CN113035656A - 一种电子式断路器瞬时后备保护装置 - Google Patents

Abstract

一种电子式断路器瞬时后备保护装置，包括接线座(1)，静衔铁(2)固定装在所述接线座(1)上，支架(3)的下端固定装在所述接线座(1)上，动衔铁(5)装在轴(4)上并能绕轴(4)转动，其特征在于：所述静衔铁(2)与动衔铁(5)构成磁通回路，导体(6)固定装在接线座(1)上，所述静衔铁(2)的吸合面一(201)与动衔铁(5)的吸合面二(502)构成磁通回路，所述吸合面二(502)伸出外延特征部(502a)；所述静衔铁(2)的直板面(202)与所述接线座(1)的后背面(101)贴合或平行且间隙配合。该后备保护装置，能够在电子控制器失效后实现断路器的快速脱扣，缩小了后备保护装置占用的空间，加快了断路器的动作时间，加大了对牵引杆的驱动力，提升了断路器性能，从而增强了断路器的保护功能。

Description

一种电子式断路器瞬时后备保护装置

技术领域

本发明属于低压开关技术领域，具体讲就是涉及一种电子式断路器瞬时后备保护装置。

背景技术

断路器例如塑壳断路器是一种低压电器元器件，主要用于工业配电系统，起到接通和断开电路的作用。电子式塑壳断路器除了能够对过载和短路起到很好的保护作用，而且精度高、功能多、可通讯、智能化，应用越来越广泛。常规电子式塑壳断路器使用电子脱扣器驱动断路器的机构动作，电子式脱扣器是通过线路板触发磁通动作，动作时间约在三十个毫秒，当发生短路故障时，电子脱扣器较长的动作时间会让断路器分断时间长于普通的热磁式断路器，可能引起分断失败。为了解决该技术难题常通过设置后备保护装置来实现当智能控制器失效时，通过后备保护装置推动断路器牵引杆从而实现断路器的跳闸保护的目的。

中国专利ZL201720668993.9公开了一种电子式断路器瞬时后备保护装置，该后备保护装置安装在重合闸断路器基座的侧部并位于重合闸断路器牵引杆的后方,其包括安装在基座上的分体式框体,所述分体式框体包括上框体和下框体，所述上下框体之间通过销轴转动连接,在下框体的框体内设置可通电导体,上框体下侧部与下框体上侧部之间形成一对磁性吸合面,在上框体顶部连接推杆，推杆顶部往牵引杆方向弯曲形成一弯曲部,在销轴内套装扭力弹簧当智能控制器失效时,通过该后备保护装置推动重合闸断路器牵引杆从而实现断路器的跳闸保护,为了电子式断路器提供了后备保护,使用更加安全。但是该技术方案中后备保护装置与接线座结合不够密切导致体积大，动衔铁的吸合面较小导致磁吸力较小，同时对牵引杆的驱动力较小，在大壳架紧凑型塑壳断路器中应用难以实现后备保护的目的。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有的电子式断路器瞬时后备保护装置存在的技术缺陷，提供一种电子式断路器瞬时后备保护装置，能够在电子控制器失效后实现断路器的快速脱扣，缩小了后备保护装置占用的空间，加快了断路器的动作时间，加大了对牵引杆的驱动力，提升了断路器性能，从而增强了断路器的保护功能。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明提供的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，包括接线座，静衔铁固定装在所述接线座上，支架的下端固定装在所述接线座上，轴的两端装在所述支架的上端，动衔铁装在所述轴上并能绕轴转动，其特征在于：

所述静衔铁与动衔铁构成磁通回路，导体固定装在接线座上，并从所述静衔铁与动衔铁构成的磁通回路通过；

弹性元件套装在所述轴上与所述动衔铁连接能够使所述动衔铁受到磁场力作用转动之后复位；

所述动衔铁上设有推杆与断路器的牵引杆联动，所述动衔铁受到磁场力作用转动时能够通过推杆推动所述牵引杆转动；

所述静衔铁的吸合面一与动衔铁的吸合面二构成磁通回路，所述吸合面二伸出外延特征部；

所述静衔铁的直板面与所述接线座的后背面贴合或平行且间隙配合。

进一步地，所述动衔铁的转动中心位于所述牵引杆的转动中心正下方的左右两侧各45度角范围内，所述推杆与牵引杆联动的起始位置的夹角为锐角；

设所述动衔铁的转动中心与所述推杆与牵引杆联动起始位置的距离为b1，所述动衔铁的转动中心与所述推杆与牵引杆联动过程中位置的距离为b2，所述动衔铁的转动中心与所述推杆与牵引杆联动结束位置的距离为b3，则b1＜b2＜b3；

设所述牵引杆的转动中心与所述推杆与牵引杆联动起始位置的距离为a1，所述牵引杆的转动中心与所述推杆与牵引杆联动过程中位置的距离为a2，所述牵引杆的转动中心与所述推杆与牵引杆联动结束位置的距离为a3，则a1＞a2＞a3。

优选地，所述外延特征部与动衔铁的侧臂构成L形。

优选地，所述接线座安装在断路器的基座上。

进一步地，所述支架包左支架和右支架，所述左支架和右支架的下端和静衔铁一起通过螺钉固定在所述接线座上。

优选地，所述弹性元件是弹簧或者弹片。

进一步地，若干导体平行焊接在所述接线座上。

有益效果

本发明提供的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，首先增加了动衔铁的吸合面，从而增加磁吸力，不但能够在电子控制器失效后实现断路器的快速脱扣，同时能够缩小后备保护装置占用的空间，加快了断路器的动作时间，整个装置加大了对牵引杆的驱动力，提升了断路器性能，从而增强了断路器的保护功能。

附图说明

附图1是本发明实施例安装在断路器上的结构示意图。

附图2是本发明实施例安装在基座的结构示意图。

附图3是本发明实施例的结构示意图。

附图4是本发明实施例中支架、动衔铁和静衔铁装配关系示意图。

附图5是本发明实施例中接线座的结构示意图。

附图6是本发明实施例中静衔铁的结构示意图。

附图7是本发明实施例中动衔铁的结构示意图。

附图8是本发明实施例中外延特征部的位置示意图。

附图9是本发明实施例中左支架的结构示意图。

附图10是本发明实施例中右支架的结构示意图。

附图11是本发明实施例中轴的结构示意图。

附图12是本发明实施例中弹性元件的结构示意图。

附图13是本发明实施例中牵引杆的结构示意图。

附图14是本发明实施例中支架和静衔铁装配关系示意图。

附图15是本发明实施例处于联动起始位置示意图。

附图16是本发明实施例处于联动过程中位置示意图。

附图17是本发明实施例处于联动结束位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

实施例

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间不一定按照相同的比例绘制。相似的参考标记用于表示类似的部分。此外，在参照附图进行描述时，为了表述方便，采用了方位词如“上”、“下”、“前”、“后”等，它们并不构成对特征的结构特定地限制。

如附图1,2和3所示，一种电子式断路器瞬时后备保护装置，包括接线座1，所述接线座1安装在断路器T的基座9上，静衔铁2固定装在所述接线座1上，所述静衔铁2的直板面202与所述接线座1的后背面101贴合或平行且间隙配合能够优化整个保护装置占用的空间体积。支架3的下端固定装在所述接线座1上，如附图3和11所示，轴4的两端装在所述支架3的上端的孔一3a中，动衔铁5装在所述轴4上并能绕轴4转动；具体地讲，如附图4，9，10和14所示，本实施例中所述支架3包左支架301和右支架302，所述左支架301和右支架302的下端和静衔铁2一起通过螺钉10固定在所述接线座1上。同理，所述左支架301和右支架302以及静衔铁2能够是一体式安装在所述接线座1上的孔二1a中，无论是一体式还是分体式其作用和目的相同。

所述静衔铁2与动衔铁5构成磁通回路，导体6固定装在接线座1上，并从所述静衔铁2与动衔铁5构成的磁通回路通过；本实施例中，如附图3和5所示，若干导体6平行焊接在所述接线座1上。如附图3，6,7和8所示，所述静衔铁2的吸合面一201与动衔铁5的吸合面二502构成磁通回路，所述吸合面二502伸出外延特征部502a，所述外延特征部502a与动衔铁5的侧臂502b构成L形进一步增加吸合面积，从而增加产生的磁场力。

如附图3和12所示，弹性元件7套装在所述轴4上与所述动衔铁5连接能够使所述动衔铁5受到磁场力作用转动之后复位，准备下一次的动作过程；本实施例中所述弹性元件7是弹簧或者弹片，其两端抵住所述动衔铁5，同时弹簧还抵住所述导体6给所述动衔铁5提供复位力。

如附图3和13所示，所述动衔铁5上设有推杆501与断路器的牵引杆8联动，所述动衔铁5受到磁场力作用转动时能够通过推杆501推动所述牵引杆8转动。

如附图15,16和17所示，所述动衔铁5的转动中心N位于所述牵引杆8的转动中心正下方的左右两侧各45度角范围内的位置，所述推杆501与牵引杆8联动的起始位置的夹角c为锐角；设所述动衔铁5的转动中心N与所述推杆501与牵引杆8联动起始位置的距离为b1，所述动衔铁5的转动中心N与所述推杆501与牵引杆8联动过程中位置的距离为b2，所述动衔铁5的转动中心N与所述推杆501与牵引杆8联动结束位置的距离为b3，则b1＜b2＜b3；设所述牵引杆8的转动中心M与所述推杆501与牵引杆8联动起始位置的距离为a1，所述牵引杆8的转动中心M与所述推杆501与牵引杆8联动过程中位置的距离为a2，所述牵引杆8的转动中心M与所述推杆501与牵引杆8联动结束位置的距离为a3，则a1＞a2＞a3。

本实施例中，推杆501在推动牵引杆8转动从起始位置到结束位置过程中，先是推杆501的A区域与牵引杆8的E区域接触，而后是推杆501的B区域与牵引杆8的F区域接触，最后是推杆501的C区域牵引杆8的G区域接触。这种接触方式，能够在推杆501与牵引杆8联动的初期提供最大的转动力矩，从而让牵引杆8从静止状态转变成运动状态，并且在转动中后期能够提供尽量大的转动行程，推动机构脱扣。

本实施例的工作原理:按照力矩为力对物体产生转动作用的物理量,可以分为力对轴的矩和力对点的矩。即：M＝L×F。其中L是从转动轴到着力点的距离矢量，F是矢量力；力矩M也是矢量。

则，本实施例中所述动衔铁5产生的力矩M5＝L5×F5，M5取决于电磁铁产生的电磁吸力大小，在固定条件下电磁铁产生的电磁吸力是固定的，所以在固定条件下动衔铁5的力矩M5也是固定的。

牵引杆8需要克服的摩擦力在固定的条件下也是固定的，在固定条件下牵引杆8需要用来克服摩擦力的力矩M8也是固定的，M8＝L8×F8。

在断路器机构中，牵引杆8力矩M8在初始状态为越大越好，以便于克服机械零件之间的静态摩擦力，在断路器结构中，初始的静态摩擦力远大于牵引杆8开始转动之后的动态摩擦力，在这个过程中，牵引杆8持续转动，直到机构解锁，断路器T完成脱扣，牵引杆8需要有足够的转动行程。

根据以上，本技术方案中，如附图15所示，动衔铁5在转动的初始状态，L5＝b1，b1＜b2＜b3，b1此时最小，从而F5最大，由于动衔铁5和牵引杆为作用力与反作用的原因，动衔铁5传递给牵引杆8最大的推动力F5；此时牵引杆的L8＝a1，a1＞a2＞a3，a1此时最大，从而牵引杆8力矩M8最大，有利于帮助牵引杆8从静止状态转换为动态；如附图16所示，动衔铁5在转动的中间状态，L5＝b2，b1＜b2＜b3，b2中等，F5中等，动衔铁5传递给牵引杆中等的推动力F5；此时牵引杆的L8＝a2，a1＞a2＞a3，a1此时中等，从而牵引杆8力矩M8中等，牵引杆8已经处于运动状态；如附图17所示，动衔铁5在转动的末期状态，L5＝b3，b1＜b2＜b3，b3此时最大，动衔铁5传递给牵引杆8最大的脱扣行程；此时牵引杆8的L8＝a3，a1＞a2＞a3，a3此时最小，动衔铁5的传递给牵引杆8的脱扣行程能够最大的转换成牵引杆8的转动行程，有利于帮助机构完成脱扣。

以上对本发明的电子式断路器瞬时后备保护装置的实施方式进行了说明。对于本发明的电子式断路器瞬时后备保护装置的具体特征如形状、尺寸和位置可以上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (7)

1.一种电子式断路器瞬时后备保护装置，包括接线座(1)，静衔铁(2)固定装在所述接线座(1)上，支架(3)的下端固定装在所述接线座(1)上，轴(4)的两端装在所述支架(3)的上端，动衔铁(5)装在所述轴(4)上并能绕轴(4)转动，其特征在于：

所述静衔铁(2)与动衔铁(5)构成磁通回路，导体(6)固定装在接线座(1)上，并从所述静衔铁(2)与动衔铁(5)构成的磁通回路通过；

弹性元件(7)套装在所述轴(4)上与所述动衔铁(5)连接能够使所述动衔铁(5)受到磁场力作用转动之后复位；

所述动衔铁(5)上设有推杆(501)与断路器的牵引杆(8)联动，所述动衔铁(5)受到磁场力作用转动时能够通过推杆(501)推动所述牵引杆(8)转动；

所述静衔铁(2)的吸合面一(201)与动衔铁(5)的吸合面二(502)构成磁通回路，所述吸合面二(502)伸出外延特征部(502a)；

所述静衔铁(2)的直板面(202)与所述接线座(1)的后背面(101)贴合或平行且间隙配合。

2.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：所述动衔铁(5)的转动中心(N)位于所述牵引杆(8)的转动中心正下方的左右两侧各45度角范围内，所述推杆(501)与牵引杆(8)联动的起始位置的夹角(c)为锐角；

设所述动衔铁(5)的转动中心(N)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动起始位置的距离为(b1)，所述动衔铁(5)的转动中心(N)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动过程中位置的距离为(b2)，所述动衔铁(5)的转动中心(N)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动结束位置的距离为(b3)，则b1＜b2＜b3；

设所述牵引杆(8)的转动中心(M)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动起始位置的距离为(a1)，所述牵引杆(8)的转动中心(M)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动过程中位置的距离为(a2)，所述牵引杆(8)的转动中心(M)与所述推杆(501)与牵引杆(8)联动结束位置的距离为(a3)，则a1＞a2＞a3。

3.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：所述外延特征部(502a)与动衔铁(5)的侧臂(502b)构成L形。

4.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：所述接线座(1)安装在断路器的基座(9)上。

5.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：所述支架(3)包左支架(301)和右支架(302)，所述左支架(301)和右支架(302)的下端和静衔铁(2)一起通过螺钉(10)固定在所述接线座(1)上。

6.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：所述弹性元件(7)是弹簧或者弹片。

7.如权利要求1所述的一种电子式断路器瞬时后备保护装置，其特征在于：若干导体(6)平行焊接在所述接线座(1)上。

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