CN204303728U - 一种具有高通流雷电流能力的微型断路器 - Google Patents

Abstract

一种具有高通流雷电流能力的微型断路器。其包括壳体、输出接线端口、电磁铁、合闸扳手、操作机构、脱扣机构、输入接线端口、软铜线、第一动触头、第二动触头、静触头、灭弧栅片、电流传感器、导电铜片和推杆。本实用新型的微型断路器采用两个动触头来降低电弧面积，每个弧区有充分向四周扩散空间，这样电弧温度在整个电弧面比较均匀，不至于出现电弧中心部位超高电弧温区，熔融的液桥面积减小，粘连的微小区域，牢固程度微小，不足以维持触头释放张力，从而可防止动静触头在雷电流通过时出现粘连问题，因此触头能重复使用，提高了触头的使用寿命；同时利用电流传感器控制电磁铁，能使雷电流不经过电磁铁，从而可避免电磁铁在雷电流通过时误动作。

Description

一种具有高通流雷电流能力的微型断路器

技术领域

本实用新型属于低压供电系统雷电防护领域，特别是涉及一种具有高通流雷电流能力的微型断路器。

背景技术

在防雷领域中，低压电源安装的电涌保护器(SPD)前端都需要安装一个过流保护器(也称后备保护器)，目前通常使用普通的微型断路器作为过流保护器。由于普通微型断路器是配电产品，其上的触头材料是采用普通的银合金材料制成，因此通过雷电流时很快就会出现损坏(有时甚至仅通过一次雷电流就能造成损坏)，从而使电源设备失去防雷保护功能。

普通微型断路器在短路保护分断操作时，其上的动、静触头由闭合状态迅速分开，然后电弧在引弧板的作用下飞向灭弧栅片并最终熄灭。电弧熄灭后触头温度很快下降，等待再次重合闸。

当雷电流通过触头的瞬间，强大磁场产生的电动斥力将会克服触头静压力，促使触头出现瞬间分断。当触头分开时，触头间的静压力减小，受压变形的晶粒开始恢复形变前的状态，接触电阻迅速增大。接触电阻在雷电流的作用下将产生强大的焦耳热，形成表面液桥。随着触头开距增大，液桥被拉开，触头间电压梯度迅速增大，在高温、电场的作用下，触头间隙中的空气被游离，游离的空气形成导电的电弧。随着雷电流的迅速消失，触头在静压力作用下迅速重新闭合，触头在雷电流通过的瞬间出现短暂的分开，由于雷电流持续的时间在微秒级，触头瞬间分开产生的电弧完全被夹在触头之间，融融的液桥温度还没有降下来，触头又重新恢复闭合，因此极易产生触头粘连现象，所以对触头的电弧烧蚀损坏是目前难以解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够增大触头使用寿命的具有高通流雷电流能力的微型断路器。

为了达到上述目的，本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器包括壳体和安装在壳体内部的输出接线端口、电磁铁、合闸扳手、操作机构、脱扣机构、输入接线端口、软铜线、第一动触头、第二动触头、静触头、灭弧栅片、电流传感器、导电铜片和推杆；其中输出接线端口和输入接线端口分别设置在壳体的左右侧上部，输出接线端口连接输出导线，输入接线端口连接输入导线；合闸扳手设置在壳体上端，并且其上手柄位于壳体外部；电磁铁和脱扣机构并排设置在输出接线端口和输入接线端口之间，电磁铁的中心孔内水平设有一根推杆，并且推杆的右端对准脱扣机构的下部；脱扣机构的上部利用针轴安装在壳体上，因此能够往复摆动；操作机构的两端分别与合闸扳手以及脱扣机构的上部相连；电流传感器安装在电磁铁下方，并且与电磁铁上的线圈相连接；导电铜片的中部贯穿电流传感器，其右端固定有静触头，左端与输出接线端口以及电涌保护器相连接；第一动触头和第二动触头的上端同时连接在脱扣机构下端，并且通过软铜线与输入接线端口相接；灭弧栅片安装在静触头的下方。

所述的第一动触头和第二动触头之间留有间隙，并且第一动触头和第二动触头的面积之和小于静触头的面积。

所述的壳体由前后两部分组成。

本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器采用两个动触头的方法来降低电弧面积，并且每个弧区有充分向四周扩散的空间，这样电弧温度在整个电弧面比较均匀，不至于出现电弧中心部位超高电弧温区，熔融的液桥面积减小，粘连的微小区域，牢固程度微小，不足以维持触头释放张力，从而可以防止动静触头在雷电流通过时出现的粘连问题，因此触头能够重复使用，结果提高了触头的使用寿命；同时利用电流传感器控制电磁铁，能够使雷电流不经过电磁铁，从而可以避免电磁铁在雷电流通过时的误动作。此外，当工频电流异常时，由于电流的持续性，能够使电磁铁动作。另外，降低触头接触面的同时通流能力也在降低，一个好处是电弧电流磁场产生的电动力也减小，对触头脱扣机构耐受能力、使用寿命都将有很大提高。

附图说明

图1为本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器分闸状态示意图。

图2为本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器合闸状态示意图。

图3为本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器中双触头部位结构示意图。

图4本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器进行详细说明。

如图1—图4所示，本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器包括壳体15和安装在壳体15内部的输出接线端口1、电磁铁2、合闸扳手3、操作机构4、脱扣机构5、输入接线端口6、软铜线7、第一动触头8、第二动触头9、静触头10、灭弧栅片11、电流传感器12、导电铜片13和推杆14；其中输出接线端口1和输入接线端口6分别设置在壳体15的左右侧上部，输出接线端口1连接输出导线，输入接线端口6连接输入导线；合闸扳手3设置在壳体15上端，并且其上手柄位于壳体15外部；电磁铁2和脱扣机构5并排设置在输出接线端口1和输入接线端口6之间，电磁铁2的中心孔内水平设有一根推杆14，并且推杆14的右端对准脱扣机构5的下部；脱扣机构5的上部利用针轴16安装在壳体15上，因此能够往复摆动；操作机构4的两端分别与合闸扳手3以及脱扣机构5的上部相连；电流传感器12安装在电磁铁2下方，并且与电磁铁2上的线圈相连接；导电铜片13的中部贯穿电流传感器12，其右端固定有静触头10，左端与输出接线端口1以及电泳保护器相连接；第一动触头8和第二动触头9的上端同时连接在脱扣机构5下端，并且通过软铜线7与输入接线端口6相接；灭弧栅片11安装在静触头10的下方。

所述的第一动触头8和第二动触头9之间留有间隙，并且第一动触头8和第二动触头9的面积之和小于静触头10的面积。

所述的壳体15由前后两部分组成。

现将本实用新型提供的具有高通流雷电流能力的微型断路器工作原理阐述如下：

当其处于如图1所示的分闸状态时，第一动触头8和第二动触头9远离静触头10，因此输入导线和输出导线之间没有电流流过。

当需要合闸时，首先由操作人员或电动执行机构将图1中合闸扳手3的手柄向右扳动，由此通过操作机构4向右推动脱扣机构5上部，使脱扣机构5以针轴16为中心顺时针转动，同时带动第一动触头8和第二动触头9左移，直到第一动触头8和第二动触头9压在静触头10上，这时输入导线中的电流将通过输入接线端口6依次经软铜线7、第一、二动触头8，9、静触头10、导电铜片13和输出接线端口1流入输出导线，此时本微型断路器处于如图2所示的合闸状态。

当工频电流过大而出现异常时，由于这种电流具有持续性的特点，因此流经导电铜片13的电流将加大，这时设置在导电铜片13外部的电流传感器12能够感应到该电流，并将该感应电流通过线圈传送给电磁铁2，由此产生电磁场，在该磁场作用下，位于电磁铁2中心孔内的推杆14将向右移动，从而利用右端推动脱扣机构5下部，使脱扣机构5以针轴16为中心逆时针转动，在脱扣机构5的带动下，第一动触头8和第二动触头9也一同向左移动，直到动静触头分开。在上述分开过程中产生的电弧将飞向灭弧栅片11并最终熄灭，此时本微型断路器又恢复到图1所示的分闸状态。

当雷电流从输入接线端口6进入时，雷电流分别经软铜线7以及第一动触头8和第二动触头9流向静触头10，此时在电磁力的作用下，第一动触头8和第二动触头9将与静触头10瞬间分开(开距只有剩余超程尺寸，小于1.5mm)，由于雷电流的通过时间很短，通常为微秒级，因此几十千安培的雷电流电弧在动静触头上会瞬间熄灭(雷电流结束)，触头重新恢复闭合。由于第一动触头8和第二动触头9的面积之和小于静触头10的面积，所以触头电弧面积小，熔融的液桥面也很小，所以触头始终处在不粘连状态，以此往复。另外，由于雷电流的持续时间很短，因此电流传感器12上不会出现感应电流，所以雷电流不经过电磁铁2，从而能够避免电磁铁2在雷电流通过时的误动作。

Claims (3)

1.一种具有高通流雷电流能力的微型断路器，其特征在于：其包括壳体(15)和安装在壳体(15)内部的输出接线端口(1)、电磁铁(2)、合闸扳手(3)、操作机构(4)、脱扣机构(5)、输入接线端口(6)、软铜线(7)、第一动触头(8)、第二动触头(9)、静触头(10)、灭弧栅片(11)、电流传感器(12)、导电铜片(13)和推杆(14)；其中输出接线端口(1)和输入接线端口(6)分别设置在壳体(15)的左右侧上部，输出接线端口(1)连接输出导线，输入接线端口(6)连接输入导线；合闸扳手(3)设置在壳体(15)上端，并且其上手柄位于壳体(15)外部；电磁铁(2)和脱扣机构(5)并排设置在输出接线端口(1)和输入接线端口(6)之间，电磁铁(2)的中心孔内水平设有一根推杆(14)，并且推杆(14)的右端对准脱扣机构(5)的下部；脱扣机构(5)的上部利用针轴(16)安装在壳体(15)上，因此能够往复摆动；操作机构(4)的两端分别与合闸扳手(3)以及脱扣机构(5)的上部相连；电流传感器(12)安装在电磁铁(2)下方，并且与电磁铁(2)上的线圈相连接；导电铜片(13)的中部贯穿电流传感器(12)，其右端固定有静触头(10)，左端与输出接线端口(1)以及电泳保护器相连接；第一动触头(8)和第二动触头(9)的上端同时连接在脱扣机构(5)下端，并且通过软铜线(7)与输入接线端口(6)相接；灭弧栅片(11)安装在静触头(10)的下方。

2.根据权利要求1所述的具有高通流雷电流能力的微型断路器，其特征在于：所述的第一动触头(8)和第二动触头(9)之间留有间隙，并且第一动触头(8)和第二动触头(9)的面积之和小于静触头(10)的面积。

3.根据权利要求1所述的具有高通流雷电流能力的微型断路器，其特征在于：所述的壳体(15)由前后两部分组成。