CN105428175B - 断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器，包括操作机构、一个或多个单极单元、一个或多个电磁式短路保护机构。操作机构与各单极单元中的动触头联动以实现各个单极单元中的动触头与上静触头之间的分合，每个单极单元与相应的一个电磁式短路保护机构配合设置。每个电磁式短路保护机构包括：铁芯，设置于与该电磁式短路保护机构配合设置的单极单元中的上静触头上方；锁扣制动装置，设置于上静触头下方，通过轴铰设在单极单元内部；弹性元件，设置于锁扣致动装置与单极单元之间。当故障电流通过上静触头时铁芯被磁化产生电磁吸力，当电磁吸力大于弹性元件的反力时，锁扣致动装置向铁芯方向转动，致动操作机构中的锁扣使得单极单元中的动触头和上静触头分断，从而切断故障电流。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，尤其涉及一种断路器。

背景技术

断路器是低压电器领域中的重要电器元件，作为保护低压配电系统的电器元件，其既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、和低电压(失压)条件下自动跳闸。短路保护装置是断路器中极为重要的机构，因为短路保护装置的动作时间的长短会直接影响断路器的分断能力。

现有的旋转式双断点塑壳断路器主要包括操作机构、一个或多个单极单元、和电磁铁短路保护装置，其中：每个单极单元包括壳体、灭弧室、静触头、及动触头；多个单极单元并排构成一个多极断路器；操作机构位于其中一个单极单元上，通过轴与各单极单元中的动触头联动，以实现各单极单元中的触头间的合分；电磁铁短路保护装置包括铁芯、弹性元件、和锁扣致动装置，锁扣致动装置包括衔铁定位板和衔铁。

中国发明专利申请CN101582353A公开了一种用在断路器中的电磁式短路保护机构。如图7-8所示，该电磁式短路保护机构被配置如下：铁芯为U型，开口向上固定在单极单元内的静触头上；锁扣致动装置位于静触头上方，并且固定在单极单元的壳体上；弹性元件支撑在静触头与锁扣致动装置之间；当发生短路时，铁芯吸引衔铁，衔铁克服弹性元件的反力，带动衔铁定位板致动操作机构的锁扣，使断路器跳闸。

对于三极断路器而言，操作机构所位于的单极单元被称为B极单元，另外两个单极单元被称为A极单元和C极单元。在图7-8所示的断路器中，操作机构与电磁式短路保护机构的放置空间有重合，这将导致只有A、C极单元能安装电磁式短路保护机构，而B极单元无法安装电磁式短路保护机构。当B极单元发生对地短路时，由于B极单元没有电磁式短路保护机构，所以B极单元的动作时间就会比较长，从而影响了断路器的分断性能及可靠性。当AB、BC极发生短路时，由于只有一极装有电磁式短路保护机构所以只能形成单层保护，若电磁式短路保护机构出现异常，就无法快速地切断电路，影响断路器的可靠性。而当AC极发生短路时，由于AC极单元均装有电磁式短路保护机构，所以可以形成双重保护，这样断路器的可靠性就更高。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新颖的断路器。

根据本发明实施例的断路器，包括操作机构、一个或多个单极单元、以及一个或多个电磁式短路保护机构。其中，操作机构与各个单极单元中的动触头联动以实现各个单极单元中的动触头与上静触头之间的分合，每个单极单元与相应的一个电磁式短路保护机构配合设置。每个电磁式短路保护机构包括：铁芯，被设置于与该电磁式短路保护机构配合设置的单极单元中的上静触头上方；锁扣制动装置，被设置于上静触头下方，通过轴铰设在单极单元内部；以及弹性元件，被设置于锁扣致动装置与单极单元之间。当故障电流通过上静触头时铁芯被磁化产生电磁吸力，当电磁吸力大于弹性元件的反力时，锁扣致动装置向铁芯方向转动，致动操作机构中的锁扣使得单极单元中的动触头和上静触头分断，从而切断故障电流。当故障电流被切断时电磁吸力消失，锁扣致动装置在弹性元件的反力作用下，恢复到初始位置。

在根据本发明实施例的断路器中，锁扣致动装置包括衔铁和衔铁定位板，其中，衔铁定位板成L形，一端为定位端、另一端为致动端，衔铁被固定在定位端，致动端与操作机构的锁扣配合实现单极单元中的动触头与上静触头的分断。具体地，定位端上设置有一个或多个凸台，衔铁上设置有与凸台匹配的通孔，衔铁经由一个或多个凸台、和通孔被固定在定位端。

在根据本发明实施例的断路器中，弹性元件成L形，其一端与单极单元的壳体壁配合限位，另一端与衔铁定位板中的定位槽配合，此时弹性元件扭转变形使得锁扣致动装置远离铁芯。

在根据本发明实施例的断路器中，单极单元的壳体设置有位于上静触头下方的、供锁扣致动装置安装及运动的型腔。

根据本发明实施例的断路器相对于传统断路器而言，整体体积较小，并且可以缩短断路器的脱扣时间、改善断路器的可靠性和稳定性。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出的实施方式及其描述用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明实施例的断路器的构造示意图；

图2是图1所示的断路器中的单极单元、电磁式短路保护机构、导电板、和固定件的装配构造示意图；

图3是图1所示的断路器中的单极单元的左壳体的构造示意图；

图4是图1所示的断路器中的单极单元的右壳体的构造示意图；

图5是根据本发明实施例的电磁式短路保护机构中的衔铁定位板的构造示意图；

图6是本发明实施例的断路器的工作原理示意图；

图7-8是现有的断路器和其中的电磁式短路保护机构的构造示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

为了更好地理解本发明，下面结合图1-6对根据本发明实施例的断路器和用在断路器中的电磁式短路保护机构进行详细描述。

图1是根据本发明实施例的断路器的构造示意图。如图1所示，根据本发明实施例的断路器包括操作机构1、三个单极单元2、三个电磁式短路保护机构3、三个导电板4、和三个固定件5。其中，操作机构1位于中间的单极单元2上，通过轴与各单极单元2中的动触头联动，以实现各单极单元2中的触头间的合分；三个单极单元2并排构成一个三极断路器；三个电磁式短路保护机构3分别位于三个单极单元2的上静触头一端；三个导电板4通过相应的固定件5分别与三个单极单元2的上静触头连接。需要说明的是，这里仅示出三极断路器作为示例，但是可以根据需要设置任意数目的单极单元、和与单极单元配合设置的电磁式短路保护机构、导电板和固定件。

图2是图1所示的断路器中的单极单元、电磁式短路保护机构、导电板、和固定件的装配构造示意图。图3是图1所示的断路器中的单极单元的左壳体的构造示意图。图4是图1所示的断路器中的单极单元的右壳体的构造示意图。结合图2-4可以看出，每个单极单元2包括面对面配合设置的第一壳体(即，左壳体)21和第二壳体(即，右壳体)22、动触头23、上静触头24、及下静触头25；电磁式短路保护机构3包括铁芯31、锁扣致动装置32、弹性元件33、轴34、和固定板35。其中，铁芯31为U型，开口向下，位于导电板4的上方，导电板4位于上静触头24上方；上静触头24下方有一固定板35，固定板35通过端面固定在第一壳体21上的第一卡槽211和第二壳体22上的第二卡槽221内；固定件5依次穿过铁芯31、导电板4、和上静触头24并且通过固定板35将它们三者压紧。

进一步地，结合图2-4可以看出，锁扣致动装置32包括衔铁321和衔铁定位板322；上静触头24下方的第一壳体21和第二壳体22中，有供锁扣致动装置32装配和运动的第一型腔212和第二型腔222；第一型腔212内有一盲孔213，第二型腔222内有一通孔223；用轴34依次穿过通孔223、锁扣致动装置32、弹性元件33、盲孔213，将锁扣致动装置32铰设在单极单元2上；弹性元件33一端与第一壳体壁214、第二壳体壁224配合限位，另一端与衔铁定位板322中的定位槽配合。

图5是根据本发明实施例的电磁式短路保护机构中的衔铁定位板的构造示意图。结合图2至图5可以看出，衔铁定位板322成L型；衔铁定位板322的一端为定位端3222；定位端3222上有两个凸台3223；衔铁321上有与凸台3223配合的通孔；衔铁321固定于衔铁定位板322中；衔铁定位板322的另一端为致动端3224，与锁扣11配合，实现操作机构1的脱扣；第一壳体21的第一型腔212、和第二壳体22的第二型腔222两侧开有形状一致的第一让位槽215、和第二让位槽225，用于给致动端3224运动让位。

图6是本发明实施例的断路器的工作原理示意图。如图6所示，当短路发生时，故障电流通过上静触头24和导电板4时，铁芯31和衔铁321被磁化，产生电磁吸力；当电磁吸力大于弹性元件33的反力时，锁扣致动装置32绕轴34向铁芯31方向转动，锁扣致动装置32旋转到预设角度后致动锁扣11，使断路器的操作机构1迅速解锁脱扣，实现断路器脱扣，从而切断故障电流；待故障电流切断后，电磁吸力也随之消失，锁扣致动装置32在弹性元件33的反力作用下，回到初始位置。

综上所述，根据本发明实施例的断路器相对于传统断路器，整体体积较小，并且可以缩短断路器的脱扣时间、改善断路器的可靠性和稳定性。

以上已经参考本发明的具体实施例来描述了本发明，但是本领域技术人员均了解，可以对这些具体实施例进行各种修改、组合和变更，而不会脱离由所附权利要求或其等同物限定的本发明的精神和范围。此外，附图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具体指示。当术语被预见为使分离或组合的能力不清楚时，组件或者步骤的组合也将被认为是已经记载了。

Claims (6)

1.一种断路器，该断路器包括操作机构、一个或多个单极单元、以及一个或多个电磁式短路保护机构，其中，所述操作机构与各个单极单元中的动触头联动以实现各个单极单元中的动触头与上静触头之间的分合，每个单极单元与相应的一个电磁式短路保护机构配合设置，每个电磁式短路保护机构包括：

铁芯，被设置于与该电磁式短路保护机构配合设置的单极单元中的上静触头上方；

导电板，位于所述上静触头上方，且位于所述铁芯下方；

固定板，设置于所述上静触头下方；

固定件，依次穿过所述铁芯、所述导电板和所述上静触头并且通过所述固定板将它们三者压紧；

锁扣致动装置，被设置于所述上静触头下方，通过轴铰设在所述单极单元内部；

弹性元件，被设置于所述锁扣致动装置与所述单极单元之间，其中

当故障电流通过所述上静触头时所述铁芯被磁化产生电磁吸力，当所述电磁吸力大于所述弹性元件的反力时，所述锁扣致动装置向所述铁芯方向转动，致动所述操作机构中的锁扣使得所述单极单元中的动触头和上静触头分断，从而切断所述故障电流。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，当所述故障电流被切断时所述电磁吸力消失，所述锁扣致动装置在所述弹性元件的反力作用下，恢复到初始位置。

3.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述锁扣致动装置包括衔铁和衔铁定位板，其中，所述衔铁定位板成L形，一端为定位端、另一端为致动端，所述衔铁被固定在所述定位端，所述致动端与所述操作机构的锁扣配合实现所述单极单元中的动触头与上静触头的分断。

4.如权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述定位端上设置有一个或多个凸台，所述衔铁上设置有与所述一个或多个凸台匹配的通孔，所述衔铁经由所述一个或多个凸台和所述通孔被固定在所述定位端。

5.如权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述弹性元件成L形，其一端与所述单极单元的壳体壁配合限位，另一端与所述衔铁定位板中的定位槽配合，此时所述弹性元件扭转变形使得所述锁扣致动装置远离所述铁芯。

6.如权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述单极单元的壳体设置有位于所述上静触头下方的、供所述锁扣致动装置安装及运动的型腔。