CN2356418Y - 断路器的限流装置 - Google Patents

Abstract

一种断路器的限流器，包括一个动触头，在其两个自由端上固定有一对触点；用来旋转支撑动触头的主轴；从主轴的两个侧面向外延伸并且穿过主轴和动触头的中心的主销，构成主轴和动触头的旋转轴线；一对定触头，在面对着动触头的触点的一个自由端上具有触点，每个定触头弯成“U”形；从主轴两个侧面的边缘部位上突出的一个弹簧销；以及设在主销的外圆周面上的扭力弹簧，其一端钩在弹簧销上，另一端固定在动触头上。

Description

断路器的限流装置

本发明涉及到断路器的限流装置，特别是涉及到这样一种限流装置，为主轴提供一个在触头分离时用来使动触头和主轴的转动中心相同的导向槽，从而改善断路器的可靠性以及元件的寿命。

通常被安装在开关板内的断路器的作用是一个开关，用来在无载状态下为负载一侧供电/断电，并且在加载状态下用来检测负载侧电路中的异常，以便保护负载一侧的电路和机器。

普通的断路器具有一种限流的性能，用来在出现异常时快速切断电路，防止电路和电气设备起火或是损坏。

此处的限流特性被划分成一个延迟跳闸，一个瞬时跳闸和一个短期跳闸。

具体地说，延迟跳闸意味着在电线达到某一温度之前切断电路的操作，以免在由于超过正常电流125％的过电流持续流动超过预定时间的情况下造成电线过热。

瞬时跳闸是指通过瞬时释放断路器来切断故障电流的操作，例如，这种故障电流可能是由于负载电路在负载状态下的故障而产生的短路电流。

最后，短期跳闸是这样一种操作，在用于主电路和分支电路的断路器被串联连接的情况下，如果在靠近负载一侧的分支电路中产生了故障电流，就在释放主电路的断路器之前释放分支电路的断路器，从而延迟主电路断路器的释放时间。

如图1所示，尽管按照尺寸，极数，或是其框架的操作系统形式被制造成了各种类型，具有上述限流特性的普通断路器通常都包括：具有用来手动开/关电源的开关把手11的一个开关机构10，一个限流器20利用彼此通过不同方向电流的触头之间的电磁排斥力断开负载一侧的电流，以断开电路；连接到限流器20上的一个电弧屏蔽装置30，用来迅速熄灭限流操作期间产生的电弧，以便保护触点和内部的设备；设在电孤屏蔽装置30一侧的一个释放装置40，用来检测负载电路一侧产生的过电流或是短路电流等等故障电流，并且通过开关动作来释放断路器；连接到电源侧和负载侧每一极上的端子50，用来将外部电路连接到内部导线；以及用绝缘材料制成的用来容纳上述部件的一个模压外壳600。

在具有上述结构的普通断路器中，如图2所示，限流器20上设有：一个盘状的主轴21，在它的中心有一个旋转枢轴21a，并且在其上、下端部设有定位销21b，21b′；一个动触头22，在其两个端部具有触点22a，22a′，并且让主轴21的旋转枢轴21a从其中穿过，通过主轴21的转动或是负载侧的异常电路状态来断开/闭合电路；对称地布置在主轴21中心的旋转枢轴21a上的一对螺旋弹簧23，23′，用来将动触头22固定在主轴21上；而对着动触头22上的每个触点设置的定触头24，24′，并且在弯成“U”形的端部上具有各自连接的触点24a，24a′；以及用来限制动触头22的移动范围的一个挡块25。

另外，在主轴21的上、下部件上分别设有凸轮槽22b，22b′，因此，在由于负载侧电路的异常状态而转动时，动触头22通过固定在定位销21b，21b′上可以保持在提升状态(断开状态)。

此外，在如此构成的用于普通断路器的限流器20中，动触头22的中心部分穿过主轴21的旋转枢轴21a，并且被拉力螺旋弹簧23，23′固定在主轴21a上。螺旋弹簧23的一端被固定在动触头22的上部，另一端固定在主轴21的下定位销21b′上，螺旋弹簧23′的一端被固定在动触头22的下部，另一端固定在主轴21的下定位销21b上，从而使动触头22上的触点22a，22a′和两个定触头24，24′上对应的触点24a，24a′彼此间保持足够的接触压力。

以下要参照附图来说明普通断路器的限流器20的限流操作方式。

如图3A和3B所示，当开关10的切换手柄11处在正常负载状态的接通位置时，动触头22上的触点22a，22a′分别接触到定触头24上对应的触点24a，24a′，从电源侧的定触头24通过动触头22到负载侧的定触头24′将电流从电源提供给负载侧。

另一方面，在发生故障电流时，例如由于负载侧的电路异常产生的过电流或是短路电流，在定触头24，24′上的触点24a，24a′和动触头22上对应的触点22a，22a′之间就会产生电磁排斥力，使动触头22上的触点22a，22a＇与定触头24，24′上的触点24a，24a′分离，将电路断开。

当动触头22受到电磁排斥力的推动时，动触头22就会产生转矩。如果转矩超过了拉力螺旋弹簧23，23′使动触头22上的触点22a，22a′与定触头24的触点24a，24a′保持接触的弹性恢复力，动触头22就会和处在中心的主轴21的旋转枢轴21a一起顺时针转动。

当动触头22的一个端部被挡块25挡住，并且凸轮槽22b，22b′分别与主轴21上对应的定位销21，21b′啮合时，动触头就停止转动。因此，动触头22会保持在与定触头24，24′分离的提升状态(断开状态)，这样就完成了限流操作。

然而，普通断路器的限流器20存在这样一个问题，那就是动触头22的旋转中心点可能与主轴21的不一致。

换句话说，为了保持动触头22的提升状态，当动触头由于负载侧电路的异常随着在动触头22的触点22a，22a′和定触头24，24′上对应的触点24a，24a′之间产生的电磁排斥力而转动时，设在动触头22上、下部位的凸轮槽22b，22b′应该分别与定位销21b，21b′准确地啮合。因此，如图3B所示，一对拉力螺旋弹簧23，23′应该移动到主轴21的旋转枢轴21a的点上。

因此，在负载侧电路发生异常的情况下，当主轴21的旋转枢轴21a通过动触头22的中心点时，由于动触头22的触点22a，22a′和定触头24，24′上对应的触点24a，24a′之间的电磁排斥力相应动触头22的转动被拉紧的一对拉力螺旋弹簧被固定在主轴21的旋转枢轴21a上，使动触头22不能进一步转动。

这样，凸轮槽22b，22b′不能分别与主轴21上、下部位上对应的定位销21b，21b＇准确地啮合，因此，动触头的提升状态会变得不稳定，从而导致限流操作不准确。

因此，普通断路器的限流器的主轴上的旋转枢轴不是位于穿过动触头中心的位置上，因此，动触头在异常状态下相应动触头上的触点与定触头上对应的触点之间产生的电磁排斥力旋转的中心点发生变化而不固定，因而不能完成正常的导电和限流操作，导致产品的可靠性下降。

另外，当动触头上的触点与定触头上对应的触点分离时，触点间的接触面积会发生变化，这样会缩短产品的寿命。

本发明提出了一种用于断路器的限流器，它可以解决现有技术中存在的问题和缺陷。

本发明的目的之一是为断路器提供一种限流器，可以使在动触头和主轴上的旋转中心相同。

本发明的另一目的是为断路器提供一种限流器，可以按照相同的接触压力使动触头和定触头的触点在同一位置上彼此接触。

为了获得上述和其他的优点，以下要概括说明按照本发明的具体内容，用于断路器的一种限流器包括一个动触头，在其两个自由端上固定有一对触点；用来旋转支撑上述动触头的一个主轴；从主轴的两个侧面向外延伸并且穿过主轴和上述动触头的中心的一个主销，用来构成上述主轴和上述动触头的旋转轴线；一对定触头，在面对着动触头的上述触点的一个自由端上各自具有触点，其中的每个定触头都弯成“U”形；从主轴两个侧面的边缘部位上突出的一个弹簧销；以及设在主销的外圆周面上的一个扭力弹簧，其一端钩在上述弹簧销上，另一端固定在动触头上，用来在断路器处在接通位置时在定触头和动触头的触点之间施加一个接触压力，并且在动触头的触点与定触头的两个触点分离过程中提供一个抵抗扭转的弹性恢复力。

以上的概括性说明和以下的详细说明都是举例性和解释性的，其作用是对权利要求书所限定的本发明给予进一步的解释。

为了便于理解本发明而提供的附图作为说明书的一部分表示了本发明的具体实施例，和以下的说明一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1是一个普通断路器的截面图；

图2是普通断路器使用的一个限流器的截面图；

图3A是一个截面图，用来表示普通断路器的限流器在正常提供电流时的接通状态；

图3B是一个截面图，用来表示用于普通断路器的限流器的动触头上的触点由于限流操作与定触头上的触点分离时的状态；

图4是按照本发明用于断路器的一个限流器的截面图；

图5是具有本发明的限流器的一个断路器的截面图；

图6A是一个截面图，用来表示按照本发明用于断路器的限流器在正常提供电流时的接触点连接状态；以及

图6B是一个截面图，用来表示按照本发明用于断路器的限流器的触点由于限流操作而彼此分离时的状态。

以下要参照附图详细地解释本发明的最佳实施例，在其中与现有技术中相同的部件采用了相同的标号。

如图4所示，按照本发明用于断路器的一种限流器包括一个动触头230，在其两个自由端上固定有一对触点；用来旋转支撑上述动触头230的一个主轴210；从主轴210的两个侧面向外延伸并且穿过主轴210和上述动触头230的中心的一个主销220，用来构成上述主轴210和上述动触头230的旋转轴线；一对定触头24，24′，在面对着动触头230的上述触点的一个自由端上各自具有触点，其中的每个定触头24弯成“U”形；从主轴210的两个侧面的边缘部位上突出的一个弹簧销250；以及设在主销220的外圆周面上的一个扭力弹簧240，其一端钩在上述弹簧销250上，另一端固定在动触头230上，用来在断路器处在接通位置时在定触头21和动触头230的触点之间施加一个接触压力，并且在动触头230的触点与定触头24的两个触点分离过程中提供一个抵抗扭转的弹性恢复力。

另外，从主轴210的一个圆周面在径向上延伸到超过主轴中心的预定位置的一个用来接收主销220的导向槽211，并且在长度方向上从主轴210的一个侧面延伸到另一侧面。

导向槽211从主轴210的中心起的延伸长度正比于主轴210从动触头230的触点接触到定触头24的触点起的进一步旋转的角度，让动触头230不能进一步转动。

在动触头230的上表面上具有一个固定槽232，用来接收扭力弹簧240的一端，以及位置与固定槽232对称的一个凸轮槽233，用来当动触头230在电磁排斥力的作用下转动时被弹簧销钩住并且受到阻挡。

为了装配按照本发明用于断路器的限流器200，首先将主销220插入动触头230和扭力弹簧240的中心孔，将它们连接到一起，并且将连接着动触头230和扭力弹簧240的主销220推入导向槽211，直到主销220接触到设在主轴210两侧的端部。

此处需要指出，动触头230是装在断路器中的，因此，当开关手柄11处在接通位置时，电源侧的触点231首先接触到处在电源侧的定触头24的触点24a。

进而安装扭力弹簧240，将其一端接收在动触头230上表面上的固定槽232中，并且让另一端钩住从主轴210的侧壁上突出的弹簧销250一侧的外圆周面。

如图6A所示，在限流器200的上述正常负载状态下，电流从电源侧的固定触头24通过动触头230流动负载侧的定触头24′。另一方面，如图6B所示，在由于负载侧电路的任何异常状态而产生故障电流时，在动触头230的触点231，231′和定触头24，24′上对应的触点24a，24a′之间就会产生电磁排斥力，使得动触头230与定触头24，24′分离，从而完成切断故障电流的限流操作。

以下参照附图来说明按照本发明的用于断路器的限流器200的限流操作。

首先，在正常的负载状态下，从图5和6A中可见，当断路器的开关手柄11处在接通位置时，动触头230的负载侧触点231首先接触到电源侧的定触头的触点24a，与此相应，与主轴210的导向槽211的端部相接触的主销220会沿着导向槽211上升，逐渐移动到主轴210的中心点。

具体地说，在动触头230的电源侧触点231接触到定触头24的触点24a的状态下，由于仅有主轴210转动了预定的角度，动触头230不再发生转动，主销220沿着朝向一条垂直线倾斜的导向槽211上升，直到主销220随着位于导向槽211端部延伸通过主轴210中心的主销220与主轴210的导向槽211的倾斜侧之间的相对运动到达主轴210的中心。

导向槽211从主轴210中心起的延伸长度L正比于主轴210从动触头230的电源侧触点231接触到定触头24的触点24a的状态下进一步旋转的角度，从而让动触头230不能进一步转动，主销220处在主轴210的中心。

另外，当主销220朝着主轴210的中心移动时，它连带着动触头230的中心一起上升。因此，动触头230的负载侧触点231′会按照相同的接触压力接触到负载侧定触头24′的触点24a′，以便通过定触头和动触头230向负载侧提供电流。

另一方面，当负载侧电路中产生诸如过电流，短路电流等等故障电流时，如图6B所示，定触头24，24′就会在动触头230的触点231，231′和定触头24，24′上对应的触点24a，24a′之间产生的电磁排斥力的作用下推动动触头230，从而使动触头230产生一个超过扭力弹簧240的弹性恢复力的转矩，使动触头230以主销220为中心顺时针转动。

动触头230在电磁排斥力的作用下连续转动，直到设在动触头230下侧的一个凸轮槽233接收到弹簧销250，弹簧销250从主轴210的两侧边沿上突出，其端部的外圆柱面被固定在扭力弹簧240的端部，从而维持提升状态(断开状态)，通过断开电路而完成限流操作。

由于动触头230在主销220上绕枢轴旋转，触头230具有一个精确的旋转半径，从而可以使动触头230的凸轮槽233准确地连接到弹簧销250上，这样就能执行可靠的限流操作。

另外，由于动触头230是在具有固定旋转点的主销220上绕枢轴旋转，可以防止动触头230在没有固定的情况下移动，因此，在按照开关手柄11的动作对电路进行切换时，可以均匀地保持动触头230的触点231，231′和定触头24，24′上对应的触点之间的接触压力和接触面积，从而避免供电操作中的故障以及各部件由于触点之间的不良接触而发生磨损。

为了保证准确地完成限流操作，可以在主销220的左、右两侧和动触头230的上、下两侧对称地安装扭力弹簧240，弹簧销250，固定槽232和凸轮槽233。

如上所述，按照本发明的用于断路器的限流器具有以下多方面的优点。

首先，由于主轴的凸轮槽从主轴的中心延伸到预定的长度，并且动触头的触点与定触头上对应的触点相接触的接触压力是一致的，这样就能避免供电操作中的故障以及部件的磨损，从而明显地改善了产品的寿命和可靠性。

第二，在按照本发明的限流器中，由于动触头与主轴的旋转中心保持一致，可以防止处在提升状态的动触头在没有固定的情况下朝任何方向移动，这样就能执行准确的限流操作。

显而易见，本领域的技术人员在不脱离本发明精神的条件下还可以对本发明的用于断路器的限流器实现各种各样的变更和修改。本发明的目的是要覆盖属于权利要求范围内的所有此类修改和变更及其等效物。

Claims (4)

1.用于断路器的一种限流器，包括：

一个动触头，在其两个自由端上固定有一对触点；

用来旋转支撑上述动触头的一个主轴；

从主轴的两个侧面向外延伸并且穿过主轴和上述动触头的中心的一个主销，用来构成上述主轴和上述动触头的旋转轴线；

一对定触头，在面对着动触头的上述触点的一个自由端上各自具有触点，其中的每个定触头弯成“U”形；

从主轴两个侧面的边缘部位上突出的一个弹簧销；以及

设在主销的外圆周面上的一个扭力弹簧，其一端钩在上述弹簧销上，另一端固定在动触头上，用来在断路器处在接通位置时在定触头和动触头的触点之间施加一个接触压力，并且在动触头的触点与定触头的两个触点分离过程中提供一个抵抗扭转的弹性恢复力。

2.按照权利要求1的限流器，其特征是在主轴上具有从主轴的圆周面在径向上延伸到超过主轴中心的预定位置的一个用来接收主销的导向槽，并且在长度方向上从主轴的一个侧面延伸到另一侧面。

3.按照权利要求2的限流器，其特征是导向槽从主轴中心起的延伸长度正比于主轴从动触头的触点接触到定触头的触点起的进一步旋转的角度，让动触头不能进一步转动。

4.按照权利要求1的限流器，其特征是动触头的上表面上具有一个固定槽，用来在动触头被电磁排斥力转动时接收扭力弹簧的一端以及位置与被弹簧销钩住并且阻挡的固定槽对称的一个凸轮槽。

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