CN1121635A - 电路断路器的灭弧装置 - Google Patents

Abstract

一种电路断路器的灭弧装置，其构成是使水平断面为コ形的灭弧铁芯(14)和离开该铁芯(14)在水平方向延伸的基板(15)组成的磁体(13)通过基板(15)固定在固定触头(6)的U形回折部分(6a)上。在基板(15)上一体形成能增加电弧磁驱动力的磁驱动铁芯(16)和将电弧导入电弧铁芯(14)的电弧导引角状体(9)。与用多个磁片叠装的消电离作用式的灭弧装置相比，结构简单，制造容易，此外由于灭弧铁芯(14)与电弧接触的少而不易受到损伤。

Description

电路断路器的灭弧装置

本发明涉及配电用断路器和漏电断路器等电路断路器，特别是涉及电磁排斥式电路断路器的灭弧装置。

图6示出的所谓消电离式断路器的灭弧装置是公知的这类电路断路器的灭弧装置。在该灭弧装置1中，具有能通过可动触点2的V形槽的磁片3经以适当的间隙叠装，再将叠装后的磁片3用绝缘材料的侧壁4支持，并把磁片3用胶接或铆接加工固定在侧壁4上。

图7是表示装有上述消电离式的灭弧装置的电路断路器电源侧半部分的纵剖视图，与电源侧端子5一体形成的固定触头6沿着可动触头2回折成U形，与可动触头2的可动接点7接触的固定点8设置在该折叠部分6a的端部上。另外，用于将发生在可动·固定接点7、8之间的电弧导引到灭弧装置的电弧导引角状体9装设在固定触头6上。

众所周知，流过固定触头6的回折部分6a电流的方向同流过与回折部6a平行的可动头2的电流的方向彼此相反，如箭头A所示，因此在这两个电流之间产生排斥力，在有短路电流等大电流流过时，这个电磁排斥力使可动触头2的一端向上翘起。其结果(说明省略)是，限流机构10驱动可动触头2使其迅速离开到在通断机构11的工作图上所示的虚线位置处。这时，在可动·固定接点7、8之间产生的电弧12在流过回折部分6a的电流的磁场作用下而受到沿箭头B方向的力，将电弧朝向灭弧装置1的内部驱动。随着该电弧12在灭弧装置1内伸长，电弧电压升高，使电流提前切断。

但是，这类灭弧装置1存在如下的问题：由于将多片磁片3固定在侧壁4上的作业繁锁而使成本增加，此外，在大电流切断时由于电弧热使磁片3的表面熔融，所产生的金属颗粒附着在接点表面上引起异常温升，又由于附着在通断机构上而防碍通断机构正常操作。

在图7所示的电磁排斥式电路断路器中，U形磁驱动铁芯交错装设在固定触头的回折部分6a上，流过该回折部分的电流产生的磁通集中在驱动铁芯上，从而提高了对电弧的磁场作用，这种电路断路器由特开平2-132716号公报所公开，由于这种已有的磁驱动铁芯的灭弧装置同固定触头是分开固定的，所以其结构复杂。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种具有非叠装磁片、制作容易和受电弧热损伤少的电路断路器的灭弧装置。

本发明的另一目的是提供一种磁驱动铁心和电弧导引角状体等部分与灭弧装置形成一体的简单结构的电路断路器灭弧装置。

为达到上述目的，本发明的电路断路器灭弧装置具有如下的构成：在该电路断路器中，固定触头沿可动触头回折成U形，在该回折部分的端部上安装固定接点，由水平断面为形灭弧铁心和同该灭弧铁心和背面壁相垂直的并且沿着水平方向延伸的基板组成磁体，通过上述基板把上述磁体连接在固定触头的回折部分的下面。

将基板的两侧向上回折成U形，一体形成磁驱动铁芯，再将基板的一部分切开后沿斜上方弯折一体形成电弧导引角状体，借此可以使灭弧铁芯、磁驱动铁芯和导引电弧角状体等一体构成。

在本发明中，由水平断面为形的灭弧铁芯形成灭弧装置，使灭弧装置通过与灭弧铁芯的后壁垂直并在水平方向延伸的基板连接在固定触头的折叠部分的下表面上。电弧在流过固定触头的折叠部分的电流产生的磁场作用下朝向灭弧铁芯移动，又由于通过灭弧的形磁路的电弧本身的磁通的作用而使电弧在伸长状态下封闭在灭弧铁芯内。由于受到灭弧铁芯壁面的冷却作用，使电弧电压升高而提前灭弧。这个磁体的磁片不是叠装的，只要冲压成型便可容易制成。此外，同电弧与磁片垂直的已有的抗电离式灭弧装置相比，由于形灭弧铁芯在形状上与电弧接触少，而很少被电弧的热熔融。由于磁驱动铁芯和电弧导引角状体在形成有灭弧磁芯的磁体上一起形成，所以可以大幅度增加磁驱动力。由于上述的各部分一体形成而使结构变得非常简单。

图1是表示本发明实施例的电路断路器的主要部分纵剖视图。

图2是图1电路断路器的灭弧装置部分的透视图。

图3是图2所示灭弧装置磁体的透视图。

图4是使图3的磁体连接在固定触点上状态的透视图。

图5是图2灭弧装置中的绝缘层的透视图。

图6是已有的灭弧装置的透视图。

图7是装有图6所示灭弧装置的电路断路器的主要部分纵剖视图。

图中：

2    可动触头

6    固定触头

9    电弧导引角状体

10    限流机构

11    通断机构

12    电弧

13    磁体

14    灭弧铁芯

15    基板

16    磁驱动铁芯

17    排气口

22    壳体

26    绝缘罩

27    排气口

29    屏蔽板

32    排气阀

33    盖

图1～图5是表示本发明实施例的图，图1是电路断路器的电源侧半部在接通状态下的纵剖视图。图2是图1中的灭弧装置透视图，图3是图1中的磁体透视图，图4是使图3中的磁体连接在固定触头上状态的透视图，图5是装在图4磁体上的绝缘罩的透视图。图中与已有例子对应部分采用相同的标号。

在图3中由铁板制成的磁体13由水平断面为形的灭弧铁芯14和同该灭弧铁芯14的后壁14a垂直并水平延伸的基板15构成，在基板15上，两侧向上折成U形并在该部分上一体形成磁驱动铁芯16，将基板前面的一部分切开并沿斜上方弯曲而一体形成电弧导引角状体9。在灭弧铁芯14的后壁14a上开有多个(在图中为3个)用于排出弧气的横方向长的排气口17。在基板15上开有用于把磁体13固定在固定触头6的螺纹孔18。这种磁体13容易通过冲压成形制造。

如图4所示，通过使基板15同固定触头6的回折部分6a的下表面连接进行组装，通过在回折部分6a上钻的图中未示出的孔将螺钉19拧入在螺纹孔18中把磁体13固定在固定触头6上。在此状态下，在基板15上形成的驱动铁芯16包围着安装在回折部分6a端部上的固定接点8，电弧导引角状体9同固定接点8相连接。在与固定触头6成一体的电源侧端子5上加工有用于安装端子螺钉20(图1)的螺纹孔21和用于通过螺钉23(图1)将固定触头6固定在壳体22上的螺纹孔24。在固定触头6上加工有如后面将描述那样的能使支承固定触头6回折部分6a的壳体22上的支柱22a通过的工艺孔25。

图5所示的绝缘罩26是由耐电弧作用的树脂，例如聚酯预混合料一体成形制作的。该绝缘罩26包括：整体包围灭弧铁芯14和驱动铁芯16的双壁袋状部分26a，覆盖住固定触头6的回折部分6a上面的平板部分26b、覆盖住在回折部分6a的U形弯曲部分和磁体13上的基板15两侧面的外裙部分26c。在袋状部分26a的后壁上与灭弧铁芯14的排气口17配合开有排气口27，在平板部分26b上开有躲开固定接点8和电弧导引角状体9的长方形窗口28。

在绝缘罩26的端部一体形成与通断机构11(图1)之间隔开的遮蔽板29，在该遮蔽板29上设置有能使可动触头2(图1)通过的间隔30。在绝缘罩26上形成有同袋状部分26a的后壁相接触并支承后述排气阀的底部圆弧面的轴承槽31，绝缘罩26通过对轴承槽31附近拐角处开成图中所示切槽以躲开固定触头6与电源侧端子5的连接部分6b(图4)。

图2示出了图5中的绝缘罩26安装在图4所示状态的固定触头6和磁体13上的状态。排气阀32安装在绝缘罩26的轴承槽31中，排气阀32由具有弹性的耐热树脂一体形成的方形平板状的阀体32a、其基部成圆柱状的轴部分32b、从轴部分32b向斜上方突出的舌状弹性片32c所组成。当排气阀32的轴部分32b插入到轴承槽31中时，弹性片32c碰到轴承槽31的上缘部分31a，而向袋状部分26a一侧受力，使阀体32与袋状部26a的后壁接触并堵住排气口27。

在组装图1所示的电路断路器时，在预先使部件组装成图2所示的状态之后，即，使磁体13同固定触头6相连接，装上绝缘罩26，再安装排气阀32，之后，将固定触头6插入壳体22中，从背面把螺钉23拧入螺纹孔24中进行固定。在壳体22底部上一体形成的支柱22a通过固定触头6的工艺孔25(图4)同在磁体13上的基板15的下面相接触，为了抵消来自可动触头2的冲击而从下面支持回折部分6a。最后，在把壳33安装在壳体22上时，绝缘罩26就借助袋状部分26a左右前后各两个位置被壳33夹住而固定。

在图1中当有短路电流等大电流通过电路断路器时，就有电流流过固定触头6的回折部分6a和可动触头2，流过的电流方向如箭头A所示，由于流过上述两个部分电流的方向相反，所以在这两个部分之间产生电磁排斥力，而使可动触头2向上翘起，可动触头2在限流机构10的作用下被驱动到虚线所示的脱开位置。这时，由于流过回折部分6a的电流产生的磁通集中在磁驱动铁心16中，所以在其两极(U形直立部分的端部)之间产生强磁场。受到这个磁场作用的电弧12朝箭头B方向运动，在可动触头2从固定触头脱离的初期，可动触头2的脚朝向电弧导引角状体9运动。这时，如果象图中所示那样，用绝缘罩26把固定触头6中的固定接头8的周围和磁驱动铁芯16隔离起来，则可以防止不稳定电弧12在那些部分起弧并将电弧12可靠地引向电弧导引角状体9。

接近灭弧铁芯14的电弧12在其本身的磁通作用下引导向灭弧铁芯14的形磁芯，并被推压入其内侧，并在此状态下进一步被约束。这时，电弧12随着可动触头2的继续脱开而伸长，在灭弧铁芯14内受到冷却，最后是使电弧电压升高，电弧迅速熄灭。由于灭弧铁芯14具有包围电弧12的结构，所以同与电弧垂直的结构的消电离式灭弧装置磁片3(图6)相比较，同电弧12的接触面要少得多，如象图中所示那样。用绝缘罩26包住灭弧铁芯14，则完全不会发生因与电弧12接触而熔融灭弧铁芯14的现象。在这种情况下，如果用在电弧加热下产生热分解气体的材料，例如尼龙66、聚甲醛共聚物树脂等制造绝缘罩26，则这样的热分解气体可以促进电弧的冷却，从而可以迅速地灭弧。

在上述电流切断过程中，当由于电弧气体的产生而使灭弧装置附近的内部压力上升时，受到气体压力作用的排气阀32随着弹性片32c发生变形而向外侧开放，使电弧气体通过排气口17和27排出。当随着排出电弧气体而内压降低时，排气阀32因弹性片32c的复原而又堵住排气口27。排气口17、27和排气阀23应根据遮断容量进行合理的设计，对于小容量装置也可以不用。遮蔽板29阻挡电弧气体流入通断机构11一侧，以便防止高温气体损伤机械结构部分以及所含接点熔融颗粒的附着而产生的对可动部分动作的不良影响。为此，最好使遮蔽板29的间隙30(图2)窄一些，尽量接近可动触头2的宽度。

在图示实施例中的灭弧装置中，包括灭弧铁芯14的磁体13的结构很简单，因此易于用冲击成形法制造。另外，由于灭弧铁芯14的形状使之同电弧12接触面小，又用绝缘罩26包住整个灭弧铁芯14，所以几乎不会产生熔融的金属颗粒。又因为磁驱动铁芯16和电弧导引角状体9形成一体，所以使包括这些部分的灭弧装置的整体结构非常简单整齐，还可以在灭弧装置和固定触头6组装成一体状态下，安装在壳体22中，从而简化了组装作业。

由于本发明的灭弧装置的构成是使由水平断面为形的灭弧铁芯、和同这个灭弧铁芯背侧垂直并在水平方向延伸的基板组成的磁体通过上述基板连接在固定触头的回折部分的下面的，所以该灭弧装置易于通过冲压加工制造，此外，形灭弧铁芯在形状上不容易受电弧的损伤，由于该灭弧铁芯的整体由绝缘罩包围住，所以很少产生因金属熔融物与电弧气一起飞散而出现接点的接触不良和通断机构动作不良的故障。

如果使磁驱动铁芯和电弧导引角状体等在上述磁体上形成一体，则不需要再用另外的方法将这些部分安装在固定触点上。这种能使对电弧的磁作用力提高的灭弧装置的结构，整体结构变得非常简单，同时也简化了组装作业。也就是说本发明的灭弧装置的性能优良而价格低廉，对于成本低要求严格的断路容量为2.5～5KV电路断路器的效果特别显著。

Claims (3)

1、一种电路断路器的灭弧装置，在固定触头沿着可动触头回折成U形并且固定接点安装在该折叠部分端部上的电路断路器中，其特征在于该灭弧装置是这样构成的：使由水平断面为形的灭弧铁芯和同该灭弧铁芯的后壁垂直并在水平方向延伸的基板构成的磁体通过上述基板连接在固定触头的回折部分的下表面上。

2、如权利要求1所述的电路断路器的灭弧装置，其特征在于使磁体基板的两侧向上立起成U形而一体地形成磁驱动铁芯。

3、如权利要求1或2所述的电路断路器的灭弧装置，其特征在于，通过使磁体基板的一部分切开并向斜上方弯曲而一体地形成电弧导引角状体。

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