CN109216125B - 一种高分断无弧断路器 - Google Patents

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    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc

Abstract

本发明公开了一种高分断无弧断路器，包括壳体和安装在壳体内的脱扣线圈、脱扣机构、动触头机构、静触头机构和消弧机构，所述动触头机构的动触头和静触头机构的静触头之间设置有弹性活动触头，所述弹性活动触头一端与动触头机构的动触头间歇接触，弹性活动触头另一端与消弧机构连接；所述消弧机构包括若干块磷铜夹板，每两块磷铜夹板之间设置有一个PTC元件，所述磷铜夹板的两端均设置有金属导电板，通过金属导电板使若干块磷铜夹板之间的PTC元件串联或并联，且金属导电板一端与弹性活动触头弹性接触，金属导电板另一端与静触头机构的静触头弹性接触。上述技术方案，结构设计合理、结构简单、制造容易、性能可靠、生产成本低且实用性好。

Description

一种高分断无弧断路器
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种高分断无弧断路器。
背景技术
小型断路器(MCB)做为低压供电网络的终端控制设备，用量非常大。作为该产品的重要性能之一的分断能力决定产品的可靠性。目前，国内生产厂家展示的该类产品的分断能力一般都在6KA左右。如何提高小型断路器(MCB)的分断能力，一直是国内外众多科研机构研究的重要课题。
例如，2016年申请的中国专利，申请人：西安交通大学，专利申请号为：201610993329.1，专利名称为《一种无弧直流断路器及其使用方法》和2013年申请的中国专利，申请人：国网智能电网研究院，专利申请号为：201310018003.3，名称为《一种串入电容式高压直流断路器及其控制方法》，上述两个技术方案在理论上可实现断路器的无弧分断来提高断路器的分断能力，但是由于其设计的机构结构复杂以及受到小型断路器内部空间的限制等原因，制造麻烦，生产成本高，很难形成产品和推广，实用性差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、制造容易、性能可靠、生产成本低且实用性好的高分断无弧断路器。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高分断无弧断路器，包括壳体和安装在壳体内的脱扣线圈、脱扣机构、动触头机构、静触头机构和消弧机构，所述动触头机构的动触头和静触头机构的静触头之间设置有弹性活动触头，所述弹性活动触头一端与动触头机构的动触头间歇接触，弹性活动触头另一端与消弧机构连接；所述消弧机构包括若干块磷铜夹板，每两块磷铜夹板之间设置有一个PTC元件，所述磷铜夹板的两端均设置有金属导电板，通过金属导电板使若干块磷铜夹板之间的PTC元件串联或并联，且金属导电板一端与弹性活动触头弹性接触，金属导电板另一端与静触头机构的静触头弹性接触。
通过采用上述技术方案，通过金属导电板使若干块磷铜夹板之间的PTC元件串联或并联来适应产品性能的需要，并给PTC元件散热；所述PTC元件为导电聚合物PTC元件；该导电聚合物PTC元件在平常，阻值很小，一般几欧姆至几十欧姆。当通过短路大电流时，瞬间电阻成指数变大，而且短路电流越大反应时间越短，可以在0.5ms内将短路电流50KA钳制在1KA以下。结构设计合理、结构简单、制造容易、性能可靠、生产成本低且实用性好。
本发明进一步设置为：所述弹性活动触头由磷铜条材料制成。通过本设置，弹性活动触头制造方便，工作可靠。
本发明还进一步设置为：若干块磷铜夹板安放位置的间隔相同，且若干块磷铜夹板之间互相平行，若干块磷铜夹板外铆接有绝缘固定板。通过本设置，消弧机构结构设置更加合理，工作可靠。
本发明还进一步设置为：所述弹性活动触头靠近消弧机构端一体设置有拱起的消弧机构连接点。通过本设置，弹性活动触头结构设置更加合理，工作可靠。
本发明还进一步设置为：所述壳体为塑料壳体，壳体内还设置有过载双金机构、手柄和接线柱。通过本设置，结构设置更加合理，工作可靠。
本发明的优点是：与现有技术相比，本发明结构设置更加合理，通过金属导电板使若干块磷铜夹板之间的PTC元件串联或并联来适应产品性能的需要，并给PTC元件散热；所述PTC元件为导电聚合物PTC元件；该导电聚合物PTC元件在平常，阻值很小，一般几欧姆至几十欧姆。当通过短路大电流时，瞬间电阻成指数变大，而且短路电流越大反应时间越短，可以在0.5ms内将短路电流50KA钳制在1KA以下。结构设计合理、结构简单、制造容易、性能可靠、生产成本低且实用性好。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中I部的放大示意图；
图3为本发明实施例消弧机构局部剖视示意图；
图4为本发明实施例PTC元件的特性曲线图；
图5为本发明实施例合闸状态的结构示意图一；
图6为图5的电路示意图；
图7为本发明实施例合闸状态的结构示意图二；
图8为图7的电路示意图；
图9为本发明实施例合闸状态的结构示意图三；
图10为图9的电路示意图；
图11为本发明实施例跳闸状态的结构示意图一；
图12为图11的电路示意图；
图13为本发明实施例跳闸状态的结构示意图二；
图14为图13的电路示意图；
图15为本发明实施例跳闸状态的结构示意图三；
图16为图15的电路示意图。
具体实施方式
参见图1至16，本发明公开的一种高分断无弧断路器，包括壳体1和安装在壳体1内的脱扣线圈2、脱扣机构3、动触头机构4、静触头机构5和消弧机构6，所述动触头机构4的动触头41和静触头机构5的静触头51之间设置有弹性活动触头7，所述弹性活动触头7一端与动触头机构4的动触头41间歇接触，弹性活动触头7另一端与消弧机构6连接；所述消弧机构6包括若干块磷铜夹板61，每两块磷铜夹板61之间设置有一个PTC元件62，所述磷铜夹板61的两端均设置有金属导电板63，通过金属导电板63使若干块磷铜夹板61之间的PTC元件62串联或并联，且金属导电板63一端与弹性活动触头7弹性接触，金属导电板63另一端与静触头机构5的静触头51弹性接触。
作为优选的，所述脱扣线圈2、脱扣机构3、动触头机构4、静触头机构5和消弧机构6分别通过现有的螺钉与壳体1的内壁面连接固定，且所述PTC元件62为导电聚合物PTC元件。该导电聚合物PTC元件为现有产品，导电聚合物PTC元件在平常，阻值很小，一般几欧姆至几十欧姆。当通过短路大电流时，瞬间电阻成指数变大，而且短路电流越大反应时间越短，可以在0.5ms内将短路电流50KA钳制在1KA以下。PTC元件的电阻-温度特性曲线图见图4所示。
所述弹性活动触头7由磷铜条材料制成。该弹性活动触头7的一端与动触头机构4的动触头41在合闸或跳闸的过程中间歇接触，再靠该弹性活动触头7的本体弹性复位。
为使本发明结构更加合理，作为优选的，若干块磷铜夹板61安放位置的间隔相同，且若干块磷铜夹板61之间互相平行，若干块磷铜夹板61外铆接有绝缘固定板64。所述PTC元件62的外形与磷铜夹板61的外形相同，且磷铜夹板61的数量设置四块以上。所述弹性活动触头7靠近消弧机构端一体设置有拱起的消弧机构连接点71。
所述壳体1为塑料壳体，壳体1内还设置有过载双金机构8、手柄9和接线柱10。
工作原理：
静触头5和活动触头7构成开关K2；动触头4和活动触头7构成开关K1。
断路器的合闸过程，如图5-10所示：
动触头4先推动接通活动触头7，即K2闭合。(可防止动触头4在合闸时碰撞静触头5而形成的二次弹跳打火烧损触头)。再接触静触头5,即K1闭合。触头4、5、6合为一点，电路呈接通状态，PTC元件本身几乎不通过电流。
断路器跳闸过程，如图11-16所示：
当电路短路或过载跳闸时，脱扣线圈2推动脱扣机构3，使动触头4与静触头5分离时，先K1打开，同时，电路串入PTC元件限流。再K2打开，即完成无弧分断。
通过金属导电板使若干块磷铜夹板之间的PTC元件串联或并联来适应产品性能的需要，并给PTC元件散热；所述PTC元件为导电聚合物PTC元件；该导电聚合物PTC元件在平常，阻值很小，一般几欧姆至几十欧姆。当通过短路大电流时，瞬间电阻成指数变大，而且短路电流越大反应时间越短，可以在0.5ms内将短路电流50KA钳制在1KA以下。结构设计合理、结构简单、制造容易、性能可靠、生产成本低且实用性好。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高分断无弧断路器，包括壳体(1)和安装在壳体(1)内的脱扣线圈(2)、脱扣机构(3)、动触头机构(4)、静触头机构(5)和消弧机构(6)，其特征在于：所述动触头机构(4)的动触头(41)和静触头机构(5)的静触头(51)之间设置有弹性活动触头(7)，所述弹性活动触头(7)一端与动触头机构(4)的动触头(41)间歇接触，弹性活动触头(7)另一端与消弧机构(6)连接；所述消弧机构(6)包括若干块磷铜夹板(61)，每两块磷铜夹板(61)之间设置有一个PTC元件(62)，所述磷铜夹板(61)的两端均设置有金属导电板(63)，通过金属导电板(63)使若干块磷铜夹板(61)之间的PTC元件(62)串联或并联，且金属导电板(63)一端与弹性活动触头(7)弹性接触，金属导电板(63)另一端与静触头机构(5)的静触头(51)弹性接触；
若干块磷铜夹板(61)安放位置的间隔相同，且若干块磷铜夹板(61)之间互相平行，若干块磷铜夹板(61)外铆接有绝缘固定板(64)；
所述弹性活动触头(7)靠近消弧机构端一体设置有拱起的消弧机构连接点(71)。
2.根据权利要求1所述的一种高分断无弧断路器，其特征在于：所述PTC元件(62)为导电聚合物PTC元件。
3.根据权利要求2所述的一种高分断无弧断路器，其特征在于：所述弹性活动触头(7)由磷铜条材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种高分断无弧断路器，其特征在于：所述壳体(1)为塑料壳体，壳体(1)内还设置有过载双金机构(8)、手柄(9)和接线柱(10)。
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基于Matlab的无弧分断设计与仿真;周建胜;丁桂甫;刘瑞;杨卓青;;低压电器(第17期);全部页 *

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