CN112289651A - 一种应用于微型断路器的新型触头系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于微型断路器的新型触头系统及其使用方法，属于微型断路器技术领域，一种应用于微型断路器的新型触头系统，包括安装于断路器壳体内的静触头、动触头机构、手动控制机构和电动控制机构，动触头机构包括固定安装于断路器壳体内的主转轴，主转轴外端转动连接有触头座，触头座下端连接有动触头，且动触头位于静触头正右侧，触头座右下端固定连接有拉伸弹簧，可以实现通过蜗轮传动的方式实现断路器的自动分、合闸，使断路器能与预付费电能表组合使用，构成预付费供电系统，并且，本新型触头系统结构紧凑，使断路器能够保持与传统断路器相匹配的一体式结构，方便用户的断路器更换工作。

Description

一种应用于微型断路器的新型触头系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及微型断路器技术领域，更具体地说，涉及一种应用于微型断路器的新型触头系统及其使用方法。

背景技术

微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。

微型断路器根据其控制方式可分为传统断路器和远程控制断路器，传统断路器只能手动进行分合闸，而远程控制断路器则可以实现电动自动合闸，相比于传统断路器，远程控制断路器具有方便、高效、智能等优点，此外，远程控制断路器还可以与预付费电能表组合使用，构成预付费供电系统，因此远程控制断路器的应用越来越广泛，越来越多的用户将表箱中的传统断路器更换为远程控制断路器。

然而，目前市场上的远程控制断路器通常都是通过2P空开加一极电操实现的，其宽度一般为54mm，而用户表箱里安装的传统断路器一般都是2P开关，其宽度一般为36mm，当用户将传统断路器更换为远程控制断路器时，由于现有的远程控制断路器的宽度远大于传统断路器的宽度，表箱中缺乏远程控制断路器的安装空间，因此用户常常需要对整个表箱进行更换，大大增加了远程控制断路器更换工作的工作量，存在较大的不便。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于微型断路器的新型触头系统及其使用方法，可以通过蜗轮传动的方式实现断路器的自动分、合闸，使断路器能与预付费电能表组合使用，构成预付费供电系统，并且，本新型触头系统结构紧凑，使断路器能够保持与传统断路器相匹配的一体式结构，方便用户的断路器更换工作。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种应用于微型断路器的新型触头系统，包括安装于断路器壳体内的静触头、动触头机构、手动控制机构和电动控制机构，所述动触头机构包括固定安装于断路器壳体内的主转轴，所述主转轴外端转动连接有触头座，且主转轴位于触头座的中部位置，所述触头座下端连接有动触头，且动触头位于静触头正右侧，所述触头座右下端固定连接有拉伸弹簧，且拉伸弹簧远离触头座的一端与断路器壳体内壁固定连接，所述触头座外端固定连接有位于主转轴上侧的跳扣定位柱，所述跳扣定位柱外端转动连接有跳扣，所述跳扣外端转动连接有连杆，且连杆远离跳扣的一端与手动控制机构相连接，所述触头座外端固定连接有位于主转轴和跳扣定位柱之间的锁扣轴，所述锁扣轴外端转动连接有锁扣，且锁扣位于跳扣正下方，所述锁扣外端套接有锁扣回位弹簧，所述触头座外端固定连接有位于锁扣回位弹簧正上方的卡块，所述卡块和触头座外端均开凿有与锁扣回位弹簧相匹配的卡槽，且锁扣回位弹簧上下两端部分别与卡块和触头座上的卡槽相卡接，所述跳扣下端固定连接有跳扣卡齿，所述锁扣上端固定连接有与跳扣卡齿相对应的锁扣卡齿，所述主转轴外端转动连接有位于锁扣正左侧的释能顶杆，且释能顶杆右下端与锁扣左下端相接触。

进一步的，所述手动控制机构包括转动连接于断路器壳体内的转动座，且转动座位于动触头机构左侧，所述连杆远离跳扣的一端与转动座转动连接，所述转动座外端固定连接有手柄，所述转动座外端固定连接有凸台。

进一步的，所述电动控制机构包括固定安装于断路器壳体内的微型电机，且微型电机位于动触头机构左侧，所述断路器壳体内安装有控制电路板，所述控制电路板上连接有与微型电机电性连接的远程控制电路，所述微型电机驱动端连接有蜗杆，且蜗杆上端与断路器壳体内壁转动连接，所述断路器壳体内转动连接有与蜗杆啮合连接的蜗轮，且蜗轮位于蜗杆右侧，所述蜗杆外端固定连接有与其相匹配的从动轮，且从动轮位于凸台正下方以及释能顶杆正左侧，所述从动轮外端固定连接有顶块。

进一步的，所述微型电机为微型直流步进电机，且微型电机的直径小于等于15mm，目前市场上的断路器单极壳体的宽度一般为18mm，直径小于等于15mm的微型电机能够安装至断路器壳体内，并且微型直流步进电机在能够进行正反转的同时，还能够控制转动角度。

进一步的，所述触头座和动触头之间连接有弹性组件，弹性组件用于使动触头和静触头紧密接触。

进一步的，所述弹性组件包括固定连接于触头座外端的触头定位柱，且触头定位柱位于主转轴下侧，所述动触头转动连接于触头定位柱外端，所述触头定位柱外端套接有触头弹簧，且触头弹簧左右两端部分别与动触头和触头座外端固定连接，当动触头合闸并与静触头接触时，锁扣回位弹簧可以使动触头具有顺时针转动的弹性势能，从而使动触头与静触头紧密接触，有效避免动触头和静触头之间出现接触不良的问题。

一种应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法包括人工手动分合闸、电动自动合闸和电动自动分闸。

进一步的，所述人工手动分合闸具体为：通过手柄转动转动座，带动连杆并推动触头座沿主转轴转动，使动触头与静触头接触和分离，从而实现断路器的合闸和分闸。

进一步的，所述电动自动合闸具体为：通过控制电路板上的远程控制电路控制微型电机正转，从而带动蜗杆正转，通过蜗杆和蜗轮的啮合与传动，带动蜗轮及其上的从动轮沿逆时针方向转动，使从动轮上的顶块顶压凸台，带动转动座沿顺时针方向转动，再带动连杆并推动触头座沿主转轴顺时针转动，使动触头和静触头接触，实现断路器的合闸。

进一步的，所述电动自动分闸具体为：通过控制电路板上的远程控制电路控制微型电机反转，从而带动蜗杆反转，通过蜗杆和蜗轮的啮合与传动，带动蜗轮及其上的从动轮沿顺时针方向转动，使从动轮上的顶块顶压释能顶杆，从而使释能顶杆沿主转轴逆时针转动，同时释能顶杆也会顶动锁扣沿锁扣轴逆时针转动，使锁扣上的锁扣卡齿与跳扣卡齿分离，从而打破动触头机构的力偶平衡，触头座在拉伸弹簧的作用下沿主转轴逆时针转动，使动触头和静触头分离，实现断路器的分闸。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过蜗轮传动的方式实现断路器的自动分、合闸，使断路器能与预付费电能表组合使用，构成预付费供电系统，并且，本新型触头系统结构紧凑，使断路器能够保持与传统断路器相匹配的一体式结构，方便用户的断路器更换工作。

（2）本方案的使用方法包括人工手动分合闸、电动自动合闸和电动自动分闸，使用方式多种多样，适用范围广泛。

（3）本方案的微型电机为微型直流步进电机，且微型电机的直径小于等于15mm，目前市场上的断路器单极壳体的宽度一般为18mm，直径小于等于15mm的微型电机能够安装至断路器壳体内，并且微型直流步进电机在能够进行正反转的同时，还能够控制转动角度。

（4）本方案的触头座和动触头之间连接有弹性组件，弹性组件可以使动触头和静触头紧密接触，有效避免动触头和静触头之间出现接触不良的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的动触头机构的正视图；

图3为本发明的动触头机构的后视图；

图4为本发明的动触头机构和手动控制机构的立体结构爆炸图；

图5为本发明实际应用中的结构示意图。

图中标号说明：

1静触头、2主转轴、3触头座、4动触头、5拉伸弹簧、6跳扣定位柱、7跳扣、8连杆、9锁扣轴、10锁扣、11锁扣回位弹簧、12卡块、13卡槽、14跳扣卡齿、15锁扣卡齿、16释能顶杆、17触头定位柱、18触头弹簧、19转动座、20手柄、21凸台、22微型电机、23控制电路板、24蜗杆、25蜗轮、26从动轮、27顶块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种应用于微型断路器的新型触头系统，包括安装于断路器壳体内的静触头1、动触头机构、手动控制机构和电动控制机构，动触头机构包括固定安装于断路器壳体内的主转轴2，主转轴2外端转动连接有触头座3，且主转轴2位于触头座3的中部位置，触头座3具体形状如图4所示，触头座3下端连接有动触头4，且动触头4位于静触头1正右侧，触头座3右下端固定连接有拉伸弹簧5，且拉伸弹簧5远离触头座3的一端与断路器壳体内壁固定连接，触头座3外端固定连接有位于主转轴2上侧的跳扣定位柱6，跳扣定位柱6外端转动连接有跳扣7，跳扣7具体形状如图4所示，跳扣7外端转动连接有连杆8，且连杆8远离跳扣7的一端与手动控制机构相连接。

请参阅图1-4，触头座3外端固定连接有位于主转轴2和跳扣定位柱6之间的锁扣轴9，锁扣轴9外端转动连接有锁扣10，且锁扣10位于跳扣7正下方，锁扣10具体形状如图4所示，请参阅图2和图4，锁扣10外端套接有锁扣回位弹簧11，锁扣回位弹簧11为扭转弹簧，触头座3外端固定连接有位于锁扣回位弹簧11正上方的卡块12，卡块12和触头座3外端均开凿有与锁扣回位弹簧11相匹配的卡槽13，且锁扣回位弹簧11上下两端部分别与卡块12和触头座3上的卡槽13相卡接，请参阅图2，跳扣7下端固定连接有跳扣卡齿14，锁扣10上端固定连接有与跳扣卡齿14相对应的锁扣卡齿15，锁扣回位弹簧11可以使锁扣10在主转轴2上沿顺时针方向转动，从而使锁扣卡齿15与跳扣卡齿14相互咬合，主转轴2外端转动连接有位于锁扣10正左侧的释能顶杆16，释能顶杆16具体形状如图4所示，且释能顶杆16右下端与锁扣10左下端相接触。

请参阅图1和图4，手动控制机构包括转动连接于断路器壳体内的转动座19，且转动座19位于动触头机构左侧，连杆8远离跳扣7的一端与转动座19转动连接，转动座19外端固定连接有手柄20，转动座19和手柄20均为现有技术，在此不再赘述，转动座19外端固定连接有凸台21。

请参阅图1，电动控制机构包括固定安装于断路器壳体内的微型电机22，且微型电机22位于动触头机构左侧，断路器壳体内安装有控制电路板23，控制电路板23上连接有与微型电机22电性连接的远程控制电路，远程控制电路用于对微型电机22进行自动控制，微型电机22驱动端连接有蜗杆24，且蜗杆24上端与断路器壳体内壁转动连接，断路器壳体内转动连接有与蜗杆24啮合连接的蜗轮25，且蜗轮25位于蜗杆24右侧，蜗杆24外端固定连接有与其相匹配的从动轮26，且从动轮26位于凸台21正下方以及释能顶杆16正左侧，从动轮26外端固定连接有顶块27。

请参阅图1，微型电机22为微型直流步进电机，且微型电机22的直径小于等于15mm，例如型号为ZWBMDOO6006-5的微型电机22，请参阅图1和图5，目前市场上的断路器单极壳体的宽度一般为18mm，直径小于等于15mm的微型电机22能够安装至断路器壳体内，并且微型直流步进电机在能够进行正反转的同时，还能够控制转动角度。

请参阅图3-4，触头座3和动触头4之间连接有弹性组件，弹性组件用于使动触头4和静触头1紧密接触，弹性组件包括固定连接于触头座3外端的触头定位柱17，且触头定位柱17位于主转轴2下侧，动触头4转动连接于触头定位柱17外端，触头定位柱17外端套接有触头弹簧18，触头弹簧18为扭转弹簧，且触头弹簧18左右两端部分别与动触头4和触头座3外端固定连接，请参阅图1，当动触头4合闸并与静触头1接触时，锁扣回位弹簧11可以使动触头4具有顺时针转动的弹性势能，从而使动触头4与静触头1紧密接触，有效避免动触头4和静触头1之间出现接触不良的问题。

请参阅图1-4，一种应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法包括人工手动分合闸、电动自动合闸和电动自动分闸。

请参阅图1-4，人工手动分合闸具体为：通过手柄20转动转动座19，带动连杆8并推动触头座3沿主转轴2转动，使动触头4与静触头1接触和分离，从而实现断路器的合闸和分闸。当用户需要手动合闸时，通过手柄20顺时针转动转动座19，转动座19会将连杆8向右推动，由于跳扣7和锁扣10通过跳扣卡齿14和锁扣卡齿15的相互配合卡接在一起，使得跳扣7无法沿跳扣定位柱6逆时针转动，因此连杆8会推动整个触头座3沿主转轴2顺时针转动，使动触头4和静触头1接触，实现断路器的合闸。当用户需要手动分闸时，通过手柄20逆时针转动转动座19，转动座19会将连杆8向左拉动，而连杆8则会拉动跳扣7沿跳扣定位柱6顺时针转动，使跳扣7上的跳扣卡齿14与锁扣卡齿15分离，从而打破动触头机构的力偶平衡，触头座3在拉伸弹簧5的作用下沿主转轴2逆时针转动，使动触头4和静触头1分离，实现断路器的分闸。

请参阅图1-4，电动自动合闸具体为：通过控制电路板23上的远程控制电路控制微型电机22正转，从而带动蜗杆24正转，通过蜗杆24和蜗轮25的啮合与传动，带动蜗轮25及其上的从动轮26沿逆时针方向转动，使从动轮26上的顶块27顶压凸台21，带动转动座19沿顺时针方向转动，再带动连杆8并推动触头座3沿主转轴2顺时针转动，使动触头4和静触头1接触，实现断路器的合闸。

请参阅图1-4，电动自动分闸具体为：通过控制电路板23上的远程控制电路控制微型电机22反转，从而带动蜗杆24反转，通过蜗杆24和蜗轮25的啮合与传动，带动蜗轮25及其上的从动轮26沿顺时针方向转动，使从动轮26上的顶块27顶压释能顶杆16，从而使释能顶杆16沿主转轴2逆时针转动，同时释能顶杆16也会顶动锁扣10沿锁扣轴9逆时针转动，使锁扣10上的锁扣卡齿15与跳扣卡齿14分离，从而打破动触头机构的力偶平衡，触头座3在拉伸弹簧5的作用下沿主转轴2逆时针转动，使动触头4和静触头1分离，实现断路器的分闸。

请参阅图1和图5，在本新型触头系统实际应用中，可以将本新型触头系统安装于二极断路器的零线极断路器壳体内，并将零线极断路器的手柄和空开极断路器的手柄通过手柄横担相连接，当出现过电流且过电流值达到过电流动作的整定值时，空开极断路器内的过流保护装置动作，使空开极断路器跳闸，再通过手柄横担零线极断路器脱扣而切断输出端的电源，实现断路器负载下端用电器具的过流保护。此外，由于安装有本新型触头系统的断路器具有自动分、合闸功能，能够与预付费电能表组合使用，构成预付费供电系统，并且，本新型触头系统结构紧凑，使断路器能够保持与传统断路器相匹配的一体式结构（即宽度也为36mm），当用户需要更换传统断路器时，无需更换表箱，方便用户的断路器更换工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于微型断路器的新型触头系统，包括安装于断路器壳体内的静触头（1）、动触头机构、手动控制机构和电动控制机构，其特征在于：所述动触头机构包括固定安装于断路器壳体内的主转轴（2），所述主转轴（2）外端转动连接有触头座（3），且主转轴（2）位于触头座（3）的中部位置，所述触头座（3）下端连接有动触头（4），且动触头（4）位于静触头（1）正右侧，所述触头座（3）右下端固定连接有拉伸弹簧（5），且拉伸弹簧（5）远离触头座（3）的一端与断路器壳体内壁固定连接，所述触头座（3）外端固定连接有位于主转轴（2）上侧的跳扣定位柱（6），所述跳扣定位柱（6）外端转动连接有跳扣（7），所述跳扣（7）外端转动连接有连杆（8），且连杆（8）远离跳扣（7）的一端与手动控制机构相连接，所述触头座（3）外端固定连接有位于主转轴（2）和跳扣定位柱（6）之间的锁扣轴（9），所述锁扣轴（9）外端转动连接有锁扣（10），且锁扣（10）位于跳扣（7）正下方，所述锁扣（10）外端套接有锁扣回位弹簧（11），所述触头座（3）外端固定连接有位于锁扣回位弹簧（11）正上方的卡块（12），所述卡块（12）和触头座（3）外端均开凿有与锁扣回位弹簧（11）相匹配的卡槽（13），且锁扣回位弹簧（11）上下两端部分别与卡块（12）和触头座（3）上的卡槽（13）相卡接，所述跳扣（7）下端固定连接有跳扣卡齿（14），所述锁扣（10）上端固定连接有与跳扣卡齿（14）相对应的锁扣卡齿（15），所述主转轴（2）外端转动连接有位于锁扣（10）正左侧的释能顶杆（16），且释能顶杆（16）右下端与锁扣（10）左下端相接触。

2.根据权利要求1所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统，其特征在于：所述手动控制机构包括转动连接于断路器壳体内的转动座（19），且转动座（19）位于动触头机构左侧，所述连杆（8）远离跳扣（7）的一端与转动座（19）转动连接，所述转动座（19）外端固定连接有手柄（20），所述转动座（19）外端固定连接有凸台（21）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统，其特征在于：所述电动控制机构包括固定安装于断路器壳体内的微型电机（22），且微型电机（22）位于动触头机构左侧，所述断路器壳体内安装有控制电路板（23），所述控制电路板（23）上连接有与微型电机（22）电性连接的远程控制电路，所述微型电机（22）驱动端连接有蜗杆（24），且蜗杆（24）上端与断路器壳体内壁转动连接，所述断路器壳体内转动连接有与蜗杆（24）啮合连接的蜗轮（25），且蜗轮（25）位于蜗杆（24）右侧，所述蜗杆（24）外端固定连接有与其相匹配的从动轮（26），且从动轮（26）位于凸台（21）正下方以及释能顶杆（16）正左侧，所述从动轮（26）外端固定连接有顶块（27）。

4.根据权利要求3所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统，其特征在于：所述微型电机（22）为微型直流步进电机，且微型电机（22）的直径小于等于15mm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统，其特征在于：所述触头座（3）和动触头（4）之间连接有弹性组件。

6.根据权利要求5所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统，其特征在于：所述弹性组件包括固定连接于触头座（3）外端的触头定位柱（17），且触头定位柱（17）位于主转轴（2）下侧，所述动触头（4）转动连接于触头定位柱（17）外端，所述触头定位柱（17）外端套接有触头弹簧（18），且触头弹簧（18）左右两端部分别与动触头（4）和触头座（3）外端固定连接。

7.一种根据权利要求1-6任意一项所述应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法，其特征在于：包括人工手动分合闸、电动自动合闸和电动自动分闸。

8.根据权利要求7所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法，其特征在于：所述人工手动分合闸具体为：通过手柄（20）转动转动座（19），带动连杆（8）并推动触头座（3）沿主转轴（2）转动，使动触头（4）与静触头（1）接触和分离，从而实现断路器的合闸和分闸。

9.根据权利要求7所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法，其特征在于：所述电动自动合闸具体为：通过控制电路板（23）上的远程控制电路控制微型电机（22）正转，从而带动蜗杆（24）正转，通过蜗杆（24）和蜗轮（25）的啮合与传动，带动蜗轮（25）及其上的从动轮（26）沿逆时针方向转动，使从动轮（26）上的顶块（27）顶压凸台（21），带动转动座（19）沿顺时针方向转动，再带动连杆（8）并推动触头座（3）沿主转轴（2）顺时针转动，使动触头（4）和静触头（1）接触，实现断路器的合闸。

10.根据权利要求7所述的一种应用于微型断路器的新型触头系统的使用方法，其特征在于：所述电动自动分闸具体为：通过控制电路板（23）上的远程控制电路控制微型电机（22）反转，从而带动蜗杆（24）反转，通过蜗杆（24）和蜗轮（25）的啮合与传动，带动蜗轮（25）及其上的从动轮（26）沿顺时针方向转动，使从动轮（26）上的顶块（27）顶压释能顶杆（16），从而使释能顶杆（16）沿主转轴（2）逆时针转动，同时释能顶杆（16）也会顶动锁扣（10）沿锁扣轴（9）逆时针转动，使锁扣（10）上的锁扣卡齿（15）与跳扣卡齿（14）分离，从而打破动触头机构的力偶平衡，触头座（3）在拉伸弹簧（5）的作用下沿主转轴（2）逆时针转动，使动触头（4）和静触头（1）分离，实现断路器的分闸。

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