CN220753349U - 断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器，包括：外壳；静触头，安装于所述外壳；动触头，可枢转地设于所述外壳内并具有与所述静触头接合的闭合状态和从所述静触头斥开的分离状态；绝缘件，可枢转地安装于所述外壳并具有第一位置和第二位置；偏压机构，可伸缩地设在所述动触头与所述绝缘件之间；其中当所述绝缘件处于所述第一位置时，所述动触头由于所述偏压机构施加的力而保持在所述闭合状态，当所述绝缘件处于所述第二位置时，所述动触头由于所述偏压机构施加的力而保持在所述分离状态，并且在所述绝缘件从所述第一位置向所述第二位置运动之前，所述动触头能响应于预定电流条件而从所述静触头斥开。

Description

断路器

技术领域

本实用新型涉及保护回路的开关装置技术领域，尤其涉及断路器。

背景技术

断路器是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的开关保护装置，其能够在正常电流条件下关合和开断回路，并能够在异常电流(例如短路或超载)条件下在规定的时间内开断回路，从而有效保护回路中的其他电器。

断路器通常由操动机构、触头系统、灭弧系统等组成。作为断路器的重要组成部分，触头系统及其分断控制机制一直是人们研究的重点。为了使断路器能够承受回路中更高的异常电流，行业内存在对触头系统进行改进以提高断路器的分断能力的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种至少能解决上述部分技术问题的断路器。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种断路器，包括：外壳；静触头，安装于所述外壳；动触头，可枢转地设于所述外壳内并具有与所述静触头接合的闭合状态和从所述静触头斥开的分离状态；绝缘件，可枢转地安装于所述外壳并具有第一位置和第二位置；偏压机构，可伸缩地设在所述动触头与所述绝缘件之间；其中当所述绝缘件处于所述第一位置时，所述动触头由于所述偏压机构施加的力而保持在所述闭合状态，当所述绝缘件处于所述第二位置时，所述动触头由于所述偏压机构施加的力而保持在所述分离状态，并且在所述绝缘件从所述第一位置向所述第二位置运动之前，所述动触头能响应于预定电流条件而从所述静触头斥开。

根据本方案提供的断路器，绝缘件能够与偏压机构相互配合，响应于回路中的正常电流条件而将动触头保持在与静触头接合的闭合状态，确保动触头不会因意外窜动而造成接触不良等问题。在回路中出现异常电流条件(例如短路)时，电斥力的增加将破坏由绝缘件和偏压机构对动触头施力所形成的与静触头稳定接合的闭合状态，将动触头从静触头斥开。动触头的斥开动作先于绝缘件在外部操作机构的控制下作出的运动，降低了断路器的响应时间，实现在异常电流达到峰值前快速分断的效果。在回路中异常电流值继续增加后，绝缘件在外部操作机构的驱动下开始运动，带动偏压机构同步运动。当绝缘件停止运动时，偏压机构也停止在使动触头保持与静触头分离的位置，杜绝了动触头回弹与静触头重新接合的可能性，提高安全性。

在一些实施例中，所述偏压机构在所述动触头的朝向所述静触头的一侧设于所述动触头与所述绝缘件之间。

在一些实施例中，所述偏压机构的第一端可枢转地连接至所述动触头，所述偏压机构的第二端接合于所述绝缘件。

在一些实施例中，所述绝缘件限定出内部空间并形成背向所述动触头的接合面，所述偏压机构设于所述内部空间中且所述第一端可枢转地连接至所述动触头，所述第二端接合于所述接合面。

在一些实施例中，所述偏压机构包括：活动座，可枢转地连接至所述动触头；固定件，接合于所述接合面；偏压组件，可伸缩地设置且一端枢转连接至所述活动座，另一端连接至所述固定件。

在一些实施例中，所述动触头形成有收窄部，所述活动座具有相对布置的两个第一侧壁和连接在所述两个第一侧壁之间的第一连接壁，所述动触头的所述收窄部插入所述两个第一侧壁之间并与所述活动座枢转连接。

在一些实施例中，所述偏压组件包括：活动件，可枢转地连接至所述活动座；偏压件，可伸缩地连接在所述活动件与所述固定件之间。

在一些实施例中，所述活动件包括相对设置的两个第二侧壁和连接在所述两个第二侧壁之间的第二连接壁，所述活动座插入所述两个第二侧壁之间并与所述活动件枢转连接，所述偏压件连接至所述第二连接壁。

在一些实施例中，所述动触头可枢转地连接于所述绝缘件。

在一些实施例中，所述断路器还包括：动排，安装于所述外壳；软连接，连接在所述动触头与所述动排之间。

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申请后显见的，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是根据本实用新型的实施例的断路器的一个角度的分解示意图；

图2是根据本实用新型的实施例的断路器的另一个角度的分解示意图；

图3是根据本实用新型的实施例的断路器内部结构局部示意图，其中绝缘件被移除；

图4是根据本实用新型的实施例的动触头与偏压机构的示意图；

图5是根据本实用新型的实施例的绝缘件的示意图；

图6是根据本实用新型的实施例的动触头的示意图；

图7是根据本实用新型的实施例的动排的示意图。

附图标记说明：

1、断路器；2、外壳；21、第一半壳；211、开口；22、第二半壳；

221、支座；3、静触头；31、静触点；4、动触头；41、动触点；

42、突出部；43、轴孔；44、接合槽；45、枢轴；46、收窄部；5、

绝缘件；51、内部空间；52、枢轴；53、隔板；54、接合面；55、

内壁；56、轴孔；6、偏压机构；61、活动座；62、第一销轴；6

3、偏压组件；631、偏压件；632、活动件；633、第二销轴；64、

固定件；7、软连接；8、动排；81、隔间；9、接头

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的断路器的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，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”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，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，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

本发明提供的断路器所具有的触头系统能在绝缘件和偏压机构的控制下，在回路处于常规电流条件时保持在闭合状态，还能在异常电流(例如短路电流)达到峰值前克服绝缘件和偏压机构的作用而提前分断，并在分断后由绝缘件和偏压机构控制保持在分离状态，实现快速分断断路器的目的，提高断路器性能。

图1和图2示例性地出了根据本发明的断路器。如图所示，断路器1包括外壳2和容纳在外壳2内的触头机构、触头保持机构、灭弧机构等。外壳2由第一半壳21和第二半壳22这两部分组成，其中第一半壳21和第二半壳22共同围设出外壳2的内部容纳空间。第一半壳21形成有开口211，供断路器1的一个接线端子通过，而第一半壳21和第二半壳22之间形成有供断路器1的另一个接线端子通过的孔口。

静触头3固定在外壳2内，其一端作为断路器1的一个接线端子从第一半壳21的开口211伸出，另一端在外壳2的内部容纳空间中以U型延伸。在静触头3的U型部段的侧面安装有静触点31。当然，本领域技术人员将理解，静触头的具体形态不受图示实施例的限制，可以根据实际需要而选择合适的构型，例如平板状，或将U形替换为半弧形、截弧形等。

动触头4布置在外壳2内并可以绕固定于外壳2内的枢轴45的中心轴线旋转。在动触头4的面向静触头3的侧面设有动触点41。随着动触头4绕枢轴45的旋转，动触点41可以靠近并接合至静触点31以处于闭合状态，也可以从静触点31脱离以处于分离状态，从而实现断路器1的合闸和分闸。可以参考图3，多个(图中示例为5个)动触头4并排可枢转地套设在同一枢轴45上，从而构成同步动作的动触头组。相应地，在静触头3的面向动触头4的侧面布置有相同数量的静触点31(图中示例为5个)，其中每个静触点31对应于一个动触头4。

图3、图4和图6以示例的方式出了动触头4的结构。如图所示，动触头4具有轴孔43以供枢轴45穿过。在动触头4的第一端设有动触点41，并且在该第一端，动触头4形成有背向静触头3延伸出的突出部42。突出部42朝向断路器1的灭弧机构(图中未示出)延伸，用于将由于动静触头分离产生的电弧引向灭弧机构，进行快速灭弧，以提高断路器的安全性能。图中示出了各动触头4的突出部42具有相同的构型，但本领域技术人员将理解，在多个动触头4组成动触头组的情况下，其中部分动触头的突出部的构型可以有所调整以更好地引弧和灭弧。例如，位于动触头组的中间的一个或多个动触头的突出部可以相较于其他动触头的突出部更加延伸靠近灭弧机构，这样有助于将电弧快速集中并且引向灭弧室。

动触头4的远离动触点41的第二端接合有软连接7。如图3、图4和图6所示，软连接7的一端可以通过任何合适的方式(例如焊接、螺栓连接等)接合在动触头4的接合槽44中。软连接7的另一端连接于动排8，而动排8与固定安装至第二半壳22的支座221的接头9连接在一起，从而相对于外壳2不可运动。接头9作为断路器1的另一个接线端子从外壳2伸出。可以参考图3和图7，每个动触头4连接有一根软连接7，而动排8形成有多个间隔开的隔间81以分别容纳这些软连接7。软连接7可以通过任何合适的方式安装至相应的隔间81中，例如通过压嵌入隔间81中的方式与动排8形成紧配合。

保持动触头4处于闭合状态或分离状的保持机构包括绝缘件6和偏压机构7，两者协同作用以确保动触头4不会意外分闸或合闸。如图3至图5所示，绝缘件5绕枢轴52可转动地设置，而枢轴52安装于外壳2。绝缘件5的转动可以由另外的操动机构来控制，该操动机构可以选用现有技术，在此不予赘述。

图5示例性地示出了绝缘件5的结构，其中绝缘件5例如为一体成型工艺加工而成的塑料件。在绝缘件5内部可以形成有内部空间51，供动触头4和软连接7穿过。该内部空间51的形状和尺寸应该设计为避免对动触头4的转动和软连接7由于动触头4的转动而发生的变型动作造成干扰。比如，基于动触头4与绝缘件5在断路器分闸期间的运动存在先后顺序(这将在后面详细描述)，绝缘件5的内部空间51的朝向动触头4敞开的开口应具有足够的尺寸以允许穿设在其中的动触头4在一定范围内的转动不受干扰。

在所示出的实施例中，可以将动触头4的枢轴45安装于绝缘件5。为此，绝缘件5在彼此相对的两个内壁55形成有轴孔56，供枢轴45穿设于其中。

在一个实施例中，可以在绝缘件5的沿枢轴52的轴向的两端各自形成有两个凸台，并且这两个凸台各自的外周轮廓的至少一部分形成为圆弧形，而第二半壳22对应于这两个凸台各自的弧形轮廓在两个相对的内壁分别形成有圆弧槽。两个凸台分别嵌入对应的圆弧槽中。

在绝缘件5的内部空间51中还以多个间隔布置的隔板53分隔出多个并排的隔室53，以容纳对应于每个动触头4的偏压机构6。偏压机构6可伸缩地布置在动触头4与绝缘件5之间，所提供的偏压力能够将动触头4保持在预期的分离或接合状态。图2和图3示例性地示出了偏压机构6的结构。如图所示，偏压机构6构造成类似连杆机构，其位于动触头4的面向静触头3的一侧。偏压机构6的活动座61通过第一销轴62枢转连接至动触头4。该第一销轴62位于动触头4的远离动触点41的第二端，且第一销轴62与动触点41分别位于动触头4的枢轴45的相对两侧。

在一个实施例中，活动座61包括相对布置的两个第一侧壁和连接在两个第一侧壁之间的第一连接壁，而动触头4在第二端朝向静触头3的一侧形成有厚度减小的收窄部46，该收窄部46插入活动座61的两个第一侧壁之间，第一销轴62穿过两个第一侧壁和收窄部46，实现活动座61与动触头4的枢转连接。动触头4减小的厚度基本上对应于活动座61的两个第一侧壁的厚度，由此，活动座与动触头组装在一起并不会造成占用空间的显著增加，结构更加紧凑。

长度可调整的偏压组件63连接在活动座61与绝缘件5之间，其中一端通过第二销轴633枢转连接至活动座61。在所示出的实施例中，偏压组件63包括活动件632和偏压件631，其中活动件632为刚性结构并通过第二销轴633枢转连接至活动座61，偏压件631为弹簧并连接在活动件632与绝缘件5之间。

在一个实施例中，活动件632包括相对布置的两个第二侧壁和连接在两个第二侧壁之间的第二连接壁，活动座61插入两个第二侧壁之间，且每个第一侧壁与相应侧的第二侧壁通过第二销轴633连接，实现活动件632与活动座61的枢转连接。活动件632、活动座61组装至动触头4后，活动件632、活动座61以及动触头4的收窄部的整体厚度可以几乎与动触头4的其余部分的厚度一致，由此，活动件、活动座以及动触头组装在一起并不会造成占用空间的显著增加，结构更加紧凑。

可伸缩的弹性偏压件631例如为弹簧，一端可以连接至活动件632的第二连接壁，另一端可以接合至绝缘件5。如图5所示，在绝缘件5的内部空间51中可以形成有背向动触头4的接合面54，固定件64(例如板件)安装至该接合面54且从接合面54伸出，并将偏压件631的另一端连接至固定件64伸出接合面54的部分。固定件64可以通过任何合适的手段接合至绝缘件5的接合面54，例如粘结、卡接等。在另一个未示出的实施例中，可以在绝缘件5上形成一体的凸缘，并将偏压件631的另一端连接至该凸缘。

下面结合附图对本发明上述的断路器1的工作原理进行详细说明。

参考图3至图5，在正常电流条件(或者称为“第一预设电流条件”，例如小于30千安培的电流)下，绝缘件5在操动机构的控制下转动并保持在第一位置。在该第一位置，偏压机构6向动触头4施加使其靠向静触头3的拉力，使得动触头4抵靠在静触头3上。由此，断路器1合闸。由于在正常电流条件下，动触头4与静触头3之间的电斥力不足以克服偏压机构6施加至动触头4的拉力，因此动触头4始终接合至静触头3。此时偏压机构6处于死点位置，动触头4不会轻易发生窜动。

一旦回路中出现异常电流条件(或者称为“第二预设电流条件”，例如由于短路产生等于或大于30千安培但小于70千安培的电流)，动触头4与静触头3之间的电斥力增大到足以克服偏压机构6施加至动触头4的拉力，此时动触头4被斥开并绕枢轴45旋转以使动触点41远离静触点31。此时回路中电流尚未达到使操动机构进行响应动作的预定值，因此绝缘件5和偏压机构6尚未发生动作，仅动触头4先行弹开，快速分断回路。

随着回路中电流的持续增加，此时的异常电流条件(或者称为“第三预设电流条件”，例如等于或大于70千安培的电流)引起操动机构的机械响应，操动机构驱动绝缘件5绕枢轴52转动，由于动触头4的枢轴45安装在绝缘件5上，因此绝缘件5的运动会带动动触头4进一步远离静触头3，且偏压机构6随之运动并越过死点位置，直至绝缘件5转动至偏离第一位置的第二位置，此时偏压机构6向动触头4施加的是防止其靠向静触头3的拉力。这样，动触头4被保持在远离静触头3的位置且不会反弹与静触头3重新接合，防止出现安全隐患。

待回路中异常电流条件消除，操动机构响应于回路中再次出现的正常电流条件而驱动绝缘件5向第一位置复位，偏压机构6随之再次回到死点位置，拉着动触头4靠向静触头3，断路器1恢复合闸。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种断路器，其特征在于，包括：

外壳(2)；

静触头(3)，安装于所述外壳(2)；

动触头(4)，可枢转地设于所述外壳(2)内并具有与所述静触头(3)接合的闭合状态和从所述静触头(3)斥开的分离状态；

绝缘件(5)，可枢转地安装于所述外壳(2)并具有第一位置和第二位置；

偏压机构(6)，可伸缩地设在所述动触头(4)与所述绝缘件(5)之间；

其中当所述绝缘件(5)处于所述第一位置时，所述动触头(4)由于所述偏压机构(6)施加的力而保持在所述闭合状态，当所述绝缘件(5)处于所述第二位置时，所述动触头(4)由于所述偏压机构(6)施加的力而保持在所述分离状态，并且在所述绝缘件(5)从所述第一位置向所述第二位置运动之前，所述动触头(4)能响应于预定电流条件而从所述静触头(3)斥开。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述偏压机构(6)在所述动触头(4)的朝向所述静触头(3)的一侧设于所述动触头(4)与所述绝缘件(5)之间。

3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述偏压机构(6)的第一端可枢转地连接至所述动触头(4)，所述偏压机构(6)的第二端接合于所述绝缘件(5)。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述绝缘件(5)限定出内部空间(51)并形成背向所述动触头(4)的接合面(54)，所述偏压机构(6)设于所述内部空间(51)中且所述第一端可枢转地连接至所述动触头(4)，所述第二端接合于所述接合面(54)。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述偏压机构(6)包括：

活动座(61)，可枢转地连接至所述动触头(4)；

固定件(64)，接合于所述接合面(54)；

偏压组件(63)，可伸缩地设置且一端枢转连接至所述活动座(61)，另一端连接至所述固定件(64)。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述动触头(4)形成有收窄部(46)，所述活动座(61)具有相对布置的两个第一侧壁和连接在所述两个第一侧壁之间的第一连接壁，所述动触头(4)的所述收窄部(46)插入所述两个第一侧壁之间并与所述活动座(61)枢转连接。

7.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述偏压组件(63)包括：

活动件(632)，可枢转地连接至所述活动座(61)；

偏压件(631)，可伸缩地连接在所述活动件(632)与所述固定件(64)之间。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述活动件(632)包括相对设置的两个第二侧壁和连接在所述两个第二侧壁之间的第二连接壁，所述活动座(61)插入所述两个第二侧壁之间并与所述活动件(632)枢转连接，所述偏压件(631)连接至所述第二连接壁。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的断路器，其特征在于，所述动触头(4)可枢转地连接于所述绝缘件(5)。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的断路器，其特征在于，所述断路器还包括：

动排(8)，安装于所述外壳(2)；

软连接(7)，连接在所述动触头(4)与所述动排(8)之间。