CN113936977A - 一种双断点塑壳断路器的分断单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双断点塑壳断路器的分断单元，包括两个盖板，内部形成腔体，两个静触头，一个旋转式双断点动触头系统，其包括转轴，触桥，两弹簧轴，两弹簧及两小连杆，触桥的两侧设有弧形导槽，触桥的端部设有动触点，弹簧轴轴向穿设在转轴的开口槽内，弹簧设于转轴沿其轴向的两个端面上，弹簧的两端连接在弹簧轴上，弹簧轴与小连杆之间通过连接杆相连接。灭弧室包括两隔弧壁、多个灭弧栅片，隔弧壁在灭弧腔室敞口一端设置导磁板。与现有技术相比，本发明分断单元提高产品的分断能力，能够将机构迅速卡紧在极限位置，防止动触头回落，灭弧室还能对电弧迅速灭弧。

Description

一种双断点塑壳断路器的分断单元
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种双断点塑壳断路器的分断单元。
背景技术
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。分断单元是断路器实现分段的核心部件，但现有断路器的分断单元结构复杂，装配麻烦，造成断路器成本较高。
目前，塑壳断路器的旋转双断点动触头系统是发展的方向之一，现有的双断点触头系统零件多，结构复杂，触桥受电斥力斥开后，由于电斥力减小，动触头在弹簧拉力的作用下可能产生二次闭合或者由于抖动而产生多次的闭合，若卡紧装置不能迅速将触桥卡在极限位置，会对分断非常不利。
此外，在断路器分断过程中，触头间的电压引起空气介质放电形成电弧，因此在断路器开关中，通常用灭弧室来灭弧，以保证电器的安全运行。然而，现有灭弧室引弧效果不佳，无法使电弧更快的进入灭弧室结构，达不到较好的灭弧效果。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种双断点塑壳断路器的分断单元，解决现有断路器动触头无法有效脱扣的问题，以及灭弧室不能达到较佳灭弧效果的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种双断点塑壳断路器的分断单元，包括：
两个盖板，两盖板相连接构成一独立的盒体单元，所述盒体单元内部形成腔体；
两个静触头，呈对角方式安装在所述盒体单元的腔体内，所述静触头的接线端伸出所述盒体单元；
一个旋转式双断点动触头系统，转动的安装在所述盒体单元的腔体内，并位于两个静触头之间，其包括：
一转轴，所述转轴呈扁圆柱形结构，所述转轴的中心设有中心轴，所述转轴沿其径向的侧壁中部设有相对中心轴呈中心对称的两个弧形开槽，所述转轴沿其轴向的端面边侧依次设有相对中心轴呈中心对称的两个开口槽及两个第一安装定位孔；
一触桥，所述触桥穿过所述弧形开槽，并通过所述中心轴能够转动的安装在转轴上，所述触桥中心设有圆孔，所述触桥的两侧设有弧形导槽，所述触桥的端部设有动触点，所述触桥的形状、弧形导槽及动触点均相对于所述触桥的中心呈中心对称设置；
两弹簧轴，用于安装弹簧，分别轴向穿设在所述转轴的开口槽内；
两弹簧，分别设于所述转轴沿其轴向的两个端面上，每一个弹簧的两端连接在弹簧轴上；
两小连杆，分别轴向穿设在所述转轴的第一安装定位孔内，相邻的弹簧轴与小连杆之间通过一连接杆相连接；
两个灭弧室，安装在所述旋转式双断点动触头系统两侧的盒体单元腔体内，其包括：
两隔弧壁，相间设置，所述隔弧壁的内侧边设置有若干滑道；及
多个灭弧栅片，嵌入所述两隔弧壁的滑道内；
多个灭弧栅片与所述两隔弧壁组合形成灭弧腔室，所述隔弧壁在灭弧腔室敞口一端设置导磁板；
所述触桥的两端部位于所述灭弧栅片的中间。
优选地，所述两个盖板包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板通过螺钉连接在一起，所述第一盖板和第二盖板的中部设有中心轴孔，所述中心轴孔的两侧设有两个腰型孔；
所述旋转式双断点动触头系统通过穿过所述中心轴孔的中心轴转动的安装在所述盒体单元腔体内，所述转轴沿其轴向的端面设有第二安装定位孔，所述第二安装定位孔内安装滑轴，所述滑轴穿过腰型孔，并在腰型孔内滑动。
优选地，所述第一盖板和第二盖板上分别对称开设一方形沉槽，所述方形沉槽内设有第一出气孔，所述隔弧壁上设有与所述第一出气孔相对应的第二出气孔，使灭弧室内的产气能排出盖板，进入断路器的气动保护装置。
优选地，所述转轴沿其轴向的端面上设有用于盖合的屏板，所述屏板的内侧设有屏板凸台，屏板凸台和转轴将所述连接杆夹在中间，所述屏板与所述转轴的端面之间形成一弹簧容腔，所述弹簧位于该弹簧容腔内，避免在运动过程中连接杆的飞出。
优选地，所述转轴沿其轴向的端面设有与所述连接杆形状相匹配的凹槽，所述凹槽的一边为直线形，另一侧为弧形。
优选地，所述连接杆呈梭子状，两个端面形状不同，一端为圆弧状，一端为锥形状，两端圆弧过渡连接为一体，圆弧状一端位于凹槽的弧形侧，锥形状一端位于凹槽的直线形侧，该结构设计有助于控制连接杆的转动位置，有效防止连接杆的过度旋转。
优选地，所述的开口槽的横截面呈弧形结构，所述触桥的两端在所述动触点相对应的一侧设有凸台，所述弹簧轴的中间套设有辊子。
优选地，所述小连杆分别穿过连接杆和转轴，并与所述连接杆和转轴铆接在一起。
优选地，所述静触头呈U型，所述静触头U型槽内放有一导磁杆，所述灭弧室在与所述导磁杆相对的另一端外侧设置一导磁片，导磁杆与导磁片能够形成闭合磁路，使得电弧在磁场的作用下，更容易被吸引到灭弧室内，从而达到有效灭弧。优选地，所述的导磁板设置在所述隔弧壁上相对于所述灭弧栅片插入端的侧边，所述隔弧壁上设置凹槽，所述导磁板嵌入在所述凹槽内。
优选地，所述滑道为多组相互平行设置在所述隔弧壁内壁的槽型结构，所述灭弧栅片依次间隔平行的插入所述滑道内，所述隔弧壁内壁沿所述灭弧栅片插入端的上部为开放性U型滑道，下部为安装腔体；
优选地，所述导磁板为长条形的长方形板，其长度方向平行于所述灭弧栅片的排布方向，所述导磁板的长度与所述灭弧栅片的布置宽度相一致；
所述灭弧栅片为设有U形灭弧凹槽的金属片，所述U形灭弧凹槽由多段圆弧线连接而成，U形灭弧凹槽的中间形成一内陷的槽口。
本发明的原理为，断路器处于初始状态时，动触头在弹簧、弹簧轴和小连杆共同作用下使得动触头和静触头相接触。当电路出现故障时，动静触头之间产生电斥力，动触头受力转动，弹簧轴在弹簧和弧形开槽的作用下进入触桥两侧的弧形导槽内，将弹簧轴紧紧卡住，实现动触头斥开锁定的功能，有效防止动触头的回落。本发明结构简单，触头结构稳定，在短路电流情况下，触头能迅速稳定的斥开。
另外，通过在灭弧室隔弧壁的底部设置导磁板，在电磁力作用下电弧快速进入灭弧栅片，电弧被引入到最上方的灭弧栅片后，灭弧栅片均匀的切割电弧，一个长弧被分割成多段短弧，达到最佳的灭弧效果，而隔弧壁两侧设置了出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，便于有效进行灭弧，从而达到较佳灭弧效果。
与现有技术相比，本发明具体具有以下有益效果：
1、本发明动触头系统，通过一对弹簧实现触头受力传递，减少零件数量，结构简单，触头结构稳定，在短路电流产生电斥力时，动触头受力转动，在弹簧作用下，分离加速，进而提高产品的分断能力，触桥的两侧有弧形导槽，弹簧轴沿着弧形开槽进入弧形导槽，将机构迅速卡紧在极限位置，防止动触头回落。
2、将小连杆，连杆和转子三者焊在一起，提高结构的稳定性，工艺性好。
3、屏板上设置的凸台屏板，凸台和转轴贴合在连接杆的两端，避免在运动过程中连接杆的飞出。
4、连接杆两侧平面形状不同，在运动过程中，平面有效的防止了连接杆的过度旋转，有助于控制连接杆的转动位置。
5、隔弧壁底部设有导磁板，不仅缩短了灭弧栅片的长度，降低成本，使结构简单，而且使电弧能更快速进入灭弧室，电弧被引入到灭弧栅片后，灭弧栅片均匀切割电弧，一个长电弧被分割成多段短电弧，达到最佳灭弧效果，保证能够迅速灭弧。
6、隔弧壁上设置有与灭弧栅片安装的滑槽，滑槽和灭弧栅片的边缘形成滑道安装，安装和拆卸十分方便，装配方式简单，非常便于维修，该结构可根据设计需要安装不同形式的灭弧栅片，整个灭弧室形式灵活多变可更换。
7、隔弧壁的侧壁上设有出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，且出气口可以与断路器的磁吹系统配合，大大增强磁吹效果。
附图说明
图1为分断单元的整体结构示意图；
图2为分断单元的内部结构示意图；
图3为旋转式双断点动触头系统的结构示意图；
图4为旋转式双断点动触头系统转轴的结构示意图；
图5、6为旋转式双断点动触头系统的连接结构示意图；
图7为旋转式双断点动触头系统触桥的结构示意图；
图8为灭弧室的结构示意图；
图9为灭弧室隔弧壁的结构示意图；
图10为动静触头初始接触状态的结构示意图；
图11为大电流下动静触头斥开的结构示意图；
图12为导磁杆及导磁片的设置及工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1、2，一种双断点塑壳断路器的分断单元，其包括两个盖板101、两个静触头102、一个旋转式双断点动触头系统103以及两个灭弧室104。其中，两盖板101构成一独立的盒体单元，盒体单元内部形成腔体；两个静触头102呈对角方式安装在盒体单元的腔体内，静触头102的接线端伸出盒体单元，旋转式双断点动触头系统103转动的安装在盒体单元的腔体内，并位于两个静触头102之间；两个灭弧室104安装在旋转式双断点动触头系统103两侧的盒体单元腔体内。
静触头102呈U型，如图2、12，静触头102U型槽内放有一导磁杆106，灭弧室104在与导磁杆106相对的另一端外侧设置一导磁片105，导磁杆106与导磁片105能够形成闭合磁路，使电弧在磁场的作用下，更容易被吸引到灭弧室内，从而达到有效灭弧。具体地，两个盖板101包括第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板通过螺钉连接在一起，第一盖板和第二盖板的中部设有中心轴孔1011，中心轴孔1011的两侧设有两个腰型孔1012；旋转式双断点动触头系统103通过穿过中心轴孔1011的中心轴10314转动的安装在盒体单元腔体内，旋转式双断点动触头系统103安装滑轴1013，滑轴1013穿过腰型孔1012，并在腰型孔1012内滑动。第一盖板和第二盖板上分别对称开设一方形沉槽，方形沉槽内设有与滑块容置腔室内的通气孔205相对应的出气孔1014，第一盖板和第二盖板上的出气孔1014不对称设置。
旋转式双断点动触头系统103的结构具体参加图3-7，包括：
一转轴1031，如图4，转轴1031呈扁圆柱形结构，转轴1031的中心设有中心轴10314，转轴1031沿其径向的侧壁中部设有相对中心轴10314呈中心对称的两个弧形开槽10313，转轴1031沿其轴向的端面边侧依次设有相对中心轴10314呈中心对称的两个开口槽10311及两个第一安装定位孔10312；
一触桥1032，如图7，触桥1032穿过弧形开槽10313，并通过中心轴10314能够转动的安装在转轴1031上，触桥1032中心设有圆孔，触桥1032的两侧设有弧形导槽10321，触桥1032的端部设有动触点10322，触桥1032的形状、弧形导槽10321及动触点均相对于触桥1032的中心呈中心对称设置；
两弹簧轴1033，如图3，6，用于安装弹簧1034，分别轴向穿设在转轴1031的开口槽10311内；
两弹簧1034，分别设于转轴1031沿其轴向的两个端面上，每一个弹簧1034的两端连接在弹簧轴1033上；及
两小连杆1035，分别轴向穿设在转轴1031的第一安装定位孔10312内，相邻的弹簧轴1033与小连杆1035之间通过一连接杆1036相连接。
此外，如图6，转轴1031沿其轴向的端面上设有用于盖合的屏板1037，屏板1037的内侧设有屏板凸台10371，屏板凸台10371和转轴1031将连接杆1036夹在中间，屏板1037与转轴1031的端面之间形成一弹簧容腔，弹簧位于该弹簧容腔内；屏板通过第二安装定位孔10315安装在转轴1031上；开口槽10311的横截面呈弧形结构，触桥1032的两端在动触点10322相对应的一侧设有凸台10323，弹簧轴1033的中间套设有辊子1038；小连杆1035分别穿过连接杆和转轴1031，并与连接杆和转轴1031铆接在一起。
断路器处于初始状态时，如图10，触桥在弹簧、弹簧轴和小连杆共同作用下，使动触点和静触头相接触。当电路出现故障时，动、静触头之间会产生电斥力，触桥受力转动，如图11，此时，弹簧轴在弹簧和触桥1的弧形开槽的作用下，进入触桥1032两侧的弧形导槽10321内，将弹簧轴紧紧卡住，实现动触头斥开锁定功能，从而有效的防止动触头的回落，顺利完成脱扣动作，避免动触头在弹簧拉力作用下可能产生二次闭合或者由于抖动而产生多次的闭合的问题。
如图8、9，灭弧室104包括：
两隔弧壁1041，相间设置，隔弧壁1041的内侧边设置有若干滑道10412；及
多个灭弧栅片1042，嵌入两隔弧壁1041的滑道10412内；
多个灭弧栅片1042与两隔弧壁1041组合形成灭弧腔室，隔弧壁1041在灭弧腔室敞口一端设置导磁板1043，触桥1032的两端部位于灭弧栅片1042的中间。
导磁板1043设置在隔弧壁1041上相对于灭弧栅片1042插入端的侧边，隔弧壁1041上设置凹槽，导磁板1043嵌入在凹槽内；滑道10412为多组相互平行设置在隔弧壁1041内壁的槽型结构，灭弧栅片1042依次间隔平行的插入滑道10412内，隔弧壁1041内壁沿灭弧栅片1042插入端的上部为开放性U型滑道10412，下部为安装腔体；导磁板1043为长条形的长方形板，其长度方向平行于灭弧栅片1042的排布方向，导磁板1043的长度与灭弧栅片1042的布置宽度相一致，隔弧壁1041上设有第二出气孔10411。灭弧栅片1042为设有U形灭弧凹槽的金属片，U形灭弧凹槽由多段圆弧线连接而成，U形灭弧凹槽的中间形成一内陷的槽口。
灭弧室通过在隔弧壁上装有导磁板，对产生的电弧进行引弧，从而使电弧能更快进入灭弧室内，电弧被引入到最上方的灭弧栅片后，灭弧栅片均匀切割电弧，一个长电弧被分割成多段短电弧，达到最佳灭弧效果，隔弧壁的侧壁上设有出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，且出气口可以与断路器的磁吹系统配合，大大增强磁吹效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，包括：
两个盖板(101)，两盖板(101)构成一独立的盒体单元，所述盒体单元内部形成腔体；
两个静触头(102)，呈对角方式安装在所述盒体单元的腔体内，所述静触头(102)的接线端伸出所述盒体单元；
一个旋转式双断点动触头系统(103)，转动的安装在所述盒体单元的腔体内，并位于两个静触头(102)之间，其包括：
一转轴(1031)，所述转轴(1031)呈扁圆柱形结构，所述转轴(1031)的中心设有中心轴(10314)，所述转轴(1031)沿其径向的侧壁中部设有相对中心轴(10314)呈中心对称的两个弧形开槽(10313)，所述转轴(1031)沿其轴向的端面边侧依次设有相对中心轴(10314)呈中心对称的两个开口槽(10311)及两个第一安装定位孔(10312)；
一触桥(1032)，所述触桥(1032)穿过所述弧形开槽(10313)，并通过所述中心轴(10314)能够转动的安装在转轴(1031)上，所述触桥(1032)中心设有圆孔，所述触桥(1032)的两侧设有弧形导槽(10321)，所述触桥(1032)的端部设有动触点(10322)，所述触桥(1032)的形状、弧形导槽(10321)及动触点均相对于所述触桥(1032)的中心呈中心对称设置；
两弹簧轴(1033)，用于安装弹簧(1034)，分别轴向穿设在所述转轴(1031)的开口槽(10311)内；
两弹簧(1034)，分别设于所述转轴(1031)沿其轴向的两个端面上，每一个弹簧(1034)的两端连接在弹簧轴(1033)上；及
两小连杆(1035)，分别轴向穿设在所述转轴(1031)的第一安装定位孔(10312)内，相邻的弹簧轴(1033)与小连杆(1035)之间通过一连接杆(1036)相连接；
两个灭弧室(104)，安装在所述旋转式双断点动触头系统(103)两侧的盒体单元腔体内，其包括：
两隔弧壁(1041)，相间设置，所述隔弧壁(1041)的内侧边设置有若干滑道(10412)；及
多个灭弧栅片(1042)，嵌入所述两隔弧壁(1041)的滑道(10412)内；
多个灭弧栅片(1042)与所述两隔弧壁(1041)组合形成灭弧腔室，所述隔弧壁(1041)在灭弧腔室敞口一端设置导磁板(1043)；
所述触桥(1032)的两端部位于所述灭弧栅片(1042)的中间。
2.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，
所述两个盖板(101)包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板通过螺钉连接在一起，所述第一盖板和第二盖板的中部设有中心轴孔(1011)，所述中心轴孔(1011)的两侧设有两个腰型孔(1012)；
所述旋转式双断点动触头系统(103)通过穿过所述中心轴孔(1011)的中心轴转动的安装在所述盒体单元腔体内，所述旋转式双断点动触头系统(103)安装滑轴(1013)，所述滑轴(1013)穿过腰型孔(1012)，并在腰型孔(1012)内滑动。
3.根据权利要求2所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述第一盖板和第二盖板上分别对称开设一方形沉槽，所述方形沉槽内设有第一出气孔(1014)，所述隔弧壁上设有与所述第一出气孔(1014)相对应的第二出气孔(10411)。
4.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述转轴(1031)沿其轴向的端面上设有用于盖合的屏板(1037)，所述屏板(1037)的内侧设有屏板凸台(10371)，屏板凸台(10371)和转轴(1031)将所述连接杆(1036)夹在中间，所述屏板(1037)与所述转轴(1031)的端面之间形成一弹簧容腔，所述弹簧位于该弹簧容腔内。
5.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述的开口槽(10311)的横截面呈弧形结构，所述触桥(1032)的两端在所述动触点(10322)相对应的一侧设有凸台(10323)，所述弹簧轴(1033)的中间套设有辊子(1038)。
6.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述小连杆(1035)分别穿过连接杆和转轴(1031)，并与所述连接杆和转轴(1031)铆接在一起。
7.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述静触头(102)呈U型，所述静触头(102)U型槽内放有一导磁杆(106)，所述灭弧室(104)在与所述导磁杆(106)相对的另一端外侧设置一导磁片(105)。
8.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述的导磁板(1043)设置在所述隔弧壁(1041)上相对于所述灭弧栅片(1042)插入端的侧边，所述隔弧壁(1041)上设置凹槽，所述导磁板(1043)嵌入在所述凹槽内。
9.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述滑道(10412)为多组相互平行设置在所述隔弧壁(1041)内壁的槽型结构，所述灭弧栅片(1042)依次间隔平行的插入所述滑道(10412)内，所述隔弧壁(1041)内壁沿所述灭弧栅片(1042)插入端的上部为开放性U型滑道(10412)，下部为安装腔体。
10.根据权利要求1所述的一种双断点塑壳断路器的分断单元，其特征在于，所述导磁板(1043)为长条形的长方形板，其长度方向平行于所述灭弧栅片(1042)的排布方向，所述导磁板(1043)的长度与所述灭弧栅片(1042)的布置宽度相一致；
所述灭弧栅片(1042)为设有U形灭弧凹槽的金属片，所述U形灭弧凹槽由多段圆弧线连接而成，U形灭弧凹槽的中间形成一内陷的槽口。
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WO2023142459A1 (zh) * 2022-01-28 2023-08-03 伊顿辉能低压电器(江苏)有限公司 双断点触头旋转装置和断路器

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