CN104022000A - 一种快速反应脱离断路器和断路器的快速反应脱离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速反应脱离断路器和断路器的快速脱离方法。断路器包括断路接点组和接合接点组；断路接点组包括可活动的断路触头；接合接点组包括可活动的接合触头；断路接点组和接合接点组之间设置有用于限制断路触头和/或接合触头移动位置的移动接点限位装置。断路器的快速反应脱离方法包括断路分闸步骤：断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。本发明通过采用断路触头代替传统技术中的固定触头，在断路器需要分闸断路时，断路触头和接合触头双向分离动作，实现了触头间的快速分离，避免或降低了电弧现象，延长断路器寿命。本发明可广泛应用于各种断路器。

Description

一种快速反应脱离断路器和断路器的快速反应脱离方法

技术领域

本发明涉及电力控制设备,更具体地说,本发明涉及一种断路器和一种断路器的快速反应脱离方法。

背景技术

断路器（英文名称：circuit-breaker）是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

目前，各种断路器在现实生活中已获得了广泛的应用。传统技术中，断路器一般包括一个固定位置的固定触头和一个活动的接合触头，在异常回路条件下，接合触头移动以开断回路连接。现有技术中，断路器存在以下几方面缺陷：

（1）    分离速度慢。开断回路时，由于只有一个活动的接合触头

移动，固定触头和接合触头的分离速度慢，尤其是有些接合触头需要压力弹簧加固接触，在开断分离时需要先伸展压力弹簧，更是降低的触头间的分离速度，容易产生电弧，从而损坏触头，缩短断路器寿命。

（2）    断路控制不灵活，不能随时断路。开断回路时，由于只有

一个活动的接合触头移动，断路只能通过移动接合触头，尤其是当接合触头合闸过程中或刚刚合闸的时候，不能实现随时断路，存在安全隐患。

（3）    结构复杂。现有技术中，为了消除电弧现象，通常需要外

加上各种灭弧装置或器件，其结构设计复杂，增加断路器成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种快速分闸的，可灵活、随时断路的，结构简单的断路器。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种快速分闸的，可灵活、随时断路的，结构简单的断路器快速反应脱离方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种快速反应脱离断路器，其包括断路接点组和接合接点组；所述断路接点组包括可活动的断路触头；所述接合接点组包括可活动的接合触头；所述断路接点组和接合接点组之间设置有用于限制断路触头和/或接合触头移动位置的移动接点限位装置；当断路触发时，所述断路触头先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。

优选的，所述断路接点组还包括用于固定断路触头位置的断路接点锁扣和用于为断路触头提供分离拉力的断路分离弹簧，所述断路分离弹簧一端固定，另一端与断路触头连接；所述接合接点组还包括用于固定接合触头位置的接合接点锁扣和用于为接合触头提供分离拉力的接合接点分离弹簧，所述接合接点分离弹簧一端固定，另一端与接合触头连接；当断路触发时，分别释放断路接点锁扣和接合接点锁扣，使断路触头和接合触头分别在断路分离弹簧和接合接点分离弹簧的拉力下分离。

作为本发明第一种优选的实施方式，所述断路分离弹簧的伸缩和接合接点弹簧的伸缩分别驱动断路触头和接合触头沿着同一直线方向运动。 

优选的，所述接合接点组还包括接合接点推板和触头压力弹簧，所述接合触头依次通过触头压力弹簧和接合接点推板连接到接合接点分离弹簧的一端。

作为本发明第二种优选的实施方式，所述断路接点组还包括断路转轴和断路转臂，所述断路分离弹簧通过断路转臂驱动断路触头围绕断路转轴摆动；所述接合接点组还包括接合转轴和接合转臂，所述接合接点分离弹簧通过接合转臂驱动接合触头围绕接合转轴摆动。

优选的，所述接合接点组还包括接合接点推板和触头压力弹簧，所述接合触头依次通过触头压力弹簧、接合接点推板和接合转臂连接到接合接点分离弹簧的一端。

作为本发明第三种优选的实施方式，其还包括中心转轴；所述断路接点组还包括断路转臂，所述断路分离弹簧通过断路转臂驱动断路触头围绕中心转轴摆动；所述接合接点组还包括接合转臂，所述接合接点分离弹簧通过接合转臂驱动接合触头围绕中心转轴摆动。

优选的，所述接合接点组还包括触头压力弹簧，所述接合触头通过触头压力弹簧和接合转臂连接到接合接点分离弹簧的一端。

优选的，其还包括一块或多块绝缘板，当断路触头和接合触头分离时，所述绝缘板插入断路触头和接合触头之间，所述绝缘板连接有用于为绝缘板提供插入驱动力的绝缘板弹簧。

一种断路器的快速反应脱离方法，其包括断路分闸步骤：所述断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。

优选的，其还包括合闸步骤：断路触头向着接合触头方向移动，先于接合触头到达接触位置，接合触头向着断路触头方向移动，后于接合触头到达接触位置并与断路触头接触。

优选的，其还包括合闸过程中的分闸步骤：当接合触头接触到断路触头的时候，若需要即刻断路，断路触头即刻向着接合触头的反方向快速脱离。

本发明的有益效果是：

本发明一种快速反应脱离断路器通过采用断路触头代替传统技术中的固定触头，在断路器需要分闸断路时，断路触头和接合触头双向分离动作，实现了触头间的快速分离，避免或降低了电弧现象，延长断路器寿命；而且由于断路触头可独立于接合触头动作，实现电路可以随时断开，使得断路器更安全；再者，本发明结构简单，生产成本低，具有良好的经济和社会效益。

另外，本发明通过在断路触头和接合触头之间加入绝缘板结构，在加快断路器分闸速度的同时，实现更好的绝缘和灭弧效果；通过设置触头压力弹簧解决触头压力不足的技术问题；通过转轴提供不同的开关结构，使得开关的设计多样化。

本发明的另一个有益效果是：

本发明一种断路器的快速反应脱离方法采用断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离，实现了触头间的快速分离，避免或降低了电弧现象，延长断路器寿命；而且由于断路触头可独立于接合触头动作，实现电路可以随时断开，使得断路器更安全。

本发明可广泛应用于各种断路器。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明第一种实施例的结构示意图；

图2是本发明第二种实施例的结构示意图；

图3是本发明第三种实施例合闸状态的结构示意图；

图4是本发明第四种实施例合闸状态的结构示意图；

图5是本发明第五种实施例的结构示意图；

图6是本发明第一种实施例的工作分步流程图；

图7是本发明第二种实施例的工作分步流程图；

图8是本发明第三种实施例分闸状态的结构示意图；

图9是本发明第四种实施例分闸状态的结构示意图；

图10是本发明第五种实施例的工作分步流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图5所示，一种快速反应脱离断路器，其包括断路接点组10和接合接点组20；断路接点组10包括断路触头11、用于固定断路触头11位置的断路接点锁扣12和用于为断路触头11提供分离拉力的断路分离弹簧13，断路分离弹簧13一端固定，另一端与断路触头11连接；接合接点组20包括接合触头21、用于固定接合触头21位置的接合接点锁扣22和用于为接合触头21提供分离拉力的接合接点分离弹簧23，接合接点分离弹簧23一端固定，另一端与接合触头21连接；当断路触发时，分别释放断路接点锁扣12和接合接点锁扣22，使断路触头11和接合触头21分别在断路分离弹簧13和接合接点分离弹簧23的拉力下分离。优选的，当断路触发时，断路触头11先于接合触头21反向移动分离，或者断路触头11与接合触头21同时反向移动分离。优选的，断路接点组10和接合接点组20之间设置有用于限制断路触头和/或接合触头21移动位置的移动接点限位装置。接点限位装置可以是接点挡板31（如本发明第一种实施例---图1、第二种实施例---图2、第三种实施例---图3、第四种实施例---图4）,也可以是锯齿锁扣结构（如本发明第五种实施例---图5）等。

本发明还提供一种断路器的快速反应脱离方法，其包括断路分闸步骤：所述断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。

优选的，其还包括合闸步骤：断路触头向着接合触头方向移动，先于接合触头到达接触位置，接合触头向着断路触头方向移动，后于接合触头到达接触位置并与断路触头接触。

优选的，其还包括合闸过程中的分闸步骤：当接合触头接触到断路触头的时候，若需要即刻断路，断路触头即刻向着接合触头的反方向快速脱离。

合闸动作过程：断路器合闸时，首先以动力推动断路触头11向着接合触头21方向移动前进，拉伸断路分离弹簧13，使断路触头11被断路接点锁扣12锁住并停留；以动力推动接合接点组20开始向着断路接点组10方向移动，令接合触头21接触到断路触头11，接合接点组20继续向着断路接点组10方向移动使得断路触头11和接合触头21郑家接触压力，直至接合接点推板24被接合接点锁扣22锁住并停留，完成闭合过程。

合闸完成后的分闸过程：以动力同时触发或先后触发释放断路接点锁扣12和接合接点锁扣22，使断路开始启动，断路分离弹簧13收缩拉动断路触头11，使断路触头11立即离开接合触头21，实现电路的快速断开。

合闸过程中的分闸过程：当接合触头21接触到断路触头11的时候，若有大电流通过电路，随时可以以动力触发释放断路接点锁扣12，开启断路动作。无论当时接合接点组20在任何的状态（停留或移动），都可以使电路迅速断开，实现随时断路，使得断路控制更加灵活，断路器更加安全可靠。 

需要说明的是，以上动力可以是手动、机械动力或电信号触发的电磁力等。

如图1所示，作为本发明第一种实施例，断路器有一基座40，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22均设置在基座40上，断路分离弹簧13一端固定在基座40上，另一端与断路触头11连接，接合接点分离弹簧23一端固定在基座40上，另一端与接合触头21连接；断路分离弹簧13的伸缩和接合接点弹簧的伸缩分别驱动断路触头11和接合触头21沿着同一直线方向运动。接合接点组20还包括接合接点推板24和触头压力弹簧25，接合触头21依次通过触头压力弹簧25和接合接点推板24连接到接合接点分离弹簧23的一端。移动接点限位装置采用接点挡板31，接点挡板31的中间设置有用于让断路触头11和接合触头21通过并接触的通孔32。

下面结合图6详述本发明第一种实施例合闸和断路分闸的工作过程。

合闸过程：

S101，断路触头11和接合触头21处于分离状态，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22均处于脱扣状态，断路分离弹簧13、接合接点分离弹簧23和触头压力弹簧25均处于正常状态；

S102，断路触头11向接合触头21方向移动，断路分离弹簧13伸展；

S103,断路触头11继续移动直至被断路接点锁扣12锁住；

S104，推动接合接点组20的接合接点推板24，压缩触头压力弹簧25，使接合触头21向断路触头11方向移动，接合接点分离弹簧23受力拉伸；

S105，继续推动接合接点推板24，使接合触头21与断路触头11接触；

S106，继续推动接合接点推板24，触头压力弹簧25受力压缩，使接合触头21与断路触头11的接触加压，直至接合接点推板24被锁扣锁住。

完成合闸。

需要说明的是，S101至S103为断路接点组10合闸时的动作过程，S104至S106为接合接点组20合闸时的动作过程，两组动作过程互不影响，先后关系可同时进行，也可以互相颠倒先后顺序进行。

分闸过程：

S107，接合触头21与断路触头11接触，断路触头11被断路接点锁扣12锁住，接合触头21通过接合接点推板24被接合接点锁扣22锁住，断路分离弹簧13和接合接点分离弹簧23处于拉伸状态，触头压力弹簧25处于压缩状态。

S108，分别释放断路接点锁扣12和接合接点锁扣22；（需要说明的是，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22可以同时释放，也可以先后释放，同时释放为实施例，在此仅以同时释放为例作说明，先后释放与此类似，在此不作说明。）

S109，断路触头11受断路分离弹簧13的拉力立刻向后移动离开接合触头21，接合接点推板24受接合接点分离弹簧23拉力向后移动，同时接合触头21受触头压力弹簧25压力压向接点挡板31，接点挡板31阻止接合触头21向断路触头11方向移动；

S110，断路触头11继续被断路分离弹簧13拉动离开接合触头21，接合接点推板24继续被接合接点分离弹簧23拉动向后移动；

S111，接合接点推板24继续被接合接点分离弹簧23拉动，使接合触头21继续远离断路触头11；

S112，完成断路。断路触头11和接合触头21处于分离状态，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22均处于脱扣状态，断路分离弹簧13、接合接点分离弹簧23和触头压力弹簧25均处于正常状态。

如图2所示，作为本发明第二种实施例，断路接点组10还包括断路转轴16和断路转臂17，断路分离弹簧13通过断路转臂17驱动断路触头11围绕断路转轴16摆动；接合接点组20还包括接合转轴26和接合转臂27，接合接点分离弹簧23通过接合转臂27驱动接合触头21围绕接合转轴26摆动。优选的，接合接点组20还包括接合接点推板24和触头压力弹簧25，接合触头21依次通过触头压力弹簧25、接合接点推板24和接合转臂27连接到接合接点分离弹簧23的一端。

如图7所示，本发明第二种实施例的工作过程S201至S212对应于本发明第一种实施例的工作过程S101至S112，其区别在于，基座40上设置有断路转轴16、断路转臂17、接合转轴26和接合转臂27，断路分离弹簧13通过断路转臂17驱动断路触头11围绕断路转轴16摆动，接合接点分离弹簧23通过接合转臂27驱动接合触头21围绕接合转轴26摆动，其余技术特征与本发明第一种实施例相同，在此不累述。

如图3和图8所示，作为本发明第三种实施例，其还包括中心转轴50；断路接点组10还包括断路转臂17，断路分离弹簧13通过断路转臂17驱动断路触头11围绕中心转轴50摆动；接合接点组20还包括接合转臂27，接合接点分离弹簧23通过接合转臂27驱动接合触头21围绕中心转轴50摆动。接合接点组20还包括触头压力弹簧25，接合触头21通过触头压力弹簧25和接合转臂27连接到接合接点分离弹簧23的一端。其工作过程与本发明第一种实施例类似，在此不累述。

如图4或图9所示，作为本发明第四种实施例，其还包括一块或多块绝缘板61，当断路触头11和接合触头21分离时，绝缘板61插入断路触头11和接合触头21之间，绝缘板61连接有用于为绝缘板61提供插入驱动力的绝缘板弹簧62。本发明通过在断路触头11和接合触头21之间加入绝缘板61结构，在加快断路器分闸速度的同时，实现更好的绝缘和灭弧效果。

如图5所示，作为本发明的第五种实施例，接点限位装置为锯齿锁扣结构，锯齿锁扣结构包括与接合触头21固定连接的锯齿结构33和与锯齿结构33匹配的限位锁扣34，限位锁扣34连接有用于为限位锁扣34提供压力的限位弹簧35，限位锁扣34和限位弹簧35均设置在接合接点推板24内，跟随并限制接合接点推板24的移动，锯齿锁扣结构的设计使得限位锁扣34在限位弹簧35的压力下，相对于锯齿结构33仅能朝着断路触点方向单向运动。

下面结合图10详述本发明第五种实施例合闸和断路分闸的工作过程。

合闸过程：

S501至S503对应于第一种实施例中的S101至S103，在此不累述；

S504，推动接合接点组20的接合接点推板24，压缩触头压力弹簧25，使接合触头21向断路触头11方向移动，接合接点分离弹簧23受力拉伸,限位锁扣34跟谁接合接点推板24向断路触头11方向移动；

S505，继续推动接合接点推板24，使接合触头21与断路触头11接触；

S506，继续推动接合接点推板24，触头压力弹簧25受力压缩，使接合触头21与断路触头11的接触加压，直至接合接点推板24被锁扣锁住，限位锁扣34与锯齿结构33扣合锁住。

完成合闸。

分闸过程：

S507，接合触头21与断路触头11接触，断路触头11被断路接点锁扣12锁住，接合触头21通过接合接点推板24被接合接点锁扣22锁住，断路分离弹簧13和接合接点分离弹簧23处于拉伸状态，触头压力弹簧25处于压缩状态，限位锁扣34与锯齿结构33扣合锁住。

S508，分别释放断路接点锁扣12和接合接点锁扣22；（需要说明的是，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22可以同时释放，也可以先后释放，同时释放为实施例，在此仅以同时释放为例作说明，先后释放与此类似，在此不作说明。）

S509，断路触头11受断路分离弹簧13的拉力立刻向后移动离开接合触头21，接合接点推板24受接合接点分离弹簧23拉力向后移动，同时限位锁扣34扣紧锯齿结构33，连动接合触头21向后移动；

S510，断路触头11继续被断路分离弹簧13拉动离开接合触头21，接合接点推板24继续被接合接点分离弹簧23拉动向后移动，接合触头21向后移动继续向后移动；

S511，接合接点推板24继续被接合接点分离弹簧23拉动，接合触头21继续远离断路触头11；

S512，完成断路。断路触头11和接合触头21处于分离状态，断路接点锁扣12和接合接点锁扣22均处于脱扣状态，断路分离弹簧13、接合接点分离弹簧23和触头压力弹簧25均处于正常状态。

本发明一种断路器的快速反应脱离方法采用断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离，实现了触头间的快速分离，避免或降低了电弧现象，延长断路器寿命；而且由于断路触头可独立于接合触头动作，实现电路可以随时断开，使得断路器更安全。

综上所述，本发明通过采用断路触头11代替传统技术中的固定触头，在断路器需要分闸断路时，断路触头11和接合触头21双向分离动作，实现了触头间的快速分离，避免或降低了电弧现象，延长断路器寿命；而且由于断路触头11可独立于接合触头21动作，实现电路可以随时断开，使得断路器更安全；再者，本发明结构简单，生产成本低，具有良好的经济和社会效益。本发明可广泛应用于各种断路器。

另外，本发明通过在断路触头和接合触头之间加入绝缘板结构，在加快断路器分闸速度的同时，实现更好的绝缘和灭弧效果；通过设置触头压力弹簧解决触头压力不足的技术问题；通过转轴提供不同的开关结构，使得开关的设计多样化。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种快速反应脱离断路器，其特征在于：其包括断路接点组和接合接点组；

所述断路接点组包括可活动的断路触头；

所述接合接点组包括可活动的接合触头；

所述断路接点组和接合接点组之间设置有用于限制断路触头和/或接合触头移动位置的移动接点限位装置；

当断路触发时，所述断路触头先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。

2.根据权利要求1所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：

所述断路接点组还包括用于固定断路触头位置的断路接点锁扣和用于为断路触头提供分离拉力的断路分离弹簧，所述断路分离弹簧一端固定，另一端与断路触头连接；

所述接合接点组还包括用于固定接合触头位置的接合接点锁扣和用于为接合触头提供分离拉力的接合接点分离弹簧，所述接合接点分离弹簧一端固定，另一端与接合触头连接；

当断路触发时，分别释放断路接点锁扣和接合接点锁扣，使断路触头和接合触头分别在断路分离弹簧和接合接点分离弹簧的拉力下分离。

3.根据权利要求1或2所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：所述断路分离弹簧的伸缩和接合接点弹簧的伸缩分别驱动断路触头和接合触头沿着同一直线方向运动。

4.根据权利要求3所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：所述接合接点组还包括接合接点推板和触头压力弹簧，所述接合触头依次通过触头压力弹簧和接合接点推板连接到接合接点分离弹簧的一端。

5.根据权利要求1或2所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：

所述断路接点组还包括断路转轴和断路转臂，所述断路分离弹簧通过断路转臂驱动断路触头围绕断路转轴摆动；

所述接合接点组还包括接合转轴和接合转臂，所述接合接点分离弹簧通过接合转臂驱动接合触头围绕接合转轴摆动。

6.根据权利要求5所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：所述接合接点组还包括接合接点推板和触头压力弹簧，所述接合触头依次通过触头压力弹簧、接合接点推板和接合转臂连接到接合接点分离弹簧的一端。

7.根据权利要求1或2所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：

其还包括中心转轴；

所述断路接点组还包括断路转臂，所述断路分离弹簧通过断路转臂驱动断路触头围绕中心转轴摆动；

所述接合接点组还包括接合转臂，所述接合接点分离弹簧通过接合转臂驱动接合触头围绕中心转轴摆动。

8.根据权利要求7所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：所述接合接点组还包括触头压力弹簧，所述接合触头通过触头压力弹簧和接合转臂连接到接合接点分离弹簧的一端。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的一种快速反应脱离断路器，其特征在于：其还包括一块或多块绝缘板，当断路触头和接合触头分离时，所述绝缘板插入断路触头和接合触头之间，所述绝缘板连接有用于为绝缘板提供插入驱动力的绝缘板弹簧。

10.一种断路器的快速反应脱离方法，其特征在于，其包括断路分闸步骤：

所述断路触头独立先于接合触头反向移动分离，或者断路触头与接合触头同时反向移动分离。

11.根据权利要求10所述的一种断路器的快速反应脱离方法，其特征在于，其还包括合闸步骤：

断路触头向着接合触头方向移动，先于接合触头到达接触位置，接合触头向着断路触头方向移动，后于接合触头到达接触位置并与断路触头接触。

12.根据权利要求10或11所述的一种断路器的快速反应脱离方法，其特征在于，其还包括合闸过程中的分闸步骤：

当接合触头接触到断路触头的时候，若需要即刻断路，断路触头即刻向着接合触头的反方向快速脱离。