CN204289301U - 快速热磁脱扣装置以及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种快速热磁脱扣装置，包括：过载保护机构、短路保护机构、牵引杆和跳扣。该过载保护机构包括：第一加热带；第二加热带；辫线；以及双金属片，下部与所述第一加热带的下部机械连接，上部与所述第二加热带的上部通过所述辫线连接。该短路保护机构包括：第一静衔铁，与所述第一加热带机械连接；第二静衔铁，与所述第二加热带机械连接；动衔铁；以及枢转轴，所述动衔铁可绕所述枢转轴转动。该牵引杆可通过所述双金属片或动衔铁致动。该跳扣可由所述牵引杆致动。本实用新型提供了一种包括上述快速热磁脱扣装置的断路器。

Description

快速热磁脱扣装置以及断路器

技术领域

本实用新型涉及一种热磁脱扣装置，特别涉及一种应用于断路器的快速热磁脱扣装置。

背景技术

热磁脱扣器通常包括过载保护脱扣机构和短路保护脱扣机构。过载保护脱扣机构的脱扣力来自发热元件；线路中通过正常电流时，发热元件使双金属片弯曲至一定程度并达到动态平衡状态，双金属片不再继续弯曲；若出现过载现象时，线路中电流增大，双金属片将继续弯曲，通过操作机构释放相线触头，使得相线触头在例如分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到过载保护作用。短路保护脱扣机构的脱扣力来自电流型电磁铁；线路中通过正常电流时，电磁铁产生的电磁力小于脱扣器中反作用力弹簧的拉力，衔铁不能被电磁铁吸动，此时操作机构不动作；当线路中出现断路故障时，电流超过正常电流的若干倍，电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力，动衔铁被电磁铁吸动，推动操作机构释放相线触头，使得相线触头在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到短路保护作用。

目前额定电流较小的热磁脱扣器(比如15A、16A、20A等)主要依靠长度有限并且直接通过辫线连接客户端子的双金属片本身发热工作，因此普遍存在双金属片上温升低、发热量小、散热快等问题，由此导致双金属片偏转量小、过载保护不可靠、容易晚脱扣或误脱扣等；同时，动、静衔铁产生的磁场过小容易造成脱扣速度低从而短路保护不可靠，而磁场过大时静衔铁对双金属片的斥力也容易使双金属片发生永久变形，由此造成安全隐患并且增加了维护成本。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本实用新型提出一种快速热磁脱扣装置，包括：过载保护机构、短路保护机构、牵引杆和跳扣。该过载保护机构包括：第一加热带；第二加热带；辫线；以及双金属片，下部与所述第一加热带的下部机械连接，上部与所述第二加热带的上部通过所述辫线连接。该短路保护机构包括：第一静衔铁，与所述第一加热带机械连接；第二静衔铁，与所述第二加热带机械连接；动衔铁；以及枢转轴，所述动衔铁可绕所述枢转轴转动。该牵引杆可通过所述双金属片或动衔铁致动。该跳扣可由所述牵引杆致动。

在一个示例中，所述第一静衔铁与所述第一加热带通过螺钉连接。

在一个示例中，所述第二静衔铁与所述第二加热带通过铆接连接。

在一个示例中，所述双金属片的下部与所述第一加热带的下部之间的机械连接通过焊接实现。

在一个示例中，所述双金属片的上部和所述第二加热带的上部与所述辫线之间通过焊接连接。

在一个示例中，所述辫线被弯折以使得所述第一静衔铁与所述动衔铁之间的电流回路数以及所述第二静衔铁与所述动衔铁之间的电流回路数均是奇数。

在一个示例中，所述辫线被弯折成U型。

在一个示例中，通过过载电流流经并加热所述第一加热带和第二加热带，所述双金属片偏转，从而推动所述牵引杆旋转。

在一个示例中，通过短路电流流经所述第一加热带和第二加热带，在所述第一静衔铁与所述动衔铁所构成的第一空气间隙之间以及所述第二静衔铁与所述动衔铁所构成的第二空气间隙之间形成磁场以引起所述动衔铁绕所述枢转轴转动，从而推动所述牵引杆旋转。

本实用新型还提出一种断路器，其包括上述快速热磁脱扣装置。

本实用新型所提出的快速热磁脱扣装置至少可提供以下有利优势：

过载保护机构在电流回路中加入了第二加热带并通过辫线将其连接到双金属片，而双金属片与原有的端子(即，第一加热带)连接，使得脱扣电流回路由第一加热带、双金属片、辫线和第二加热带构成，串入回路的长度和电阻值相较于现有产品大幅提高，从而大幅提高了双金属片的温升和偏转量，使得过载保护功能更可靠，工业化热调更容易实现，并且降低制造成本；通过合理选择第二加热带、双金属片、第一加热带的材料，可以优化整个回路的温升分布，使得在双金属片有较高温升时、第一加热带和断路器本体部分温升较低(符合标准规定)，提高了断路器温升的设计欲量；此外，由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路电流。

在短路保护机构中加入了第二静衔铁，通过原有的第一静衔铁与动衔铁提供基本的磁短路保护功能；在动衔铁开始转动并引起第二静衔铁与动衔铁之间的第二空气间隙减小后，第二静衔铁开始与第一静衔铁共同作用，增大对动衔铁的吸力，促使脱扣机构迅速脱扣以切断短路电流，从而减小短路条件下的热冲击，使得磁脱扣阀值更加稳定，不易产生动衔铁来回振荡而无法脱扣的情况；此外由于第二静衔铁安装在第二加热带上，可以减小静衔铁产生的磁场对双金属片的斥力，在短路过程当中有效保护双金属片，使双金属片不因斥力产生永久变形，减小短路试验后热脱扣时间的变化。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型的实施例进行更详细的说明，以使本领域普通技术人员更加清楚地理解本实用新型。其中：

图1是根据本实用新型一实施例的快速热磁脱扣装置的结构示意图；

图2是图1所示快速热磁脱扣装置的另一视角的结构示意图；

图3是图1所示快速热磁脱扣装置中双金属片的结构示意图；

图4是图1所示快速热磁脱扣装置中辫线的结构示意图；

图5是图1所示快速热磁脱扣装置中第二加热带与第二静衔铁的结构示意图；

图6是图1所示快速热磁脱扣装置中的电流回路。

附图中：

1-第一加热带(端子)；2-第二加热带；2-1-第二加热带上端；2-2-第二加热带下端；3-双金属片；4-辫线；4-1、4-2-辫线端部；5-1-第一静衔铁；5-2-第二静衔铁；6-动衔铁；7-枢转轴。

具体实施方式

为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本实用新型提供的快速热磁脱扣装置包括过载保护机构、短路保护机构、牵引杆和跳扣。

如图1和图2所示，过载保护机构包括第一加热带1、第二加热带2、双金属片3以及辫线4。第一加热带1(即，端子)与双金属片3机械连接，而第二加热带2通过辫线4与双金属片3连接。

具体地，如图3所示，双金属片3包括上部3-1和下部3-2；如图4所示，辫线4包括端部4-1和4-2；如图5所示，第二加热带2包括上部2-1和下部2-2。第一加热带1的结构在本领域中是已知的，在此不作赘述。

第一加热带1(即，端子)的下部与双金属片3的下部3-2机械连接；第二加热带2的上部2-1通过辫线4与双金属片3的上部3-1连接；即，辫线4的两个端部4-1和4-2分别机械连接第二加热带2的上部2-1和双金属片3的上部3-1。在一个示例中，上述机械连接通过焊接实现，但本实用新型不限于此。

仍参照图1和图2，短路保护机构包括第一静衔铁5-1、第二静衔铁5-2、动衔铁6以及枢转轴7。第一静衔铁5-1与第一加热带1的下部机械连接；第二静衔铁5-2与第二加热带2的上部2-1机械连接；动衔铁6可转动地设置于所述枢转轴7处。

具体地，如图5所示，第二静衔铁5-2与第二加热带2通过铆接连接。虽然未示出，第一静衔铁5-1与第一加热带(端子)1通过螺钉连接。当然，本实用新型不限于此，而是可以采用本领域已知的任何其他机械连接方式。

如图6所示，脱扣装置中的电流回路由第一加热带1、第二加热带2、双金属片3和辫线4构成。电流沿箭头方向依次通过第一加热带1的上部1-1、第一加热带1的下部1-2、双金属片3的下部3-2、双金属片3的上部3-1、辫线4、第二加热带2的上部2-1以及第二加热带2的下部2-2。由此，形成奇数次电流回路。本领域技术人员应知晓，为清楚起见，图6中略去了第一静衔铁5-1和第二静衔铁5-2。

仍参照图1和图2，辫线4被弯折以在第一静衔铁5-1与动衔铁6之间、以及第二静衔铁5-2与动衔铁6之间围成的第一空气间隙和第二空气间隙中构成奇数次回路。图1和图2所示的实施例中该辫线4被弯折成U型，但本实用新型不限于此，而是只要满足上述奇数次回路的条件即可。该条件是为了确保在第一空气间隙和第二空气间隙中建立磁场，因为方向相逆的电流产生的磁场会相互抵消。

此外，牵引杆(未示出)与双金属片3和动衔铁6相关联，当双金属片3因过载电流弯曲至一定程度或动衔铁6因短路电流转动至一定程度时将推动该牵引杆转动，而跳扣(未示出)可与牵引杆相对作用并解扣，从而切断电流。上述牵引杆和跳扣的结构及其与双金属片3和动衔铁6的关联设置在本领域中是已知的，在此不作赘述。

下面将基于图1、图2和图6对根据本实用新型一实施例的快速热磁脱扣装置的工作原理进行简单说明，以使本领域技术人员能够更好地实施本实用新型的技术方案。

过载保护：当如图6所示的脱扣电流回路中通过过载电流时，第一加热带1和第二加热带2发热使双金属片3偏转(例如，在图1中为向左偏转，而在图6中为向右偏转)，推动牵引杆旋转(例如，在图1中为逆时针旋转，而在图2中为顺时针旋转)，使得牵引杆和跳扣相对运动并解扣，带动断路器本体脱扣从而切断过载电流。

短路保护：当如图6所示的脱扣电流回路中通过短路电流时，首先在第一静衔铁5-1和动衔铁6围成的第一空气间隙中形成磁场，由此第一静衔铁5-1和动衔铁6之间形成吸力，带动动衔铁6绕枢转轴7转动(例如，在图1中为顺时针转动，而在图2中为逆时针转动)；随着动衔铁6的上述转动，第二静衔铁5-2和动衔铁6围成的第二空气间隙变小，此时，第二静衔铁5-2开始与第一静衔铁5-1共同作用，增大对动衔铁6的吸力，加快动衔铁6的转动速度，使得牵引杆快速与跳扣相对运动并解扣，带动断路器本体脱扣从而切断短路电流。

根据本实用新型，还提供了一种断路器，其包括如上所述的快速热磁脱扣装置。

本实用新型的过载保护机构在电流回路中加入了第二加热带2并通过辫线4将其连接到双金属片3，而双金属片3与原有的端子(即，第一加热带1)连接，使得脱扣电流回路由第一加热带1、双金属片3、辫线4和第二加热带2构成，串入回路的长度和电阻值相较于现有产品大幅提高，从而大幅提高了双金属片3的温升和偏转量，使得过载保护功能更可靠，工业化热调更容易实现，并且降低制造成本；通过合理选择第二加热带2、双金属片3、第一加热带1的材料，可以优化整个回路的温升分布，使得在双金属片3有较高温升时、第一加热带1和断路器本体部分温升较低(符合标准规定)，提高了断路器温升的设计欲量；此外，由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路电流。

本实用新型的短路保护机构中加入了第二静衔铁5-2，通过原有的第一静衔铁5-1与动衔铁6提供基本的磁短路保护功能；在动衔铁6开始转动并引起第二静衔铁5-2与动衔铁6之间的第二空气间隙减小后，第二静衔铁5-2开始与第一静衔铁5-1共同作用，增大对动衔铁6的吸力，促使脱扣机构迅速脱扣以切断短路电流，从而减小短路条件下的热冲击，使得磁脱扣阀值更加稳定，不易产生动衔铁来回振荡而无法脱扣的情况；此外，由于第二静衔铁5-2安装在第二加热带2上，可以减小静衔铁5-2产生的磁场对双金属片的斥力，在短路过程当中有效保护双金属片，使双金属片不因斥力产生永久变形，减小短路试验后热脱扣时间的变化。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此这些变化或变型及其等同物也属于本实用新型的范畴，本实用新型专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种快速热磁脱扣装置，其特征在于包括：

过载保护机构，包括：

第一加热带；

第二加热带；

辫线；

双金属片，下部与所述第一加热带的下部机械连接，上部与所述第二加热带的上部通过所述辫线连接，

短路保护机构，包括：

第一静衔铁，与所述第一加热带机械连接；

第二静衔铁，与所述第二加热带机械连接；

动衔铁；以及

枢转轴，所述动衔铁可绕所述枢转轴转动，

牵引杆，可通过所述双金属片或动衔铁致动；以及，

跳扣，可由所述牵引杆致动。

2.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述第一静衔铁与所述第一加热带通过螺钉连接。

3.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述第二静衔铁与所述第二加热带通过铆接连接。

4.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述双金属片的下部与所述第一加热带的下部之间的机械连接通过焊接实现。

5.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述双金属片的上部和所述第二加热带的上部与所述辫线之间通过焊接连接。

6.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述辫线被弯折以使得所述第一静衔铁与所述动衔铁之间的电流回路数以及所述第二静衔铁与所述动衔铁之间的电流回路数均是奇数。

7.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，所述辫线被弯折成U型。

8.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，通过过载电流流经并加热所述第一加热带和第二加热带，所述双金属片偏转，从而推动所述牵引杆旋转。

9.如权利要求1所述的快速热磁脱扣装置，其特征在于，通过短路电流流经所述第一加热带和第二加热带，在所述第一静衔铁与所述动衔铁所构成的空气间隙之间以及所述第二静衔铁与所述动衔铁所构成的空气间隙之间形成磁场以引起所述动衔铁绕所述枢转轴转动，从而推动所述牵引杆旋转。

10.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的快速热磁脱扣装置。