CN209266338U - 微型断路器操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微型断路器操作机构，包括手柄、手柄推杆、动触头、跳扣、动触头支架、转轴、主复位弹簧、手柄推杆复位弹簧；手柄推杆一端置于动触头支架锁扣槽中，手柄转动时与锁扣槽内壁面相抵实现锁扣；动触头支架上设置转轴槽，转轴置于转轴槽中，分闸状态下转轴位于转轴槽一侧，合闸状态下转轴位于转轴槽中部，分、合闸状态下转轴的两个相对位置为动触头提供超程；主复位弹簧与转轴不同心，为动触头支架提供复位所需扭矩和合闸位置的虚拟支点；手柄推杆复位弹簧固定在动触头支架上，为手柄推杆提供复位力。本实用新型提供的操作机构在分闸过程中通过动触头支架旋转和平动同时进行，提高了开断速度。

Description

微型断路器操作机构

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，更具体地说，涉及一种微型断路器操作机构。

背景技术

微型断路器是低压配电系统中重要的控制与保护设备，能在配电系统发生过载、短路故障时迅速开断故障电流，保护配电系统和电气设备。故障电流开断能力是微型断路器最重要的性能评价指标之一，操作机构的结构与动态特性是断路器开断能力的关键影响因素，如何提高系统故障时操作机构的分断速度和机械寿命，是微型断路器操作机构设计和优化的关键点。

现有应用的微型断路器操作机构一般是利用锁扣通过支架将动触头固定在合闸位置，通过跳扣将锁扣解锁，动触头在复位弹簧作用下绕固定转轴快速旋转来实现分断的，一般而言，分断速度越快，断路器开断电流能力越好，但操作机构所需的复位弹簧力就越大或触头闭合状态压力越小，进而会导致断路器电寿命缩短和触头烧蚀后接触电阻增大，容易引起滑扣，以及机械寿命与可靠性降低等后果。换言之，现有的微型断路器操作机构设计存在分断速度提高和电寿命、机械寿命与可靠性降低的矛盾，操作机构性能的优化也存在技术瓶颈。

综上，如何在保证高电寿命、机械寿命、可靠性和低成本的前提下，提升微型断路器操作机构的分断速度，是本领域急需解决的重要技术问题。

发明内容

要解决的技术问题

鉴于现有技术上的缺陷和上述的需求，本发明的目的在于提供一种微型断路器操作机构，该微型断路器操作机构可以有效解决断路器操作机构分断速度提高与电寿命、机械寿命降低之间的矛盾，从而实现在保证高电寿命、机械寿命、可靠性和低成本的前提下提升微型断路器操作机构分断速度的目的。

技术方案

一种微型断路器操作机构，其特征在于包括手柄、手柄推杆、动触头、跳扣、动触头支架、转轴、主复位弹簧和手柄推杆复位弹簧；动触头支架与动触头连接，动触头支架上设有锁扣槽和转轴槽；手柄推杆的一端与手柄连接，另一端置于锁扣槽内，手柄转动时，带动手柄推杆运动，进而带动触头支架运动；锁扣槽设置锁扣区域和脱扣区域，在分、合闸状态和过程中，手柄推杆均处于锁扣区域，脱扣及分断过程中，手柄推杆处于脱扣区域；转轴依次穿过跳扣和动触头支架，跳扣能够绕转轴旋转；转轴置于转轴槽中，动触头支架绕转轴旋转，进而带动动触头运动；转轴槽可与转轴进行相对滑动，断路器分闸状态下转轴位于转轴槽的一侧，断路器合闸状态下转轴位于转轴槽的中部位置；跳扣为凸轮结构或偏心轮结构，转动时能够向上推起置于锁扣槽中的手柄推杆，完成断路器的脱扣过程；主复位弹簧为扭簧，置于动触头支架与跳扣之间，断路器合闸状态下主复位弹簧发生形变，产生使动触头支架向断路器分闸位置转动的力矩；同时，主复位弹簧圆心与转轴不同心，在合闸状态下为动触头支架提供横向支撑力；手柄推杆复位弹簧置于动触头支架上，在断路器脱扣过程中，与手柄推杆接触发生形变，产生使手柄推杆复位的推力。

所述的转轴槽轮廓设置为长圆孔，长圆孔两侧半圆直径大于转轴的直径，长圆孔长度为转轴直径的1.2倍-5倍。

所述的跳扣采用镂空的框架结构。

所述主复位弹簧可采用扭簧、拉簧、压簧，可安装在跳扣或动触头支架或断路器外壳或底座上，可置于转轴上方或下方。

所述动触头支架下端面与所述跳扣下端面均设置气流阻挡面。

有益效果

本发明提出的一种微型断路器操作机构，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、主复位弹簧圆心与转轴圆心不同位置，在合闸位置时，为动触头支架提供横向支撑力，可使动触头在合闸位置利用所述横向支撑力产生的虚拟支点产生动触头和静触头的压紧力，从而可以通过调节虚拟支点的位置来调节动、静触头的压紧力，调节更方便。

2、在分闸或分断过程中，动触头支架的旋转和平动过程同时进行，提高了动触头开断速度，从而提高了断路器的开断能力。

2、锁扣依靠一个零件上的锁扣槽与推杆的配合实现，与传统设计的两个零件配合方法相比，脱扣力更小，有利于开断能力提升，同时操作更可靠、不易滑扣。

3、跳扣转动脱扣过程中，跳扣推动手柄推杆的力方向近似与推杆锁扣力相垂直，脱扣力小。

4、气流阻挡面可以阻挡灭弧室热气体回流，避免操作机构的老化和损坏；提高灭弧室压力，促进气吹电弧作用；反射电弧产生的冲击波，推动电弧快速运动。

附图说明

图1是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例的分闸状态的主视图。

图2是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例的分闸状态的后视图。

图3是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例的合闸状态的主视图。

图4是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例中动触头支架结构及其与主复位扭簧配合示意图。

图5是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例中跳扣结构示意图。

图6是本发明实施例提供的微型断路器操作机构的实施例中动触头支架气流阻挡面和跳扣气流阻挡面配合示意图。

其中，1-外壳，2-手柄推杆复位弹簧，3-动触头支架，4-手柄推杆，5-手柄，6-跳扣，7-转轴，8-主复位弹簧，9-动触头，10-静触头，301-动触头支架锁扣槽，302-动触头支架转轴槽，303-跳扣限位凸起，304-动触头支架的气流阻挡面，601-跳扣脱扣端面，602-跳扣碰撞面，603-跳扣的气流阻挡面，604-热脱扣拉杆连接孔，605-跳扣限位镂空孔，3011-动触头支架锁扣槽的脱扣区域，3012-动触头支架锁扣槽的锁扣区域。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

一种微型断路器操作机构，包括手柄5、手柄推杆4、动触头9、跳扣6、动触头支架3、转轴7、主复位弹簧8、手柄推杆复位弹簧2；

其中，动触头支架3与动触头9连接，动触头支架3上设有锁扣槽301和转轴槽302；

手柄推杆4的一端与手柄5连接，另一端置于锁扣槽301内，手柄5转动时与锁扣槽301内壁面相抵实现锁扣；手柄5转动时，带动手柄推杆4运动，进而带动触头支架3运动；

锁扣槽301设置锁扣区域3012和脱扣区域3011，在分、合闸状态和过程中，手柄推杆4均处于锁扣区域3012，脱扣及分断过程中，手柄推杆4处于脱扣区域3011；

跳扣6和动触头支架3通过转轴7连接，跳扣6能够绕转轴7旋转；

转轴7置于转轴槽302中，动触头支架3绕转轴7旋转，进而带动动触头9运动；

转轴槽302轮廓设置为长圆孔，长圆孔两侧半圆直径大于转轴7的直径，长圆孔长度为转轴7直径的1.2倍-5倍，转轴槽302可与转轴7进行相对滑动，断路器分闸状态下转轴7位于转轴槽302的一侧，断路器合闸状态下转轴位于转轴槽302的中间区域；

进一步地，跳扣6为凸轮结构或偏心轮结构，跳扣6转动时通过脱扣端面601向上推起置于锁扣槽301中的手柄推杆4，完成断路器的脱扣过程；

进一步地，主复位弹簧8为扭簧，置于动触头支架3与跳扣6之间，断路器合闸状态下主复位弹簧8发生形变，产生使动触头支架3向断路器分闸位置转动的力矩；同时，主复位弹簧8圆心与转轴7不同心，在合闸状态下为动触头支架3提供横向支撑力；

进一步地，手柄推杆复位弹簧2，置于动触头支架3上，在断路器脱扣过程中，与手柄推杆4接触发生形变，产生使手柄推杆4复位的推力。

进一步地，上述微型断路器操作机构中，跳扣6靠近脱扣器的一侧设有凸起挡板602，脱扣器推杆碰撞凸起挡板602，使跳扣旋转，完成脱扣过程，同时跳扣转动脱扣过程中凸起挡板602与动触头支架3相抵。

进一步地，上述微型断路器操作机构中，跳扣6采用镂空的框架结构，其中跳扣限位镂空孔605与动触头支架3上的跳扣限位凸起304配合，对跳扣6进行限位。

进一步地，上述微型断路器操作机构中，动触头支架3下端面设置动触头支架气流阻挡面，跳扣6下端面设置跳扣气流阻挡面。

进一步地，上述微型断路器操作机构中，主复位弹簧8采用扭簧，安装在跳扣6与主触头支架3之间，可避免动触头支架3的横向偏转。

进一步地，所述锁扣槽的脱扣区域3011可设置为封闭结构，也可设置为开放式结构。

进一步地，所述主复位弹簧可采用扭簧、拉簧、压簧，可安装在所述跳扣或所述支架或断路器外壳或底座上，可置于转轴上方或下方。

本发明实施例提供的微型断路器操作机构，分闸状态时，手柄推杆4置于动触头支架3的锁扣槽301中，在主复位弹簧8作用下转轴7位于动触头支架转轴槽302的一侧；在合闸过程中，外力推动手柄5旋转，手柄推杆4置于锁扣槽301中的脱扣区域3011，并与锁扣槽301内壁相抵，同时手柄推杆4还与跳扣6的跳扣脱扣端面601相抵，推动动触头支架3和跳扣6绕转轴7旋转，动触头9与静触头10接触后，手柄推杆4继续运动，为动触头9和静触头10提供接触压力，在动触头支架3绕转轴7旋转的过程中，转轴槽302与转轴7发生相对滑动；分断过程中，跳扣6在脱扣器推杆作用下发生旋转，跳扣脱扣端面601会抬高置于锁扣槽301锁扣区域3012中的手柄推杆4，进而完成脱扣，在主复位弹簧8作用下，动触头支架3的转轴槽302与转轴7发生相对滑动和转动，动触头9和静触头10快速分离。在上述分断过程中，动触头支架3的旋转和平动过程同时进行，提高了动触头9开断速度，可以在保证主复位弹簧8反力和动触头9、静触头10接触压力不变的前提下，提高动触头9分断速度。

本发明实施例提供的微型断路器操作，主复位弹簧8采用扭簧结构，主复位弹簧8圆心与转轴7圆心不同位置，在合闸位置时，为动触头支架3提供横向支撑力，可使动触头9在合闸位置利用横向支撑力产生虚拟支点，为动触头9和静触头10提供接触压力。

本发明实施例提供的微型断路器操作机构，跳扣6在转动脱扣过程中，跳扣6推动手柄推杆4的力方向近似与推杆4锁扣力相垂直，脱扣力小；同时，跳扣6上设置的跳扣碰撞面602会与动触头支架3相抵，利用脱扣器顶杆的推力，进一步提高动触头9的分断速度。

本发明实施例提供的微型断路器操作机构，动触头支架的气流阻挡面304和跳扣的气流阻挡面603具有以下作用：①阻挡灭弧室热气体回流，避免操作机构的老化和损坏，②提高灭弧室压力，促进气吹电弧作用，③反射电弧产生的冲击波，推动电弧快速运动。

本发明实施例提供的微型断路器操作机构，跳扣6采用的镂空框架结构，可以有效减小跳扣6的质量，提升跳扣6在脱扣器顶杆作用下旋转的加速度，提高脱扣速度。

在一种优选的实施方案中，本发明实施例提供的微型断路器操作机构，其锁扣槽301采用封闭的结构，限制手柄推杆4的运动范围，避免由于手柄推杆4脱离锁扣槽301导致的卡住现象，同时在脱扣后引导手柄推杆4重新复位，回到锁扣槽301的锁扣区域3012。

在另一种优选的实施方案中，本发明实施例提供的微型断路器操作机构，其跳扣6选择偏心轮结构，且跳扣脱扣端面601采用弧面结构，与手柄推杆4形成近似点接触或线接触形式，有效减小摩擦力，提高脱扣速度。

Claims (5)

1.一种微型断路器操作机构，其特征在于包括手柄(5)、手柄推杆(4)、动触头(9)、跳扣(6)、动触头支架(3)、转轴(7)、主复位弹簧(8)和手柄推杆复位弹簧(2)；动触头支架(3)与动触头(9)连接，动触头支架(3)上设有锁扣槽(301)和转轴槽(302)；手柄推杆(4)的一端与手柄(5)连接，另一端置于锁扣槽(301)内，手柄(5)转动时，带动手柄推杆(4)运动，进而带动触头支架(3)运动；锁扣槽(301)设置锁扣区域(3012)和脱扣区域(3011)，在分、合闸状态和过程中，手柄推杆(4)均处于锁扣区域(3012)，脱扣及分断过程中，手柄推杆(4)处于脱扣区域(3011)；转轴(7)依次穿过跳扣(6)和动触头支架(3)，跳扣(6)能够绕转轴(7)旋转；转轴(7)置于转轴槽(302)中，动触头支架(3)绕转轴(7)旋转，进而带动动触头(9)运动；转轴槽(302)可与转轴(7)进行相对滑动，断路器分闸状态下转轴(7)位于转轴槽(302)的一侧，断路器合闸状态下转轴(7)位于转轴槽(302)的中部位置；跳扣(6)为凸轮结构或偏心轮结构，转动时能够向上推起置于锁扣槽(301)中的手柄推杆(4)，完成断路器的脱扣过程；主复位弹簧(8)为扭簧，置于动触头支架(3)与跳扣(6)之间，断路器合闸状态下主复位弹簧(8)发生形变，产生使动触头支架(3)向断路器分闸位置转动的力矩；同时，主复位弹簧(8)圆心与转轴(7)不同心，在合闸状态下为动触头支架(3)提供横向支撑力；手柄推杆复位弹簧(2)置于动触头支架(3)上，在断路器脱扣过程中，与手柄推杆(4)接触发生形变，产生使手柄推杆(4)复位的推力。

2.根据权利要求1所述的一种微型断路器操作机构，其特征在于所述的转轴槽(302)轮廓设置为长圆孔，长圆孔两侧半圆直径大于转轴(7)的直径，长圆孔长度为转轴(7)直径的1.2倍-5倍。

3.根据权利要求1所述的一种微型断路器操作机构，其特征在于所述的跳扣(6)采用镂空的框架结构。

4.根据权利要求1所述的一种微型断路器操作机构，其特征在于所述主复位弹簧(8)可采用扭簧、拉簧、压簧，可安装在跳扣(6)或动触头支架(3)或断路器外壳或底座上，可置于转轴(7)上方或下方。

5.根据权利要求1所述的一种微型断路器操作机构，其特征在于所述动触头支架(3)下端面与所述跳扣(6)下端面均设置气流阻挡面。