CN210722924U - 一种用于断路器的电极以及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器领域，具体涉及一种用于断路器的电极以及该断路器，其中，所述电极包括：电端子，所述电端子被构造用于对所述电极进行输入和输出电连接；静触头，所述静触头电气连接至所述电端子并固定至所述电端子；动触头，所述动触头被构造成旋转接合所述静触头；灭弧栅片，所述灭弧栅片布置在所述电端子上并与所述静触头相邻；磁性件，所述磁性件被布置成在所述动触头与所述静触头分断时产生磁场力以将所述动触头和所述静触头之间形成的电弧推向所述灭弧栅片。本实用新型提供的电极和具有该电极的断路器适用于分断直流短路电路，相比于传统断路器，其具有良好的分断能力，电弧在磁场力的作用下被推向灭弧栅片，从而实现快速灭弧。

Description

一种用于断路器的电极以及断路器

技术领域

本实用新型涉及电流开关技术领域，尤其涉及一种用于断路器的电极及断路器。

背景技术

现有的断路器通常在分断交流短路电流时性能良好，而对于分断直流短路电流时经常无法达到满意的效果。对于交流电路而言，由于电流电路呈正弦波形，电流随着波形变化会经过零点，在发生短路时，即在交流电路中存在电弧时，电路出现“零休”现象，这有利于电弧的熄灭，所以对于现有的断路器而言较为容易进行电路分断。但是，由于直流电路中的电流恒定，并不会出现“零休”现象，因而，将同样的断路器应用于直流电路显然无法获得如应用在交流电路中的良好效果。

基于此，本领域技术人员仍然迫切期望研发一种针对发生短路的直流电路也具有良好分断效果的断路器，以克服现有技术存在的缺陷。由于在断路器中分断电路的结构主要包括电极，所以提供一种改进的电极也是亟需解决的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型的任务是提供一种用于断路器的电极及断路器，借此克服上述现有技术的缺点。

为了完成上述任务，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于断路器的电极，包括：电端子，所述电端子被构造用于对所述电极进行输入和输出电连接；静触头，所述静触头电气连接至所述电端子并固定至所述电端子；动触头，所述动触头被构造成旋转接合所述静触头；灭弧栅片，所述灭弧栅片布置在所述电端子上并与所述静触头相邻；磁性件，所述磁性件被布置成在所述动触头与所述静触头分断时产生磁场力以将所述动触头和所述静触头之间形成的电弧推向所述灭弧栅片。

优选地，所述动触头包括旋转臂和位于所述旋转臂一端或两端的第一触头端；所述静触头包括第二触头端，所述第二触头端对应所述第一触头端布置在所述电端子上；所述电极还包括第一插件，所述第一插件被构造成容纳所述磁性件并被布置成接合至容纳所述电极的壳体以在所述壳体将所述电极封装其中时使所述磁性件产生的磁场力能够指向所述灭弧栅片。

优选地，所述动触头包括旋转臂和位于所述旋转臂一端或两端的第一触头端，所述磁性件被布置在所述旋转臂上；所述静触头包括第二触头端，所述第二触头端对应所述第一触头端布置在所述电端子上，所述电端子上设置避让口，所述避让口被构造成在所述第一触头端接触所述第二触头端时容纳所述磁性件；所述磁性件固定在所述旋转臂上并随所述旋转臂移动，所述磁性件被布置成在所述第一触头端与所述第二触头端分断时使产生的磁场力指向所述灭弧栅片。

优选地，所述电极还包括第二插件，所述第二插件被构造成容纳所述磁性件并固定至所述旋转臂以使所述磁性件产生的磁场力指向所述灭弧栅片。

优选地，所述第二插件与所述旋转臂通过插接或卡合彼此固定。

优选地，所述第一插件和所述第二插件被构造成在产生所述电弧时受热生成气体并将所述电弧推向所述灭弧栅片。

优选地，所述磁性件包括一对永磁体，所述永磁体相对布置在所述第二触头端的两侧。

优选地，一对所述永磁体被布置成具有相同的取向和姿态。

优选地，所述永磁体被构造成矩形、方形、扇形或半圆形。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种断路器，所述断路器包括如上所述的电极，所述断路器被构造成具有多个串联的所述电极。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本实用新型后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是本实用新型的电极的立体图；

图2是图1的剖视图；

图3是本实用新型电极的又一立体图；

图4是本实用新型的电极的分解图；

图5是壳体的立体图；

图6是盖体与壳体的立体图；

图7是断路器的立体图。

具体实施方式

现参考附图来详细说明根据本实用新型的用于断路器的电极以及该断路器的示例性方案。提供附图是为了呈现本实用新型的多个实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有的附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上”、“下”和其它方向性术语将被理解为具有其正常含义且指正常观看附图时所涉及的那些方向。除非另有指明，否则本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个零部件与其它零部件区分开。

参见图1至7，本实用新型提供一种断路器1，该断路器1包括壳体3、盖体4、电极2、致动机构以及脱扣机构。电极2由壳体3和盖件封装于二者的内部空间中，本文示例性的示出四个串联的电极2。壳体3和盖件被构造成在组装后形成有适形于电极2形状的内部空间。在负载电路发生短路时，脱扣机构响应电极2的分断而动作，并进一步使致动机构响应脱扣机构的动作而将短路电路彻底断开。

如图1至4所示，用于上文提及的断路器1的电极2包括电端子20、静触头22、动触头21、灭弧栅片23以及磁性件24。其中，电端子20呈U形构造，当然这仅是一个示例结构。电端子20主要用于在负载电路中进行输入和输出电连接。静触头22通常固定布置在电端子20上并与电端子20电气连接。动触头21能够相对于静触头22移动，并且在负载电路正常时，动触头21可以接合静触头22以使负载电路形成完整回路，而在负载电路发生短路时，动触头21能够与静触头22分断以保护负载电路中的负载设备免受损坏。由于在负载电路发生短路时，电弧会在动触头21和静触头22的分断过程中产生在二者之间，电弧可能导致电路的延迟开断、烧损触头，甚至引起电路中的负载设备燃烧或爆炸。灭弧栅片23通常在电动斥力分开动触头21、静触头22后将进入其中的电弧分割成多段小的电弧，从而达到灭弧的目的。在此，灭弧栅片23布置在电端子20上，如图所示，灭弧栅片23位于静触头 22的上方以在产生电弧时将电弧完全覆盖在其范围内。

本实用新型的磁性件24被布置在动触头21和静触头22附近，在动触头 21和静触头22分断时，二者之间所产生的电弧始终处于磁性件24形成的磁场范围内，根据左手定则，磁性件24能够产生指向灭弧栅片23的磁场力，在该磁场力、尤其是洛伦兹力的作用下，静触头22和动触头21之间产生的电弧被推向灭弧栅片23，从而提高断路器1分断直流短路电路的能力。

具体参见图2，动触头21包括旋转臂210和布置在旋转臂210端部的第一触头端212。旋转臂210可以具有一个或两个触头端，也就是说包括上述动触头21的电极2可被构造成单断点式或双断点式。在如图所示的实施例中，电极2为双端点式结构。旋转臂210形状近似

形，旋转臂210绕中心轴旋转，中心轴与致动机构联动并受到致动机构作用以最终分断动触头 21、静触头22，从而断开直流短路电路以保护电路中的负载设备。

再次参见图2，静触头22包括第二触头端220，第二触头端220对应于动触头21的第一触头端212布置在电端子20上，即第二触头端220布置的位置满足第一触头端212与其接合的要求，该位置最好是第一触头端212与第二触头端220在接合时，第一触头端212与第二触头端220具有最大接触表面。

在图1和图4示出的实施例中，电极2还包括第一插件25，第一插件25 具有插槽，插槽内可以容纳磁性件24。如图所示，示例性示出长方形的磁性件，插槽也构造成长方形槽，磁性件可以完全容纳在插槽中，或者部分容纳在插槽中。在壳体3和盖体4将电极2封装在它们形成的内部空间中时，第一插件25接合至壳体3并恰好位于动触头21和静触头22附近，具体地，第一插件25位于动触头21的两侧(在与动触头的旋转轴平行的取向上)并覆盖动触头21相对于静触头22移动的轨迹、尤其是第一触头端212相对于第二触头端220的移动轨迹。第一插件25在靠近壳体3的一侧布置凸块，壳体3上的相应位置布置有凹槽，通过凸块与凹槽的配合，第一插件25固定至壳体3。该凸块可以构造成梯形，而凹槽设置成与其匹配的形状。当然，凸块和凹槽的位置可以互换，而第一插件25与壳体3的接合方式也不仅限于此，插接、卡接或者可能是胶接，本领域技术人员可以想到基本实用新型提供的技术方案来进行适当的修改以实现对磁性件位置的准确布置。

在本实用新型中，如图3所示，磁性件24包括一对永磁体，这对永磁体相对布置并分布在静触头22的第二触头端220的横向两侧，如图所示，该横向即是与动触头21的中心轴(旋转轴)的轴向相平行的方向。永磁体优选布置成具有最大的相同的取向和姿态(彼此对置重叠的面积最大)以产生足够强度的磁场，从而利于产生足以将电弧推向灭弧栅片23的洛伦兹力。永磁体的形状可以是矩形、方形、扇形或者半圆形。当然，上述列举并未穷尽，本领域技术人员在本公开的基础上还可以想到将其它的形状永磁体应用于此。

除了将磁性件24固定在壳体3上之外，在另一个实施例中，磁性件24 也可以布置在动触头21上。如上所述，动触头21包括旋转臂210和位于旋转臂210两端的第一触头端212，磁性件24具体地被布置在旋转臂210上。在动触头21移动期间，磁性件24随着旋转臂210同步移动。为了实现空间的高度利用，电端子20上可以设置避让口，在动触头21的第一触头端212 接合静触头22的第二触头端220时，磁性件24可以部分容纳在电端子20的避让口中，而在动触头21的第一触头端212与静触头22的第二触头端220分断时，磁性件24随着动触头21移动而逐渐从避让口中离开并在移动期间始终将产生的磁场作用于产生在第一触头端212和第二触头端220之间的电弧，以使电弧在洛伦兹力的作用下向灭弧栅片23移动。

在磁性件24布置在动触头21的实施例中，一对永磁体可以通过机械结构比如轴杆卡合或插接在旋转臂210上。可选地或优选地，也可以通过第二插件来实现在旋转臂210上的固定连接。第二插件具有插槽，插槽内可容纳永磁体，一对永磁体分别容纳在一对第二插件中。第二插件朝向旋转臂210的一侧可以设置凸块，旋转臂210的相应侧可以设置凹槽，通过凹槽与凸块的配合，第二插件于是固定至旋转臂210。为了进一步稳定第二插件，一对第二插件之间可设置连接肋，该连接肋在一对第二插件分布在旋转臂210两侧时贴合在旋转臂210上以避免凸块在凹槽中可能出现的滑移。或者第二插件与旋转臂210之间可以采用过盈配合的方式来实现第二插件的固定。第二插件可以选择性地构造成与第一插件25的结构相同或相似，比如形状、尺寸、插槽结构等，但在具体接合至壳体或旋转臂的位置可进行适应性修改，这样的修改可参照上下文具体阐述的内容来实施，这些内容并未穷尽可能的修改。

此外，也可以想到将磁性件24布置在电端子20上，布置位置仍是在第二触头端220的横向两侧，磁性件24可以插接或卡合在电端子20上。其它可以想到将磁性件24固定在电端子20上的结构和方式也落入本实用新型的保护范围。

在上述采用第一插件25或第二插件来定位磁性件24的实施例中，参见图4，第一插件25和第二插件可以由产气材料制成，比如尼龙、三聚氰胺等。在动触头21、静触头22分断产生电弧的同时也会产生大量的热，热使得由产气材料制成的第一插件25和第二插件产生气体，产气材料产生的气体通常含H₂，H₂具有良好的导热性能从而能够冷却电弧并将电弧推向灭弧栅片23，以进一步增强断路器1的分断能力。

在如图7所示的断路器1的使用过程中，一个或多个电极2布置在壳体3 和盖体4限定的内部空间中。在多个电极2的情况下，比如四个电极2，可以串联布置在该内部空间中。本实用新型的一个优选实施例中，在断路器 1中采用了双断点式电极2。双断点式电极2在分断动触头21和静触头22时具有约为传统直流断路器1两倍的开距，这有利于提高断路器1的分断能力。永磁体位于静触头22的第二触头端220的横向两侧，一对永磁体优选被布置成位于能够保证动触头21移动(动触头21在一对永磁体的间距内移动)的最近距离。在正常的直流电路中，断路器1在电路中起到传递电流的作用，而在短路的直流电路中，断路器1可能在超过额定电流约1.05倍以上时断开电路以保障负载设备的安全。

在直流短路电路中，断路器1的断开主要通过电极2的动触头21、静触头22的分断来实现。但是在动触头21、静触头22分断期间容易产生电弧，如前所述，电弧不利于动触头21、静触头22的分断，甚至会造成电路中的负载设备损坏。磁性件24的提供很好的解决了传统断路器1在分断直流短路电路时能力不佳的问题。磁性件24布置在第二触头端220的横向两侧，如图所示，假设该直流电路中的电流方向是从上向下，那么左侧永磁体设置为N极，右侧永磁体设置为S极，根据左手定则，在动触头21的第一触头端212与静触头22的第二触头端220分断时将产生洛伦兹力，该洛伦兹力指向布置在永磁体上方的灭弧栅片23，从而将第一触头端212和第二触头端220之间产生的电弧推向灭弧栅片23，以实现快速灭弧。而当直流电路中的电流方向为从下至上时，位于左侧的永磁体则应设置为S极，位于右侧的永磁体应设置为N极，这样，根据左手定则，洛伦兹力将在动触头21 的第一触头端212与静触头22的第二触头端220分断时将产生并将电弧推向灭弧栅片23，从而有效熄灭电弧。

本实用新型虽然仅针对电极应用于塑壳断路器的情况进行了描述，但是本领域技术人员可以想到，本实用新型提供的电极并不限于仅在塑壳断路器中使用，在断路器领域的其它类型断路器(比如，框架式断路器、微型断路器、漏电断路器等)也可以采用上述电极来增加断路器在过载或短路电路中的分断能力。

虽然仅用有限量的实施例详细描述本实用新型，但是应当容易地理解，本实用新型不限于所公开的这样的实施例。相反，可通过合并任何数量的此前未描述的变化、改变、替代或等同装置来修改本实用新型，但是这与本实用新型的精神和范围相当。此外，虽然已经描述了本实用新型的各个不同实施例，可以理解，本实用新型的方面可仅包括实施例中的一些。因此，本实用新型不被视为受前述说明的限制，但仅受所附权利要求限制。

附图标记列表

1-断路器 220-第二触头端

2-电极 23-灭弧栅片

20-电端子 24-磁性件

21-动触头 25-第一插件

210-旋转臂 3-壳体

212-第一触头端 4-盖体

22-静触头 5-内部空间。

Claims (11)

1.一种用于断路器(1)的电极(2)，其特征在于，包括：

电端子(20)，所述电端子(20)被构造用于对所述电极(2)进行输入和输出电连接；

静触头(22)，所述静触头(22)电气连接至所述电端子(20)并固定至所述电端子(20)；

动触头(21)，所述动触头(21)被构造成旋转接合所述静触头(22)；

灭弧栅片(23)，所述灭弧栅片(23)布置在所述电端子(20)上并与所述静触头(22)相邻；

磁性件(24)，所述磁性件(24)被布置成在所述动触头(21)与所述静触头(22)分断时产生磁场力以将所述动触头(21)和所述静触头(22)之间形成的电弧推向所述灭弧栅片(23)。

2.根据权利要求1所述的电极(2)，其特征在于，

所述动触头(21)包括旋转臂(210)和位于所述旋转臂(210)一端或两端的第一触头端(212)；

所述静触头(22)包括第二触头端(220)，所述第二触头端(220)对应所述第一触头端(212)布置在所述电端子(20)上；

所述电极(2)还包括第一插件(25)，所述第一插件(25)被构造成容纳所述磁性件(24)并被布置成接合至容纳所述电极(2)的壳体(3)以在所述壳体(3)将所述电极(2)封装其中时使所述磁性件(24)产生的磁场力能够指向所述灭弧栅片(23)。

3.根据权利要求1所述的电极(2)，其特征在于，

所述动触头(21)包括旋转臂(210)和位于所述旋转臂(210)一端或两端的第一触头端(212)，所述磁性件(24)被布置在所述旋转臂(210)上；

所述静触头(22)包括第二触头端(220)，所述第二触头端(220)对应所述第一触头端(212)布置在所述电端子(20)上，所述电端子(20)上设置避让口，所述避让口被构造成在所述第一触头端(212)接触所述第二触头端(220)时容纳所述磁性件(24)；

所述磁性件(24)固定在所述旋转臂(210)上并随所述旋转臂(210)移动，所述磁性件(24)被布置成在所述第一触头端(212)与所述第二触头端(220)分断时使产生的磁场力指向所述灭弧栅片(23)。

4.根据权利要求3所述的电极(2)，其特征在于，所述电极(2)还包括第二插件，所述第二插件被构造成容纳所述磁性件(24)并固定至所述旋转臂(210)以使所述磁性件(24)产生的磁场力指向所述灭弧栅片(23)。

5.根据权利要求4所述的电极(2)，其特征在于，所述第二插件与所述旋转臂(210)通过插接或卡合彼此固定。

6.根据权利要求2所述的电极(2)，其特征在于，所述第一插件(25)被构造成在产生所述电弧时受热生成气体并将所述电弧推向所述灭弧栅片(23)。

7.根据权利要求4所述的电极(2)，其特征在于，所述第二插件被构造成在产生所述电弧时受热生成气体并将所述电弧推向所述灭弧栅片(23)。

8.根据权利要求2或3所述的电极(2)，其特征在于，所述磁性件(24)包括一对永磁体，所述永磁体相对布置在所述第二触头端(220)的两侧。

9.根据权利要求8所述的电极(2)，其特征在于，一对所述永磁体被布置成具有相同的取向和姿态。

10.根据权利要求8所述的电极(2)，其特征在于，所述永磁体被构造成矩形、方形、扇形或半圆形。

11.一种断路器(1)，其特征在于，所述断路器(1)包括如权利要求1-10任一项所述的电极(2)，所述断路器(1)被构造成具有多个串联的所述电极(2)。

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