CN114068239A - 一种配电***用电安全闭合的智能断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能断路器技术领域，且公开了一种配电***用电安全闭合的智能断路器，包括壳体、壳体外侧的智能总成。本发明通过设计的电磁铁、定灭弧板、动灭弧板、活动杆II、节点、第三弹簧、磁铁II和第四弹簧，使电磁铁在通电使通电块接通电路时，其斥力使磁铁II带动活动杆II远离电磁铁，使节点挤压动灭弧板，同时第三弹簧压缩，使动灭弧板和定灭弧板间的距离减小呈同等距离分布，当电磁铁为了断开电而减小电流时，其斥力减小使得压缩的第三弹簧、第四弹簧带动动灭弧板、磁铁II复位，使得动灭弧板和定灭弧板间的距离瞬间呈大、小、大的形式间隔分布，使得此时灭弧罩中本身拉长有限的电弧再次被强制拉长，从而使灭弧罩的灭弧效果增强。

Description

一种配电***用电安全闭合的智能断路器

技术领域

本发明涉及智能断路器技术领域，具体为一种配电***用电安全闭合的智能断路器。

背景技术

智能断路器是在传统断路器的基础上，引用微电子、计算机技术和新型传感器建立新的断路器二次***，为了达到智能操作中断路器具有机构动作时间上的可控性，现有的智能断路器大多采用电磁操作机构，通过电容储能器、电磁驱动、电子控制等技术，达到断路器开合的速度控制。

其运行模式主要是：***故障由继电保护装置发出分闸信号或由操作人员发出操作信号后，智能识别模块自动采集电路中的电流变化情况，判断断路器工作条件，对调节装置发出不同的定量控制信息而自动调整动作机构的参数，以达到断路器的实施动作。

现有的智能断路器还存在一些不足之处，其虽然增强了断路器的快速自动开断动作，但是在这一过程中，断路器断开而产生的电弧，其灭弧过程并未产生改变，其灭弧时间与灭弧效果并未得到增强，这无法满足智能化的快速反应，容易导致断路器出现一次电路开断，而电弧还未被灭除的情况。

发明内容

针对背景技术中提出的现有智能断路器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种配电***用电安全闭合的智能断路器，具备灭弧板间的间距突然变动而强制拉扯电弧使其拉长、电路闭合时使活动杆拉扯活塞对第二弹簧蓄能、电路断开时其产生高温的部位温度传递给聚气腔使其内部空气膨胀、第二弹簧带动活塞快速推动膨胀的空气冲向被强制拉扯的电弧、冲出的空气再次拉扯电弧使其进一步拉长的优点，解决了上述背景技术中提出灭弧时间长、灭弧效果差的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种配电***用电安全闭合的智能断路器，包括壳体、壳体外侧的智能总成、壳体一端的手动开关、壳体两端对称分布的进电接线端和出电接线端，所述壳体的内腔中固定连接有电容储能器和电磁铁，所述壳体的内腔一端固定连接有稳定块，所述稳定块的中心活动套接有活动杆I，所述稳定块内腔靠近电磁铁的一端固定连接有第一弹簧，所述活动杆I靠近电磁铁的一端固定连接有磁铁I，所述活动杆I的中部固定连接有通电块，所述壳体的顶部和底部分别开设有聚气腔I、聚气腔II，所述聚气腔I、聚气腔II的同一端均开设有对称的通气孔，所述壳体的内腔一端固定连接有灭弧罩，所述灭弧罩内固定连接有均布的定灭弧板，所述灭弧罩内开设有均布的限位槽，所述限位槽内活动连接有动灭弧板，所述定灭弧板和动灭弧板的中心活动套接有活动杆II，所述活动杆II上固定连接有均布的节点，所述活动杆II上缠绕有均布的第三弹簧，所述活动杆II靠近电磁铁的一端固定连接有磁铁II。

优选的，所述进电接线端和出电接线端上设有静触头，两个所述静触头上分别固定连接有引弧电片I和引弧电片II，所述聚气腔I与引弧电片I和进电接线端贴合，所述聚气腔II与引弧电片II和出电接线端贴合。

优选的，所述电容储能器与电路电性连接，所述电容储能器与智能总成信号连接，所述电容储能器与电磁铁电性连接。

优选的，所述第一弹簧的一端与活动杆I固定连接，所述磁铁I与电磁铁的同性磁极相对。

优选的，所述聚气腔I、聚气腔II的一端均与稳定块固定连接，所述聚气腔I、聚气腔II内均活动套接有活塞，所述活塞的一端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与稳定块固定连接，所述活塞的一端固定连接有拉绳，所述拉绳的另一端贯穿稳定块与活动杆I远离电磁铁的一端固定连接。

优选的，所述动灭弧板的宽度值是限位槽宽度值的一半，所述定灭弧板和动灭弧板交错排布，所述通气孔位于定灭弧板和动灭弧板之间。

优选的，所述第三弹簧的一端与灭弧罩的内壁固定连接，另一端与动灭弧板的左端固定连接，所述节点位于动灭弧板的右端。

优选的，所述磁铁II与电磁铁的同性磁极相对，所述磁铁II的一端固定连接有第四弹簧，所述第四弹簧的另一端与灭弧罩的外侧壁固定连接。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设计的电磁铁、定灭弧板、动灭弧板、活动杆II、节点、第三弹簧、磁铁II和第四弹簧，使电磁铁在通电时通电块接通电路时，其斥力使磁铁II带动活动杆II远离电磁铁，使节点挤压动灭弧板，同时第三弹簧压缩，使动灭弧板和定灭弧板间的距离减小呈同等距离分布，当电磁铁为了断开电而减小电流时，其斥力减小使得压缩的第三弹簧、第四弹簧带动动灭弧板、磁铁II复位，使得动灭弧板和定灭弧板间的距离瞬间呈大、小、大的形式间隔分布，使得此时灭弧罩中本身拉长有限的电弧再次被强制拉长，从而使灭弧罩的灭弧效果增强。

2、本发明通过设计的活动杆I、聚气腔I、聚气腔II、通气孔、活塞、第二弹簧、拉绳、引弧电片I和引弧电片II，使聚气腔I、聚气腔II分别贴合引弧电片I和引弧电片II，以及分别贴合静触头的设计，使断路器在断开电路时，动静触头间、引弧电片I、引弧电片II上产生的大量热量传递给聚气腔I和聚气腔I内的气体，使其短时间内膨胀，同时通过通电块接通电路时带动活动杆I的位移，使活动杆I通过拉绳拉动活塞，使第二弹簧II完成蓄能，使得电路断开活动杆I复位时，蓄能的第二弹簧II能快速弹起活塞，使活塞瞬间推动聚气腔I和聚气腔I内的膨胀气体，使气体从通气孔冲出并作用于灭弧罩中的电弧，从而使电弧受到额外的力向灭弧罩的中心被吹拉，避免动灭弧板和定灭弧板间的距离瞬间增大，强制拉扯电弧时电弧跳动过强脱离灭弧罩，同时进一步拉长电弧，增强灭弧效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电路断开时的结构状态示意图；

图3为本发明动灭弧板未动作时的电弧跳动状态示意图；

图4为本发明动灭弧板动作时的电弧跳动状态示意图。

图中：1、壳体；2、智能总成；3、手动开关；4、进电接线端；5、出电接线端；6、电容储能器；7、电磁铁；8、稳定块；9、活动杆I；10、第一弹簧；11、磁铁I；12、通电块；13、聚气腔I；14、聚气腔II；15、通气孔；16、活塞；17、第二弹簧；18、拉绳；19、灭弧罩；191、限位槽；20、定灭弧板；21、动灭弧板；22、活动杆II；23、节点；24、第三弹簧；25、磁铁II；26、第四弹簧；27、引弧电片I；28、引弧电片II；29、电弧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-图2，一种配电***用电安全闭合的智能断路器，包括壳体1、壳体1外侧的智能总成2、壳体1一端的手动开关3、壳体1两端对称分布的进电接线端4和出电接线端5，进电接线端4和出电接线端5上设有静触头，两个静触头上分别固定连接有引弧电片I27和引弧电片II28，壳体1的内腔中固定连接有电容储能器6和电磁铁7，电容储能器6与电路电性连接，使电容储能器6能储存电力，电容储能器6与智能总成2信号连接，电容储能器6与电磁铁7电性连接，使智能总成2能根据设定以及电路中电流的变化，及时的向电容储能器6发出信号，控制电容储能器6向电磁铁7的输电量，使电磁铁7的磁性大小根据电路情况做出相应调整，从而完成电路的闭合操作。

参阅图1-图2，壳体1的内腔一端固定连接有稳定块8，稳定块8的中心活动套接有活动杆I9，使稳定块8限制活动杆I9的移动，稳定块8内腔靠近电磁铁7的一端固定连接有第一弹簧10，第一弹簧10的另一端与活动杆I9固定连接，使第一弹簧10能带动活动杆I9在电路断开时时完成复位动作，活动杆I9靠近电磁铁7的一端固定连接有磁铁I11，磁铁I11与电磁铁7的同性磁极相对，活动杆I9的中部固定连接有通电块12，使电磁铁7在得电磁性较大时，能对磁铁I11相斥，使磁铁I11带动活动杆I9远离电磁铁7，使通电块12贴合静触头，使电路接通，当电路需要断开时，电磁铁7得电减少而导致电磁性减弱，与磁铁I11的斥力将若，此时拉伸的第一弹簧10能带动活动杆I9靠近电磁铁7，使通电块12离开静触头，使电路断开。

参阅图1-图2，壳体1的顶部和底部分别开设有聚气腔I13、聚气腔II14，聚气腔I13与引弧电片I27和进电接线端4贴合，聚气腔II14与引弧电片II28和出电接线端5贴合，使电路断开时，静触头和引弧电片I27、引弧电片II28产生的大量热量能传递给聚气腔I13、聚气腔II14内的空气，使空气快速热涨，从而增大气体喷出通气孔15时的动力，聚气腔I13、聚气腔II14的同一端均开设有对称的通气孔15，通气孔15位于定灭弧板20和动灭弧板21之间，聚气腔I13、聚气腔II14的另一端均与稳定块8固定连接，聚气腔I13、聚气腔II14内均活动套接有活塞16，活塞16一端固定连接有第二弹簧17，第二弹簧17的另一端与稳定块8固定连接，活塞16的一端固定连接有拉绳18，拉绳18的另一端贯穿稳定块8与活动杆I9远离电磁铁7的一端固定连接，使电路在闭合时，活动杆I9能通过拉绳18拉动活塞16靠近稳定块8，使第二弹簧17压缩蓄能，当电路断开时，活动杆I9的复位，使拉绳18失去限制，使蓄能的第二弹簧17快速推动活塞16远离稳定块8，使活塞16快速推动聚气腔I13、聚气腔II14内的热膨胀气体从通气孔15喷出，使喷出的气体冲击被动灭弧板21、定灭弧板20间距变化而强制拉扯的电弧29，避免电弧29在被强制拉扯中跳出灭弧罩19的情况，同时使喷出的气体吹拉电弧29，使电弧29进一步拉长，增强灭弧效果。

参阅图1-图4，壳体1的内腔一端固定连接有灭弧罩19，灭弧罩19内固定连接有均布的定灭弧板20，灭弧罩19内开设有均布的限位槽191，限位槽191内活动连接有动灭弧板21，动灭弧板21的宽度值是限位槽191宽度值的一半，定灭弧板20和动灭弧板21交错排布，定灭弧板20和动灭弧板21的中心活动套接有活动杆II22，活动杆II22上固定连接有均布的节点23，活动杆II22上缠绕有均布的第三弹簧24，第三弹簧24的一端与灭弧罩19的内壁固定连接，另一端与动灭弧板21的左端固定连接，节点23位于动灭弧板21的右端，活动杆II22靠近电磁铁7的一端固定连接有磁铁II25，磁铁II25与电磁铁7的同性磁极相对，磁铁II25的一端固定连接有第四弹簧26，第四弹簧26的另一端与灭弧罩19的外侧壁固定连接，使电磁铁7在电路连通的状态下，其对磁铁II25的斥力，使活动杆II22向远离电磁铁7的方向移动，使节点23挤压动灭弧板21，使动灭弧板21向左侧的定灭弧板20移动，使动灭弧板21和定灭弧板20间的距离减小，使每个动灭弧板21和定灭弧板20间的距离相同，此时第三弹簧24和第四弹簧26均处于压缩状态，当电路断开时，引弧电片I27、引弧电片II28将电弧29引至灭弧罩19内，此时的电弧29在距离还未改变的动灭弧板21和定灭弧板20间跳动拉长，当压缩的第四弹簧26带动磁铁II25靠近电磁铁7时，活动杆II22同步带动节点23离开动灭弧板21，此时压缩的第三弹簧24使动灭弧板21靠近右侧的定灭弧板20，使动灭弧板21和定灭弧板20间的距离呈大、小、大的形式分布，使动灭弧板21强制拉扯电弧29，使电弧29再次被强制拉长。

本发明的使用方法（工作原理）如下：

首先，将本装置与电路接通，接着，通过手动开关3使通电块12连通进电接线端4、出电接线端5上的静触头，使电路接通，此时电容储能器6开始存储电力，然后，智能总成2根据设定以及电路中电流的变化，使电容储能器6向电磁铁7供电，使电磁铁7得电带有磁性，使电磁铁7对磁铁I11施加斥力，使通电块12保持电路通电状态，值得注意的是，此时第一弹簧10处于拉伸状态，活动杆I9背离磁铁I11的一端贴合在壳体1的内腔壁上，且活动杆I9通过拉绳18，使活塞16位于靠近稳定块8的位置，且第二弹簧17处于完全压缩状态，同时，带有磁性的电磁铁7对磁铁II25施加斥力，使磁铁II25带动活动杆II22远离电磁铁7，使第四弹簧26压缩，同时，使节点23挤压动灭弧板21，使动灭弧板21和定灭弧板20间的距离减小至同等距离分布，使第三弹簧24压缩；

然后，当电路出现断路、电路中电流出现较大波动等不正常现象时，智能总成2向电容储能器6发出信号，使电容储能器6向电磁铁7的供电大小根据智能总成2的调节而调节，当电磁铁7接收的电流减小时，其磁性减弱，使得拉伸的第一弹簧10拉动活动杆I9复位，使磁铁I11靠近电磁铁7，使通电块12离开静触头而断开电路，此时，由于断开电路产生的电弧29通过引弧电片I27、引弧电片II28进入灭弧罩19，使电弧29在距离还未变化的定灭弧板20和动灭弧板21间跳动拉长，且引弧电片I27、引弧电片II28因此产生的大量热量以及静触头与通电块12断开时产生的大量热量，将传递进聚气腔I13、聚气腔II14内，使其中的空气膨胀，同时，活动杆I9的复位，使得拉绳18复位，使得压缩的第二弹簧17带动活塞16快速上抬冲击聚气腔I13、聚气腔II14内的膨胀气体，使得膨胀气体从通气孔15冲出；

最后，压缩的第四弹簧26将带动磁铁II25靠近电磁铁7，使活动杆II22复位，使节点远离动灭弧板21，使压缩的第三弹簧24带动动灭弧板21复位，使动灭弧板21和定灭弧板20间的距离呈大小变化性分布，使拉长的电弧29受到动灭弧板21和定灭弧板20间的距离变化影响而强制接触动灭弧板21和定灭弧板20，使电弧29被再次强制拉长，此时从通气孔15冲出的膨胀气体将冲击电弧29，使电弧29受到向灭弧罩19中心方向的力，使电弧29再次被拉长，最后，当需要连通电路时，智能总成2再次向电容储能器6发出信号，使电磁铁7再次得电带有较大的磁性，使通电块12再次接通电路，各部件再次位移即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种配电***用电安全闭合的智能断路器，包括壳体（1）、壳体（1）外侧的智能总成（2）、壳体（1）一端的手动开关（3）、壳体（1）两端对称分布的进电接线端（4）和出电接线端（5），其特征在于：所述壳体（1）的内腔中固定连接有电容储能器（6）和电磁铁（7），所述壳体（1）的内腔一端固定连接有稳定块（8），所述稳定块（8）的中心活动套接有活动杆I（9），所述稳定块（8）内腔靠近电磁铁（7）的一端固定连接有第一弹簧（10），所述活动杆I（9）靠近电磁铁（7）的一端固定连接有磁铁I（11），所述活动杆I（9）的中部固定连接有通电块（12），所述壳体（1）的顶部和底部分别开设有聚气腔I（13）、聚气腔II（14），所述聚气腔I（13）、聚气腔II（14）的同一端均开设有对称的通气孔（15），所述壳体（1）的内腔一端固定连接有灭弧罩（19），所述灭弧罩（19）内固定连接有均布的定灭弧板（20），所述灭弧罩（19）内开设有均布的限位槽（191），所述限位槽（191）内活动连接有动灭弧板（21），所述定灭弧板（20）和动灭弧板（21）的中心活动套接有活动杆II（22），所述活动杆II（22）上固定连接有均布的节点（23），所述活动杆II（22）上缠绕有均布的第三弹簧（24），所述活动杆II（22）靠近电磁铁（7）的一端固定连接有磁铁II（25）。

2.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述进电接线端（4）和出电接线端（5）上设有静触头，两个所述静触头上分别固定连接有引弧电片I（27）和引弧电片II（28），所述聚气腔I（13）与引弧电片I（27）和进电接线端（4）贴合，所述聚气腔II（14）与引弧电片II（28）和出电接线端（5）贴合。

3.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述电容储能器（6）与电路电性连接，所述电容储能器（6）与智能总成（2）信号连接，所述电容储能器（6）与电磁铁（7）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述第一弹簧（10）的一端与活动杆I（9）固定连接，所述磁铁I（11）与电磁铁（7）的同性磁极相对。

5.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述聚气腔I（13）、聚气腔II（14）的一端均与稳定块（8）固定连接，所述聚气腔I（13）、聚气腔II（14）内均活动套接有活塞（16），所述活塞（16）的一端固定连接有第二弹簧（17），所述第二弹簧（17）的另一端与稳定块（8）固定连接，所述活塞（16）的一端固定连接有拉绳（18），所述拉绳（18）的另一端贯穿稳定块（8）与活动杆I（9）远离电磁铁（7）的一端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述动灭弧板（21）的宽度值是限位槽（191）宽度值的一半，所述定灭弧板（20）和动灭弧板（21）交错排布，所述通气孔（15）位于定灭弧板（20）和动灭弧板（21）之间。

7.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述第三弹簧（24）的一端与灭弧罩（19）的内壁固定连接，另一端与动灭弧板（21）的左端固定连接，所述节点（23）位于动灭弧板（21）的右端。

8.根据权利要求1所述的一种配电***用电安全闭合的智能断路器，其特征在于：所述磁铁II（25）与电磁铁（7）的同性磁极相对，所述磁铁II（25）的一端固定连接有第四弹簧（26），所述第四弹簧（26）的另一端与灭弧罩（19）的外侧壁固定连接。

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