CN105632850A - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器，包括壳体、静触头、与静触头配合的动触头以及与动触头相连的操作机构。动触头在操作机构的作用下与静触头接触导通。动触头和静触头均具有斥力段，此处斥力段为由动触头和静触头接触区域开始同向延伸的导体结构。如此设计，当出现大电流流经两个斥力段时会形成一对反向电流，反向电流使动触头和静触头之间产生相互排斥的斥力，斥力可瞬时驱动动触头运动，进而使动触头和静触头分断。如此设计较传统脱扣***响应速度快，避免大电流对断路器本身和线路损伤，保证了断路器和所在线路的安全性。

Description

一种断路器

技术领域

本发明涉及开关装置技术领域，具体涉及一种断路器。

背景技术

断路器是一种常见的开关装置，用于通断回路，分配电能，也可以在正常情况下作为线路的不频繁操作转换之用，并对断路器所在线路起过载和短路保护的作用。

断路器通常由触头***、灭弧***、操作机构、脱扣***及外壳等构成。对线路过载、短路或其他的保护通过脱扣***实现。脱扣***通常包括电磁脱扣装置和双金属片脱扣装置。具体工作原理为：当线路短路时，短路电流产生的强烈磁场使得作用件作用于相应的联动结构，使动触头和静触头分断，从而实现对线路的保护作用。当线路过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度而推动相应的联动机构(电流越大，动作时间越短)，使动触头和静触头分断，实现对线路的保护。

现实使用中，断路器无法避免地会遇到瞬间大电流的情况。而对于瞬间大的电流，现有技术中的断路器仍需要上述脱扣***实现对线路的保护，但是上述脱扣***需要一定的响应时间才可实现动触头和静触头的分断，速度较慢，大电流容易在短时间内造成对断路器本身和线路损伤，安全性差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的断路器遭遇大电流时动静触头分断响应速度慢、安全性差的缺陷，从而提供一种断路器。

本发明提供的一种断路器，包括：

壳体；

静触头，设置于所述壳体内；

动触头，设置于所述壳体内，与所述静触头配合；

操作机构，设置于所述壳体内，连接所述动触头、并向所述动触头施加朝向所述静触头的作用力以使所述动触头与所述静触头接触；

所述动触头和所述静触头均具有斥力段，所述斥力段为由所述动触头和所述静触头接触区域开始同向延伸的导体结构，电流流经该两个斥力段时形成一对反向电流；在反向电流产生的斥力作用下，所述动触头克服所述操作机构施加的作用力朝远离所述静触头一侧运动。

可选的，所述动触头和所述静触头的斥力段延伸方向相互平行，两个斥力段与所述动触头和静触头的接触区域形成U形结构。

可选的，所述操作机构包括被触发后可使所述动触头和所述静触头分断的触发装置；所述动触头在反向电流产生的斥力作用下运动至触发位置，该动触头具有在该触发位置触发所述触发装置的触发结构。

可选的，所述操作机构包括可转动安装于所述壳体的触头支架，以及，可转动设置于该触头支架的跳扣和锁扣；所述动触头安装于该触头支架；所述跳扣与所述锁扣联动配合时，在所述跳扣的作用下所述锁扣正向转动推动所述触头支架转动，所述动触头与所述静触头接触；所述锁扣反向转动脱离与所述跳扣的联动配合，所述操作机构恢复初始位置，所述动触头随所述操作机构远离所述静触头；所述锁扣为所述触发装置，所述动触头驱动所述锁扣反向转动以实现所述锁扣与所述跳扣脱离联动。

可选的，所述动触头可转动安装于所述触头支架，所述动触头包括在该动触头转动至所述触发位置后驱动所述锁扣反向转动的触发凸起。

可选的，所述操作机构包括设置于所述触头支架与所述锁扣之间的锁扣弹性件，该锁扣弹性件弹性力推动所述锁扣向靠近所述跳扣的位置转动。

可选的，所述锁扣弹性件包括与所述锁扣固定连接的弯曲状弹性杆，该弹性杆的顶部设置有抵靠于所述触头支架的球状凸起，所述触头支架上设置有与该球状凸起配合的抵靠面。

可选的，所述跳扣设置有齿形凸起，所述锁扣设置有与该齿形凸起配合的齿形凹槽，所述齿形凸起和所述齿形凹槽的配合实现所述跳扣和所述锁扣的联动配合。

可选的，所述操作机构包括可转动设置于所述壳体上的操作手柄，所述跳扣与所述操作手柄联动，在该操作手柄作用下所述跳扣转动，该跳扣转动至设定角度后与所述锁扣联动。

可选的，所述操作手柄与所述跳扣通过连接杆连接，所述连接杆为V型杆状结构，两端具有配合端，其中一配合端与所述操作手柄铰接，另一配合端与所述跳扣铰接。

可选的，所述动触头和所述触头支架之间设置有动触头弹性件，所述动触头弹性件推动所述动触头向靠近所述静触头方向转动。

可选的，所述断路器包括复位所述触头支架的支架弹性件。

可选的，所述动触头和所述静触头的斥力段延伸方向相互平行，且延伸长度相等。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种断路器，其动触头和静触头均具有斥力段，斥力段为自动触头和静触头接通区域开始同向延伸的导体结构。如此设计，当出现大电流流经两个斥力段时会形成一对反向电流，反向电流使动触头和静触头之间产生相互排斥的斥力，斥力可瞬时驱动动触头运动，进而使动触头和静触头分断。如此设计较传统脱扣***响应速度快，避免大电流对断路器本身和线路损伤，保证了断路器和所在线路的安全性。

2.本发明提供的一种断路器，其锁扣和跳扣之间设置有锁扣弹性件，如此设计能充分保证跳扣和锁扣在运动过程中紧密接触，有效保证了跳扣和锁扣联动配合过程中不滑扣，提高了断路器整体的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的断路器的结构示意图；

图2为断路器中操作机构的结构示意图；

图3为断路器中锁扣与跳扣配合的结构示意图；

图4断路器中动触头与锁扣的结构原理图；

图5为锁扣弹性件的结构原理图。

附图标记说明：

1-操作手柄、2-连接杆、3-操作机构、31-触头支架、311-抵靠面、32-跳扣、321-齿形凸起、33-锁扣、331-齿形凹槽、34-锁扣弹性件、341-弹性杆、342-球状凸起、35-动触头弹性件、4-动触头、41-触发凸起、5-静触头、6-支架弹性件、7-壳体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1至图5示出了本发明提供的一种断路器的实施例。

从图1可以看出，该断路器包括壳体7、操作机构3和静触头5。

壳体7为该断路器中其他零部件提供安装位置或/和安装结构，并对设置于其内部的零部件起到保护作用。壳体7通常由绝缘塑料成型，并具有良好的绝缘性和耐高温特性。其具体结构应根据断路器其他零部件的结构特征和安装位置等实际因素确定，本文对壳体7的形状特征不作具体描述。

请参考图2，操作机构3包括触头支架31，以及，设置于该触头支架31的跳扣32和锁扣33。触头支架31可转动设置于壳体7。跳扣32和锁扣33均可转动设置于触头支架31。动触头4安装于该触头支架6。

跳扣32绕轴转动，当跳扣32转动至设定角度后与锁扣33联动配合。当跳扣32继续转动时，则锁扣33在跳扣32的作用下正向转动。锁扣33正向转动带触头支架31绕轴转动，即触头支架31、锁扣33和跳扣32同步运动。动触头4随触头支架31运动靠近静触头5并与其接触，从而实现动触头4和静触头5的导通。

锁扣33反向转动可脱离与跳扣32的联动配合。需要说明的是，锁扣33的正向转动或者反向转动仅用于区分两种方向不同的转动，而不特指某个方向的转动。

请参考图3，跳扣32和锁扣33的联动配合通过设置于跳扣32的齿形凸起321和设置于锁扣33的齿形凹槽331实现。齿形凸起321和齿形凹槽331的配合同样便于两者的分离，容易实现两者联动配合的脱离。显而易见地，此处凸起和凹槽可选用其它相似的形状。

请参考图4，作为优选的实施方式，动触头4可转动地安装于触头支架31。动触头4上设置有触发凸起41，当动触头4向远离静触头5方向旋转至设定角度时，触发凸起41与锁扣33相应面接触，此位置称为触发位置。随着动触头4继续旋转，触发凸起41将推动锁扣33反向转动，从而使锁扣33脱离与跳扣32之间的联动配合。

进一步优选地，动触头4和触头支架31之间设置有动触头弹性件35。该动触头弹性件35的弹性力使动触头4向靠近静触头5方向旋转。动触头弹性件35的设置可使动触头4在一定的弹性力下与静触头5紧密接触，从而保证了断路器动触头和静触头接通的可靠性。

该断路器还包括复位触头支架31的支架弹性件6，锁扣33和跳扣32脱离联动配合后，触头支架31在支架弹性件6的作用下复位到初始位置。动触头4随触头支架31运动，当触头支架31处于初始位置时，动触头4与静触头5实现分断。

从图5中可以看出，操作机构3还包括设置于触头支架31和锁扣33之间的锁扣弹性件34。当锁扣33与跳扣32联动配合，锁扣33推动触头支架31运动时，该锁扣弹性件34受压产生弹性力。该弹性力使跳扣32和锁扣33在运动过程中能始终保持紧密接触，从而有效保证了跳扣32和锁扣33联动配合过程中不滑扣，提高了断路器整体的可靠性。

本实施例中，锁扣弹性件34包括与锁扣33固定相连的弯曲状弹性杆341，该弹性杆341顶部设置有抵靠于触头支架31的球状凸起342，触头支架31设置有与该球状凸起342配合的抵靠面311。为了避免运动干涉，锁扣33和跳扣32之间的配合与锁扣弹性件34和抵靠面311分别处于触头支架31的两侧。优选地，锁扣弹性件34与锁扣33为一体结构。

本技术方案中，动触头4和静触头5接触导通的区域称为导通区域。动触头4和静触头5均具有斥力段，斥力段为由动触头4和静触头5导通区域开始同向延伸的导体结构。优选地，两个斥力段的延伸方向相互平行，即，当动触头4和静触头5接触导通时，动触头4和静触头5构成U型回路。电流流经两个斥力段时形成一对反向电流，动触头4和静触头5由于电流方向相反产生互排斥的斥力。因此当该断路器通过大电流时，动触头4在斥力作用下可瞬间被斥开，进而触发凸起41推动锁扣33反向转动，脱离与跳扣32的联动配合，触头支架31在支架弹性件6的作用下运动至初始状态，动触头4随触头支架31运动与静触头5分断，从而实现断路器保护功能。该方式较传统的脱扣***响应速度快，避免了大电流对断路器自身结构和线路其他设备的损害，安全性高。

本实施例中，动触头4和静触头5的斥力段延伸方向平行，延伸长度相等。动触头4和静触头5配合结构为面接触。

作为可替换的实施方式，动触头4和静触头5的两斥力段在满足斥力要求的基础上，延伸方向不局限于严格的相互平行。

操作机构3还包括用于手动操作的操作手柄1，该操作手柄1可转动地安装于该壳体7，通过连接杆2与跳扣32联动。从图1中可以看出，连接杆2为V形杆状结构，两端均包括弯折的配合端，其中一配合端可转动地设置于操作手柄1偏心位置的配合孔中，另一配合端可转动地设置于跳扣32偏心位置的配合孔中，连接杆2的设置实现了操作手柄1转动带动跳扣32转动，即跳扣32和操作手柄1的联动。

需要说明的是，本技术方案中的触发装置和触发结构应结合具体结构定义。触发原理不同，触发装置也会不同。而触发装置不同，触发结构也可能存在不同。例如本实施例中，触发装置为锁扣33，推动锁扣33脱离与跳扣32的配合联动即为触发，动触头4上的触发凸起41即为触发结构。

该断路器还包括电磁脱扣装置和双金属片脱扣装置用于小电流条件下动触头4和静触头5的分断。

该断路器的工作原理：

一、手动合闸过程；

操作手柄1旋转，通过连接杆2推动跳扣32转动，跳扣32转动至设定角度后其齿状凸起331与锁扣33端部齿状凹槽341搭扣配合，实现锁扣33和跳扣32的联动配合。此时锁扣33在跳扣32的作用下转动，锁扣33推动触头4支架绕轴转动，即跳扣32、锁扣33和触头支架31一体运动。动触头4随触头支架31运动，并最终与静触头5接触导通。

二、触头斥开：

动触头4和静触头5相互接触，形成U型回路。当电流到达设定值时，动触头4和静触头5之间的斥力推动动触头4转动。当动触头4与静触头5分离时，动触头4和静触头5由于表面产生的电弧继续导通。

动触头4继续在斥力的作用下绕轴转动，当转动至触发位置后，动触头4上的触发凸起41推动锁扣33反向转动。在锁扣33转动至一定角度后脱离与跳扣32脱离联动配合。触头支架31在支架弹性件6的作用下恢复至初始位置，动触头4随触头支架31与静触头5分离。

在动触头4随触头支架31运动到最终位置的过程中，动触头4和静触头5之间的间距逐渐变大，动触头4和静触头5之间的电弧变长，甚至电弧开始气化，并被引入灭弧***进行灭弧，从而保证了动触头4和静触头5不会引大电流被严重烧损，增加断路器使用寿命和可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种断路器，包括：

壳体(7)；

静触头(5)，设置于所述壳体(7)内；

动触头(4)，设置于所述壳体(7)内，与所述静触头(5)配合；

操作机构(3)，设置于所述壳体(7)内，连接所述动触头(4)、并向所述动触头(4)施加朝向所述静触头(5)的作用力以使所述动触头(4)与所述静触头(5)接触；

其特征在于：所述动触头(4)和所述静触头(5)均具有斥力段，所述斥力段为由所述动触头(4)和所述静触头(5)接触区域开始同向延伸的导体结构，电流流经该两个斥力段时形成一对反向电流；在反向电流产生的斥力作用下，所述动触头(4)克服所述操作机构3施加的作用力朝远离所述静触头(5)一侧运动。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述动触头(4)和所述静触头(5)的斥力段延伸方向相互平行，两个斥力段与所述动触头(4)和静触头(5)的接触区域形成U形结构。

3.根据权利要求1或2所述的断路器，其特征在于：所述操作机构(3)包括被触发后可使所述动触头(4)和所述静触头(5)分断的触发装置；所述动触头(4)在反向电流产生的斥力作用下运动至触发位置，该动触头(4)具有在该触发位置触发所述触发装置的触发结构。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于：所述操作机构(3)包括可转动安装于所述壳体(7)的触头支架(31)，以及，可转动设置于该触头支架(31)的跳扣(32)和锁扣(33)；所述动触头(4)安装于该触头支架；所述跳扣(32)与所述锁扣(33)联动配合时，在所述跳扣(32)的作用下所述锁扣(33)正向转动推动所述触头支架(31)转动，所述动触头(4)与所述静触头(5)接触；所述锁扣(33)反向转动脱离与所述跳扣(32)的联动配合，所述操作机构(3)恢复初始位置，所述动触头(4)随所述操作机构(3)远离所述静触头(5)；所述锁扣(33)为所述触发装置，所述动触头(4)驱动所述锁扣(33)反向转动以实现所述锁扣(33)与所述跳扣(32)脱离联动。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：所述动触头(4)可转动安装于所述触头支架(31)，所述动触头(4)包括在该动触头(4)转动至所述触发位置后驱动所述锁扣(33)反向转动的触发凸起(41)。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于：所述操作机构(3)包括设置于所述触头支架(31)与所述锁扣(33)之间的锁扣弹性件(34)，该锁扣弹性件(34)弹性力推动所述锁扣(33)向靠近所述跳扣(32)的位置转动。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于：所述锁扣弹性件(34)包括与所述锁扣(35)固定连接的弯曲状弹性杆(341)，该弹性杆(35)的顶部设置有抵靠于所述触头支架(31)的球状凸起(342)，所述触头支架(31)上设置有与该球状凸起(342)配合的抵靠面(311)。

8.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：所述跳扣(32)设置有齿形凸起(321)，所述锁扣(33)设置有与该齿形凸起(321)配合的齿形凹槽(331)，所述齿形凸起(321)和所述齿形凹槽(331)的配合实现所述跳扣(32)和所述锁扣(33)的联动配合。

9.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：所述操作机构(3)包括可转动设置于所述壳体(7)上的操作手柄(1)，所述跳扣(32)与所述操作手柄(1)联动，在该操作手柄(1)作用下所述跳扣(32)转动，该跳扣(32)转动至设定角度后与所述锁扣(33)联动。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于：所述操作手柄(1)与所述跳扣(32)通过连接杆(2)连接，所述连接杆(2)为V型杆状结构，两端具有配合端，其中一配合端与所述操作手柄(1)铰接，另一配合端与所述跳扣(32)铰接。

11.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于：所述动触头(4)和所述触头支架(31)之间设置有动触头弹性件(35)，所述动触头弹性件(35)推动所述动触头(4)向靠近所述静触头(5)方向转动。

12.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：所述断路器包括复位所述触头支架(31)的支架弹性件(6)。

13.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于：所述动触头(4)和所述静触头(5)的斥力段延伸方向相互平行，且延伸长度相等。