CN206003729U - 静触头、灭弧套件以及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种用于断路器的静触头、具有该静触头的灭弧套件以及断路器，该静触头包括：用于与动触头的动触点电接触的静触点；接线端；以及电连接所述静触点和所述接线端的至少一个拱形导电排，其中所述至少一个拱形导电排位于静触点的侧面且拱形方向朝向动触头侧延伸，所述至少一个拱形导电排的拱形形状在所述侧面的投影包围所述静触点。

Description

静触头、灭弧套件以及断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种用于断路器的静触头及具有该静触头的灭弧套件以及断路器。

背景技术

在电气技术领域，断路器可通过动静触头的分闸、合闸来切断、连通电流，以及自动切断故障电路。在断路器的动静触头因为主动或故障而分闸时，动静触头间会产生电弧。

为了能够在动静触头分断时有效熄灭电弧，现有的断路器通常设置有灭弧室和灭弧片，动触头与静触头分开时产生的电弧能在例如包括电动力在内相关作用下进入灭弧片以熄灭电弧。

为此，人们希望提供能够改善灭弧效果以及能够限制故障电流急剧上升的结构或手段。

实用新型内容

因此，本实用新型的任务是提供一种用于断路器的静触头及具有该静触头的灭弧套件和断路器。根据本实用新型的实施例的静触头以及具有该静触头的灭弧套件和断路器不但可以通过提供或改善对电弧的磁吹作用而改进灭弧效果，而且可以产生较大的电斥力快速斥开动触头而获得可靠的限流能力。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种静触头，包括：用于与动触头的动触点电接触的静触点；接线端；以及电连接所述静触点和所述接线端的至少一个拱形导电排，其中所述至少一个拱形导电排位于静触点的侧面且拱形方向朝向动触头侧延伸，所述至少一个拱形导电排的拱形形状在所述侧面的投影包围所述静触点。优选地，导电排的拱形形状在所述侧面的投影还可包围构造成与该静触点接触的动触点、或者该动触点的至少一部分、大部分或者 全部运动范围。所述侧面的投影在本公开的一些实施例中可解释为从静触点侧面看，例如从侧视图中看。所述包围在本公开的一些实施例中可以解释为被包围部件、如静触点处于导电排的拱形形状在侧面投影的包络中。

相比于相关技术中的静触头，根据本实用新型实施例的静触头通过利用静触头流过的电流产生的洛伦兹力来提供有效的电弧磁吹，改进了灭弧效果，同时动触头受到的电斥力在磁场的作用下也会提高，故障电流发生时动触头可迅速打开，限制短路电流上升。相比于相关技术中的可磁化的硅钢片或永磁铁的构造，根据本实用新型实施例的静触头通过利用静触头流过的电流能产生更大、更均匀的洛伦兹力以提供更有效的灭弧效果，并且具有更紧凑的结构。相比于相关技术中的硅钢片的构造，根据本实用新型实施例的静触头提供的电磁场强度随电流大小成正比，磁场不会饱和。而且，相比于相关技术中的永磁铁的构造，根据本实用新型实施例的静触头能提供交直流断路器的适配性。

优选的，所述至少一个拱形导电排具有在所述静触点的侧面延伸的扁片形状。在某些实施例中，也即是，所述导电排的扁片形状是在基本平行于动触头相对于静触头运动的平面内延伸。

优选的，包括一对位于所述静触点两侧的所述拱形导电排。这有利于在动触头运动区域形成均匀分布的磁场。

优选的，其中所述拱形导电排具有相同的形状。这进一步有利于形成均匀分布的磁场。

优选的，还包括静触点支承部，其中所述静触点支承部电连接该对拱形导电排，其中所述静触点支承部至少部分地位于静触点邻近动触头的一端。本领域技术人员可明白，该至少部分为有效的功能部分。

优选的，该对拱形导电排、所述静触点支承部和所述接线端为整体式的金属弯折件。

优选的，还包括在所述静触点支承部上的铁基的引弧角件，所述引弧角件设置在静触点背离动触头的一端。该引弧角件能够迅速的将电弧从静触点引向灭弧片，从而利用灭弧片对电弧进行分断，有效改善了灭弧效果。

本实用新型还提供了一种灭弧套件，包括：灭弧室，包括动触头开口、排气口、第一侧壁和第二侧壁；装在灭弧室内的多个灭弧片；前述的静触头，其中该对拱形导电排分别夹紧固定至所述第一侧壁和第二侧壁，从而所述静触点被保持固定在所述灭弧室内。

优选的，该对拱形导电排分别沿所述第一侧壁和第二侧壁的边缘延伸。这最大化了有效磁场的范围。

本实用新型还提供了一种断路器，包括：具有容座的底座；装有多个灭弧片的灭弧室，所述灭弧室包括动触头开口且被容纳在所述容座中；前述的静触头；以及延伸伸入所述灭弧室的动触头开口中的动触头，其中，所述动触头相对于静触头可动地安装且包括动触点，所述静触头的所述至少一个拱形导电排的拱形形状在所述侧面的投影包围所述动触点的运动范围的至少一部分。优选地，导电排的拱形形状在所述静触头的侧面的投影包围所述动触点的全部运动范围。在所述侧面的投影在本公开的一些实施例中可解释为从静触点侧面看，例如从侧视图中看。所述包围在本公开的一些实施例中可以解释为动触点的运动范围处于导电排的拱形形状在侧面投影的包络中。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本公开后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型的断路器的实施例的立体图；

图2为本实用新型的断路器的实施例的立体图；

图3为本实用新型的灭弧室的实施例的立体图；

图4为本实用新型的灭弧套件的实施例的立体图，其中根据本实用新型实施例的静触头固定到灭弧室上；

图5为本实用新型的灭弧套件的实施例的立体图，还示出了动触头；

图6为本实用新型的一个实施例的静触头的立体图；

图7为本实用新型实施例的动触头、静触头和灭弧片相配合的立体图，其中未示出灭弧室；

图8为图7所示的静触头造成磁吹效果的示意图；

图9为本实用新型的另一个实施例的静触头和动触头配合的立体图；

图10为图9所示实施例的静触头与动触头处于分开状态的侧视图；

图11为图9所示实施例的静触头与动触头处于接合状态的侧视图；

图12为图9所示实施例的静触头的立体图。

附图标记表

1、断路器； 202、接线端；

10、灭弧套件； 203、拱形导电排；

12、灭弧室； 2032、第一腿部；

14、灭弧片； 2034、第二腿部；

120、本体； 2036、连桥部；

122、端盖； 204、静触点支承部；

126、动触头开口； 205、引弧角件；

128、排气口； 206、连接部；

1202、第一侧壁； 30、动触头；

1204、第二侧壁； 40、底座；

20、静触头； 400、容座。

200、静触点；

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的断路器及其静触头和灭弧结构的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。在本公开中，除非另有说明，以静触点为参照的方位将如此取向，静触点将与动触点接触的部分限定出“顶”或“顶部”，背离该“顶部”的一侧将为“底”或“底部，”例如，静触点的顶面可与动触点接合，而静触点的顶部可被支承。相应地，静触点能以动触头的延伸侧为一端，以背离动触头的延伸侧、如灭弧片侧为另一端。相应地，位于静触点侧旁、如动触头接合或断开静触点的运动平面两侧的可解释为静触点的侧面。人们将明白，灭弧室也可以基于静触点而相应地定向，例如具有邻近静触点的底部、位于两端上的动触头开口和排气口、以及一 对侧壁。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第二”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种断路器1，该断路器1可以是塑壳式断路器(MCCB)。但人们可以想到，根据实用新型实施例的断路器可以包括小型断路器(MCB)或框架式断路器(ACB，也可以称作万能断路器或空气断路器)。

继续参考图1-2，该断路器1包括具有至少一个容座400的底座40，操作机构、静触头20、动触头30、具有灭弧室12和设置在其中的多片灭弧片14的灭弧室装置(也可称作装有灭弧片(组)的灭弧室12)以及脱扣装置(未标示)。灭弧室装置可容置在底座40内，具体而言被容纳在容座400中。如图1-2所示，操作机构可以包括位于其顶部的操作按钮(未标示)，并可以通过该操作按钮控制操作机构进而控制断路器1的动触头30和静触头20的打开和接合。该断路器1还可以包括顶盖(图中未示出)用于与底座40配合保护断路器1的内部结构。

在图中所示的实施例中，底座40具有三个容座400，以相应地容纳三个灭弧室装置(三个装有灭弧片的灭弧室12)。相应地，在图中所示的实施例中的断路器1中具有三个固定至灭弧室12的静触头20，和与这三个静触头相配合的三个动触头30。但人们可以想到，断路器可以具有不同数目的容座、灭弧室装置(灭弧室及其中的灭弧片组)、动触头和/或静触头，这落入本实用新型的范围中。

结合参考图1-2和图3-5，示出了根据本实用新型实施例的灭弧室(装置)，其可用于根据本实用新型实施例的断路器1。该灭弧室装置可包括灭弧室12及位于灭弧室12中的多片灭弧片14(也可称作灭弧片组)。灭弧片14可以按照任何合适的方式安装或一体成形(在所示的实施例中为插装)在灭弧室12中。

参考图1-5且尤其参考图3，所述灭弧室12包括本体120和插装至本体的开口端上的端盖122。在所示的实施例中，本体120可限定出第一侧壁1202、第二侧壁1204、顶壁(未标示)、底壁(未标示)和位于端盖122的相对端上的端壁(未标示)。尽管在所示的实施例中示出了本体和插装至本体开口端的端盖，但是可以想到根据本实用新型的灭弧室可以具有其它结构。作为举例而非限制地，本体可插装到端盖中，或者本体的上述一些壁部由端盖限定，或者甚至不具有端盖等。参考图1-5且尤其参考图3，灭弧室12可包括用于供动触头30***灭弧室装置的动触头开口126和排出熄弧后灭弧室装置内部气体的排气口128。在所示的实施例中，所述动触头开口126设置在端盖122上，排气口128设置在本体120中，具体而言在本体的端壁的上部。在本实用新型的一些实施例中，端盖122可构造成例如紧配合地插装本体120内，以使得本体120和端盖122相固定。

参考图1-8，示出了根据本实用新型的静触头20和动触头30的实施例。如前所述，动触头30通过动触头开口126延伸伸入灭弧室装置中，以选择性地与静触头接通或断开。所述静触头20可以固定至灭弧室装置、具体而言是灭弧室12以与其形成组合式的灭弧套件10。相应地如图4所示，本实用新型还可提供一种灭弧套件10的实施例，该灭弧套件可以包括灭弧室12(及其中安装的灭弧片14和可能有的气吹片)以及固定在灭弧室上的静触头20。可以想到，根据本实用新型实施例的该灭弧套件可以由制造商以组合件形式提供，且配合常规或特设的动触头和/或常规或特设的断路器的其他部件。在本实用新型的实施例中且例如图5所示，灭弧套件10还可以包括伸入灭弧室内且与固定至灭弧室的静触头相配合的动触头30。可以想到，根据本实用新型实施例的该灭弧套件可以由制造商以组合件形式提供，且配合常规或特设的断路器的其他部件。

参考图1-8且尤其是参考图6，示出了根据本实用新型的一个实施例的用于断路器的静触头20。该静触头20可包括用于与动触头30的动触点电连接的静触点200；用于连接外部接线的接线端202；以及电连接所述静触点200和接线端202的拱形导电排203。拱形导电排203可以是一个或多个。

在图示的优选实施例中，示出了具有相同形状的一对拱形导电排203，从而拱形导电排203位于静触点200的两侧。在所示的实施例中，拱形导电排203具有朝上的拱形方向，即朝静触点的面向动触头30的一侧延伸。优选地，从侧面看，即大致垂直于动触头的运动平面看，动触头30的运动范围的一部分、优选大部分、更优选地全部位于导电排203拱形形状所围绕的包络中。人们可以想到，所述包络可包括导电排内侧边内包围的范围或导电排外侧边内包围的范围。人们可以想到，该拱形导电排203众实施例的底部是敞开的，可以将连接导电排两底端的假想线作为底部包络 线。如图1-8所示的实施例中，各导电排203可包括邻近静触点的第一腿部2032、邻近接线端的第二腿部2034和桥接该第一和第二腿部的桥接部2036。在图1-8所示的实施例中，该桥接部2036是大致水平延伸的。

在图1-8所示的实施例中，所述拱形导电排203优选构造成扁片。在本公开中所述的扁片是指导电排全部或大部分在平行或大体平行于动触头的运动平面的平面内延伸，且导电排在该平行平面具有的平面延伸尺寸或者说宽度大于或明显大于垂直于该平行平面的深度尺寸或者说厚度。优选地，导电排的宽度可以是厚度的2-10倍。

结合参考图4-6，静触头20可以构造成固定至灭弧室12，以例如形成前述的灭弧套件10。在图4-5所示的实施例中，静触头20包括位于两侧的一对所述的拱形导电排203。该对拱形导电排可以分别夹紧固定至灭弧室12的第一侧壁1202和第二侧壁1204，以使得静触点200被保持固定在灭弧室12内。由此，位于灭弧室12内的静触点200可以与通过动触头开口126伸入灭弧室12内的动触头30的动触点(未标示)相配合，从而动静触点分断时产生的电弧被限制在灭弧室内。在所示的实施例中，拱形导电排203可以基本上沿着侧壁1202、1204的边缘延伸。由此，例如在图5和图6所示的实施例中，导电排203的第一腿部2032具有匹配于灭弧室端盖122侧部的曲折形状。优选地，导电排203的连桥部2036可以具有大致匹配于侧壁顶部边缘的水平形状。优选地，导电排203的第二腿部2034也具有曲折形状，该曲折形状的一部分匹配于端壁的侧部。在所示的优选实施例中，可以在灭弧室12的第一侧壁1202和第二侧壁1204的部分边缘，如在端盖122和/或端壁的侧部处，设置导电排的限位部。

继续参考图1-8且尤其参考图6，根据本实用新型实施例的静触头20还可包括用于支承静触点200的静触点支承部204。在图6所示的实施例中，静触点支承部204是平状的，且与两侧的导电排203一体地连接，其中静触点支承部204中连接静触点和导电排203的部分是朝动触头方向延伸的。在所示的实施例中，静触头20还可包括邻近静触点200设置的引弧角件205。在所示的实施例中，引弧角件205设置在静触点的后侧，即背离动触头的一侧，从而该引弧角件205可以将电弧快速引入灭弧片14。在优选的实施例中，该引弧角件205为铁基的，即包括铁基材料或者由铁基材料构成。

继续参考图1-8且尤其参考图6，根据本实用新型实施例的静触头20 还可包括用于一对导电排203和接线端202一体地连接的连接部206。优选地，连接部206中可设置用于定位到灭弧室12中的定位凸部中的定位凹槽(未标示)。在图6所示的优选实施例中，该对导电排、静触头支承部、连接部和接线端是一体形成的，且更优选地为整体式的金属弯折件，如整体式的(镀银)铜排弯折件。

尽管不受理论之限制，尤其是参考图4-5和图8，作为举例而非限制地描述根据本实用新型的实施例相比于相关技术的优势。本领域技术人员将明白，下述技术效果是示意性的，且本实用新型的一些实施例或方案可以具有其中至少一个效果或优势，但无需具有所有下述效果。

例如，导电排朝动触头侧拱起、优选包络动触头运动范围的结构可形成很强的均匀分布的有效磁场，从而使得电弧受到的洛仑兹力指向灭弧片，从而获得稳定可靠的磁吹效果，缩短燃弧时间，提高灭弧室的灭弧能力，实现断路器更高的分断指标。这不仅明显优于例如相关技术中底侧延伸的静触头构造，而且也明显优于因为使用磁化的硅钢片或永磁体的相关技术，例如提供了大得多的洛伦兹力。而且，由于导电排在交流电电流方向改变时产生相对应的磁场，从而磁吹方向不受电流方向影响，从而无论电流方向如何电弧受到的洛仑兹力总是指向灭弧片，由此根据本实用新型实施例的静触头不仅可用于直流，也可用于交流断路器。而使用永磁体的相关技术无法用于电流交变的交流断路器。另外，例如相比于磁化的硅钢片或永磁体的相关技术，根据本实用新型实施例的静触头大大减少了功能件，结构更加简单，仅利用导电的静触头自身的结构就可实现磁吹功能，而且磁吹效果与故障电流值成正比，以更有效地分断电弧。尤其参考图8，示意性地说明根据本实用新型实施例的静触头20的结构产生洛伦兹力，进而电弧磁吹的作用。

在如图8所示的实施例中，静触头20中此时存在逆时针方向的电流，而动触头30和静触头20之间的电弧的电流为大致向下，基于右手定则产生纸面向内的磁场，再基于左手定则而对电弧产生朝灭弧片14方向的洛伦兹力F，从而造成电弧磁吹。如果例如因为交变而产生相反电流，则静触头中存在顺时针方向的电流，而动触头和静触头之间的电弧的电流为大致向上，基于右手定则产生纸面向外的磁场，再基于左手定则而对电弧产生仍然朝灭弧片14方向的洛伦兹力，从而造成电弧磁吹。

另外，仍如图8所示，在静触点与动触点连接的情况下，动触头同时 受到霍姆力以及磁场产生的洛仑兹力，由此在故障电流发生时，会产生较大的电斥力F₁，可瞬间斥开动触头，限制电流上升，具备可靠的限流能力，实现快速分断。

尤其如图4和图5所示，拱形导电排的扁片状构造能够最小化或者不会占用灭弧室的结构空间，从而有利于获得灭弧片的数量最大化和排布方式最优化。同时，尽管直觉上拱形导电排(作为静触头的结构部分)看上去带来了增多材料的不利于的因素，但发明人令人惊奇地发现，导电排与空气接触表面积增大，快速散热，减低温升，对断路器或其灭弧***带来相对更为有利的优势，以及上文所述的其它优势。

参考图9-12，示出了根据本实用新型的另一实施例的静触头20，该静触头20也可构造成与动触头相配合。该实施例与图6-8所示的静触头实施例的不同主要在于拱形导电排203的形状和静触点支承部204的形状。在图9-12所示的静触头的实施例中，拱形导电排203具有曲折的第一腿部2032、竖直的第二腿部2034和水平的连桥部2036。这样的拱形导电排203例如可以适配不同构造的灭弧室，以例如构造成灭弧套件。相比于图6-8所示的平状静触点支承部，图9-12所示的静触头20具有U形的静触点支承部204，具体地该U形弯折是先朝向动触头方向延伸，并朝下、朝远离动触头方向回弯，即U型弯折结构开口端朝向接线端202，从而具有在邻近动触头的第一延伸部和在下部的第二延伸部和两个延伸部之间的过渡部。尽管示出了U形的平滑过渡，但可以想到直的或有角的过渡。

以上描述作为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。对本***及方法的以上描述应被理解为包括这里描述的全部的新的及非显而易见的元素的结合，而本申请或后续申请中可存在涉及任何新的及非显而易见的元素的结合的权利要求。此外，上述实施例是示例性的，对于在本申请或后续申请中可以要求保护的全部可能组合中，没有一个单一特征或元素是必不可少的。

Claims (10)

1.一种静触头，其特征是，包括：用于与动触头的动触点电接触的静触点；接线端；以及电连接所述静触点和所述接线端的至少一个拱形导电排，其中所述至少一个拱形导电排位于静触点的侧面且拱形方向朝向动触头侧延伸，所述至少一个拱形导电排的拱形形状在所述侧面的投影包围所述静触点。

2.根据权利要求1所述的静触头，其特征是，所述至少一个拱形导电排具有在所述静触点的侧面延伸的扁片形状。

3.根据权利要求1或2所述的静触头，其特征是，包括一对位于所述静触点两侧的所述拱形导电排。

4.根据权利要求3所述的静触头，其特征是，其中所述拱形导电排具有相同的形状。

5.根据权利要求3所述的静触头，其特征是，还包括静触点支承部，其中所述静触点支承部电连接该对拱形导电排，其中所述静触点支承部至少部分地位于静触点邻近动触头的一端。

6.根据权利要求5所述的静触头，其特征是，该对拱形导电排、所述静触点支承部和所述接线端为整体式的金属弯折件。

7.根据权利要求5所述的静触头，其特征是，还包括在所述静触点支承部上的铁基的引弧角件，所述引弧角件设置在静触点背离动触头的一端。

8.一种灭弧套件，其特征是，包括：

灭弧室，包括动触头开口、排气口、第一侧壁和第二侧壁；

装在灭弧室内的多个灭弧片；

根据权利要求3至7中任一项所述的静触头，

其中该对拱形导电排分别夹紧固定至所述第一侧壁和第二侧壁，从而所述静触点被保持固定在所述灭弧室内。

9.根据权利要求8所述的灭弧套件，其特征是，该对拱形导电排至少部分地沿所述第一侧壁和第二侧壁的边缘延伸。

10.一种断路器，其特征是，包括：

具有容座的底座；

装有多个灭弧片的灭弧室，所述灭弧室包括动触头开口且被容纳在所述容座中；

根据权利要求1至7中任一项所述的静触头；以及

延伸伸入所述灭弧室的动触头开口中的动触头，其中，所述动触头相对于静触头可动地安装且包括动触点，所述静触头的所述至少一个拱形导电排的拱形形状在所述静触头的侧面的投影包围所述动触点的运动范围的至少一部分。