CN111769016B - 一种塑壳断路器多触指动触头及触头系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑壳断路器多触指动触头，该动触头可与上静触头、下静触头、左外壳、右外壳固定安装成一个触头系统；动触头由触头架、触指、隔板、间隔件、触头弹簧、转轴、右轴承、左轴承、右轴承止位簧片、右触指止位簧片、左轴承止位簧片和左触指止位簧片等组成，转轴通过左轴承和右轴承安装在触头架上，多片触指并列安装在转轴上，每片触指可以单独绕转轴旋转互不干扰，隔板和间隔件安装在每两片触指之间，保证了各触指之间的间隙，每片触指上分别对称安装两个触头弹簧用于提供触头压力，增大了触头弹簧提供推力的力臂，从而减小了触头弹簧本身的力值和触头支架安装触头弹簧处所受的应力，大大提高了动触头的可靠性。

Description

一种塑壳断路器多触指动触头及触头系统

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体是一种塑壳断路器多触指动触头，以及基于该触头结构的触头系统。

背景技术

塑壳断路器是一种用于电网中的配电电器，能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下（如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的塑料式外壳开关电器。

塑壳断路器按照结构可分别导电系统、保护系统和操作机构三大部分，导电系统起着传导电流的作用，是断路器的核心部件之一。双断点导电系统，将短路能量平均分配到两个断点上，降低单个断点开断短路电流时承载的能量，实现了较高的分断能力，相比传统结构的断路器，分断能力提高了50%，最高分断能力达到150kA，是现代塑壳断路器发展的一大趋势。动触头是双断点导电系统的关键组成之一，直接决定着断路器的整体性能。

双断点导电系统在发展的同时，也暴露出一系列的问题，主要是动触头的问题，总结如下：双断点导电系统由于增加断口，接触电阻也相对增加了一倍，温升问题难以解决；接触电阻高，触头发热严重带来了另外一个问题是动触头的温度偏高，加速绝缘件动触头架的老化，同时还会导致触头弹簧发生退火，触头压力，触头压力减和超程减小，又会导致每个动静触头接触位置的接触电阻变大，发热变得越来越严重，恶性循环，直至整个导电系统失效。

目前市场所用的旋转式双断点动触头结构的触头弹簧均为拉簧，采用对称双拉簧的形式使得触头弹簧对动触头杆的力臂很小，在保证触头压力的情况下触头弹簧拉力非常大，由于动触头空间的限制，触头弹簧的刚度通常设计很大，触头弹簧的设计较难，可靠性相对不高，不仅如此，太大的触头弹簧力使得动触头架上安装触头弹簧的地方压力较大，容易发生崩裂；通常的旋转式双断点动触头组件中，动触头杆是通过对称双拉簧直接安装在动触头架上，可以来回活动，没有旋转轴，需要两个拉簧的拉力一样大才能保证动触头杆在动触头架的中心位置，而由于拉簧刚度较大，细小的加工误差和装配误差都会导致动触头杆偏离中心位置，从而导致同一个动触头两个断口在合闸和分闸时的同时性；旋转式双断点结构相对普通单断点结构电动斥力增加了一倍，更容易斥开，虽然限流效果好，但是短时耐受能力低，在需要选择性保护的环境由于斥开太早而难以达到预期效果。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种塑壳断路器多触指动触头结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塑壳断路器多触指动触头，包括触头架以及通过转轴并行排列在触头架上的多个触指，每片触指可以单独绕转轴旋转，互不干扰，相邻的两片触指之间分别装有隔板和间隔件，触指和触头架之间设置有触头弹簧，每个触指两侧分别对称安装有一个触头弹簧，用于提供触头压力，所述的转轴通过左轴承和右轴承安装在触头架上，所述的触头架上开有容纳左轴承和右轴承的轴槽，所述的触指包括触头杆以及开设在触头杆上的间隔孔和轴孔，分别用于安装间隔件和转轴。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其触头架上开有导向孔，所述的触头弹簧为压簧，一端安装于触头架上的导向孔中，另一端安装于触指中的导向柱上并压在垫板上，以增大触头弹簧提供推力的力臂，从而减小了触头弹簧本身的力值，进而减小了触头支架安装触头弹簧处所受的应力，提高动触头的可靠性。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其转轴上还安装有左轴承止位簧片和右轴承止位簧片，防止左轴承和右轴承的轴向窜动。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其转轴上还安装有左触指止位簧片和右触指止位簧片，防止各触指的轴向窜动。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其触指还包括垫板和导向柱，所述的导向柱通过过盈配合将垫板固定在触头杆上。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其间隔件安装于触指之间的间隔孔里，并与间隔孔有较大间隙，使得各触指之间有一定的相对旋转角度，以及触指之间有一定的间隙，确保了各触指之间的电气独立性，进而使得触头闭合时各触指之间处于并联关系，降低接触电阻。

所述的一种塑壳断路器多触指动触头，其轴槽为异形孔，转轴可以从径向插入到轴槽中，左轴承和右轴承可分别从轴向插入到相应的轴槽中，并固定安装转轴。

本发明的目的之二是提供一种基于上述塑壳断路器多触指动触头的触头系统，由左外壳、右外壳以及设置在左外壳和右外壳之间的动触头、上静触头和下静触头组成，通过旋转动触头来接通或分断上静触头和下静触头。

本发明的技术方案与现有技术相比，具有如下显著效果：

1，采用对称双压簧提供触头压力，提高了触头弹簧力臂，可以在保证触头压力的情况下大大降低每个触头弹簧的弹簧力，减小了触头支架安装触头弹簧处的压力，避免了触头支架绝缘件的崩裂。

2，触头杆是通过转轴安装在触头支架上，确保了每个触头杆都能安装在中心位置，保证了同一个动触头两个断口在合闸和分闸时的同时性。

3，采用的多触指触头结构降低了动触头所受的HOLM力从而降低了电动斥力，提高了触头的短时耐受能力。

4，多片触指并联安装可以增大了触头的有效接触面积，大大降低了触头的接触电阻，避免了动触头温度过高，也避免了整个开关温升过高。

附图说明

图1是本发明触头系统的结构示意图；

图2是本发明的动触头结构示意图；

图3是本发明的触指在触头架中的安装示意图；

图4是本发明的动触头爆炸图；

图5是本发明的多片触指在触头架中的状态示意图；

图6是本发明的转轴在触头架中的安装示意图；

图7是图6中左轴承止位簧片部分的局部放大示意图；

图8是本发明的触头架结构示意图；

图9是本发明的触指结构示意图。

各附图标记为：1—左外壳，2—动触头，3—上静触头，4—右外壳，5—下静触头，21—触头弹簧，22—触指，221—垫板，222—导向柱，223—触头杆，223a—间隔孔，223b—轴孔，23—间隔件，24—转轴，25—触头架，251—轴槽，252—导向孔，26—右轴承，27—左轴承，28—右轴承止位簧片，29—右触指止位簧片，30—左轴承止位簧片，31—左触指止位簧片，32—隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的目的在于克服现有旋转式触头结构存在的：（1）温升太高；（2）短时耐受能力低；（3）同一触指对中安装一致性难、双断口接触同时性差；（4）制造和装配要求高；（4）触头弹簧力值过大，触头支架易崩坏，提供的一种塑壳断路器多触指动触头，采用对称双压簧提供触头压力，提高了触头弹簧力臂，可以在保证触头压力的情况下大大降低每个触头弹簧的弹簧力，减小了触头支架安装触头弹簧处的压力，避免了触头支架绝缘件的崩裂。触头杆是通过转轴安装在触头支架上，确保了每个触头杆都能安装在中心位置，保证了同一个动触头两个断口在合闸和分闸时的同时性。采用的多触指触头结构降低了动触头所受的HOLM力从而降低了电动斥力，提高了触头的短时耐受能力。多片触指并联安装可以增大了触头的有效接触面积，大大降低了触头的接触电阻，避免了动触头温度过高，也避免了整个开关温升过高。

为了达到上述目的，本发明提供的一种塑壳断路器多触指动触头，参照图2～图9所示，动触头2主要由触头架25、触指22、隔板32、间隔件23、触头弹簧21、转轴24、右轴承26、左轴承27、右轴承止位簧片28、右触指止位簧片29、左轴承止位簧片30和左触指止位簧片31等组成。所述的触头架25上开有导向孔252和轴槽251，所述的左轴承27和右轴承26安装在触头架25上的轴槽251中，所述的转轴24通过左轴承27和右轴承26安装在触头架25上。在转轴24上安装有多片触指22，多片触指22并列安装在转轴24上，保证了每片触指22安装在触头架25上的中心位置从而保证每片触指22两个断口的同时性，每片触指22可以单独绕转轴24旋转，互不干扰，确保每片触指22的有效接触线长度。

所述的每两片触指22之间分别装有隔板32和间隔件23，触指22之间的间隙中安装的隔板32减小了触头缝隙，在发生短路触头断开时有利于提高灭弧腔内压力，使得喷弧口为电弧唯一出口，形成强大的气吹，提高分断能力。

所述的左轴承止位簧片30和右轴承止位簧片28安装在转轴24上，防止左轴承27和右轴承26的轴向窜动，左触指止位簧片31和右触指止位簧片29安装在转轴24上，防止各触指22的轴向窜动。所述的触头弹簧21安装在触头架25和触指22之间，在每片触指22上分别对称安装两个触头弹簧21，用于提供触头压力。

参照图3和图9，所述的触指22由触头杆223、垫板221和导向柱222组成，所述的触头杆223上开有间隔孔223a和轴孔223b，分别用于安装间隔件23和转轴24。所述的导向柱222通过过盈配合将垫板221固定在触头杆223上。所述的垫板221采用硬度较大的钢板制作而成，用以增大触头弹簧21作用在触指22上的受力面积，避免了触头杆223表面因受力过大而产生的变形，同时也提高了受力的均匀性。

参照图2、图4和图5，所述的间隔件23安装于触指22之间的间隔孔223a里，并与间隔孔223a有较大间隙，使得各触指22之间有一定的相对旋转角度，以及触指22之间有一定的间隙，确保了各触指22之间的电气独立性，进而使得触头闭合时各触指之间处于并联关系，可大大降低接触电阻。所述的触指22之间的间隙中安装有隔板32，减小了触头缝隙，在发生短路触头断开时有利于提高灭弧腔内压力，使得喷弧口为电弧唯一出口，形成强大的气吹，提高分断能力。

参照图6和图8，所述的触头架25上开有轴槽251和导向孔252。所述的轴槽251为异形孔，转轴24可以从径向插入到轴槽251中，左轴承27和右轴承26可分别从轴向插入到相应的轴槽251中，并固定安装转轴24。

参照图2～5，所述的触头弹簧21为压簧，一端安装于触头架25上的导向孔252中，另一端安装于触指22中的导向柱222上并压在垫板221上，增大了触头弹簧21提供推力的力臂，从而减小了触头弹簧21本身的力值，进而减小了触头支架25安装触头弹簧21处所受的应力，大大提高了动触头的可靠性。

本发明的所述的多触指动触头结构有两个断口，在保证高分断能力的同时，不仅降低了动触头电动斥力，提高了触头的短时耐受能力，而且增大了触头的有效接触面积，降低了触头的接触电阻从而提高了触头系统的通流能力。

所述的多触指动触头结构简单，可以根据要求做成两个、三个、四个或者更多。

本发明专利的多触指动触头结构有两个断口，在保证高分断能力的同时，不仅降低了动触头电动斥力，提高了触头的短时耐受能力，而且增大了触头的有效接触面积，降低了触头的接触电阻从而提高了触头系统的通流能力。

参照图1所示，动触头2与上静触头3、下静触头5、左外壳1、右外壳4可以固定安装成一个触头系统，上静触头3和下静触头5是固定部件，动触头2可以旋转运动，通过旋转一定角度来接通上静触头3和下静触头5从而接通导电回路，而从相反的方向旋转一定角度则可以断开回路并保证动触头和静触头之间的开距。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种塑壳断路器多触指动触头，其特征在于：包括触头架（25）以及通过转轴（24）并行排列在触头架（25）上的多个触指（22），每片触指（22）可以单独绕转轴（24）旋转，相邻的两片触指（22）之间装有隔板（32）和间隔件（23），间隔件（23）间隙安装于间隔孔（223a）中，触指（22）和触头架（25）之间设置有触头弹簧（21），每个触指（22）两侧对称安装有一个触头弹簧（21），所述的转轴（24）通过左轴承（27）和右轴承（26）安装在触头架（25）上，所述的触头架（25）上开有容纳左轴承（27）和右轴承（26）的轴槽（251），轴槽（251）为异形孔，供转轴（24）径向插入，所述的触指（22）包括触头杆（223）以及开设在触头杆（223）上的间隔孔（223a）和用于安装转轴（24）的轴孔（223b），所述的触头架（25）上开有导向孔（252），所述的触头弹簧（21）为压簧，一端安装于导向孔（252）中，另一端安装于触指（22）中的导向柱（222）上并压在垫板（221）上，所述的转轴（24）上还安装有左轴承止位簧片（30）和右轴承止位簧片（28），以及左触指止位簧片（31）和右触指止位簧片（29），所述的触指（22）还包括垫板（221）和导向柱（222），所述的导向柱（222）通过过盈配合将垫板（221）固定在触头杆（223）上。

2.一种塑壳断路器多触指动触头系统，其特征在于，由左外壳（1）、右外壳（4）以及设置在左外壳（1）和右外壳（4）之间的上静触头（3）和下静触头（5）组成，所述的上静触头（3）和下静触头（5）之间设置有如权利要求1所述的动触头（2），通过旋转动触头（2）来接通或分断上静触头（3）和下静触头（5）。

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