CN116759274A - 一种新型防雷断路器 - Google Patents

Abstract

本发明属于断路器技术领域，公开了一种新型防雷断路器，包括壳体和活动设置在壳体内并在壳体外部具有操作端的联动部件，壳体上具有连接外部线路的至少两个接线端，所述联动部件在壳体内活动并带动任一接线端与另一接线端电连接/脱扣，联动部件初始状态为电连接状态，连接的接线端形成壳体内的主电路，壳体内设有保护组件，所述保护组件在接入壳体内的电路出现短路或过载时动作致使主电路断开；壳体内还设有泄流支路，所述泄流支路一端连接外部泄流线路，另一端与主电路导电连接，在接入壳体内的电路出现雷电流时导入防雷支路从外部泄流线路流出。

Description

一种新型防雷断路器

技术领域

本发明属于电路保护设备技术领域，具体涉及一种新型防雷断路器。

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在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。已获得了广泛的应用。电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器。

引发电气火灾因素有两个，一是由于电流超额运行在导体上产生大量的热、造成绝缘损坏而引起火灾，例如短路故障或者严重过载；二是由雷电流引起的电气火灾。现有的断路器内置有电磁推杆结构，在出现短路或严重过载时电磁推杆将断路器中的杠杆推动致使其内部线路断开，从而达到保护电路和用电器的作用。但这种仅设置有电磁推杆结构的断路器，在遇到过载情况时，其动作速度较慢，同时无法经受雷电流的冲击，则只能是在外部还设有其他保护部件以串联或并联的方式保护用电线路，例如浪涌保护器等。同时，现有技术中也采用多壳体并排设置的方式将多种用电保护器或保护开关集成安装在排架上，导致该设备体积较大，占用空间较多。若能够在现有18mm的标准断路器壳体内设置多种功能保护器件对电路进行保护，则能够减小整个设备的空间占用，同时降低成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种新型防雷断路器，通过在现有18mm的断路器壳体内继续结构优化，通过设置的泄流支路与外部泄流线路配合，实现对进入电路中的雷电流进行快速导通泄流，从而起到更好的保护效果。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种新型防雷断路器，包括壳体和活动设置在壳体内并在壳体外部具有操作端的联动部件，壳体上具有连接外部线路的至少两个接线端，所述联动部件在壳体内活动并带动任一接线端与另一接线端电连接/脱扣，联动部件初始状态为电连接状态，连接的接线端形成壳体内的主电路，

壳体内设有保护组件，所述保护组件在接入壳体内的电路出现短路或过载时动作致使主电路断开；

壳体内还设有泄流支路，所述泄流支路一端连接外部泄流线路，另一端与主电路导电连接，在接入壳体内的电路出现雷电流时导入防雷支路从外部泄流线路流出。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述泄流支路上串联有压敏电阻、气放管、放电间隙、可控硅、TVS、晶闸管中的一种或多种。

需要说明的是，常规的雷电流泄流线路上，通常设置为上述多种设备中的一种，而为了实现小体积和低成本需求，通常采用压敏电阻。而所谓外部泄流线路，即一接地或连接地线的导体，通过泄流支路将雷电流导入地下。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述泄流支路还包括设置在壳体表面与外部泄流线路电连接的泄流导体，所述压敏电阻与泄流导体电连接。

结合第一方面的第二种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，所述壳体设置在外部的排插上，所述外部泄流线路为设置在排插上的导体，所述泄流导体设置在壳体与排插接触的表面，当壳体设置在排插上时所述泄流导体与外部泄流线路的导体接触导电。

结合第一方面或第一方面的若干种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述壳体具有第一接线端和第二接线端，所述主电路为第一接线端和第二接线端在壳体内部延伸的部分通过联动部件形成的单条电路。

结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述保护组件包括并联在主电路上的电磁推杆，在主电路出现短路或过载时电磁推杆带动联动部件将主电路断开。

结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述保护组件包括串联在主电路上的热脱扣结构，主电路出现短路或过载时所述热脱扣结构受热断开连接。

结合第一方面的第六种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述热脱扣结构为设置在任一连接端上的热脱扣杆，所述热脱扣杆一端通过低温锡焊与联动部件上的导体连接。

结合第一方面的第七种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述壳体内还设有与主电路并联且靠近联动部件的灭弧组件。

结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第九种实施方式，所述联动部件为设置在壳体转动的杠杆，所述杠杆一端具有穿出壳体并作为操作端的拨杆，在杠杆上具有滑动指示块，壳体上设有供滑动指示块露出的状态视窗，通过状态视窗查看滑动指示块相对位置判断壳体内主电路通断情况。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过在现有18mm的断路器中增加有用于引导进入主电路的雷电流从外部泄流线路泄出的结构，从而在单个断路器中实现短路过载断开以及雷电流泄流的功能；

(2)本发明通过在内部集成有热脱扣机构，与电磁推杆配合，能够在接入的电路出现短路和过载时能够迅速断开连接，相较于现有的断路器具有更短的相应时间，且保证在其中任一保护器件失效后；

(3)本发明通过对壳体结构进行优化，在排插式的断路器底部设置有与压敏电阻连接的泄流导体，与设置在排架上的导体接触导电，使得安装在同一排插上的所有具有泄流支路的断路器均能够通过同一外部泄流线路进行雷电流泄出，方便安装使用。

附图说明

图1是本发明实施例中整个断路器装配状态下的正视图；

图2是本发明实施例中整个断路器装配状态下的俯视图；

图3是本发明实施例中整个断路器装配状态下的后视图；

图4是本发明实施例中整个断路器装配状态下的轴测图；

图5是本发明实施例中整个断路器正面壳体拆下后的平面示意图；

图6是本发明实施例中整个断路器正面壳体拆下后的轴测示意图；

图7是本发明实施例中整个断路器背面壳体拆下后的平面示意图；

图8是本发明实施例中整个断路器背面壳体拆下后的轴测示意图。

图中：1-壳体，2-状态视窗，3-拨杆，4-杠杆，5-电磁推杆，6-第一接线端，7-灭弧组件，8-静触点，9-热脱扣杆，10-灭弧导体，11-第二接线端，12-泄流导体，13-引流导体，14-压敏电阻，15-隔板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种新型防雷断路器，在现有低压断路器的结构上进行优化改进。

其中，包括壳体1和设置在壳体1内的功能部件，壳体1厚度为标准的18mm，在壳体1外部设有用于连接外部线路的接线端，外部线路通过接线端连接内部导体，并与内部导体串联形成主电路。

壳体1内具有作为开关的联动部件，联动部件在壳体1外具有操作端，可手动操作进行闭合/断开。壳体1上具有状态视窗2，通过状态视窗2查看联动部件是否动作。

其中，功能部件包括设置在壳体1内的泄流支路，该泄流支路与壳体1内的主电路并联，泄流支路上设有过电压的限压型元器件，能够在主电路中出现雷电流时其阻值急剧减小，使得进入主电路内的雷电流不通过主电路进入用电线路中，而是直接从泄流支路中泄出，从而保证连接该断路器的用电设备能够免受雷电流的冲击。由于泄流支路只需要并联于主电路上，而并不限于其具体连接负载侧或电源侧，无论哪种设置方式，都能够起到泄流雷电流保护负载端的需求。

同时，功能部件还包括设置在壳体1内用于防止短路或过载的保护器件，通过串联或并联的方式连接在主电路上，当主电路中出现大电流后通过其保护器件能够自行改变设置的联动部件进行断路，或是依靠保护器件自身通断使得主电路电流被阻断，从而形成保护效果。

具体的，本实施例中限定壳体1为常规18mm的排插式低压断路器结构，其外形参照图1-图4的总体设计特征，顶部为联动部件外露的操作端，手动移动该操作端可实现联动部件的移动。

壳体1底部具有一个安装槽，在安装槽一侧设有楔形的卡接结构，另一端设有具有楔形头的活动件，通过移动该活动件使其与外部具有类似燕尾条的排架进行卡接限位固定，整个断路器的壳体1可在排架上滑动位移，当移动至预定位置后将活动件向内侧推动卡主限位。

其中，泄流支路具有一个泄流导体12，参照图3，在壳体1底部具有的安装槽右侧设有供泄流导体12突出壳体1外的孔。泄流导体12本身固定在壳体1内，其整个表面均可与导电结构接触导电，而泄流导体12作为泄流支路上串联的结构，主要是用于与设置在排架上的泄流支路连接导通电流。排架上设有的泄流支路是一种沿排架长度方向延伸的导电结构，作为一种实施方式的是，排架采用金属钢材制成，为了避免出现漏电流的情况，该导电结构与排架为绝缘隔离，或凸起于排架，或在对应位置具有凸起的金属端部，将该断路器移动至对应位置后，其露在壳体1外的泄流导体12能够与泄流支路的凸起部接触导电。需要说明的是，为了避免设置在同一排架上的断路器或其他设备不会受到雷电流的影响，故将该泄流支路设置有完整的绝缘包覆材料进行包裹，并使用前对其进行雷电流测试。

作为泄流支路中起效的主要部件，限压型元器件包括多种类型，常用为压敏电阻14，其具有体积小成本低的特点，且能够有效阻断除雷电流外的其他电流，并在出现雷电流时能够快速导通。但本实施例并不限于压敏电阻14，包括起到相同或相似功效的所有常规限压型元器件。

进一步地，参照图5-图8，对泄流支路的具体结构和设置方式进行优化，为了实现在18mm的壳体1内不改变原有断路器功能的前提下实现雷电流泄流功能。需要说明的是，18mm的壳体1本身为通过螺栓连接的扣合式可拆结构，图中展示为将一侧壳体1拆开后的内部结构示意，从图中可知，壳体1上在四角位置均布置有螺孔，通过螺栓连接螺孔使两侧壳体1扣合固定，并将内部的部分器件压紧限位。

断路器中各常规元器件按照现有技术的方式进行布置，主要包括横向设置的主电路和联动部件，联动部件如图所示，包括拨杆3与杠杆4，拨杆3与壳体1转动连接，并在壳体1顶部具有的开口处设置有穿出壳体1外的操作端，可手动拨动操作端使拨杆3转动。拨杆3具有一个圆盘，圆盘外圈上连接有一根推杆，推杆与一侧同样与壳体1转动连接的杠杆4接触，当转动拨杆3时，圆盘带动推杆左右移动，当推杆向右移动时，其端部抵住杠杆4的顶端将杠杆4顺时针推动，杠杆4下端则向左移动。同时，壳体1上还设有两弹性体，推杆与圆盘的连接点转动至与圆盘圆心、推杆长度方向共线时为中部。当推杆位于中部时，整个联动部件处于静力平衡状态，而设置的两弹性体各自给拨杆3提供不同方向转动的回复力，当施加的转动力并未撤去时，拨杆3继续转动，则会打破静力平衡状态，并被一侧的弹性体拉回快速移动。这种结构导致拨杆3仅有两个相对端部的固定位置，即对应整个联动部件的闭合/断开。

主电路包括设置在壳体1左侧的第一接线端6与右侧的第二接线端11，第一接线端6与第二接线端11均为相同结构对称设置的接线端子，通过设置的螺栓带动其内部可上下调节的金属结构移动，将从壳体1左右两侧垂直伸入的线头夹住/释放，从而达到可拆卸的电连接控制效果。

本实施例中的保护器件为电磁推杆5，电磁推杆5通过部分金属导体串联在主电路上，电磁推杆5上缠绕的线圈为主要导体，其具有两个端部，左侧端部与第一接线端6向内延伸的部分连接导通，而另一端与设置壳体1内的弯曲的静触点8连接。上述内容中提到的杠杆4的下端端部设有一个动触点，动触点通过导体与第二接线端11连接，则由杠杆4控制动触点与静触点8接触/断连，实现整个断路器主电路的闭合/断开。

在电磁推杆5下部设有作为保护器件的灭弧组件7，灭弧组件7有若干个平行设置的金属条形体组成，并在下部设有一个灭弧导体10，灭弧导体10与静触点8适配形成一个灭弧槽，动触点在灭弧槽中与静触点8接触。一旦动触点与静触点8脱离接触，可能产生的电弧便会沿着灭弧槽两侧的导体进入灭弧组件7内，从而达到灭弧效果。

作为一种实施例的是，壳体1上部在设置拨杆3与部分杠杆4处设有一隔板15，该隔板15与壳体1可拆卸连接，通过卡接或螺栓连接的方式与壳体1形成一体式结构。

参照图6，隔板15仅针对杠杆4和推杆处设置，在拨杆3的圆盘处设有避让结构，避免因隔板15导致圆盘变薄影响受力稳定性。隔板15上设有连接柱以及对应的安装结构，杠杆4与其中一个弹性体设置在隔板15上。

参照图7和图8，展示了隔板15另一侧所形成的空间内的布置情况。压敏电阻14设置安装在该处，而泄流支路包括两条金属细线状的引流导体13，两条引流导体13的端部贴合在压敏电阻14的正反两侧端面上，内侧的引流导体13向下延伸并与任一接线端连接，本实施例中与第二接线端11连接。外侧的引流导体13参照图7中所示，其向下延伸并与设置在底部的泄流导体12接触连接。

本实施例中的泄流导体12为一种折弯金属条，其处于壳体1底部外的部分向外弯折，并在与排架的泄流支路接触时能够向内弹性弯曲，通过其自身的弹性形变提供一定的接触压紧力。

作为一种实施例的是，保护器件还包括设置在壳体1内的热脱扣组件，热脱扣组件与电磁推杆5相同，均串联在主电路上，若主电路出现过载情况，热脱扣组件会先于电磁推杆5动作断开主电路，对主电路进行保护。

具体的，参照图5，在壳体1右下部设置该热脱扣组件，其中，灭弧导体10具有一个向右侧延伸的端部，同时在第二接线端11内侧连接有一个U型金属片，U型金属片具有朝向灭弧导体10一侧延伸的端部，而U型金属片的端部与灭弧导体10的端部靠近并具有贴合趋势。而热脱扣组件即包括设置在该处的热脱扣杆9，热脱扣杆9为金属片体结构，具有一定的弹性形变能力，其下次端部夹在U型金属片与灭弧导体10之间，并由两个结构夹持固定。

热脱扣杆9的上端与杠杆4通过低温锡焊的方式连接，具体与设置在杠杆4底端的动触点导电连接。当杠杆4顺时针转动并与静触点8接触时，热脱扣杆9由下部的U型金属片、灭弧导体10共同作用提供向右侧脱离的驱动力，一旦主电路出现过载或短路情况导致发热时，热量传导至热脱扣杆9与杠杆4的低温锡焊处，一旦温度超过其熔点则导致热脱扣杆9迅速向右侧摆动并脱离连接。

值得说明的是，本实施例中并不限于将杠杆4与热脱扣杆9通过低温锡焊的方式连接，所有采用可高温断裂的连接方式都属于本发明的保护范围。同时，热脱扣杆9的脱离驱动力明显小于杠杆4与静触点8脱离的限制力，避免因热脱扣杆9带动导致杠杆4无法复位。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种新型防雷断路器，包括壳体(1)和活动设置在壳体(1)内并在壳体(1)外部具有操作端的联动部件，壳体(1)上具有连接外部线路的至少两个接线端，所述联动部件在壳体(1)内活动并带动任一接线端与另一接线端电连接/脱扣，联动部件初始状态为电连接状态，连接的接线端形成壳体(1)内的主电路，其特征在于：

壳体(1)内设有保护组件，所述保护组件在接入壳体(1)内的电路出现短路或过载时动作致使主电路断开；

壳体(1)内还设有泄流支路，所述泄流支路一端连接外部泄流线路，另一端与主电路导电连接，在接入壳体(1)内的电路出现雷电流时导入防雷支路从外部泄流线路流出。

2.根据权利要求1所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述泄流支路上串联有压敏电阻(14)、气放管、放电间隙、可控硅、TVS、晶闸管中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述泄流支路上串联有压敏电阻(14)，泄流支路还包括设置在壳体(1)表面与外部泄流线路电连接的泄流导体(12)，所述压敏电阻(14)与泄流导体(12)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述壳体(1)设置在外部的排插上，所述外部泄流线路为设置在排插上的导体，所述泄流导体(12)设置在壳体(1)与排插接触的表面，当壳体(1)设置在排插上时所述泄流导体(12)与外部泄流线路的导体接触导电。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述壳体(1)具有第一接线端(6)和第二接线端(11)，所述主电路为第一接线端(6)和第二接线端(11)在壳体(1)内部延伸的部分通过联动部件形成的单条电路。

6.根据权利要求5所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述保护组件包括并联在主电路上的电磁推杆(5)，在主电路出现短路或过载时电磁推杆(5)带动联动部件将主电路断开。

7.根据权利要求5所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述保护组件包括串联在主电路上的热脱扣结构，主电路出现短路或过载时所述热脱扣结构受热断开连接。

8.根据权利要求7所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述热脱扣结构为设置在任一连接端上的热脱扣杆(9)，所述热脱扣杆(9)一端通过低温锡焊与联动部件上的导体连接。

9.根据权利要求8所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述壳体(1)内还设有与主电路并联且靠近联动部件的灭弧组件(7)。

10.根据权利要求5所述的一种新型防雷断路器，其特征在于：所述联动部件为设置在壳体(1)转动的杠杆(4)，所述杠杆(4)一端具有穿出壳体(1)并作为操作端的拨杆(3)，在杠杆(4)上具有滑动指示块，壳体(1)上设有供滑动指示块露出的状态视窗(2)，通过状态视窗(2)查看滑动指示块相对位置判断壳体(1)内主电路通断情况。