CN107154327A - 用于断路器的过载脱扣器、热磁式脱扣装置和断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器的过载脱扣器，特别是用于小电流规格断路器的过载脱扣器，旨在解决小电流规格断路器的过载脱扣器因双金属片发热量不足而造成的过载保护性能不稳定问题。其包括联结件和双金属片，双金属片沿长度方向开槽呈U形结构，两个联结件分别与双金属片两个腿部一对一机械连接。本发明还提供了使用上述过载脱扣器的热磁式脱扣装置和一种断路器。本发明能够在不增加额外加热元件的前提下，大大增加双金属片串入回路中的电阻值，从而有效提高双金属片自身的发热量，增大双金属片自由端的位移量和推力，同时也避免了增加额外加热元件带来的工艺复杂和特性不稳定等问题。

Description

用于断路器的过载脱扣器、热磁式脱扣装置和断路器

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，尤其涉及一种断路器的过载脱扣器、一种断路器的热磁式脱扣装置以及一种断路器。

背景技术

断路器是电力系统中不可缺少的元器件，具有电能分配、设备启停和故障保护等功能，当线路中发生过载或短路故障时，断路器可及时切除故障，避免其进一步恶化和扩大。线路过载的保护功能主要由热脱扣器实现，其核心部件为双金属片，双金属片由两种不同热膨胀系数的金属分层牢固组合而成，当其受热时由于两层金属的伸长率不同，双金属片会发生弯曲产生推力，触发断路器机构动作。

热脱扣器一般分为直热式和傍热式两种，小电流规格断路器通常采用直热式，即双金属片直接串联在电路中，当发生过载时，利用双金属片自身电阻产生的热量作为热源。但是当电流规格偏小时(10A以下)，双金属片所产生的热量往往不足以形成足够的偏移和推力，以推动脱扣机构动作，从而需要额外增加热源，如中国专利公开号CN103620723A和CN101685728A中，均在双金属片上缠绕了加热线圈，双金属片与加热线圈之间采用玻璃纤维织物进行电气绝缘。该方式存在以下缺陷：(1)加热线圈所产生的热量需经过玻璃纤维织物传导至双金属片上，热传导效率较低；(2)加热线圈的缠绕和焊接工艺复杂，容易造成过载保护特性不稳定。

中国专利公开号CN103903921A和CN101976640A中，除了与双金属片焊接的第一加热带还增加了第二加热带，第二加热带与双金属片之间通过辫线连接，以增加发热量，提高双金属片上的温升。该方式存在以下缺陷：(1)第二加热带所产生的热量只能通过辫线传导至双金属片上，相比之下热量更容易通过端子传导到外部导线上，因此热量利用率不高；(2)增加了第二加热带和辫线等零件，提高了成本和工艺复杂性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种断路器的过载脱扣器，特别是小电流规格低压断路器的过载脱扣器，能够在不增加额外加热元件的前提下，大大增加双金属片串入回路中的电阻值，从而有效提高双金属片自身的发热量，以提高热传导效率和热量利用率，从而增大双金属片自由端的位移量和推力，同时也避免了增加额外加热元件带来的工艺复杂和特性不稳定等问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明提供的断路器的过载脱扣器包括两个联结件和一个双金属片，所述双金属片沿长度方向在中间割槽使得双金属片呈U形，双金属片的两个腿部分别与所述两个联结件一对一连接，从而形成电流回路。电流从所述联结件之一流入，通过所述双金属片后从另一联结件流出。

所述双金属片的腿部与两个联结件之间的连接通过焊接、铆接或者压接等方式来实现。当所述联结件为刚性导体时，双金属片可直接通过与联结件的机械连接实现固定，当所述联结件为柔性导体时，双金属片可固定在过载脱扣器所在热磁式脱扣装置的底座上或者独立设置的底座上。

根据本发明，还提供一种热磁式脱扣装置，包含所述的过载脱扣器，还包括框架、电磁脱扣器、脱扣板、调节螺栓、锁扣和接线端子，过载脱扣器安装在热磁式脱扣装置中，调节螺栓安装在双金属片或脱扣板上与双金属片对应的位置，通过改变调节螺栓的长度可调整所述过载脱扣器的保护特性，当发生过载时，双金属片弯曲推动脱扣板转动，脱扣板与锁扣解除锁定状态，锁扣击打断路器操作机构使其实现触头分离。

根据本发明，还提供一种断路器，所述断路器包括如上所述的热磁式脱扣装置。

有益效果：

根据理论计算公式，双金属片自由端的位移量与其温升及长度的平方成正比，与厚度成反比，而机械推力与双金属片的宽度及厚度的平方成正比，与长度成反比，因此，要增加双金属片的位移量，最直接的办法是增大长度减小厚度，但此举会显著降低双金属片所产生的机械推力，同样也会导致脱扣不可靠，且长度的增大也受到空间的限制。

本发明所提出的过载脱扣器是将双金属片沿长度方向在中间割槽呈U形，电流通过双金属片的两个腿部流过双金属片，在不显著改变双金属片外形尺寸和所占空间的前提下，其长度变长，横截面变小，大大增加了双金属片串入回路中的电阻值，由此大大增加了双金属片自身的发热量和温升，由于没有增加其他辅助器件，因此提高了热传导效率和热量利用率；同时，双金属片与机械推力相关的长度、宽度和厚度并没有实质性的改变，从而实现了位移量和推力的共同提高。而且，本发明结构简单，制造工艺不复杂，降低了成本。

通过样机试验验证了本发明的有效性，原过载脱扣器的调节螺栓与脱扣板间隙为0，已无调节空间，且过载电流下的动作时间已接近甚至超过了规定要求值，还存在动作时间不一致的问题，而本发明所提方案可将调节螺栓与脱扣板的间隙增大到2mm以上，可调性好，相同过载电流下的动作时间仅为原方案的1/2，且多次试验动作时间基本一致，过载保护特性稳定可靠。

附图说明

图1所示为根据本发明的双金属片；

图2所示为根据本发明的双金属片与刚性联结件连接方式；

图3所示为根据本发明的双金属片与柔性联结件连接方式；

图4所示为根据本发明的热磁式脱扣装置装配图。

具体实施方式

本发明提供的断路器的过载脱扣器，特别是小电流规格低压断路器的过载脱扣器，能够在线路发生过载的情况下快速可靠触发断路器机构动作，起到保护线路和用电设备的作用。

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

图1所示为本发明断路器的过载脱扣器，其中包括联结件和双金属片1。双金属片1上沿长度方向在中间割槽1-1，开槽长度根据电流规格大小进行调整。可以通过在现有的双金属片上开槽实现，无需另外加工。在双金属片1的自由端1-2开有螺纹孔1-3，用于安装调节螺栓，双金属片1的两个腿部为固定端记为第一固定端1-4和第二固定端1-5，分别连接两个联结件，并且固定在联结件或过载脱扣器所在脱扣装置的底座上。

图2所示为根据本发明的双金属片与刚性联结件连接方式，双金属片1的第一固定端1-4和第二固定端1-5与第一刚性联结件2和第二刚性联结件3通过焊接方式实现机械连接，但并不排除铆接、压接和粘接等方式，只要保证良好的电接触和机械强度即可。刚性联结件一方面起电流导通的作用，另一方面还承担着双金属片1固定的作用。

图3所示为根据本发明的双金属片与柔性联结件连接方式，双金属片1的第一固定端1-4和第二固定端1-5与第一柔性联结件4和第二柔性联结件5通过焊接方式实现机械连接，但并不排除铆接、压接和粘接等方式，只要保证良好的电接触和机械强度即可。由于柔性联结件4和5无法起到固定双金属片1的作用，双金属片1的固定端通过插入脱扣装置底座对应空腔内进行固定，也可以采用铆接、压接和粘接等方式固定在脱扣装置底座上。

图4所示为根据本发明的热磁式脱扣装置装配图，包含所述的过载脱扣器6，还包括框架7、电磁脱扣器8、脱扣板9、调节螺栓10、锁扣11、第一接线端子12和第二接线端子13，第一接线端子12、第二接线端子13、过载脱扣器6和电磁脱扣器8为串联关系，且均安装在热磁式脱扣装置中，调节螺栓10安装在过载脱扣器6中的双金属片1上，或脱扣板9上与双金属片对应的位置，通过改变调节螺栓10的长度可调整所述过载脱扣器6的保护特性，当发生过载时，双金属片1弯曲推动脱扣板9转动，脱扣板9与锁扣11解除锁定状态，锁扣11击打断路器操作机构使其实现触头分离。

本发明的过载脱扣器和热磁式脱扣装置可以用于断路器中，提高了热传导效率和热量利用率，且工艺简单，降低了成本。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种断路器的过载脱扣器，包括联结件和双金属片，其特征在于：所述双金属片沿长度方向开槽使得双金属片呈U形结构，两个联结件分别与双金属片的两个腿部一对一连接。

2.根据权利要求1所述的过载脱扣器，其特征在于：所述双金属片的开槽长度根据电流规格大小进行调整。

3.根据权利要求1所述的过载脱扣器，其特征在于：所述联结件为铜端子、热元件、漆包线或辫线。

4.根据权利要求1所述的过载脱扣器，其特征在于：所述联结件与双金属片之间的连接为焊接、铆接、压接或粘接。

5.根据权利要求1所述的过载脱扣器，其特征在于：当联结件为刚性结构时，所述双金属片通过与联结件的连接实现双金属片的固定；当联结件为柔性导体时，双金属片固定在一底座上。

6.一种断路器的热磁式脱扣装置，包括电磁脱扣器、过载脱扣器、脱扣板、调节螺栓、锁扣和接线端子，其特征在于：所述过载脱扣器采用如权利要求1至5中之一所述的U型过载脱扣器。

7.根据权利要求6所述的热磁式脱扣装置，其特征在于：当线路中电流达到一定倍数的额定电流时，所述过载脱扣器中的双金属片弯曲，所述调节螺栓推动所述脱扣板转动并与所述锁扣解除锁定状态，所述锁扣击打断路器操作机构使其实现触头分离。

8.根据权利要求6所述的热磁式脱扣装置，其特征在于：所述调节螺栓安装在所述双金属片顶部，或者安装在脱扣板上与双金属片对应的位置，通过改变所述调节螺栓的长度可调整所述过载脱扣器的保护特性。

9.一种断路器，其特征在于：所述断路器包括如权利要求6至8其中之一所述的热磁式脱扣装置。