CN1482643A - 具有快速跳闸功能的低压断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速跳闸功能的低压断路器。它的主要特点是触头装置至少有一个侧面设有内通的开口凸缘，设在底座上的转轴底部设有相应的受力件，受力件接受从触头装置的开口凸缘逸出的过压气流，通过转轴传递到触动件处被放大，进而快速打击锁扣，产生跳闸。由于此力的产生早于前述的热能、电磁系统中电磁部分动作产生的力，减少了中间环节，所以能使低压断路器早分断，减少分断时间，使断路器分断能力大大提高。

Description

具有快速跳闸功能的低压断路器

                          技术领域

本发明涉及一极或多极低压断路器，具体地说是一种具有快速跳闸功能的低压断路器。

                          背景技术

现有的低压断路器包括设置的一极或多极触头装置，实现合、分闸的操作机构；过载和/或短路时动作的热能、电磁脱扣装置与装纳所述前三项的底座、基座和盖。众所周知，当断路器受到大电流过载时，触头装置中的接触头受到电动力的作用，两者排斥，达到限流作用，紧接着热能、电磁脱扣装置中的电磁部分动作快速打击，使断路器分断，达到保护线路和设备的作用。多极之每极中都有可能受到短路电流的冲击。所以每极都能达到限流与电磁快速分断的效果。但是，靠接触系统中的接触头相互斥力限流和热能、电磁脱扣装置中电磁部分动作达到分断，动作时间长，往往容易使断路器的短路分断保护能力达到饱和，提高分断档次甚难。

                        发明内容

本发明要解决的是现有的低压断路器分断保护能力易饱和，分断档次难以提高的问题。专利ZL9211503.2提供了一种具有快速跳闸功能的低压断路器，利用气室收集接触头分断短路电流形成高压气体，推动活塞并带动杆打击锁扣，使断路器操作机构的四连杆机构瓦解，达到断路器快速分断的目的，但其结构、工艺复杂，费工费料。本发明提供一种更加简捷有效的技术方案：所述断路器具有底座、基座和盖组成的外壳，该断路器包括一极或多极触头装置，所述触头装置内设有灭弧栅片室，安装在所述灭弧室之间的接触点能在通过的电流超过一定的值时所产生的电动斥力作用下分开，形成对所述电流的限制，一个使所述触头断开和闭合的操作机构，一个驱动所述操作机构的过载和/或短路故障的热能，电磁脱扣装置和转轴，所述触头装置至少有一个侧面设有开口凸缘，所述开口凸缘与产生贮存高压气体的空间连通；而且在底座的相应处还设有转轴，所述转轴具有与所述的开口凸缘相对配置的受力件以及用该受力件传递旋转力去触动操作机构的跳闸装置使开关跳闸的触动件；所述触动件与锁扣相对配置。

当低压断路器受到大电流冲击时，接触头斥开，产生电弧，继而产生能量和冲击，其中大部分被灭弧栅片消耗，部分能量和冲击沿着触头装置的开口凸缘逸出，受力件接受从触头装置的开口凸缘逸出的过压气流，这样就产生了一个绕转轴旋转的力，此旋转力传递到触动件处被放大，进而快速打击锁扣，产生跳闸。由于此力的产生早于前述的热能、电磁系统中电磁部分动作产生的力，因而中间减少了一个电磁力通过调节杆和跳扣打击跳闸装置的环节，所以能使低压断路器早分断，减少分断时间，使多极低压断路器分断能力大大提高，通过理论分析，本发明的多极低压断路器较原有产品的分断能力提高50％。且这一点已通过实验得到证实。

所述的转轴的下端设置在底座的支承上，上端枢装在支件上，所述支件与底座机械连接，使转轴保持灵活转动。

所述触头装置的开口凸缘内还套装一浮动的传感件，所述传感件为具有与开口凸缘内孔适配截面的柱体，与所述开口凸缘之间留有一个轴向的行程间隙；所述受力件呈柱形，并与所述开口凸缘相对配置。传感件接受从触头装置的开口凸缘逸出的气流后向外弹出，打击受力件，同样形成一个绕转轴旋转的力，此旋转力传递到触动件处被放大，进而快速打击锁扣，产生跳闸。转轴旋转角度受受力件与触头装置之间安装位置的限制，传感件在完成工作行程后限定在开口凸缘内，不使触头装置内的气体外泄。

作为本发明的另一种型式，所述受力件为翼片形，其受力面与所述开口凸缘的轴线相垂直。所述翼片形可是单个，也可以为一对。传感件接受从触头装置的开口凸缘逸出的气流后向外弹出，打击旋转翼形片，同样形成一个绕转轴旋转的力，此旋转力传递到触动件处被放大，进而快速打击锁扣，产生跳闸。所述开口凸缘的外表面呈锥形，即保证凸缘的强度，又可节省材料。

作为本发明的另一种型式，所述开口凸缘的外表面呈柱形；所述受力件呈杯状，套装在所述开口凸缘上，并且两者配合的距离大于所述受力件的工作行程。容易理解的是：当转轴受到强大气吹旋转后，不能使杯形受力面脱离触头装置的内通开口凸缘，这样就不会使相邻触头装置之间的气体相串通导致短路或单独一极的气体溢出破坏底座、基座和盖等。

所述的转轴、触动件以及受力件可制成一体化结构或采用分立零件组装合成，前者结构具有较高的刚性，且容易实现制造。该机构设置在相邻触头装置之间或单独一极的一侧，下端和中间部分有支承，保持其能平稳快速旋转。所述转轴上设有复位弹簧，使其在受到气吹打击跳扣后能快速复位，以便更好的完成下一次过载分断。所述弹簧可为扭簧、拉簧、压簧。在低压断路器中，单独一极时可以设置单个转轴，在多极的情况下为了提高每极的快速分断能力，也可以在每相邻两极触头装置之间均设置一个这样的快速跳闸机构，因此，当多极断路器的极数为n时，快速跳闸机构的数目为n-1个，且每个快速跳闸机构都能使跳扣脱扣，产生跳闸，实现多极低压断路器快速分断，保护电路和设备。

在多极断路器中，旋转打击式快速跳闸机构的受力件最好为一对，分别朝向相邻的触头装置上的开口凸缘。

                         附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明低压断路器实施例的结构示意图。

图2为转轴带一对柱形受力件、主体转轴、触动件的放大透视图。

图3(a)为传感件和开口凸缘的触动装置结构示意图。

图3(b)为图3(a)的A-A向剖视图。

图4多极触头装置的内部结构示意图。

图5热能、电磁脱扣装置结构示意图。

图6为基座并盖的透视图。

图7为转轴带单个柱形受力件、主体转轴、触动件的放大透视图。

图8为转轴带双翼形片受力件、主体转轴、触动件的放大透视图。

图9(a)为与图8转轴实施例结构相配合的传感件和开口凸缘的触动装置的结构示意图。

图9(b)是图9(a)的B-B向剖视图。

图10为本发明低压断路器另一实施例的结构示意图。

图11为带一对杯形受力件的转轴的放大透视图。

图12为带单个杯形受力件的转轴的放大透视图。

                           具体实施方式

参照图1-6，所述低压断路器具有底座4、基座17和盖18组成的外壳，该断路器包括并排放置的三极触头装置5。触头装置5内，两个灭弧栅片室14，两对安装在所述灭弧栅片室14的接触头12、13能在通过的电流超过一定值时所产生的电动斥力的作用下分开，形成对所述电流的限制，一个使所述接触头断开和闭合的操作机构1，一个驱动所述操作机构1的过载和/或短路故障的热能、电磁脱扣装置15和一个转轴8，所述转轴8的下端设置在底座4的支承32上，上端枢装在支件33上，所述支件33与底座4机械连接。所述转轴8通过底部设置的一对受力件30接受来自于触头装置5中的力，产生旋转力矩，该力矩达到一定值时，驱动所述操作机构1的跳闸装置23。

所述受力件30呈柱体，该柱体的截面可以为任何形式，通常为方柱体、圆柱体或者椭圆柱体，在本实施方式中，采用方柱体。

所述转轴8的顶端设有触动件9，其下是主体转轴35和受力件30，采用模制塑料制成一体化结构。所述触动件9与锁扣7相对配置。中间触头装置5两侧面均设有内通的开口凸缘6，而两侧的触头装置5仅在向内一侧设开口凸缘6。所述开口凸缘6与产生贮存高压气体的空间34连通。传感件29为具有与开口凸缘6内孔适配截面的柱体，套装在开口凸缘6内，与受力件30相对。在本实施方式中，所述传感件29为与所述受力件30形状相匹配的方柱体。所述传感件29在开口凸缘6内浮动并可以作一定距离的轴向运动，当其撞击旋转受力件30后，旋转受力件30有一定限位，传感件29也被限制，只有一定的移动距离。传感件29接受从触头装置5的开口凸缘6逸出的气流后向外弹出，打击旋转受力件30，形成一个绕转轴8旋转的力，此旋转力传递到触动件9处被放大，进而快速打击锁扣7，产生跳闸。复位弹簧3使主体转轴8复位，同时传感件29也被复位以便更好地完成下一次短路分断。

图7所示实施方式是在上述实施方式基础上改进的，不同之处在于设置在转轴8上的受力件30为单个，这样，每个触头装置5均在同一侧设有开口凸缘6，与受力件30相对应。同样这种结构更适合单极断路器。

图8、9所示的是本发明另一实施方式，所述受力件为翼形片31，开口凸缘6的外表面27呈圆锥形。传感件29为具有锥形或半球形头部的圆柱体，套装在开口凸缘6内，与翼形片31相对，翼形片31的受力面20与所述开口凸缘6的轴线相垂直。传感件29在开口凸缘6内浮动并可以作一定距离的轴向运动，当其撞击旋转翼形片31后，旋转翼形片31有一定限位，传感件29也被限制，只有一定的移动距离。传感件29接受从触头装置5的开口凸缘6逸出的气流后向外弹出，打击旋转翼形片31，形成一个绕转轴8旋转的力，此旋转力传递到触动件9处被放大，进而快速打击锁扣7，产生跳闸。

图10、11所示的是本发明再一实施方式，与图1实施方式不同的是：触头装置5上的开口凸缘6的外表面27也呈柱状，转轴底部设有杯形受力件10，该受力件10直接套装在所述的开口凸缘6上，并且两者配合的距离大于所述受力件10的工作行程。所述开口凸缘6的外表面27可以是任何形式的柱面，在本实施方式中为圆柱面，相应地所述杯形受力件10的内表面也呈圆柱面。

当低压断路器受到大电流冲击时，接触头12、13斥开，产生电弧，继而产生能量和冲击，其中大部分被灭弧栅片消耗，部分能量和冲击沿着触头装置5的开口凸缘6逸出，因左右杯形受力件10接受从相邻两极触头装置5的开口凸缘6逸出的气流，这样就产生了一个使转轴绕自身轴体旋转的力，此旋转力传递到顶部触动件9处被放大，进而快速打击跳扣，使之绕自身轴体按反时针转动，产生跳闸。由于该力的产生早于热能、电磁系统中电磁部分动作产生的力，因而中间减少了一个电磁力通过调节杆16、跳扣22打击跳闸装置23的环节，所以能使低压断路器快速分断，提高分断能力。

图12所示实施方式是在上述实施方式的基础上改进的，不同之处在于转轴的杯形受力件10为单个，这样，每个触头装置5均在同一侧设有开口凸缘6，与杯形受力件10相对应。这种结构更适合单极断路器。

Claims (9)

1、具有快速跳闸功能的低压断路器，所述断路器具有底座(4)、基座(17)和盖(18)组成的外壳，该断路器包括一极或多极触头装置(5)，所述触头装置(5)内设有灭弧栅片室(14)，安装在所述灭弧室(14)之间的接触头(12、13)能在通过的电流超过一定的值时所产生的电动斥力作用下分开，形成对所述电流的限制，一个使所述触头断开和闭合的操作机构(1)，一个驱动所述操作机构(1)的过载和/或短路故障的热能，电磁脱扣装置(15)和转轴(8)其特征在于：所述触头装置(5)至少有一个侧面设有开口凸缘(6)，所述开口凸缘(6)与产生贮存高压气体的空间(34)连通；而且在底座(4)的相应处还设有转轴(8)，所述转轴(8)具有与所述的开口凸缘(6)相对配置的受力件(10、30)以及用该受力件(10、30、31)传递旋转力去触动操作机构(1)的跳闸装置(23)使开关跳闸的触动件(9)；所述触动件(9)与锁扣(7)相对配置。

2、如权利要求1所述的断路器，其特征在于所述转轴(8)的下端设置在底座(4)的支承(32)上，上端枢装在支件(33)上，所述支件(33)与底座(4)机械连接。

3、如权利要求2所述的断路器，其特征在于所述触头装置(5)的开口凸缘(6)内还套装一浮动的传感件(29)，所述传感件(29)与所述开口凸缘(6)之间留有一个轴向的行程间隙。

4、如权利要求3所述的断路器，其特征在于所述的传感件(29)为具有与所述开口凸缘(6)内孔适配截面的柱体。

5、如权利要求4所述的断路器，其特征在于所述的受力件(30)呈柱形。

6、如权利要求5所述的断路器，其特征在于所述的受力件(31)呈翼片形，其受力面(20)与所述开口凸缘(6)的轴线相垂直。

7、如权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述开口凸缘(6)的外表面(27)呈柱形；所述受力件(10)呈杯状，套装在所述开口凸缘(6)上，并且两者配合的距离大于所述杯形受力件(10)的工作行程。

8、如权利要求1～7任何一项所述的断路器，其特征在于所述转轴(8)上设有复位弹簧(3)。

9、如权利要求6所述断路器，其特征在于所述转轴(8)、触动件(9)以及受力件(10、30、31)设计成一体。

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