CN106531583A - 一种断路器的触头系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器的触头系统，包括静触杆、动触杆、转子、弹簧、触头支座，转子由平行间隔设置的两个支撑板组成，每个弹簧一端通过转动连杆固定在转子上，另一端通过滑动连杆可直线运动地连接在转子上，由弹簧的拉力使转动连杆与滑动连杆具有相对运动的趋势，从而压紧动触杆使动触杆的动触点与静触杆的静触点可靠接触，触头支座将支撑板包含在触头支座腔体内，支撑板随触头支座一起运动，触头支座用于与断路器机构相连并在机构带动下转动，在滑动连杆外侧套设有空心滚柱，且空心滚柱可绕滑动连杆中心旋转，从而在动触杆表面滚动并压紧动触杆。与现有技术相比，本发明通过结构改进，提高了触头系统的电寿命。

Description

一种断路器的触头系统

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，尤其是涉及一种断路器的触头系统。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能够在故障状态下在规定时间内切断电流的装置。断路器的触头系统用于接通和分断电流，并具有自保持分闸特性。触头系统在断路器关合状态下承载电流维持通路，在故障状态下切断通路形成断口。双断点塑壳断路器的每一相在分开后形成两个断口。在回路中产生短路电流时动触头因为电动斥力而斥开，在动静触头间产生电弧。由于这种斥力是短时的冲击力，动触头因为斥力斥开一段时间后将开始回落，极有可能使电路重新接通，这将对开关本身和电力系统造成损害。为避免上述情况，必须采取防止动触杆回落的技术手段。而除了短路情况外，断路器更多情况下是关合、分断正常电流，在触头系统关合正常电流时，触头压力首先会有一个由小变大的过程，随后触头才会完全闭合，在现有的设计中触头压力的变化很大，从而导致接触电阻变化，在触头刚接触时的瞬时发热功率很高，加速触头的磨损，分断过程亦是如此。另一方面，在这种反复的操作过程中，触头系统的动静触点将会发生磨损。磨损后动静触点的尺寸发生变化，在现有的设计当中，这种磨损会引起触头压力突变，从而使接触电阻增加，接触部分温度升高，进一步加速触头磨损，影响触头寿命。

中国专利CN203026469U公布了一种塑壳断路器的动触头组件，包括转子、动触头、转动轴、连杆和弹簧，所述的转子上设有用于在限流操作时允许动触头独立转动的开口，所述的动触头设置在该开口中，并通过转动轴与转子转动连接，且动触头的两端探于该开口外，所述的弹簧通过连杆与转子连接，所述的弹簧设有两对，分别设置在转子的两个侧表面上，所述的每对弹簧中心对称设置，所述的每个弹簧一端通过连杆固定在转子上，另一端通过连杆可直线运动地连接在转子上，且连杆挂于动触头表面在两大小凹槽间来回运动。该专利动触头组件中连杆直接与动触头摩擦，摩擦损耗大。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中仅考虑动触杆防回落而忽略触头压力设计，使断路器使用寿命短、回路阻抗稳定性不好的技术问题，而提供一种断路器的触头系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种断路器的触头系统，包括：

静触杆：共设有一对，每个静触杆上均具有静触点，用于与电流进线端子和出线端子电连接；

动触杆：两端均具有动触点，中心具有长腰孔，通过与静触杆上静触点的接触与分离实现电路的接通与分断；

转子：由平行间隔设置的两个支撑板组成，所述的动触杆设置在两个支撑板之间，并通过转动轴同时与两个支撑板转动连接；

弹簧：设有两对，分别设置在两个支撑板的外表面上，每对弹簧中心对称设置，每个弹簧一端通过转动连杆固定在转子上，另一端通过滑动连杆可直线运动地连接在转子上，由弹簧的拉力使转动连杆与滑动连杆具有相对运动的趋势，从而压紧动触杆使动触杆的动触点与静触杆的静触点可靠接触；

触头支座：将支撑板包含在触头支座腔体内，支撑板随触头支座一起运动，触头支座用于与断路器机构相连并在机构带动下转动；

在滑动连杆外侧套设有空心滚柱，且空心滚柱可绕滑动连杆中心旋转，从而在动触杆表面滚动并压紧动触杆。

每个支撑板上均设有供转动连杆穿过的通孔及供滑动连杆直线运动的滑槽，每个支撑板上的通孔设有两个，且呈对角设置，每个支撑板上的滑槽设有两个，且呈对角设置，两个支撑板上的通孔与滑槽相对齐设置，使得转动连杆的两端分别连接在两个支撑板上的通孔内，滑动连杆的两端分别位于两个支撑板上的滑槽内。

所述的动触杆由对称设置的两个动触片组成，两片动触片之间具有间隙，两片动触片并列焊接于一对动触点上。

两个动触片之间设置有用以限定两个支撑板相对位置的沉头铆钉。

所述的动触杆为中心对称结构，所述的动触杆中心设有用于穿过转动轴的长腰孔。

所述的动触杆上还设有中心对称的凹槽，凹槽的表面为曲面或平面，在静触点与动触点因电动斥力相断开，并且断路器的机构还没有达到脱扣状态时，所述的滑动连杆上的空心滚柱位于凹槽内，并压紧动触杆。

在断路器正常的分闸或合闸状态时，所述的滑动连杆上的空心滚柱位于凹槽旁边的动触杆表面，且相接触的表面为曲面。

所述的转动轴的中部穿过动触杆的长腰孔，所述的转动轴的两端分别与T型螺母相连，T型螺母穿过支撑板中心的圆孔。

所述的触头支座由两片支座片组合而成，两片支座片组合后中间形成用于容纳两个支撑板及动触杆的容纳空间，两片支座片均通过T型螺母固定在支撑板上，两片支座片组合后侧壁上形成用于在限流操作时允许动触杆独立转动的开口，所述的动触杆设置在该开口中，且动触杆的两端探于该开口外。

与现有技术相比，本发明的优点在于，

1、在滑动连杆外侧套设有空心滚柱，当动触杆受到电动斥力而斥开后，空心滚柱在动触杆表面滚动，当空心滚柱落入动触杆的凹槽后能使动触杆维持在分开状态，而防止动触杆跌落造成重新燃弧；由于设置了空心滚柱，使得与动触杆的摩擦减小，动作流畅度更高。在保证上述功能的基础上，能够大大减小动触点与静触点之间的触头压力在手动分、合闸过程中的变化量，从而提高触头系统的电寿命。

2、本发明触头系统设置有触头支座，能够将支撑板包含在触头支座腔体内，支撑板随触头支座一起运动，触头支座用于与断路器机构相连并在机构带动下转动。

3、本发明中动触杆上还设有中心对称的凹槽，凹槽的表面为曲面或平面，在静触点与动触点因电动斥力相断开，但断路器的机构还没有达到脱扣状态时，滑动连杆上的空心滚柱位于凹槽内，并压紧动触杆。在正常的分闸或合闸状态时，滑动连杆上的空心滚柱位于凹槽旁边的动触杆表面，且相接触的表面为曲面。本发明通过对动触杆的几何形状设计使触头系统因电动斥力斥开后能维持在分开位置，并且在手动分合闸过程中，或动静触点磨损后，维持相对稳定的触头压力。

4、本发明中动触杆中心的腰形孔内穿过一根转轴，能够在保证两边动静触点压力平衡的基础上使得动静触点接触的位置相对稳定，在动触杆多次动作后维持相对稳定的接触电阻。

附图说明

图1为本发明一种实施例结构示意图。

图2为动触杆触点与静触杆触点想接触时弹簧施力方向示意图。

图3为动触杆在电动斥力作用下斥开一定位置后弹簧施力方向示意图。

图4为触点磨损前后空心滚柱与动触杆接触位置变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种断路器的触头系统，如图1～图4所示，包括静触杆1、动触杆4、转子、弹簧7、触头支座11，静触杆1共设有一对，每个静触杆1上均具有静触点2，用于与电流进线端子和出线端子电连接，动触杆4两端均具有动触点3，中心具有长腰孔，通过与静触杆1上静触点2的接触与分离实现电路的接通与分断，转子由平行间隔设置的两个支撑板9组成，动触杆4设置在两个支撑板9之间，转动轴5穿过动触杆4上的长腰孔，两端与T型螺母12相连，T型螺母穿过支撑板9中心的圆孔，弹簧7设有两对，分别设置在两个支撑板9的外表面上，每对弹簧7中心对称设置，每个弹簧7一端通过转动连杆6固定在转子上，另一端通过滑动连杆13可直线运动地连接在转子上，由弹簧的拉力使转动连杆6与滑动连杆13具有相对运动的趋势，从而压紧动触杆4使动触杆4的动触点3与静触杆1的静触点2可靠接触，触头支座11将支撑板9包含在触头支座11腔体内，支撑板9随触头支座11一起运动，触头支座11用于与断路器机构相连并在机构带动下转动，在滑动连杆13外侧套设有空心滚柱8，且空心滚柱8可绕滑动连杆13中心旋转，从而在动触杆4表面滚动并压紧动触杆4。

每个支撑板9上均设有供转动连杆6穿过的通孔及供滑动连杆13直线运动的滑槽，每个支撑板9上的通孔设有两个，且呈对角设置，每个支撑板9上的滑槽设有两个，且呈对角设置，两个支撑板9上的通孔与滑槽相对齐设置，使得转动连杆6的两端分别连接在两个支撑板9上的通孔内，滑动连杆13的两端分别位于两个支撑板9上的滑槽内。

动触杆4由对称设置的两个动触片组成，两片动触片之间具有间隙，两片动触片并列焊接于一对动触点3上。两个动触片之间设置有用以限定两个支撑板9相对位置的沉头铆钉10，沉头铆钉10两端分别固定在两侧的支撑板9上。动触杆4上还设有中心对称的凹槽，凹槽的表面为曲面或平面，在静触点2与动触点3相断开时，滑动连杆13上的空心滚柱8位于凹槽内，并压紧动触杆4。在静触点2与动触点3相接触时，滑动连杆13上的空心滚柱8位于凹槽旁边的动触杆4表面，且相接触的表面为曲面，在空心滚柱8滚动时，从曲面滚动到凹槽内。动触杆4为中心对称结构，动触杆4中心设有用于穿过转动轴5的长腰孔。转动轴5穿过动触杆4上的长腰孔，两端与T型螺母12相连，T型螺母穿过支撑板9中心的圆孔。触头支座11由两片支座片组合而成，两片支座片组合后中间形成用于容纳两个支撑板9及动触杆4的容纳空间，两片支座片均通过T型螺母12固定在支撑板9上，两片支座片组合后侧壁上形成用于在限流操作时允许动触杆4独立转动的开口，动触杆4设置在该开口中，且动触杆4的两端探于该开口外。

图2所示为空心滚柱8压紧动触杆4使动触杆4的动触点3与静触杆1的静触点2可靠接触的状态。动触杆4与空心滚柱8相接触的面为弧面(如图4所示的c-d段弧面)，安装在供转动连杆6与滑动连杆13上的弹簧7提供空心滚柱8与动触杆4之间的接触力，力的方向为空心滚柱8的圆心与动触杆4弧面圆心的连线，使动触杆4具有逆时针方向转动的趋势，使动触杆4的动触点3压紧静触杆1的静触点2。触头系统通过电流时，静触杆1与动触杆4之间会产生电动斥力，当弹簧7产生的力不足以使动静触杆1维持在接触状态时，动触杆4就会在电动斥力的作用下斥开，按顺时针方向转动。在转动过程中，空心滚柱8在弹簧7拉力的作用下始终紧贴着动触杆4弧形表面滚动，直到动触杆4顺时针转动到一定位置后，空心滚柱8与动触杆4的接触面转换到另一个弧面(如图4所示的a-b段弧面)，这时力的方向发生变化，使动触头3具有顺时针方向运动趋势，从而让动触杆4即使在电动斥力下降后仍然维持在分开状态，参考图3。

当断路器在手动分闸过程中，触头支座11带动支撑板9与动触杆4发生相对转动，动触杆4先保持静止。当触头支座11转过一定角度后，动触杆4才会与静触杆1分离。在这过程中空心滚柱8在动触杆4的弧面(如图4所示的c-d段弧面)上滚动，动触杆4与静触杆1之间的触头压力发生变化。由于在本发明中，动触杆4与空心滚柱8的接触面为弧面，当空心滚柱8滚动时，弹簧7的拉伸量变化不大，同时作用力的方向变化很小，参考图4，从F1变为F2，因此一对空心滚柱8对动触杆4施加的力矩变化很小，触头压力变化很小。在触头支座11开始转动，而动触杆4还未分开的过程中，触头压力保持在一个较高的值，接触电阻维持在一个较低的值，提高了触头系统的电寿命。同理，当动静触点发生磨损而尺寸变化后，触头压力仍能维持在一个较高的水平。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种断路器的触头系统，包括：

静触杆(1)：共设有一对，每个静触杆(1)上均具有静触点(2)，用于与电流进线端子和出线端子电连接；

动触杆(4)：两端均具有动触点(3)，中心具有长腰孔，通过与静触杆(1)上静触点(2)的接触与分离实现电路的接通与分断；

转子：由平行间隔设置的两个支撑板(9)组成，所述的动触杆(4)设置在两个支撑板(9)之间，并通过转动轴(5)同时与两个支撑板(9)连接；

弹簧(7)：设有两对，分别设置在两个支撑板(9)的外表面上，每对弹簧(7)中心对称设置，每个弹簧(7)一端通过转动连杆(6)固定在转子上，另一端通过滑动连杆(13)可直线运动地连接在转子上，由弹簧的拉力使转动连杆(6)与滑动连杆(13)具有相对运动的趋势，从而压紧动触杆(4)使动触杆(4)的动触点(3)与静触杆(1)的静触点(2)可靠接触；

触头支座(11)：将支撑板(9)包含在触头支座(11)腔体内，支撑板(9)随触头支座(11)一起运动，触头支座(11)用于与断路器机构相连并在机构带动下转动；

其特征在于，在滑动连杆(13)外侧套设有空心滚柱(8)，且空心滚柱(8)可绕滑动连杆(13)中心旋转，从而在动触杆(4)表面滚动并压紧动触杆(4)。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，每个支撑板(9)上均设有供转动连杆(6)穿过的通孔及供滑动连杆(13)直线运动的滑槽，每个支撑板(9)上的通孔设有两个，且呈对角设置，每个支撑板(9)上的滑槽设有两个，且呈对角设置，两个支撑板(9)上的通孔与滑槽相对齐设置，使得转动连杆(6)的两端分别连接在两个支撑板(9)上的通孔内，滑动连杆(13)的两端分别位于两个支撑板(9)上的滑槽内。

3.根据权利要求1所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，所述的动触杆(4)由对称设置的两个动触片组成，两片动触片之间具有间隙，两片动触片并列焊接于一对动触点(3)上。

4.根据权利要求3所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，两个动触片之间设置有用以限定两个支撑板(9)相对位置的沉头铆钉(10)。

5.根据权利要求1所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，所述的动触杆(4)为中心对称结构，所述的动触杆(4)中心设有用于穿过转动轴(5)的长腰孔。

6.根据权利要求5所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，所述的动触杆(4)上还设有中心对称的凹槽，凹槽的表面为曲面或平面，在静触点(2)与动触点(3)因电动斥力相断开，并且断路器的机构还没有达到脱扣状态时，所述的滑动连杆(13)上的空心滚柱(8)位于凹槽内，并压紧动触杆(4)。

7.根据权利要求6所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，在断路器正常的分闸或合闸状态时，所述的滑动连杆(13)上的空心滚柱(8)位于凹槽旁边的动触杆(4)表面，且相接触的表面为曲面。

8.根据权利要求1所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，所述的转动轴(5)的中部穿过动触杆(4)的长腰孔，所述的转动轴(5)的两端分别与T型螺母(12)相连，T型螺母(12)穿过支撑板(9)中心的圆孔。

9.根据权利要求8所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，所述的触头支座(11)由两片支座片组合而成，两片支座片组合后中间形成用于容纳两个支撑板(9)及动触杆(4)的容纳空间，两片支座片均通过T型螺母(12)固定在支撑板(9)上。

10.根据权利要求9所述的一种断路器的触头系统，其特征在于，两片支座片组合后侧壁上形成用于在限流操作时允许动触杆(4)独立转动的开口，所述的动触杆(4)设置在该开口中，且动触杆(4)的两端探于该开口外。