方案采用了双层锁扣设计，如图1、图7所示的扣量B小于扣量G，当电路脱扣器(6)在零界电流产生抖动时，抖动的距离通过铝推杆(7)构成的杠杆传递至触头支持(9)，最终将短路脱扣器(6)的抖动传递至铝推杆和触头支持(9)在D点的结合面，如图4所示，当铝推杆(7)通过D点带动触头支持(9)沿M方向运动超过扣量B时，锁扣(2)在反力扭簧(5)的作用下沿H方向旋转，并在E点对铝推杆(7)进行限位，同时在F点对推板(12)作用，使推板(12)沿I方向运动断开电磁传动机构，电磁传动机构外加一作用力使触头支持(9)沿M方向运动，从而使动触头(10)断开主电路，如图7所示。

当流入主电路的电流远超过短路脱扣器(6)的动作阀值时，短路脱扣器(6)中的动铁心(6-1)将克服反力沿M方向运行，该运动距离通过铝推杆(7)构成的杠杆传递至触头支持(9)，最终将短路脱扣器(6)的抖动传递至铝推杆和触头支持(9)在D点的结合面，如图5所示，当铝推杆(7)通过D点带动触头支持(9)沿M方向运动超过扣量A时，动触头(10)在铝推杆(7)的用下将处于断开位置，其开距为扣量A减去扣量G，同时锁扣(2)在反力扭簧(5)的作用下沿H方向旋转，锁扣(1)在反力扭簧(4)的作用下也沿H方向旋转，即锁扣(1)和锁扣(2)都沿H方向旋转，锁扣(1)在E点对铝推杆(7)进行限位，以使得动触头(10)始终保持扣量A减去扣量G的开距状态，并且锁扣(2)在F点对推板(12)作用，使推板(12)沿I方向运动断开电磁传动机构，电磁传动机构外加一作用力使触头支持(9)沿M方向运动，从而使动触头(10)断开主电路，如图8所示。

本实施例的其他工作位置过程或原理可参考背景技术中的95227387.X和01238478.X的专利文献中的相关描述，在此不再赘述。

虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种带短路保护功能的触头系统，包括躯壳和置于躯壳内的短路脱扣器(6)、铝推杆(7)、静触头(8)、触头支持(9)、动触头(10)、主电路弹簧(11)，其特征在于：所述的脱扣器，包括锁扣(1)、锁扣(2)、反力扭簧(4)、反力扭簧(5)、螺钉(3)和动铁心(6-2)；所述的弹簧(4)与锁扣(1)和锁扣(2)相关联，当锁扣(2)处于固定状态，该反力弹簧将使得锁扣(1)沿L方向旋转；所述的弹簧(5)与磁扼(6-1)相关联，在该干力弹簧的作用下，锁扣(2)将沿H方向旋转；所述的螺钉(3)，与磁扼(6-1)相黏合，用于固定锁扣(1)、锁扣(2)及反力扭簧(4)、反力扭簧(5)。

2、如权利要求1所述的带短路保护功能的触头系统，其特征在于：锁扣(1)用于对铝推杆进行限位，其与铝推杆产生的扣量为A；锁扣(2)，用于对铝推杆进行限位，其与铝推杆产生的扣量为B；触头系统在静止状态时，B扣量小于A扣量。

3、如权利要求1所述的带短路保护功能的触头系统，，其特征在于：所述的动铁心(6-2)，用于发出短路脱扣信号，在短路电流超过阀值时，该动铁心沿M方向运行。

4、如权利要求1所述的带短路保护功能的触头系统，，其特征在于：所述的动触头(10)，用于接通和分断主电路电流，该动触头为双断点结构。

5、如权利要求1所述的带短路保护功能的触头系统，其特征在于：所述的铝推杆(7)，用于将短路脱扣器的脱扣信号传递至触头系统。

6、如权利要求1所述的带短路保护功能的触头系统，其特征在于：触头支持(9)，用于固定动触头和联动铝推杆的脱扣力。

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