CN104934270B - 断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器，包括壳体、触头机构、灭弧系统、操作机构和磁脱扣机构，触头机构包括动触头和静触头，动触头上设有动触点，静触头上设有静触点，灭弧系统包括灭弧室，灭弧室设有灭弧栅片、隔弧片和引弧组件，所述引弧组件包括上引弧片和下引弧片，下引弧片连接有双金属片，双金属片与动触头联动配合，操作机构包括手柄、主支架、联动组件和锁扣组件，锁扣组件包括锁扣和跳扣，磁脱扣机构包括铁芯、线圈和磁轭，灭弧室包括进弧端和出弧端，出弧端设有出弧分流隔区，分别为第一出弧区和第二出弧区，壳体上分别设有与第一出弧区和第二出弧区联通的导弧出口。本发明具有分断能力好、灭弧效果佳、安全可靠的优点。

Description

断路器

技术领域

本发明属于断路器技术领域，尤其是一种引弧、灭弧效果好以及分断能力高的断路器。

背景技术

断路器是一种用来切断和接通负载电路，以及切断故障电路防止事故扩大从而保证负载电路安全运行的一种开关装置。断路器的结构主要包括壳体、触头机构、灭弧系统、操作机构和磁脱扣机构，触头机构包括动触头和静触头，动触头上设有动触点，静触头上设有静触点；灭弧系统包括灭弧室，灭弧室设有灭弧栅片、灭弧罩和引弧片；操作机构包括操作手柄、主支架、联动组件和锁扣组件；磁脱扣机构包括铁芯、线圈和磁轭。

断路器中灭弧系统的灭弧原理是主要通过上下引弧片、磁吹和气吹的共同作用，将电弧推进灭弧室，电弧被灭弧栅片分割成若干小段，利用电弧的近阴极板效应达到熄灭电弧的目的。现有技术中的断路器存在以下缺陷：①当电弧被引入灭弧室经灭弧栅片分割后，从另一端导出时，由于缺少相应防护和隔离，致使电弧发生短路，再次重燃，而电弧的燃弧时间过长，会降低断路器的分断能力。②电弧被引入灭弧室的磁场力偏弱，引弧效果差，使得电弧运动时间长，进而导致触头系统及引弧系统受损严重，影响断路器的分断能力。③灭弧室灭弧能力差，灭弧室受损严重，灭弧罩易爆裂，电弧进入灭弧室速度慢，造成灭弧效果差。④由于操作机构缺少储能系统，断路器在合闸过程中，会引起触头弹跳，使得触头受损严重，降低产品的使用寿命。本发明基于上述不足做出了改进结构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种分断能力好、灭弧效果佳、安全可靠的断路器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种断路器，包括壳体、触头机构、灭弧系统、操作机构和磁脱扣机构，触头机构包括动触头和静触头，动触头上设有动触点，静触头上设有静触点，灭弧系统包括灭弧室，灭弧室设有灭弧栅片、灭弧罩和引弧组件，所述引弧组件包括上引弧片和下引弧片，下引弧片连接有双金属片，双金属片与动触头联动配合，操作机构包括手柄、主支架、联动组件和锁扣组件，锁扣组件包括锁扣和跳扣，磁脱扣机构包括铁芯、线圈和磁轭，灭弧室包括进弧端和出弧端，其特征在于：所述出弧端设有出弧分流隔区，分别为第一出弧区和第二出弧区，所述壳体上分别设有与第一出弧区和第二出弧区联通的导弧出口。

上述结构中，上引弧片一端位于灭弧室上方，上引弧片的另一端向上弯折与静触头连接，静触点设置于该连接处，下引弧片的一端位于灭弧室下方，下引弧片另一端则朝双金属片方向延伸与其接触，手柄铰接于壳体上，壳体上还设有定位柱，主支架、动触头和锁扣均安装于该定位柱上，主支架外表面设有铰接柱，跳扣安装于该铰接柱上，主支架沿其径向端面开设有可供动触头容纳其中的安装槽，安装槽的一侧面开设有与该安装槽联通的通孔，动触头复位弹簧一端穿过该通孔与动触头连接，动触头复位弹簧另一端则固定在壳体内壁的固定柱上，该固定柱位于手柄背离触头机构的一端，该结构配合紧密，空间利用率高，锁扣上设有突出的锁块，跳扣上设有与该锁块适配的锁槽，上述灭弧室位于磁脱扣机构的下方，灭弧室中设有与灭弧栅片适配的安装腔，灭弧室的出弧端通过出弧分流隔区将电弧分割后分别导出，避免电弧经引出端后又发生短路，电弧重燃的现象，该出弧分流隔区通常只设置上下区即可，但不限制具体的分流隔区数量。

进一步的，所述第一出弧区的导弧出口处设有缓冲区。

上述结构中，该第一出弧区的导弧出口设置在壳体侧壁，该导弧出口与第一出弧区之间设有挡壁，该挡壁与导弧出口之间形成缓冲区，挡壁的设置起到延缓电弧的瞬时导出速度的作用，缓冲区的设置则减少了电弧瞬时导出量。

进一步的，所述灭弧室的安装腔中设有与灭弧栅片适配的嵌设槽，安装腔中还设有用于分离相邻两个灭弧栅片的隔离壁。

上述结构中，该隔离壁的设置使得相邻灭弧栅片即使在瞬间大电流的作用下，不会有灭弧栅片相互吸引，使得栅片粘合在一起，致使上下极短路的现象发生。

进一步的，所述灭弧罩包括安装于灭弧栅片侧壁的隔弧片，该隔弧片上设有释放槽，灭弧栅片侧壁开设有缺口，隔弧片嵌设于该缺口中。

上述结构中，该灭弧罩为分别设置在灭弧栅片前后两侧的片状隔弧片，该隔弧片上还设有上下两个释放槽，使得灭弧室中排气顺畅，从前后左右四个方向通气，加速电弧进入灭弧室的速度，提高灭弧效率。首先，部分气体可以从前后两侧排出，使得气流经隔弧片回流到动触头下方，增加动触头处的压力来推动电弧移动；同时，由于气流的带动，动触头处的热量和电弧会随着气流而被带走，可以减少动触头的损耗；其次，由于隔弧片的上下两个释放槽，可以降低灭弧室中气体对隔弧片的冲击压力，确保灭弧栅片和隔弧片仍可紧密粘合在一起，保证灭弧栅片的均匀排布，使得电压均匀降低。

进一步的，所述灭弧室的进弧端设有前后导磁体，所述引弧组件与该前后导磁体连接。

上述结构中，该灭弧室的进弧端通过前后导磁体和上下引弧片形成口字型闭合场，该闭合场在电弧作用下，可以增强运动磁场，来驱动电弧，加快其运动速度，降低电弧对触头系统的损害。

再进一步的，所述下引弧片包括与灭弧室连接的下引弧片本体，下引弧片本体具有与双金属片连接的延伸体，该延伸体具有与下引弧片本体平行的折边。

上述结构中，该下引弧片本体具有朝向双金属片的倾斜端，该倾斜端与延伸体的折边平行设置，在上述感应磁场的作用下，该倾斜端和折边上的感应电流同向流动，形成吸引电弧的吸力，加速电弧引弧速度。

进一步的，所述锁扣组件还包括位于动静触头之间的储能件，该储能件包括铰接于壳体上的铰接端、以及由铰接端延伸而出形成可曲挠性抵接端。

上述结构中，由于现有技术中的动静触点在手动合闸时，由于开距位置变化不定，容易出现火花，损坏触头，本结构采用储能件来阻挡动静触头在合闸过程中的电接触，当动触头继续向静触头方向运动并挤压到储能件的抵接端使其发生挠性变形后，该动触头上的动触点与静触头的静触点接触导通，避免在动作过程中出现火花，保护触头。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例外观结构示意图；

附图2为本发明具体实施例断路器内部结构示意图；

附图3为本发明具体实施例断路器器内部灭弧室、储能件、动触头的安装结构示意图；

附图4为本发明具体实施例断路器壳体中灭弧室的结构示意图；

附图5为本发明具体实施例附图4的A的局部放大图；

附图6为本发明具体实施例灭弧栅片与灭弧罩的结构示意图；

附图7为本发明具体实施例灭弧罩的结构示意图；

附图8为本发明具体实施例下引弧片主视角度的立体结构示意图；

附图9为本发明具体实施例下引弧片结构主视图；

附图10为本发明具体实施例下引弧片后视角度的立体结构图；

附图11为本发明具体实施例引弧片及导磁体的装配结构立体图；

附图12为本发明具体实施例操作机构的结构主视图；

附图13为本发明具体实施例操作机构的立体结构示意图；

附图14为本发明具体实施例主支架与跳扣以及动触头的安装结构示意图；

附图15为本发明具体实施例锁扣与跳扣的结构分解图；

附图16为本发明具体实施例储能件的结构示意图；

壳体1、定位柱11、弹簧柱12、固定轴13、导弧出口131、

铁芯21、磁轭22、线圈23、

灭弧室31、进弧端311、出弧端312、第一出弧区312a、第二出弧区312b、缓冲区312c、挡壁312d、嵌设槽313、隔离突筋314、灭弧栅片32、灭弧罩33、隔弧片331、释放槽332、上引弧片341、下引弧片342、下引弧片本体3421、倾斜端3422、过渡边3423、回折边3424、连接片3425、前导磁体351、后导磁体352、绝缘件353、

手柄41、主支架42、铰接柱421、安装槽422、通孔423、连杆43、锁扣44、锁块441、跳扣45、锁槽451、跳扣复位弹簧452、铰接端部453、储能件46、铰接端461、可曲挠性抵接端462、定位臂463、连接臂464、动触头51、动触点511、动触头复位弹簧512、抵接块513、静触头52、静触点521、双金属片6。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-16所示是断路器，包括壳体1、触头机构、灭弧系统、操作机构和磁脱扣机构，触头机构包括动触头51和静触头52，动触头51上设有动触点511，静触头52上设有静触点521，灭弧系统包括灭弧室31，灭弧室31设有灭弧栅片32、灭弧罩33和引弧组件，引弧组件包括上引弧片341和下引弧片342，上引弧片341一端位于灭弧室31上方，上引弧片341的另一端向上弯折与静触头52连接，静触点521设置于该连接处，下引弧片342的一端位于灭弧室31下方，下引弧片342另一端则朝双金属片6方向延伸与其接触，双金属片6与动触头51联动配合，操作机构包括手柄41、主支架42、连杆43和锁扣组件，锁扣组件包括锁扣44和跳扣45，手柄41铰接于壳体1上，壳体1上还设有定位柱11，主支架42、动触头51和锁扣44均安装于该定位柱11上，主支架42外表面设有铰接柱421，跳扣45安装于该铰接柱421上，手柄41与跳扣45通过连杆43连接，主支架42沿其径向端面开设有可供动触头51容纳其中的安装槽422，安装槽422的一侧面开设有与该安装槽422联通的通孔423，动触头复位弹簧512一端穿过该通孔423与动触头51连接，动触头复位弹簧512另一端则固定在壳体1内壁的弹簧柱12上，弹簧柱12与触头组件分别位于手柄41的左右两侧，锁扣44上设有突出的锁块441，跳扣45上设有与该锁块441适配的锁槽451，上述跳扣复位弹簧452一端固设在跳扣45的铰接端部453，跳扣复位弹簧452另一端则固定在锁扣44上；上述磁脱扣机构包括铁芯21和磁轭22，铁芯21位于磁轭22中且铁芯21上卷绕有线圈23，灭弧室31包括进弧端311和出弧端312，出弧端312设有出弧分流隔区，分别为第一出弧区312a和第二出弧区312b，壳体1上分别设有与第一出弧区312a和第二出弧区312b联通的导弧出口131，上述灭弧室31位于磁脱扣机构的下方，灭弧室31中设有与灭弧栅片32适配的安装腔，灭弧室31的出弧端312通过出弧分流隔区将电弧分割后分别导出，避免电弧经引出端后又发生短路，电弧重燃的现象，第一出弧区312a的导弧出口131设置在壳体1侧壁，第二出弧区312b的导弧出口131则设置在壳体1底部。本发明中的上下左右前后方向以图2中的上下左右方向为准，打开壳体一侧为前侧，壳体所在的端面为后侧。

上述第一出弧区312a的导弧出口131处设有缓冲区312c。该第一出弧区312a的导弧出口131设置在壳体1侧壁，该导弧出口131与第一出弧区312a之间设有挡壁312d，挡壁312d上方具有可供电弧穿过的缺口，该挡壁312d与导弧出口131之间形成缓冲区312c，挡壁312d的设置起到延缓电弧的瞬时导出速度的作用，缓冲区312c的设置则减少了电弧瞬时导出量。

上述灭弧室31的安装腔中设有与灭弧栅片32适配的嵌设槽313，灭弧栅片32一一安装于该嵌设槽313中，且相邻的两个灭弧栅片32之间还设有隔离壁将两者进行分离，避免两者在大电流瞬间冲击下，相互贴合。灭弧室3131的进弧端311和出弧端312分别设有间隔分布有隔离突筋314，进弧端311的隔离突筋314与出弧端312的隔离突筋314同轴设置且该两端的隔离突筋314形成用于分离相邻两个灭弧栅片32的隔离壁，隔离壁与隔离壁之间的间隔槽形成供灭弧栅片32安装的嵌设槽313。

上述灭弧罩33包括安装于灭弧栅片32侧壁的隔弧片331，该隔弧片331上设有释放槽332，灭弧栅片32侧壁开设有缺口，隔弧片331嵌设于该缺口中，隔弧片331上还设有呈纵向排列的安装槽，隔弧片331通过安装槽嵌设于灭弧栅片32上的安装块上。该隔弧片331为前后片状结构，前后两片分别嵌设在灭弧栅片32侧壁的缺口中，该隔弧片331的前后以及上下端面均形成可供气流流通的出口，使得灭弧室31中排气通畅，加速了引弧灭弧速度。

上述下引弧片342包括与灭弧室31连接的下引弧片本体3421，下引弧片本体3421具有与双金属片6连接的延伸体，该延伸体包括过渡边3423和回折边3424，过渡边3423的起始端与倾斜端3422连接且过渡边3423与倾斜端3422的电流流向相反，过渡边3423的末端与回折边3424连接，该回折边3424位于倾斜端3422和过渡端之间且回折边3424与倾斜端3422的电流流向相同。由于上述倾斜端3422与延伸体上靠近倾斜端3422的回折边3424上的电流方向一致，形成吸引力，可以起到加速电弧引弧速度的作用。该延伸体具有平行四边形结构的上下边以及左右折边，左右折边分别构成上述回折边3424和过渡边3423，该上边具有朝右延伸与双金属片6连接的连接片3425。

上述灭弧室31的进弧端311设有前后导磁体351、352，引弧组件与该前后导磁体351、352连接。前导磁体351背离后导磁体352的端面嵌设有绝缘件353，后导磁体352背离前导磁体351的端面也嵌设有绝缘件353。该前后导磁体351、352以及上下引弧片342之间形成环形感应电流，感应电流经过静触片与上引弧片341时，其电流方向一致，产生吸力，加速了电弧的引弧速度，感应电流经过灭弧室31由下引弧片342引出依次经过其倾斜端3422和呈平行四边形结构的延伸体时，倾斜端3422与延伸体上靠近倾斜端3422的折边上的电流方向一致，形成吸引力，进一步加速了电弧引弧速度；当感应电流经过延伸体以及双金属片6时，延伸体上靠近双金属片6的折边与双金属片6上的感应电流方向相反，则形成斥力，加速电弧分别朝灭弧室31方向和双金属片6一端移动；双金属片6与动触头51连接的一端之间的感应电流方向相反，也形成相斥力，分别加速电弧朝灭弧室31和双金属片6方向移动，该导磁体结构的设置，从整体上加速了电弧引弧速度，提高了灭弧效率。

上述锁扣组件还包括位于动静触头51、52之间的储能件46，该储能件46包括铰接于壳体1上的铰接端461、以及由铰接端461延伸而出形成可曲挠性抵接端462。该可曲挠性抵接端462位于动静触头51、52之间，动触头51上设有与该可曲挠性抵接端462配合的抵接块513，该抵接块513具有尖锐端部。

上述储能件46为橡胶材料制成，储能件46的铰接端461为中空柱体，该中空柱体套设于断路器壳体1的固定轴13上，铰接端461一侧朝手柄41方向延伸形成定位臂463，铰接端461另一侧通过连接臂464与可曲挠性抵接端462一体连接，该定位臂463与连接臂464平行设置。由于现有技术中的动静触点521在手动合闸时，由于开距位置变化不定，容易出现火花，损坏触头，本结构采用储能件46来阻挡动静触头52在合闸过程中的电接触，当动触头51运动到一定距离并继续向静触头52方向运动挤压到储能件46的抵接端使其发生挠性变形后，该动触头51上的动触点511与静触头52的静触点521才接触导通，避免在动作过程中反复的导通断开而出现火花的现象，起到保护触头延长其使用寿命的作用。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种断路器，包括壳体、触头机构、灭弧系统、操作机构和磁脱扣机构，触头机构包括动触头和静触头，动触头上设有动触点，静触头上设有静触点，灭弧系统包括灭弧室，灭弧室设有灭弧栅片、灭弧罩和引弧组件，所述引弧组件包括上引弧片和下引弧片，下引弧片连接有双金属片，双金属片与动触头联动配合，操作机构包括手柄、主支架、联动组件和锁扣组件，锁扣组件包括锁扣和跳扣，磁脱扣机构包括铁芯、线圈和磁轭，灭弧室包括进弧端和出弧端，其特征在于：所述出弧端设有出弧分流隔区，分别为第一出弧区和第二出弧区，所述壳体上分别设有与第一出弧区和第二出弧区联通的导弧出口，所述灭弧室的进弧端设有前后导磁体，所述引弧组件与该前后导磁体连接，所述下引弧片包括与灭弧室连接的下引弧片本体，下引弧片本体具有与双金属片连接的延伸体，该延伸体包括过渡边和回折边，过渡边的起始端与倾斜端连接且过渡边与倾斜端的电流流向相反，过渡边的末端与回折边连接，该回折边位于倾斜端和过渡端之间且回折边与倾斜端的电流流向相同。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述第一出弧区的导弧出口处设有缓冲区。

3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述灭弧室的安装腔中设有与灭弧栅片适配的嵌设槽，安装腔中还设有用于分离相邻两个灭弧栅片的隔离壁。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述灭弧罩包括安装于灭弧栅片侧壁的隔弧片，该隔弧片上设有释放槽，灭弧栅片侧壁开设有缺口，隔弧片嵌设于该缺口中。

5.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述锁扣组件还包括位于动静触头之间的储能件，该储能件包括铰接于壳体上的铰接端、以及由铰接端延伸而出形成可曲挠性抵接端。