CN103426697B - 一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统，主要解决现有单断点塑壳断路器在使用时存在结构复杂、装配繁琐及稳定性差的问题。包括动触头、静触头和转轴，动触头安装在转轴上，还包括固定轴销、滑动轴销，所述转轴设有径向贯穿的型槽孔，所述转轴上对应动触头上方设有滑槽，所述滑动轴销跨越型槽孔并与滑槽滑动连接，所述动触头上设有与滑槽相对应的定位槽，所述固定轴销上铰接有扭簧，所述扭簧一端与滑动轴销相连接，另一端与动触头上端定位配合，所述动触头斥开到最大位置时，所述动触头通过定位槽与滑动轴销相卡接。具有结构简单、脱扣能力好及安全性高的特点。

Description

一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统

技术领域

本发明涉及一种塑壳断路器，尤其是指一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统。

背景技术

在塑壳低压断路器工作过程中，当线路中出现较大的故障短路电流时，在操作机构动作之前，动触头在电动斥力的作用下克服触头压力提前斥开，而转轴静止不动。

目前，大多数低压塑料外壳式断路器(单断点)由于结构上的原因，在短路分断时，动触头在电动斥力的作用下拆开后易产生回落现象，造成电弧重燃，更甚者使动静触头重新闭合而熔焊，危害性很大。同时由于电动斥力的作用，动触头迅速打开，能量较大，会对断路器的外壳产生剧烈冲击，造成外壳损坏。

触头锁定装置的作用是:在动、静触头斥开到最大开距后，使动触头停留在最大位置，直至操作机构在脱扣器的作用下脱扣，以避免动触头因故障短路电流减小而跌落引起电弧重燃。现有的触头锁定装置为：一是采用连杆结构，当连杆运动经过死点时，便控制动触头不发生跌落，但其缺陷是：结构复杂，装配不方便；二是利用动触头的外形，当动触头转过一定角度时，动触头外形上设置的特殊形状便卡住动触头使其不发生跌落，但其缺陷是:动触头上的特殊形状易磨损，不能可靠锁定，安全性低。而且单断点塑壳断路器常用的模块化的脱口机构的脱扣速度过慢，易发生电弧击穿，以及短路时的短路电弧易烧毁断路器及发生电路火灾等隐患。

发明内容

为了克服背景技术中的不足与缺陷，本发明提供一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统，主要解决现有单断点塑壳断路器在使用时存在结构复杂、脱扣能力差及易发生电弧重燃及动静触头熔焊现象。

本发明的技术方案是：一种单断点触头系统，包括动触头、静触头和转轴，动触头安装在转轴上，还包括固定轴销、滑动轴销，所述转轴设有径向贯穿的型槽孔，固定轴销跨越型槽孔并与转轴的两端相连接，所述动触头伸入型槽孔并与固定轴销相铰接，所述转轴上对应动触头上方设有滑槽，所述滑动轴销跨越型槽孔并与滑槽滑动连接，所述动触头上设有与滑槽相对应的定位槽，所述固定轴销上铰接有扭簧，所述扭簧一端与滑动轴销相连接，另一端与动触头上端定位配合，所述动触头斥开到最大位置时，所述动触头通过定位槽与滑动轴销相卡接。

所述静触头呈U形，合闸时所述动触头越过U形弯折端与静触头下端的静触点相贴合。

所述静触头呈U形，所述U形弯折端设有供动触头穿越的通槽。

所述动触头上设有V形卡槽，所述扭簧一端与V形卡槽相卡接实现定位配合。

所述转轴一端设有盲孔，对应的另一端设有通孔，所述固定轴销穿过通孔并直通盲孔，所述固定轴销对应通孔一端通过封帽固定。

一种模块化多极单断点塑壳断路器，包括壳体、灭弧系统以及操作机构，还包括气吹脱扣系统以及上述的单断点触头系统，所述静触头上对应动静触头开闭路径两侧设有产气绝缘板，所述产气绝缘板与静触头配合构成产气增压腔，所述产气增压腔一侧对接有气吹脱扣气流通道，所述气吹脱扣气流通道与气吹脱扣系统相对接。

所述产气绝缘板包括对应动触头两侧的左产品绝缘片、右产品绝缘片，以及将它们连接的中产气绝缘片，所述中产气绝缘片上设有倒梯形的倾斜面。

所述灭弧系统包括设于静触头上方的灭弧室，所述灭弧室包括依次间隔排列的灭弧栅片，所述灭弧栅片设有与动触头相对应的引弧缺口，所述灭弧栅片下方设有引弧板，所述引弧板的长度小于灭弧栅片。

所述气吹脱扣气流通道一端与产气增压腔相对应，另一端延伸至上述的单断点触头系统另一侧，并开设有与气吹脱扣系统对接的释压腔。

还包括与产气增压腔导通的散压腔，所述散压腔设有与外界相导通的散压口。

本发明的有益效果：由于采取上述方案，本发明的一种模块化多极单断点塑壳断路器及其单断点触头系统，动触头在电动斥力作用下围绕固定轴销往上弹开,扭簧下拉臂受力变形随动触头旋转，旋转到一定位置时动触头的定位槽边缘碰到滑动轴销，动触头在电动斥力的推动下把滑动轴销往上顶出，套在浮动上的扭簧上拉臂受力拉长，浮动轴往上浮动；动触头的定位槽边缘越过滑动轴销后，扭簧上拉臂收缩复位缩短，滑动轴销受扭簧拉卡在动触头定位槽内，实现动触头锁止；动触头锁止后，当电动斥力变小或消失时，动触头不会受重力或弹力自动往静触头摆落，有效的防止了动触头在机构电路在发生短路及突发高电压情况下自行斥开后，摆落与静触头再次附和，有效的防止电弧重燃及动静触头熔焊现象。在动静触头快速斥开并快速增压的同时，触头系统快速提高电弧电压，限制短路电流进一步增大；在触头斥开的瞬间，增压区的气流就能够快速流向气吹脱扣器驱动操作机构动作，其动作速度远远快于后端模块化脱扣器驱动操作机构动作速度，能够有效的降低了产品整个分断时间，限制短路电流中焦耳积分能量，防止短路时的短路电弧烧伤电路器及造成电路火灾等隐患。具有结构简单、脱扣能力好及安全性高的特点。

附图说明

图1为本发明技术方案一闭合状态的结构示意图。

图2为图1的局部剖视结构示意图。

图3为本发明技术方案一斥开状态的局部剖视示意图。

图4为图3中A处的局部放大示意图。

图5为图3中转轴的结构示意图。

图6为本发明技术方案二的结构示意图。

图7为图6中静触头组件的结构示意图。

图8为图6中产气绝缘板的结构示意图。

图9为图6中灭弧室的结构示意图。

图10为本发明技术方案二的装配示意图。

图中，1＇-静触头，11＇-U形弯折端，12＇-通槽，13＇-静触点，2＇-动触头，21＇-定位槽，22＇-V形卡槽，3＇-型槽孔，31＇-滑槽，4＇-滑动轴销，41＇-封帽，5＇-扭簧，6＇-固定轴销，7＇-转轴，71＇-通孔，72＇-盲孔，1-壳体，2-单断点触头系统，3-灭弧室，31-灭弧栅片，32-引弧缺口，33-引弧板，4-产气绝缘板，41-产气增压腔，42-中产气绝缘片，421-倾斜面，43-左产品绝缘片，44-右产品绝缘片，5-气吹脱扣气流通道，51-释压腔，6-操作机构，7-气吹脱扣系统，8-散压腔，81-散压口。

具体实施方式

下面针对附图对本发明的实施例作进一步说明：

技术方案一：

由图1-5所示，该单断点触头系统，包括动触头2＇、静触头1＇和转轴7＇，动触头2＇安装在转轴7＇上，还包括固定轴销6＇、滑动轴销4＇，所述转轴7＇设有径向贯穿的型槽孔3＇，固定轴销6＇跨越型槽孔3＇并与转轴7＇的两端相连接，所述动触头2＇伸入型槽孔3＇并与固定轴销6＇相铰接，所述转轴7＇上对应动触头2＇上方设有滑槽31＇，所述滑动轴销4＇跨越型槽孔3＇并与滑槽31＇滑动连接，所述动触头2＇上设有与滑槽31＇相对应的定位槽21＇，所述固定轴销6＇上铰接有扭簧5＇，所述扭簧5＇一端与滑动轴销4＇相连接，另一端与动触头2＇上端定位配合，所述动触头2＇斥开到最大位置时，所述动触头2＇通过定位槽21＇与滑动轴销4＇相卡接。动触头在电动斥力作用下围绕固定轴销往上弹开,扭簧下拉臂受力变形随动触头旋转，旋转到一定位置时动触头的定位槽边缘碰到滑动轴销，动触头在电动斥力的推动下把滑动轴销往上顶出，套在浮动轴上的扭簧上拉臂受力拉长，浮动轴往上浮动；动触头的定位槽边缘越过滑动轴销后，扭簧上拉臂收缩复位缩短，滑动轴销受扭簧拉卡在动触头定位槽内，实现动触头锁止；动触头锁止后，当电动斥力变小或消失时，动触头不会受重力或弹力自动往静触头摆落，有效的防止了动触头在机构电路在发生短路及突发高电压情况下自行斥开后，摆落与静触头再次附和，具有结构简单、稳定性好及有效的防止电弧重燃及动静触头熔焊现象。

所述静触头1＇呈U形，合闸时所述动触头2＇越过U形弯折端11＇与静触头1＇下端的静触点13＇相贴合，作为优选所述U形弯折端11＇设有供动触头2＇穿越的通槽12＇。动触头通过穿越通槽与静触头静触点连接，实现电路的分断与闭合，在断路器通电时，静触头通槽两侧电流与动触头电流方向为同向，产生电磁感应，静触头通槽两侧触片同时对动触头产生一个吸力；静触头下端电流与动触头电流方向相反，反向电流对动触头产生一个斥力；当触头系统遇到短路电流时，高电流使静触头产生的斥力+吸力二力合成，使静触头快速斥开，快速提高电弧电压，减短动触头的分断和燃弧时间,提高产品的可靠性。

所述动触头2＇上设有V形卡槽22＇，所述扭簧5＇一端通过滑动轴销4＇与V形卡槽22＇相卡接实现定位配合。通过V形卡槽对扭簧的下拉臂V形锁止作用，装配方便，稳定性高的特点。

所述转轴7＇一端设有盲孔72＇，对应的另一端设有通孔71＇，所述固定轴销6＇穿过通孔71＇并直通盲孔72＇，所述固定轴销6＇对应通孔71＇一端通过封帽41＇固定。固定轴销通过通孔穿入转轴中将扭簧与动触刀固定，然后通过封帽在将固定轴销的外露端封死，该种安装结构方便简洁，便于动触头和扭簧安装。

技术方案二：

由图6-10所示，该模块化多极单断点塑壳断路器，包括壳体1、灭弧系统以及操作机构6，还包括有气吹脱扣系统7以及上述的单断点触头系统2，所述静触头1＇上对应动静触头1＇开闭路径两侧设有产气绝缘板4，所述产气绝缘板4与静触头1＇配合构成产气增压腔41，所述产气增压腔41一侧对接有气吹脱扣气流通道5，所述气吹脱扣气流通道5与气吹脱扣系统7相对接，所示产气绝缘板为常规的绝缘塑料结构。

当线路中出现短路故障电流时，故障电流流向断路器单断点触头系统，静触头与动触头之间产生了一个向上的电动斥力和一个电动吸力，这时动触头在合成的斥力情况下快速斥开；动触头斥开后产生电弧，电弧在窄缝形的产气增压腔内燃烧四周的产气绝缘板产生气体并快速增压。

产气增压腔内的气体在压强的落差下，一部分通过气吹脱扣气流通道吹向气吹脱扣器驱动气吹脱扣系统快速打击操作机构，让操作机构断开动触头。另一部分往上喷射，快速吹动电弧进入灭弧室进行灭弧,在灭弧室进行消融过后的气体通过壳体排气区进行排出。

该结构设计，在短路电流在流向触头系统时，触头就能够快速斥开并快速增压，动触头通过定位槽与滑动轴销锁止，有效的防止了动触头在机构电路在发生短路及突发高电压情况下自行斥开后，摆落与静触头再次附和，有效的防止电弧重燃及动静触头熔焊现象。同时能够快速提高电弧电压，限制短路电流进一步增大；在触头斥开的瞬间，增压区的气流就能够快速流向气吹脱扣器驱动操作机构动作，其动作速度远远快于后端模块化脱扣器驱动操作机构动作速度，能够有效的降低了产品整个分断时间，限制短路电流中焦耳积分能量;并且通过后端的散压区，能够有效防止过高的气压炸裂壳体现象。具有脱扣迅速、稳定性好及安全性高的特点。

所述产气绝缘板4包括对应动触头2＇两侧的左产品绝缘片43、右产品绝缘片44，以及将它们连接的中产气绝缘片42，所述中产气绝缘片42上设有倒梯形的倾斜面421。斜坡面结构设计，使产气增压腔容积逐渐扩大，在电弧引燃产气绝缘板产生大量气体时，往上气吹至灭弧室的气压渐变小，压强差引导下，加速气流向上流通速度，提高灭弧效率，防止高压炸裂现象。

所述灭弧系统包括设于静触头1＇上方的灭弧室3，所述灭弧室3包括依次间隔排列的灭弧栅片31，所述灭弧栅片31设有与动触头2＇相对应的引弧缺口32，所述灭弧栅片31下方设有引弧板33，所述引弧板33的长度小于灭弧栅片31。采用短于灭弧栅片的引弧栅片对电弧的引导作用，降低电弧初始进入灭弧室阻力，提高灭弧效率。

所述气吹脱扣气流通道5一端与产气增压腔41相对应，另一端延伸至上述的单断点触头系统2另一侧，并开设有与气吹脱扣系统7对接的释压腔51。气吹脱扣气流通道采用二头宽中间窄结构，气流经过中间窄段处可以在进行增压，在到未端释压腔处压强骤然变小，气体流动加速，能够快速驱动脱扣器快速打击操作机构，提高气吹脱扣速度及稳定性。

所述壳体1内设有与产气增压腔41导通的散压腔8，所述散压腔8设有与外界相导通的散压口81。在短路电流很大时，产气绝缘板在电弧燃烧下会产生大量气体，在气吹脱扣及灭弧后，剩余大量的气体可通过散压腔释压，防止壳体受压撑开，产生壳体漏气，甚至炸裂现象。

实施例不应视为对发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单断点触头系统，包括动触头（2＇）、静触头（1＇）和转轴（7＇），动触头（2＇）安装在转轴（7＇）上，其特征在于：还包括固定轴销（6＇）、滑动轴销（4＇），所述转轴（7＇）设有径向贯穿的型槽孔（3＇），固定轴销（6＇）跨越型槽孔（3＇）并与转轴（7＇）的两端相连接，所述动触头（2＇）伸入型槽孔（3＇）并与固定轴销（6＇）相铰接，所述转轴（7＇）上对应动触头（2＇）上方设有滑槽（31＇），所述滑动轴销（4＇）跨越型槽孔（3＇）并与滑槽（31＇）滑动连接，所述动触头（2＇）上设有与滑槽（31＇）相对应的定位槽（21＇），所述固定轴销（6＇）上铰接有扭簧（5＇），所述扭簧（5＇）一端与滑动轴销（4＇）相连接，另一端与动触头（2＇）上端定位配合，所述动触头（2＇）斥开到最大位置时，所述动触头（2＇）通过定位槽（21＇）与滑动轴销（4＇）相卡接。

2.根据权利要求1所述的单断点触头系统，其特征在于：所述静触头（1＇）呈U形，合闸时所述动触头（2＇）越过U形弯折端（11＇）与静触头（1＇）下端的静触点（13＇）相贴合。

3.根据权利要求1所述的单断点触头系统，其特征在于：所述静触头（1＇）呈U形，U形弯折端（11＇）设有供动触头（2＇）穿越的通槽（12＇）。

4.根据权利要求1所述的单断点触头系统，其特征在于：所述动触头（2＇）上设有V形卡槽（22＇），所述扭簧（5＇）的所述另一端与V形卡槽（22＇）相卡接实现定位配合。

5.根据权利要求1所述的单断点触头系统，其特征在于：所述转轴（7＇）一端设有盲孔（72＇），对应的另一端设有通孔（71＇），所述固定轴销（6＇）穿过通孔（71＇）并直通盲孔（72＇），所述固定轴销（6＇）对应通孔（71＇）一端通过封帽（41＇）固定。

6.一种模块化多极单断点塑壳断路器，包括壳体（1）、灭弧系统以及操作机构（6），其特征在于：还包括气吹脱扣系统（7）以及权利要求1所述的单断点触头系统（2），所述静触头（1＇）上对应动静触头（1＇）开闭路径两侧设有产气绝缘板（4），所述产气绝缘板（4）与静触头（1＇）配合构成产气增压腔（41），所述产气增压腔（41）一侧对接有气吹脱扣气流通道（5），所述气吹脱扣气流通道（5）与气吹脱扣系统（7）相对接。

7.根据权利要求6所述的模块化多极单断点塑壳断路器，其特征在于：所述产气绝缘板（4）包括对应动触头（2＇）两侧的左产品绝缘片（43）、右产品绝缘片（44），以及将它们连接的中产气绝缘片（42），所述中产气绝缘片（42）上设有倒梯形的倾斜面（421）。

8.根据权利要求6所述的模块化多极单断点塑壳断路器，其特征在于：所述灭弧系统包括设于静触头（1＇）上方的灭弧室（3），所述灭弧室（3）包括依次间隔排列的灭弧栅片（31），所述灭弧栅片（31）设有与动触头（2＇）相对应的引弧缺口（32），所述灭弧栅片（31）下方设有引弧板（33），所述引弧板（33）的长度小于灭弧栅片（31）。

9.根据权利要求6所述的模块化多极单断点塑壳断路器，其特征在于：所述气吹脱扣气流通道（5）一端与产气增压腔（41）相对应，另一端延伸至权利要求1所述的单断点触头系统（2）另一侧，并开设有与气吹脱扣系统（7）对接的释压腔（51）。

10.根据权利要求6所述的模块化多极单断点塑壳断路器，其特征在于：所述壳体（1）内设有与产气增压腔（41）导通的散压腔（8），所述散压腔（8）设有与外界相导通的散压口（81）。