CN103903921B - 过载保护装置和包括该装置的断路器的热磁可调脱扣器 - Google Patents

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Abstract

一种过载保护装置，其特征在于，所述过载保护装置包括：第一加热带(即端子)；第二加热带；双金属片；辫线；所述第一加热带的下部和所述双金属片的下部机械连接；所述辫线的两个端部分别机械连接所述第二加热带的上部和所述双金属片的上部。

Description

过载保护装置和包括该装置的断路器的热磁可调脱扣器
技术领域
本发明涉及一种过载保护装置，特别涉及一种应用于断路器的热磁脱扣器的过载保护装置。
背景技术
目前额定电流较小的热磁脱扣器（比如15A、16A、20A等）普遍存在双金属片上温升低，双金属片偏转量小，从而过载保护不可靠，即容易晚脱扣或误脱扣等问题。在生产上，其工业化热调也比较困难、返工率高，从而增加了制造成本。同时，在大的短路电流通过双金属片时也容易造成双金属片损伤。
例如，目前的低额定电流直热式脱扣器回路的双金属片温升主要依靠双金属片本身发热，但是由于其长度有限，所以发热量较小，同时由于双金属片直接通过辫线连接客户端子，从而散热叫较快，故双金属片在一定电流下温升低、能提供的偏转量小、过载保护可靠度低且热调困难，同时在短路中双金属片容易过热损坏。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提出一种过载保护装置，特别提出一种应用于断路器的热磁脱扣器的过载保护装置。
根据本发明的一个方面提供一种过载保护装置，其特征在于，所述过载保护装置包括：第一加热带；第二加热带；双金属片；辫线；所述第一加热带的下部和所述双金属片的下部机械连接；所述辫线的两个端部分别机械连接所述第二加热带的上部和所述双金属片的上部。
所述辫线的两端分别与所述第二加热带的上部和所述双金属片的上部的机械连接是通过焊接实现的。
所述第一加热带的下部和所述双金属片的下部的机械连接是通过焊接实现的。
电流依次通过所述第一加热带的上部、所述第一加热带的下部、所述双金属片的下部、所述双金属片的上部、所述辫线、所述第二加热带的上部和所述第二加热带的下部，从而形成奇数次电流回路。
根据本发明的一个方面，所述第一加热带和所述第二加热带由扁平金属带弯折成大致L形。
所述辫线弯折成大致U形。当然，本领域技术人员可以将辫线弯折成其它形状，只要所述辫线弯折的形状能在动衔铁和静衔铁之间围成的空气间隙中构成奇数次电流回路（如下所述）即可。
根据本发明，还提供一种热磁可调脱扣器，所述热磁可调脱扣器包括如上所述的过载保护装置，还包括基座、牵引杆、跳扣、静衔铁、动衔铁和枢转轴。
根据本发明的过载保护装置安装在该热磁可调脱扣器中。包含第一加热带、双金属片、辫线、第二加热带的过载保护装置安装在热磁可调脱扣器的基座中。
该热磁可调脱扣器可实现过载保护和短路保护功能，其中，该热磁可调脱扣器的过载保护功能通过过载电流流经并且加热过载保护装置，从而使得双金属片向左偏转，推动牵引杆逆时针旋转，使得牵引杆和跳扣相对运动并解扣，跳扣发生脱扣并带动断路器本体脱扣切断过载电流。该热磁可调脱扣器的短路保护功能通过短路电流流经所述过载保护装置，在静衔铁和动衔铁所围成的空气间隙中形成磁场（方向相逆电流产生的磁场相互抵消，所以该区域必须是奇数次电流回路，本发明所述的在动静衔铁之间的电流回路次数即为3次），所述静衔铁和动衔铁之间形成吸力，从而动衔铁绕枢转轴顺时针转动，推动牵引杆逆时针转动，跳扣发生解扣并带动断路器本体脱扣从而切断短路电流。
根据本发明，还提供一种断路器，所述断路器包括如上所述的热磁可调脱扣器。
本发明所提出的过载保护装置是在脱扣器回路中加入新的第二加热带，并且通过辫线将其连接到双金属片，双金属片和第一加热带（也称为：端子）连接，端子串入回路的长度也远大于现有产品。这样在脱扣器中，电流回路由第一加热带、双金属片、辫线、第二加热带构成，串入回路的长度和电阻值比现有产品大幅提高，从而大幅提高低额定电流脱扣器中双金属片的温升和偏转量，使得过载保护功能更可靠，工业化热调更容易实现，降低制造成本。通过选择第二加热带、双金属片、第一加热带的材料，可以优化整个回路的温升分布，使得在双金属片有较高温升时，端子和断路器本体部分温升较低（符合标准规定），提高了断路器温升的设计余量。同时由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路电流，也保护包括双金属片在内的整个回路，更有利于分断。
通过仿真和试验已经验证了该种结构的电流回路比现有产品双金属片偏转量明显提高。现有产品热调设置为0.7mm，新的结构可将热调设置为2.5mm左右，约定不脱扣曲线和约定脱扣曲线之间的区间增大3倍左右，使得热调更容易实现，过载保护的可靠性明显提高。
至此，为了本发明在此的详细描述可以得到更好的理解，以及为了本发明对现有技术的贡献可以更好地被认识到，本公开已经相当广泛地概述了本发明的实施例。当然，本发明的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。
在详细解释本发明的实施例之前，应当理解，本发明在它的应用中并不限制到在下面的描述中提出或者在附图中示出的结构的细节和部件的配置以及相当的步骤。本发明能够具有除了描述的那些之外的实施例，并能够以不同方式实施和进行。再者，应当理解，在此采用的措辞和术语以及概要是为了描述的目的，不应认为是限定性的。
同样地，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构的基础，用于实施本发明的数个目的。因此，重要的是，所附权利要求应当认为包括这样的等效结构，只要它们没有超出本发明的实质和范围。
附图说明
通过下面的附图本领域技术人员将对本发明有更好的理解，并且更能清楚地体现出本发明的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本发明的范围。
图1示出根据本发明的第一加热带；
图2示出根据本发明的第二加热带；
图3示出根据本发明的双金属片；
图4示出根据本发明的辫线；
图5示出根据本发明的包括第一加热带、第二加热带、双金属片和辫线的过载保护装置的装配图；
图6示出电流回路由第一加热带、双金属片、辫线、第二加热带构成；
图7示出热磁可调脱扣器的立体图，其包括图5所示的过载保护装置。
具体实施方式
以下将结合附图对根据本发明的优选实施例进行详细说明。通过附图以及相应的文字说明，本领域技术人员将会理解本发明的特点和优势。
图1示出根据本发明的第一加热带1，其中第一加热带1包括第一加热带的上部1-1和第一加热带的下部1-2，所述第一加热带由扁平金属带弯折成大致L形。
图2示出根据本发明的第二加热带2，其中第二加热带2包括第二加热带的上部2-1和第二加热带的下部2-2，所述第二加热带由扁平金属带弯折成大致L形。
图3示出根据本发明的双金属片3，所述双金属片3包括双金属片的上部3-1和双金属片的下部3-2。
图4示出根据本发明的辫线4，所述辫线4包括两个端部4-1和4-2。
图5示出根据本发明的包括第一加热带1、第二加热带2、双金属片3和辫线4的过载保护装置的装配图，其中所述第一加热带1的下部和所述双金属片3的下部机械连接；所述辫线4的两个端部4-1和4-2分别机械连接所述第二加热带2的上部和所述双金属片3的上部。
所述辫线4的两个端部4-1和4-2分别与所述第二加热带2的上部和所述双金属片3的上部的机械连接是通过焊接实现的。
所述第一加热带1的下部和所述双金属片3的下部的机械连接是通过焊接实现的。
图6示出电流回路由第一加热带1、双金属片3、辫线4、第二加热带2构成，其中电流沿箭头方向依次通过所述第一加热带1的上部1-1、所述第一加热带1的下部1-2、所述双金属片3的下部3-2、所述双金属片3的上部3-1、所述辫线4、所述第二加热带2的上部2-1和所述第二加热带2的下部2-2，从而形成奇数次电流回路。
如图5所示，所述辫线4弯折成大致U形。当然，本领域技术人员可以将辫线弯折成其它形状，只要所述辫线弯折的形状能在动衔铁和静衔铁之间围成的空气间隙中构成奇数次电流回路即可。
根据本发明，还提供一种热磁可调脱扣器，所述热磁可调脱扣器包括如上所述的过载保护装置。
如图7所示，本发明提供一种热磁可调脱扣器5，其包括图5所示的过载保护装置，还包括基座5-1、牵引杆5-2、跳扣5-3、静衔铁5-4、动衔铁5-5和枢转轴5-6。
图7示出了根据本发明的过载保护装置在热磁可调脱扣器中的安装及工作原理。包含第一加热带1、双金属片3、辫线4、第二加热带2的过载保护装置安装在热磁可调脱扣器5的基座5-1中。
该热磁可调脱扣器可实现过载保护和短路保护功能，其中，该热磁可调脱扣器的过载保护功能通过过载电流流经并且加热过载保护装置，从而使得双金属片3向左偏转，推动牵引杆5-2逆时针旋转，使得牵引杆5-2和跳扣5-3相对运动并解扣，跳扣5-3发生脱扣并带动断路器本体脱扣切断过载电流。该热磁可调脱扣器的短路保护功能通过短路电流流经所述过载保护装置，在静衔铁5-4和动衔铁5-5所围成的空气间隙中形成磁场（方向相逆电流产生的磁场相互抵消，所以该区域必须是奇数次电流回路，本发明所述的在动静衔铁之间的电流回路次数即为3次），所述静衔铁5-4和动衔铁5-5之间形成吸力，从而动衔铁绕枢转轴5-6顺时针转动，推动牵引杆5-2逆时针转动，跳扣5-3发生解扣并带动断路器本体脱扣从而切断短路电流。
根据本发明，还提供一种断路器，所述断路器包括如上所述的热磁可调脱扣器。
根据本发明设计的新脱扣器电流回路，电流回路由第一加热带1、双金属片3、辫线4、第二加热带2构成，串入回路的长度和电阻值比现有产品大幅提高，从而大幅提高低额定电流脱扣器中双金属片的温升和偏转量，使得过载保护功能更可靠，工业化热调更容易实现，降低制造成本。通过选择第二加热带、双金属片、第一加热带的材料，可以优化整个回路的温升分布，使得在双金属片有较高温升时，端子和断路器本体部分温升较低（符合标准规定），提高了断路器温升的设计余量。同时由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路电流，也保护包括双金属片在内的整个回路，更有利于分断。
通过仿真和试验已经验证了该种结构的电流回路比现有产品双金属片偏转量明显提高。现有产品热调设置为0.7mm，新的结构可将热调设置为2.5mm左右，约定不脱扣曲线和约定脱扣曲线之间的区间增大3倍左右，使得热调更容易实现，过载保护的可靠性明显提高。
参考具体实施例，尽管本发明已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本发明范围的情况下，所属技术领域人员可作出多种改变以及多种等同物可替代其中的方法步骤、检测手段。而且，本文中具体实施例之间的技术特征、元件和/或功能的组合和搭配是清楚明晰的，因此根据这些所公开的内容，所属技术领域人员能够领会到实施例中的技术特征、元件和/或功能以及方法步骤可以视情况被结合到另一个具体实施例中，除非上述内容有另外的描述。此外，根据本发明的教导，在不脱离本发明本质的范围，适应特殊的情形可以作出许多改变。因此，本发明并不限于附图所图解的个别的具体实施例，以及说明书中所描述的作为目前为实施本发明所设想的最佳实施方式的具体实施例，而本发明意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。

Claims (10)

1.一种过载保护装置，其特征在于，所述过载保护装置包括：
第一加热带；
第二加热带；
双金属片；
辫线；
所述第一加热带的下部和所述双金属片的下部机械连接；
所述辫线的两个端部分别机械连接所述第二加热带的上部和所述双金属片的上部，
其中，所述辫线弯折使得通过所述第一加热带的上部、所述第一加热带的下部、所述双金属片的下部、所述双金属片的上部、所述辫线、所述第二加热带的上部和所述第二加热带的下部的电流形成奇数次电流回路。
2.根据权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于，所述辫线的两个端部分别与所述第二加热带的上部和所述双金属片的上部的机械连接是通过焊接实现的。
3.根据权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于，所述第一加热带的下部和所述双金属片的下部的机械连接是通过焊接实现的。
4.根据权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于，所述第一加热带和所述第二加热带由扁平金属带弯折成大致L形。
5.根据权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于，所述辫线弯折成大致U形。
6.一种热磁可调脱扣器，其特征在于，所述热磁可调脱扣器包括如权利要求1至5其中之一所述的过载保护装置，还包括基座、牵引杆、跳扣、静衔铁、动衔铁和枢转轴。
7.根据权利要求6所述的热磁可调脱扣器，其特征在于，通过过载电流流经并且加热所述过载保护装置，从而使得所述双金属片向左偏转，推动所述牵引杆逆时针旋转，使得所述牵引杆和所述跳扣相对运动并解扣，所述跳扣发生脱扣并带动断路器本体脱扣切断过载电流。
8.根据权利要求6所述的热磁可调脱扣器，其特征在于，通过短路电流流经所述过载保护装置，在所述静衔铁和所述动衔铁所围成的空气间隙中形成磁场，所述静衔铁和动衔铁之间形成吸力，从而所述动衔铁绕所述枢转轴顺时针转动，推动所述牵引杆逆时针转动，跳扣发生解扣并带动断路器本体脱扣从而切断短路电流。
9.根据权利要求8所述的热磁可调脱扣器，其特征在于，所述静衔铁和动衔铁之间的电流回路次数是奇数。
10.一种断路器，其特征在于，所述断路器包括如权利要求6-9其中之一所述的热磁可调脱扣器。
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