CN105762039B - 断路器触头系统及断路器 - Google Patents
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Abstract
一种断路器触头系统及断路器,包括:触头支架;回转支撑轴;多个导电片,所述多个导电片上分别配置有能够与外部导体接触导电的触点,并且所述多个导电片并列排布并通过所述回转支撑轴可旋转地设置于所述触头支架上,使多个所述触点形成接触面;以及母排;柔性连接件,所述柔性连接件两端分别与所述多个导电片和所述母排电连接;其中,所述母排设置有能够使流过该母排的电流方向发生偏转的电流偏向段,以对所述柔性连接件产生使所述导电片的触点朝向所述外部导体运动的作用力。
Description
技术领域
本发明属于电气开关技术领域,尤其涉及一种断路器触头系统及断路器。
背景技术
断路器是配电电器的重要部分,主要用于工业用低压电力系统,用来接通及分断电网电路中的电流和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害。随着电力工程对电源和输配电设备要求的不断提高,对用于电路保护开关的性能要求也越来越高,小型化、高性能、模块化、高可靠性是现阶段万能式断路器的主要发展方向。
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器。低压断路器又称自动开关,俗称“空气开关”,它是一种既有手动分合闸功能,又能自动进行失压、欠压、过载和短路故障智能分析保护的电器。在断路器实际使用中,当其处于闭合状态时,如果线路中出现短路故障时,出于选择性保护的需要,则要求其具有延时动作的保护特性,即在短路电流被切断之前的短时间内可以承受短路电流带来的冲击,这样才能保证下端支路发生故障时,尽可能由下端断路器移除故障,缩小断电范围,减小损失。
触头系统是断路器的重要组成部分,触头系统中触头弹簧参数及触头终压力值的设计十分关键,直接关系到断路器的短时耐受性能。提高断路器短时耐受电流值可以增加B类断路器的选择性保护范围,有效提高级差保护的可靠性,防止越级跳闸等事故的发生。在短路电流冲击下,巨大的电动斥力会造成触头间接触压力减小而导致过热乃至熔焊,使断路器无法继续正常工作;还可能导致动、静触头斥开,引起强电弧烧毁触头和断路器。
众所周知,增加触头数量可以有效地降低电动斥力,进而使断路器在不提高触头终压力的条件下,能够通过更高的短路耐受电流,中国专利200710025637.6公布了一种断路器动触头结构,为了提高短时耐受电流,在触头支架中采用增触头片数量的方案,具体实施方式为去除导电片与触头支架成一体的隔离栅片,使用固定支架和栅片来分隔触头,采用减薄隔离栅片增加触头的容纳空间,进而增加导体数量的办法。这种方法与现有技术存在以下缺点:
一方面在有限的空间内增加触头数,这种增加触头数量的方案势必会导致触头厚度减小,过多的触头数量和过薄的触头厚度进而造成位于触头下方用于安放触头弹簧的空间大幅减小,导致弹簧的高径比过大,而触头弹簧长时间连续工作时弹簧总是处于极限受压状态,因此弹簧容易因疲劳而失效,导致合闸位置时的触头弹簧对触头压力减小,即触头终压力减小,相互接触的触点表面接触电阻增加,电连接可靠性降低,触头温升增加,进而导致断路器使用寿命缩短和可靠性减低,进而短时耐受电流减小,选择性保护的范围就变小、极差配合的精确度降低或失效。
另一方面触头终压力减小,相互接触的触点表面接触电阻增加,电连接可靠性降低,触头温升增加,降低触头的抗熔焊性,导致断路器温升过高,进而导致断路器使用寿命缩短和可靠性减低;且因为零件的增加,结构太过紧凑,导致安装困难,不易实现自动化。
因此,需要一种改进的断路器触头系统及断路器。
发明内容
为有效解决现有技术中存在的上述一或多个缺陷,本发明提供了一种断路器触头系统及断路器,能够实现增加断路器触头系统的终压力值,可以克服由短路电流产生的较大的电动斥力,以及优化断路器触头系统的结构,并控制断路器触头系统及断路器的温升中的一或多个目的。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案:
根据本发明的一个方面,提供了一种断路器触头系统,包括:触头支架;回转支撑轴;多个导电片,所述多个导电片上分别配置有能够与外部导体接触导电的触点,并且所述多个导电片并列排布并通过所述回转支撑轴可旋转地设置于所述触头支架上,使多个所述触点形成接触面;以及母排;柔性连接件,所述柔性连接件两端分别与所述多个导电片和所述母排电连接;其中,所述母排设置有能够使流过该母排的电流方向发生偏转的电流偏向段,以对所述柔性连接件产生使所述导电片的触点朝向所述外部导体运动的作用力。。
由于柔性连接件受力朝向远离母排的方向运动,则其会对多个导电片下端产生拉力,则由于杠杆原理,多个导电片设于回转支撑轴以上的部分会绕回转支撑轴朝向母排侧旋转,从而会增加处于其上的多个触点与外部导体之间的接触力,可以增加导电片的终压力,进而使断路器触头系统能够克服因短路电流在外部导体与导电片接触面处产生的较大的电动斥力。
根据本发明的一个方面,所述电流偏向段为所述母排处配置的斜部,该斜部靠近所述柔性连接件。
根据本发明的一个方面,所述母排处通过开设通槽形成所述电流偏向段,所述通槽的延伸方向平行于所述接触面。使偏向后的电流在母排的通槽区域对柔性连接件产生较强的电动斥力。
根据本发明的一个方面,所述通槽的横截面为V型或者U型。这样形成的电流偏向段的倾斜度更有利于偏向后的电流对柔性连接件产生较强的电动斥力。
根据本发明的一个方面,所述通槽的深度设置为其所处母排区域厚度的1/2至2/3,从而为柔性连接件提供较大的电斥力。
根据本发明的一个方面,所述通槽包括沿电流方向设置在所述母排上的多个通槽,并且相邻两个所述通槽位于所述母排的相对侧上并且彼此错开。以使柔性连接件受到多个叠加的电动斥力,从而增大对导电片的拉力。
根据本发明的一个方面,所述电流偏向段供电流流过的部位设置成厚度相同。从而为柔性连接件提供较大的电斥力。
根据本发明的一个方面,所述电流偏向段供电流流过的部位的厚度小于或等于所述母排靠近所述柔性连接件处的厚度。从而在保证电流流通性的同时为柔性连接件提供较大的电斥力。
根据本发明的一个方面,所述断路器触头系统还包括隔板和夹片,所述多个导电片中的每两个导电片被配置成导电片组,所述隔板设置在所述相邻的两个导电片组之间,所述夹片的厚度小于所述隔板的厚度并且设置在所述每个导电片组的两个导电片之间。保证导电片的结构稳定性,从而增加弹性件的安装空间。
根据本发明的一个方面,所述导电片组中的两个导电片上的触点朝向彼此远离的方向偏置。从而可避免银析出现象导致导电片粘连最终断路器触头系统试验失败,并避免因触点熔焊引发的导电片与外部导体之间电阻增大断路器烧毁的问题。
根据本发明的一个方面,所述断路器触头系统还包括:弹性件,所述弹性件对应设置于所述每个导电片组与所述触头支架之间。一组导电片共用一个弹性件,使得弹性件的安装空间增大,对弹性件的可选择性增加,提升弹性件的性能,避免弹性件过早疲劳失效。
根据本发明的一个方面,所述弹性件包括两个套设在一起的螺旋弹簧。
根据本发明的一个方面,所述弹性件为扭簧。
根据本发明的一个方面,所述每个导电片组处设置有支撑槽,所述触头支架对应该支撑槽设置有凹槽,所述弹性件两端分别抵顶于所述支撑槽和所述凹槽中。使弹性件被稳固安装,为导电片提供更稳定的压力。
根据本发明的一个方面,所述断路器触头系统还包括固定架,用于固定所述母排。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种断路器,其中,所述断路器包括上述的断路器触头系统。
附图说明
本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出的实施方式及其描述用来解释本发明的原理。在附图中:
图1是示出根据本发明实施例的断路器触头系统的整体结构示意图;
图2是示出断路器触头系统的分解结构示意图;
图3是示出断路器触头系统的部分结构示意图;
图4是示出断路器触头系统的一组导电片的主视结构示意图;
图5是示出图4的一组导电片中间夹设夹片的立体结构图示意图;
图6是示出图5的导电片的侧向结构示意图;
图7是示出断路器触头系统的母排结构示意图;
图8是示出断路器触头系统的另一母排结构示意图;
图9是示出断路器触头系统的另一母排结构示意图;
图10是示出断路器触头系统分闸状态的部分结构剖面示意图;
图11是示出断路器触头系统合闸状态的部分结构剖面示意图;
图12是示出断路器触头系统的工作原理示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,对许多具体细节进行了阐释和说明,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过描述本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明不限于下面所提出的任何具体配置,而是在不脱离本发明精神的前提下覆盖了对本发明的结构和部件做出的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以避免对理解本发明的技术方案造成不必要的困扰。
为了更好地理解本发明,下面结合图1至图12对根据本发明实施例提供的断路器触头系统及断路器进行详细描述。
请参见图1,示出的本发明实施例的断路器触头系统的整体结构示意图,断路器触头系统100设于断路器中,用于控制断路器分断/闭合电路中的电压/电流,并具有延时动作的保护特性,即在短路电流被切断之前的短时间内可以承受短路电流带来的冲击,保证下端支路发生故障时,尽可能由下端断路器移除故障,缩小断电范围,减小损失。
具体地,断路器触头系统100具有多个导电片20(通常还称为触头或触指),多个导电片20通过柔性连接件30与母排40电连接,并且多个导电片20采用并列排布方式并通过回转支撑轴80(图2所示)可转动地设置于触头支架10上,每个导电片20上分别设置有触点21(通常还称为动触点或银触点),多个触点21形成的接触面能够与外部导体接触导电或分离断电,从而使断路器可以处于通电或者断电状态。
触头支架10为框架型结构并且采用绝缘材料,可对固定于其上的多个导电片20起到绝缘支撑的作用,触头支架10两端分别通过侧板并采用螺钉固定方式连接有一对辅助固定板51、52,当然辅助固定板51、52还可以通过其他方式与触头支架10连接,或是通过其他结构来充当辅助固定板51、52。回转支撑轴80的两端通过两个辅助固定板51、52上分别预设的轴孔13将穿设于其上的多个导电片20夹设于两个辅助固定板51、52之间,使辅助固定板51、52与触头支架10配合共同为多个导电片20提供支撑限位作用。
母排40以及触头支架10还通过一固定架60在断路器中进行固定,并且固定架60与触头支架10之间通过转轴53采用可转动方式连接。多个导电片20和母排40之间通过柔性连接件30电连接。柔性连接件30为软连接结构,优选为铜质连接线或由其构成的其他软连接结构,为保证良好的导电性能,优选采用焊接的方式将柔性连接件30两端分别与多个导电片20以及母排40连接,使多个导电片20和母排40之间实现通过软连接过渡导电。
当然本发明对柔性连接件30与导电片20以及母排40之间的连接方式以及其本身的形状不做限制,例如还可以在柔性连接件30上设置连接孔,另外在母排40和导电片20上对应连接孔配置连接销,通过连接销和连接孔配合并采用螺纹紧固的方式对其进行连接固定。
断路器触头系统还包括触头护罩70,触头护罩70为U型的板状结构,为不妨碍导电片20工作,其围设于多个导电片20的触点21形成的接触面以下的位置处,触头护罩70采用螺钉固定的方式通过辅助固定板51、52上预设的螺纹孔进行连接固定,进一步为多个导电片20提供绝缘及保护的作用,当然触头护罩70的设置数量不做限制,可以为一个或多个。
请参见图2,示出的本发明实施例的断路器触头系统的分解结构示意图,如图所示,其中,多个导电片20通过回转支撑轴80并列穿设于辅助固定板51、52之间,可保证多个导电片20与外部导体接触的灵活性。
导电片20为片状结构,其头部朝向触头支架10侧弯曲,形成一凹部,触点21对应与外部导体的接触位置设置在导电片20头部以下的端面处,多个触点21并列排布可形成一接触面,导电片20通过触点21形成的接触面实现与外部导体接触导电或分离断电。
每个导电片20的中部偏下位置处贯穿设置有用于供回转支撑轴80穿过的轴孔24(图5所示),多个导电片20通过回转支撑轴80穿设于所述触头支架10上后,其头部容置于触头支架10和与其连接的两侧板形成的U型空间中,并其可围绕回转支撑轴80进行旋转。当然,本发明对导电片20的数量和形状不做限制,根据其使用需要及安装位置可相应地进行调整。
请参见图3,示出的本发明实施例的断路器触头系统的部分结构示意图,如图所示,其中,多个导电片20被配置成多个导电片组201,每个导电片组201包括至少两个导电片20,本实施例中示例性地示出了导电组201包括两个导电片20,当然导电组201中的导电片数量并不限于此,还可以根据实际应用需要适应地进行增减设置。并且相邻的两个导电片组201之间形成的间隙设置成大于每个导电片组201中的两个相邻导电片20之间形成的间隙。
断路器触头系统100还包括隔离部件,隔离部件设置于相邻导电片20之间形成的间隙中,通过设置隔离部件使相邻的导电片20之间相互隔开,对导电片20的结构进行支撑以防止其出现侧倾,并防止工作中导电片20处热量堆积。
进一步地,隔离部件包括隔板11和夹片22。其中,隔板11设置于两个相邻的导电片组201之间,用于隔离两个相邻的导电片组201。隔板11采用耐高温、耐电弧及结构强度较高的热固性塑料制成。
夹片22设于每个导电片组201中的两个导电片20之间,夹片22的形状设置成与导电片20的形状相同,并且其厚度小于隔板11的厚度,用于与隔板11一起防止导电片20在工作过程中由于持续升温而发生歪斜,导致与外部导体之间的接触力减小的问题。
通过将多个导电片20配置为多个导电片组201,并将每个导电片组201中的相邻导电片20之间的隔板替换为更薄的夹片22,同时保留每两个导电片组201之间的隔板11,可以增加导电片20的安装空间,从而增加导电片20的数量,对断路器触头系统进行优化设置,使导电片与外部导体接触过程中可以克服较大的电动斥力,有效提高断路器触头系统的短时耐受性能。另外,通过用夹片22替代隔板11,使导电片组201中的多个导电片20具有更薄的总厚度,并且无需为每个导电片20设置单独的弹性件,而是使导电片组201中的多个导电片20共用弹性件,例如,使在本实施例中,每个导电片组201使用一个/组弹簧为其提供弹力。
通过保留相邻的导电片组201之间的隔板11,可以在夹片22的辅助下,为并列排布的导电片20在侧向提供坚实可靠的固定和限位作用,保证多个导电片结构的稳定性,解决导电片侧倾导致的导电片与外部导体接触导电的过程中的接触力减小的问题,从而提高断路器触头系统的可靠性。进一步地,为了优化空间,简化断路器触头系统的结构,并使导电片20被有效地支撑,优选为将隔板11采用一体式结构设置于触头支架10上。
断路器触头系统中的隔离部件并不限于此,也可以通过在导电片之间设置其他支撑或隔离结构,同样可以对多个导电片进行侧向支撑进而保证多个导电片结构的稳定性,避免产生其与外部导体接触导电的过程中接触力减小的问题。
进一步地,请一并参见图4,示出的本发明实施例的导电片组201的结构示意图,以及图5,示出的本发明实施例的导电片组201的立体结构示意图。如图所示,导电片20通过形成于其上的触点设置面25连接触点21,并且每个导电片组201中的两个导电片20上的触点21皆采用偏置方式设置,请一并参见图6,示出的导电片20的侧向结构示意图,每个导电片组201中的两个导电片20采用冲压成型的方式将触点设置面25分别朝向其两侧的隔板11方向偏置一预设距离,以致连接于触头设置面25上的触点21一同被偏置设置,使得相邻的触点21之间形成预定间隙。为了使触点周围的空气流通性更佳,导电片结构更简单,优选地,将触点21均匀分布在多个导电片20上形成的接触面处。上述预定距离可根据断路器触头系统的触点之间在实际工作中需要保留的间隙来设定,通过将触点偏置预定距离,可以使得相邻的触点之间保持预定的间隙。
采用均布触点的方式,能够增大每个导电片组201的触点21处的空气间隙,提高空气的流动性,从而可以控制断路器触头系统工作中的温升,有利于触点21热量的散发,进而提高断路器在高温环境下不降容指标。另外,当断路器进行短时耐受试验时,避免了由于一个导电片组201中的两个导电片20之间的间隙过小,造成触点21处银析出时两导电片20粘连,导电片20相对数量减少而导致试验终止情况的发生,提高了断路器触头系统的短时耐受性能。
当然上述触点的均匀分布并不是绝对的,只要将导电片组201中的两个导电片20上的触点21相对偏置设置,使得每个导电片组201中的相邻触点21之间形成预定间隙保证触点21周围的空气流通性即可。
母排40(图2所示)可以是为断路器与各分路电路中的开关提供电连接的铜排或铝排,其一端呈圆柱体状用于与外部端子连接导电,另一端为板状或块状结构。当然母排40的形状不限于此,在其他实施例中,母排40还可以为整体的块状结构。
母排40处配置有电流偏向段44,用于使流经电流偏向段44处的电流方向发生偏转,该偏转方向的电流能够对柔性连接件30产生朝向远离母排40方向运动的作用力,使该柔性连接件30能够带动多个导电片20运动,从而增加多个导电片20与外部导体之间的接触力,即增加触头之间的终压力,从而使多个导电片20与外部导体接触过程中可以克服较大的电动斥力,提高断路器短时耐受电流值。
具体地,请参见图7,示出的本发明实施例的断路器触头系统的母排结构示意图。如图所示,触头系统的母排形状被配置成具有斜部,该斜部设置在母排40靠近柔性连接件30的部位处,并且斜部与柔性连接件30之间形成的角度小于90度,实现由柔性连接件30流入母排40中的电流在流经斜部处发生方向偏转,对柔性连接件30产生使其朝向远离母排40方向运动的电斥力,从而带动多个导电片20的触点部分围绕回转支撑轴80(图12所示)朝向靠近母排40侧旋转。
进一步,请参见图8,示出的本发明实施例的另一母排结构。如图所示,母排40通过在其靠近柔性连接件30的底面处开设通槽41形成电流偏向段44,通槽41的横截面形状为倒V形,并且通槽41的延伸方向平行于上述多个触头21形成的接触面,使得由柔性连接件30流入母排40中的电流在流经通槽41区域处发生方向偏转,对柔性连接件30产生电斥力,使柔性连接件30朝向远离母排40方向运动,由于多个导电片20与柔性连接件30连接,并且可转动地固定于触头支架10上,因此连接在多个导电片20下端的柔性连接件30通过杠杆作用,可以促使多个导电片20的触点部分围绕回转支撑轴80朝向靠近母排40侧旋转,从而增加该多个导电片20与外部导体之间的接触力(即触头终压力)。当然通槽41的设置形式不限于此,在本发明的其他实施例中,还可以将通槽42的横截面形状设置为倒U形或者是可以使母排40处形成电流偏向段的其他形状,并且通槽41也可以不开设在母排40的底面处,其设置只要能满足使母排40形成的电流偏向段44使柔性连接件30受到朝向远离母排40方向运动的作用力即可。
请参见图9,根据本发明实施例的另一种母排结构示意图。如图所示,在本发明的另一实施例中,母排40设置多个通槽,具体地,母排40沿电流在其内部的流动方向,在通槽41后设置一个或多个通槽,并使通槽对立交错设置。所谓的对立交错设置,即为图9中所示情况,将通槽43开设于母排40的上端面处,使通槽41与通槽43的横截面形状被构成相向对立的形式,并且通槽43与通槽41相邻的槽壁为平行设置,便于电流在母排中更好地流通。通过这种结构,可以使柔性连接件30受到多个叠加的电斥力,增加柔性连接件30朝向远离母排40方向的运动幅度,进一步可增加连接于其上的多个导电片20沿回转支撑轴80朝向母排40侧旋转的旋转力,进而可以增加多个导电片20与外部导体之间的接触力。
图9中仅示出在通槽41后设置一个通槽43,当然还可以在通槽41后设置多个通槽,形成使流经母排40的电流发生转向的多个电流偏向段44,可以进一步增加多个导电片20与外部导体之间的接触力。
进一步地,为尽可能增大流经电流偏向段44处的电流对柔性连接件30产生的电斥力,将通槽41的深度设置为其在母排40所处区域处厚度的1/2至2/3,如图8所示。触头系统经受短路电流时,电流流经母排40时,电流遍布母排40整体,向柔性导电件30方向流通(由于是交流电流所以电流具有正反两个流通方向,即从柔性导电件30流向母排40或者从母排40流向柔性导电件30,但是两个方向对柔性导电件30产生的电斥力的方向相同),电流流经母排前端46处时,形成的电流线初步被压缩,为产生更好的电动斥力,在母排40处增设一通槽41,通槽41使其所处的母排40区域处厚度减小,使电流线再次被压缩,磁力线再次加强,将通槽41的深度设置为其所处母排40的区域处厚度的1/2以上,能起到对电流线再次压缩的作用。
通过对通槽41所处母排40区域处的厚度进行控制,即控制通槽41的开设深度,使通槽41所处母排40区域处的最大载流量小于母排前端46处流通的最大电流,防止母排前端46处载流量过大,母排发热增大,造成断路器本体发热量增加,以此保证母排40的载流量较小时不会发热严重影响断路器整体性能。
并且由于将通槽41的深度设置为此范围,电流偏向段44与柔性导电件30之间形成的角度可以使得电流在母排40中流通,流经通槽41所处区域时,其水平流向被有效地改变为沿电流偏向段44的两平行斜面的倾斜方向流通,由此产生的电流偏转方向可对柔性连接件30可产生较大电动斥力,能够使柔性连接件30为多个导电片20提供更大的旋转力,使多个导电片20与外部导体接触过程中可以克服更大的电动斥力。
进一步地,为保证母排40内的电流流通性,并使电流形成较佳偏转方向,并尽可能增大流经电流偏向段44处的电流对柔性连接件30产生的电斥力,还可将电流偏向段44处的厚度进行等厚设置。通过将电流偏向段44设置成相等厚度,使得流经电流偏向段44发生方向偏转的电流可以保持良好的流通性能,不会产生过多损耗,而减弱偏向后的电流对柔性连接件30的电动斥力。
进一步地,为使电流在电流偏向段44处对柔性连接件产生足够大的电动斥力,还可将电流偏向段44的厚度设置为小于或等于母排40靠近柔性连接件30的连接部5的厚度。并使通槽41的设置位置与柔性连接件30之间保持较小的距离。因为电流偏向段44处流经较大电流时,母排40表面产生的磁场强度与通槽41和柔性连接件30之间的距离成反比,因此为了对柔性连接件30产生较大的斥力,可将电流偏向段44的起始位置设置为与柔性连接件30在母排40上的末端位置重合,从而对柔性连接件30产生较大的电动斥力。
请参见图10,示出的本发明实施例的断路器触头系统分闸状态的部分结构剖面示意图,断路器触头系统100中对应多个导电片组201分别设置有弹性件,该弹性件抵靠于每个导电片组201和触头支架10之间,用于在多个导电片20与外部导体接触导电过程中,为导电片20提供接触力。
弹性件优选为螺旋弹簧90,具体地,每个导电片组201中的两个导电片20以及夹设于两个导电片20之间的夹片22共同形成的凹部设置有用于容纳螺旋弹簧90的支撑槽23(请一并参见图5),螺旋弹簧90的一端抵靠于该支撑槽23中,另一端抵靠于触头支架10对应支撑槽23设置的凹槽12中,并且由每个导电片组201两侧的隔板11为设于其间的螺旋弹簧90从两侧提供限位作用,通过每个导电片组201共用一个弹性件为弹性件增加安装空间,从而使弹性件的旋绕比达到较佳范围。
上述结构使断路器触头系统100中的螺旋弹簧90的安装空间增加了一倍,从而使螺旋弹簧90的旋绕比相比现有技术中的弹簧缩小一倍,进而可增强螺旋弹簧90的结构强度,使其使用寿命以及耐受疲劳性大大提升。
进一步地,每个导电片组201处的弹性件还可以采用将直径不同的两个螺旋弹簧90通过相互套设或者并行排列的形式设置,进一步增强弹性件的使用寿命以及耐受疲劳性,从而使断路器触头系统能够克服更大的电动斥力。
同时,每个导电片组201通过一个弹性件抵靠于触头支架10的方式,可使支撑槽23的设置位置总体向上提升,使得螺旋弹簧90以回转支撑轴80为中心对导电片20的作用力臂加长,从而在不增大终压力的情况下,通过增加螺旋弹簧90提供的作用力的力矩,实现增加导电片20与外部导体之间的接触压力,从而使断路器触头系统100能够克服更大的电动斥力。
当然弹性件的结构不限于此,例如还可以将弹性件设置为扭簧或者其它可为多个导电片20提供作用力的弹性结构件。
当断路器触头系统100处于分闸状态时,螺旋弹簧90两端抵靠于支撑槽23和凹槽12中并处于微压缩状态,多个导电片20与外部导体之间处于分离断电状态;请一并参见图11,示出的本发明实施例的断路器触头系统合闸状态的部分结构剖面示意图。如图所示,当断路器触头系统100需要工作接通电流时,通过合闸操作,使触头支架10可以转轴53(图1所示)为中心轴转动,使得螺旋弹簧90两端抵顶于支撑槽23和凹槽12中并处于完全压缩状态对多个导电片20施加弹力,使多个导电片20与外部导体之间保持良好的接触。
请一并参见图12,根据本发明实施例提供的断路器触头系统的工作原理示意图,下面结合工作原理示意图对设置通槽41产生的作用原理及效果进行说明。
合闸后,断路器触头系统100中的电流流通方向如图所示,当断路器触头系统100在遇到短路电流(或者称为异常大电流)时,电流在进入母排40后,流经电流偏向段44中时,方向发生偏转,即使电流的流通方向在电流偏向段44处变为类似抛物线的自下向上的流通方向,因此该电流偏向段44处流经的电流会对柔性连接件30产生一个电斥力(洛伦兹力)。
同时,电流经过柔性连接件30本身时还产生一个电动补偿力(洛伦兹力),由于对柔性连接件30产生的电动补偿力及电斥力方向一致,使柔性连接件30受到的力进行叠加,两个叠加的力使柔性连接件30朝向更加远离母排40的方向运动,由于母排40和触头支架10被固定架60固定,柔性连接件30则会对多个导电片20下端产生拉力,则多个导电片20穿设于回转支撑轴80上,由于杠杆原理,多个导电片20设于回转支撑轴80以上的部分会绕回转支撑轴80朝向母排40侧旋转,从而增加处于其上的多个触点21与外部导体之间的接触力,进而可以增加断路器触头系统的终压力,使断路器触头系统100能够克服因短路电流在外部导体与导电片20接触面处产生的较大的电动斥力。
根据本发明另一实施例还提供一种断路器,包括上述的断路器触头系统100。其结构和优点已经在上文进行了描述,在此不再赘述。
Claims (7)
1.一种断路器触头系统,包括:
触头支架;
回转支撑轴;
多个导电片,所述多个导电片上分别配置有能够与外部导体接触导电的触点,并且所述多个导电片并列排布并通过所述回转支撑轴可旋转地设置于所述触头支架上,使多个所述触点形成接触面;
以及母排;
柔性连接件,所述柔性连接件两端分别与所述多个导电片和所述母排电连接;
其中,所述母排设置有能够使流过该母排的电流方向发生偏转的电流偏向段,以对所述柔性连接件产生使所述导电片的触点朝向所述外部导体运动的作用力;
其中,所述电流偏向段为所述母排处配置的斜部,该斜部靠近所述柔性连接件。
2.根据权利要求1所述的断路器触头系统,其中,所述电流偏向段由开设在所述母排上的通槽形成,所述通槽的延伸方向平行于所述接触面。
3.根据权利要求2所述的断路器触头系统,其中,所述通槽的横截面为V型或者U型。
4.根据权利要求2所述的断路器触头系统,其中,所述通槽包括沿电流方向设置在所述母排上的多个通槽,并且相邻两个所述通槽位于所述母排的相对侧上并且彼此错开。
5.根据权利要求1所述的断路器触头系统,还包括:隔板和夹片,所述多个导电片中的每两个导电片被配置成导电片组,所述隔板设置在所述相邻的两个导电片组之间,所述夹片的厚度小于所述隔板的厚度并且设置在所述每个导电片组的两个导电片之间。
6.根据权利要求5所述的断路器触头系统,还包括:弹性件,所述弹性件对应设置于所述每个导电片组与所述触头支架之间。
7.一种断路器,其中,所述断路器包括权利要求1至6任一项所述的断路器触头系统。
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