CN102800539B - 具有限流装置的小电流塑壳断路器可动静触头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有限流装置的小电流塑壳断路器可动静触头结构，限流装置由连续的三部分组成，或由依次连接的三部分组成，第一部分是最右侧的进线端部分，第三部分与可动静触头相连接并位于可动静触头的下方，第二部分是由连续的第一折弯面、第二折弯面、第三折弯面组成的倒U型结构，第一折弯面和第二折弯面分别跨接于第一部分、第三部分之间的前侧或后侧，第二折弯面的高度始终高于动触头；静触头上的静触点和动触头上的动触点位于第一折弯面与第三折弯面的左右对称中心处；在增加触头区域的磁场的基础上又可增加整个断路器的回路电阻，提高断路器的限流性能，且可以保证动、静触头更加快速地斥开。

Description

具有限流装置的小电流塑壳断路器可动静触头结构

技术领域

本发明涉及一种低压电气技术领域中的小电流塑壳断路器，具体涉及小电流塑壳断路器的静触头结构，属于低压电气技术领域。

背景技术

目前，根据负载的性质以及负载所需要的保护功能，以额定电流32A以下为主的小电流塑壳断路器还在大量使用。传统的小电流塑壳断路器为了实现其分断指标，减少分断时的实际电流，保护内部元件不被烧损，一般采用增大内部回路电阻的方式达到限流的目的。为了增加限流电阻，达到限流的目的，通常将断路器导电回路部件设计成以下三种结构：第一种结构是将断路器的静触头设计成类似盘曲的蛇形，增长从连接排到静触点的长度，从而增大电阻；第二种结构是将连接排与静触头设计成分体式，将连接排与静触头通过S型的发热电阻合金连接在一起，从而增大断路器的电阻；第三种结构是将断路器内部的发热元件设计成弯曲结构或在发热元件端增加电阻元件来增大回路电阻。在第一种结构中，静触头的材料利用率不高且加工难度大，精度很难把握；第二种结构中，S型的发热电阻合金与静触头和连接排之间需要做两道连接，既增加安装工序且可靠性下降；第三种结构中，由于只是增加发热元件局部的电阻，会导致发热元件局部温度过高，使发热元件易先烧损，导致小电流塑壳断路器单相不能导通，影响断路器的使用性能。

在现有的小电流塑壳断路器的静触头结构中，为了增加磁吹，保证可靠地熄灭电弧，一般采用上进线静触头结构。例如Moeller公司申请的专利US 6518530B2中描述了一种固定静触头装置上带有的上进线结构，这种结构如图1所示，该上进线结构的导电回路包括一个静触头和两个电流回路，这两个电流回路相对于静触头的中心对称面左右对称，各自沿垂直于静触头平面的方向向静触头的上方延伸，且均形成带状结构；该导电回路由于采用左右对称地的两个电流回路，所以在有电流流过时，其相当于将两个相同阻值的电阻并联，两个电流回路的电阻只有单边电流回路的电阻的一半，导致电阻值减小，所以将该上进线结构用在小电流塑壳断路器中时，只能起到增强磁吹的目的，并不能增加小电流塑壳断路器内部的电阻，起不到限流作用。 

在目前具有上进线的结构中静触头都采用固定式，而固定静触头的塑壳断路器在分断时，仅依靠动触头斥开，动触头与静触头分开的速度较慢，电弧不能很快地熄灭，导致开关分断能力不高，断路器有烧损的危险。

发明内容

为了解决现有小电流塑壳断路器限流的问题，本发明提出一种具有限流装置的小电流塑壳断路器触头结构，既可以增强静触头区域的磁场又可以增加小电流塑壳断路器的回路电阻，实现回路限流。

本发明采用的技术方案是：本发明由静触头支架、限流装置、动触头及可动静触头组成，静触头支架固定连接可动静触头，动触头位于可动静触头的上部，所述限流装置由连续的第一、第二、第三部分组成，第一部分是最右侧的进线端部分，第三部分位于第一部分的左侧，且第三部分与可动静触头相连接并位于可动静触头的下方，第二部分是由连续的第一折弯面、第二折弯面、第三折弯面组成的倒U型结构，第二部分跨接于第一部分、第三部分之间的前侧或后侧，第二折弯面的高度始终高于动触头；可动静触头上的静触点和动触头上的动触点位于第一折弯面与第三折弯面的左右对称中心处，所述第一部分和第三部分固接静触头支架，第三部分是由第一凸台、第四折弯凸台、第五折弯凸台及从第一凸台的中间部分向着进线端方向水平延伸的第二凸台组成，第二凸台通过其它导电件连接可动静触头；由第一凸台、第四折弯凸台与第五折弯凸台组成倒置的U型形状，第一凸台呈水平状，第四、第五折弯凸台均呈垂直状，当第二部分跨接于第一部分、第三部分之间的前侧，第四折弯凸台与所述第三折弯面的最下端连接，当第二部分跨接于第一部分、第三部分之间的后侧，第五折弯凸台与所述第三折弯面的最下端连接。

第一部分的下部是由三段折弯凸台组成的倒置的U型形状，第一折弯凸台与第一部分的中部相接且向着出线端方向水平延伸，第二折弯凸台和第三折弯凸台为U型形状的两侧垂直状凸台，第二折弯凸台和第三折弯凸台相对于第一部分的上部和中部均呈前、后侧对称；当第二部分跨接于第一部分、第三部分之间的前侧，第三折弯凸台与第一折弯面的最下端连接，当第二部分跨接于第一部分、第三部分之间的后侧，第二折弯凸台与第一折弯面的最下端连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用可动静触头，可动静触头结构可以增大触头开距，使电弧拉的更长，保证可靠地熄灭电弧。由于本发明可动静触头中的限流装置的长度较长，从限流装置上流过的电流仅沿着一个方向流过，且限流装置中有一段使用了电阻合金材料，所以本发明在增加触头区域的磁场的基础上又可以增加整个断路器的回路电阻，不会使发热元件由于局部温度过高而导致其烧损，提高断路器的限流性能。

2、在开关刚通电且动、可动静触头未打开时，限流装置的第二部分的第二折弯面上流过的电流与可动静触头上流过的电流相反，与动触头上流过的电流相反。由于可动静触头向下斥开且可动，所以可动静触头会受到斥力向下运动。而动触头会受到向上的吸引力向着远离可动静触头的方向运动，这样可以保证动、静触头更加快速地斥开。

3、在动、可动静触头打开一小段距离产生电弧时，限流装置的第一折弯面与第三折弯面上流过的电流分别可以使电弧受到吸引力与斥力，可以保证电弧快速地从静触头上转移，从而减少触点的烧损。

4、本发明能够提高材料的利用率，降低生产成本。

附图说明

图1是背景技术中专利US 6518530B2的上进线结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是图2中限流装置1的结构示意图；

图4是图2中可动静触头支架2的结构示意图；

图5是本发明在刚通电且动、可动静触头还未打开时的状态图以及电流流向示意图；

图6是本发明在通电后且动、可动静触头刚打开并开始产生电弧时的状态图以及电流流向示意图。

图中：

1.限流装置；2. 可动静触头支架；3.动触头；4.可动静触头；

11.限流装置的第二部分；12.限流装置的第一部分；13. 限流装置的第三部分；

21.第一通槽；22.第二通槽；31.动触点；41.静触点；

111.第一折弯面；112.第二折弯面；113. 第三折弯面；

121.第一折弯凸台；122.第二折弯凸台；123.第三折弯凸台；

131.第四折弯凸台；132. 第五折弯凸台；133.第一凸台；134.第二凸台。

具体实施方式

如图2所示，本发明由可动静触头支架2、限流装置1、动触头3以及可动静触头4组成。可动静触头支架2固定连接可动静触头4和限流装置1，动触头3位于可动静触头4的上部，动触头3上的动触点31与静触头4上的静触点41相互断开和接触，实现电流分合。

如图2-3所示，限流装置1由连续的第一、第二、第三部分组成，也可以是由第一、第二、第三这三部分依次相连接组成。第一部分12在最右侧，是进线端部分。第三部分13位于第一部分的左侧，第三部分13与可动静触头4相连接，且位于可动静触头4的下方。第二部分11呈倒置的U型，跨接于第一部分12和第三部分13之间的前侧或后侧，也位于动触头3和可动静触头4的前侧或后侧，且当动触头3不论处于何种状态和位置时，第二部分11都高于动触头3。限流装置1由第一部分12和第三部分13固定在可动静触头支架2上。

第一部分12呈Z字型结构，Z字型结构上部呈水平状，中部呈垂直状，Z字型下部是倒置的U型形状，该倒U型由三段折弯的凸台组成，即第一折弯凸台121、第二折弯凸台122、第三折弯凸台123，其中第一折弯凸台121为倒U型的上凸台，第一折弯凸台121是向着出线端方向水平延伸的一段凸台，与Z字型结构的中部相接，第二折弯凸台122和第三折弯凸台123为倒U型的两侧凸台，呈垂直状，即第二折弯凸台122与第三折弯凸台123是从第一折弯凸台121的前后两端向下垂直折弯的两段凸台，第二折弯凸台122和第三折弯凸台123相对于Z字型结构的上部和中部均呈前、后侧对称。

限流装置1的第二部分11使用电阻合金材料加工，这种材料可以在该结构的基础上更加增加整个回路的电阻，起到很好的限流作用。第二部分11的倒U型结构由连续的三段折弯面组成，分别是第一折弯面111、第二折弯面112、第三折弯面113。静触点41与动触点31位于第一折弯面111与第三折弯面113的左右对称中心处，这样可保证动静触头斥开产生的电弧快速地熄灭，起到增强磁场的作用。当动触头3不论处于何种状态，第二折弯面112都应该高于动触头3，否则第二折弯面112将起到反向的作用，使动触头3受到向下的吸力，不能快速打开，影响断路器的性能。第一折弯面111的最下端与第一部分12的后侧的第二折弯凸台122（或前侧的第三折弯凸台123）通过铆接或焊接等方式固定连接在一起。第三折弯面113的最下端连接第三部分13，第三折弯面113可以设置成由3-5段折弯段组成，以加长电流流经的长度。在动触头3还未打开时，使第二折弯面112上流过的电流方向与动触头3上流过的电流方向相同，与可动静触头4上流过的电流方向相反。在动触头3、可动静触头4打开时，将产生电弧，使第一折弯面111的电流方向与电弧的电流方向相同，第三折弯面113的电流方向与电弧的电流方向相反。

限流装置1的第三部分13是由第一凸台133，第四折弯凸台131、第五折弯凸台132以及从第一凸台133的中间部分向着进线端方向水平延伸的第二凸台134组成，第二凸台134通过导电件与可动静触头4相连接，可动静触头4采用可动静触头，可以增大触头开距，使电弧拉的更长，保证可靠地熄灭电弧。后侧的第五折弯凸台132（或前侧的第四折弯凸台131）与第二部分11的第三折弯面113的下端通过铆接或焊接等方式相互连接在一起。第一凸台133，第四折弯凸台131与第五折弯凸台132三者之间呈倒置的U型形状，第一凸台133呈水平状，第四折弯凸台131与第五折弯凸台132呈垂直状，且第一凸台133与第一部分12中的第一折弯凸台121平行。这样可以保证整个限流装置1可以很好地固定在可动静触头支架4上。

如图4所示，可动静触头支架2上设置有第一通槽21以及第二通槽22。其中限流装置1的第一部分12的第一折弯凸台121安装在静触头支架的第二通槽22中，而第二折弯凸台122与第三折弯凸台123则卡在第二通槽22的前、后两个侧面上。限流装置1的第三部分13的第一凸台133安装在静触头支架2的第一通槽21中，其中第四折弯凸台131与第五折弯凸台132卡在第一通槽21的前、后两个侧面上，这样就可以保证可靠地固定限流装置1，安装好的结构如图2中所示。

如图5所示，电流从限流装置1的进线端部分即第一部分12端流进，通过第二部分11流到第三部分12，最后通过第三部分13流至可动静触头4。限流装置1上流过的电流只有一个方向，限流装置1的三部分相当于三段串联的电阻，这样就增大了整个限流装置1的电阻值，提高限流性能。在本发明中，限流装置1的第二部分11还采用电阻合金材料，在原有结构的基础上又可增加电阻。

本发明在工作时，如图5中所示，断路器在刚开始通电，动触头3还未打开时，由于动触头3上流过的电流方向与第二部分11的第二折弯面112上流过的电流方向相同，所以动触头3受到一个吸引力，该吸引力的方向竖直向上，将动触头3向限流装置1的顶部吸引。这个力保证动触头3可以快速打开，提高断路器的分断性能。在该状态下，由于静触头装置中的可动静触头4是可动的，且可动静触头4上流过的电流方向与第二部分11的第二折弯面112上流过的电流方向相反，所以静触头4受到一个向下的斥力朝着反向运动，这个力保证可动静触头4更加快速地打开。由于动触头3和可动静触头4同时受到向各自运动方向的力，所以会使触头的更加快速地打开，使断路器的性能更加优良。

如图6所示，当动触头3、可动静触头4从图5的状态打开到图6的状态时，将产生电弧，由于电弧的电流方向与第二部分11的第一折弯面111的电流方向相同，所以电弧会受到限流装置1的第一折弯面111的吸引力，朝着弧角方向运动。而电弧的电流方向又与限流装置1的第三折弯面113的电流方向相反，所以会受到一个斥力，该斥力的方向与吸引力的方向一致，让电弧朝着弧角运动，这样可以保证更加快速地转移电弧，保护断路器的触点，提高断路器的性能。

本发明结构简单，安装方便。可以有效地解决由于小电流塑壳断路器中发热元件电阻值过高，导致发热元件局部温度过高烧损而使断路器无法正常接通的问题，并且可进一步地快速地使动、静触头打开，使电弧充分进入灭弧室且由于限流装置1的结构以及其所使用的材料，所以会使整个断路器的电阻有很大的增加，电阻增加后整个断路器的限流性能也将有很大的提高。

Claims (2)

1.一种具有限流装置的小电流塑壳断路器可动静触头结构，由静触头支架（2）、限流装置（1）、动触头（3）及可动静触头（4）组成，静触头支架（2）固定连接可动静触头（4），动触头（3）位于可动静触头（4）的上部，所述限流装置（1）由连续的第一、第二、第三部分组成，第一部分（12）是最右侧的进线端部分，第三部分（13）位于第一部分（12）的左侧，且第三部分（13）与可动静触头（4）相连接并位于可动静触头（4）的下方，第二部分（11）是由连续的第一折弯面（111）、第二折弯面（112）、第三折弯面（113）组成的倒U型结构，第二部分（11）跨接于第一部分（12）、第三部分（13）之间的前侧或后侧，第二折弯面（112）的高度始终高于动触头（3）；可动静触头（4）上的静触点（41）和动触头（3）上的动触点（31）位于第一折弯面（111）与第三折弯面（113）的左右对称中心处，所述第一部分（12）和第三部分（13）固接静触头支架（2），其特征是：

第三部分（13）是由第一凸台（133）、第四折弯凸台（131）、第五折弯凸台（132）及从第一凸台（133）的中间部分向着进线端方向水平延伸的第二凸台（134）组成，第二凸台（134）通过其它导电件连接可动静触头（4）；由第一凸台（133）、第四折弯凸台（131）与第五折弯凸台（132）组成倒置的U型形状，第一凸台（133）呈水平状，第四、第五折弯凸台（131、132）均呈垂直状，当第二部分（11）跨接于第一部分（12）、第三部分（13）之间的前侧，第四折弯凸台（131）与所述第三折弯面（113）的最下端连接，当第二部分（11）跨接于第一部分（12）、第三部分（13）之间的后侧，第五折弯凸台（132）与所述第三折弯面（113）的最下端连接。

2.根据权利要求1所述的具有限流装置的小电流塑壳断路器可动静触头结构，其特征是：第一部分（12）的下部是由三段折弯凸台组成的倒置的U型形状，第一折弯凸台（121）与第一部分（12）的中部相接且向着出线端方向水平延伸，第二折弯凸台（122）和第三折弯凸台（123）为U型形状的两侧垂直状凸台，第二折弯凸台（122）和第三折弯凸台（123）相对于第一部分（12）的上部和中部均呈前、后侧对称；当第二部分（11）跨接于第一部分（12）、第三部分（13）之间的前侧，第三折弯凸台（123）与第一折弯面（111）的最下端连接，当第二部分（11）跨接于第一部分（12）、第三部分（13）之间的后侧，第二折弯凸台（122）与第一折弯面（111）的最下端连接。