CN103594297A

CN103594297A - 断路器

Info

Publication number: CN103594297A
Application number: CN201310296309.5A
Authority: CN
Inventors: 佐藤佑高; 佐藤朗史
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-02-19
Also published as: US20140048513A1; JP2014038751A

Abstract

本发明的断路器可以将电弧延长远至消弧室，而不加大可动接触件的打开距离，并可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构内没有伴随的变化，或者不加大断路器的外部形状的尺寸。在包括具有固定接触件和可动接触件的断开部和设置成包围该断开部的消弧室的断路器中，设有由绝缘体制成的绝缘臂，以能前进到所述固定接触件和可动接触件的触点之间的空间内，并从所述空间撤回。此外，当可动接触件实施打开操作时，该绝缘臂前进，并定位在触点之间，并且当可动接触件实施闭合操作时，绝缘臂撤回，并从触点之间离开。

Description

断路器

背景技术

1.技术领域

本发明涉及一种诸如用于低电压电路的配线用断路器或漏电断路器，并且特别是涉及用于将电弧驱动到消弧室的格栅、由此在限制电流断路时在较短时间内消弧的技术。

2.背景技术

已知如下断路器为这种类型的断路器，该种断路器包括具有固定接触件和可动接触件的断开部和设置成包围该断开部的消弧室。消弧室包括由绝缘体构成的支承本体以及以层的形式由该支承本体支承的多个格栅。固定接触件固定到主体壳体，并在其一端上具有固定触点以及在另一端上形成端子。同时，可动接触件在其一端上具有与固定触点接触的可动触点，而另一端可转动地联接于由绝缘体构成的可动接触件保持件，并由主体壳体可转动地支承。此外，可动接触件通过装在可动接触件和可动接触件保持件之间的接触压力弹簧向固定接触件偏置。

这种断路器设计成，当断开短路电流时，在固定触点和可动触点之间产生电弧。将电弧拉到设置在消弧室内的格栅、将电弧分开并进行冷却，由此加大电弧电压，并进行消弧。在此，通过设置在触点附近的磁体产生磁通路以及通过电磁力沿格栅方向驱动电弧（例如，参照JP-A-2011-129385和JP-A-2005-216807）的技术以及由在断开时产生的气体压力驱动电弧（例如，参照JP-A-9-7487和JP-A-8-227648）的技术被公开而为至今已知的技术。

然而，为了改善这种断路器内的断开性能，有必要加大在可动接触件打开时触点之间的距离，由此加大电弧电压。然而，由于对于断路器的高度方向尺寸减小的结构中的断开部的高度方向尺寸有所限制，所以有必要采取其它措施。特别是，当短路电流的绝对值较小，或者当断开直流电时，电磁力无法沿格栅方向充分地作用于电弧。由此，存在电弧止于触点上、从而造成触点被侵蚀或绝缘性能变差的问题。

此外，当在断开时产生气体并利用该气体的压力作为电弧驱动力时，存在的问题是，在产生电弧时外壳内的压力加大。由此，有必要确保外壳的较大厚度并选择高强度材料，并且有必要确保电源侧的较大电弧空间，这意味着仍存在关于产品规格和成本的问题。

发明内容

因此，关注于这些类型的问题而设计的本发明的目的是提供一种断路器，其中，可以将电弧延长远至消弧室，而不加大可动接触件的打开距离，并且可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构内没有所伴随的变化，或者也不加大断路器的外部形状的尺寸。

为了解决至今所述的问题，根据本发明的一方面的断路器包括具有固定接触件和可动接触件的断开部以及消灭在固定接触件和可动接触件的触点之间所产生的电弧的消弧室。此外，根据本发明的一方面的断路器包括由绝缘体构成的绝缘臂，该绝缘臂设置成能前进到位于固定接触件和可动接触件的触点之间的空间内并从该空间撤回。当可动接触件执行打开操作时，该绝缘臂前进，并定位在触点之间。同样，当可动接触件执行闭合操作时，该绝缘臂撤回，并从触点之间离开。

在此，在根据本发明的一方面的断路器中，较佳的是固定接触件固定于主体壳体，并在其一端上具有固定触点，而在另一端上形成有端子。同样，较佳的是可动接触件在其一端上具有与固定触点接触的可动触点。此外，较佳的是可动接触件的另一端可转动地联接于由绝缘体构成的可动接触件保持件并由主体壳体可转动地支承。此外，较佳的是，可动接触件通过装在可动接触件和可动接触件保持件之间的接触压力弹簧而向固定接触件偏置。

此外，在根据本发明的一方面的断路器中，较佳的是将绝缘臂设计成其基端部安装在可动接触件保持件内。此外，较佳的是该绝缘臂通过与可动接触件保持件一体转动而随着可动接触件的打开或闭合操作前进或撤回。

根据本发明的一方面的断路器，将由绝缘体构成的绝缘臂设置成能前进到位于固定接触件和可动接触件的触点之间的空间内并从该空间撤回。此外，由于在可动接触件打开时绝缘臂定位在触点之间，将在触点之间产生的电弧比起触点更远地驱动到消弧室侧，并由此可以加大电弧的扩张距离。同样，由于仅在触点打开时将绝缘臂插入触点之间，而在触点处于闭合状态时撤回绝缘臂，所以不影响触点的载流性能。

因此，即便是在沿断路器沿高度方向的尺寸减小的断路器中，也使电弧被快速地驱动到格栅，并因此可以获得具有极好限流性能的断路器。即，根据本发明的一方面的断路器，可以将电弧延长远至消弧室，而不加大可动接触件的打开距离，并可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构内没有伴随的变化，或者不加大断路器的外部形状的尺寸。

如至今所述，根据本发明，可以将电弧延长远至消弧室，而不加大可动接触件的打开距离，并可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构内没有伴随的变化，或者不加大断路器的外部形状的尺寸。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的断路器的总体结构图（中心极部内的纵向剖视图）；

图2是图1的可动接触件保持件部的立体图（背面部）；

图3是图1的可动接触件保持件部的立体图（正面部）；

图4是图1的可动接触件的主体部的分解立体图（背面部）；

图5A和5B示出图1的断路器的主体部，其中，图5A示出处于闭合状态的触点，而图5B示出处于打开状态的触点；以及

图6示出本发明的实施例的断路器的主体部（示出在短路断开时电弧产生情形的图像的图示）。

具体实施方式

在下文中，参照附图，将给出本发明的实施例的说明。

图1是三极断路器的中心极部分的纵向剖视图。如图1中所示，断路器包括绝缘容器，该绝缘容器由模制树脂制成的主体壳体9和从上方覆盖主体壳体9的盖子29形成。图1示出中心极部分，但主体壳体9的内部被相间分隔壁分成三相空间，分别对应于U、V和W相中的各个相，且具有相同构造的相断开部分别容纳于各个空间内。

为每个U、V和W相而在主体壳体9的两侧设置电源侧端子11和负载侧端子7。固定接触件4固定到电源侧端子11的前端部。固定触点4a设置在固定接触件4的前端部上。同时，由开关机构30驱动以打开或闭合的可动接触件3经由过电流跳闸装置27连接到负载侧端子7。可动触点3a设置在可动接触件3的前端部上。可动触点3a设置成与固定触点4a相对。断开部由固定接触件4和可动接触件3构成。消弧室2设置在电源侧端子11和断开部之间，以沿可动接触件3的接触打开运动路径包围断开部。消弧室2包括由绝缘体构成的支承本体8以及以层的形式由支承本体8支承的多个格栅6。

图2和3示出图1的可动接触件保持部的立体图。可动接触件3由可转动的接触件保持件1来支承。可动接触件3设计成，与断开时开关机构30的操作以及触点的打开操作相结合，同时以三相来实施可动接触件3的打开或闭合操作。具体来说，分别对应于U、V和W相的的三极内的可动接触件3的基端部通过由绝缘体构成（由模制树脂构成）的可动接触件保持件1支承，从而对应于各个相。在可动接触件保持件经由枢转轴部1a彼此联接以相对于主体壳体9可转动（参照图1）的状态下，可动接触件保持件1设置在主体壳体9内。用于各个极的接触保持凹槽1b沿转动方向形成于可动接触件保持件1内。如图1中所示，可动接触件3由支承轴15可转动地支承于接触保持凹槽1b内。支承轴15通过钻过可动接触件3的基部的轴孔插入，且支承轴15的两端固定到可动接触件保持件1。

如图4中所示，联接销13、支承销14和接触压力弹簧12设置在支承轴15下方。接触压力弹簧12由双扭转弹簧结构构成，该结构包括左和右卷簧部12a、在左和右卷簧部12a之间伸展的联接部12b以及位于卷簧部两端处的钩部12c。将联接销13插入左和右卷簧部12a内，而左和右钩部12c从左侧和右侧夹住可动接触件3。联接部12b的前端部配合到设置在可动接触件保持件1侧上的支承销14的下部上。同样，将位于两端处的钩部12c闭锁到支承部16上，该支承部设置在可动接触件保持件1的下部上（参照图6）。由此，接触压力弹簧12使可动接触件3向固定接触件4偏置。

返回图1，断路器包括开关机构30，该开关机构30实施可动接触件3的打开或闭合操作。开关机构30经由侧板21由主体壳体9支承，并可驱动可动接触件3打开或闭合，而枢转轴部1a（参照图2和3）与可动接触件保持件1集成作为支点。

此外，使开关机构30的锁定脱开的跳闸机构以及过电流跳闸装置27设置在断路器内，该过电流跳闸装置27检测到过电流并使跳闸机构操作。基于所检测到的过电流流经负载侧端子7，过电流跳闸装置27采用热动力方法或电磁方法产生机械偏转，且跳闸机构可通过将由过电流跳闸装置27产生的机械偏转经由跳闸横杆25传递到开关机构30来使开关机构30的锁定脱开。

同样，开关机构30包括肘杆机构和打开/闭合弹簧32。肘杆机构包括第一连杆35和第二连杆37，这些连杆经由肘杆销18彼此联接。第一连杆35的上端联接到闭锁件19，而第二连杆37联接于可动接触件保持件1。闭锁件19相对于作为支点的闭锁转动轴20可转动地支承。

闭锁件19设置成它能与闭锁保持件23配合。闭锁保持件23构造成可绕闭锁保持件转动轴24转动，并构造成它能与跳闸横杆25配合。跳闸横杆25可绕横杆转动轴26转动。打开/闭合弹簧32的下端钩部钩到肘杆销18上。打开/闭合弹簧32的上端钩部钩到手柄杆28的上端上。手柄杆28相对于作为支点的杆轴可摆动地支承，且其转动中心在侧板21上。将手柄杆28组装成与打开/闭合手柄33互锁。

连杆止挡件22设置在侧板21上。连杆止挡件22通过与肘杆销18接触而将肘杆机构止挡在预定位置。开关机构30使响应于手柄杆28的打开或闭合操作而使相对于打开/闭合弹簧32的作用方向反向，由此驱动可动接触件保持件1打开或闭合。此外，通过如下方式使打开/闭合弹簧32相对于肘杆机构的作用反过来，即，闭锁件19响应于手柄杆28的打开或闭合操作而脱开，由此，驱动可动接触件保持件1打开或闭合。

由此，将断路器设计成响应于打开/闭合手柄33沿左右方向的打开或闭合操作，驱动与打开/闭合手柄33互锁的手柄杆28，并且驱动响应于打开/闭合弹簧32的操作的肘杆机构。此外，通过使联接到可动接触件保持件1的可动接触件3与可动接触件保持件1一起转动，可动触点3a可与固定接触件4的固定触点4a接触或离开该固定触点，由此实施闭合或打开操作。

当可动接触件3处于闭合位置时，接触压力弹簧12将可动触点3a压靠固定接触件4的固定触点4a，由此在触点之间施加接触力。同时，当实施打开操作时，各个极内的可动接触件保持件1响应于开关机构30的跳闸操作而绕枢转轴部1a沿顺时针方向转动，从而驱动安装在可动接触件保持件1内的可动接触件3向着打开位置远离地运动。

在此，如附图中所示，将断路器设计成将绝缘臂10安装在可动接触件3的下表面侧上，该绝缘臂设置成能前进到固定接触件4的固定触点4a和可动接触件3的可动触点3a之间的空间内，或从该空间撤回。如图4中所示，该实施例的绝缘臂10设计成其基端部与接触压力弹簧12一起由可动接触件保持件1支承。绝缘臂10由加工到板金中的绝缘体构成，并包括沿可动接触件3的臂部3b延伸的臂部10b以及以方的C形形成于臂部10b的基端部上的一对联接部10a。在该对联接部10a内形成有通孔10c，可穿过该通孔而插入联接销13。

该对联接部10a构造成从两侧盖住可动接触件3的臂部3b的下部，并安装成跨越各个可动接触件3的基部。由此，绝缘臂10通过与各个可动接触件3一体转动而随着可动接触件3的打开或闭合操作前进或撤回（参照图5A和5B）。即，图5A和5B示出当可动接触件保持件1实施打开或闭合操作时绝缘臂10的设置，其中，当可动接触件3实施打开操作时，如图5B中所示，绝缘臂10设计成臂部10b前进到触点侧，并定位在触点之间。而当可动接触件3实施闭合操作时，如图5A中所示，臂部10b从触点之间撤回并离开触点。

接下来，将对断路器的操作和效果作出说明。

在该实施例的断路器中，由绝缘体构成的绝缘臂10设置成能前进到固定接触件4的固定触点4a和可动接触件3的可动触点3a之间的空间内，并从该空间撤回。此外，将绝缘臂10设计成，当可动接触件3打开时，绝缘臂10的臂部10b随着可动接触件保持件1的打开操作而前进，且臂部10b的前端部定位在可动触点3a和固定触点4a之间，如图5B中所示。

由此，根据该断路器，当触点处于“打开”状态时，绝缘臂10的臂部10b的前端部在可动接触件3打开时从与消弧室2侧相反的那侧设置在固定触点上方，由此，在触点之间产生的电弧A比起触点被更远地驱动到消弧室2，如图6中通过在短路断开时电弧A产生状态的图像所示。由此，电弧A沿格栅6的方向延长，并且将电弧A拉到设置在消弧室2内的格栅6内。由此，电弧电压加大，且进行消弧。因此，根据该断路器，可以加大电弧A的扩张距离，由此，电弧A能扩张到消弧室2，而不加大可动接触件3的打开距离。由此，在该断路器的情况下，即便在其沿断路器高度方向的尺寸减小的断路器中，也可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构30内没有伴随的变化或者不加大断路器的外部形状的尺寸。同样，将电弧A快速驱动到格栅6，并由此可以获得具有极好电流限制性能的断路器。

同样，根据该断路器，当可动接触件3闭合时，绝缘臂10的臂部10b随着可动接触件保持件1的闭合操作而撤回，且臂部10b的前端部离开可动触点3a和固定触点4a之间，如图5A中所示。即，将断路器设计成，仅当触点打开时将绝缘臂10插入触点之间，而在触点处于闭合状态下时撤回绝缘臂10。由此，根据该断路器，绝缘臂10在触点处于“闭合”状态下时从触点撤回，这意味着并不影响触点的载流性能。

如至今所述，根据该断路器，可以将电弧A延长远至消弧室2，而不加大可动接触件3的打开距离，并可以加大电弧电压，由此改善断路性能，而开关机构内没有伴随的变化，或者不加大断路器的外部形状的尺寸。

根据本发明的断路器不限于至今所述的实施例，可以提供不脱离本发明范围的各种改型。

例如，在至今所述的实施例中，描述了采用如下示例的绝缘臂10，即，绝缘臂的基端部安装在可动接触件保持件1内，而绝缘臂10通过与可动接触件保持件1一体转动来随着可动接触件3的打开或闭合操作前进或撤回，但这不是限制性的。即，只要根据本发明的绝缘臂设置成能前进到固定接触件和可动接触件的触点之间的空间内并从该空间撤回，且将绝缘臂构造成当可动接触件实施打开操作时绝缘臂前进并定位在触点之间，并在可动接触件实施闭合操作时撤回并从触点之间离开，可采用其各个方面。

然而，当将断路器构造成固定接触件固定到主体壳体，固定接触件在其一端上具有固定接触件，并在另一端上具有端子，可动接触件在其一端上具有与固定触点接触的可动触点，而另一端可转动地联接到由绝缘体构成的可动接触件保持件并由主体壳体可转动地支承，且可动接触件通过装在可动接触件和可动接触件保持件之间的接触压力弹簧向固定接触件偏置时，较佳的是绝缘臂构造成其基端部安装在可动接触件保持件内，并且绝缘臂通过与可动接触件保持件一体转动而随着可动接触件的打开或闭合操作前进或撤回。

附图标记的说明

1 可动接触件保持件

2 消弧室

3 可动接触件

3a 可动触点

4 固定接触件

4a 固定触点

9 主体壳体

10 绝缘臂

12 接触压力弹簧

Claims

1.一种断路器，包括：

断开部，所述断开部包括固定接触件和可动接触件；

消弧室，所述消弧室消灭在所述固定接触件和可动接触件的触点之间产生的电弧；以及

由绝缘体构成的绝缘臂，所述绝缘臂被设置成能前进到所述固定接触件和可动接触件的触点之间的空间内，并从所述空间撤回，其中

当所述可动接触件实施打开操作时，所述绝缘臂前进，并定位在所述触点之间，并且当所述可动接触件实施闭合操作时，所述绝缘臂撤回，并从所述触点之间离开。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，

所述固定接触件固定到主体壳体，并在其一端上具有固定触点，而在其另一端上形成有端子，

所述可动接触件在其一端上具有与所述固定触点接触的可动触点，而另一端可转动地联接于由绝缘体构成的可动接触件保持件，并由所述主体壳体可转动地支承，并且所述可动接触件通过配装在所述可动接触件和所述可动接触件保持件之间的接触压力弹簧而向所述固定接触件偏置，以及

所述绝缘臂设计成，其基端部安装在所述可动接触件保持件内，且所述绝缘臂通过与所述可动接触件保持件一体转动来随着所述可动接触件的打开而前进或随着所述可动接触件的闭合而撤回。