CN211125544U - 一种具有电磁脱扣器的小型断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有电磁脱扣器的小型断路器，属于断路器技术领域。包括壳体、手柄、操作机构、电磁脱扣器和触头系统，其中电磁脱扣器的顶杆设置有圆盘型凸台结构，圆盘型凸台结构对应触头系统的动触头支架。利用短路电流在电磁脱扣器中形成的电磁力，使顶杆的凸台推动动触头支架，帮助动触头获得分断的初始速度，然后在操作机构的共同作用下使得触头系统完全分断，缩短分断时间，且动触头获得更大的分断速度，提高了分断能力。解决目前小型断路器中脱扣响应速度慢，分断过程中存在驱动力和惯性力平衡的情况以及使L极、N极同步分断的技术问题。

Description

一种具有电磁脱扣器的小型断路器

技术领域

本实用新型涉及一种具有电磁脱扣器的小型断路器，属于断路器技术领域。

背景技术

现有技术中带有电磁脱扣器的小型断路器工作时，当电路中出现短路电流时，电磁脱扣器的顶杆动作，推动脱扣机构脱开，操作结构释放，使得触头系统断开，实现切断故障电路。脱扣机构脱扣之后，机构带动动触头运动，使得触头超程的减小，触头压力会越来越小，降为零以后动静触头分离。现有的紧凑型1+N断路器通常只有一个电磁脱扣系统，L极和N极分断不同步。现有技术中带有电磁脱扣器的小型断路器有以下缺点：1.通过脱扣机构脱扣,响应速度较慢。2.仅依靠主弹簧力提供分闸转矩，速度较慢。3.从触头压力到触头分闸转矩的转换过程中，存在驱动力和惯性力平衡的情况，会导致动静触头似通非通，导致产品限流能力降低、且容易发生熔焊。4.L极、N极不同步会造成先分断的一极承受较大电弧能量，加快损耗，降低分断性能。所以本技术领域需要克服现有技术中带有电磁脱扣器的小型断路器的不足。

发明内容

本实用新型的目的是为解决脱扣响应速度慢，分断过程中存在驱动力和惯性力平衡的情况以及使L极、N极不同步分断的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种具有电磁脱扣器的小型断路器，包括壳体、手柄、操作机构、电磁脱扣器和触头系统，其中电磁脱扣器包括动铁芯、顶杆、导套、弹簧、线圈、静铁芯、支架和接线片，其特征在于：所述顶杆靠近触头系统一端的端部下方设有圆盘型凸台结构，圆盘型凸台结构对应设有触头系统的动触头支架。

优选地，所述的电磁脱扣器支架固定连接所述的静铁芯，所述顶杆无凸台的一端穿过静铁芯与所述动铁芯设有的孔槽底部连接；所述顶杆外套设有弹簧，所述弹簧设于静铁芯和动铁芯之间，弹簧长度短于顶杆长度，弹簧两端分别与静铁芯和动铁芯接触；所述静铁芯和动铁芯外套设有所述的导套，所述动铁芯活动设于导套内，导套与静铁芯固定连接；导套外设有所述的线圈；所述线圈一端与所述支架连接，另一端与所述接线片连接。

优选地，所述的触头系统设有动触头支架，动触头支架包括第一翅部、第二翅部、槽和凸起；所述的第一翅部、第二翅部、槽和凸起为一体成型件；所述槽的两侧分别设有弯曲型的第一翅部和弯曲型的第二翅部，所述的两个翅部和断路器的壳体形成了相对封闭的空间。

优选地，所述顶杆设有的圆盘凸台结构对应设有所述动触头支架的第一翅部。

优选地，所述的顶杆设有的圆盘凸台结构与所述的动触头支架的第一翅部之间的距离大于所述顶杆设有圆盘凸台的端部与脱扣杆的尾部之间的距离。

优选地，与所述顶杆设有的圆盘凸台对应的所述的动触头支架数量大于等于2。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型克服了现有技术中小型断路器的电磁脱扣器响应速度较慢的不足，提升了脱扣响应速度。

2.本实用新型避免了现有技术中分断过程中存在驱动力和惯性力平衡的情况。

3.本实用新型克服了现有技术中小型断路器L极、N极不同步断开的问题，使L极、N极同步分断。

附图说明

图1是本实用新型小型断路器的结构示意图1；

图2是本实用新型小型断路器的结构示意图2；

图3是本实用新型小型断路器中的电磁脱扣器的结构示意图；

图4是本实用新型涉及的电磁脱扣器动作示意图

图5是本实用新型涉及的动触头支架的结构示意图

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-5所示，本实用新型提供一种具有电磁脱扣器的小型断路器，包括壳体2、手柄、操作机构、电磁脱扣器和触头系统，其中电磁脱扣器包括动铁芯1、顶杆3、导套4、弹簧5、线圈6、静铁芯7、支架8、静触头9、动触头10和接线片，顶杆3靠近触头系统一端的端部31下方设置有圆盘型凸台结构32，圆盘型凸台结构32对应设置有触头系统的动触头支架11。电磁脱扣器支架8固定连接所述的静铁芯7，顶杆无凸台的一端穿过静铁芯7与动铁芯1设有的孔槽101底部连接；顶杆外套设有弹簧5，弹簧5设于静铁芯7和动铁芯1之间，弹簧长度短于顶杆长度，弹簧两端分别与静铁芯和动铁芯接触；静铁芯和动铁芯外套设有导套4，动铁芯1活动设于导套4内，导套4外设有线圈6；线圈6一端与支架8连接，另一端与接线片连接。触头系统设置有动触头支架11，动触头支架11包括第一翅部111、第二翅部112、槽113和凸起114；第一翅部111、第二翅部112、槽113和凸起114为一体成型件；槽113的两侧分别设置有弯曲型的第一翅部111和弯曲型的第二翅部112，两个翅部和断路器的壳体形成了相对封闭的空间。顶杆设有的圆盘凸台结构32对应于动触头支架的第一翅部111。顶杆设有的圆盘凸台结构32与动触头支架的第一翅部111之间的距离大于顶杆设有圆盘凸台的端部31与脱扣杆的尾部121之间的距离。与顶杆设有的圆盘凸台32对应的动触头支架11数量大于等于2。

静铁芯7具有颈部701和端部702，颈部701的直径比端部702的直径小。支架8具有比静铁芯端部直径更大的嵌入部801，主要用于嵌入静铁芯7的颈部701来箍住静铁芯，使得静铁芯7和支架8固定在一起。静铁芯7还具有台阶型通孔，包括第一孔703和第二孔704，第一孔703的内径比第二孔704的内径大，且第二孔704的内径比顶杆3的外径大。

动铁芯1具有T型的台阶型孔结构，包括第一孔101和第二孔102，其中第一孔槽101的内径比第二孔槽102的内径大。顶杆3的一端套上弹簧5后先后插入孔槽101和102中，第一孔槽101的底面作为弹簧5的支持面，顶杆3与孔槽102以过盈的方式配合，因此当顶杆3插入孔槽102后紧配固定。

安装时，顶杆无凸台32的一端先插入静铁芯7的第二孔704，然后套上弹簧5后，再插入动铁芯1的第二孔102，弹簧5则被动铁芯1的第一孔101和静铁芯7的第一孔703的底面支撑并压缩。

动铁芯1和顶杆3连接在一起后，顶杆3在静铁芯7第二孔704中能够来回滑动，导套4和静铁芯7固定在一起，动铁芯1能够在导套4内部来回滑动。导套4外面是线圈6，线圈6一头焊接在支架8上，另一头焊接在接线片13上。

支架8具有台阶型突起802，突起下方形成了嵌入部801，静铁芯7头部有环形柱凸出部702，凸出部702与台阶型突起802相配合。凸出部702是通过对颈部701翻边形成，从而将静铁芯7铆接固定在支架8上，实现嵌入部801嵌入颈部701，这样，静铁芯7固定在了支架8上。导套4和静铁芯7为过盈配合固定。

顶杆3包括顶杆端部31和凸台32，而凸台32的外轮廓尺寸要比端部31大，这样在在头部形成了台阶型特征。凸台32的外轮廓具有对称的外形，使得在分断的时候凸台32的台阶面能够同时顶到两个动触头支架11。当然凸台32也可以设计成圆盘或者其他形式，以能够推动动触头支架11为宜。

动触头支架11包括第一翅部111、第二翅部112、槽113和凸起114。槽113用于容纳动触头，第一翅部111和第二翅部112分布在槽113的两侧，两个翅部和断路器的壳体形成了相对封闭的空间，防止高温气体进入翅部的上部空间而烧蚀操作机构等部件。凸起114与操作机构配合动作。

动触头支架11上第一翅部111，伸出到接近顶杆3凸台32的位置。脱扣杆12尾部121有凸起，伸出到接近顶杆3端部31的位置。第一翅部111与凸台32的间距大于脱扣杆12的尾部121与顶杆端部31的间距。

在自由脱扣过程中，顶杆3端部先顶到脱扣杆12尾部121，在动静触头分离之前，第一翅部111与凸台32能够接触上。在分闸的时候，翅型特征能够挡住动触头支架和壳体之间的大部分间隙。

壳体上在导套4的尾部处有限位结构，顶住导套4，防止导套4和静铁芯7配合失效。顶杆的凸台32与支架8之间留有间隙。

在2P断路器或者1P+N断路器中，具有两个动触头及其触头支架11，从空间布置来看，两个触头支架11的第一翅部111以对称的方式分布在顶杆3的轴线的两侧，并与凸台32在顶杆3的两侧部分相对应，形成作用面。

本实用新型的动作原理如下：

当断路器的主电路中出现短路故障时，电磁脱扣器的线圈6中流过短路电流，根据安培定则在环形线圈内部产生了磁场，动铁芯1在磁场的作用下向静铁芯7运动，顶杆3被动铁芯1带动而伸出，顶杆3的端部31先推动脱扣杆12，这时凸台32还未和第一翅部111接触，两者之间存在间隙。顶杆3继续推动脱扣杆12，当锁扣与脱扣杆12脱扣，动触头与静触头开始分离的初始时刻，凸台32碰到第一翅部111。由于此时短路故障还未从主电路中切除，线圈6中依然流过短路电流，电磁脱扣器的磁系统继续动作，凸台32开始接触到第一翅部111。

目前的结构中，在锁扣与脱扣杆12脱扣这一时刻由于操作机构弹簧蓄能最大，但操作机构的动作速度为零，对动触头还未形成驱动作用，这种情况延长了分断时间，对及时切除短路故障不利。而在本实用新型中，在锁扣和脱扣杆12刚脱扣时，利用短路电流在电磁脱扣器中形成的电磁力，使顶杆3的凸台32推动触头支架11，帮助动触头获得分断的初始速度，然后在操作机构的共同作用下使得触头系统完全分断，切除短路故障，这样缩短的分断时间，且动触头获得更大的分断速度，利用限制短路电流，提高分断能力。

在两极断路器中，由于两个触头支持11的第一翅部111对称的布置在顶杆3的轴线的两侧，因此在出现短路故障时，顶杆3两侧的凸台32同时推动两个第一翅部111，使两个动触头较早的获得初速度。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种具有电磁脱扣器的小型断路器，包括壳体、手柄、操作机构、电磁脱扣器和触头系统，其中电磁脱扣器包括动铁芯、顶杆、导套、弹簧、线圈、静铁芯、支架和接线片，其特征在于：所述顶杆靠近触头系统一端的端部下方设有圆盘型凸台结构，圆盘型凸台结构对应设有触头系统的动触头支架。

2.如权利要求1所述的一种具有电磁脱扣器的小型断路器，其特征在于：所述的电磁脱扣器支架固定连接所述的静铁芯，所述顶杆无凸台的一端穿过静铁芯与所述动铁芯设有的孔槽底部连接；所述顶杆外套设有弹簧，所述弹簧设于静铁芯和动铁芯之间，弹簧长度短于顶杆长度，弹簧两端分别与静铁芯和动铁芯接触；所述静铁芯和动铁芯外套设有所述的导套，所述动铁芯活动设于导套内，导套与静铁芯固定连接；导套外设有所述的线圈；所述线圈一端与所述支架连接，另一端与所述接线片连接。

3.如权利要求1所述的一种具有电磁脱扣器的小型断路器，其特征在于：所述的触头系统设有动触头支架，动触头支架包括第一翅部、第二翅部、槽和凸起；所述的第一翅部、第二翅部、槽和凸起为一体成型件；所述槽的两侧分别设有弯曲型的第一翅部和弯曲型的第二翅部，所述的两个翅部和所述的断路器的壳体形成了相对封闭的空间。

4.如权利要求3所述的一种具有电磁脱扣器的小型断路器，其特征在于：所述顶杆设有的圆盘凸台结构对应设有所述动触头支架的第一翅部。

5.如权利要求4所述的一种具有电磁脱扣器的小型断路器，其特征在于：所述的顶杆设有的圆盘凸台结构与所述的动触头支架的第一翅部之间的距离大于所述顶杆设有圆盘凸台的端部与脱扣杆的尾部之间的距离。

6.如权利要求5所述的一种具有电磁脱扣器的小型断路器，其特征在于：与所述顶杆设有的圆盘凸台对应的所述的动触头支架数量大于等于2。

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