CN116435155A - 一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器 - Google Patents

Abstract

本发明属于低压配电电器领域，具体公开了一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，包括塑料外壳、灭弧系统、动触头和静触头；静触头在线路出现短路故障电流时，产生与动触头的电动斥力；动触头通过转轴转动连接在塑料外壳内；动触头与静触头接触的端部上设有动触头封闭结构，并开有通过部，当静触头中反向电流超过跳脱设定电流值时，动触头被斥开，动触头封闭结构的通过部闭合，动触头被绝缘屏蔽，加速动、静触头间的电弧熄灭。本发明不改变原塑壳断路器结构、外形和尺寸，通过增加部分绝缘罩、转轴和连杆，实现分断较大电流时，防止触头被高温电弧过度烧蚀，减小电弧停滞时间，实现大幅提升分断性能和触头的电寿命的作用。

Description

一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器

技术领域

本发明涉及低压配电电器领域，具体是一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器。

背景技术

塑壳断路器即塑料外壳式断路器(MCCB)，是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，能够在电流超过跳脱设定电流值后自动切断电流。塑壳是指用塑料绝缘体作为装置的外壳，并用来隔离导体之间以及接地金属部分。带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，分断较大短路电流时，在电弧产生瞬间，动触头因电动斥力斥开的同时，封闭结构同步动作，利用绝缘、耐高温、耐电弧的复合材料将动触头起弧位置完全封闭，瞬间提升介质强度，有助于电弧熄灭，并有效保护动触头，防止电弧高温对动触头造成过度损伤。

目前塑壳断路器一般采用栅片灭弧结构，分断较大电流时，电动斥力使触头斥开，同时动、静触头间产生高温电弧，电弧通过触头引弧角从触头银点位置转移，并通过气吹和磁吹辅助，使电弧加速进入灭弧室，通过灭弧栅片增加消游离效果，提升介质恢复强度，使电弧熄灭。在此过程中，触头银点附近生弧区域，在电弧停滞时间内持续受到高温电弧烧蚀，严重影响触头寿命。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明提供一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，采用机械连杆结构，利用动触头斥开时与转轴的相对位置，实现动触头封闭，动作可靠，并且对空间要求低。

本发明采取的技术方案如下：

一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，包括塑料外壳、灭弧系统、动触头和静触头；所述静触头在线路出现短路故障电流时，产生与所述动触头反向的电流，产生电动斥力，电动斥力迅速斥开动触头；所述动触头通过转轴转动连接在所述塑料外壳内；所述动触头与所述静触头接触的端部上设有动触头封闭结构，所述动触头封闭结构开有容纳所述静触头进入所述动触头的通过部，当所述静触头中反向电流超过跳脱设定电流值时，所述动触头被斥开，所述动触头封闭结构的通过部闭合，所述动触头被绝缘屏蔽，加速所述动触头和静触头间的电弧熄灭。

可选的，所述动触头封闭结构包括封闭在所述动触头端部的动触头罩，滑动连接在所述动触头罩底部的隔弧插板，以及驱动所述隔弧插板往复滑动的连杆结构，当所述动触头抬起，所述隔弧插板在所述连杆结构的驱动下向所述动触头罩正下方滑动，罩住所述通过部。

可选的，所述连杆结构包括上连杆、下连杆，所述下连杆轴接在所述动触头底部的转轴上，所述上连杆的上端轴接在所述动触头上端，所述上连杆的下端轴接在所述下连杆上端，所述隔弧插板的一端活动连接在所述上连杆中部。

可选的，所述上连杆具有长孔结构的轴孔，所述隔弧插板滑动连接的所述轴孔内。

可选的，所述轴孔的中轴线与所述隔弧插板运动方向的角度偏差在±30°内。

可选的，所述转轴向所述动触头方向延伸有杆结构，所述下连杆轴接在所述杆结构的末端。

可选的，所述静触头具有与所述动触头端部相接触的平直段，所述平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动触头和静触头相斥开的斥力所需要的长度。

可选的，所述平直段上设有凸起一定高度的银点，所述银点可穿过所述动触头的通过部与所述动触头接触，并支撑所述动触头，使所述动触头罩与所述静触头不会直接接触。

可选的，所述动触头罩具有导轨结构，所述导轨结构无行程限位，所述隔弧插板的两侧边滑动在所述导轨结构中，能部分穿出所述导轨结构。

可选的，所述动触头罩上方开有装配孔，并设有上盖，所述上盖通过与所述动触头固定连接，并密封盖合所述装配孔。

本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本发明不改变原塑壳断路器结构、外形尺寸及安装尺寸，只变更转轴部分结构，增加部分绝缘罩和连杆，实现分断较大电流时，防止触头被高温电弧过度烧蚀，减小电弧停滞时间，实现大幅提升分断性能和触头的电寿命的作用。这种结构安装简便，且对空间要求低且生产成本低。本发明具有结构简单紧凑、安装简便、成本低廉和动作可靠的优点。

本发明系列的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，限流能力强，飞弧距离短，电寿命更长，广泛适用安装在额定电流800A及以下，交流50Hz，额定工作电压AC1140V及以下的配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源免受过载、短路、欠电压等故障的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为发明的主要结构示意图；

图2为本发明的触头系统示意图；

图3为本发明的触头系统合闸位置示意图；

图4为本发明的触头系统合闸斥开且动触头封闭后的示意图。

图中：1、基座；2、静触头；3、大盖；4、灭弧系统；5、小盖；6、手柄；7、操作机构；8、动触头封闭结构；9、电磁系统；10、动触头罩；11、铆钉；12、上盖；13、轴；14、上连杆；15、轴；16、转轴；17、动触头；18、轴；19、下连杆；20、隔弧插板；21、轴。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器做进一步详细的描述。

参考图1所示，本实施例提供的一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，包括由基座1、大盖3、小盖5组成的塑料外壳，以及位于塑料外壳内的静触头2、动触头17、动触头封闭结构8、灭弧系统4、操作机构7和电磁系统9，以及手柄6；

其中，动触头封闭结构8包括转轴16、动触头罩10、上盖12、上连杆14、下连杆19、隔弧插板20、铆钉11、轴13、轴15、轴18、轴21等；上盖12通过铆钉11与动触头罩10一起铆接固定在动触头17上，上连杆14通过轴13穿过动触头17孔与动触头17连接，下连杆19通过轴18与转轴16的杆结构连接，上连杆14与下连杆19通过轴15连接，隔弧插板20插入动触头罩10底部的导轨中，并通过轴21与上连杆14的轴孔连接。

动触头罩10上方开有装配孔，并设有上盖12，上盖12通过与动触头17固定连接，并密封盖合所述装配孔；动触头罩10和上盖12之间形成限位，上盖12通过铆钉11与动触头17完全固定，动触头罩10限位扣合在上盖12的外周，动触头罩10和上盖12形成封闭结构，将动触头17的前端(除银点外)，全部封闭。

动触头罩10具有导轨结构，隔弧插板20可在导轨结构中单方向自由移动，导轨结构不存在行程限位，隔弧插板20可从动触头罩10中穿出，可消耗隔弧插板20的多余行程。

动触头封闭结构8的转轴16外延出杆结构，杆结构末端开孔并通过轴18与下连杆19连接。

上连杆14具有长孔结构的轴孔，隔弧插板20的轴21放置在轴孔中，在上连杆14转动过程中，通过该长孔结构，推动隔弧插板20的轴21，使隔弧插板20在动触头罩10的导轨中向前运动。合理配置长孔长度方向与隔弧插板20运动方向之间的角度，使上连杆14对隔弧插板20的推力方向与其运动方向角度偏差在±30°内，降低隔弧插板20运动过程中产生的摩擦力并防止其受过大反向力而弯曲。

静触头2的金属条至少包含一段与动触头17相平行的平直段，静触头2平直段和动触头17中的电流方向相反，静触头2平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。当故障发生时，方向相反的短路电流流过静触头平直段和动触头，在静触头和动触头之间产生电动斥力，使得动触头以转轴16为轴向远离静触头平直段的方向转动斥开。

静触头2的平直段上有高出静触头2平直段一定高度的银点位置，该银点位置在正常状态下支撑或接触在静触头1前端的银点位置，设置一定高度的银点位置能够保证触头超程，防止使用过程中，银点消耗导致动触头罩10与静触头2直接接触。

本发明实施例的运行原理及技术效果：

本发明的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，在正常工作时，如图3所示，若遇到较大的故障电流，断路器内部动、静触头间产生的电动斥力会瞬间斥开动触头，同时电弧能量和温度迅速上升，如图4所示，在触头斥开并产生电弧瞬间，利用隔弧插板与动触头罩一起将动触头完全封闭，由于采用机械连杆结构，封闭过程与触头斥开过程同步，触头斥开速度越快，封闭过程也越快。在动触头还未斥开到最大位置时，即可将动触头完全封闭。当动触头被完全封闭后，动触头、静触头间的介质强度瞬间增大，其中的阴极停止发射电子，强迫电流过零，利于电弧熄灭。在动触头斥开并完成封闭动作后，采用可斥结构的动触头继续在惯性作用下像斥开方向运动，或者在斥力作用下已经达到斥开高度后继续保持在斥开位置。此时，操作机构动作完成，转轴转动完成脱扣动作，使动触头持续保持在一定开距的位置，防止电弧重燃。此结构可缩短电弧在触头间的停滞时间，减少电弧高温对触头的侵蚀，可极大提升触头寿命。同时，由于在触头完全斥开前已经将动触头完全封闭，因此缩短了燃弧时间，降低了电弧能量，提升断路器的限流能力，有利于降低飞弧距离,提高分断性能。本实施例采用机械连杆结构，使封闭装置与动触头斥开迅速联动，动作可靠，且结构简单，成本低。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，具有塑料外壳、灭弧系统、动触头(17)和静触头(2)；所述静触头(2)在线路出现短路故障电流时，产生与所述动触头(17)的电动斥力；所述动触头(17)通过转轴(16)转动连接在所述塑料外壳内；所述动触头(17)与所述静触头(2)接触的端部上设有动触头封闭结构(8)，所述动触头封闭结构(8)开有容纳所述静触头(2)进入所述动触头(17)的通过部，当所述静触头(2)中反向电流超过跳脱设定电流值时，所述动触头(17)被斥开，所述动触头封闭结构(8)的通过部闭合，所述动触头(17)被绝缘屏蔽，加速所述动触头(17)和静触头(2)间的电弧熄灭。

2.根据权利要求1所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述动触头封闭结构(8)包括封闭在所述动触头(17)端部的动触头罩(10)，滑动连接在所述动触头罩(10)底部的隔弧插板(20)，以及驱动所述隔弧插板(20)往复滑动的连杆结构，当所述动触头(17)抬起，所述隔弧插板(20)在所述连杆结构的驱动下向所述动触头罩(10)正下方滑动，罩住所述通过部。

3.根据权利要求2所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述连杆结构包括上连杆(14)、下连杆(19)，所述下连杆(19)轴接在所述动触头(17)底部的转轴(16)上，所述上连杆(14)的上端轴接在所述动触头(17)上端，所述上连杆(14)的下端轴接在所述下连杆(19)上端，所述隔弧插板(20)的一端活动连接在所述上连杆(14)中部。

4.根据权利要求3所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述上连杆(14)具有长孔结构的轴孔，所述隔弧插板(20)滑动连接的所述轴孔内。

5.根据权利要求4所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述轴孔的中轴线与所述隔弧插板(20)运动方向的角度偏差在±30°内。

6.根据权利要求3所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述转轴(16)向所述动触头(17)方向延伸有杆结构，所述下连杆(19)轴接在所述杆结构的末端。

7.根据权利要求2所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述静触头(2)具有与所述动触头(17)端部相接触的平直段，所述平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动触头和静触头相斥开的斥力所需要的长度。

8.根据权利要求7所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述平直段上设有凸起一定高度的银点，所述银点可穿过所述动触头(17)的通过部与所述动触头(17)接触，并支撑所述动触头(17)，使所述动触头罩(10)与所述静触头(2)不会直接接触。

9.根据权利要求2所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述动触头罩(10)具有导轨结构，所述导轨结构无行程限位，所述隔弧插板(20)的两侧边滑动在所述导轨结构中，能部分穿出所述导轨结构。

10.根据权利要求2所述的带有斥开封闭结构触头系统的塑壳断路器，其特征在于，所述动触头罩(10)上方开有装配孔，并设有上盖(12)，所述上盖(12)通过与所述动触头(17)固定连接，并密封盖合所述装配孔。

Images