CN203398048U - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器，包括壳体，位于所述壳体内的至少一组触头，及驱动所述触头接通或分断的脱扣机构，驱动所述脱扣机构动作的电磁驱动线圈，所述脱扣机构包括，由复位机构、脱扣架以及动触头部件组成的连杆机构，其中所述动触头部件与所述脱扣架分别通过轴销可旋转地固定在所述壳体上，所述动触头部件上设置有动触头，在所述脱扣架或所述动触头部件上设置动铁芯。当本实用新型的断路器在发生短路的时候，电磁驱动线圈可以直接作用在位于动触头部件或脱扣架上的动铁芯上，进而直接带动动触头部件或脱扣架绕轴销旋转以使动触头与静触头分离，大大缩短了动、静触头分离的时间，减短了短路电流对负载的伤害，从而有效的保护负载。

Description

一种断路器

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，特别是涉及一种分断迅速的断路器。 

背景技术

当负载在电路中发生短路等故障时，断路器接收到故障信号，并触发断路器脱扣机构脱扣，以分离断路器上的动、静触点，进而切断负载的输入电流，以免短路电流损坏负载。而动、静触点之间分离的越快，则短路电流作用在负载上的时间则越短，这样便越有利于保护负载不受损坏；反之，动、静触点分离的越慢，则短路电流作用在负载上的时间越长，那么负载损毁的就更严重，甚至是彻底毁坏，从而造成重大损失。 

传统断路器的动、静触头分离装置主要包括线圈装置、动铁芯、静铁芯、线圈骨架和撞针等，当负载电路发生短路故障，电流线圈产生磁场，动铁芯在磁场力的作用下推动撞针，再由撞针撞击脱扣机构，脱扣机构绕旋转轴旋转，并通过连杆带动动、静触头分离。当电路中发生短路等故障时，线圈装置产生磁场要消耗一定时间，在磁力作用下动铁芯带动撞针运动到脱扣机构上又消耗一定时间，而撞针带动脱扣架完成脱扣动作还要消耗一定时间，脱扣以后的动、静触头分离消耗一定时间，分离产生的电弧在灭弧室灭弧又得消耗一定时间，这些时间加在一起，就成了损毁负载的总时间，那么如何提高动静触头的分断速度，进而减少短路电流的作用时间，就成保护负载的最有效的手段。 

如中国专利文献CN102187420A公布了一种低压断路器，其包括在闭合位置和断开位置之间互换定位的第一和第二电接触元件，在闭合位置第一和第二电接触元件互相接触，在断开位置第一和第二电接触元件彼此分离，该断路器还具有运动链，所述运动链通过电磁致动装置快速制动，所述电磁致动装置作用在运动链的释放机构上，进而完成动静触点的分离。为了使动、静触点的分离更加迅速，在动触头的与触点相对的一端还安装有铁磁元件，电磁制动装置上的活塞对运动链施加脱扣力的同时，还对铁磁元件产生一个附加的吸引力，这样便可以加速动、静触头的分断，从而缩短短路电流的作用时间。尽管该断路器在可以缩短动、静触头的分断时间，但是该断路器仍然需要耗费时间完成活塞顶出、脱扣动作，所以在整个短路电流的作用时间上并没有明显缩短，依然会使电路中的负载承受较长时间的短路电流的损害。且该断路器的由于通过一个主脱扣装置和一个辅助脱扣装置实现脱扣，导致零件较多，结构复杂，各个零件之间的摩损会导致工作可靠性降低；并且，由于该电磁致动装置只能传递更大的推力使接触轴转动更快，而没有给动触头一个保持分离或保持接触的作用力，因此，如果只保留电磁致动装置实现断路器脱扣则无法实现动静触点的可靠断开或连接。 

实用新型内容

为此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现快速分断动、静触头，最大限度缩短短路电流作用时间，进而能够有效保护电路中负载的断路器。 

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种断路器，包括壳体，位于所述壳体内的至少一组触头，及驱动所述触头接通和分断的脱扣机构，驱动所述脱扣机构动作的电磁驱动线圈； 

所述脱扣机构包括，由复位机构、脱扣架以及动触头部件组成的连杆机构，其中，所述动触头部件与所述脱扣架分别通过轴销可旋转地固定在所述壳体上，所述动触头部件上设置有动触头，在所述脱扣架或所述动触头部件上设置所述动铁芯；所述动触头部件上设有动触头压簧，所述脱扣架上设有闭合保持弹簧，

发生短路时，所述动铁芯在所述电磁驱动线圈的驱动下带动所述动触头部件或所述脱扣架绕所述轴销旋转，并在所述动触头压簧的弹力下迫使所述动触头与静触头分离；接通时，所述复位机构驱动所述动触头部件和所述脱扣架绕所述轴销旋转，并在所述动触头压簧及所述闭合保持弹簧的共同作用下， 保持所述动触头与所述静触头紧密接触。

所述动触头部件上与所述轴销配合的轴孔为长条孔，所述轴孔的长度方向与所述动触头靠近所述静触点旋转的切线方向一致。 

所述复位机构包括可绕复位轴销转动的复位盘，沿所述复位盘外侧延伸的复位手柄，以及套设在所述复位轴销上，驱动所述复位盘向断开位置旋转的复位扭簧；所述动触头部件、所述脱扣架与所述复位装置通过推杆联动；所述推杆的两端设有同方向的弯折部；其中一个所述弯折部插接在所述复位盘上并与所述复位轴销相隔一定距离；另一个所述弯折部的根部置于所述脱扣架上的推动凹槽内，其端部置于所述脱扣架上的弧形轨道槽内；电路接通时，所述弯折部的根部抵住所述推动凹槽的一端；所述弯折部、所述复位轴销以及所述弯折部的轴线相互平行，且轴向投影构成三角形结构。 

所述动触头部件在朝向所述电磁驱动线圈方向的上侧一体成型有伸出部，所述动铁芯可拆卸地连接于所述伸出部的下侧。 

所述脱扣架在朝向所述电磁驱动线圈方向的上侧一体成型有伸出部，所述动铁芯可拆卸地连接于所述伸出部的下侧。 

所述伸出部与所述动铁芯的配合面上分别设有相互插接配合的燕尾式凹槽和凸起。 

所述动触头压簧的一端抵在所述动触头部件上的凸起上，其另一端抵在所述壳体内侧，所述凸起设置在所述轴孔与所述推动凹槽之间。 

所述闭合保持弹簧的一端抵在所述脱扣架上的凹槽上，其另一端抵在所述壳体内侧；所述复位机构接通电路时，所述闭合保持弹簧通过压迫所述脱扣架，进而保持所述弯折部抵触所述推动凹槽的一端部，此时所述轴销位于所述轴孔的中间位置，所述动触头压簧向所述动触头部件施加的弹力使所述动触头与所述静触头紧密接触；所述弯折部与所述推动凹槽分离时，所述动触头压簧驱动所述动触头部件使所述轴销抵在所述轴孔的端部，并以所述轴孔内的轴销为支点，推动所述动触头与所述静触头分离。 

所述电磁驱动线圈包括线圈，设置于所述线圈轴心处的静铁芯，以及增强所述线圈吸合力的轭铁。 

所述动触头部件还连接有用于热过载保护的双金属片。 

本实用新型的有益效果是： 

1.本实用新型的动触头部件或脱扣架上设有动铁芯，该动铁芯在电磁驱动线圈的驱动下可带动动触头部件或脱扣架绕轴销旋转，以使动触头部件上的动触头与静触头分离，当本实用新型的断路器在发生短路的时候，电磁驱动线圈可以直接作用在位于动触头部件或脱扣架上的动铁芯上，进而直接带动动触头部件或脱扣架绕轴销旋转以使动触头与静触头分离，并且在动触头压簧的弹力作用下，可以保持动、静触头可靠分离；在复位机构驱动下，动触头向着静触头的一侧旋转，并在动触头压簧及闭合保持弹簧的共同作用下，使所述动触头与所述静触头紧密接触；本实用新型的断路器大大缩短了动、触头分离的时间，减短了短路电流对负载的伤害，从而有效的保护负载，且零件较少，工作可靠性大大提高。

2. 本实用新型的动触头部件上与轴销配合的轴孔为长条孔，该轴孔的长度方向与动触头部件的旋转方向匹配。本实用新型通过将与轴销配合的轴孔为长条孔，动静触头接触后，继续推动复位机构使轴销远离长条轴孔的端部，此时，在动触头压簧及闭合保持弹簧的共同作用下，可使所述动触头与所述静触头紧密接触，本实用新型的这种结构可以有效解决现有断路器由于动触头与静触头长时间的磨损而导致动静触头之间的配合不紧密，导通电流效果不好的问题。 

3.本实用新型的电磁感应的线圈上设置有轭铁， 可以增强线圈对动铁芯的吸合力，进而电路发生短路的时候能够快速响应并吸附动铁芯带动动、静触头分离，增强了安全稳定性。 

附图说明

为了使实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1是本实用新型的动触头部件上安装有动铁芯的结构爆炸图；

图2是本实用新型的动触头部件上安装有动铁芯的动、静触头接通时的结构示意图；

图3是本实用新型的动触头部件上安装有动铁芯的推杆和动触头部件分离时的结构示意图；

图4是本实用新型的动触头部件上安装有动铁芯的动、静触头完全断开时的结构示意图；

图5是本实用新型的动触头部件与双金属片配合的结构示意图；

图6是本实用新型的动触头部件上安装有动铁芯时的脱扣架的结构示意图；

图7是本实用新型的脱扣架上安装有动铁芯时的结构爆炸图；

图8是本实用新型的脱扣架上安装有动铁芯时的动、静触头接通时的结构示意图；

图9是本实用新型的脱扣架上安装有动铁芯时的推杆和动触头部件分离时的结构示意图；

图10是本实用新型的脱扣架上安装有动铁芯时的动、静触头完全断开时的结构示意图；

图11是另一种实施方式的动触头部件上安装有动铁芯的结构爆炸图；

图12是另一种实施方式的动触头部件上安装有动铁芯的动、静触头接通时的结构示意图；

图13另一种实施方式的动触头部件上安装有动铁芯的推杆和动触头部件分离时的结构示意图；

图14另一种实施方式的动触头部件上安装有动铁芯的动、静触头完全断开时的结构示意图。

图中附图标记表示为： 

1-动触头部件；10-双金属片；11-轴孔；12-动触头压簧；13-推动凹槽；14-凸起；15-动触头；16-静触头；2-脱扣架；21-闭合保持弹簧；22-凸台；23-弧形轨道槽；3-轴销；4-伸出部；5-电磁驱动线圈；51-线圈；52-静铁芯；53-动铁芯；54-轭铁；6-推杆；61，62-弯折部；7-壳体；8-复位机构，81-复位轴销；82-复位盘；83-复位手柄；84-复位扭簧。

具体实施方式

实施例一 

参见图1-6为本实用新型公开的断路器，其包括壳体7，所述壳体7内设有一组触头，及驱动所述触头接通和分断的脱扣机构，驱动所述脱扣机构动作的电磁驱动线圈5；所述脱扣机构包括由复位机构8、脱扣架2以及动触头部件1组成的连杆机构；其中，所述动触头部件1与所述脱扣架2分别通过轴销3可旋转地固定在所述壳体7上，所述动触头部件1上设置有动触头15，所述动触头部件1在朝向所述电磁驱动线圈5方向的上侧一体成型有伸出部4，所述伸出部4的下侧可拆卸地连接有所述动铁芯53；所述动触头部件1与所述壳体7之间设有动触头压簧12，所述脱扣架2与所述壳体7之间设有闭合保持弹簧21。所述动触头压簧12的一端抵在所述动触头部件1上的凸起14上，其另一端抵在所述壳体7内侧，所述凸起14设置在所述轴孔11与所述推动凹槽13之间；所述闭合保持弹簧21的一端抵在所述脱扣架2上的凹槽22上，其另一端抵在所述壳体7内侧。

上述实施例中，所述动触头部件1上与所述轴销3配合的轴孔11为长条孔，所述轴孔11的长度方向与所述动触头15靠近所述静触点16旋转的切线方向一致；也即，所述轴孔3的形状适于所述动触头部件1绕所述轴销3转动，且适于所述动触头15与所述静触头16紧密接触。这种设计可以保证所述动触头15在长时间使用磨损的情况下依然能够与所述静触点16紧密接触配合，确保良好的导通性能，同时还能实现所述轴销3在所述轴孔11内具有一定的活动范围，以实现所述动触头部件1在电路接通和断时具有不同的旋转轴。 

上述实施例中，所述复位机构8包括可绕复位轴销81转动的复位盘82，沿所述复位盘82外侧延伸的复位手柄83，以及套设在所述复位轴销81上，驱动所述复位盘82向断开位置旋转的复位扭簧84。本实施例中所说的断开位置，是指动、静触头分离最大时复位手柄83所在的位置；接通位置是指动、静触头接触时所述复位手柄83所处的位置。所述动触头部件1、所述脱扣架2与所述复位机构8通过推杆6联动；所述推杆6的两端设有同方向的弯折部61和弯折部62；其中所述弯折部61插接在所述复位盘82上，并与所述复位轴销81相隔一定距离；另一所述弯折部62的根部置于所述脱扣架2上的推动凹槽13内，所述弯折部62的端部置于所述脱扣架2上的弧形轨道槽23内。电路接通时，如图2所示，所述弯折部62的根部抵住所述推动凹槽13的一端，且此时所述弯折部62、所述复位轴销81以及所述弯折部61的轴线的轴向投影构成三角形结构，并使所述弯折部61位于弯折部62与所述复位轴销81连线的下方。 

本实施例中，在复位扭簧84的作用下，所述复位盘82具有带动所述弯折部62向断开位置旋转的趋势，但是，由于所述弯折部62、所述复位轴销81以及所述弯折部61的轴线的轴向投影构成三角形结构，且所述弯折部61位于弯折部62与所述复位轴销81连线的下方，所述弯折部61若随所述复位盘82逆时针转动，则所述推杆6必须首先进一步推动所述动触头部件1顺时针转动，而此时所述动触头15与所述静触头16已经抵触，限制了所述动触头部件1的转动，这样不仅实现了所述动触头压簧12推动所述动触头部件1，使所述动触头15与所述静触头16紧密接触，同时，一旦所述弯折部62与所述推动凹槽13分离，则可以实现断路器的动、静触头之间快速分断，以及所述复位机构的8带动所述脱扣架2迅速转动到断开位置。 

上述实施例中，所述伸出部4与所述动铁芯53的配合面上分别设有相互插接配合的燕尾式凹槽和凸起。如图4所示，所述动铁芯上设置有燕尾式凹槽，所述伸出部4上设置有燕尾式凸起；采用插接配合接不仅便于安装维护，同时还能够提高分断电路的响应速度。 

上述实施例中，所述电磁驱动线圈5包括线圈51，设置于所述线圈51轴心处的静铁芯52，以及增强所述线圈51吸合力的轭铁54。 

上述实施例中，所述动触头部件1还连接有用于热过载保护的双金属片10。 

本实用新型的工作原理为： 

参见图2到图4，当负载电路发生短路故障时，电磁驱动线圈5产生磁场，静铁芯52吸合动铁芯53，安装在动触头部件1上的动铁芯53带动动触头部件1绕轴销3逆时针转动，进而驱动弯折部62与推动凹槽13分离，在电磁力和动触头压簧12的弹力的共同作用下，所述轴销3抵在所述轴孔11的一端部，并以所述轴孔11内的轴销3为支点，推动所述动触头15与所述静触头16分离，进而断开电路中的电流；与此同时，所述动触头部件1上的推动凹槽13抵靠弯折部62的根部，并通过弯折部62压迫脱扣架2上的弧形轨道槽23上的弧形面，克服脱扣架2上的闭合保持弹簧21的作用力，使脱扣架2逆时针转动，并使所述推杆6与所述动触头部件1分离，进而解除对弯折部62束缚，此时所述复位盘82在所述复位扭簧84的作用下逆时针转动，通过推杆6带动所述脱扣架2逆时针转动，并最终达到动触头15与静触头16分离最大，到达断开位置时，所述弯折部62的根部又落到所述推动凹槽13内。

电路接通时，扳动复位手柄83，由于复位机构8，脱扣架2以及动触头部件1组成了曲柄摇杆机构，所述脱扣架2及动触头部件1在所述复位机构8的转动作用下，绕轴销3顺时针转动到动触头15与静触头16相接触的位置，然后所述复位机构8进一步推动所述动触头部件1，使所述轴销3远离所述轴孔11的端部，并且，在所述闭合保持弹簧21的作用下，所述弯折部62压靠在推动凹槽13的端部，此时，所述静触点16与所述动触点15之间的接触点，以及所述弯折部62与所述推动凹槽13之间的接触点，相当于是所述动触头部件1两端同侧的自由支撑点，所述动触头压簧12从另一侧对所述动触头部件1施加一个压力，确保了所述动触头15与所述静触头16始终保持紧密接触。 

实施例二 

参见图7-10，作为本实用新型的另一种实施方式，所述脱扣架2在朝向所述电磁驱动线圈5方向的上侧一体成型有伸出部4，所述动铁芯53可拆卸地连接于所述伸出部4的下侧。本实施例中的所述动铁芯53直接安装脱扣架2的伸出部4上，当负载电路发生短路故障时，电磁驱动线圈5产生磁场，静铁芯52吸合动铁芯53，安装在脱扣架2的动铁芯53带动脱扣架2绕轴销3逆时针转动，脱扣架2的弧形轨道槽23压靠弯折部62，驱使弯折部62从推动凹槽13的一端滑动到另一端，进而抵靠动触头部件1，在动触头压簧12的共同作用下，驱使动触头部件1逆时针转动使动触头15与静触头16分离；以此同时，所述脱扣架通过推杆6推动所述复位机构8在复位扭簧84作用下到达分断位置。

实施例三 

参见图11-14，图中所示出的是将所述动铁芯53安装在所述动触头部件1上的伸出部4上，并使所述动触头部件1与所述脱扣架2同轴设置，并使所述闭合保持弹簧21的两端分别抵触在所述脱扣架2和所述动触头部件1上。其工作原理与实施例一基本相同，只是脱扣架2、动触头部件1的具体结构形状不同。

从上述实施例可以看出，本实用新型主要创造精神是将动铁芯与动触头部件或者脱扣架连接，电磁驱动线圈直接驱动所述动触头部件或者脱扣架使动触头与静触头分离；与传统的断路器相比，可以大大节约脱扣时间，进而减少短路电流的作用时间，有效保护负载；而动触头部件和脱扣架的具体结构形状还可以为其它形式，在实施例中将不再穷举。本领域技术人员应该明白，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据上述原理及精神在本实用新型基础上的改进、替代，都应在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种断路器，包括壳体（7），位于所述壳体（7）内的至少一组触头，及驱动所述触头接通或分断的脱扣机构，驱动所述脱扣机构动作的电磁驱动线圈（5），其特征在于：

所述脱扣机构包括，由复位机构（8）、脱扣架（2）以及动触头部件（1）组成的连杆机构，其中，所述动触头部件（1）与所述脱扣架（2）分别通过轴销（3）可旋转地固定在所述壳体（7）上，所述动触头部件（1）上设置有动触头（15），在所述脱扣架（2）或所述动触头部件（1）上设置动铁芯（53）；所述动触头部件（1）上设有动触头压簧（12），所述脱扣架（2）上设有闭合保持弹簧（21），

发生短路时，所述动铁芯（53）在所述电磁驱动线圈（5）的驱动下带动所述动触头部件（1）或所述脱扣架（2）绕所述轴销（3）旋转，并在所述动触头压簧（12）的弹力下迫使所述动触头(15)与静触头(16)分离；接通时，所述复位机构（8）驱动所述动触头部件（1）和所述脱扣架（2）绕所述轴销（3）旋转，并在所述动触头压簧（12）及所述闭合保持弹簧（21）的共同作用下， 保持所述动触头（15）与所述静触头（16）紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述动触头部件（1）上与所述轴销（3）配合的轴孔（11）为长条孔，所述轴孔（11）的长度方向与所述动触头（15）靠近所述静触点（16）旋转的切线方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述复位机构（8）包括可绕复位轴销（81）转动的复位盘（82），沿所述复位盘（82）外侧延伸的复位手柄（83），以及套设在所述复位轴销（81）上，驱动所述复位盘（82）向断开位置旋转的复位扭簧(84)；所述动触头部件（1）、所述脱扣架（2）与所述复位装置通过推杆（6）联动；所述推杆（6）的两端设有同方向的弯折部（61,62）；其中一个所述弯折部（61）插接在所述复位盘（82）上并与所述复位轴销（81）相隔一定距离；另一个所述弯折部（62）的根部置于所述脱扣架（2）上的推动凹槽（13）内，其端部置于所述脱扣架（2）上的弧形轨道槽（23）内，电路接通时，所述弯折部（62）的根部抵住所述推动凹槽（13）的一端；所述弯折部（62）、所述复位轴销（81）以及所述弯折部（61）的轴线相互平行，且轴向投影构成三角形结构。

4.根据权利要求3所述的一种断路器，其特征在于：所述动触头部件（1）在朝向所述电磁驱动线圈（5）方向的上侧一体成型有伸出部（4），所述动铁芯（53）可拆卸地连接于所述伸出部（4）的下侧。

5.根据权利要求3所述的一种断路器，其特征在于：所述脱扣架（2）在朝向所述电磁驱动线圈（5）方向的上侧一体成型有伸出部（4），所述动铁芯（53）可拆卸地连接于所述伸出部（4）的下侧。

6.根据权利要求4或5所述的一种断路器，其特征在于：所述伸出部（4）与所述动铁芯（53）的配合面上分别设有相互插接配合的燕尾式凹槽和凸起。

7.根据权利要求6所述的一种断路器，其特征在于：所述动触头压簧（12）的一端抵在所述动触头部件（1）上的凸起（14）上，其另一端抵在所述壳体（7）内侧，所述凸起（14）设置在所述轴孔（11）与所述推动凹槽（13）之间。

8.根据权利要求7所述的一种断路器，其特征在于：所述闭合保持弹簧（21）的一端抵在所述脱扣架（2）上的凹槽（22）上，其另一端抵在所述壳体（7）内侧；所述复位机构（8）接通电路时，所述闭合保持弹簧（21）通过压迫所述脱扣架（2），进而保持所述弯折部（62）抵触所述推动凹槽（13）的一端部，此时所述轴销（3）位于所述轴孔（11）的中间位置，所述动触头压簧（12）向所述动触头部件（1）施加的弹力使所述动触头（15）与所述静触头（16）紧密接触；所述电磁线圈吸合时，所述弯折部（62）与所述推动凹槽（13）分离，所述动触头压簧（12）驱动所述动触头部件（1）使所述轴销（3）抵在所述轴孔（11）的一端部，并以所述轴孔（11）内的轴销（3）为支点，推动所述动触头（15）与所述静触头（16）分离。

9.根据权利要求8所述的一种断路器，其特征在于：所述电磁驱动线圈（5）包括线圈（51），设置于所述线圈（51）轴心处的静铁芯（52），以及增强所述线圈（51）吸合力的轭铁（54）。

10.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述动触头部件（1）还连接有用于热过载保护的双金属片（10）。

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