CN103021750B - 带有气动脱扣装置的低压断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有气动脱扣装置的低压断路器，包括由底座、壳体，底座上并行设有多个独立的单极接触装置，在其中一个单极接触装置上固定有带有解扣牵引杆的断路器的操作机构，单极接触装置包括第二外壳、两端均设有一动触点的动触桥和与动触点相对应的静触点，带有动触点的动触桥可作上下直线运动，使两个动触点和与之对应的静触点分别接通或断开，动触点、静触点和第二外壳之间形成灭弧区，在两相邻的单极接触装置之间设有气动脱扣装置，该气动脱扣装置检测安装在其两侧的单极接触装置的灭弧区内的气体压力，并在气体压力超过预定的阈值时驱动操作机构解扣。与现有技术相比，本发明具有加快断路器的短路分断速度，提高短路分断能力等优点。

Description

带有气动脱扣装置的低压断路器

技术领域

本发明涉及一种低压断路器，尤其是涉及一种带有气动脱扣装置的低压断路器。

背景技术

低压断路器用来为低压配电系统或用电设备的运行进行控制和保护，防止电路中出现如过载或短路等原因引起的过电流现象对用电设备或电路本身造成损坏。

某段电路中发生过电流时，在达到或超过预先设置的某个断开阈值时，控制该段电路的断路器就要自动打开，切断故障电路，以免故障扩大。

断路器切断电流、特别是短路电流时，将承受很大的电动力和热效应，所以，特定的断路器分断电流的能力是有限的。

随着用电设备容量的快速增长，要求断路器分断短路电流的能力也大幅提高，因此，在断路器上适宜于切断较大短路电流的接触装置不断出现。

人们发现，电路出现短路故障时，在短路电流尚未达到峰值前利用断路器动静触点之间产生的电动斥力打开接触元件，通过动静触点之间产生的电弧，在电路中引入电弧电阻，从而制约短路电流的增加，能使断路器分断预期短路电流的能力大大提高，这就是现在人们所熟知的限流技术。

断路器使用限流技术的关键是在电弧产生之后如何使断路器快速断开电路，现有的技术是利用电磁脱扣技术或气动脱扣技术实现这一目标。

所述的电磁脱扣技术，就是当断路器的电路中通过短路电流时，脱扣装置的衔铁在由大电流所产生的磁场作用下产生运动，进而推动操作机构脱扣，使断路器分断。所述的气动脱扣技术则是利用短路发生时，断路器接触元件打开瞬间引燃电弧所产生高压气体的压力，通过活阀推杆推动操作机构脱扣。两者相比之下，由于电磁脱扣装置动作时需要通过多级机构提供脱扣驱动力，因此动作时间相对而言较长，而采用气动脱扣技术则驱动环节较少，能更快捷地推动断路器分断，因此短路保护效果更为显著。

中国专利CN2476875Y描述了一种带有脱扣装置的单极接触模块，该方案引入一种采用直动式双断点接触元件的模块化单极组件，克服了传统回转式触头系统由于其操作机构推动力的方向与驱动轴的运动方向不能保持始终一致，动触头在作旋转运动时所受到的力与其运动方向形成一个夹角，在运动部件之间产生摩擦力致使造成双断点的两个触点压力不一致的问题。直动式双断点接触元件具有可以上下运动的动触头，由于其运动方向与受力方向一致，免除了触头在运动过程中所遇到的大部分摩擦力，使机构的运动能不受阻碍地转换为触头的运动。但该方案采用了电磁脱扣原理使断路器断开的技术，人们现在知道，利用气动脱扣技术可以使断路器的脱扣速度更快。

中国专利授权公告号CN1041361C描述了一个采用双断点接触元件和气动脱扣技术的模制机壳低压断路器系列，这是一个带旋转式双断点接触组件的断路器，其缺点是所有的接触组件共用一个气动脱扣器，高压气体通道中间环节多，结构复杂且气密性差，造成各极脱扣推力不等，临界动作电流不一致。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种加快断路器的短路分断速度，提高短路分断能力的带有气动脱扣装置的低压断路器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：带有气动脱扣装置的低压断路器，包括由底座1、第一第一外壳2和盖3组成的壳体，所述的底座1上并行设有多个独立的单极接触装置11，在其中一个单极接触装置11上固定有带有解扣牵引杆42的断路器的操作机构41，所述的单极接触装置11包括第二外壳、两端均设有一动触点15的动触桥14和与动触点15相对应的静触点16，动触桥14在操作机构41的控制下上下移动，由此使二组动、静触点之间就产生了双重接通和断开的效果，所述的动触点15、静触点16和第二外壳之间形成灭弧区17，其特征在于，在两相邻的单极接触装置11之间设有气动脱扣装置21，该气动脱扣装置21检测安装在其两侧的单极接触装置11的灭弧区17内的气体压力，并在气体压力超过预定的阈值时驱动操作机构41解扣。

所述的气动脱扣装置21包括第三第三外壳23、带有活阀26的杠杆27及弹簧25，所述的杠杆27通过轴34固定在第三第三外壳23上，杠杆27的一端伸出第三第三外壳23连接解扣牵引杆42，与杠杆27连接的活阀26留在第三第三外壳23内部的一个封闭小室(24)内，该活阀26通过弹簧25与第三第三外壳23连接，所述的第三第三外壳23上设有两个空心凸台31，分别伸入相邻单极接触装置11的灭弧区17，连通灭弧区17与密封小室24。

所述的气动脱扣装置21还包括隔板29，该隔板29将封闭小室24的前半部分一分为二，使得从相邻的两个单极接触装置11灭弧区17引出的气体不直接接触。

所述的空心凸台31底部套有密封垫32。

所述的密封垫32为圆环形。

与现有技术相比，本发明由于在现有的直动式双断点单极接触装置上使用气动脱扣技术以加快断路器的短路分断速度，提高短路分断能力，充分发挥了现有直动式双断点结构上的优势，此外，因为各个单极接触装置的灭弧区上用于检测灭弧区压力的通气孔均配置了气动脱扣装置与其直接相连，缩短了高压气体的通道，并加强了密封措施，所以克服了现有技术的各极脱扣推力差异和临界脱扣电流不等的缺点。

附图说明

图1为本发明的断路器的外部结构示意图；

图2为本发明的断路器的结构示意图；

图3为单极接触装置的结构示意图；

图4为单极接触装置的结构分解示意图；

图5为气动脱扣装置的示意图；

图6为气动脱扣装置的结构分解示意图；

图7为单极接触装置与断路器操作机构、气动脱扣装置联接的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

参见图1、图2，断路器由底座1、第一外壳2和盖3组合而成一个壳体。多个单极接触装置11平行地安装于断路器的底座1内，在其中一个单极接触装置11上，固定着带有解扣牵引杆42的操作机构41，操纵操作机构41的扳手43，断路器可以接通或断开电路。在两个相邻的单极接触装置11之间，配有所述的气动脱扣装置21，断路器脱扣时，气动脱扣装置21上的杠杆27推动操作机构41上的解扣牵引杆42，使操作机构41解扣，从而断路器的动静触点分开，使电路断开。

再参见图3、图4，断路器的单极接触装置11内具有双断点接触元件19，包括一个在二端各带有一个动触点15的动触桥14，以及与动触点15相对应的两个静触点16。动触桥14由触头支持46支承，触头支持46被第二外壳的两个侧壁48导向，使其只能上下移动，该第二外壳包括第二外壳左壳12和第二外壳右壳13。触头支持46的中部有一垂直于动触桥14的横向贯穿孔47，操作机构41的连杆44穿过其中，驱动触头支持46和动触桥14上下移动，从而使断路器的动静触点分开或闭合。双断点接触元件19由单极接触装置11的第二外壳加以封闭，第二外壳内还包括用于熄灭动静触点断开时所产生电弧的灭弧装置20。在单极接触装置11的灭弧区17，第二外壳对着气动脱扣装置21一侧的壁上有孔18，接纳气动脱扣装置21上的空心凸台31。

参见图5、图6，气动脱扣装置21的第三外壳23是密封的，内部有一个封闭小室24。第三外壳23两侧外壁各有一个空心凸台31，空心凸台31上的管道22分别与位于其左右两侧的单极接触装置11第二外壳的壁上的孔18相联通，封闭小室24通过管道22与气动脱扣装置21相邻两侧的单极接触装置11的灭弧区17连接，使气动脱扣装置21封闭小室24内的气体压力与单极接触装置11灭弧区17的气体压力相等，当单极接触装置11灭弧区17内的气体压力提高到超过弹簧25所确定的脱扣阈值时，气体压力将推动活阀26带着杠杆27绕轴34转动，杠杆27的一端从气动脱扣装置21第三外壳23上部的槽28穿出，推动断路器的操作机构41上的解扣牵引杆42解扣。脱扣阈值时根据实际情况认为设定的。气动脱扣装置21的封闭小室24内，有一个隔板29，隔板29将封闭小室24的前半部分一分为二，使得从相邻的两个单极接触装置11灭弧区17引出的气体不直接接触。气动脱扣装置21上空心凸台31底部的周边有一个密封垫32，使得单极接触装置11与气动脱扣装置21的接触面上无气体泄漏，保证单极接触装置11灭弧区17的气体压力与气动脱扣装置21的封闭小室24内的气体压力相等。

参见图7，断路器的操作机构41用销45固定在位于中央的单极接触装置11上，气动脱扣装置21则通过空心凸台31及孔33与单极接触装置11上的孔18及凸台49连接定位，所以，断路器的操作机构41与气动脱扣装置21的位置相对固定，不能移动。操动操作机构41的扳手43，操作机构41的连杆44穿过触头支持46的中部的横向贯穿孔47，驱动触头支持46和动触桥14上下移动，从而实现断路器的动静触点分开或闭合，断路器接通或断开电路。当任一个单极接触装置11灭弧区17内的气体压力超过与其相邻的气动脱扣装置21中弹簧25所确定的脱扣阈值时，气体压力将推动活阀26带着杠杆27向前移动，杠杆27的一端从气动脱扣装置21第三外壳23上部的槽28穿出，推动断路器的操作机构41上的解扣牵引杆42，使操作机构41解扣，连杆44驱动触头支持46和动触桥14往上移动，使得断路器的动静触点分开，断开电路。

Claims (3)

1.带有气动脱扣装置的低压断路器，包括由底座(1)、第一外壳(2)和盖(3)组成的壳体，所述的底座(1)上并行设有多个独立的单极接触装置(11)，在其中一个单极接触装置(11)上固定有带有解扣牵引杆(42)的断路器的操作机构(41)，所述的单极接触装置(11)包括第二外壳、两端均设有一动触点(15)的动触桥(14)和与动触点(15)相对应的静触点(16)，带有动触点(15)的动触桥(14)可作上下直线运动，使两个动触点(15)和与之对应的静触点(16)分别接通或断开，所述的动触点(15)、静触点(16)和第二外壳之间形成灭弧区(17)，其特征在于，在两相邻的单极接触装置(11)之间设有气动脱扣装置(21)，该气动脱扣装置(21)检测安装在其两侧的单极接触装置(11)的灭弧区(17)内的气体压力，并在气体压力超过预定的阈值时驱动操作机构(41)解扣；

所述的气动脱扣装置(21)包括第三外壳(23)、带有活阀(26)的杠杆(27)及弹簧(25)，所述第三外壳(23)是密封的，所述的杠杆(27)通过轴(34)固定在第三外壳(23)上，杠杆(27)的一端伸出第三外壳(23)，连接解扣牵引杆(42)，与杠杆(27)连接的活阀(26)留在第三外壳(23)内部的一个封闭小室(24)内，该活阀(26)通过弹簧(25)与第三外壳(23)连接，所述的第三外壳(23)上设有两个空心凸台(31)，分别伸入相邻单极接触装置(11)的灭弧区(17)，连通灭弧区(17)与封闭小室(24)，使封闭小室(24)内的气体压力与灭弧区(17)的气体压力相等，当灭弧区(17)内的气体压力提高到超过弹簧(25)所确定的脱扣阈值时，气体压力将推动活阀(26)带着杠杆(27)绕轴(34)转动，杠杆(27)的一端从第三外壳(23)上部穿出，推动断路器的操作机构(41)解扣；

所述的气动脱扣装置(21)还包括隔板(29)，该隔板(29)将封闭小室(24)的前半部分一分为二，使得从相邻的两个单极接触装置(11)灭弧区(17)引出的气体不直接接触。

2.根据权利要求1所述的带有气动脱扣装置的低压断路器，其特征在于，所述的空心凸台(31)底部套有密封垫(32)。

3.根据权利要求2所述的带有气动脱扣装置的低压断路器，其特征在于，所述的密封垫(32)为圆环形。