CN220456332U - 一种过载脱扣结构及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过载脱扣结构及断路器，属于低压电器技术领域，过载脱扣结构包括发热元件和双金元件，发热元件包括依次连接的接线部、发热部和热传导部，接线部的截面面积S1以及热传导部的截面面积S2均大于发热部的截面面积S3，双金元件与发热元件固定连接，且双金元件与热传导部接触。本实用新型提供的过载脱扣结构，外部导线的电流依次流经接线部、发热部和热传导部流经动触头，接线部的截面面积S1以及热传导部的截面面积S2均大于发热部的截面面积S3，即接线部和热传导部的电阻小于发热部，发热部会比接线部和热传导部的温升快，发热部产生的热量会传递给热传导部，加快热传导部的温升，使双金元件实现快速温升。

Description

一种过载脱扣结构及断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种过载脱扣结构及断路器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器一般均具有短路、过载保护以及通断电路的功能，为了实现这些功能，断路器需设计电磁系统、过载系统、操作机构、灭弧系统以及支撑这些系统的外壳，过载保护系统一般包含双金属元件和发热元件。

具体地，发热元件一般串联地连接到断路器的导线上，在线路中的电流超过断路器的额定电流时，发热元件发热以使双金元件产生形变，进而使断路器的操作机构脱扣，断开电路。现有技术中的发热元件一般形状单一，在线路中的电流超过断路器的额定电流时，发热元件温升平缓，导致双金元件的形变具有较长时间的滞后，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种过载脱扣结构，发热元件温升快，有效缩短双金元件的形变滞后时间。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种过载脱扣结构，应用于断路器，所述过载脱扣结构包括：

发热元件，包括依次连接的接线部、发热部和热传导部，所述接线部的截面面积S1以及所述热传导部的截面面积S2均大于所述发热部的截面面积S3，所述接线部用于电连接所述断路器的外部导线，所述热传导部用于电连接所述断路器的动触头；

双金元件，与所述发热元件固定连接，且所述双金元件与所述热传导部接触。

可选地，所述热传导部包括：

第一导热板，与所述发热部连接；

第二导热板，与所述第一导热板连接，所述第二导热板与所述双金元件的侧面接触。

可选地，所述第二导热板背向所述第一导热板的一端设置有连线板，所述连线板用于连接触头导线，所述第二导热板通过所述触头导线与所述动触头电连接。

可选地，所述发热元件还包括固定部，所述固定部与所述热传导部连接，所述固定部与所述双金元件远离所述动触头的一端固定连接。

可选地，所述发热元件还包括调节部，所述调节部的一端与所述热传导部连接，所述调节部的另一端与所述固定部连接；其中，

所述调节部的厚度B1小于所述热传导部的厚度B2，和/或

所述调节部的截面面积S4小于所述热传导部的截面面积S2。

可选地，所述发热元件于所述发热部相对的两侧相向弯折形成所述接线部和所述热传导部，且所述双金元件位于所述接线部和所述热传导部之间。

可选地，所述双金元件包括主动层和被动层，所述主动层朝向所述热传导部设置并与所述热传导部接触，所述被动层朝向所述接线部设置。

可选地，还包括：

引弧板，与所述发热元件固定连接；

调节件，与所述发热元件连接；其中，

所述调节件用于朝所述引弧板抵推所述发热元件，所述引弧板使所述发热元件始终具有朝所述调节件移动的力。

本实用新型的另一个目的在于还提供一种断路器，包括壳体、静触头、动触头、操作机构和上述的过载脱扣结构，所述静触头、所述动触头、所述操作机构和所述过载脱扣结构均设置于所述壳体内；且所述操作机构与所述动触头连接，所述操作机构用于驱动所述动触头与所述静触头接触或分离，所述过载脱扣结构用于触发所述操作机构，以使所述动触头与所述静触头分离。

可选地，所述双金元件的一端与所述发热元件固定连接件，所述双金元件的另一端连接有脱扣件，所述双金元件受热弯曲并带动所述脱扣件触发所述操作机构，以使所述动触头与所述静触头分离。

有益效果：

本实用新型提供的过载脱扣结构，外部导线的电流依次流经接线部、发热部和热传导部流经动触头，当断路器接入的外部导线的电流超过额定电流时，发热元件会发热，因接线部的截面面积S1以及热传导部的截面面积S2均大于发热部的截面面积S3，即接线部和热传导部的电阻小于发热部，发热部会比接线部和热传导部的温升快，发热部产生的热量会传递给热传导部，加快热传导部的温升，且通过双金元件与热传导部的接触，使双金元件实现快速温升，有效缩短双金元件的形变滞后时间，提高安全性。

本实用新型提供的断路器，当断路器接入的外部导线的电流超过额定电流时，通过过载脱扣结构的设计，有效缩短双金元件的形变滞后时间，进而实现快速触发操作机构的目的，实现动触头与静触头快速分断。

附图说明

图1是本实用新型提供的断路器的结构示意图；

图2是本实用新型提供的过载脱扣结构的一视角结构示意图；

图3是本实用新型提供的发热元件的结构示意图；

图4是本实用新型提供的过载脱扣结构的另一视角结构示意图；

图5是本实用新型提供的过载脱扣结构的主视图；

图6是本实用新型提供的过载脱扣结构的后视图。

图中：

100、壳体；

200、动触头；210、触头导线；

300、操作机构；

400、过载脱扣结构；410、发热元件；411、接线部；4111、接线板；412、发热部；413、热传导部；4131、第一导热板；4132、第二导热板；4133、连线板；414、固定部；415、调节部；420、双金元件；430、引弧板；440、调节件；500、脱扣件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

参照图1至图6所示，本实施例提供了一种断路器，包括壳体100、静触头(未示出)、动触头200、操作机构300和过载脱扣结构400。

具体地，静触头、动触头200、操作机构300和过载脱扣结构400均设置于壳体100内，操作机构300与动触头200连接，且操作机构300用于驱动动触头200与静触头接触或分离，过载脱扣结构400用于触发操作机构300，以使动触头200与静触头分离。其中，操作机构300的具体结构以及与动触头200的连接方式为现有技术，且此非本申请的重点，此次不再赘述。

具体地，过载脱扣结构400包括发热元件410和双金元件420。其中，发热元件410包括依次连接的接线部411、发热部412和热传导部413，接线部411的截面面积S1以及热传导部413的截面面积S2均大于发热部412的截面面积S3，接线部411用于电连接断路器的外部导线，热传导部413用于电连接断路器的动触头200；双金元件420与发热元件410固定连接，且双金元件420与热传导部413接触。

进一步地，双金元件420用于触发操作机构300，以使动触头200与静触头分离。

在本实施例中，当断路器接入的外部导线的电流超过额定电流时，通过过载脱扣结构400的设计，有效缩短双金元件420的形变滞后时间，进而实现快速触发操作机构300的目的，实现动触头200与静触头快速分断。具体地，外部导线的电流依次流经接线部411、发热部412和热传导部413流经动触头200，当断路器接入的外部导线的电流超过额定电流时，发热元件410会发热，因接线部411的截面面积S1以及热传导部413的截面面积S2均大于发热部412的截面面积S3，即接线部411和热传导部413的电阻小于发热部412，发热部412会比接线部411和热传导部413的温升快，发热部412产生的热量会传递给热传导部413，加快热传导部413的温升，且通过双金元件420与热传导部413的接触，使双金元件420实现快速温升，有效缩短双金元件420的形变滞后时间，提高安全性。

此外，发热元件410为一体化设计，有效的减少焊接连接点，提高加工效率、降低加工成本，减少发热源、有效降低断路器正常通电下的温升，提高运行可靠性。

于本实施例中，参照图1所示，断路器还包括脱扣件500，双金元件420的一端与发热元件410固定连接件，双金元件420的另一端连接有脱扣件500，双金元件420受热弯曲并带动脱扣件500触发操作机构300，以使动触头200与静触头分离。在本实施例中，双金元件420的一端固定，双金元件420弯曲并由其另一端带动脱扣件500动作，即使脱扣件500具有较大的动作区间，有效保证触发操作机构300的可靠性。其中，脱扣件500的具体结构以及与操作机构300和双金元件420的连接方式为现有技术，且此非本申请的重点，此次不再赘述。

于本实施例中，参照图3至图6所示，发热元件410于发热部412相对的两侧相向弯折形成接线部411和热传导部413，即发热元件410呈U型，以使双金元件420位于接线部411和热传导部413之间，使过载脱扣结构400更加紧凑，有利于减小断路器的体积，使断路器更加小型化。

具体地，接线部411和热传导部413分别位于发热部412沿第一方向的两侧。其中，图3中的a方向为第一方向。

在一种可行的实施方式中，双金元件420包括主动层(未示出)和被动层(未示出)，主动层朝向热传导部413设置并与热传导部413接触，被动层朝向接线部411设置。在本实施例中，主动层的膨胀系数大于被动层的膨胀系数，主动层与热传导部413接触，能使双金元件420更快地受热朝接线部411弯曲，有效缩短双金元件420的形变滞后时间。

在一种可行的实施方式中，双金元件420可以通过粘接的方式与发热元件410连接，其中，双金属元件电阻大，粘接方式可以采用非导电性的粘接，避免双金元件420通入电流，在断路器正常的通电下，有效避免电流通过双金元件420而增加发热量，导致断路器发热，造成安全隐患。当然，双金元件420还可以通过铆接、焊接或其他的固定连接方式与发热元件410连接，本申请不做限定。

于本实施例中，参照图3、图5和图6所示，热传导部413包括第一导热板4131和第二导热板4132，第一导热板4131与发热部412连接，第二导热板4132与第一导热板4131连接，第二导热板4132与双金元件420的侧面接触。在本实施例中，第二导热板4132相当于第一导热板4131的延伸，使双金元件420更好地与第二导热板4132接触，实现良好的导热效果。

在一种可行的实施方式中，第二导热板4132的侧面与双金元件420的侧面贴合设置，以使二者之间具有较大的接触面积，更利于热量的传递，进而使双金元件420更快地温升弯折，有效缩短双金元件420的形变滞后时间，进一步地加快动触头200与静触头的分断。

具体地，第二导热板4132可以相对于第一导热板4131向外弯折而成夹角设置，即背向接线部411弯折，双金元件420斜靠在第二导热板4132上，以使双金元件420更好地与第二导热板4132贴合接触。此外，当双金元件420受热变形后，再次降温形变复位时，在重力的作用下，能使双金元件420复位如初，有效避免复位不到位的情况发生。

具体地，第二导热板4132背向第一导热板4131的一端设置有连线板4133，连线板4133用于连接触头导线210，第二导热板4132通过触头导线210与动触头200电连接。其中，触头导线210为软线，不影响动触头200动作。在本实施例中，将连线板4133设置于第二导热板4132背向第一导热板4131的端部，以使电流能流经整个第二导热板4132，有利于加快第二导热板4132的温升，进而使双金元件420更快地受热弯曲，有效缩短双金元件420的形变滞后时间。示例性地，连线板4133由第二导热板4132背向第一导热板4131的端部一侧边缘延伸弯折而成，有效保证发热元件410的紧凑性。

于本实施例中，参照图1、图3、图5和图6所示，发热元件410与壳体100滑动连接，为方便调节双金元件420的位置，过载脱扣结构400还包括引弧板430和调节件440。

具体地，引弧板430与发热元件410固定连接，调节件440与发热元件410连接。其中，调节件440用于朝引弧板430抵推发热元件410，引弧板430使发热元件410始终具有朝调节件440移动的力。在本实施例中，通过调节件440和弹性件的配合实现对发热元件410的位置调节，因双金元件420固定于发热元件410上，进而实现了对双金元件420的位置调节，通过调节双金元件420的位置，以使脱扣件500适于触发操作机构300，使动触头200与静触头分离。

具体地，引弧板430固定于壳体100内。其中，引弧板430可以为弹性片弯折形成。

具体地，调节件440可以为螺接件，即调节件440与壳体100螺纹连接，旋拧调节件440以使调节件440相对于壳体100移动并抵推双金元件420和发热元件410。

示例性地，发热元件410和调节件440均能相对于壳体100沿第一方向移动，且调节件440和引弧板430分别位于发热元件410沿第一方向的两侧以形成对发热元件410的夹持，有效保证发热元件410相对于壳体100的位置稳定性。具体地，接线部411弯折形成有接线板4111，接线板4111沿第一方向延伸并与壳体100滑动连接，以实现发热元件410相对于壳体100沿第一方向的移动。此外，接线板4111用于断路器的外部导线。

具体地，发热元件410还包括固定部414，固定部414与热传导部413连接，固定部414与双金元件420远离动触头200的一端固定连接。在本实施例中，固定部414与热传导部413连接，发热元件410通入的电流依次经接线部411、发热部412和热传导部413，而不会经双金元件420，双金元件420即使不用非导电性的粘接方式与固定部414连接，也会避免电流流经固定件，有效避免电流通过双金元件420而增加发热量，导致断路器发热，造成安全隐患。

具体地，第二导热板4132和固定板分别位于第一导热板4131沿第二方向的两侧。其中，图3中的b方向为第二方向。

在一种可行的实施方式中，引弧板430与固定部414固定连接，双金元件420和引弧板430分别位于固定部414相对的两侧，且调节件440抵靠于双金元件420与固定部414连接的区域上，可以理解为，调节件440和引弧板430分别位于固定部414沿第一方向的两侧，有效避免调节件440和引弧板430有电流流经，提高安全性能。

在一种可行的实施方式中，发热元件410还包括调节部415，调节部415的一端与热传导部413连接，调节部415的另一端与固定部414连接。其中，调节部415的厚度B1小于热传导部413的厚度B2，或者调节部415的截面面积S4小于热传导部413的截面面积S2，再或者调节部415的厚度B1小于热传导部413的厚度B2的同时，调节部415的截面面积S4小于热传导部413的截面面积S2，可以理解为调节部415更适于弯折变形。在本实施例中，通过调节部415的设计更加方便调整固定部414相对于热传导部413的方位，进而方便调节发热元件410相对于壳体100的位置，进而有效防止发热元件410沿第一方向移动时与壳体100发生卡滞。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过载脱扣结构，应用于断路器，其特征在于，所述过载脱扣结构包括：

发热元件(410)，包括依次连接的接线部(411)、发热部(412)和热传导部(413)，所述接线部(411)的截面面积S1以及所述热传导部(413)的截面面积S2均大于所述发热部(412)的截面面积S3，所述接线部(411)用于电连接所述断路器的外部导线，所述热传导部(413)用于电连接所述断路器的动触头(200)；

双金元件(420)，与所述发热元件(410)固定连接，且所述双金元件(420)与所述热传导部(413)接触。

2.根据权利要求1所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述热传导部(413)包括：

第一导热板(4131)，与所述发热部(412)连接；

第二导热板(4132)，与所述第一导热板(4131)连接，所述第二导热板(4132)与所述双金元件(420)的侧面接触。

3.根据权利要求2所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述第二导热板(4132)背向所述第一导热板(4131)的一端设置有连线板(4133)，所述连线板(4133)用于连接触头导线(210)，所述第二导热板(4132)通过所述触头导线(210)与所述动触头(200)电连接。

4.根据权利要求1所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述发热元件(410)还包括固定部(414)，所述固定部(414)与所述热传导部(413)连接，所述固定部(414)与所述双金元件(420)远离所述动触头(200)的一端固定连接。

5.根据权利要求4所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述发热元件(410)还包括调节部(415)，所述调节部(415)的一端与所述热传导部(413)连接，所述调节部(415)的另一端与所述固定部(414)连接；其中，

所述调节部(415)的厚度B1小于所述热传导部(413)的厚度B2，和/或

所述调节部(415)的截面面积S4小于所述热传导部(413)的截面面积S2。

6.根据权利要求1所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述发热元件(410)于所述发热部(412)相对的两侧相向弯折形成所述接线部(411)和所述热传导部(413)，且所述双金元件(420)位于所述接线部(411)和所述热传导部(413)之间。

7.根据权利要求6所述的过载脱扣结构，其特征在于，所述双金元件(420)包括主动层和被动层，所述主动层朝向所述热传导部(413)设置并与所述热传导部(413)接触，所述被动层朝向所述接线部(411)设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的过载脱扣结构，其特征在于，还包括：

引弧板(430)，与所述发热元件(410)固定连接；

调节件(440)，与所述发热元件(410)连接；其中，

所述调节件(440)用于朝所述引弧板(430)抵推所述发热元件(410)，所述引弧板(430)使所述发热元件(410)始终具有朝所述调节件(440)移动的力。

9.一种断路器，其特征在于，包括：

壳体(100)；

静触头，设置于所述壳体(100)内；

动触头(200)，设置于所述壳体(100)内；

操作机构(300)，设置于所述壳体(100)内且与所述动触头(200)连接，所述操作机构(300)用于驱动所述动触头(200)与所述静触头接触或分离；以及

如权利要求1-8任一项所述的过载脱扣结构(400)，设置于所述壳体(100)内，所述过载脱扣结构(400)用于触发所述操作机构(300)，以使所述动触头(200)与所述静触头分离。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，所述双金元件(420)的一端与所述发热元件(410)固定连接件，所述双金元件(420)的另一端连接有脱扣件(500)，所述双金元件(420)受热弯曲并带动所述脱扣件(500)触发所述操作机构(300)，以使所述动触头(200)与所述静触头分离。