CN110853998A - 一种断路器触头系统 - Google Patents

Abstract

一种断路器触头系统，属于低压电器技术领域。包括动触头和静触头，所述的动触头摆动后与所述的静触头实现闭合或分离，所述的动触头包括动触片，所述的动触片由多片动触片导体并排而成，所述的动触片导体上焊接有动触点，所述的动触片导体上设有动弧接触部，所述的静触头包括与动触点电接触配合的静触点和与动弧接触部电接触配合的静弧接触部，当触头系统闭合时，所述的动弧接触部与静弧接触部的接触先于动触点与静触点接触；所述的动触片导体上靠近静触头的一侧上设有第一抗弯部，所述的第一抗弯部位于动触点和动弧接触部之间。优点：减小在动触点焊接处的应变量，降低应力幅值，延缓疲劳裂纹的生成，有效地防止动触片断裂，提高断路器的寿命。

Description

一种断路器触头系统

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器触头系统。

背景技术

低压万能式断路器是一种容量较大的低压电气设备元器件，主要用于工业电力系统中，能够确保额定负载下电路的接通和开断，以及在电路异常状态（如过载、短路、欠电压等）自动断开电路，从而使负载完全与电源隔离。

如图1至图4所示，现有技术中的断路器结构中，触头系统是断路器的重要组成部分，用于接通或断开电流。所述的触头系统包括动触头1和静触头2，所述的动触头1摆动后与静触头2实现闭合或分离。当电路中出现故障电流时，智能控制器检测到故障电流并对操作机构发出动作信号，操作机构驱动动触头1摆动，使动触头1和静触头2迅速分离，电弧在动触头1和静触头2上方的灭弧室内熄灭，从而分断电流。所述现有技术中断路器的触头系统包括以下两种结构：

触头系统结构如图1、图2所示，其中所述动触头1为一摆动件，而所述的静触头2为固定件。其中动触头1包括动触片11，在所述的动触片11上焊接有动触点111。所述的动触片11上设有动弧接触部112；所述的静触头2包括一静触头导电块21，所述静触头导电块21上的对应动触点111的位置上焊接有静触点22，对应动弧接触部112的位置上为静弧接触部23。所述的动触点111和所述的静触点22电接触配合，所述的动弧接触部112与静弧接触部23也电接触配合。所述的动触片11由多片动触片导体1101并排组成，所述的动触片导体1101上固定安装有动触点111，具体的，所述的动触点111采用焊接的方式固定安装到动触片导体1101上。当所述的动触头1与静触头2进行合闸动作时，所述的动弧接触部112和静弧接触部23的接触先于动触点111和静触点22接触。由于所述的动弧接触部112与静弧接触部23先接触并形成冲击，该冲击对动触头1形成一弯矩，由动触头1上动触点111与动触片导体1101材料特性的差异，两者相焊接的焊接处1111由于该弯矩作用而出现局部应力高，应变大，易形成疲劳断裂而引起动触片导体1101断裂。

如图3、图4所示，所述的动弧接触部112为一固定在动触片11上的动弧触点块1121，所述的静弧接触部23为一固定在静触头导电块21上的静弧触点块231。所述的动触点111和所述的静触点22电接触配合，所述的动弧接触部112与所述的静弧接触部23电接触配合，即也就是，所述的动弧触点块1121和所述的静弧触点块231也电接触配合。

上述触头系统的结构均具有动触点111的焊接处1111易生成疲劳裂纹而引起动触片导体1101断裂，从而限制了断路器寿命的提高，因此有必要对现有断路器的触头系统结构加以合理的改进。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断路器触头系统，能减小动触点的焊接处的应变量，降低应力幅值，延缓疲劳裂纹生成，有效地防止动触点的松动或脱落，提高断路器的寿命。

本发明的目的是这样来达到的，一种断路器触头系统，包括动触头和静触头，所述的动触头摆动后与所述的静触头实现闭合或分离，所述的动触头包括动触片，所述的动触片由多片动触片导体并排而成，所述的动触片导体上焊接有动触点，所述的动触片导体上设有动弧接触部，所述的静触头包括与动触点电接触配合的静触点和与动弧接触部电接触配合的静弧接触部，当触头系统闭合时，所述的动弧接触部与静弧接触部的接触先于动触点与静触点接触；所述的动触片导体上靠近静触头的一侧上设有第一抗弯部，所述的第一抗弯部位于动触点和动弧接触部之间。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述的动触点的远离所述的第一抗弯部的另一侧设有第二抗弯部，所述的第二抗弯部与所述的动触点相邻，所述的第二抗弯部经过挤压工艺制作。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的动触头还包括触头支持、转轴、触头侧板，所述的触头侧板为一对，分别固定在触头支持的两侧，所述的动触片通过转轴转动设置在所述的触头侧板上。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的第一抗弯部为凹槽，所述的凹槽开设在动触片导体的靠近静触头的一侧表面上，所述的凹槽的开口朝向静触头。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述凹槽的横截面为半圆形或圆弧形或三角形或方形或梯形。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的动弧接触部为一焊接在动触片导体上的动弧触点块，所述的静弧接触部为一焊接在静触头的静触头导电块上的静弧触点块。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的第一抗弯部为沉孔，所述的沉孔从动触片导体的靠近静触头的一侧表面上向动触片导体内部延伸成型。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述沉孔在动触片导体表面形成的形状是圆形或半圆形或三角形或方形。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的第一抗弯部经过挤压工艺制作。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的第一抗弯部紧贴着所述动触点。

本发明由于采用了上述结构，具有的有益效果：第一、在动触点的焊接处的上方设置第一抗弯部，使动触点的焊接处受力时的应变量减小，降低应力幅值，延缓疲劳裂纹生成，从而有效地防止动触片断裂，提高断路器的寿命；第二、所述的第一抗弯部通过挤压成型制作，该挤压成型的方式相对于去除部分材料的方式而言，能使得在第一抗弯部的边缘形成密度更高的材料层，而该密度更高的材料层具有更高的抗拉强度，能提高动触片的疲劳寿命，从而进一步提高断路器的寿命；第三、设置第二抗弯部，从而使得动触点下侧附近的材料不容易发生弯曲，整个焊接处的焊接面因弯矩而产生的形变减小，提高了所述的动触点的焊接稳定性。

附图说明

图1为现有技术中不带有动弧触点块和静弧触点块的触头系统结构示意图。

图2为现有技术中不带有动弧触点块的动触片示意图。

图3为现有技术中带有动弧触点块和静弧触点块的触头系统的结构示意图。

图4为现有技术中带有动弧触点块的动触片示意图。

图5为本发明所述一实施例中不带有动弧触点块和静弧触点块的触头系统结构示意图。

图6为本发明所述一实施例中不带有动弧触点块的动触头爆炸图。

图7为本发明所述一实施例中不带有动弧触点块的动触片示意图。

图8为本发明所述一实施例中带有动弧触点块和静弧触点块的触头系统结构示意图。

图9为本发明所述一实施例中带有动弧触点块的动触头爆炸图。

图10为本发明所述一实施例中带有动弧触点块的动触片示意图。

图11为本发明所述另一实施例中带有动弧触点块的动触片示意图。

图12为本发明所述断路器触头系统中动触片的截面示意图。

图中：1.动触头、11.动触片、1101.动触片导体、111.动触点、1111.焊接处、112.动弧接触部、1121.动弧触点块、113.第一抗弯部、114.转动安装孔、115.第二抗弯部、12.触头支持、121.弹簧腔、13.转轴、14.触头侧板、141.安装孔、15.触头弹簧；2.静触头、21.静触头导电块、22.静触点、23.静弧接触部、231.静弧触点块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以对应附图所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

实施例1

如图5、图6所示。本实施例涉及一种断路器触头系统，包括动触头1和静触头2，所述的动触头1摆动后与所述的静触头2实现接触或分离。所述的动触头1包括动触片11、触头支持12、转轴13、触头侧板14和触头弹簧15，所述的动触片11通过转轴13转动设置在所述的触头侧板14上。所述的转轴13即为所述动触片11的摆动中心。所述的触头侧板14为一对，分别固定在触头支持12的两侧。从而保证了所述的动触片11可相对于所述的触头支持12发生摆动。所述的触头支持12作为一个动触头1上其他零件安装的支架，所述触头支持12通常由绝缘耐热材料制成，例如DMC、BMC。触头支持12是转动设置的，所述的触头弹簧15一端抵靠着动触片11上，另一端抵靠在触头支持12的弹簧腔121内，从而为所述的动触片11提供靠近静触头2的触头压力。

如图5、图6、图7所示，所述的动触片11由多片动触片导体1101并排而成。所述的动触片导体1101为一导电件，通常由导电金属材料制成，优选为铜。在每片动触片导体1101上开设有一转动安装孔114，所述的动触片11为一摆动件，所述每片动触片导体1101上的转动安装孔114均套设在转轴13上，实现动触片11通过转轴13转动设置在所述的触头侧板14的安装孔141上。所述的动触片11可绕转轴13摆动。每片动触片导体1101靠近静触头2的一侧面上均焊接有动触点111，所述的动触点111通常采用焊接的方式来固定到动触片导体1101上。在动触片导体1101的摆动端的一侧设有动弧接触部112，所述动弧接触部112位于动触点111的远离转动安装孔114的一侧。所述的静触头2包括静触头导电块21，在静触头导电块21上焊接有与动触点111电接触相配合的静触点22，在静触头2上还设有与动弧接触部112电接触配合的静弧接触部23。当触头系统闭合时，动触头1转动，动触片11跟随着触头支持12运动，所述的动弧接触部112与静弧接触部23接触，随着动触头1的继续转动，所述的动触片11相对于触头支持12转动，所述的动触点111与静触点22接触，此后，所述的动触点111与静触点22保持接触，所述的动弧接触部112与静弧接触部23分离。在此过程中，所述的动弧接触部112与静弧接触部23的接触在动触点111与静触点22接触之前发生，当动触头1与静触头2闭合稳定后，所述的动触点111与静触点22接触，而所述的动弧接触部112与静弧接触部23分离即不接触。所述的动弧接触部112和静弧接触部23分别为动触片11和静触头导电块21上的一部分，即为所述的动触片11和静触头导电块21上相互电接触的部分。

当然如图8至图10所示，所述的动弧接触部112可为一焊接在动触片导体1101上的动弧触点块1121，所述的静弧接触部23可为一焊接在静触头2的静触头导电块21上的静弧触点块231。

如图5至图10所示，本实施例中，所述动触片导体1101的位于动触点111的远离所述转动安装孔114的一侧上设有第一抗弯部113，即该第一抗弯部113位于动触点111和动弧接触部112之间，减弱动触点111与动触片导体1101相焊接的焊接处1111的应力集中现象，从而有效地防止动触点111从动触片导体1101上松动或脱落，提高断路器的寿命。在本实施例中，所述第一抗弯部113为一凹槽，所述的凹槽开设在动触片导体1101的靠近静触头2的一侧表面上。所述的凹槽可以是平行于转轴13的轴向方向，也可以是与所述的转轴13的轴向方向呈一定的角度。而平行于转轴13的轴向方向为更优。所述的凹槽贯通所述动触片导体1101的两侧面。当然若所述的凹槽不贯通所述的动触片导体1101的两侧面也是可行的，而贯穿所述的动触片导体1101的两侧面是更优的选择。所述凹槽在垂直于转轴13的平面上形成的横截面形状不受任何限制，可以是半圆形、圆弧形、三角形、方形、梯形等，本实施例中优先选择半圆形，即所述的凹槽为半圆槽。本实施例中，所述的凹槽通过挤压成型制作，该挤压成型的方式相对于去除部分材料的方式而言，能使得在凹槽的边缘形成密度更高的材料层，而该密度更高的材料层具有更高的抗拉强度，提高动触片11的疲劳寿命，从而进一步提高断路器的寿命。本实施例中，所述的凹槽紧贴着所述动触点111，即动触点111与动触片导体1101相焊接的焊接处1111与所述凹槽的槽面相接，此时，最大程度地减小焊接处1111的应变和应力幅值，延缓疲劳裂纹的产生，从而提高断路器的寿命。

实施例2

如图11所示，本实施例所述的触头系统相对于实施例1的区别在于：所述的第一抗弯部113为一沉孔，所述的沉孔以垂直于转轴13的方向从动触片导体1101的靠近静触头2的一侧表面上向动触片导体1101内部延伸成型。所述沉孔在动触片导体1101表面形成的形状不受任何限制，可以是圆形、半圆形、三角形、方形等，本实施例中优先选择圆形。同样的，所述的沉孔应位于动触点111与所述的动弧接触部112之间。所述的沉孔能够使得作用在所述的动触点111焊接处的应变和应力减小，延缓疲劳裂纹的产生，从而提高断路器的寿命。本实施例中，所述的沉孔通过挤压成型制作，所述的挤压成型相对于去除部分材料的方式而言，能使得在沉孔的边缘形成密度更高的材料层，而该密度更高的材料层具有更高的抗拉强度，提高动触片11的疲劳寿命，从而进一步提高断路器的寿命。本实施例中，所述的沉孔在紧贴着动触点111，即动触点111与动触片导体1101相焊接的焊接处1111与所述沉孔的内壁面相接。此时，所述的沉孔能够大幅减小原来作用在动触点111固定位置上的应变和应力幅值，最大程度的改善现有结构中的问题，提高断路器的寿命。本实施例中的其它结构均与实施例1相同。

如图5至图12所示，实施例1和实施例2中，在动触点111的远离所述的第一抗弯部113的另一侧还可设有第二抗弯部115，所述的第二抗弯部115与所述的动触点111相邻，即动触点111与动触片导体1101相焊接的焊接处1111与所述第二抗弯部115相接。所述的第二抗弯部115与第一抗弯部113的加工工艺和作用类似，也是经过挤压工艺制作的凹槽，当然也可以是孔等其它的形状。由于所述的第二抗弯部115经过挤压工艺制作，因此，使得在第二抗弯部115附近的材料具有更高的材料密度，更高的抗拉强强度，从而使得动触片11具有更高的疲劳寿命。

综上所述，本发明通过设置第一抗弯部113和/或设置第二抗弯部115来减小作用在动触点111的焊接处1111上的应变和应力幅值，延缓疲劳裂纹的产生，提高动触片11的疲劳寿命。

Claims (10)

1.一种断路器触头系统，包括动触头(1)和静触头(2)，所述的动触头(1)摆动后与所述的静触头(2)实现闭合或分离，所述的动触头(1)包括动触片(11)，所述的动触片(11)由多片动触片导体(1101)并排而成，所述的动触片导体(1101)上焊接有动触点(111)，所述的动触片导体(1101)上设有动弧接触部(112)，所述的静触头(2)包括与动触点(111)电接触配合的静触点(22)和与动弧接触部(112)电接触配合的静弧接触部(23)，当触头系统闭合时，所述的动弧接触部(112)与静弧接触部(23)的接触先于动触点(111)与静触点(22)接触；其特征在于：所述的动触片导体(1101)上靠近静触头(2)的一侧上设有第一抗弯部(113)，所述的第一抗弯部(113)位于动触点(111)和动弧接触部(112)之间。

2.根据权利要求1所述的一种断路器触头系统，其特征在于在所述的动触点(111)的远离所述的第一抗弯部(113)的另一侧设有第二抗弯部(115)，所述的第二抗弯部(115)与所述的动触点(111)相邻，所述的第二抗弯部(115)经过挤压工艺制作。

3.根据权利要求1所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的动触头(1)还包括触头支持(12)、转轴(13)、触头侧板(14)，所述的触头侧板(14)为一对，分别固定在触头支持(12)的两侧，所述的动触片(11)通过转轴(13)转动设置在所述的触头侧板(14)上。

4.根据权利要求1所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的第一抗弯部(113)为凹槽，所述的凹槽开设在动触片导体(1101)的靠近静触头(2)的一侧表面上，所述的凹槽的开口朝向静触头(2)。

5.根据权利要求4所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述凹槽的横截面为半圆形或圆弧形或三角形或方形或梯形。

6.根据权利要求1所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的动弧接触部(112)为一焊接在动触片导体(1101)上的动弧触点块(1121)，所述的静弧接触部(23)为一焊接在静触头(2)的静触头导电块(21)上的静弧触点块(231)。

7.根据权利要求1所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的第一抗弯部(113)为沉孔，所述的沉孔从动触片导体(1101)的靠近静触头(2)的一侧表面上向动触片导体(1101)内部延伸成型。

8.根据权利要求7所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述沉孔在动触片导体(1101)表面形成的形状是圆形或半圆形或三角形或方形。

9.根据权利要求1至8中任一权项所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的第一抗弯部(113)经过挤压工艺制作。

10.根据权利要求1至8中任一权项所述的一种断路器触头系统，其特征在于所述的第一抗弯部(113)紧贴着所述动触点(111)。

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