CN1187779C - 用于断路器的断续器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于输电线路或配电线路的断路器的断续器，该断续器可以分散和减弱触点分开时产生的电弧，可以降低电弧造成的触点损耗，并在产生异常电流例如过流时，可以改善断路性能。在固定电极和可移动电极上形成多个导电通路的水平环路，从而形成平行于电弧产生方向的多个垂直磁场。当在分别连接固定电极和可移动电极的固定接触器和可移动接触器之间产生电弧时，电弧可以均匀地分散在固定接触器和可移动接触器上。同时，可以断开电弧的移动。

Description

用于断路器的断续器

技术领域

本发明涉及用于输电线路或配电线路的断路器，特别涉及用于断路器的断续器(interruper)，该断续器可以分散和减弱由触点分开产生的电弧，可以降低电弧造成的触点损耗，并且通过设置可形成与电弧产生方向平行的多个垂直磁场的可移动电极和固定电极，在例如产生过流之类的异常电流的情况下，也可改善断续器的性能。

背景技术

一般来说，为了保护负载侧的装置例如变压器或电机等使其不受异常电流的影响，在输电线路、配电线路或电能的单独传输装置中采用断路器。该断路器必须具备高断路性能、安全性和可靠性。

按照具有断续器的容器中的环境，把断路器分为使用油的油断路器、采用SF6的气体隔离断路器、使用空气的空气隔离断路器、利用磁场的磁性熄弧断路器以及利用良好的隔离特性和在真空环境下迅速的消弧操作的真空断路器。

在断路器中，真空断路器有良好的隔离还原性能。自从六十年代制造出在真空下接通/断开触点的真空断路器以来，这种断路器已经实现了高电压、大电流和小尺寸。

作为真空断路器的主要结构部件的断续器配有两个电极，每个电极在被密封以便维持真空状态的隔离容器中分别具有相互连接的触点。

两个电极中的一个与由检测异常电流的控制电路的脱扣(trip)信号控制的脱扣机构连接，并与连接到脱扣机构上的连杆连接，这样利用被连接的触点使一个电极与另一个电极彼此分开。

当触点被分开时断续器的电极会因产生的电弧而容易被熔化和硬化的趋势。因此，需要就改善耐熔化和耐硬化的特性进行研究。

为了改善包括断续器电极的触点的耐熔化和耐硬化特性，已经制造出螺旋形或螺旋线形触点或横齿的触点。通过施加与断开异常电流时产生的电弧垂直(水平方向)的磁场，并通过向水平方向移动电弧，可防止该触点因电弧集中造成的熔化和硬化。

下面，参照附图说明包括断路器的普通断续器电极结构的实例。

图1说明具有螺旋触点的普通断续器的断开状态。断续器包括具有与盖20、21焊接的两端部分的隔离容器10、固定电极30和可移动电极40，隔离容器10形成为圆柱形形状，并维持真空状态，固定电极30和可移动电极40分别具有对称地配置在隔离容器10内的触点31、41，并相互连接或相互分开，触点屏蔽件32、42和圆柱形电极33、43。

焊接固定电极30的电极棒33，以便其前边缘部分的凸部(未示出)穿过触点屏蔽件32并与触点31连接，而其后边缘部分穿过盖20，并与连接到主电路电源(未示出)上的固定接线端34连接。

焊接可移动电极40的电极43，其前边缘部分的凸部(未示出)可以穿过触点屏蔽件42并与触点41连接。把衬套44设置在电极棒43的外表面上，并穿过盖21。电极棒43的后边缘部分穿过衬套44向外凸出，并与连接到脱扣机构(未示出)上的连杆(未示出)连接。

把波纹管45设置在衬套44的外表面上。波纹管45随着可移动电极43的移动收缩或拉长，并阻止通过电极棒43和衬套44内壁之间的间隙进入的空气，由此维持隔离容器10的真空状态。

图2和图3是分别展示触点31、41的平面图和剖面图。下面，将更详细地说明触点31、41。

触点31、41分别包括在导通状态下侧连接的平面形状的接触部分60，和不连接的倾斜表面70。在接触部分60的中心形成有预定深度的凹槽90。在触点组件60和倾斜表面70上形成多个L形状的切口80，从而形成风车形状。

标号50表示固定环，标号51、52和53表示防止相邻的部件受到触点31、41被分开时产生的电弧影响的屏蔽件。

下面，说明普通断续器的操作。

在电极30、40的触点31、41被连接的状态下，如果异常电流从固定侧流向可移动侧，或相反，那么利用连杆使可移动触点41与固定触点31分开，其中该连杆连接到通过接收断开信号而对其进行操作的脱扣机构上，因此，从触点31、41的接触部分60产生电弧。

其中，因沿电弧流动的电弧电流，在电弧周围会形成磁场。该磁场位于水平方向上。

因此，随着时间的推移，与水平磁场持续地交替的电弧受洛伦兹力作用，并从触点31、41的接触部分60移至倾斜表面70，从而防止触点31、41被局部加热和损伤。

但是，在普通的触点中，如果断开异常电流时流动的电弧电流超过8kA，那么电弧往往被集中在接触部分60的单个点上。集中的电弧通过洛伦兹力也会移动。

因此，因集中的电弧在触点上发生熔化现象。此外，沿集中电弧的移动路径，在触点上形成熔化和硬化线。

结果，为了断开大于40kA的异常电流，不能使用普通的触点。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于断路器的断续器，通过设置断续器的电极，形成平行于电弧产生方向的多个垂直磁场的电极结构，该断续器可以分散电弧，迅速地熄灭电弧，断开高的异常电流。

为了实现上述本发明的目的，配有用于断路器的断续器，包括固定电极、固定接触器、可移动电极和可移动接触器，固定电极有多个导电通路的水平环路，以便形成多个垂直磁场，固定接触器与固定电极电连接，可移动电极有多个导电通路的水平环路，以便形成多个垂直磁场，可移动接触器与可移动电极电连接，并可移动至与固定接触器连接的位置以便与其电连接，或可移动地与固定接触器分开以便断开其电连接，其中，所述固定电极包括：环形形状的导电部件，该部件在电流流动的地方提供环形形状的导电通路；多个轮辐形状的导电部件，该部件与环形形状的导电部件连接，用于在电流流动的地方提供径向导电通路；和多个导电通路的水平环路，该环路由成对的轮辐形状的导电部件和环形形状的导电部件形成，用于形成多个垂直磁场，所述可移动电极包括：环形形状的导电部件，该部件在电流流动的地方用于提供环形形状的导电通路；多个轮辐形状的导电部件，该部件与环形形状的导电部件连接，用于在电流流动的地方提供径向导电通路；和多个导电通路的水平环路，该环路由成对的轮辐形状的导电部件和环形形状的导电部件形成，用于形成多个垂直磁场，所述断续器还包括：连接在固定电极的环形形状的导电部件和轮辐形状的导电部件的连接点的中心和固定接触器之间的多个第一导电销钉部件，用于把固定电极电连接到固定接触器上，并且用于分散它们之间的电流流动；以及连接在可移动电极的环形形状的导电部件和轮辐形状的导电部件的连接点的中心和可移动接触器之间的多个第二导电销钉部件，用于把可移动电极电连接到可移动接触器上，并且用于分散它们之间的电流流动。

附图说明

通过参照附图，阅读本发明的详细论述，将更理解本发明的目的、实现这些目的的装置和其结构及操作。

参照仅是说明性的且并不限定本发明的附图，本发明将变得明了，其中：

图1是说明普通断路器的断续器的断路状态的剖面图；

图2是说明普通断路器的断续器的接触器的平面图；

图3是沿图2中111-111线剖切的剖面图；

图4是解释普通断路器的断续器中形成电弧和磁场的示意图；

图5是说明本发明的断路器的断续器的断路状态的剖面图；

图6是说明本发明第一实施例的断续器结构的分解透视图；

图7A是说明本发明第一实施例的断续器的接触器的平面图；

图7B是说明本发明第一实施例的断续器的接触器的底视图；

图8是说明本发明第一实施例的断续器的轮形可移动电极的平面图，和说明本发明第一实施例的断续器的轮形固定电极的底视图；

图9是说明在本发明第一实施例的断续器中，当电流从固定电极流向可移动电极时，固定电极的电流流动和磁场结构的平面图；

图10是说明在本发明第一实施例的断续器中，当电流从固定电极流向可移动电极时，可移动电极的电流流动和磁场结构的平面图；

图11是说明本发明另一实施例的断续器的电极结构分解透视图；

图12是说明本发明另一实施例的断续器的轮形电极的平面图；和

图13是说明在本发明另一实施例的断续器中，当电流从固定电极流向可移动电极时，固定电极的电流流动和磁场结构的平面图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明断路器的断续器。

图5是说明本发明断路器的断续器的断路状态的剖视图。图6是说明本发明第一实施例的断路器的断续器的电极和接触器的构造和组装方法的分解透视图。

参照图5，本发明的断续器包括具有与盖20、21焊接的上下端部分的隔离容器10、固定接触器110和可移动接触器210、轮形固定电极140和轮形可移动电极240以及圆柱形固定电极150和圆柱形可移动电极250，隔离容器10形成为圆柱形状，并维持在真空状态，固定接触器110和可移动接触器210相互对置地配置在隔离容器10中，并彼此连接或分开，轮形固定电极140和轮形可移动电极240分别与固定接触器110的一个表面和可移动接触器210的一个表面连接，圆柱形固定电极150和圆柱形可移动电极250分别与固定接触器110的另一个表面和可移动接触器210的另一个表面连接。

容器10为真空或填充具有良好电绝缘性能的气体例如SF₆或油。

本发明的断续器还包括多个第一导电销钉130、第一机械增强部件120、多个第二导电销钉230和第二机械增强部件220，多个第一导电销钉130位于轮形固定电极140和固定接触器110之间，以便使它们电连接；第一机械增强部件120位于轮形固定电极140和固定电极110之间，并可防止连接接触器110、210时产生的碰撞被集中在多个第一导电销钉130上；多个第二导电销钉230位于轮形可移动电极240和可移动接触器210之间，以便使它们电连接；而第二机械增强部件220位于轮形可移动电极240和可移动接触器210之间，并可防止连接接触器110、210时产生的碰撞被集中在多个第二导电销钉230上。

圆柱形固定电极150包括圆柱形本体部分和从本体部分伸出的凸部151，该凸部的直径比本体部分的直径小。

圆柱形固定电极150的凸部151垂直穿过轮形固定电极140，并插入形成在第一增强部件120中心的插入孔121中。圆柱形固定电极150的本体部分穿过盖20，与连接到电源或主电路负载的固定接线端34连接。

圆柱形可移动电极250有圆柱形的本体部分和从本体部分伸出的凸部251，该凸部的直径小于本体部分的直径。

圆柱形可移动电极250的凸部251垂直地穿过轮形可移动电极240，并插入形成于第二增强部件220中心的插入孔221中。将衬套44设置在圆柱形可移动电极250的外表面上，并穿过盖21。圆柱形可移动电极250的本体部分穿过衬套44向外突出，并与连接到脱扣机构(未示出)的连杆(未示出)连接。

将波纹管45设置在衬套44的外表面上。波纹管45根据圆柱形可移动电极250的移动收缩或松弛，并阻断通过圆柱形可移动电极250和衬套44内壁之间的间隙进入的空气，从而维持容器10的真空状态。

标号50表示固定环，标号51、52和53表示屏蔽件，屏蔽件用于保护相邻元件免受触点31、41分开时产生的电弧的影响。

如图5所示，本发明断路器的断续器处于断路状态。但是，在导通状态中，图5中的可移动接触器210与固定接触器110接触。

另一方面，按圆盘形状形成固定接触器110和可移动接触器210。固定接触器110的一个表面和可移动接触器210的一个表面分别包括：触点111、211；从触点111、211沿径向方向逐渐倾斜的倾斜表面；和形成在触点111、211的中心部分的凹槽113、213。固定接触器110的另一个表面和可移动接触器210的另一个表面分别构成面向增强部件120、220的平坦表面。

因此，当固定接触器110和可移动接触器210连接时，仅是触点111、211仅相互连接，而倾斜表面112、212和凹槽113、213则不连接。

这里，为了通过减小固定接触器110和可移动接触器210之间的接触面积来迅速完成由于异常电流(超过允许电流的过电流)产生而分开两个接触器110、210时的电流中断操作，在固定接触器110和可移动接触器210上形成倾斜表面112、212。

此外，为了防止在远离轮形固定电极140和轮形可移动电极240形成的垂直磁场的固定接触器110的触点111和可移动接触器210的触点211的中心部分产生电弧，在固定接触器110的触点111和可移动接触器210的触点211的中心部分形成凹槽113、213。

就是说，由轮形固定电极140和轮形可移动电极240形成的垂直磁场与触点111、211之间产生的电弧平行，从而消弱电弧。这可防止在离垂直磁场较远的触点111、211中心部分处产生电弧。

如图5上边的圆所示，凸部151按预定的间隔与固定接触器110分开。因此，电流不从圆柱形电极150、250或轮形电极140、240流至接触器110、210，反之亦然，而大部分流过导电销钉130、230。

当本发明的断续器导通时，固定接触器110和可移动接触器210彼此连接。

其中，在输入电流li通过与电源连接的固定接线端34流向圆柱形固定电极150的情况下，输入电流li经圆柱形固定电极150的本体部分和凸部151流向轮形固定电极140。

随后，输入电流li经第一导电销钉130从轮形固定电极140流向固定接触器110。

最好用不锈钢作为增强部件120的材料，并采用脱氧铜作为第一导电销钉130的材料，以便输入电流li通过第一导电销钉130而不是通过增强部件120流向轮形固定电极140。

同样，用脱氧铜作为第二导电销钉230的材料，并用不锈钢作为增强部件220的材料。

输入电流li经可移动接触器210和第二导电销钉230从固定接触器110流向轮形可移动电极240，并变成从轮形可移动电极240通过圆柱形可移动电极250输出的输出电流lo。

接着，把输出电流lo提供给负载侧(未示出)。

另一方面，在两个电极140、240的接触器110、210接触的状态下，即断续器导通的情况下，如果异常电流从固定侧的电极流向可移动侧的电极，或相反，那么利用连杆，该连杆与大电流产生时被操作的脱扣机构连接，圆柱形可移动电极250向所示图中的下方向移动。

因此，可移动接触器210与固定接触器110分开，从而中断电源侧和负载侧的电连接。

当可移动接触器210与固定接触器110分开时，即断续器断开时，在接触器110、210的触点之间产生垂直电弧。

轮形可移动电极240和轮形固定电极140是分别具有轮辐部件和轮缘部件的轮形导体。当电流流向电极140、240时，通过由轮辐部件和轮缘部件组成的多个水平环路导电性通路，与电弧产生方向平行地形成多个垂直的磁场。下面，将参照图6，更详细地进行说明。

与电弧产生方向平行的多个垂直磁场分散电弧而不是集中在单个点上，并通过在相邻的垂直磁场之间封闭电弧来中断电弧的移动，从而可用低电压迅速地消除电弧。

因此，触点不会因电弧集中导致的高电弧电压的产生而熔化。此外，不会因被集中的电弧的移动在触点上产生熔化线。

下面，参照图6详细说明本发明第一实施例的断路器的断续器的结构、组装方法和操作。

把从圆柱形固定电极150的本体部分伸出的凸部151面对轮形固定电极140设置，并把从圆柱形可移动电极250的本体部分伸出的凸部251面对轮形可移动电极240设置。

其中，圆柱形固定电极150和圆柱形可移动电极250一般为圆柱形形状，在形状和操作上与图1所示的普通电极相同。因此，不同于图5所示的优选实施例，示意性描绘圆柱形固定电极150和圆柱形可移动电极250。

另一方面，轮形固定电极140为轮形，并包括：在其中心部分具有通孔143的圆柱形部件145，垂直插入通孔143中的圆柱形固定电极150的凸部151；从圆柱形部件145开始沿四个径向方向延伸的四个轮辐部件141；和按单体与四个轮辐部件141的一边连接的环形轮缘部件142。

其中，四个轮辐部件141形成为有与各相邻轮辐部件141成90度的间隔。

此外，其优点在于，轮形固定电极140由导电材料例如脱氧铜组成。

当电流从圆柱形固定电极150流向轮形固定电极140时，轮辐部件141分别变成在径向方向上的导电通路。成对的相邻轮辐部件和与其边缘部分连接的轮缘部件142一起形成导电通路的水平环路，并提供环形的导电通路。

在图6中用箭头表示导电通路的各环路。按照本发明的第一实施例，形成导电通路的四个环路。

因此，当电流流向轮形固定电极140时，形成穿过并延伸通过导电通路的四个水平环路的中心部分的四个垂直磁场。

另一方面，为了安装四个第一导电销钉130，在位于各对相邻轮辐部件之间的面对固定接触器110的轮缘部件142的表面上，按相应的数量形成面向圆柱形固定电极150的销钉凹槽。

销钉凹槽144最好处于各对相邻轮辐部件的中心部分，在该位置，电流被集中在轮缘部件142上。凹槽的深度最好等于或大于第一导电销钉130的上凸部的长度。

其中，四个第一导电销钉130分别包括圆盘形状的元件131和分别从圆盘形状的元件131垂直延伸的上下凸部132。上凸部插入销钉凹槽144中，而下凸部插入固定接触器110的销钉凹槽116中。

第一导电销钉130最好由导体例如脱氧铜构成，并用于提供导电通路，以便轮形固定电极140和固定接触器110电连接，使电流可以从轮形固定电极140流向固定接触器110。

此外，第一导电销钉130分配轮形固定电极140和固定接触器110之间的电流。电弧电压与触点上流动的电流量成正比，因此，为了产生具有低电压的电弧，由第一导电销钉130分散电流。

另一方面，当固定接触器110和可移动接触器210连接时，为了防止碰撞集中在第一导电销钉130上，配有第一增强部件120，以便在轮形固定电极140和固定接触器110之间或在轮形可移动电极240和可移动接触器210之间进行机械增强。

此外，第一增强部件120一般为圆盘形状，并在其中心部分有插入孔121，以便插入圆柱形固定电极150的凸部151中。

第一增强部件120的半径小于轮缘部件142的内周边表面的半径，因此，第一增强部件120不与第一导电销钉130连接。

此外，把其电阻大于由脱氧铜构成的第一导电销钉130的电阻的不锈钢作为第一增强部件120的材料。因此，来自轮形固定电极140的电流通过第一导电销钉130大都流向固定接触器110。

另一方面，固定接触器110为圆盘形状的接触器，并通过多个第一导电销钉130与轮形固定电极140进行电连接和机械连接。

就是说，第一导电销钉130的上凸部140相应地插入轮形固定电极140的销钉凹槽144中，而其下凸部相应地插入固定接触器110的销钉凹槽116中，从而与固定接触器110和轮形固定电极140进行电连接和机械连接。

此外，如图6所示，固定接触器110一般为圆盘形状，并包括面向可移动接触器210的第一表面和面向轮形固定电极140的第二表面。

固定接触器110的第一表面包括：触点111、至少一个倾斜表面112和凹槽113，触点111由与可移动接触器210连接的至少一个平坦的表面组成，使至少一个倾斜表面112倾斜，以便不与可移动接触器210连接，从而在与可移动接触器210分离时可以改善分离速度，凹槽113形成在触点111的中心部分，以防止在中心部分产生电弧。固定接触器110的第二表面由平坦的表面组成。

再有，固定接触器110包括从边缘至中心具有预定厚度的导电通路115，并设有四对平行的直线切口114，以防止产生循环的电流。

在由各对直线切口114形成的导电通路115的区域上分别形成安装第一导电销钉130的下凸部的销钉凹槽116，该销钉凹槽靠近固定接触器110的外周边表面。

切口114用于隔开导电通路115，并断开涡流的移动通路，以便当垂直磁场形成时涡流不偏移垂直磁场。

另一方面，如图6所示，按与固定接触器110相同的形状形成面向固定接触器110的可移动接触器210。

就是说，可移动接触器210的第一表面包括：触点211、至少一个倾斜表面212和凹槽213，触点211由与固定接触器110连接的至少一个平坦的表面组成，使至少一个倾斜表面212倾斜，以便不与固定接触器110连接，从而在与固定接触器110分离时可以改善分离速度，凹槽213形成在触点211的中心部分，以防止在中心部分产生电弧。如图6所示，可移动接触器210的第二表面一般由平坦的表面组成。

可移动接触器210还包括从边缘至中心具有预定厚度的导电通路215，并设有四对平行的直线切口214，以防止产生循环的电流。

在由各对直线切口214形成的导电通路215的区域上分别形成安装第二导电销钉230的下凸部的销钉凹槽216，该销钉凹槽靠近可移动接触器210的外周边表面。

切口214用于隔开导电通路215，并断开涡流的移动通路，以便当垂直磁场形成时涡流不偏移垂直磁场。

另一方面，当固定接触器110和可移动接触器210连接时，为了防止碰撞集中在第二导电销钉230上，配有第二增强部件220，以便在轮形可移动电极240和可移动接触器210之间进行机械增强。

第二增强部件220一般为圆盘形状，并包括在其中心部分的插入孔221，以便插入圆柱形可移动电极250的凸部251。

第二增强部件220的半径小于轮缘部件242的内周边表面的半径，因此，第二增强部件220不与第二导电销钉230连接。

此外，把其电阻大于由脱氧铜构成的第二导电销钉230的电阻的不锈钢作为第二增强部件220的材料。因此，来自可移动接触器210的电流通过第二导电销钉230大都流向轮形可移动电极240。

四个第二导电销钉230分别包括圆盘形状的元件231和分别从圆盘形状的元件231垂直延伸的上下凸部232。下凸部插入轮形可移动电极240的销钉凹槽244中，上凸部插入可移动接触器210的销钉凹槽216中。

第二导电销钉230最好由导体例如脱氧铜构成，并用于提供导电通路，使轮形可移动电极240和可移动接触器210电连接，使电流可以从可移动接触器210流向轮形可移动电极240。

此外，第二导电销钉230分配可移动接触器210和轮形可移动电极240之间的电流。

就是说，电弧电压与触点中流动的电流量成正比，因此，为了产生有低电压的电弧，由第二导电销钉230分散该电流。

轮形可移动电极240为轮形形状，并包括：在其中心部分具有通孔243的圆柱形部件245，圆柱形可移动电极250的凸部251垂直插入通孔243；从圆柱形部件245沿四个径向方向延伸的四个轮辐部件241；和按单体与四个轮辐部件241的一边连接的环形轮缘部件242。

其中，四个轮辐部件241形成为与各相邻轮辐部件241成90度的间隔。

此外，其优点在于，轮形可移动电极240由导电材料例如脱氧铜组成。

当电流从可移动接触器210通过第二导电销钉230流向轮形可移动电极240时，轮辐部件241分别变成在径向方向上的导电通路。成对的相邻轮辐部件和与其边缘部分连接的轮缘部件242一起形成导电通路的水平环路，并提供环形的导电通路。

在图6中用箭头表示导电通路的各环路。按照本发明第一实施例，形成导电通路的四个水平环路。

因此，当电流流向轮形可移动电极240时，形成穿过和延伸通过导电通路的四个水平环路的中心部分的四个垂直磁场。

此外，为了安装四个第二导电销钉230，在位于各对相邻轮辐部件之间并面对可移动接触器210的轮缘部件242的表面上，按相应的数量形成面向圆柱形可移动电极250的销钉凹槽。

其中，销钉凹槽244最好处于各对相邻轮辐部件的中心部位，在该位置，电流被集中在轮缘部件242上。凹槽的深度最好等于或大于第二导电销钉230的下凸部的长度。

另一方面，下面将说明本发明第一实施例的断路器的断续器的组装方法。

第一增强部件120位于轮形固定电极140和固定接触器110之间。随后，将四个第一导电销钉130的下凸部分别插入固定接触器110的销钉凹槽116中，并把其上凸部插入面对第一增强部件120并形成在轮形固定电极140的表面上的销钉凹槽144中。

圆柱形固定电极150的凸部151向下安置，穿过轮形固定电极140的通孔143，并插入第一增强部件120的插入孔121中，从而完成固定侧的电极组装。

在可移动侧的电极组装中，首先使第二增强部件220位于轮形可移动电极240和可移动接触器210之间。四个第二导电销钉230的上凸部分别插入可移动接触器210的销钉凹槽216中，而其下凸部插入面对第二增强部件230并形成在轮形可移动电极240表面上的销钉凹槽244中。

圆柱形可移动电极250的凸部251向上安置，穿过轮形可移动电极240的通孔243，并插入第二增强部件220的插入孔221中，从而完成可移动侧的电极组装。

另一方面，为了防止轮形可移动电极240的垂直磁场与轮形固定电极140的垂直磁场重叠，和为了形成多个垂直磁场，把轮形可移动电极240的多个轮辐部件241与固定部件140的多个轮辐部件按预定角度差相应地交替排列。

按照本发明的第一实施例，该预定角度差最好为45度。

上述未说明的部件的组装与图1至图4所示现有技术相同，因此省略其说明。

下面，说明本发明第一实施例的断路器的断续器的操作。

当本发明的断续器导通时，如果利用致动机构(未示出)把圆柱形可移动电极250向图6所示的上方向移动，那么可移动接触器210被移动并与固定接触器110连接。

其中，在输入电流li经过与电源连接的固定接线端34流向圆柱形固定电极150的情况下，输入电流li经圆柱形固定电极150的本体部分和凸部151流向轮形固定电极140。

随后，输入电流li经第一导电销钉130从轮形固定电极140流向固定接触器110。

输入电流li经可移动接触器210和第二导电销钉230从固定接触器110流向轮形可移动电极240，并变成从轮形可移动接触器240通过圆柱形可移动电极250输出的输出电流lo。

接着，把输出电流lo供给负载侧(未示出)。

另一方面，在两个电极140、240的触点110、210被连接的状态下，即断续器导通的情况下，如果异常电流从固定侧的电极流向移动侧的电极，或相反，那么利用连杆，其中该连杆与产生大电流时被操作的脱扣机构连接，使圆柱形可移动电极250向所示图中的下方向移动。

因此，可移动接触器210与固定接触器110分开，从而断开电源侧和负载侧的电连接。

当可移动接触器210与固定接触器110分开时，即当断续器断开时，在接触器110、210的触点111、211之间产生垂直的电弧。

轮形可移动电极240和轮形固定电极140分别是具有轮辐部件141、241和轮缘部件142、242的轮形导体。当电流流向电极140、240时，由轮辐部件141、241和轮缘部件142、242组成的导电通路的多个水平环路与电弧产生方向平行地形成多个垂直磁场。

与电弧产生方向平行的多个垂直的磁场分散电弧而不是把电弧集中在单个点上，并通过在相邻的垂直磁场之间封闭电弧来断开电弧的移动，从而可在低电压迅速地消除电弧。

因此，触点不会因电弧集中导致的高电弧电压的产生而熔化。此外，不会因被集中的电弧的移动在触点上产生熔化线。

当把电流从轮形固定电极140供给固定接触器110时，按流向轮形固定电极140电流的四分之一来设置流过多个第一导电销钉130的电流，因此，该电流相等地流向固定接触器110的导电通路。

在可移动接触器210和固定接触器110被连接的状态下，与流向轮形固定电极140电流的四分之一相同的电流流向可移动接触器210的导电通路215。

当接触器110、210分开时，在面对两个接触器110、210触点的两个导电通路115、215的表面上产生的电弧电压与流向触点的电流量成正比，因此，当流向触点的电流同时流过时，电弧电压被减至四分之一。

随着电弧电压减小，电极140、240的电弧被分散，并中断该电弧的移动。此外，接触器110、210和电极140、240的尺寸可减小，并且电弧屏蔽部件51、52的厚度也可减小。结果，可以减小断续器的尺寸。

另一方面，图7A和图7B是分别说明固定接触器110和可移动接触器210的平面图和底视图。

不带括号的标序号表示固定接触器110的主要组件，而带括号的标号表示可移动接触器210的相应组件。

参照图7A和图7B，标号110和210分别表示固定接触器和可移动接触器。标号114和214分别表示固定接触器110和可移动接触器210的成对切口。标号115和215分别表示固定接触器110和可移动接触器210的电连接通路。标号116和216分别表示在其中可插入第一导电销钉130和第二导电销钉230的插入孔。

如图7A和图7B所示，形成切口114、214，从邻近图6所示的凹槽113、213周边部分的接触器110、210的外表面水平地延伸。

图8是说明本发明第一实施例的断续器的轮形固定电极的底视图，和说明本发明第一实施例的断续器的轮形可移动电极的平面图。不带括号的标号表示轮形固定电极140的主要组件，而带括号的标号表示轮形可移动电极240的相应组件。

此外，标号141和241分别表示轮形固定电极140的四个轮辐部件和轮形可移动电极240的四个轮辐部件。标号142和242分别表示轮形固定电极140的轮缘部件和轮形可移动电极240的轮缘部件。标号143和243分别表示其中可穿过圆柱形固定电极150的凸部151的通孔和其中可穿过圆柱形可移动电极250的凸部251的通孔。

轮形固定电极140的四个销钉凹槽144和轮形可移动电极240的销钉凹槽244是在其中可分别插入第一导电销钉130和第二导电销钉230的凹槽。

图9是说明在本发明第一实施例的断续器中，当电流从固定电极流向可移动电极时，固定电极的电流流动和磁场结构的平面图。图10是说明在本发明第一实施例的断续器中，当电流从固定电极流向可移动电极时，可移动电极的电流流动和磁场结构的平面图。

下面，参照图9和图10，进一步说明本发明第一实施例的电极140、240中电流的水平环路结构和垂直磁场的结构。

当使电流通过圆柱形固定电极150的凸部151供给轮形固定电极140的圆柱形部件145时，供给的电流由四个轮辐部件141分为四路电流，然后，如箭头所示流向轮缘部件142。

到达轮缘部件142的电流被分成两路电流。结果，与通过凸部151供给电流的八分之一相等的电流流向与各轮辐部件141相邻的第一导电销钉130(参见箭头)。

因此，流向第一导电销钉130的电流是被分成八份的两份电流之和，因此，流过与通过凸部151供给的电流的四分之一对应的电流。

如图9所示，由成对的相邻轮辐部件141、141和与轮辐部件141、141的径向方向边缘部分连接的轮缘部件142形成水平电流环路。因此，形成四个水平电流环路。

因此，在穿过各水平电流环路的中心部分的垂直方向上形成垂直磁场。

垂直磁场形成成直角地进入所示图面的垂直环路，用符号“”表示，和按直角从所示图面出来的垂直环路，用符号“⊙”表示。

随后，当分成四份的电流通过第二导电销钉230供给轮形可移动电极240的轮缘部件242时，到达轮缘部件242的电流被分成图10中用箭头表示的两份电流，因此，被分成八份的电流流过轮缘部件242。

被分成八份的电流通过两路流动，因此，流向各轮辐部件241的电流与初始供给电流的四分之一相当。

随后，如图所示，被分成四份的电流集中在轮形可移动电极240的中心，因此与供给电流相等的电流流过圆柱形可移动电极250的凸部251。

其中，如图10所示，由成对的相邻轮辐部件241、241和与轮辐部件241、241的径向方向边缘部分连接的轮缘部件242形成水平电流环路。结果，形成四个水平电流环路。

因此，在穿过各水平电流环路中心部分的垂直方向上形成垂直磁场。

垂直磁场构成按直角进入所示图面的垂直环路，用符号“”表示，和按直角从所示图面出来的垂直环路，用符号“⊙”表示。

另一方面，下面参照图11说明本发明另一实施例的断路器的断续器。

图11是说明本发明另一实施例的断续器的电极结构分解透视图。

图11仅表描绘本发明另一实施例的断路器的断续器的可移动接触器和可移动接触器。但是，除了对称地相互面对设置外，固定接触器和固定电极与可移动接触器和可移动电极在结构和效果上几乎没有差别，因此不再说明。

此外，不再说明与图5至图10所示的本发明第一实施例相同的结构及其操作。

参照图11，可移动接触器400有面向可移动电极300的第一表面，和面向固定接触器(未示出)的第二表面。

可移动接触器400的第一表面一般为平坦表面，而其第二表面包括触点411、至少一个倾斜表面412和凹槽413，触点411至少包括一个平坦表面，用于与固定接触器(未示出)的平坦表面连接，为了不与固定接触器(未示出)连接使至少一个倾斜表面412倾斜，以减少与固定接触器(未示出)的连接面积，从而可以改善与固定接触器(未示出)分开时的分离速度，凹槽413形成在触点411的中心部分，以防止在中心部分产生电弧。

再有，可移动接触器400包括从边缘至中心有预定长度的导电通路410，并设置三对平行直线切口414，以防止产生循环电流。

在由各对直线切口414形成的导电通路410的区域上，分别形成安装第二导电销钉230的上凸部的销钉凹槽(未示出)，该销钉凹槽靠近可移动接触器400的外周边表面。

切口414用于隔开导电通路410，并断开涡流的移动通路，以便当形成垂直磁场时涡流不偏移垂直磁场。

另一方面，当固定接触器(未示出)和可移动接触器400连接时，为了防止碰撞集中在第二导电销钉230上，配置增强部件220，以便在固定电极(未示出)和可移动接触器400之间进行机械增强。

增强部件220一般为圆盘形状，并在其中心部分有插入孔221，以便插入圆柱形可移动电极250的凸部251。

增强部件220的半径小于轮缘部件320的内周边表面的半径，因此，增强部件220不与第二导电销钉230连接。

此外，采用电阻大于由脱氧铜构成的第二导电销钉230的电阻的不锈钢作为增强部件220的材料。因此，来自可移动接触器400的电流通过第二导电销钉230大都流向可移动电极300。

另一方面，三个第二导电销钉230由一个圆盘形状的组件231和分别从圆盘形状组件231向上下方向伸出的凸部232构成。上凸部插入可移动接触器400的销钉凹槽(未示出)中。

第二导电销钉230最好由导体例如脱氧铜构成，并用于提供电连接可移动电极300和可移动接触器400的导电通路，于是电流可以从可移动接触器400流向可移动电极300。

此外，第二导电销钉230分配可移动接触器400和可移动电极300之间的电流。

就是说，电弧电压与触点中流动的电流量成正比，因此，为了产生具有低电压的电弧，由多个第二导电销钉230来分散电流。

另一方面，可移动电极300为轮形，并包括圆柱形部件345、三个轮辐部件310和环形形状的轮缘部件320，圆柱形部件345在其中心部分具有通孔343，圆柱形可移动电极250的凸部251垂直地插入通孔343中，三个轮辐部件310在径向方向上从圆柱形部件345开始延伸，环形形状的轮缘部件320以单体与三个轮辐部件310的边缘部分连接。

其中，按距各相邻轮辐部件310有120度的间隔形成三个轮辐部件310。

此外，其优点在于，可移动电极300由导电材料例如脱氧铜构成。

当电流经第二导电销钉230从可移动接触器400流向可移动电极300时，轮辐部件141分别变成沿径向方向的导电通路。成对的相邻轮辐部件和与其边缘部分连接的轮缘部件320一起形成导电通路的水平环路，并提供环形形状的导电通路。

按照本发明的另一实施例，形成导电通路的三个环路。

因此，当电流流向可移动电极300时，形成穿过并延伸通过导电通路的四个水平环路的中心部分的三个垂直磁场。

另一方面，为了安装三个第二导电销钉230，在位于各对相邻轮辐部件310、310之间的面对可移动电极300的轮缘部件320的表面上，按相应的数量形成面向圆柱形可移动电极250的销钉凹槽344。

销钉凹槽344最好处于各对相邻轮辐部件310、310的中心部分，在该位置，电流被集中在轮缘部件320上。凹槽的深度最好等于或大于第二导电销钉230的下凸部的长度。

另一方面，下面参照图11说明本发明另一实施例的断路器的断续器的组装方法。

使增强部件220位于可移动电极300和可移动接触器400之间。随后，把三个第二导电销钉230的上凸部分别插入可移动接触器400的销钉凹槽(未示出)中，并把其下凸部插入可移动电极300的销钉凹槽344中。

朝上方向即朝可移动电极300的方向放置圆柱形可移动电极250的凸部251，穿过可移动电极300的通孔343，并插入增强部件220的插入孔221中，从而完成可移动电极和可移动接触器的组装。

在可移动侧的电极组装中，首先把第二增强部件220放置在轮形可移动电极240和可移动接触器210之间。把四个第二导电销钉230的上凸部分别插入可移动接触器210的销钉凹槽216中，并把其下凸部插入面对第二增强部件230且形成在轮形可移动电极240表面上的销钉凹槽244中。

朝上方向放置圆柱形可移动电极250的凸部251，穿过轮形可移动电极240的通孔243，并插入第二增强部件220的插入孔221中，从而完成移动侧电极的组装。

另一方面，为了防止可移动电极300的垂直磁场与固定电极的垂直磁场重叠，和为了形成多个垂直磁场，把可移动电极300的轮辐部件310与固定部件(未示出)的轮辐部件(未示出)按预定角度差分别交替排列。

按照本发明的另一实施例，该预定角度差最好为60度。

固定接触器和固定电极的组装方法与图11所示的可移动接触器和可移动电极的组装方法相同，因此，省略其说明。

另一方面，下面将说明本发明另一实施例的断路器的断续器的操作。

与如上所述的本发明第一实施例的操作相同，当断路器的断续器导通时，如果利用致动机构(未示出)将圆柱形可移动电极250向图11中的上方向移动，那么可移动接触器400被移动并与固定接触器(未示出)连接。

其中，在输入电流通过与电源连接的固定接线端(未示出)流向固定电极(未示出)的情况下，输入电流通过固定电极(未示出)流向轮形固定电极(未示出)。

随后，输入电流经第一导电销钉(未示出)从轮形固定电极(未示出)流向固定接触器(未示出)。

输入电流通过可移动接触器400和第二导电销钉230从固定接触器(未示出)流向可移动电极300，并变成从可移动电极300通过圆柱形可移动电极250输出的输出电流。

接着，将输出电流供给负载侧(未示出)。

另一方面，在固定接触器(未示出)和可移动接触器400连接的情况下，即在断续器导通的情况下，如果异常电流从固定侧的电极流向移动侧的电极，或相反，那么利用连杆，其中该连杆与大电流产生时被操作的脱扣机构连接，圆柱形可移动电极250向所示图中的下方向移动。

因此，可移动接触器400与固定接触器(未示出)分开，从而中断电源侧和负载侧的电连接。

当固定接触器(未示出)与可移动接触器400分开时，即断续器断开时，在固定接触器和可移动接触器的触点之间产生垂直的电弧。

因此，可移动电极300和固定电极(未示出)分别为具有轮辐部件和轮缘部件的轮形导体。当电流流向电极时，利用由轮辐部件310和轮缘部件320组成的导电通路的多个水平环路，形成与电弧的产生方向平行的多个垂直磁场。

与电弧的产生方向平行的多个垂直的磁场分散电弧，而不是把电弧集中在单个点上，并通过在相邻的垂直磁场之间封闭电弧来中断电弧的移动，从而在低电压迅速地消除电弧。

因此，触点不会因电弧集中导致的高电弧电压的产生而熔化。此外，不会因集中电弧的移动在触点上产生熔化线。

当把电流从固定电极(未示出)供给固定接触器(未示出)时，按通过多个第一导电销钉(未示出)流向固定电极(未示出)电流的三分之一提供电流，因此，电流相等地流向固定接触器的导电通路。

在可移动接触器400和固定接触器(未示出)连接的情况下，与流向固定电极电流的三分之一相等的电流流向可移动接触器400的导电通路410。

在触点分开时，固定接触器(未示出)和可移动接触器400的触点之间产生的电弧电压与流向触点的电流量成正比，因此，当流向触点的电流同时流动时，使电弧电压减至三分之一。

随着电弧电压被减小，电极的电弧被分散，并中断该电弧的移动。此外，接触器和电极的尺寸可减小，并且电弧屏蔽部件的厚度也可减小。结果，可以减小断续器的尺寸。

图12是说明本发明另一实施例的轮形可移动电极的平面图。

轮形固定电极的底表面与轮形可移动电极300的平坦表面相同。

标号300表示轮形可移动电极，而标号310表示可移动电极310的三个轮辐部件。

标号320表示轮缘部件。可移动电极300的三个销钉凹槽344是在其中插入第二导电销钉230的凹槽。

下面，参照图13说明本发明另一实施例的电极中电流的水平环路结构和垂直磁场的结构。

为了避免重复，将以轮形固定电极500为例，但未省略可移动电极300的说明和解释。

当使电流通过固定电极(未示出)供给轮形固定电极500的圆柱形部件545时，供给的电流由三个轮辐部件510分成三份，因此如箭头所示那样流向轮缘部件520。

到达轮缘部件520的电流被分成两份。结果，与通过固定电极(未示出)供给的电流的六分之一相等的电流流向与各轮辐部件510(参见箭头)相邻的第一导电销钉130。

因此，流向各第一导电销钉130的电流为分成六份的两路电流之和，由此，流过与通过固定电极(未示出)供给的电流的三分之一对应的电流。

如图13所示，由成对的相邻轮辐部件510、510和与轮辐部件510、510的边缘部分连接的轮缘部件520形成水平电流环路。因此，形成三个水平电流环路。

因此，在穿过各水平电流环路中心部分的垂直方向上形成垂直磁场。

垂直磁场形成按直角进入所示图面的垂直环路，用符号“”表示，和按直角从所示图面出来的垂直环路，用符号“⊙”表示。

标号614表示在固定接触器(未示出)中形成的切口。

如上所述，利用形成平行于电弧的多个垂直磁场，本发明的断路器的断续器可以分散在中断大电流时可移动接触器与固定接触器分开时所产生的电弧，并利用在成对的相邻磁场之间封闭电弧，可以防止因电弧的集中和移动产生的触点熔化和熔化线。

此外，通过多个导电通路将电流分开供给在第一接触器上相互分开的多个触点，并施加多个垂直磁场。因此，电弧被分散，其电压被降低。结果，电弧被迅速消弱，从而减轻触点的损耗，改善了电路性能和增加了断开量。

此外，与普通的断续器比较，本发明的断路器的断续器具有改善的异常电流断开性能，并减小了尺寸，尺寸的减小可降低制造成本。

在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以用多种形式来实施，但应该指出，除非另有说明，上述实施例并不限于上述说明的细节，本发明应该完全由权利要求定义的精神和范围来广泛限定，因此，所有的变化和改进都在权利要求所限定的范围内，或在权利要求包括的等同物的范围内。

Claims (11)

1.一种用于断路器的断续器，包括：

固定电极，该固定电极包括用于形成多个垂直磁场的多个导电通路的水平环路；

固定接触器，该固定接触器与固定电极电连接；

可移动电极，该可移动电极包括用于形成多个垂直磁场的多个导电通路的水平环路；和

可移动接触器，该可移动接触器与可移动电极电连接，并与固定接触器可移动地连接，用于与固定接触器电连接，或与固定接触器分开，从而断开与固定接触器的电连接，

其中，所述固定电极包括：

环形形状的导电部件，该部件在电流流动的地方提供环形形状的导电通路；

多个轮辐形状的导电部件，该部件与环形形状的导电部件连接，用于在电流流动的地方提供径向导电通路；和

多个导电通路的水平环路，该环路由成对的轮辐形状的导电部件和环形形状的导电部件形成，用于形成多个垂直磁场，

所述可移动电极包括：

环形形状的导电部件，该部件在电流流动的地方用于提供环形形状的导电通路；

多个轮辐形状的导电部件，该部件与环形形状的导电部件连接，用于在电流流动的地方提供径向导电通路；和

多个导电通路的水平环路，该环路由成对的轮辐形状的导电部件和环形形状的导电部件形成，用于形成多个垂直磁场，

所述断续器还包括：

连接在固定电极的环形形状的导电部件和轮辐形状的导电部件的连接点的中心和固定接触器之间的多个第一导电销钉部件，用于把固定电极电连接到固定接触器上，并且用于分散它们之间的电流流动；以及

连接在可移动电极的环形形状的导电部件和轮辐形状的导电部件的连接点的中心和可移动接触器之间的多个第二导电销钉部件，用于把可移动电极电连接到可移动接触器上，并且用于分散它们之间的电流流动。

2.如权利要求1的用于断路器的断续器，还包括在固定电极和固定接触器之间或在可移动电极和可移动接触器之间配置的机械增强部件，用于在可移动接触器与固定接触器接触时，防止碰撞集中在第一导电销钉部件或第二导电销钉部件上。

3.如权利要求2的用于断路器的断续器，其中增强部件由电阻明显大于第一导电销钉部件或第二导电销钉部件的电阻的材料构成，以便电流仅流过第一导电销钉部件或第二导电销钉部件。

4.如权利要求3的用于断路器的断续器，其中增强部件由不锈钢构成，第一或第二导电销钉部件由脱氧铜构成。

5.如权利要求1的用于断路器的断续器，其中固定接触器为具有面向可移动接触器的表面的圆盘形状的导体，该表面包括：

至少一个用于连接可移动接触器的平面；

至少一个倾斜的斜面，以便不与可移动接触器连接，当与可移动接触器分开时，可以提高分开速度；

在中心部分形成的凹槽，以便防止在中心部分产生电弧；和

形成多路直线电流通路并且平行地形成距边缘有预定长度的几对直线切口，以防止产生循环电流。

6.如权利要求1的用于断路器的断续器，其中可移动接触器为具有面向固定接触器的表面的圆盘形状的导体，该表面包括：

至少一个连接固定接触器的平面；

至少一个倾斜的斜面，以便不与固定接触器连接，从而在与固定接触器分开时，可以提高分开速度；

在中心部分形成的凹槽，以防止在中心部分产生电弧；和

形成多路电流通路并平行地形成距边缘有预定长度的几对直线切口，以防止产生循环电流。

7.如权利要求1的用于断路器的断续器，其中把可移动电极的轮辐形状的导电部件与固定部件的轮辐形状的部件按预定角度差分别交替排列，以防止可移动电极的垂直磁场与固定电极的垂直磁场重叠。

8.如权利要求7的用于断路器的断续器，其中固定电极的多个轮辐形状的导电部件是分别按90度间隔排列的四个轮辐形状的导电部件；固定电极的多个导电通路的水平环路的数量为4；可移动电极的多个轮辐形状的导电部件是分别按90度间隔排列的4个轮辐形状的导电部件；可移动电极的多个导电通路的水平环路的数量为4；而预定角度差为45度。

9.如权利要求7的用于断路器的断续器，其中固定电极的多个轮辐形状的导电部件是分别按120度间隔排列的三个轮辐形状的导电部件；固定电极的多个导电通路的水平环路的数量为3；可移动电极的多个轮辐形状的导电部件是分别按120度间隔排列的三个轮辐形状的导电部件；可移动电极的导电通路的多个水平环路的数量为3；而预定角度差为60度。

10.如权利要求1的用于断路器的断续器，还包括容器，用于在该容器真空状态的内部空间中安装固定电极、固定接触器、可移动电极和可移动接触器。

11.如权利要求1的用于断路器的断续器，还包括容器，用于在填充绝缘气体的该容器内部空间内安装固定电极、固定接触器、可移动电极和可移动接触器。

Images