CN107393780B - 一种分断能力强的小型断路器 - Google Patents

Abstract

一种分断能力强的小型断路器，构成中包括壳体、静触头、动触头、脱扣机构和灭弧室，改进后，增设绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括屏蔽闸板、磁轭、摇臂和扭簧，所述磁轭固定在静触头上；所述屏蔽闸板水平放置并与动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板的两条侧边通过水平滑轨与断路器壳体滑动连接；所述摇臂的上端与屏蔽闸板的远离静触头的一端铰接，下端通过贯穿扭簧的固定销轴与断路器的壳体铰接，在摇臂的中部设有衔铁；所述扭簧的两端分别压在摇臂和断路器壳体上。本发明的屏蔽闸板可在断路器分断短路电流时迅速***动触头与静触头之间，使电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，从而大大提高了断路器分断短路电流的能力。

Description

一种分断能力强的小型断路器

技术领域

本发明涉及一种具有强短路电流分断能力的小型断路器，属于开关技术领域。

背景技术

小型断路器(MCB)是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，多应用于低压配电***的末端，对配电线路的过载和短路故障进行保护。其中短路故障保护是其最重要的功能，由于短路故障时线路的短路电流非常大，断路器在分断短路电流时其动、静触头之间会产生能量很大的等离子体电弧，只有通过预设的灭弧部件才能快速地将电弧熄灭，断路器才能完成分断短路电流的任务。

目前，国内外MCB均采用灭弧室技术对分断短路电流时所产生的高温高压电弧进行冷却和熄灭，这种技术的灭弧原理是：分断短路电流时，待动、静触头之间产生电弧并拉长到一定长度、能量相应放大后，采用磁场电动力或其它方式驱动高能电弧进入灭弧室，使其在灭弧室内金属栅片的冷却作用下熄灭。这种方法的灭弧效果受到诸如灭弧室材料、触头开断速度、触头开距、触头材料等因素的影响，特别是对于单断点结构的断路器，其分断短路电流的能力比较差，一般不超过交流230V，6kA，且直流短路电流由于没有过零过程更不易分断。

随着电网的建设和发展及人们对电网可靠性要求的提高，客观上需要一种新的灭弧方案，以大幅提高MCB分断短路电流的能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种分断能力强的小型断路器，以提高短路电流的分断能力。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种分断能力强的小型断路器，构成中包括壳体、静触头、动触头、脱扣机构和灭弧室，改进后，增设绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括屏蔽闸板、磁轭、摇臂和扭簧，所述磁轭固定在静触头上；所述屏蔽闸板水平放置并与动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板的两条侧边通过水平滑轨与断路器壳体滑动连接；所述摇臂的上端与屏蔽闸板的远离静触头的一端铰接，下端通过贯穿扭簧中心孔的固定销轴与断路器的壳体铰接，在摇臂的中部设有与磁轭相对应的衔铁；所述扭簧的两端分别压在摇臂和断路器壳体上。

上述分断能力强的小型断路器，所述屏蔽闸板的远离静触头的一端固定有闸板销轴，所述闸板销轴的中部位于摇臂上端的长圆孔内。

上述分断能力强的小型断路器，与屏蔽闸板的两条侧边相对应的水平滑轨为固定在断路器壳体两侧壁上的槽型导轨。

上述分断能力强的小型断路器，所述断路器壳体内设有磁保护脱扣器，所述磁保护脱扣器的脱扣器推杆与脱扣机构的锁扣相对应。

本发明增设了辅助灭弧机构，辅助灭弧机构可在断路器分断短路电流的瞬间迅速动作、***动触头与静触头之间，使动、静触头之间刚刚产生的电弧熄灭或者减少，这样就缩短了电弧能量的放大时间，减少了电弧能量的集聚，实现了断路器的短飞弧或无飞弧。本发明采取了两级灭弧，经过初始辅助灭弧后的电弧会被引入灭弧室继续后续的灭弧操作，从而大大提高了断路器的灭弧能力，也大大提高了断路器分断短路电流的能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的合闸状态；

图3是触头斥开及屏蔽状态；

图4是本发明的故障分闸状态；

图5是屏蔽闸板的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是摇臂的结构示意图；

图8是图7的左视图。

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、壳体；4、屏蔽闸板、4-1闸板销轴；5、摇臂；5-1、衔铁；6、磁轭；7、扭簧；8、手柄；9、脱扣机构；10、磁保护脱扣器、10-1、脱扣器推杆；11、扭力弹簧；12、滑轨；A、动触头转轴；B、锁扣销轴；C、固定销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明在断路器的内部安装了一个由电磁力驱动的绝缘灭弧机构，在短路故障出现的瞬间，断路器动、静触头尚未完全打开的电弧停滞阶段(能量尚未放大)，动、静触头被电动斥力斥开的同时，电磁力迫使安装在MCB外壳内侧的槽型导轨中的屏蔽闸板迅速***动、静触头之间。采用绝缘屏蔽方式熄灭电弧，从而大幅提高了MCB分断短路电流的能力。本发明大幅提高了分断短路电流的能力，即可分断交流短路电流，也可分断直流短路电流。

参看图1～图8，本发明包括设置在断路器壳体3内的静触头1、动触头2、屏蔽闸板4、闸板销轴4-1、摇臂5、衔铁5-1、磁轭6、扭簧7、手柄8、脱扣机构9、磁保护脱扣器10、脱扣器推杆10-1、动触头转轴A、锁扣销轴B、固定销轴C和扭力弹簧11。

摇臂5与衔铁5-1为一组合体，摇臂5和扭簧7通过固定销轴C安装在断路器壳体上，摇臂5可以左右摆动，平时摇臂5和衔铁5-1由于扭簧7的作用处于图1中的位置，绝缘灭弧机构为打开状态。当线路出现短路故障电流时，由于静触头1与动触头2电流方向相反，因此产生电动斥力将静触头1与动触头2快速斥开，同时由于磁轭6在大电流产生的磁场作用下对衔铁5-1产生电磁吸力，衔铁5-1克服扭簧7作用带动摇臂5产生逆时针快速转动，从而带动屏蔽闸板4在体壳3上的槽型导轨内快速向左运动，并在动、静触头斥开的同时迅速***动、静触头之间，起到快速灭弧的作用，与此同时，MCB的磁保护脱扣器10动作，其脱扣器推杆10-1推动脱扣机构9动作，完成MCB的短路分断过程。由于短路电流被切断，强电磁场消失，屏蔽闸板4回复原位。

静触头1和动触头2之间采用转动铰链式斥力结构。静触头1的金属条至少包含一段与动触头相平行的平直段，静触头1平直段和动触头2中的电流方向相反，静触头1平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。当故障发生时，方向相反的短路电流流过静触头平直段和动触头时，在静触头1和动触头2之间产生电动斥力，使得动触头2以动触头转轴A为轴顺时针方向转动斥开。本发明中静触头1平直段的几何长度相对普通静触头进行了加长，使得动触头2和静触头1平行距离增长，在方向相反的短路电流作用下，能产生较大的电动斥力。

本发明的绝缘灭弧机构作为辅助灭弧机构与灭弧室形成两级灭弧装置，辅助灭弧机构在动、静触头尚未完全打开时灭弧，而灭弧室则是在动、静触头完全打开后具有良好的熄灭残余电弧作用。

屏蔽闸板4采用高强度、耐高温的工程塑料材料。可保证产品标准规定的有效分断短路电流的次数(最多3次)。

由于MCB采用以上技术方案，可取得如下的技术进步：

1能够大幅提高产品分断短路电流的能力；

2.可以达到交、直流通用的目的；

3.在分断故障短路电流时，可限制电弧能量的进一步扩大，从而可实现产品的短飞弧或无飞弧。

Claims (3)

1.一种分断能力强的小型断路器，构成中包括壳体、静触头、动触头、脱扣机构和灭弧室，其特征是，增设绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括屏蔽闸板(4)、磁轭(6)、摇臂(5)和扭簧(7)，所述磁轭(6)固定在静触头(1)上；所述屏蔽闸板(4)水平放置并与动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板(4)的两条侧边通过水平滑轨(12)与断路器壳体(3)滑动连接；所述摇臂(5)的上端与屏蔽闸板(4)的远离静触头(1)的一端铰接，下端通过贯穿扭簧(7)中心孔的固定销轴(C)与断路器的壳体(3)铰接，在摇臂(5)的中部设有与磁轭(6)相对应的衔铁(5-1)；所述扭簧(7)的两端分别压在摇臂(5)和断路器壳体(3)上；

所述屏蔽闸板(4)的远离静触头(1)的一端固定有闸板销轴(4-1)，所述闸板销轴(4-1)的中部位于摇臂(5)上端的长圆孔内；

当线路出现短路故障电流时，磁轭(6)在大电流产生的磁场作用下对衔铁(5-1)产生电磁吸力，带动屏蔽闸板(4)在壳体 (3)上的槽型导轨内快速向左运动，并在动、静触头斥开的同时迅速***动、静触头之间，起到快速灭弧的作用。

2.根据权利要求1所述的分断能力强的小型断路器，其特征是，与屏蔽闸板(4)的两条侧边相对应的水平滑轨(12)为固定在断路器壳体(3)两侧壁上的槽型导轨。

3.根据权利要求2所述的分断能力强的小型断路器，其特征是，静触头(1)的金属条至少包含一段与动触头相平行的平直段，静触头(1)平直段和动触头(2)中的电流方向相反，静触头(1)平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。

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