CN104715980B - 一种磁后备脱扣保护机构 - Google Patents

Abstract

一种磁后备脱扣保护机构，包括静触头、动触头、脱扣机构、磁脱扣推杆以及操作手柄，脱扣机构包括锁扣、动触头摇臂、跳扣、连杆以及拉簧，锁扣和动触头摇臂均通过销轴A设置在壳体的支架上；所述跳扣通过销轴B铰接在动触头摇臂靠近操作手柄的一端，跳扣与操作手柄之间通过连杆活动连接；动触头摇臂的另一端通过销轴C铰接动触头的尾端；拉簧连接在动触头摇臂与壳体远端的支撑轴之间；脱扣机构上还设置有扭簧；扭簧通过销轴C安装于动触头和动触头摇臂上，动触头与静触头在扭簧作用下电接触。本发明应用于断路器中，使断路器具备配电线路的选择性保护功能，提高配电系统的灵活性和可靠性。

Description

一种磁后备脱扣保护机构

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，特别是一种磁后备脱扣保护机构。

背景技术

小型断路器是低压配电工业与民用设备中的重要电器元件，多应用于低压配电系统的末端。目前，国内外小型断路器均采用热磁式技术原理及方案实现其对电流过载和短路的保护特性，不但能耗高，保护特性不可调节，不能适应电动机保护，而且短路分断能力低，不能实现对系统的选择性保护要求，供电可靠性低。

随着智能电网的建设和电网用户端的智能化，对末端配电系统的可靠性提出了更高的要求，客观上推动了小型断路器实现智能化的需求。为了实现末端配电系统选择性保护的要求，近年来出现了不同结构的小型断路器，如采用内部双回路触头结构产品可以实现部分选择性要求。但其保护特性单一且不可调节，不能实现电动机保护，而且仍采用传统的发热元件感知过载电流的保护脱扣方式，未能解决本身的能源损耗的问题。另外，现有的小型漏电断路器是由小型断路器拼装漏电脱扣模块组成的，由于漏电脱扣模块宽度较大，使得小型漏电断路器的宽度模数大幅增加，因而配电箱体积相对较大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能耗较低、安装方便的磁后备脱扣保护机构，应用于断路器中，使断路器具备配电线路的选择性保护功能，从而提高配电系统的灵活性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种磁后备脱扣保护机构，包括设置在壳体内的静触头、动触头、脱扣机构、磁脱扣推杆以及操作手柄，所述脱扣机构包括锁扣、动触头摇臂、跳扣、连杆以及拉簧，锁扣和动触头摇臂均通过销轴A设置在壳体的支架上，磁脱扣推杆设置在锁扣下方的壳体上；所述跳扣通过销轴B铰接在动触头摇臂靠近操作手柄的一端，跳扣与操作手柄之间通过连杆活动连接；动触头摇臂的另一端通过销轴C铰接动触头的尾端；所述拉簧连接在动触头摇臂位于销轴A和销轴B之间的部位与壳体远端的支撑轴之间；

所述脱扣机构上还设置有扭簧；扭簧通过销轴C安装于动触头和动触头摇臂上，动触头与静触头在扭簧作用下电接触。

上述磁后备脱扣保护机构，所述动触头摇臂为无电流流过的顺应动触头长度方向的平板型长条状结构，长条状动触头摇臂靠近跳扣的一端设置为倒U结构，跳扣的顶端铰接在长条状动触头摇臂倒U结构的外侧支臂上，连杆连接在跳扣的下部；长条状动触头摇臂倒U结构的上底部设置有与锁扣外端部相配合的弧形触角。

上述磁后备脱扣保护机构，所述锁扣的主体为工字型结构，长条状动触头摇臂叠放在锁扣的工字型结构中；所述工字型锁扣下横杆靠近操作手柄的一端设置有与跳扣底端相搭接的凹台面，下横杆的另一端下端面与磁脱扣推杆相应；所述工字型锁扣的中部竖杆底端通过销轴A铰接在壳体支架上。

上述磁后备脱扣保护机构，所述静触头至少包含一段与动触头相平行的平直段，静触头平直段和动触头中的电流方向相反，静触头平直段的长度大于等于短路故障初期动触头和静触头中流过短路电流时产生使动触头与静触头相斥开的斥力所需要的长度。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明能耗较低，可应用各种断路器等具有开关性能的电气设备中，能够实现配电线路的选择性保护功能，有效防止越级跳闸现象的发生，提高了配电系统的灵活性和可靠性。相对于通过发热元件和电磁元件实现保护的传统技术，可以实现节能的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中各标号表示为：1、静触头；2、动触头；3、操作手柄；4、磁脱扣推杆；5、扭簧；6、脱扣机构；61、锁扣；62、动触头摇臂；63、跳扣；64、连杆；65、拉簧；

A、销轴A，B、销轴B，C、销轴C，D、锁扣与跳扣搭接点。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

本发明包括设置在壳体内的静触头1、动触头2、脱扣机构6、磁脱扣推杆4、线圈以及操作手柄3。

脱扣机构6的结构如图1所示，包括锁扣61、动触头摇臂62、跳扣63、连杆64以及拉簧65。锁扣61和动触头摇臂62均通过销轴A设置在壳体的支架上，磁脱扣推杆4设置在锁扣61下方的壳体上，用于在线圈得电时，驱动锁扣绕销轴A顺时针旋转。跳扣63通过销轴B铰接在动触头摇臂62靠近操作手柄3的一端，跳扣63能够双向转动，跳扣63与操作手柄3之间通过连杆64活动连接；动触头摇臂62的另一端通过销轴C铰接动触头2的尾端。拉簧65连接在动触头摇臂62位于销轴A和销轴B之间的部位与壳体远端的支撑轴之间，拉簧为动触头摇臂62提供一定拉力。

本发明的脱扣机构6上还设置有扭簧5；扭簧5通过销轴C安装于动触头2和动触头摇臂62上，动触头2与静触头1在扭簧作用下电接触。

动触头摇臂62为无电流流过的顺应动触头2长度方向的平板型长条状结构，长条状动触头摇臂62与动触头2、锁扣61相铰接的位置设置为朝向宽度方向延伸的外凸状弧形结构；长条状动触头摇臂62靠近跳扣的一端设置为倒U结构，跳扣63的顶端铰接在长条状动触头摇臂倒U结构的外侧支臂上，连杆64连接在跳扣63的下部；长条状动触头摇臂62倒U结构的上底部设置有与锁扣61外端部相配合的弧形触角。

锁扣61的主体为工字型结构，长条状动触头摇臂62叠放在锁扣61的工字型结构中；不仅要保证动触头摇臂在锁扣内能够做微量上下转动，在销轴A上装有一个小扭簧（图中未显示），使得锁扣与动触头摇臂正常情况下在锁扣的上横杆前端接触并使动触头摇臂限位，还要保证在长条状动触头摇臂62及动触头2未脱扣动作之前，锁扣61能够在磁脱扣推杆4的推动下克服小扭簧反力 产生顺时针微量转动，从而使得锁扣61与跳扣63在D点脱开，致使整体开关机构脱扣、断开。

工字型锁扣61的上横杆内端面和下横杆内端面分别为与动触头摇臂62的外凸状弧形结构相配合内凹状弧形结构，工字型锁扣61下横杆靠近操作手柄3的一端设置有与跳扣63底端相搭接的凹台面，下横杆的另一端下端面与磁脱扣推杆4相应；工字型锁扣61的中部竖杆底端通过销轴A铰接在壳体支架上。工字型锁扣61中部竖杆的外侧端面为与动触头铰接端相配装的内凹的弧形结构。

静触头1和动触头2之间采用转动铰链式斥力结构。静触头1至少包含一段与动触头相平行的平直段，静触头1平直段和动触头2中的电流方向相反，静触头1平直段的长度大于等于故障初期动触头和静触头中流过短路电流时产生使动触头与静触头相斥开的斥力长度。当故障发生时，方向相反的短路电流流过静触头平直段和动触头时，此时，在静触头和动触头之间产生斥力，将两者斥开。本发明中平直段的几何长度相对普通静触头进行了加长，使得动触头2和静触头1平行距离增长，在方向相反的短路电流作用下，能产生较大的电动斥力。

本发明的动触头与静触头采用转动铰链式斥力结构，通过扭簧5保持动触头、静触头接触时的的触头压力；并在特大短路电流时由产生的电动斥力将动、静触头在脱扣机构6动作完成之前首先斥开（其短路电流达到最大值之前）。

本发明的工作原理如下所述：

当配电系统在出现特大短路电流且未达到短路电流的峰值前，由于在动触头和静触头上的电流方向相反，使得动触头与静触头之间产生电动斥力，动触头2在电动力作用下克服扭簧扭力的作用首先围绕销轴C顺时针转动与静触头斥开，实现了在短路电流出现初期有效限制短路电流增大的作用；随后，磁后备保护脱扣机构线圈中的动推杆在磁场的作用下迅速驱动脱扣机构6中的锁扣61围绕销轴A顺时针转动，此时锁扣61与跳扣63在D点的搭接处脱开，跳扣63失去支撑后绕销轴B顺时针方向转动，动触头摇臂62同时失去连杆64的支撑，在拉簧65的作用下顺时针围绕销轴A转动，脱扣机构6整体顺时针动作，开关断开。即在短路电流达到最大值之前，通过动触头和静触头之间的斥力提前斥开，以实现提高短路分断能力的目的。

本发明应用于小型断路器中，为配合本发明，小型断路器本体内还设置有主灭弧室和副灭弧室。磁后备保护脱扣机构的线圈接于动触头与断路器出线之间，在配电系统出现短路故障时，在电动力作用下动触头、静触头斥开后；磁后备保护脱扣机构中的磁脱扣推杆在磁场的作用下迅速驱动开关机构动作。在此过程中，动触头、静触头之间产生的电弧首先在主灭弧室进行冷却、灭弧后，再经通道进入副灭弧室，进一步冷却后，电弧熄灭。

当配电系统出现一般短路电流时（小于某数值），由于扭簧力的作用，动触头、静触头不能实现斥开，磁脱扣推杆也不动作，这时可通过断路器中智能控制器模块的分励脱扣器进行延时动作，使开关断开，在延时动作时间之内，其下级故障线路的分断路器瞬时动作断开，切断故障线路，从而使本断路器不再断开，保证了本断路器下级其它未发生故障的断路器正常供电，从而实现了上下级间的选择性保护。

Claims (3)

1.一种磁后备脱扣保护机构，其特征在于：包括设置在壳体内的静触头（1）、动触头（2）、脱扣机构（6）、磁脱扣推杆（4）以及操作手柄（3），所述脱扣机构包括锁扣（61）、动触头摇臂（62）、跳扣（63）、连杆（64）以及拉簧（65），锁扣（61）和动触头摇臂（62）均通过销轴A设置在壳体的支架上，磁脱扣推杆（4）设置在锁扣（61）下方的壳体上；所述跳扣（63）通过销轴B铰接在动触头摇臂（62）靠近操作手柄（3）的一端，跳扣（63）与操作手柄（3）之间通过连杆（64）活动连接；动触头摇臂（62）的另一端通过销轴C铰接动触头（2）的尾端；所述拉簧（65）连接在动触头摇臂（62）位于销轴A和销轴B之间的部位与壳体远端的支撑轴之间；

所述脱扣机构（6）上还设置有扭簧（5）；扭簧（5）通过销轴C安装于动触头（2）和动触头摇臂（62）上，动触头（2）与静触头（1）在扭簧作用下电接触；

所述锁扣（61）的主体为工字型结构，长条状动触头摇臂（62）叠放在锁扣（61）的工字型结构中；所述工字型锁扣（61）下横杆靠近操作手柄（3）的一端设置有与跳扣（63）底端相搭接的凹台面，下横杆的另一端下端面与磁脱扣推杆（4）相应；所述工字型锁扣（61）的中部竖杆底端通过销轴A铰接在壳体支架上，工字型锁扣（61）中部竖杆的外侧端面为与动触头铰接端相配装的内凹的弧形结构。

2.根据权利要求1所述的一种磁后备脱扣保护机构，其特征在于：所述动触头摇臂（62）为无电流流过的顺应动触头（2）长度方向的平板型长条状结构，长条状动触头摇臂（62）靠近跳扣的一端设置为倒U结构，跳扣（63）的顶端铰接在长条状动触头摇臂（62）倒U结构的外侧支臂上，连杆（64）连接在跳扣（63）的下部。

3.根据权利要求2所述的一种磁后备脱扣保护机构，其特征在于：所述静触头（1）至少包含一段与动触头相平行的平直段，静触头（1）平直段和动触头（2）中的电流方向相反，静触头（1）平直段的长度大于等于短路故障初期动触头和静触头中流过短路电流时产生使动触头与静触头相斥开的斥力所需要的长度。