CN103236379A - 直流快速断路器触头系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是直流快速断路器触头系统，它由上导电排、下导电排以及连接在上导电排和下导电排之间的动触头杆、操作机构和拨叉杆组成，下导电排两端面分别设有上部半圆槽和下部凹槽，动触头杆下端部位于上部半圆槽内，动触头杆相对上导电排的背面设有开口槽，动触头杆上开有容拨叉杆穿设的开孔，操作机构由弹簧筒、压缩弹簧、拉杆、滚子、滚轴及螺杆组成，拨叉杆水平设置，拨叉杆上设有与滚轴轴线同向的转动轴，拨叉杆上表面设有与滚子外缘接触的弧面；本发明省去了传统的轴销、软连接，结构简单，耗铜量少，体积小，运动质量轻，大大提高了触头分闸速度。

Description

直流快速断路器触头系统

技术领域

本发明涉及直流快速断路器触头系统，尤其是一种分闸速度较高的直流快速断路器。 

背景技术

断路器是电力系统运行中普遍的一种开关电器，它具有接通、分断和承载正常电路运行情况下电流的能力以及在所规定的非正常电路（例如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的能力。断路器是供电系统安全运行的保证，其工作的可靠性至关重要。 

直流快速断路器作为一种主电路保护开关，是一种高速限流空气断路器，当检测到线路中电流过大之后，快速断开动触头，并且在断开过程中快速灭弧，因此特别适合对机车车辆直流线路中电气设备进行保护，也可用作冶炼、采矿等工业领域、直流电机的保护断路器。 

现有的大多数直流快速断路器采用传统的触头系统，其动导电排和动触头杆之间采用销轴或软连接的连接方式，结构复杂，体积大，动作质量大，固有动作时间长，不利于快速排除回路中的短路故障；传统断路器分合闸操作采用拨叉杆加锁扣块的方式，在短路脱扣时，拨叉杆和锁扣块之间的摩擦力较大，从而要求外加的脱扣力较大，不利于触头系统快速分闸以及短路脱扣器的设计。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，体积小，动作速度快，分断能力强，工作状态稳定的直流快速断路器触头系统。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：直流快速断路器触头系统，它由上导电排、下导电排以及连接在上导电排和下导电排之间的动触头杆、操作机构和拨叉杆组成，所述的下导电排两端面分别设有上部半圆槽和下部凹槽，所述的动触头杆下端部位于上部半圆槽内，动触头杆相对上导电排的背面设有开口槽，动触头杆上开有容拨叉杆穿设的开孔，所述的操作机构包括拉杆，拉杆上端部设有位于开口槽中的滚轴，滚轴上连接有滚子，拉杆下端部套设有嵌入下部凹槽的弹簧筒以及位于弹簧筒内的压缩弹簧，拉杆底端部设有螺杆，所述的拨叉杆水平设置，拨叉杆上设有与滚轴轴线同向的转动轴，拨叉杆上表面设有与滚子外缘接触的弧面。 

其中，所述的上导电排为扁形铜排，铜排的端部焊接有银合金触头片。 

其中，所述的动触头杆上端部焊接有银合金触头片。 

此外，所述的动触头杆设有数条加强筋，加强筋布置在动触头杆长度方向上，所述的开口槽设于加强筋上。 

本发明的有益效果是：由于采用拨叉杆推动操作机构滚子的分合闸操作方式，拨叉杆与操作机构的滚子接触面为圆弧面，结构简单，工作可靠，并且有利于快速脱扣，只须较小的外力使滚子脱离拨叉杆即可，减小了直流快速断路器在短路分断时的固有动作时间，有利于快速切除回路故障，由于省去了传统的轴销、软连接，结构简单，耗铜量少，体积小，运动质量轻，大大提高了触头分闸速度，当断路器所在回路中发生短路故障时，触头系统快速分断，电弧可以迅速进入灭弧室而熄灭，在短路电流还未上升到最大故障电流时快速切除故障，有很好的限流效果。 

附图说明

图1为本发明的分解示意图 

图2为本发明合闸状态时的结构示意图；

图3为本发明分闸状态时的结构示意图；

图4为本发明动触头杆受力时的示意图；

图5.1为本发明动触头杆的结构侧面立体示意图；

图5.2为本发明动触头杆的结构正面立体示意图；

图6为本发明滚子与拨叉配合时的示意图。

其中各标记名称为：1－上导电排；2－动触头杆；2.1－开孔；2.2－开口槽；2.3－加强筋；2.4－圆弧面；3－操作机构；3.1－滚子；3.2－滚轴；3.3－拉杆；3.4－弹簧筒；3.5－压缩弹簧；3.6－螺杆；4－拨叉杆；5－下导电排；F－脱扣力；F1、F2－脱扣力分力。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 

参照图1至图6所示，本发明公开了一种直流快速断路器触头系统，它由上导电排1、下导电排5以及连接在上导电排1和下导电排5之间的动触头杆2、操作机构3和拨叉杆4组成，所述的上导电排1为竖直放置的扁形铜排，铜排的端部焊接有银合金触头片，所述的下导电排5两端面分别设有上部半圆槽和下部凹槽，所述的动触头杆2为采用铬青铜等强度性能好的铜材精密铸造的铜排，动触头杆2上端焊接银合金触头片并与上导电排1端部接触，下端为与上部半圆槽抵靠的光滑圆弧面2.4，圆弧面2.4上涂有导电膏，动触头杆2相对上导电排1的背面设有数条加强筋2.3，加强筋2.3上设有开口槽2.2，加强筋2.3布置在动触头杆2长度方向上，起增强动触头杆2抗弯曲能力的作用，动触头杆2的中间位置开有容拨叉杆4穿设的方形开孔2.1，动触头杆2被操作机构3压接在下导电排5的上部半圆槽上，且能绕上部半圆槽的轴线灵活转动。 

所述的操作机构3由弹簧筒3.4、压缩弹簧3.5、拉杆3.3、滚子3.1、滚轴3.2及螺杆3.6组成，拉杆3.3为非磁性金属棒制作，上端为Y字形结构并在侧面钻孔，以便让滚轴3.2穿过，所述的滚轴3.2位于开口槽2.2中，且能绕上部半圆槽的轴线灵活转动，滚轴3.2上连接有滚子3.1，滚子3.1由中间带孔的高强度铜加工成圆柱状，保证长期分合闸操作不发生变形，滚子3.1通过滚轴3.2连结在拉杆3.3上端的孔中，并嵌入开口槽2.2中，拉杆3.3下端部套设有嵌入下部凹槽的弹簧筒3.4以及位于弹簧筒3.4内的压缩弹簧3.5，弹簧筒3.4由高强度电工模具压成型材料制成，压缩弹簧3.5提供动触头杆2下端圆弧面2.4嵌在下导电排5上部半圆槽的压接力，保证导电回路的温升满足要求的同时，拉杆3.3底端部钻孔攻丝并设有螺杆3.6，通过调整螺杆3.6可调节压缩弹簧3.5的压缩量，压缩弹簧3.5提供动触头杆2压接入下导电排5的压接力以及动触头杆2的分闸力，可通过调整螺杆3.6与拉杆3.3的相对距离来调整操作机构3的弹簧压缩力，操作机构3提供触头系统合分闸的动力源。 

所述的拨叉杆4水平设置，由特殊钢材热处理加工而成，以保证其工作强度与寿命，拨叉杆4上设有与滚轴3.2轴线同向的转动轴，这样就能绕该轴自由转动，拨叉杆4上表面设有与滚子3.1外缘接触的圆形弧面，且弧面朝上，释放距离约为0.5mm，有利于短路脱口器的设计，只需要较小的外部脱扣力F，便可使拨叉杆4释放掉滚子3.1，从而减小触头系统的固有动作时间。 

本发明触头系统在遇到主回路分断故障电流时，动触头杆2被快速拉回，动触头杆2触头片与上导电排1触头片间产生电弧，在主导电回路电流自身磁场的作用下，电弧向触头上部移动，并迅速进入灭弧室熄灭，由于省去了吹弧线圈和导磁夹板，因此结构变得简单，分闸动作迅速而且工作可靠。 

合闸操作时推动拨叉杆4带动滚子3.1及动触头杆2朝静触头方向运动，此过程中压缩弹簧3.5不断被压缩且压缩力逐渐增大，当外部动力源消失时或短路脱扣器提供外部脱扣力F迅速向下压拨叉杆4时，拨叉杆4被迅速拉回或释放滚子3.1，动触头杆2在压缩弹簧3.5的带动下，迅速朝动静触头分离方向运动，实现快速分闸。 

本发明触头系统分闸速度快，能有效提高断路器的动作速度，进而缩短断路器的固有分闸时间，可使快速直流断路器结构更紧凑，体积变小，重量减轻，工作状态稳定，操作维护方便，并可频繁操作，外形尺寸比同类产品小，机械寿命可达50000次以上。 

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种直流快速断路器触头系统，其特征在于：它由上导电排（1）、下导电排（5）以及连接在上导电排（1）和下导电排（5）之间的动触头杆（2）、操作机构（3）和拨叉杆（4）组成，所述的下导电排（5）两端面分别设有上部半圆槽和下部凹槽，所述的动触头杆（2）下端部位于上部半圆槽内，动触头杆（2）相对上导电排（1）的背面设有开口槽（2.2），动触头杆（2）上开有容拨叉杆（4）穿设的开孔（2.1），所述的操作机构（3）包括拉杆（3.3），拉杆（3.3）上端部设有位于开口槽（2.2）中的滚轴（3.2），滚轴（3.2）上连接有滚子（3.1），拉杆（3.3）下端部套设有嵌入下部凹槽的弹簧筒（3.4）以及位于弹簧筒（3.4）内的压缩弹簧（3.5），拉杆（3.3）底端部设有螺杆（3.6），所述的拨叉杆4水平设置，拨叉杆（4）上设有与滚轴（3.2）轴线同向的转动轴，拨叉杆（4）上表面设有与滚子（3.1）外缘接触的弧面。

2.根据权利要求1所述的直流快速断路器触头系统，其特征在于，所述的上导电排（1）为扁形铜排，铜排的端部焊接有银合金触头片。

3.根据权利要求1所述的直流快速断路器触头系统，其特征在于，所述的动触头杆（2）上端部焊接有银合金触头片。

4.根据权利要求1或2或3所述的直流快速断路器触头系统，其特征在于，所述的动触头杆（2）设有数条加强筋（2.3），加强筋（2.3）布置在动触头杆（2）长度方向上，所述的开口槽（2.2）设于加强筋（2.3）上。

5.根据权利要求4所述的直流快速断路器触头系统，其特征在于，所述的动触头杆（2）下端有与上部半圆槽抵靠的光滑圆弧面（2.4）。

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