CN115547778A - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

一种断路器，包括一对接线端子，在所述一对接线端子之间连接有触头机构，所述触头机构包括相互配合的动触头和静触头，在所述静触头的一侧设置有灭弧室，在所述灭弧室与触头机构之间设置有引弧结构，所述引弧结构包括位于静触头下方的引弧角，在引弧角的一侧设有引弧线圈，所述引弧线圈的两端分别与一个接线端子和引弧角电连接，在引弧角与静触头之间形成断点，使流经引弧角的电弧电流不经过静触头。本发明的引弧线圈形成电磁场，使电弧在电磁场的作用下迅速向灭弧室转移，具有制作成本低、熄弧迅速的优点，同时，流经引弧角的电弧不再经过静触头，避免长时间接触电弧烧毁触头机构。

Description

一种断路器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种断路器。

背景技术

断路器是一种常见的低压电器设备，断路器在分断电路时，动触头与静触头之间的气体在强电场作用下产生电弧，由于电弧温度较高，容易烧毁触头，因此在断路器中通常配置有用于熄灭电弧的灭弧结构。

由于现有的直流断路器多数有极性要求，为了灭弧通常装配有永久磁铁，使产品内部的磁场方向不能改变，使直流电流按一个方向流动从而实现正常接通或分断，如此提高了产品生产制作成本以及难度，同时也难以控制质量。无极性指的是断路器使用过程中可以上端子进线、下端出线，也可以反之。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种制作难度低且熄弧迅速的断路器。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种断路器，包括一对接线端子，在所述一对接线端子之间连接有触头机构，所述触头机构包括相互配合的动触头和静触头，在所述静触头的一侧设置有灭弧室，在所述灭弧室与触头机构之间设置有引弧结构，所述引弧结构包括位于静触头下方的引弧角，在引弧角的一侧设有引弧线圈，所述引弧线圈的两端分别与一个接线端子和引弧角电连接，在引弧角与静触头之间形成断点，使流经引弧角的电弧电流不经过静触头。

进一步，在所述静触头的一侧设有短路保护机构，引弧线圈位于静触头与短路保护机构之间，引弧线圈的一端通过短路保护机构与接线端子连接。

进一步，在引弧角与静触头之间预留有形成断点的间隙，在所述间隙内设置有绝缘的分隔部。

进一步，所述引弧结构还包括引弧板，所述引弧板与引弧角相对设置形成触头机构与灭弧室之间的引弧通道，所述引弧线圈位于引弧角一侧的引弧通道之外。

进一步，所述引弧角的第一端、引弧板的第一端延伸至灭弧室内，引弧角的第二端通过引弧线圈、短路保护机构与一个接线端子电连接，引弧板的第二端与另一个接线端子电连接。

进一步，还包括过载保护机构，所述过载保护结构与静触头分别设置在动触头的两侧，引弧板、动触头以及过载保护机构与同一个接线端子电连接。

进一步，所述静触头包括静触板，在静触板的中部设置有与动触头配合的触点，静触板的一端与短路保护机构连接，静触板的另一端与引弧角的第二端之间留有间隙并共同围绕在引弧线圈的外侧。

进一步，所述引弧线圈为螺旋结构，引弧线圈的中心轴线与短路保护机构的瞬时线圈的中心轴线相垂直，引弧线圈的一端与瞬时线圈电连接，引弧线圈的另一端与引弧角电连接。

进一步，还包括外壳，所述外壳包括相互盖合的底座和上盖，在所述底座和/或上盖的中部设有容纳槽，在所述容纳槽的中部设有用于装配引弧线圈的固定部。

进一步，所述容纳槽为设有敞口的U形槽，所述敞口朝向短路保护机构，使引弧线圈的一端穿过敞口与短路保护机构连接，引弧角的第二端沿容纳槽的侧壁外侧设置，引弧线圈的另一端穿过容纳槽的侧壁与引弧角的第二端连接；在所述容纳槽一侧侧壁的延伸方向上设有用于装配静触头的固定板，所述固定板的一侧凸出形成分隔部，所述分隔部伸入引弧角的第二端与静触头之间。

相比现有装配永久磁铁的断路器，本发明通过装配一个引弧线圈，在触头机构分断产生电弧后，引弧线圈与引弧结构配合形成电磁场，使电弧在电磁场的作用下迅速向灭弧室转移，具有制作成本低、熄弧迅速的优点，同时，流经引弧角的电弧电流不再经过静触头，而是流经引弧线圈，减少了静触头的通电时间，避免静触头长时间承受电弧电流，有助于防止静触头发热和严重烧损，能够适用于无极性直流断路器以及交流断路器。

此外，引弧线圈通过短路保护机构与接线端子电连接，接线便利，且短路保护机构具有限流作用并且使线路持续处于保护状态，有助于提高效果。

此外，引弧线圈为螺旋结构，其成本较低，并且可以通过调节引弧线圈的匝数调节磁场强度，利于质量控制。

附图说明

图1是本发明一种断路器的示意图；

图2是本发明一种断路器的结构示意图(仅包含底座)：

图3是本发明一种断路器的结构示意图(不含外壳)；

图4是本发明一种断路器中引弧线圈与引弧结构的结构示意图；

图5是本发明一种断路器中底座的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至5给出的实施例，进一步说明本发明的一种断路器的具体实施方式。本发明的一种断路器不限于以下实施例的描述。

一种断路器，包括一对接线端子2，在所述一对接线端子2之间连接有触头机构，所述触头机构包括相互配合的动触头51和静触头52，在所述静触头52的一侧设置有灭弧室7，在所述灭弧室7与触头机构之间设置有引弧结构，所述引弧结构包括位于静触头52下方的引弧角81，在引弧角81的一侧设有引弧线圈83，所述引弧线圈83的两端分别与一个接线端子2和引弧角81电连接，在引弧角81与静触头52之间形成断点，使流经引弧角81的电弧电流不经过静触头52。

相比现有装配永久磁铁的断路器，本发明通过装配一个引弧线圈83，在触头机构分断产生电弧后，引弧线圈83与引弧结构配合形成电磁场，使电弧在电磁场的作用下迅速向灭弧室7转移，具有制作成本低、熄弧迅速的优点，同时，流经引弧角81的电弧电流不再经过静触头52，而是流经引弧线圈83，减少了静触头52的通电时间，避免静触头83长时间承受电弧电流，有助于防止静触头83发热和严重烧损，，能够适用于无极性直流断路器以及交流断路器。

结合图1-5提供一种断路器的实施例，所述断路器包括外壳，在所述外壳的两端装配有一对接线端子2，在一对接线端子2之间装配有联动连接的手柄机构3和操作机构4，一对接线端子2之间的线路通断由触头机构控制，所述触头机构设置在外壳的中部，触头机构包括相互配合的动触头51和静触头52，其中动触头51连接在操作机构4上并与其中一个接线端子2电连接，静触头52固定于外壳中部并与动触头51相对，在所述静触头52的一侧设置有短路保护机构6和灭弧室7，静触头52通过短路保护机构6与另一个接线端子2电连接，在动触头51的一侧还设置有过载保护机构9，过载保护机构9与静触头52分别位于动触头51的两侧，过载保护机构9、动触头51与同一个接线端子2电连接。

如图2、3所示，在本实施例中，手柄机构3、操作机构4、触头机构、灭弧室7、短路保护机构6以及过载保护机构9为现有技术，其中手柄机构3与操作机构4共同设置在外壳的上部，通过操作手柄机构3可以实现断路器的手动分合闸，操作机构4转动装配在外壳内，操作机构4包括触头支持以及转动装配在触头支持上的锁扣和跳扣，所述锁扣与跳扣搭扣配合，在锁扣的一端连接有脱扣挂钩；所述动触头51连接在触头支持上，静触头52固定在外壳的中部，所述静触头52包括静触板521以及设置在静触板521一侧与动触头51配合的触点522；所述灭弧室7设置在静触头52的一侧，在灭弧室7内层叠设置有多个用于灭弧的灭弧栅片；所述短路保护机构6设置在操作机构4的一侧，且位于灭弧室7的上方，短路保护机构6包括瞬时线圈以及设置在瞬时线圈中部的动铁芯，所述动铁芯的一端与操作机构4相对，在断路器发生短路故障时，瞬时线圈驱动动铁芯触发操作机构4脱扣；所述过载保护机构9包括双金属片，所述双金属片的一端固定在外壳内，另一端与脱扣挂钩相对，在断路器发生过载时，双金属片受热弯曲通过触发脱扣挂钩使操作机构4脱扣。

在所述触头机构与灭弧室7之间设置有引弧结构，所述引弧结构包括引弧角81和引弧板82，引弧角81设置在静触头52的下侧，引弧板82相对的设置在动触头51的下侧并延伸到灭弧室7内，引弧板82与引弧角81相对形成触头机构与灭弧室7之间的引弧通道80，所述引弧通道80的一端作为通道入口与触头机构相对，另一端作为通道出口与灭弧室7相对应，在本实施例中，引弧角81、引弧板82的第一端相对的伸入灭弧室7的两侧，如图3-5所示，引弧角81的第一端延伸至灭弧室7的上侧，引弧板82的第一端延伸至灭弧室7的下侧，引弧角81的第二端延伸至静触头52下方但不与静触头52接触，即在引弧角81的第二端与静触头52之间预留一定距离的间隙a(参见图4)，使引弧角81的第二端与静触头52形断点，优选在引弧角81的第二端与静触头52之间的间隙a内设置有绝缘的分隔部，引弧角81通过引弧线圈83与短路保护机构6电连接，静触头52与短路保护机构6电连接，引弧板82的第二端、动触头51分别与同一个接线端子2电连接，在本实施例中，引弧板82通过过载保护机构9与接线端子2电连接。

在引弧角81的一侧设有一个引弧线圈83，引弧线圈83的两端分别与一个接线端子2和引弧角81电连接。提供一个优选实施例，所述引弧线圈83位于短路保护机构6、引弧角81、静触头52以及灭弧室7之间，此时引弧线圈83位于引弧通道80之外，引弧线圈83的一端通过短路保护机构6与一个接线端子2电连接，另一端与引弧角81的第二端电连接，优选引弧线圈83为一个螺旋结构，所述螺旋结构可以是螺旋弹簧、螺旋漆包线圈等材料，在本实例中，引弧线圈83优选为一个右旋漆包线圈，右旋漆包线圈的中心轴线与短路保护机构6的瞬时线圈的中心轴线相垂直，在图4中，引弧线圈83的下端角与引弧角81电连接，引弧线圈83与引弧结构配合产生用于引弧的电磁场，使电弧在电磁场的作用下迅速移动至灭弧室7内，当然，引弧线圈83采用左旋结构也同样可以，此时需要将引弧线圈83的上端角与引弧角81连接(未示出)。在触头机构分断时，会在动触头51、静触头52之间产生电弧，动触头51、静触头52及动触头51与静触头52的接触点三者形成一个U型电流导体，电弧在U型导体的自励磁场作用向下运动至沿引弧通道80运动，图1、3中电弧为沿引弧通道80向下运动至引弧角81和引弧板82之间，当电弧到达引弧角81和引弧板82之间后，引弧角81与静触头52之间的断点，使电弧电流会经引弧角81流过引弧线圈83，且不会再流经静触头52，引弧线圈83、短路保护机构6、引弧角81、引弧板82以及一对接线端子2形成分断电弧的回路，此时引弧线圈83产生用于引弧的电磁场，使电磁场内的电弧受到洛伦兹力快速移动至灭弧室7内，在此过程中，流经引弧角81的电弧电流不再经过静触头52，从而避免电弧电流被分流至静触头52，使引弧线圈81获得足够多的电弧电流而产生强度较大的电磁场，加快了电弧向灭弧室7移动，此外，断点还增加了整个电流回路的阻抗，起到限流作用，而且无论电源从任意一个接线端子2接入，引弧线圈83产生的电磁极性会随着电流流向进行相应的变化，实现无极性接线功能，如此结构适用于无极性直流断路器以及交流断路器。

提供另一种实施例，当断路器中未设置短路保护机构6，所述引弧线圈83的两端直接与一个接线端子2和引弧角81电连接，其工作原理与上述实施例相同，仍可以避免静触头52长期通电而发热被烧毁；当然，当断路器中设置有短路保护机构6时，引弧线圈83的两端仍然可以直接与一个接线端子2和引弧角81电连接，但不经过短路保护机构6会产生以下缺陷，其一，引弧线圈83与接线端子2距离较远，接线不便；其二，缺乏短路保护机构6的保护，可能导致动触头51打开速度变慢，而且短路保护机构6无法提供限流作用，降低保护效果。

优选的，如图2所示，在外壳的中部设置一个用于装配引弧线圈83的容纳槽14，在容纳槽14的中部设有与引弧线圈83连接固定的固定部15，所述外壳由相互盖合的上盖和底座1组成，容纳槽14可以单独设置在上盖或底座1上，或者同时设置在上盖与底座1设置形成部分容纳槽14的结构，通过对接形成完整的容纳槽14。

如图2、5所示，在本实施例中，所述容纳槽14单独设置在底座1上，在底座1的中部分别设有第一安装槽11和第二安装槽12，其中第一安装槽11位于第二安装槽12的上侧，在所述第一安装槽11内装配短路保护机构6，在第二安装槽12内装灭弧室7。在所述底座1中部还设置有一个隔板13，所述隔板13包括平直段和弯曲段，所述平直段延伸至第一安装槽11与第二安装槽12之间，所述弯曲段位于第一安装槽11、第二安装槽12的同一侧并在底座1上形成一个敞口朝上的U形槽，所述U形槽作为容纳槽14，在所述底座1设有一个凸出的柱状凸起，所述柱状凸起位于容纳槽14的中部作为固定部15，由弯曲段形成的容纳槽14具有长短不一的两个侧壁，其中远离灭弧室7一侧的侧壁长度较短并在其延伸方向设置有一个用于装配静触头52的固定板16，在固定板16与弯曲段的端部之间预留有供引弧线圈83穿接的空隙，优选在固定板16的一侧凸出设有分隔部，分隔部用于伸入引弧角81的第二端与静触头52之的间隙a内，图5中固定板16在设有分隔部后整体呈现L形。

如图2-4所示，在本实施例中，所述引弧角81沿隔板13设置，即，引弧角81的第一端沿隔板13的平直段延伸至灭弧室7内，引弧角81的第二端沿隔板13的弯曲段设置，也就是引弧角81的第二端沿容纳槽14的侧壁外侧弯曲设置，引弧角81的第二端长度大于弯曲段长度，此时引弧角81的第二端延伸至分隔部的一侧并与分隔部相抵，引弧线圈83的一端通过弯曲段与固定板16之间的空隙穿出容纳槽14与引弧角81的第二端连接，当然，容纳槽14也可以是一个左右对称的U形槽，引弧线圈83的一端可以越过容纳槽14的侧壁或穿过设置在容纳槽14侧壁的穿孔也同样可以与引弧角81的第二端连接；所述静触头52的静触板521固定设置在固定板16上，静触板521的一侧设有与动触头51相配合的触点522，静触板521的上侧向短路保护机构6的方向弯折并与短路保护机构6连接，静触板521的下侧与分隔部的另一侧相抵，此时分隔部使静触头52与引弧角81的第二端形成断点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器，包括一对接线端子(2)，在所述一对接线端子(2)之间连接有触头机构，所述触头机构包括相互配合的动触头(51)和静触头(52)，在所述静触头(52)的一侧设置有灭弧室(7)，在所述灭弧室(7)与触头机构之间设置有引弧结构，所述引弧结构包括位于静触头(52)下方的引弧角(81)，其特征在于：

在引弧角(81)的一侧设有引弧线圈(83)，所述引弧线圈(83)的两端分别与一个接线端子(2)和引弧角(81)电连接，在引弧角(81)与静触头(52)之间形成断点，使流经引弧角(81)的电弧电流不经过静触头(52)。

2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：在所述静触头(52)的一侧设有短路保护机构(6)，引弧线圈(83)位于静触头(52)与短路保护机构之间，引弧线圈(83)的一端通过短路保护机构(6)与接线端子(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：在引弧角(81)与静触头(52)之间预留有形成断点的间隙(a)，在所述间隙(a)内设置有绝缘的分隔部。

4.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述引弧结构还包括引弧板(82)，所述引弧板(82)与引弧角(81)相对设置形成触头机构与灭弧室(7)之间的引弧通道(80)，所述引弧线圈(83)位于引弧角(81)一侧的引弧通道(80)之外。

5.根据权利要求4所述的一种断路器，其特征在于：所述引弧角(81)的第一端、引弧板(82)的第一端延伸至灭弧室(7)内，引弧角(81)的第二端通过引弧线圈(83)、短路保护机构(6)与一个接线端子(2)电连接，引弧板(82)的第二端与另一个接线端子(2)电连接。

6.根据权利要求4所述的一种断路器，其特征在于：还包括过载保护机构(9)，所述过载保护结构与静触头(52)分别设置在动触头(51)的两侧，引弧板(82)、动触头(51)以及过载保护机构(9)与同一个接线端子(2)电连接。

7.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述静触头(52)包括静触板(521)，在静触板(521)的中部设置有与动触头(51)配合的触点(522)，静触板(521)的一端与短路保护机构(6)连接，静触板(521)的另一端与引弧角(81)的第二端之间留有间隙(a)并共同围绕在引弧线圈(83)的外侧。

8.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述引弧线圈(83)为螺旋结构，引弧线圈(83)的中心轴线与短路保护机构(6)的瞬时线圈的中心轴线相垂直，引弧线圈(83)的一端与瞬时线圈电连接，引弧线圈(83)的另一端与引弧角(81)电连接。

9.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：还包括外壳，所述外壳包括相互盖合的底座(1)和上盖，在所述底座(1)和/或上盖的中部设有容纳槽(14)，在所述容纳槽(14)的中部设有用于装配引弧线圈(83)的固定部(15)。

10.根据权利要求9所述的一种断路器，其特征在于：所述容纳槽(14)为设有敞口的U形槽，所述敞口朝向短路保护机构(6)，使引弧线圈(83)的一端穿过敞口与短路保护机构(6)连接，引弧角(81)的第二端沿容纳槽(14)的侧壁外侧设置，引弧线圈(83)的另一端穿过容纳槽(14)的侧壁与引弧角(81)的第二端连接；在所述容纳槽(14)一侧侧壁的延伸方向上设有用于装配静触头(52)的固定板(16)，所述固定板(16)的一侧凸出形成分隔部，所述分隔部伸入引弧角(81)的第二端与静触头(52)之间。

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