CN206893571U - 一种多断点断路器 - Google Patents

Abstract

一种多断点断路器，包括壳体、进线端子、出线端子、电磁脱扣器、静触点、动触点、触头支架、手柄和脱扣机构。触头支架与出线端子直接电连接。主断口是一个，电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点；或者主断口是多个，各个主断口是并联关系；电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点，其它静触点分别与进线端子电连接；各个动触点在触头支架上的朝向进线端子的一侧。还包括一个或多个辅助断口：辅助断口是一个，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上；或者辅助断口是多个，各个辅助断口并联；成对的辅助触点中，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上。触板与出线端子电连接。

Description

一种多断点断路器

技术领域

本技术方案涉及断路器，具体是一种多断点小型断路器。

背景技术

目前市场上的小型断路器产品其内部电流路径一般是：进线端子→线圈→静触板→动静触头对组成的断口→动触头→软连线→双金属片→软连线→出线端子，这种小型断路器额定电流大都在63A以下。随着人们生活水平的提高，各类大功率电器纷纷进入百姓家庭，家庭用电量随之变得越来越大，对断路器的额定工作电流也提出了越来越高的要求。在这种市场需求的推动下，各厂家纷纷研制大规格的小型断路器。由于断路器的外形及安装尺寸收到各种现有的标准或者配电箱的限制，无法任意加大或者改变，大规格的小型断路器只能在现有的内部空间内进行设计。从目前各厂家推出的大规格产品来看，其大规格小型断路器基本上是在63A的断路器产品机构的基础上，加粗导电件和增加软连线分流的方式实现。

所谓软连线分流即在动触头处把原来的单路电路分成两路，一路维持原来路径即动触头→软连线→双金属片→软连线→出线端子，另一路路径为动触头→软连线→出线端子。应用这种双路分流技术后断路器的通流能力得到适当提升，但是随之带来三个比较突出的问题：1、动触头上焊接了两根软连线，在性能上影响了动触头的动作速度，使得在短路分断时动触头断开速度慢了，电弧能量变大，短路分断能力被降低；在生产工艺上增加了点焊难度和生产不良率。2、双路软连线汇聚在动触头处占据了双金属片自由端的运动空间，在断路器生产装配时未整理好软连线的位置或者在断路器机构动作引起软连线位置发生变化后软连线容易与双金属片自由端产生干涉，双金属片自由端被软连线干涉后将导致动作受干扰，过载特性不稳定。3、双路软连线汇聚在动触头处，由于空间狭小两路软连线无法隔离互相触碰，这导致流经两路的电流比率不稳定，流经双金属片的电流时大时小无法控制，这也导致断路器过载特性不稳定。

发明内容

要解决的技术问题：本发明主要为了解决现有方案出现的软连线影响动触头速度而导致断路器分断特性不良、干涉双金属片而造成的过载特性不良以及两路软连线互相触碰而导致流经双金属片的电流不稳定造成的断路器过载特性不稳定的问题。

一种多断点断路器，包括壳体、进线端子、出线端子、电磁脱扣器、静触点、动触点、触头支架、手柄和脱扣机构；

所述进线端子和出线端子分别位于壳体内的首尾两端；

所述手柄位于壳体内腔的中部，且部分伸出壳体的面板；手柄连接脱扣机构；

所述电磁脱扣器包括支撑件、铁芯和线圈；铁芯和线圈通过支撑件连接在壳体内部，且朝向进线端一侧；线圈绕在铁芯外，线圈的一端连接进线端子；所述铁芯的轴线与线圈的轴线重合，铁芯沿轴线方向动作；铁芯连接脱扣机构；

所述动触点在触头支架上；触头支架连接脱扣机构；手柄和电磁脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作；一个动触点和一个静触点构成一个主断口，主断口随触头支架的动作断开或闭合；触头支架的位置在电磁脱扣器所在位置和出线端子之间。

所述触头支架还与出线端子直接电连接；

所述主断口有一个或多个：

A、所述主断口是一个，电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点；

或者是B、所述主断口是多个，各个主断口是并联关系；电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点，其它静触点分别与进线端子电连接；

各个动触点在触头支架上的朝向进线端子的一侧；

还包括一个或多个辅助断口，每个辅助断口包括成对的断开或闭合的辅助触点，

A、所述辅助断口是一个，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接；

B、所述辅助断口是多个，各个辅助断口是并联关系；成对的辅助触点中，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接；

所述触头支架还与出线端子直接电连接。

原理说明：

辅助触点主要用于分流，把一路电流分成两路或者更多路，一是在有限的空间内增加电流导电体的截面积，另一个是通过控制各断口的断开顺序来控制断路器短路分断时的内阻，一边达到提升断路器分断能力的目的。

比如通过辅助触点把断路器电流分成两路，在短路分断时断路器先断开一路电流，然后再断开另一路电流。断开第一路电路时由于另一路电流还处于连通状态，所以先断开的断口不会产生大电弧，而断路器的内阻却得到显著增加使得断开第二路电路时电弧能够得到有效抑制。

在触头支架动作(如旋转动作)过程中，动触头与静触点组成的电路主断口先断开。触头支架继续旋转至一定角度后，辅助断口断开。

辅助断口的断开使得动触头后面(即图中触头支架右侧)的电路通路减少，相应的，处于导通状态电路的电阻增加。这种电阻的急剧突变对于熄灭断路器断口电弧具有很大的帮助。因此本方案不但能在短路分断过程中有效提升动触头的断开速度，抑制断口电弧能量，还能在短路分断过程中使断路器内阻急剧增大，帮助熄灭断口电弧。

触板可以设计为1个，在壳体内腔空间允许时候，也可以设计成多个，辅助断口所实现的电性能更佳。

主断口有多个时候，一个断口对应的通路经过电磁脱扣器的线圈，用于短路保护和电流通过，其它断口仅用于电流通过。

进一步的，所述辅助断口有多个时，

A、所述触头支架有一个，触板有多个；各个辅助断口的一个辅助触点都在该触头支架上，各个辅助断口的另一个触点分别在一个触板上；

或者，B、所述触头支架有多个，触板有多个；各个触头支架相互隔离，且动作相同；每个辅助断口的两个触点分别在一个触头支架上和一个对应的触板上；每个触头支架上都有设动触点，动触点的数量与主断口的数量一致，且位置与静触点的位置对应。

进一步的，所述触头支架通过转轴连接在壳体内，构成杠杆结构。

进一步的，所述触头支架与出线端子之间电连接是通过软接线；所述触板与出线端子之间通过软接线连接。

进一步的，还包括热脱扣器；热脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作。

进一步的，还包括灭弧装置；灭弧装置的位置在壳体内腔的中部，且位于电磁脱扣器所在位置的下方。

具体来说，所述热脱扣器可以是双金属片，且位于出线端子与触头支架之间；触头支架通过软接线连接双金属片的一端，双金属片的另一端通过软接线连接出线端子。

方案1——所述触板的形状是“L”型，“L”型触板固定在壳体内；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板折弯的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面；其中，辅助触点在“L”型触板的一边上，触板与出线端子的连接点在“L”型触板的另一边。

方案2——所述触板上连接有弹性体；所述触板的结构为：触板的中间位置转动连接在壳体内，构成杠杆结构；触板上的辅助触点位于转动轴的首侧；触板与出线端子的连接点位于转动轴的末侧；弹性体在触板的末端；在辅助断口为连接状态下，弹性体势能加大。

所述触板的形状是“L”型，“L”型触板的拐角位置是转动轴的所在位置；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板的转动轴的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

所述弹性体是压簧；触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。

方案3——所述触板是弹性金属片，触板的结构为：触板的末端固定于壳体内，触板上的辅助触点位于触板的首侧，触板与出线端子的连接点位于触板的中部。

所述弹性金属片构成的触板的形状是“L”型；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；“L”型触板的拐角位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。

电磁脱扣器、热脱扣器的工作原理为：

电磁脱扣机构可以是与断路器的进线端子连接的线圈，用于断路器断短路保护。电路发生短路时线路中将产生巨大的短路电流(如6000A)，短路电流远远大于断路器的额定电流，巨大的短路电流将在线圈上产生巨大的电磁力，电磁力将驱动电磁机构的铁芯发生位移从而触发断路器脱扣机构，进而断开动、静触头，从而断开电路。

热脱扣器是双金属片，热脱扣器是断路器的过载保护模块。当断路器电流值大于额定电流(如1.45倍额定电流)而发生过载时，双金属片将过热而产生弯曲，双金属片弯曲到预定程度时将会触发断路器的脱扣机构，进而断开动、静触头，从而引发断路器脱扣断电。

本技术方案的设计多个断口，减少甚至避免了在动触头上焊接软连线。即断路器由一个触点断口变成两个或者多个触点断口，软连线与动触头的连接由原来的固定式的焊接变成触点断口连接，使得在机构闭合的时候动触头与软连线通过触点接触连成回路，而在机构断开过程中软连线通过触点断口与动触头断开，动触头的动作速度不受软连线的制约。另外利用多断口结构后，软连线不再挤在动触头焊接处，而是可以分置在不影响双金属片的空间中，进而解决了软连线与双金属片干涉造成的过载不稳定问题。

有益效果

本发明的使用提升了小型断路器的短路分断能力和过载保护特性的稳定性，同时改善了断路器的装配关系，提升了断路器的批量生产一致性和稳定性，极大地提升了大规格小型断路器可靠性和生产效率。

附图说明

图1是例1结构示意图；

图2是例2断开状态结构示意图

图3是；例2闭合状态结构示意图

图中：壳体1、进线端子2、出线端子3、电磁脱扣器4、双金属片5、静触点6、动触点7、触头支架8、手柄9、辅助触点10、触板11、软连线12、隔离墙13、压簧14、灭弧装置的位置15、引弧片16。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本技术方案进行说明：

一种多断点断路器，包括壳体、进线端子、出线端子、电磁脱扣器、静触点、动触点、触头支架、手柄和脱扣机构；所述进线端子和出线端子分别位于壳体内的首尾两端；所述手柄位于壳体内腔的中部，且部分伸出壳体的面板；手柄连接脱扣机构；所述电磁脱扣器包括支撑件、铁芯和线圈；铁芯和线圈通过支撑件连接在壳体内部，且朝向进线端一侧；线圈绕在铁芯外，线圈的一端连接进线端子；所述铁芯的轴线与线圈的轴线重合，铁芯沿轴线方向动作；铁芯连接脱扣机构；所述动触点在触头支架上；触头支架连接脱扣机构；手柄和电磁脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作；一个动触点和一个静触点构成一个主断口，主断口随触头支架的动作断开或闭合；触头支架隔在电磁脱扣器所在位置和出线端子之间。

所述触头支架还与出线端子直接电连接；

所述主断口有一个或多个(本例1～2中，主断口为一个)：

A、所述主断口是一个，电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点；

或者是B、所述主断口是多个，各个主断口是并联关系；电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点，其它静触点分别与进线端子电连接；

各个动触点在触头支架上的朝向进线端的一侧；

还包括一个或多个辅助断口(本例1～2中，辅助断口为一个)，每个辅助断口包括成对的断口或闭合的辅助触点，

A、所述辅助断口是一个，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接；

B、所述辅助断口是多个，各个辅助断口是并联关系；成对的辅助触点中，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接；

所述触头支架还与出线端子直接电连接。

主断口有多个时候，一个断口对应的通路经过电磁脱扣器的线圈，用于短路保护和电流通过，其它断口仅用于电流通过。

进一步的，所述辅助断口有多个时，

A、所述触头支架有一个，触板有多个；各个辅助断口的一个辅助触点都在该触头支架上，各个辅助断口的另一个触点分别在一个触板上；(本例1、2中，采用一个触头支架的方式)

或者，B、所述触头支架有多个，触板有多个；各个触头支架相互隔离，且动作相同；每个辅助断口的两个触点分别在一个触头支架上和一个对应的触板上；每个触头支架上都有设动触点，动触点的数量与主断口的数量一致，且位置与静触点的位置对应。

所述触头支架通过转轴连接在壳体内，构成杠杆结构。所述触头支架与出线端子之间电连接是通过软接线；所述触板与出线端子之间通过软接线连接。还包括热脱扣器；热脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作。还包括灭弧装置；灭弧装置的位置在壳体内腔的中部，且位于电磁脱扣器所在位置的下方。

具体来说，所述热脱扣器是双金属片，且位于出线端子与触头支架之间。本例1、2中，所述触头支架还与出线端子直接电连接的结构为：触头支架通过软接线连接双金属片的一端，双金属片的另一端通过软接线连接出线端子。

如图1，例1——所述触板的形状是“L”型，“L”型触板固定在壳体内；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板折弯的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面；其中，辅助触点在“L”型触板的一边上，触板与出线端子的连接点在“L”型触板的另一边。触板与出线端子之间通过软接线连接，且该软接线由隔离墙以及壳体内的其它结构限制在独立空间内，避免与壳体内其它结构干扰。

如图2、3，例2——所述触板上连接有弹性体；所述触板的结构为：触板的中间位置转动连接在壳体内，构成杠杆结构；触板上的辅助触点位于转动轴的首侧；触板与出线端子的连接点位于转动轴的末侧；弹性体在触板的末端；在辅助断口为连接状态下，弹性体势能加大。

所述触板的形状是“L”型，“L”型触板的拐角位置是转动轴的所在位置；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板的转动轴的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

所述弹性体是压簧；触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。

例3——所述触板是弹性金属片，触板的结构为：触板的末端固定于壳体内，触板上的辅助触点位于触板的首侧，触板与出线端子的连接点位于触板的中部。

所述弹性金属片构成的触板的形状是“L”型；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；“L”型触板的拐角位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。

电磁机构(电磁脱扣器)侧，增加一个或者多个辅助断口。一个辅助端口即从进线端子到动触头之间增加了一路电流路径。辅助断口与主断口的断开顺序为辅助断口依次先断开，最后主断口断开。这样设计的好处至少有三个：

1、增加的辅助电路有助于在有限的空间内把断路器内部从进线端子到动触头之间的内阻减少至符合大规格断路器(如额定电流125A)的要求；

2、辅助断口先依次断开最后再断开主断口保证了辅助断口断开时在断口处不会产生大电弧，最后断开主断口时才会在主断口处产生电弧，使得电弧能顺利进入与主断口相连的灭弧室；

3、辅助断口先依次断开最后再断开主断口使得断路器从进线端子到动触头之间的内阻随着辅助断口的断开得到一次次显著的增加，等到主断口断开时其内阻达到小规格短路器(如额定电流63A)的水平。

在热脱扣(热脱扣器)侧，热脱扣机构与动触头通过软连线进行焊接连接，热脱扣机构与出线端子通过软连线焊接连接。在动触头与出线端子之间增加一路或者多路辅助电流路径，辅助电流路径通过设在动触头旋转轴另一侧的辅助断口与动触头电连接。

在断路器断开时热脱扣侧的辅助断口与电磁机构侧的辅助断口一起在电磁机构侧的主断口断开之前依次断开。这样设计的好处有以下几点：

1、增加的辅助电路克服了双金属片电阻的限制把断路器内部从动触头到出线端子之间的内阻减少至符合大规格断路器(如额定电流125A)的要求；

2、增加辅助断口使得辅助电路的软连线与热脱扣的软连线有一定的物理距离，可以进行物理隔离杜绝了现有方案中各路电流路径间电流互窜导致流经热脱扣机构的电流不稳定引起断路器过载特性不稳定；

3、辅助断口在主断口断开前依次断开保证了辅助断口断开时在断口处不会产生大电弧，最后断开主断口时才会在主断口处产生电弧，使得电弧能顺利进入与主断口相连的灭弧室；

4、辅助断口在主断口断开前依次断开使得断路器从动触头到出线端子之间的内阻随着辅助断口的断开得到一次次显著的增加，等到主断口断开时其内阻达到小规格短路器(如额定电流63A)的水平。

综上所述，在电磁机构侧和热脱扣侧设置辅助电路及辅助断口，能使得不但具有大规格(如额定电流125A)的通流能力，有具有小规格断路器(如额定电流63A)短路保护和过载保护能力。

以本实施例2的结构为例，本断路器的原理方法为：

把其中一路的软连线通过辅助触点对与动触头连接。在断路器断开过程中，机构脱扣器(脱扣机构)跳扣后，动触头在机构的动作弹簧的作用下以主轴为圆心旋转。旋转过程中，动触头与静触点组成的电路主断口先断开，动触头继续旋转至一定角度后，动触头与辅助触点组成的辅助断口断开。辅助断口的断开使得动触头后面(即图中触头支架右侧)的电路由两路变成一路，相应的，其电路电阻变为原来的2倍，这种电阻的急剧突变对于熄灭断路器断口电弧具有很大的帮助。因此本方案不但能在短路分断过程中有效提升动触头的断开速度，抑制断口电弧能量，还能在短路分断过程中使断路器内阻急剧增大，帮助熄灭断口电弧。

Claims (10)

1.一种多断点断路器，包括壳体、进线端子、出线端子、电磁脱扣器、静触点、动触点、触头支架、手柄和脱扣机构；

所述进线端子和出线端子分别位于壳体内的首尾两端；

所述手柄位于壳体内腔的中部，且部分伸出壳体的面板；手柄连接脱扣机构；

所述电磁脱扣器包括支撑件、铁芯和线圈；铁芯和线圈通过支撑件连接在壳体内部，且朝向进线端一侧；线圈绕在铁芯外，线圈的一端连接进线端子；所述铁芯的轴线与线圈的轴线重合，铁芯沿轴线方向动作；铁芯连接脱扣机构；

所述动触点在触头支架上；触头支架连接脱扣机构；手柄和电磁脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作；一个动触点和一个静触点构成一个主断口，主断口随触头支架的动作断开或闭合；触头支架的位置在在电磁脱扣器所在位置和出线端子之间，其特征是：

所述触头支架还与出线端子直接电连接；

所述主断口有一个或多个：

A、所述主断口是一个，电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点；

或者是B、所述主断口是多个，各个主断口是并联关系；电磁脱扣器的线圈另一端通过静触板连接一个静触点，其它静触点分别与进线端子电连接；

各个动触点在触头支架上的朝向进线端子的一侧；

还包括一个或多个辅助断口，每个辅助断口包括成对的断开或闭合的辅助触点，

A、所述辅助断口是一个，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接；

B、所述辅助断口是多个，各个辅助断口是并联关系；成对的辅助触点中，一个辅助触点在触头支架的朝向出线端子一侧，另一个辅助触点在一个触板上，该触板与出线端子电连接。

2.根据权利要求1所述的多断点断路器，其特征是所述辅助断口有多个时，

A、所述触头支架有一个，触板有多个；各个辅助断口的一个辅助触点都在该触头支架上，各个辅助断口的另一个触点分别在一个触板上；

或者，B、所述触头支架有多个，触板有多个；各个触头支架相互隔离，且动作相同；每个辅助断口的两个触点分别在一个触头支架上和一个对应的触板上；每个触头支架上都有设动触点，动触点的数量与主断口的数量一致，且位置与静触点的位置对应。

3.根据权利要求1所述的多断点断路器，其特征是所述触头支架通过转轴连接在壳体内，构成杠杆结构。

4.根据权利要求1所述的多断点断路器，其特征是述触头支架与出线端子之间电连接是通过软接线；所述触板与出线端子之间通过软接线连接。

5.根据权利要求1所述的多断点断路器，其特征是还包括热脱扣器和/或灭弧装置；热脱扣器通过脱扣机构带动触头支架动作；灭弧装置的位置在壳体内腔的中部，且位于电磁脱扣器所在位置的下方。

6.根据权利要求1～5任一所述的多断点断路器，其特征是所述触板的形状是“L”型，“L”型触板固定在壳体内；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板折弯的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面；其中，辅助触点在“L”型触板的一边上，触板与出线端子的连接点在“L”型触板的另一边。

7.根据权利要求1～5任一所述的多断点断路器，其特征是所述触板上连接有弹性体；所述触板的结构为：触板的中间位置转动连接在壳体内，构成杠杆结构；触板上的辅助触点位于转动轴的首侧；触板与出线端子的连接点位于转动轴的末侧；弹性体在触板的末端；在辅助断口为连接状态下，弹性体势能加大。

8.根据权利要求7所述的多断点断路器，其特征是所述触板的形状是“L”型，“L”型触板的拐角位置是转动轴的所在位置；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；触板的转动轴的位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

所述弹性体是压簧；触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。

9.根据权利要求1～5任一所述的多断点断路器，其特征是所述触板是弹性金属片，触板的结构为：触板的末端固定于壳体内，触板上的辅助触点位于触板的首侧，触板与出线端子的连接点位于触板的中部。

10.根据权利要求7所述的多断点断路器，其特征是所述弹性金属片构成的触板的形状是“L”型；对应的，壳体的中部突出部和尾端连接位置的内腔的边缘是“L”型；“L”型触板的拐角位置在壳体的中部突出部和尾端连接的位置；

触板与出线端子的连接点和辅助触点都位于触板的底面。