CN115547766A - 微型断路器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种断路器，其包括在第一方向上依次排列的至少一个极，其中的每一极包括：壳体，包括通过隔离件分隔开的第一腔体和第二腔体；静触头组件，包括设置于第一腔体内的第一静触头和设置于第二腔体内的第二静触头，其中第一静触头与第二静触头彼此分离；动触头组件，包括动触头本体以及由动触头本体延伸至第一腔体内的第一动触头和延伸至第二腔体内的第二动触头，其中第一动触头和第二动触头能够同时分别与第一静触头和第二静触头接触或分离；第一灭弧系统，设置于第一腔体内且用于熄灭当第一动触头与第一静触头分离时产生的第一电弧；以及第二灭弧系统，设置于第二腔体内且用于熄灭当第二动触头与第二静触头分离时产生的第二电弧。

Description

微型断路器

技术领域

本公开涉及一种微型断路器。

背景技术

微型断路器是保证用电安全和电路切换的关键设备，被广泛用于各种电气终端配电装置中。微型断路器由分合闸机构、触点机构、脱扣机构、电流热组件、灭弧系统等构成。其工作原理为：利用脱扣机构和电流热组件实现过载和短路保护，当电流热组件中的线圈通过的电流大于设定的电流值时，电磁脱扣器的动铁芯动作，推动打击杆撞击操作机构，使操作机构解锁，使断路器分闸进而断开电路，从而实现对电路的过载和短路保护。当电路故障排出后，再通过分合闸机构进行合闸操作从而接通电路。

由于触点机构中的动触头和静触头在分离时会产生电弧，因此需要灭弧系统来熄灭所述电弧，以减少对断路器的腐蚀。由于微型断路器的体积限制以及脱扣机构的较大体积，灭弧系统的体积较小，这限制了灭弧效果，进而限制了微型断路器的分断能力以及额定电流。

此外，当前的微型断路器通常仅具有一对动触头和静触头，由于微型断路器的体积限制，触点开距受限，因此无法实现较高的额定电压和额定电流。

近年来，人们越来越多地要求微型断路器具有较高的额定电压和额定电流以满足不断发展的应用需求。通常，在一些直流应用中，例如对储能需求较高的数据中心，为了提高配电效率、节约能耗和空间，需要提高微型断路器的额定电压和额定电流。在一些特殊应用中，例如光伏产业，由于光伏板串的电压较高，例如达到1500V，因此需要具有较高额定电压和额定电流的微型断路器。

发明内容

因此，本公开之目的是提供一种微型断路器，所述微型断路器具有串联的两对动触头和静触头以及相应的两个灭弧系统，增加了触点开距，且提高了电弧电压，使得微型断路器具有较高的额定电压和额定电流。

本公开通过一种微型断路器来实现上述目的。所述微型断路器包括在第一方向上依次排列的至少一个极，所述至少一个极中的每一极包括进线端子组件和出线端子组件，所述每一极还包括：壳体，包括通过隔离件分隔开的第一腔体和第二腔体；静触头组件，包括设置于所述第一腔体内的第一静触头和设置于所述第二腔体内的第二静触头，其中所述第一静触头与所述第二静触头彼此分离；动触头组件，包括动触头本体以及由所述动触头本体延伸至所述第一腔体内的第一动触头和延伸至所述第二腔体内的第二动触头，其中所述第一动触头和第二动触头能够同时分别与所述第一静触头和第二静触头接触或分离；第一灭弧系统，设置于所述第一腔体内且用于熄灭当所述第一动触头与所述第一静触头分离时产生的第一电弧；以及第二灭弧系统，设置于所述第二腔体内且用于熄灭当所述第二动触头与所述第二静触头分离时产生的第二电弧。

在一实施方式中，当所述微型断路器处于合闸状态时，电流依次流过以下部件：进线端子组件、第一静触头、第一动触头、动触头本体、第二动触头、第二静触头、出线端子组件。

在一实施方式中，所述静触头组件还包括导电部件，所述导电部件位于所述第一动触头与所述第二动触头之间，以及所述导电部件的第一端与所述进线端子组件电连接，第二端与所述第一静触头电连接，使得所述电流通过所述导电部件流至所述第一静触头。

在一实施方式中，所述每一极还包括设置于所述壳体内且至少部分位于所述第一腔体和第二腔体外的电磁脱扣组件，所述第一腔体包括朝向所述电磁脱扣组件敞开的第一开口以及朝向所述微型断路器的出气口敞开的第二开口。

在一实施方式中，所述第二腔体包括朝向所述电磁脱扣组件敞开的第三开口以及朝向所述微型断路器的出气口敞开的第四开口。

在一实施方式中，所述每一极还包括第一产气件和第二产气件，所述第一产气件设置于所述隔离件面向所述第一腔体的一侧以能够在所述第一电弧的作用下产生第一气体，以及所述第二产气件设置于所述隔离件面向所述第二腔体的一侧以能够在所述第二电弧的作用下产生第二气体。

在一实施方式中，所述第一气体的一部分流经以下部件：第一动触头和第一静触头、第一灭弧系统、第一开口、电磁脱扣组件、第一动触头和第一静触头；所述第一气体的另一部分流经以下部件：第一动触头和第一静触头、第一灭弧系统、第二开口、出气口。

在一实施方式中，所述第二气体的一部分流经以下部件：第二动触头和第二静触头、第二灭弧系统、第三开口、电磁脱扣组件、第二动触头和第二静触头；所述第二气体的另一部分流经以下部件：第二动触头和第二静触头、第二灭弧系统、第四开口、出气口。

在一实施方式中，所述每一极还包括设置于所述第二开口处且用于引导所述第一气体的第一引导板，以及设置于所述第四开口处且用于引导所述第二气体的第二引导板。

在一实施方式中，所述第一引导板和/或所述第二引导板由所述壳体的后壁朝向所述壳体内部倾斜延伸。

在一实施方式中，所述动触头组件具有U形形状。

在一实施方式中，所述导电部件与所述第一静触头形成为一体。

附图说明

从下面结合附图详细描述的本公开的优选实施方式中，本公开的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中：

图1示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿第一方向观看的内部剖视图；

图2示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿与第一方向相反的方向观看的内部剖视图；

图3示出了本公开的一个实施例的微型断路器的局部剖视图，其中显示了动触头组件和静触头组件的导电部件；

图4示出了本公开的一个实施例的微型断路器的局部剖视图，其中显示了第一灭弧系统和第二灭弧系统；

图5示出了本公开的一个实施例的微型断路器的第一腔体的局部示意图；

图6示出了本公开的一个实施例的微型断路器的内部局部示意图；

图7示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿与第一方向相反的方向观看的内部局部示意图，其中示出了电流方向；以及

图8示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿第一方向观看的内部局部示意图，其中示出了电流方向。

具体实施方式

为使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开的实施例的附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“具有”、“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对准置关系，当被描述对象的绝对准置改变后，则该相对准置关系也可能相应地改变。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本公开的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

下面，参照图1至图8，详细描述根据本公开的实施方式。

图1示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿第一方向观看的内部剖视图。图2示出了本公开的一个实施例的微型断路器的沿与第一方向相反的方向观看的内部剖视图。在图1中，第一方向为垂直附图纸面向内的方向。在图2中，第一方向为垂直附图纸面向外的方向。

根据本公开的微型断路器可以包括在第一方向上依次排列的至少一个极，其中一个极的不同方向上观看的内部剖视图如图1和2所示。在其他实施方式中，微型断路器可以包括两个、三个、四个这样的极。每一极可以包括进线端子组件1和出线端子组件2。图1中的两个圆圈仅示意性地示出了进线端子组件和出线端子组件的位置，并非圆圈中的所有部件均为进线端子组件或出线端子组件。此外，所述每一极还包括壳体3、静触头组件4、动触头组件5、第一灭弧系统6、第二灭弧系统7，以及电磁脱扣组件8。壳体3包括通过隔离件31分隔开的第一腔体和第二腔体，如图4所示。静触头组件3包括设置于所述第一腔体内的第一静触头41和设置于所述第二腔体内的第二静触头42，所述第一静触头41与所述第二静触头42彼此分离，如图1至3所示。动触头组件5包括动触头本体50以及由所述动触头本体50延伸至所述第一腔体内的第一动触头51和延伸至第二腔体内的第二动触头52，所述第一动触头51和第二动触头52能够同时分别与第一静触头41和第二静触头42接触或分离，从而实现断路器的合闸或分闸。第一灭弧系统6设置于所述第一腔体内且用于熄灭当所述第一动触头51与所述第一静触头41分离时产生的第一电弧。第二灭弧系统7设置于所述第二腔体内且用于熄灭当所述第二动触头52与所述第二静触头42分离时产生的第二电弧。第一灭弧系统6和第二灭弧系统7各具有灭弧室以及设置于灭弧室内的多个灭弧栅片。

在本公开的实施例中，上述两对动触头和静触头以串联方式电连接。具体而言，当动触头组件5与静触头组件4接触时，即第一动触头51与第一静触头41接触且第二动触头52与第二静触头42接触时，或者说当微型断路器处于合闸状态时，电流依次流过以下部件：进线端子组件1、第一静触头41、第一动触头51、动触头本体50、第二动触头52、第二静触头42、出线端子组件2。

考虑到微型断路器的尺寸和各个部件的布置，动触头组件可以具有U形形状，如图3所示。当然，本公开并不限于此，其他形状也是可能的。

通过在壳体中设置两对动触头和静触头，本公开的微型断路器的触点开距可以增加，例如为仅设置一对动触头和静触头的微型断路器的触点开距的两倍。

本公开的微型断路器的每一极还包括设置于壳体3中的双金属片16，其能够在电路过载时使动触头组件与静触头组件分离以实现分闸。电流在由进线端子组件1流入微型断路器后先流经双金属片16，然后流入第一静触头41。

此外，如图1所示，静触头组件4还包括导电部件43。如图3和6所示，所述导电部件43位于所述第一动触头51与所述第二动触头52之间。例如，导电部件43可以位于第一动触头51与第二动触头52正中间。如图1和6所示，所述导电部件43的第一端(即，靠近双金属片16的一端)与所述进线端子组件1电连接，第二端(即，远离双金属片16的一端)与所述第一静触头41电连接，使得所述电流通过所述导电部件43流至所述第一静触头41。更确切地说，导电部件43的第一端电连接至双金属片16。也可以说，导电部件43穿过第一动触头51与第二动触头52电连接至双金属片16。

例如，导电部件43可以与第一静触头41一体成型。当然，导电部件43也可以与第一静触头分离，通过其他方式电连接至第一静触头41。导电部件43可以由与第一静触头41相同的导电材料制成。

通过设置位于中间的导电部件43，可以使电流回路远离壳体，因此可以避免壳体的温度超过标准温度。对于大电流产品而言，若将电流回路设置于产品的一侧，电流回路产生的热量将传递至壳体，导致壳体温度超过标准温度。本公开的实施方式避免了上述问题，具有较长的使用寿命。

当然，本公开的导电部件43不限于在第一动触头51与第二动触头52之间，在其他实施方式中，导电部件43位于壳体的中间位置即可。

如图4所示，通过隔离件31将壳体分成两个独立的腔体，使得第一电弧与第二电弧彼此分开，从而避免了短路。例如，所述隔离件31由绝缘材料制成，例如具有与壳体相同的材料，如塑料等。

应注意，本公开的第一腔体与第二腔体并非彼此密封隔离的。如图1和4所示，第一腔体包括朝向电磁脱扣组件8敞开的第一开口11以及朝向微型断路器的出气口15敞开的第二开口12。如图2和4所示，所述第二腔体包括朝向电磁脱扣组件8敞开的第三开口13以及朝向微型断路器的出气口15敞开的第四开口14。

微型断路器的每一极还包括第一产气件和第二产气件(图中未示出)，所述第一产气件设置于隔离件31面向第一腔体(即，图4中左侧腔体)的一侧以能够在第一电弧的作用下产生第一气体，以及所述第二产气件设置于隔离件31面向第二腔体(即，图4中右侧腔体)的一侧以能够在第二电弧的作用下产生第二气体。例如，第一产气件与第二产气件由相同的材料制成，所述材料能够在动触头与静触头接触时产生的电弧的作用下迅速分解产生大量气体，所述气体可以推动电弧加速运动至灭弧室。应注意，本文中所描述的第一气体和第二气体可以仅在其所处腔体方面不同。

通过上述多个开口，通过电弧的作用所产生的气体可以分别具有两个流通通道。例如，如图1所示，所述第一气体的一部分流经以下部件：第一动触头51和第一静触头41、第一灭弧系统6、第一开口11、电磁脱扣组件8、第一动触头51和第一静触头41。所述第一气体的另一部分流经以下部件：第一动触头52和第一静触头41、第一灭弧系统6、第二开口12、出气口15。例如，如图2所示，所述第二气体的一部分流经以下部件：第二动触头52和第二静触头42、第二灭弧系统7、第三开口13、电磁脱扣组件8、第二动触头52和第二静触头42；所述第二气体的另一部分流经以下部件：第二动触头52和第二静触头42、第二灭弧系统7、第四开口14、出气口15。

如图1、2和5所示，微型断路器的每一极还包括设置于第二开口12处且用于引导第一气体的第一引导板9，以及设置于第四开口14处且用于引导第二气体的第二引导板10。例如，所述第一引导板9和/或所述第二引导板10由壳体3的后壁朝向壳体内部倾斜且远离相应灭弧系统延伸。所示壳体的后壁为图1、2和5中所示的底部的壁。朝向壳体内部倾斜延伸是为了使第一电弧或第二电弧朝向壳体内部运动，延长其在相应灭弧系统中停留的时间，进而提高灭弧的效率。图5中所示的第一引导板9由壳体的后壁斜向左上方延伸，将第一气体朝向壳体的壁引导，使第一电弧在第一灭弧系统中停留的时间延长，从而提高灭弧效率。

此外，通过上述双流通气道以及引导板的设计，使得电弧可以更加同步地进入灭弧室，提供更好的短路保护能力。

如图7和8中的箭头所示，电流依次流过以下部件：进线端子组件1、双金属片16、导电部件43、第一静触头41、第一动触头51、动触头本体50、第二动触头52、第二静触头42、电磁脱扣组件8、出线端子组件2。由此，实现了两对动触头和静触头的串联连接。应注意，图7和8中仅示出了进线端子组件1和出线端子组件2的部分。

本公开的微型断路器通过设置串联的两对动触头和静触头以及相应的两个灭弧系统，增加了触点开距，且提高了电弧电压，因此可以实现较高的额定电压和额定电流。此外，本公开的微型断路器结构紧凑、使用寿命较长。

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公开目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本公开之目的为准。

Claims (12)

1.一种微型断路器，包括在第一方向上依次排列的至少一个极，所述至少一个极中的每一极包括进线端子组件(1)和出线端子组件(2)，其特征在于，所述每一极还包括：

壳体(3)，包括通过隔离件(31)分隔开的第一腔体和第二腔体；

静触头组件(4)，包括设置于所述第一腔体内的第一静触头(41)和设置于所述第二腔体内的第二静触头(42)，其中所述第一静触头与所述第二静触头彼此分离；

动触头组件(5)，包括动触头本体(50)以及由所述动触头本体延伸至所述第一腔体内的第一动触头(51)和延伸至所述第二腔体内的第二动触头(52)，其中所述第一动触头和第二动触头能够同时分别与所述第一静触头和第二静触头接触或分离；

第一灭弧系统(6)，设置于所述第一腔体内且用于熄灭当所述第一动触头与所述第一静触头分离时产生的第一电弧；以及

第二灭弧系统(7)，设置于所述第二腔体内且用于熄灭当所述第二动触头与所述第二静触头分离时产生的第二电弧。

2.根据权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，当所述微型断路器处于合闸状态时，电流依次流过以下部件：进线端子组件(1)、第一静触头(41)、第一动触头(51)、动触头本体(50)、第二动触头(52)、第二静触头(42)、出线端子组件(2)。

3.根据权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，所述静触头组件还包括导电部件(43)，所述导电部件位于所述第一动触头与所述第二动触头之间，以及所述导电部件的第一端与所述进线端子组件电连接，第二端与所述第一静触头电连接，使得所述电流通过所述导电部件流至所述第一静触头。

4.根据权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述每一极还包括设置于所述壳体内且至少部分位于所述第一腔体和第二腔体外的电磁脱扣组件(8)，所述第一腔体包括朝向所述电磁脱扣组件敞开的第一开口(11)以及朝向所述微型断路器的出气口(15)敞开的第二开口(12)。

5.根据权利要求4所述的微型断路器，其特征在于，所述第二腔体包括朝向所述电磁脱扣组件敞开的第三开口(13)以及朝向所述微型断路器的出气口敞开的第四开口(14)。

6.根据权利要求5所述的微型断路器，其特征在于，所述每一极还包括第一产气件和第二产气件，所述第一产气件设置于所述隔离件(31)面向所述第一腔体的一侧以能够在所述第一电弧的作用下产生第一气体，以及所述第二产气件设置于所述隔离件(31)面向所述第二腔体的一侧以能够在所述第二电弧的作用下产生第二气体。

7.根据权利要求6所述的微型断路器，其特征在于，所述第一气体的一部分流经以下部件：第一动触头(51)和第一静触头(41)、第一灭弧系统(6)、第一开口(11)、电磁脱扣组件(8)、第一动触头(51)和第一静触头(41)；所述第一气体的另一部分流经以下部件：第一动触头(51)和第一静触头(41)、第一灭弧系统(6)、第二开口(12)、出气口(15)。

8.根据权利要求6所述的微型断路器，其特征在于，所述第二气体的一部分流经以下部件：第二动触头(52)和第二静触头(42)、第二灭弧系统(7)、第三开口(13)、电磁脱扣组件(8)、第二动触头(52)和第二静触头(42)；所述第二气体的另一部分流经以下部件：第二动触头(52)和第二静触头(42)、第二灭弧系统(7)、第四开口(14)、出气口(15)。

9.根据权利要求6所述的微型断路器，其特征在于，所述每一极还包括设置于所述第二开口(12)处且用于引导所述第一气体的第一引导板(9)，以及设置于所述第四开口(14)处且用于引导所述第二气体的第二引导板(10)。

10.根据权利要求9所述的微型断路器，其特征在于，所述第一引导板(9)和/或所述第二引导板(10)由所述壳体的后壁朝向所述壳体内部倾斜延伸。

11.根据权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述动触头组件具有U形形状。

12.根据权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，所述导电部件(43)与所述第一静触头(41)形成为一体。

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