CN214753606U - 一种换流断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换流断路器，包括壳体、第一端子、第二端子、动触头、静触头、固态开关电路和导电件，所述导电部件为固定设置在壳体内的弹性件，所述弹性件具有受压可弹性形变的活动端，所述活动端设置在所述动触头的运动路径上，当动触头合闸运动时会抵压住活动端，使固态开关电路与动触头保持电连接，当动触头由合闸状态向分闸状态运动时，弹性件借助其形变作用力紧贴着动触头一起运动，直到弹性件恢复形变保持静止后与动触头分离，这时固态开关电路最终呈断路状态，这样设计既能保证动触头的分合闸速度不受影响，又避免固态开关电路在工作过程中出现连接不稳定而发生断路的情况，保证换流断路器实现换流目的。

Description

一种换流断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种换流断路器。

背景技术

断路器可用来接通和分断负载电路,是低压配电系统中一种重要的保护电器，断路器作为一种保护开关，主要用于保护电路避免短路、过载等故障情况发生。

传统的纯机械断路器在一些故障发生时进行分断，动、静触头之间的电弧较大，容易烧损触头。而作为比较新兴的固态断路器(纯电子)，虽然可以解决电弧产生的问题，但存在耗能大、需要庞大的冷却系统对电子部分进行散热等问题，现阶段不利于大范围推广使用。

随着断路器技术的不断发展创新，现设计出了一种电子与机械结合的混合型断路器，利用机械为主、电子为辅的方式，可以大大降低对触头的烧损。例如专利文献CN111799752A公开了一种混合开关，它包含了机械触头部分、固态开关电路部分，固态开关电路并联在机械主回路上，机械主回路由进线端、静触头、动触头、出线端构成的回路，固态开关电路部分包括一个触发开关和导电部件，并结合文献附图可知，导电部件为夹片结构的压接头，动触头在分合闸过程会穿经该压接头。这种混合开关的工作过程为：在分闸时，动触头运动到一定位置接触触发开关，使得固态电子储能并且导通，电流转移到固态电路上，随着动触头继续打开，动、静触头之间的电流路径逐渐减弱，待动触头完全脱离导电部件时完成整个分断过程，固态开关电路也呈断路状态。以及在合闸时，动触头运动到一定位置接触触发开关，使得固态电子储能并且导通，电流会先通过固态电路形成流动路径上，随着动触头继续运动接触到静触头时，此时的动触头与触发开关已经脱离使固态电路断路，主回路连通以完成整个闭合过程。

虽然上述混合开关的结构设计可以减少对动、静触头的烧蚀，但在实际使用过程中仍存在以下问题：动触头在分闸及合闸过程都会穿经夹片结构设计的导电件，二者间有段挤压接触的过程，因此，这种夹片结构设计的太紧，会增大动触头穿经夹片结构时的摩擦阻力，使动触头的分、合闸速度大大受影响；以及夹片结构设计的太松，动触头穿经夹片结构时可能会存在连接不稳定、有接触空隙情况，导致固态开关电路断路，而起不到换流的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，从而提供使固态开关电路在工作过程中保持连接稳定，避免出现断路情况，提升产品使用寿命和使用性能的换流断路器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种换流断路器，包括：壳体，其上设有第一端子和第二端子；

动触头，可转动设置于所述壳体内，且与所述第一端子相连；

静触头，设置在所述壳体内，且与所述第二端子相连；

固态开关电路，其一端与第二端子和/或静触头电连接，其另一端电连接有导电部件；

所述导电部件为固定设置在所述壳体内的弹性件，所述弹性件具有受压可弹性形变的活动端，所述活动端设置在所述动触头的运动路径上；

在所述动触头与所述静触头接触或断开过程中，所述弹性件具有被所述动触头保持接触的形变状态，以使所述固态开关电路与所述动触头呈电连接状态，以及其具有与动触头分离后恢复形变的静止状态，以使所述固态开关电路与所述动触头呈断路状态。

上述的换流断路器中，所述弹性件为呈夹角设置在所述壳体内的弹片结构，所述弹片结构的一端固定在所述壳体内，其另一端为倾斜延伸与所述动触头配合接触的活动端。

上述的换流断路器中，所述动触头处于分闸位置时与所述弹片结构的活动端之间留有间隙；所述动触头处于合闸位置时抵压住所述弹片结构的活动端，以使所述弹片结构在形变状态下储能蓄力。

上述的换流断路器中，所述弹性件为固定在所述壳体内的扭簧结构，所述弹性件为固定在所述壳体内的扭簧结构，其一端为与所述动触头配合接触的活动端。

上述的换流断路器中，所述弹性件为固定在所述壳体内的弹簧结构，所述弹簧结构的一端与所述壳体相对固定，其另一端为与所述动触头配合接触的活动端。

上述的换流断路器中，所述动触头包括由其转动中心向所述静触头一侧延伸的触头本体，和对应所述静触头设置在所述触头本体一端的动触点，所述弹性件设置位于所述触头本体的下方。

上述的换流断路器中，所述弹性件的活动端与所述触头本体的下表面配合接触。

上述的换流断路器中，所述动触头具有一个触头分支，所述触头分支由所述动触头的转动中心位置向第一端子一侧延伸设置，所述弹性件为设置在所述触头分支上方，所述触头分支随所述动触头分合闸转动过程中与所述弹性件挤压接触或相互分离。

上述的换流断路器中，所述弹性件为设置在所述触头分支上方的弹片结构或扭簧结构或弹簧。

上述的换流断路器中，所述弹性件的活动端与所述触头分支的上表面配合接触。

本实用新型技术方案相比现有技术具有如下优点：

1.本实用新型提供的换流断路器中，通过将导电件设计为受力可弹性形变的弹性件，弹性件的活动端位于动触头的运动轨迹之中，当动触头合闸运动时会抵压住活动端，使弹性件形变处于蓄力状态，从而使弹性件与动触头保持紧密接触，以及当动触头由合闸状态向分闸状态运动时，即动触头朝远离弹性件方向运动，由于弹性件正处于蓄力状态，使其活动端接触着动触头一起运动一段行程，此段行程内二者不分离，待弹性件完全恢复到初始状态后保持静止，由于动触头未分闸到位还会继续运动，从而在二者之间逐渐产生间隙，这时固态开关电路最终呈断路状态，这样结构设计既能保证动触头的分合闸速度不受影响，又能使弹性件与动触头在接触过程保持可靠连接，避免固态开关电路在工作过程中因弹性件与动触头连接不稳定而发生断路的情况，可靠保证换流断路器实现换流目的，提升产品使用性能和使用寿命。

2.本实用新型提供的换流断路器中，所述动触头包括由其转动中心向静触头一侧延伸的触头本体，所述弹性件可以是设置位于所述触头本体下方的弹片结构或扭簧或弹簧，这种结构设置，所述动触头处于合闸状态时，就会通过触头本体抵压接触弹片结构或扭簧或弹簧，从而使固态开关电路与动触头之间相连通形成回路，接触稳定性好，配合可靠。

3.本实用新型提供的换流断路器中，通过在动触头上设置一个触头分支，该触头分支与触头本体是以动触头的转动中心为转动支点相对设置，即触头本体下压运动时会带动所述触头分支上压运动，因此将弹性件设置在触头分支的上方位置，当动触头与静触头接触合闸时，使得所述触头分支上压抵接住弹性件的活动端，保证二者接触的紧密性和稳定性，同样可以使固态开关电路与动触头之间相连通形成回路，设计合理，配合可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型提供的换流断路器的结构示意图；

图2为本实用新型的弹片结构与换流断路器在合闸状态下的结构示意图；

图3为本实用新型的弹片结构与换流断路器在合闸状态和分闸状态之间切换时的结构示意图；

图4为本实用新型的弹片结构与换流断路器在分闸状态下的结构示意图；

图5为本实用新型的扭簧结构与换流断路器在合闸状态下的结构示意图；

图6为本实用新型的扭簧结构与换流断路器在合闸状态和分闸状态之间切换时的结构示意图；

图7为本实用新型的扭簧结构与换流断路器在分闸状态下的结构示意图；

图8为本实用新型的弹簧与换流断路器在合闸状态下的结构示意图；

图9为本实用新型的弹簧与换流断路器在合闸状态和分闸状态之间切换时的结构示意图；

图10为本实用新型的弹簧与换流断路器在分闸状态下的结构示意图；

图11为本实用新型变形方案中动触头与弹性件的结构示意图；

附图标记说明：1-壳体，2-第一端子，3-第二端子，4-动触头，41-触头本体，42-触头分支，5-静触头,6-固态开关电路，7-导电部件，71-弹片结构，72-扭簧结构，73-弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供如图1-11所示的一种换流断路器，包括：

壳体1，其上设有第一端子2和第二端子3；

动触头4，可转动设置于所述壳体1内，且与所述第一端子2相连；

静触头5，设置在所述壳体1内，且与所述第二端子3相连；

固态开关电路6，其一端与第二端子1和/或静触头电连接，其另一端电连接有导电部件7；

所述导电部件7为固定设置在所述壳体1内的弹性件，所述弹性件具有受压可弹性形变的活动端，所述活动端设置在所述动触头4的运动路径上；

在所述动触头4与所述静触头5接触或断开过程中，所述弹性件具有被所述动触头4保持接触的形变状态，以使所述固态开关电路6与所述动触头4呈电连接状态，以及其具有与动触头4分离后恢复形变的静止状态，以使所述固态开关电路6与所述动触头4呈断路状态。

无论是在分闸还是合闸的过程中，动触头的转动都分为两个阶段，第一阶段为与弹性件保持接触的抵接阶段，第二阶段为与恢复形变状态的弹性件存在空隙的分离阶段，可以保证所述固态开关电路6与所述动触头4之间电连接的通、断。

上述实施方式是本实施例的核心技术方案，通过将所述导电件7设计为受力可弹性形变的弹性件，弹性件的活动端位于所述动触头4的运动轨迹之中，当动触头合闸运动时会抵压住活动端，使弹性件形变处于蓄力状态，从而使弹性件与动触头保持紧密接触，以及当动触头4由合闸状态向分闸状态运动时，即动触头朝远离弹性件方向运动，由于弹性件正处于蓄力状态，使其活动端接触着所述动触头4一起运动一段行程，此段行程内二者不分离，待弹性件完全恢复到初始状态后保持静止，由于所述动触头4未分闸到位还会继续运动，从而在二者之间逐渐产生间隙，这时固态开关电路6最终呈断路状态，这样结构设计既能保证动触头的分合闸速度不受影响，又能使弹性件与动触头在接触过程保持可靠连接，避免所述固态开关电路6在工作过程中因弹性件与动触头连接不稳定而发生断路的情况，可靠保证换流断路器实现换流目的，提升产品使用性能和使用寿命。

在本实施例中，所述弹性件的设置方式具有多种，以下对所述弹性件的几种不同设置方式进行具体说明：

第一种实施方式：结合图1-4所示，所述弹性件可优选为呈夹角设置在所述壳体1内的弹片结构71，所述弹片结构71的一端固定在所述壳体1内，其另一端为倾斜延伸与所述动触头4配合接触的活动端，当所述动触头4在合闸或分闸过程中与所述弹片结构71的活动端保持挤压接触状态时，从而保持所述固态开关电路与动触头之间电连接关系。

参考图2，所述动触头4处于分闸位置时与所述弹片结构71的活动端之间留有间隙，此时的弹片结构71的活动端不受力，即保持静止状态，此时的固态开关电路6与动触头4之间是断开电连接关系。

当动触头由分闸位置向合闸位置运动时，该动触头会逐步挤压接触到弹片结构71的活动端，并使其发生弹性形变，直到所述动触头4运动至合闸位置时，所述动触头4始终抵压住所述弹片结构的活动端，以使所述弹片结构71在形变状态下储能蓄力，从而使固态开关电路与动触头之间保持电连接关系。当动触头由合闸位置向分闸位置运动时，即动触头4向远离所述弹片结构71方向运动，所述弹片结构71在其形变力作用下紧贴着动触头运动，在所述弹片结构恢复到形变初始位置时(处于静止状态时)，由于动触头还在继续运动，以使使动触头与弹片结构逐渐分离并增大空隙，从而实现动触头与固态开关电路之间的断路。

第二种实施方式：结合图5-7所示，所述弹性件为固定在所述壳体1内的扭簧结构72，其一端为与所述动触头4配合接触的活动端，所述动触头4处于分闸位置时与所述扭簧结构72的活动端之间留有间隙，此时的扭簧结构72不受力而保持静止状态，此时的固态开关电路与动触头之间是断开电连接关系。

当动触头由分闸位置向合闸位置运动时，该动触头会逐步挤压接触到扭簧结构72的活动端，并使其发生弹性形变，直到所述动触头4运动至合闸位置时，所述动触头4始终抵压住所述扭簧结构72的活动端，以使所述扭簧结构71在形变状态下储能蓄力，从而使固态开关电路与动触头之间保持电连接关系。当动触头由合闸位置向分闸位置运动时，即动触头4向远离所述扭簧结构72方向运动，扭簧结构72在其形变力作用下紧贴着动触头运动，在所述扭簧结构72恢复到形变初始位置时(处于静止状态时)，由于动触头4还在继续运动，以使使动触头与扭簧结构72逐渐分离并增大空隙，从而实现动触头与固态开关电路之间的断路。

第三种实施方式：结合图8-10所示，所述弹性件为固定在所述壳体1内的弹簧结构73，所述弹性件为固定在所述壳体内且与所述固态开关电路6电连接的弹簧结构73，所述弹簧结构73的一端与所述壳体1相对固定，其另一端为与所述动触头4配合接触的活动端。

当动触头由分闸位置向合闸位置运动时，该动触头会逐步挤压接触到弹簧结构73的活动端，并使其发生弹性形变，直到所述动触头4运动至合闸位置时，所述动触头4始终抵压住所述弹簧结构73的活动端，以使所述弹簧结构73在形变状态下储能蓄力，从而使固态开关电路与动触头之间保持电连接关系。当动触头由合闸位置向分闸位置运动时，即动触头向远离所述弹簧结构73方向运动，弹簧结构73在其形变力作用下紧贴着动触头运动，在弹簧结构73恢复到形变初始位置时(处于静止状态时)，由于动触头还在继续运动，以使使动触头与弹簧结构73逐渐分离并增大空隙，同样可以实现动触头与固态开关电路之间的断路。

综上所述可知，所述弹性件可以选择上述中的弹片结构或扭簧结构或弹簧的任一种结构形式，其中，所述动触头4包括由其转动中心向所述静触头5一侧延伸的触头本体41，和对应所述静触头设置在所述触头本体41一端的动触点，所述弹性件设置位于所述触头本体41的下方，所述弹性件的活动端与所述触头本体41的下表面配合接触，受压稳定性好，配合接触可靠，即弹片结构或扭簧结构或弹簧设置位于所述触头本体41的运动轨迹之中。本领域技术人员能够根据上述描述对所述弹性件的具体设置方式进行旋转，在此不在对其他等同实施方式作一一赘述。

在本实施例中，上述虽然给出动触头通过触头本体与弹性件配合接触的优选方案，显然，所述动触头与弹性件之间还可以有其它不同接触方式。

作为上述实施方式的一种变形方案，参考图11，其区别点在于：所述动触头4具有一个触头分支42，所述触头分支42由所述动触头4的转动中心位置向第一端子一侧延伸设置，即触头分支42与触头本体41分布在转动中心的两侧，所述弹性件为设置在所述触头分支42上方，所述弹性件的活动端与所述触头分支42的上表面配合接触，配合接触稳定性好，所述触头分支42随所述动触头分合闸转动过程中与所述弹性件挤压接触或相互分离，所述弹性件的活动端与所述触头分支42的上表面配合接触。这种结构设置，所述动触头由分闸位置向合闸运动时会带动触头本体下压运动，同步的会带动所述触头分支上压运动，从而使所述触头分支随动触头合闸运动过程中抵压住所述弹性件的活动端，保证二者接触的紧密性和稳定性，同样可以使固态开关电路与动触头之间相连通形成回路。进一步的，在所述动触头由合闸位置向分闸运动时会带动触头分支下压运动，所述弹性件在其形变力作用下紧贴着触头分支运动，在弹性件恢复到形变初始位置时(处于静止状态时)，由于动触头还在继续运动，以使使动触头与弹簧结构73逐渐分离并增大空隙，这样就实现了动触头与固态开关电路之间的断路。

作为一种优选实施方式，所述弹性件可优选为设置在所述触头分支42上方的弹片结构71或扭簧结构72或弹簧73，所述弹片结构71或扭簧结构72或弹簧73的接触方式和工作原理与上述相同，只是对应所述触头分支的运动轨迹改变了各自安装位置，故不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种换流断路器，包括：

壳体(1)，其上设有第一端子(2)和第二端子(3)；

动触头(4)，可转动设置于所述壳体(1)内，且与所述第一端子(2)相连；

静触头(5)，设置在所述壳体(1)内，且与所述第二端子(3)相连；

固态开关电路(6)，其一端与第二端子(3)和/或静触头电连接，其另一端电连接有导电部件(7)；其特征在于：

所述导电部件(7)为固定设置在所述壳体(1)内的弹性件，所述弹性件具有受压可弹性形变的活动端，所述活动端设置在所述动触头(4)的运动路径上；

在所述动触头(4)与所述静触头(5)接触或断开过程中，所述弹性件具有与所述动触头(4)保持接触的形变状态，以使所述固态开关电路(6)与所述动触头(4)呈电连接状态，以及其具有与所述动触头(4)分离后恢复形变的静止状态，以使所述固态开关电路(6)与所述动触头(4)呈断路状态。

2.根据权利要求1所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件为呈夹角设置在所述壳体内的弹片结构(71)，所述弹片结构(71)的一端固定在所述壳体(1)内，其另一端为倾斜延伸与所述动触头(4)配合接触的活动端。

3.根据权利要求2所述的一种换流断路器，其特征在于：所述动触头(4)处于分闸位置时与所述弹片结构(71)的活动端之间留有间隙；所述动触头(4)处于合闸位置时抵压住所述弹片结构的活动端，以使所述弹片结构(71)在形变状态下储能蓄力。

4.根据权利要求1所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件为固定在所述壳体内的扭簧结构(72)，其一端为与所述动触头(4)配合接触的活动端。

5.根据权利要求1所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件为固定在所述壳体内的弹簧结构(73)，所述弹簧结构(73)的一端与所述壳体(1)相对固定，其另一端为与所述动触头(4)配合接触的活动端。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种换流断路器，其特征在于：所述动触头(4)包括由其转动中心向所述静触头(5)一侧延伸的触头本体(41)，和对应所述静触头设置在所述触头本体(41)一端的动触点，所述弹性件设置位于所述触头本体(41)的下方。

7.根据权利要求6所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件的活动端与所述触头本体(41)的下表面配合接触。

8.根据权利要求1所述的一种换流断路器，其特征在于：所述动触头(4)具有一个触头分支(42)，所述触头分支(42)由所述动触头(4)的转动中心位置向第一端子一侧延伸设置，所述弹性件为设置在所述触头分支(42)上方，所述触头分支(42)随所述动触头分合闸转动过程中与所述弹性件挤压接触或相互分离。

9.根据权利要求8所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件为设置在所述触头分支(42)上方的弹片结构(71)或扭簧结构(72)或弹簧结构(73)。

10.根据权利要求9所述的一种换流断路器，其特征在于：所述弹性件的活动端与所述触头分支(42)的上表面配合接触。

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