CN107452569A - 一种断路器的拍合式脱扣器结构 - Google Patents

Abstract

一种断路器的拍合式脱扣器结构，包括基座及设置于基座内的拍合式脱扣器，所述拍合式脱扣器包括有跳扣、压缩弹簧、热元件、支架、动铁芯、牵引杆、静铁芯、铁芯总成、线圈及连接板，所述连接板作为电流输入端、所述热元件作为电流输出端且分别与基座固定连接，所述支架及静铁芯分别与热元件固定连接，该静铁芯与热元件螺钉连接，所述动铁芯设于支架及静铁芯之间并与支架铰接配合朝静铁芯方向旋转拍合，所述动铁芯旋转拍合撞击牵引杆，驱动牵引杆旋转释放跳扣，所述线圈绕设于静铁芯内且线圈两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈通电N极、S极产生磁力，吸引动铁芯旋转拍合靠近静铁芯撞击牵引杆。

Description

一种断路器的拍合式脱扣器结构

技术领域

本发明涉及低压电器配电电器领域，具体涉及一种断路器。

背景技术

配电产品常用到塑壳断路器（MCB、MCCB），用于该类产品中的电磁脱扣器主要有线圈式和拍合式两种。相比较而言，拍合式脱扣器一般直接将动静铁芯作为励磁线圈，而线圈式脱扣器可以根据不同的电流规格采用不同的线圈匝数。拍合式磁脱扣器多用在规格较大的断路器中（额定电流大于80A），线圈式磁脱扣器多用在额定电流较小的断路器中(额定电流小于63A)。

断路器的脱扣器一般由基座、热元件、动铁芯、静铁芯、线圈、铁芯总成、牵引杆、反力扭簧等部件组成，当线路中发生短路故障时，激励导体上会出现短路电流，使动铁芯和静铁芯磁化吸合，从而撞击牵引杆触发断路器的脱扣机构解锁脱扣，实现短路保护功能。

由电磁铁的吸力的计算式可知，直流电磁铁的电流线圈，交流电磁铁的电流线圈，其中I为励磁电流，单位为安培；W为线圈匝数；是励磁电流最大值。对电流线圈来说或是磁能源或称磁动势，由计算式中可知，或与吸力F大小呈正比，即或不足时，吸力F便小。

现有技术中存在的问题是：塑壳式（DZ系列）断路器短路短延时整定电流一般出厂默认值为8倍的额定电流，定时限时间为0.2s；短路瞬时整定电流一般出厂默认值为12倍的额定电流 ，即规格较大的断路器中（额定电流大于80A，此处取值80A），拍合式脱扣器需要整定电流达到短路延时640A或短路瞬时960A时，拍合式脱扣器中的静铁芯磁化，磁场产生足够的吸力吸合动铁芯，动铁芯从而撞击牵引杆触发断路器的脱扣机构解锁脱扣，实现短路保护功能。

而如果将同一款拍合式脱扣器应用于较小的断路器(额定电流小于63A，此处取值63A)中时，由于此时的整定电流只有短路延时504A或短路瞬时756A，导致静铁芯产生的磁场较弱，吸力不足，动铁芯无力撞击牵引杆触发断路器的脱扣机构解锁脱扣，使开关跳闸，因此无法实现拍合式断路器在额定电流小于63A的断路器中产生短路保护功能。

发明内容

本发明为了解决上述技术的不足，提供了一种能在63A以下电流中使用的断路器拍合式脱扣器结构。

本实发明的技术方案：一种断路器的拍合式脱扣器结构，包括基座及设置于基座内的拍合式脱扣器，所述拍合式脱扣器包括有跳扣、压缩弹簧、热元件、支架、动铁芯、牵引杆、静铁芯、铁芯总成、线圈及连接板，所述连接板作为电流输入端、所述热元件作为电流输出端且分别与基座固定连接，所述支架及静铁芯分别与热元件固定连接，该静铁芯与热元件电连接，所述动铁芯设于支架及静铁芯之间并与支架铰接配合朝静铁芯方向旋转拍合，所述牵引杆与基座铰接配合并延伸至动铁芯旋转拍合路径内，所述跳扣与基座铰接配合并与牵引杆扣合，所述压缩弹簧设于跳扣与基座之间压缩储能，所述动铁芯旋转拍合撞击牵引杆，驱动牵引杆旋转释放跳扣，所述线圈绕设于静铁芯内且线圈两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈通电N极、S极产生磁力，吸引动铁芯旋转拍合靠近静铁芯撞击牵引杆。

采用上述技术方案，传统63A以上的电流流通过热元件将动静铁芯磁化，形成电磁铁结构，动铁芯旋转拍合靠近静铁芯完成吸合动作，动铁芯运动过程中撞击运动路径上的牵引杆，驱使牵引杆轴向旋转，释放跳扣，跳扣与基座之间的压缩弹簧失去反力压制后，释放储能，驱动跳扣翻转，使开关跳闸完成短路保护，传统的脱扣器结构通过动静铁芯磁化，动静铁芯相当于线圈，电流乘以线圈匝数产生一种磁力吸引动铁芯。而本发明产品增加了第二种磁力，通过在静铁芯中设置线圈，该线圈绕设于静铁芯内且线圈两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈通电N极、S极产生第二种磁力，吸引动铁芯旋转拍合靠近静铁芯撞击牵引杆。如此设置，同第一种磁力与第二种磁力结合产生合力，即使电流减小，但通过增设的线圈使得匝数增加，保证了两种磁力能够可靠吸合动铁芯，完成短路保护，而且使用者可以根据吸力的计算式，通过更换不同匝数的线圈应对电流的减小。

本发明的进一步设置：所述铁芯总成设于线圈内，该线圈通电磁场磁化铁芯总成形成电磁铁，该电磁铁磁极方向与通电线圈磁场方向相同。

采用上述技术方案，通过将铁芯总成设置于线圈内，当线圈通电后，铁芯总成被通线圈的磁场磁化。磁化后的铁芯总成也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而线圈的磁性大大增强，由于这个磁化是有通电线圈的磁场磁化的，所以铁芯总成的磁极方向与线圈方向相同，故两个磁场不会相互抵消。

本发明的进一步设置：所述脱扣器结构还包括反力扭簧及插销，所述支架与动铁芯铰接位置处均对应设有销孔，所述插销穿过支架与动铁芯上的销孔，所述动铁芯围绕插销相对支架旋转，所述反力扭簧套设于所述插销外周面，该反力扭簧一端与支架抵靠固定，另一端延伸至动铁芯朝向静铁芯一侧的表面并抵触动铁芯。

采用上述技术方案，当动铁芯被静铁芯吸合时，吸力使得动铁芯压缩抵触其拍合方向表面的反力扭簧，因反力扭簧一端与支架固定抵靠作为不动端，另一端与动铁芯接触受其挤压变形储存累积势能，在静铁芯吸力消失后，反力扭簧自然恢复原形，释放的变形势能驱动动铁芯离开静铁芯回复原位。

本发明的进一步设置：所述铁芯总成采用纯铁材质制成。

采用上述技术方案，较纯的金属态的铁本身没有永久磁性，只有靠近永久磁铁才会感应产生磁性，利用纯铁这一性质制成铁芯总成，在线圈通电产生磁场时，铁芯总成感应产生磁性，当线圈不再通电失去磁场，铁芯总成磁性自然消失。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图；

图2为本发明实施例的分解图；

图3为本发明实施例的剖面图1；

图4为本发明实施例的剖面图2。

具体实施方式

如图1-4所示，一种断路器的拍合式脱扣器结构，包括基座1及设置于基座1内的拍合式脱扣器，所述拍合式脱扣器包括有跳扣13、压缩弹簧14、热元件2、支架3、动铁芯4、牵引杆5、静铁芯6、铁芯总成11、线圈10及连接板，所述热元件2作为电流输入端、所述连接板作为电流输出端且分别与基座1固定连接，所述支架3及静铁芯6分别与热元件2固定连接，该静铁芯6与热元件2电连接，所述动铁芯4设于支架3及静铁芯6之间并与支架3铰接配合朝静铁芯6方向旋转拍合，所述牵引杆5与基座1铰接配合并延伸至动铁芯4旋转拍合路径内，所述跳扣13与基座1铰接配合并与牵引杆5扣合，所述压缩弹簧14设于跳扣13与基座1之间压缩储能，所述动铁芯4旋转拍合撞击牵引杆5，驱动牵引杆5旋转释放跳扣13，所述线圈10绕设于静铁芯6内且线圈10两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈10通电N极、S极产生磁力，吸引动铁芯4旋转拍合靠近静铁芯6撞击牵引杆5。

传统63A以上的电流流通过热元件2导通静铁芯6，使静铁芯6产生磁场，吸引动铁芯4旋转拍合靠近静铁芯6完成吸合动作，动铁芯4运动过程中撞击运动路径上的牵引杆5，驱使牵引杆5周向旋转，释放跳扣13，跳扣13与基座1之间的压缩弹簧14失去反力压制后，释放储能，驱动跳扣13翻转，使开关跳闸完成短路保护，传统的脱扣器结构通过静铁芯6磁化，静铁芯6相当于线圈10，电流乘以线圈10匝数产生一种磁力吸引动铁芯4。而本发明产品增加了第二种磁力，通过在静铁芯6中设置线圈10，该线圈10绕设于静铁芯6内且线圈10两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈10通电N极、S极产生第二种磁力，吸引动铁芯4旋转拍合靠近静铁芯6撞击牵引杆5。如此设置，同第一种磁力与第二种磁力结合产生合力，即使电流减小，但通过增设的线圈10使得匝数增加，保证了两种磁力能够可靠吸合动铁芯4，完成短路保护，而且使用者可以根据吸力的计算式，通过更换不同匝数的线圈10应对电流的减小。

所述铁芯总成11设于线圈10内，该线圈10通电磁场磁化铁芯总成11形成电磁铁，该电磁铁磁极方向与通电线圈10磁场方向相同。

采用上述技术方案，通过将铁芯总成11设置于线圈10内，当线圈10通电后，铁芯总成11被通线圈10的磁场磁化。磁化后的铁芯总成11也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而线圈10的磁性大大增强，由于这个磁化是有通电线圈10的磁场磁化的，所以铁芯总成11的磁极方向与线圈10方向相同，故两个磁场不会相互抵消。

所述脱扣器结构还包括反力扭簧8及插销15，所述支架3与动铁芯4铰接位置处均对应设有销孔16，所述插销15穿过支架3与动铁芯4上的销孔16，所述动铁芯4围绕插销15相对支架3旋转，所述反力扭簧8套设于所述插销15外周面，该反力扭簧8一端与支架3抵靠固定，另一端延伸至动铁芯4朝向静铁芯6一侧的表面并抵触动铁芯4。

当动铁芯4被静铁芯6吸合时，吸力使得动铁芯4压缩抵触其拍合方向表面的反力扭簧8，因反力扭簧8一端与支架3固定抵靠作为不动端，另一端与动铁芯4接触受其挤压变形储存累积势能，在静铁芯6吸力消失后，反力扭簧8自然恢复原形，释放的变形势能驱动动铁芯4离开静铁芯6回复原位。

所述铁芯总成11采用纯铁材质制成。

较纯的金属态的铁本身没有永久磁性，只有靠近永久磁铁才会感应产生磁性，利用纯铁这一性质制成铁芯总成11，在线圈10通电产生磁场时，铁芯总成11感应产生磁性，当线圈10不再通电失去磁场，铁芯总成11磁性自然消失。

Claims (4)

1.一种断路器的拍合式脱扣器结构，包括基座及设置于基座内的拍合式脱扣器，所述拍合式脱扣器包括有跳扣、压缩弹簧、热元件、支架、动铁芯、牵引杆、静铁芯、铁芯总成、线圈及连接板，所述连接板作为电流输入端、所述热元件作为电流输出端且分别与基座固定连接，所述支架及静铁芯分别与热元件固定连接，该静铁芯与热元件螺钉连接，所述动铁芯设于支架及静铁芯之间并与支架铰接配合朝静铁芯方向旋转拍合，所述牵引杆与基座铰接配合并延伸至动铁芯旋转拍合路径内，所述跳扣与基座铰接配合并与牵引杆扣合，所述压缩弹簧设于跳扣与基座之间压缩储能，所述动铁芯旋转拍合撞击牵引杆，驱动牵引杆旋转释放跳扣，其特征在于：所述线圈绕设于静铁芯内且线圈两端分别电连接电流输入端及电流输出端，该线圈通电N极、S极产生磁力，吸引动铁芯旋转拍合靠近静铁芯撞击牵引杆。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的拍合式脱扣器结构，其特征在于：所述铁芯总成设于线圈内，该线圈通电磁场磁化铁芯总成形成电磁铁，该电磁铁磁极方向与通电线圈磁场方向相同。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的拍合式脱扣器结构，其特征在于：所述脱扣器结构还包括反力扭簧及插销，所述支架与动铁芯铰接位置处均对应设有销孔，所述插销穿过支架与动铁芯上的销孔，所述动铁芯围绕插销相对支架旋转，所述反力扭簧套设于所述插销外周面，该反力扭簧一端与支架抵靠固定，另一端延伸至动铁芯朝向静铁芯一侧的表面并抵触动铁芯。

4.根据权利要求2或3所述的一种断路器的拍合式脱扣器结构，其特征在于：所述铁芯总成采用纯铁材质制成。