WO2004025681A1 - Rupteur basse tension pouvant assurer une rupture rapide du courant - Google Patents

Description

具有快速跳闸功能的低压断路器 技术领域

本发明涉及一极或多极低压断路器， 具体地说是一种具有快速跳闸功 能的低压断路器。 背景技术

现有的低压断路器包括设置的一极或多极触头装置， 实现合、 分闸的 操作机构； 过载和 /或短路时动作的热能、 电磁脱扣装置与装纳所述前三项 的底座、 基座和盖。 众所周知， 当断路器受到大电流过载时， 触头装置中 的接触头受到电动力的作用， 两者排斥， 达到限流作用， 紧接着热能、 电 磁脱扣装置中的电磁部分动作快速打击， 使断路器分断， 达到保护线路和 设备的作用。 多极之每极中都有可能受到短路电流的冲击。 所以每极都能 达到限流与电磁快速分断的效果。 但是， 靠接触***中的接触头相互斥力 限流和热能、 电磁脱扣装置中电磁部分动作达到分断， 动作时间长， 往往 容易使断路器的短路分断保护能力达到饱和， 提高分断档次甚难。

专利 ZL9211503.2提供了一种具有快速跳闸功能的低压断路器，利用气 室收集接触头分断短路电流形成高压气体， 推动活塞并带动杆打击锁扣， 使断路器操作机构的四连杆机构瓦解， 达到断路器快速分断的目的， 但其 结构、 工艺复杂， 费工费料。 发明内容

本发明要解决的是现有的低压断路器分断保护能力易饱和， 分断档次 难以提高的问题。

为达上述目的， 本发明提供一种更加简捷有效的技术方案： 所述断路 器具有底座、 基座和盖组成的外壳， 该断路器包括一极或多极触头装置， 所述触头装置内设有灭弧栅片室， 安装在所述灭弧室之间的接触点能在通 过的电流超过一定的值时所产生的电动斥力作用下分开， 形成对所述电流. 的限制， 一个使所述触头断开和闭合的操作机构， 一个驱动所述操作机构 的过载和 /或短路故障的热能， 电磁脱扣装置和转轴， 所述触头装置至少有 一个侧面设有开口凸缘， 所述开口凸缘与产生贮存高压气体的空间连通； 而且在底座的相应处还设有转轴， 所述转轴具有与所述的开口凸缘相对配 置的受力件以及用该受力件传递旋转力去触动操作机构的跳闸装置使开关 跳闸的触动件； 所述触动件与锁扣相对配置。

当低压断路器受到大电流冲击时， 接触头斥开， 产生电弧， 继而产生 能量和冲击， 其中大部分被灭弧栅片消耗， 部分能量和冲击沿着触头装置 的开口凸缘逸出， 受力件接受从触头装置的开口凸缘逸出的过压气流， 这 样就产生了一个绕转轴旋转的力， 此旋转力传递到触动件处被放大， 进而 快速打击锁扣， 产生跳闸。 由于此力的产生早于前述的热能、 电磁***中 电磁部分动作产生的力， 因而中间减少了一个电磁力通过调节杆和跳闸打 击跳闸装置的环节， 所以能使低压断路器早分断， 减少分断时间， 使多极 低压断路器分断能力大大提高， 通过理论分析， 本发明的多极低压断路器 较原有产品的分断能力提高 50%。 且这一点已通过实验得到证实。

所述的转轴的下端设置在底座的支承上， 上端枢装在支件上， 所述支 件与底座机械连接， 使转轴保持灵活转动。

所述触头装置的开口凸缘内还套装一浮动的传感件， 所述传感件与所 述开口凸缘之间留有一个轴向的行程间隙； 所述受力件呈翼片形， 其受力 面与所述开口凸缘的轴线相垂直。 传感件接受从触头装置的开口凸缘逸出 的气流后向外弹出， 打击旋转翼形片， 同样形成一个绕转轴旋转的力， 此 旋转力传递到触动件处被放大， 进而快速打击锁扣， 产生跳闸。 转轴旋转 角度受翼形片与触头装置之间安装位置的限制， 传感件在完成工作行程后 限定在开口凸缘内， 不使触头装置内的气体外泄。 所述开口凸缘的外表面 呈圆锥形， 即保证凸缘的强度， 又可节省材料。

作为本发明的另一种型式， 所述开口凸缘的外表面呈圆柱形； 所述受 力件呈杯形， 套装在所述开口凸缘上， 并且两者配合的距离大于所述受力 件的工作行程。 容易理解的是： 当转轴受到强大气吹旋转后， 不能使杯形 受力面脱离触头装置的内通开口凸缘， 这样就不会使相邻触头装置之间的 气体相串通导致短路或单独一极的气体溢出破坏底座、 基座和盖等。

所述的转轴、 触动件以及受力件可制成一体化结构或采用分立零件组 装合成， 前者结构具有较高的刚性， 且容易实现制造。 该机构设置在相邻 触头装置之间或单独一极的一侧， 下端和中间部分有支承， 保持其能平稳 快速旋转。 所述转轴上设有复位弹簧， 使其在受到气吹打击跳扣后能快速 复位， 以便更好的完成下一次过载分断。 所述弹簧可为扭簧、 拉簧、 压簧。 在低压断路器中， 单独一极时可以设置单个转轴， 在多极的情况下为了提 高每极的快速分断能力， 也可以在每相邻两极触头装置之间均设置一个这 样的快速跳闸机构， 因此， 当多极断路器的极数为 n时， 快速跳闸机构的数 目为 n-1个， 且每个快速跳闸机构都能使跳扣脱扣， 产生跳闸， 实现多极低 压断路器快速分断， 保护电路和设备。

在多极断路器中， 旋转打击式快速跳闸机构的受力件最好为一对， 分 别朝向相邻的触头装置上的开口凸缘。 附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图 1为本发明低压断路器实施例的结构示意图。

图 2为转轴带双翼形片主体转轴触动件的放大透视图。

图 3为传感件和开口凸缘的触动装置结构示意图。

图 4多极触头装置的内部结构示意图 _u

图 5热能、 电磁脱扣装置结构示意图。

图 6为基座并盖的透视图。

图 7为转轴带单个翼形片、 主体转轴、 触动件的放大透视图。

图 8为本发明低压断路器另一实施例的结构示意图。

图 9为带一对杯形受力件的转轴的放大透视图。

图 10为带单个杯形受力件的转轴的放大透视图。 具体实施方式

参照图 1-6, 所述低压断路器具有底座 4、 基座 17和盖 18组成的外壳， 该断路器包括并排放置的三极触头装置 5， 两个灭弧栅片室 14, 两对安装在 所述灭弧栅片室 14的接触头 12、 13能在通过的电流超过一定值时所产生的 电动斥力的作用下分开， 形成对所述电流的限制， 一个使所述接触头断开 和闭合的操作机构 1， 一个驱动所述操作机构 1的过载和 /或短路故障的热 能、 电磁脱扣装置 15和一个转轴 8， 所述转轴 8的下端设置在底座 4的支承 32 上， 上端枢装在支件 33上， 所述支件 33与底座 4机械连接。 所述转轴 8通过 底部设置的一对翼形片 30接受来自于触头装置 5中的力， 产生旋转力矩， 该 力矩达到一定值时， 驱动所述操作机构 1的跳闸装置 23。

所述转轴 8的顶端设有触动件 9， 转轴 8、 触动件 9和翼形片 30采用模制 塑料制成一体化结构。 所述触动件 9与锁扣 7相对配置。 中间触头装置 5两侧 面均设有内通的开口凸缘 6， 而两侧的触头装置 5仅在向内一侧设开口凸缘 6， 所述开口凸缘 6与产生贮存高压气体的空间 34连通， 开口凸缘 6的外表面 27呈圆锥形。 传感件 29为具有锥形或半球形头部的圆柱体， 套装在开口凸 缘 6内， 与翼形片 30相对， 翼形片 30的受力面 20与所述开口凸缘 6的轴线相 垂直。 传感件 29在开口凸缘 6内浮动并可以作一定距离的轴向运动， 当其撞 击旋转翼形片 30后， 旋转翼形片 30有一定限位， 传感件 29也被限制， 只有 一定的移动距离。 传感件 29接受从触头装置 5的开口凸缘 6逸出的气流后向 外弹出， 打击旋转翼形片 30， 形成一个绕转轴 8旋转的力， 此旋转力传递到 触动件 9处被放大， 进而快速打击锁扣 7， 产生跳闸。 复位弹簧 3使主体转轴 8复位， 同时传感件 29也被复位以便更好地完成下一次短路分断。

图 7所示实施方式是在上述实施方式基础上改进的，不同之处在于设置 在转轴 8上的翼形片 30为单个， 这样， 每个触头装置 5均在同一侧设有开口 凸缘 6， 与翼形片 30相对应。 同样这种结构更适合单极断路器。

图 8、 9所示的是本发明另一实施方式， 与图 1实施方式不同的是： 转轴 底部所设的受力件 10呈杯形， 触头装置 5上的开口凸缘 6的外表面 27呈圆柱 形， 该杯形受力件 10直接套装在所述的开口凸缘 6上， 并且两者配合的距离 大于所述受力件 10的工作行程。

当低压断路器受到大电流冲击时， 接触头 12、 13斥开， 产生电弧， 继 而产生能量和冲击， 其中大部分被灭弧栅片消耗， 部分能量和冲击沿着触 头装置 5的开口凸缘 6逸出， 因左右杯形受力件 10接受从相邻两极触头装置 5 的开口凸缘 6逸出的气流， 这样就产生了一个使转轴绕自身轴体旋转的力， 此旋转力传递到顶部触动件 9处被放大， 进而快速打击跳扣， '·使之绕自身轴 体按反时针转动， 产生跳闸。 由于该力的产生早于热能、 电磁***中电磁 部分动作产生的力， 因而中间减少了一个电磁力通过调节杆 16、 跳扣 22打 击跳闸装置 23的环节， 所以能使低压断路器快速分断， 提高分断能力。 图 10所示实施方式是在上述实施方式的基础上改进的， 不同之处在于 转轴的杯形受力件 10为单个， 这样， 每个触头装置 5均在同一侧设有开口凸 缘 6， 与杯形受力件 10相对应。 这种结构更适合单极断路器。

Claims

1、 具有快速跳闸功能的低压断路器， 所述断路器具有底座 （4) 、 基 座（17)和盖（18)组成的外壳， 该断路器包括一极或多极触头装置（5 ) ， 所述触头装置 （5 ) 内设有灭弧栅片室 （14) ， 安装在所述灭弧室 （14) 之 间的接触头 （12、 13 ) 能在通过的电流超过一定的值时所产生的电动斥力 作用下分开， 形成对所述电流的限制， 一个使所述触头断开和闭合的操作 机构 （1 ) ， 一个驱动所述操作机构 （1 ) 的过载和 /或短路故障的热能， 电 磁脱扣装置 （15 ) 和转轴 （8 ) 其特征在于： 所述触头装置 （5 ) 至少有一 个侧面设有开口凸缘 （6) ， 所述开口凸缘 （6) 与产生贮存高压气体的空 间 （34)连通； 而且在底座（4) 的相应处还设有转轴 （8 ) ， 所述转轴（8) 具有与所述的开口凸缘 （6)相对配置的受力件 （10、 30) 以及用该受力件

( 10、 30) 传递旋转力去触动操作机构 （1 ) 的跳闸装置 （23 ) 使开关跳闸 的触动件 （9) ； 所述触动件 （9) 与锁扣 （7) 相对配置。

2、 如权利要求 1所述的断路器， 其特征在于所述转轴 （8 ) 的下端设' 置在底座（4) 的支承 （32)上， 上端枢装在支件 （33 )上， 所述支件（33 ) 与底座 （4) 机械连接。

3、 如权利要求 2所述的断路器， 其特征在于所述触头装置 （5 ) 的开 口凸缘 （6) 内还套装一浮动的传感件 （29) ， 所述传感件 （29) 与所述开 口凸缘 （6) 之间留有一个轴向的行程间隙； 所述受力件 （30) 呈翼片形， 其受力面 （20) 与所述开口凸缘 （6) 的轴线相垂直。

4、 如权利要求 3所述的断路器， 其特征在于所述开口凸缘 （6) 的外 表面 （27) 呈圆锥形。

5、 如权利要求 2所述的断路器， 其特征在于， 所述开口凸缘 （6) 的 外表面 （27) 呈圆柱形； 所述受力件 （10) 呈杯形， 套装在所述开口凸缘

( 6) 上， 并且两者配合的距离大于所述受力件 （10) 的工作行程。

6、 如权利要求 1〜5所述的断路器， 其特征在于所述转轴 （8) 上设有 复位弹簧 （3 ) 。

7、 如权利要求 6所述断路器， 其特征在于所述转轴（8 )、 触动件（9) 以及受力件 （10、 30 ) 设计成一体。