CN205140910U - 断路器的中性极隔弧结构 - Google Patents

Abstract

断路器的中性极隔弧结构，包括安装在断路器的外壳内的静触头和安装在操作机构中的动触头，还包括枢转地安装在其外壳内的隔弧转板，所述的隔弧转板上设置有驱动端和隔弧板，所述的隔弧转板上的驱动端受动触头的分断动作的驱动带动隔弧板翻转，并且通过该翻转使隔弧板分隔在动触头与静触头之间，以隔断动触头与静触头之间的电弧；所述的隔弧转板上的隔弧板受动触头的闭合动作的驱动带动所述的驱动端一起复位。该装置有效解决带N极断路器产品空间小、无灭弧室而造成分断能力差的问题，提高了断路器的电气寿命和限流能力，成本低，结构更为简单。

Description

断路器的中性极隔弧结构

技术领域

本实用新型属于低压电器领域，涉及一种小型断路器，特别是一种断路器的中性极隔弧结构，主要应用于断路器动、静触头之间起隔断电弧作用。

背景技术

众所周知，小型断路器通常包括P极断路单元和N极断路单元，P极断路单元用于控制相线的通断，它具有过载和短路保护功能，N极断路单元用于控制零线的通断，N极也叫中性极。P极断路单元的手柄与N极断路单元的手柄联动，以实现P极断路单元与N极断路单元的合闸、分闸、跳闸联动。随着用配电管理的远程控制技术的不断发展，采用分励脱扣器远程控制断路器的分断已十分普遍。通常情况下，分励脱扣器及其控制线路板安装在N极断路单元内，而N极断路单元内因小型化的限制不再设置用于过载和短路保护的电磁系统，因此，现有的N极断路单元，其灭弧系统不再使用传统的灭弧室结构，多采用窄缝灭弧原理，依靠触头导电回路产生的磁场驱使电弧离开动、静触头，通过跑弧道形成的窄缝来熄灭电弧，但是电弧需要在动、静触头之间运动进入窄缝后才能起到灭弧作用，而电弧进入窄缝需要电磁效应的作用。由于大多数N极断路单元不再设置电磁系统，无法产生理想的吹弧、引弧的电磁效应，从而使电弧在动、静触头之间停留时间较长，造成触头烧损严重，这种电弧对于动、静触头及其附近的构件的破坏性是不应忽视的，其中威胁最大的、最易受破坏的构件主要包括动触头、静触头和控制线路板。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低，可快速隔断电弧的断路器的中性极隔弧结构。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案。

一种断路器的中性极隔弧结构，包括安装在断路器的外壳6内的静触头5和安装在操作机构中的动触头3，还包括枢转地安装在其外壳6内的隔弧转板1，所述的隔弧转板1上设置有驱动端1b和隔弧板1a，所述的隔弧转板1上的驱动端1b受动触头3的分断动作的驱动带动隔弧板1a翻转，并且通过该翻转使隔弧板1a分隔在动触头3与静触头5之间，以隔断动触头3与静触头5之间的电弧10；所述的隔弧转板1上的隔弧板1a受动触头3的闭合动作的驱动带动所述的驱动端1b一起复位。

优选的，所述的隔弧转板1包括枢轴11以及均沿着枢轴11的径向伸展的隔弧板1a和驱动端1b；所述的隔弧转板1通过转动副结构安装在外壳6内，所述的转动副结构包括设置在外壳6内的上卡槽2和下卡槽4，以及设置在隔弧转板1上的枢轴11，并且，所述的枢轴11的两端分别安装在上卡槽2和下卡槽4内。

优选的，所述的隔弧转板1为V字形，它通过所述的外壳6上的上卡槽2和下卡槽4可以转动地固定在外壳6上，并且处于动触头3和静触头5之间，当动触头3与静触头5分离时，动触头3的背部驱动所述的隔弧转板1上的驱动端1b，使隔弧转板1上的隔弧板1a翻转转动到动触头3、静触头5之间从而隔断电弧。

优选的，所述的隔弧转板1的隔弧板1a的端部设有切弧钩12。

优选的，所述切弧钩12内侧面为与隔弧板1a的内侧面连接的隔弧斜面121。

优选的，所述切弧钩12外侧面为与隔弧板1a的外侧面垂直的隔弧直面122，隔弧直面122与隔弧板1a的外侧面连接处设有切角面124，在隔弧直面122上且与隔弧板1a的外侧面的连接处设有隔弧凸起123。

优选的，所述的隔弧转板1的驱动端1b和处于与静触头5闭合状态下的动触头3的背部之间的距离H的取值范围为1mm到2mm。

优选的，无灭弧室结构且还包括设置在外壳6内的控制线路板7，翻转后的隔弧转板1上的隔弧板1a与控制线路板7之间的距离L2大于翻转前的该隔弧板1a与控制线路板7之间距离L1，以使隔弧板1a的翻转方向为远离控制线路板7的方向。

优选的，所述的隔弧转板1上的隔弧板1a翻转的角度b的取值范围为60°至120°。

优选的，所述的隔弧板1a和驱动端1b在垂直于枢轴11的面内成扇形且相互具有夹角a设置；隔弧板1a与驱动端1b之间的夹角a的取值范围为90°至120°。

本实用新型的断路器的中性极隔弧结构通过采用由动触头3的分断动作驱动其翻转以驱使隔弧板1a进入到动触头3与静触头5之间迅速拉长电弧，隔断动触头3与静触头5之间的电弧，以加快熄灭电弧，可有效保护断路器内部敏感构件免遭电弧破坏，有效解决了带N极小型断路器产品空间小、没有灭弧室而造成分断能力差的问题，可提高断路器的电气寿命和限流能力。而且，通过采用简单的将隔弧转板1直接可转动地设置在外壳6的上卡槽2和下卡槽4上的结构，取消了其他同类带隔弧装置产品的隔弧壁，结构更为简单，成本更低。

附图说明

图1是动触头3处于与静触头5分断状态的本实用新型的小型断路器的整体结构示意图。

图2是图1所示的小型断路器中的隔弧转板1的零件结构示意图。

图3至图6是展示图1所示的小型断路器的隔弧过程的相关零件的动作与位置关系示意图，其中：

图3表示动触头3与静触头5处于稳定的闭合状态下，隔弧板1a受动触头3的闭合动作的驱动带动驱动端1b一起复位在稳定的位置；

图4表示动触头3经过第一分断过程后的临界状态下，动触头3与静触头5开始分断，并在动触头3与静触头5之间形成电弧10，隔弧板1a与驱动端1b仍处在因驱动端1b尚未受到动触头3的驱动的复位的位置；

图5表示动触头3的分断进入第二分断过程后的瞬间状态下，驱动端1b受动触头3的分断动作的驱动带动隔弧板1a翻转，使隔弧板1a开始伸入到动触头3与静触头5之间并切割电弧10；

图6表示动触头3经过第二分断过程后到达稳定的分断状态下，隔弧板1a完全进入到动触头3与静触头5之间，并且完成对电弧10的切割和分隔，隔断并熄灭了动触头3与静触头5之间的电弧。

具体实施方式

以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本实用新型的断路器的中性极隔弧结构的具体实施方式。

参见图1所示的实施例，本实用新型的小型断路器的中性极隔弧结构，包括安装在断路器的外壳6内的静触头5、控制线路板7和安装在操作机构中的动触头3，外壳6、动触头3、静触头5和控制线路板7的功能和结构是公知的，当然，除了这些构件外，还包括小型断路器应当包括的其它与隔弧功能无关的构件，因此未被本实用新型的技术内容所涉及。本实用新型的断路器的中性极隔弧结构还包括一个通过转动副结构枢转地安装在其外壳6内的隔弧转板1，如图2所示，其上设置有驱动端1b和隔弧板1a，该驱动端1b受动触头3的分断动作的驱动带动隔弧板1a翻转，并且通过该翻转使隔弧板1a分隔在动、静触头之间迅速拉长电弧10(参见图4)，在动触头3与静触头5拉开一段距离后隔断两触头之间的电弧，进而加速电弧熄灭。隔弧板1a受动触头3的闭合动作的驱动带动驱动端1b一起复位，即各动作件回到图3所示的位置状态。该装置有效解决带N极断路器产品空间小、无灭弧室而造成分断能力差的问题，提高了断路器的电气寿命和限流能力，而且取消了同类产品的隔弧壁，成本低，结构更为简单。

本实用新型所述的隔弧是指分隔在动触头3与静触头5分断过程中产生的电弧，特别是分隔在分断大电流(如过载电流、短路电流)过程中产生的电弧，其灭弧原理是：将一个V字形隔弧转板1通过外壳6上的上卡槽2和下卡槽4固定在动、静触头之间的外壳6上，并可以转动。当动触头3打开时，动触头背部打开转板一端上的具有耐弧强度的绝缘的隔弧板1a，使隔弧转板1转动，从而使其另一端上的驱动端1b转动进入到动触头3与静触头5之间，以在动触头3与静触头5之间形成绝缘隔离，对电弧进行切割、分隔，起到隔断电弧作用，从而加快电弧的熄灭。

下面结合图3至图6，进一步说明该灭弧原理实现的过程，以及在该过程中各动作件的驱动关系与位置关系。其中：图3所示为动触头3与静触头5处于稳定的闭合状态，在此状态下，隔弧板1a受动触头3的闭合动作的驱动带动驱动端1b一起复位在稳定的位置。图4所示为动触头3经过第一分断过程后的临界状态(也是分断过程中的一个瞬间状态)，在此状态下，动触头3与静触头5开始分断，并在动触头3与静触头5之间形成电弧10，但驱动端1b尚未受到动触头3的驱动，因此隔弧板1a与驱动端1b仍处在复位的位置。图5所示为动触头3从图4所示瞬间状态进入到第二分断过程后的又一个瞬间状态，在此状态下，驱动端1b受动触头3的分断动作的驱动带动隔弧板1a翻转，该翻转使隔弧板1a开始伸入到动触头3与静触头5之间，并开始切割电弧10。图6所示为动触头3从图5所示瞬间状态进入到稳定的分断状态，在此状态下，隔弧板1a在动触头3的分断动作的驱动下翻转到位，即隔弧板1a完全进入到了动触头3与静触头5之间，并且完成了对电弧10的切割和分隔，隔断并熄灭了动触头3与静触头5之间的电弧。

所述的隔弧转板1的具体结构可有多种实现方式，一种优选的方式如图2和图3所示：所述的隔弧转板1包括枢轴11以及均沿着枢轴11的径向伸展的隔弧板1a和驱动端1b，隔弧板1a与驱动端1b在垂直于枢轴11的面内成扇形结构，并且它们相互具有夹角a。优选所述的隔弧板1a和驱动端1b成V字形，隔弧板1a的端部设有切弧钩12，切弧钩12内侧面为与隔弧板1a的内侧面连接的隔弧斜面121，切弧钩12外侧面为与隔弧板1a的外侧面垂直的隔弧直面122，隔弧直面122与隔弧板1a的外侧面连接处设有切角面124，在隔弧直面122上且与隔弧板1a的外侧面的连接处设有隔弧凸起123。所述的转动副结构可有多种实现方式，一种优选的方式如图1和图2所示：所转动副结构包括设置在外壳6上的上卡槽2和下卡槽4，以及设置在隔弧转板1上的枢轴11，枢轴11的两端分别安装在上卡槽2和下卡槽4内。隔弧转板1在由枢轴11、上卡槽2或下卡槽4构成的转动副结构的支承下，能绕枢轴11枢转，以实现隔弧板1a的翻转和复位。所述的隔弧转板1优选为V字形，它通过所述的外壳6上的上卡槽2和下卡槽4可以转动地固定在动触头3和静触头5之间的外壳6上，当动触头3打开时，即动触头3与静触头5分离时，动触头3的背部驱动所述的隔弧转板1上的驱动端1b，使隔弧转板1上的隔弧板1a翻转转动到动触头3、静触头5之间，从而隔断电弧。显然，隔弧转板1和转动副结构具有以下特点：一是结构简单，易于装配；二是耐受动触头3的分断与闭合动作的驱动力冲击；三是耐受电弧10的烧蚀和冲击破坏。

本实用新型的另一个有益的特点是采用了如图3-5所示的减小控制线路板7遭受电弧10的破坏的结构：断路器外壳6内无灭弧室且设置有控制线路板7，所述的隔弧板1a的翻转方向M为远离控制线路板7的方向，即翻转后的隔弧板1a与控制线路板7之间的距离L2(参见图6所示)大于翻转前的隔弧板1a与控制线路板7之间距离L1(参见图3所示)。显然，这一特点能利用隔弧板1a的翻转动作，将电弧10推向远离控制线路板7的区域，以有效减小电弧10对于控制线路板7的威胁时间和威胁强度。

本实用新型的再一个有益的特点涉及在动触头3与静触头5闭合状态下的动触头3与驱动端1b之间的距离H的优化设计(参见图3)，因为距离H关系到隔弧板1a翻转的启动时间，距离H越小，则翻转的启动时间越早，反之则越晚，但是H过小会造成隔弧转板1与动触头接触，由于动静触头接触区域长期通电，温度高，容易使隔弧转板粘接在动触头上，若出现短路电流将不利于快速分断电弧。由于翻转启动时间的早晚关系到隔弧板1a切割和分隔电弧的早晚，因此它关系到灭弧效果和隔弧板1a遭受电弧冲击的强度。优选的方式是：在动触头3与静触头5闭合状态下，动触头3的背部与隔弧转板1的驱动端1b之间的距离H的取值范围优选为小于2mm，更优选的取值范围是1mm到2mm。

当然，上述的与灭弧效果和隔弧板1a遭受电弧冲击的强度相关的结构，还涉及隔弧板1a与驱动端1b之间的夹角a的大小和隔弧板1a翻转的角度b的大小。一种优选的方式是：所述的隔弧转板1的隔弧板1a与驱动端1b之间夹角a的取值范围为90至120。另一种优选的方式是：所述的隔弧板1a翻转的角度b的取值范围为60°至120°。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器的中性极隔弧结构，包括安装在断路器的外壳(6)内的静触头(5)和安装在操作机构中的动触头(3)，其特征在于：还包括枢转地安装在其外壳(6)内的隔弧转板(1)，所述的隔弧转板(1)上设置有驱动端(1b)和隔弧板(1a)，所述的隔弧转板(1)上的驱动端(1b)受动触头(3)的分断动作的驱动带动隔弧板(1a)翻转，并且通过该翻转使隔弧板(1a)分隔在动触头(3)与静触头(5)之间，以隔断动触头(3)与静触头(5)之间的电弧(10)；所述的隔弧转板(1)上的隔弧板(1a)受动触头(3)的闭合动作的驱动带动所述的驱动端(1b)一起复位。

2.根据权利要求1所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧转板(1)包括枢轴(11)以及均沿着枢轴(11)的径向伸展的隔弧板(1a)和驱动端(1b)；所述的隔弧转板(1)通过转动副结构安装在外壳(6)内，所述的转动副结构包括设置在外壳(6)内的上卡槽(2)和下卡槽(4)，以及设置在隔弧转板(1)上的枢轴(11)，并且，所述的枢轴(11)的两端分别安装在上卡槽(2)和下卡槽(4)内。

3.根据权利要求2所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧转板(1)为V字形，它通过所述的外壳(6)上的上卡槽(2)和下卡槽(4)可以转动地固定在外壳(6)上，并且处于动触头(3)和静触头(5)之间，当动触头(3)与静触头(5)分离时，动触头(3)的背部驱动所述的隔弧转板(1)上的驱动端(1b)，使隔弧转板(1)上的隔弧板(1a)翻转转动到动触头(3)、静触头(5)之间从而隔断电弧。

4.根据权利要求1-3任一所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧转板(1)的隔弧板(1a)的端部设有切弧钩(12)。

5.根据权利要求4所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述切弧钩(12)内侧面为与隔弧板(1a)的内侧面连接的隔弧斜面(121)。

6.根据权利要求5所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述切弧钩(12)外侧面为与隔弧板(1a)的外侧面垂直的隔弧直面(122)，隔弧直面(122)与隔弧板(1a)的外侧面连接处设有切角面(124)，在隔弧直面(122)上且与隔弧板(1a)的外侧面的连接处设有隔弧凸起(123)。

7.根据权利要求1-3任一所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧转板(1)的驱动端(1b)和处于与静触头(5)闭合状态下的动触头(3)的背部之间的距离(H)的取值范围为1mm到2mm。

8.根据权利要求1所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：无灭弧室结构且还包括设置在外壳(6)内的控制线路板(7)，翻转后的隔弧转板(1)上的隔弧板(1a)与控制线路板(7)之间的距离(L2)大于翻转前的该隔弧板(1a)与控制线路板(7)之间距离(L1)，以使隔弧板(1a)的翻转方向为远离控制线路板(7)的方向。

9.根据权利要求1所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧转板(1)上的隔弧板(1a)翻转的角度b的取值范围为60°至120°。

10.根据权利要求2所述的断路器的中性极隔弧结构，其特征在于：所述的隔弧板(1a)和驱动端(1b)在垂直于枢轴(11)的面内成扇形且相互具有夹角a设置；隔弧板(1a)与驱动端(1b)之间的夹角a的取值范围为90°至120°。