專利名稱：具有高分斷能力的小型斷路器的制作方法
技術領域：
本發明涉及低壓電器領域，具體涉及一種小型斷路器。
背景技術：
小型斷路器通常具有短路電流保護功能和過載電流保護功能，其中過載保護功能 由熱雙金屬片感應并產生彎曲推動斷路器機構斷開電流回路實現，短路保護功能由包含線 圈、銜鐵、磁軛元件等形成的電磁脫扣器感應并建立磁場從而使銜鐵運動并推動斷路器機 構斷開電流回路實現。現有小型斷路器有以下缺點(一 )現有小型斷路器的磁軛元件，主要包括磁軛、連接片、接線板，磁軛上設置有 熱雙金屬片的支座端，連接片位于磁軛和接線板之間，連接片的一端電連接接線板、另一端 電連接磁軛上熱雙金屬片的支座端。接線板為小型斷路器與外部電源的連接部件，磁軛具 有在電磁脫扣器感應電流建立磁場過程中使其磁路實現最大程度閉合的功能。現有的磁 軛元件由較多零部件組成，結構較復雜，原料生產成本和倉儲管理成本高。另外，在接線板 與連接片之間及連接片與磁軛之間有兩個焊點，焊點的存在不僅增加了生產周期和生產工 時，更增加了斷路器的回路電阻，影響產品溫升等性能，且因焊點強度的不一致易形成回路 電阻的不一致，從而影響成品性能的一致性。( 二)小型斷路器應具有良好接通和分斷能力，為了保證小型斷路器的良好接通 能力，首先動靜觸頭間要保持足夠的接觸壓力，動觸頭就要有足夠的超程；其次，在動靜觸 頭斷開過程中，要求動觸頭要有足夠的斷開速度，制造動觸頭的材料要具有良好的機械性 能和良好的導電性能，同時還要有較小的質量。現有小型斷路器的動觸頭組件的制造材料具有良好導電性的同時也具有較高的 比重，導致動觸頭的重量較大，在動觸頭運動過程中具有較大的慣性，速度提升較慢，使動 觸頭的斷開速度很難提高，不利于分斷電弧，進而影響了斷路器的分斷能力。現有的動觸頭 包括觸頭接觸部分、導電部分、連接部分、連動部分等，其中只有觸頭接觸部分、導電部分要 求有良好的導電性和良好的機械性能，而連接部分、連動部分則只要求有良好的機械性能。 但現在整個動觸頭是由價格較高的導電良好的材料制成的，這樣做既提高了成本，又不能 保證良好的機械性能。(三)在動靜觸頭斷開過程中，要使電弧快速進入滅弧室熄滅，動觸頭附近的導體 結構要有良好的吹弧能力。現有小型斷路器的滅弧系統，當分斷短路電流時，電弧要經過一定距離的空腔才 能進入滅弧室，在這個過程中電弧附近的導體結構中流過的電流產生磁場，電弧在這個磁 場中受到力的作用而移動進入滅弧室。由于沒有專門的產生磁吹的部件，吹弧能力不夠，使 電弧進入滅弧室熄滅的速度很慢。(四)多個單極小型斷路器一般將操作手柄、自由脫扣機構等連接為一體，構成多 極小型斷路器，通過連接為一體的操作手柄實現多極的同步操作，當至少一極小型斷路器 中產生故障而斷開時，通過相互聯鎖的自由脫扣機構實現多極小型斷路器同步斷開。
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上述多極連動功能是通過動觸頭組件推動聯鎖件，聯鎖件拉動其它極的鎖扣件實 現的，動觸頭組件主要包括動觸頭和支架，動觸頭上一側設置有一個與其它極連動的凸臺， 支架上另一側也設置有一個與其它極連動的凸臺，動觸頭和支架通過軸串在一起，由于零 件的制造誤差和裝配誤差，動觸頭上的連動凸臺與支架上的連動凸臺的位置一致性不好， 會影響多極斷路器整體動作的一致性。(五)現有小型斷路器的動觸頭組件與線圈的連接是通過一根軟連接線點焊連接 在一起的，軟連接線與動觸頭組件的焊接點的位置在動觸頭組件上的連動凸臺旁邊，如果 焊接不好很容易影響多極斷路器的連動性能。發明的內容針對現有小型斷路器的上述不足之處，申請人經過研究改進，提供一種分斷能力 高、極間連動的一致性高、性能可靠的具有高分斷能力的小型斷路器。本發明的技術方案如下一種具有高分斷能力的小型斷路器，包括由上下蓋組成的外殼，所述外殼內安裝 有磁軛組件包括磁軛、安裝在磁軛上的磁芯及其上面的線圈，磁軛的支座端上連接 熱雙金屬片，熱雙金屬片與線圈導電連接，磁軛與接線板的一端連接，接線板的另一端與接 線頭連接；操作機構包括手柄以及與手柄連接的U形連桿，U形連桿的另一端與杠桿連接， 杠桿與支架連接，支架和跳扣件的一端搭接，可配合聯動，跳扣件的另一端與鎖扣件搭接， 可配合聯動，鎖扣件的下端與磁芯搭接，鎖扣件的上端與熱雙金屬片之間有空隙，跳扣件、 鎖扣件均與外殼通過銷軸活動連接；滅弧系統包括滅弧室，滅弧室下方放置有與靜觸頭連接的弧角，滅弧室一側有隔 弧壁，隔弧壁與動觸頭、靜觸頭一起圍成一個空腔，靜觸頭與接線頭連接；動觸頭組件包括動觸頭，動觸頭與線圈導電連接，動觸頭與觸頭支持件連接，觸 頭支持件與支架通過銷軸連接，動觸頭的背面固定連接導磁片；在斷開狀態時，動觸頭和滅 弧室接通；在接通狀態時，動觸頭和靜觸頭接通。其進一步的技術方案是所述磁軛、支座端以及接線板是一體的。其進一步的技術方案是動觸頭由導電良好的材料制成，觸頭支持件由機械性能 良好的材料制成。其進一步的技術方案是所述觸頭支持件材料的比重比動觸頭材料的比重小。其進一步的技術方案是所述導磁片與觸頭支持件是一體的。其進一步的技術方案是所述觸頭支持件兩側對稱設置有一體的連動凸臺。其進一步的技術方案是所述外殼的內壁上還設有聯鎖件，聯鎖件通過兩端的銷 軸分別與連動凸臺以及鎖扣件接觸，并可配合聯動，所述銷軸的另一端通過外殼上的孔與 相鄰一極的小型斷路器的聯鎖件連接。本發明的有益技術效果在于(一)本發明將磁軛、接線板以及支座端設計成由導電金屬材料沖制而成的一體 化元件，使磁軛元件的結構簡化，零件種類減少，減少了價格較高的導電材料的使用，不僅 節省了原料的加工成本，也為倉儲管理帶來了方便，同時減少了磁軛元件焊點數量，縮短了生產周期和降低了斷路器的內阻，并可使其內阻的一致性得到了改善，從而使斷路器整機 的性能更加穩定可靠。(二)本發明減小了由價格較高的導電材料制成的動觸頭的體積，動觸頭只包括 觸頭接觸部分和導電部分，其由導電良好的金屬材料制成；連接部分和連動部分設置到觸 頭支持件上，其由機械性能良好的金屬材料制成。這種結構既提高了產品性能又降低了材 料成本。(三)本發明由于觸頭支持件的比重比動觸頭的比重小，從而使整個動觸頭組件 的重量較輕，在觸頭斷開時加快了動觸頭組件的運動速度，有利于提高斷路器的分斷能力。(四)本發明在動觸頭的背面增設了導磁片，導磁片和觸頭支持件是一體的或是 分離的，當觸頭分斷并產生電弧時，由鐵磁性物質制成的導磁片可以大大增強電弧處的磁 場，加快電弧的轉移，使斷路器的分斷能力得到提高。(五)本發明由于動觸頭與觸頭支持件組成的動觸頭組件質量較小，當電路中有 故障電流使小型斷路器的機構自由脫扣時，動觸頭將迅速離開靜觸頭，拉弧時間縮短，電弧 在電磁場作用下及時向滅弧室方向移動，導磁片的存在使電磁場增強，磁吹作用增強，使電 弧順利快速進入滅弧室，電弧進入滅弧室前的移動時間縮短；電弧進入滅弧室后，被滅弧室 內的金屬柵片分隔成許多段，每段電弧都在金屬柵片附近產生一個近極電壓，使整個電弧 的壓降迅速提高，使電弧迅速熄滅。(六)本發明將用于多極連動的凸臺設置到觸頭支持件上，使動觸頭組件的機械 性能和多極產品極間連動的一致性得到充分改善。(七)本發明的線圈與動觸頭之間通過軟銅線點焊連接在一起，焊點從連動凸臺 上移動到動觸頭上，不會對多極斷路器的連動性能產生影響，可靠性高。
圖1是本發明的結構圖之一，動、靜觸頭處于斷開狀態。圖2是本發明的結構圖之二，動、靜觸頭處于接通狀態。圖3是本發明的多極聯鎖機構的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步說明。圖1、圖2示出了本發明去掉上蓋后的結構，圖中只保留了外殼1的下蓋。所述上 下蓋一起構成了本發明的絕緣外殼1，模制的絕緣外殼除了提供小型斷路器的基本絕緣外， 還是安裝內部各種零部件的支架，具有足夠的電氣強度和機械強度，滿足小型斷路器的性 能要求。本實施例中的外殼1由塑料制成，以外殼1為支架，在其內部安裝磁軛組件、操作 機構、滅弧系統、動觸頭組件等零部件。磁軛組件包括磁軛2以及安裝在磁軛2上的磁芯17，線圈16繞在磁芯17上，磁軛 2的支座端2b上點焊連接有熱雙金屬片18，熱雙金屬片18與線圈16通過軟銅線點焊連接， 磁軛2與接線板加的一端連接，接線板加的另一端與接線頭19連接。本實施例中接線板 2a、支座端2b以及磁軛2為一體化的結構，不再需要焊接，由導電金屬材料(復合鋼板)沖制而成。 操作機構包括手柄14以及設置在手柄14上的U形連桿13，U形連桿13與杠桿11 連接，杠桿11與支架10連接，支架10和跳扣件12的一端搭接，可配合聯動，跳扣件12的 另一端與鎖扣件15搭接，可配合聯動，鎖扣件15的下端與磁芯17搭接，鎖扣件15的上端 與熱雙金屬片18之間有空隙，熱雙金屬片18產生足夠大的變形后能與鎖扣件15接觸，并 推動鎖扣件15轉動。跳扣件12、鎖扣件15均與外殼1通過銷軸活動連接。
滅弧系統包括滅弧室3，滅弧室3下放有與靜觸頭7點焊連接的弧角4，滅弧室3側 方有隔弧壁5，隔弧壁5上下各一片，與動觸頭8、靜觸頭7 —起圍成一個空腔，靜觸頭7與 接線頭20連接。動觸頭組件包括動觸頭8，動觸頭8與線圈16通過軟銅線點焊連接。動觸頭8與 觸頭支持件9點焊連接，其中動觸頭8是由導電良好的金屬材料制成，觸頭支持件9是由機 械性能良好的材料金屬制成，觸頭支持件9材料的比重比動觸頭8材料的比重小，從而使整 個動觸頭組件的重量較輕，機械性能更好，由兩種材料剛性連接在一起組成的動觸頭組件 滿足了動觸頭組件既要有良好的機械性能和良好的導電性能同時重量又較輕的要求。觸頭 支持件9本體上的兩側設置有對稱的連動凸臺9a和連動凸臺9b (見圖3)，兩個連動凸臺 設置在同一個零件上，位置的一致性較容易控制，可以保證多極斷路器的連動性能；動觸頭 8剛性連接在觸頭支持件9上遠離連動凸臺的一端，不影響多極連動。觸頭支持件9與支 架10通過銷軸連接在一起，并由扭轉彈簧按現有技術緊固在一起，使觸頭支持件9與支架 10之間不能相對移動。動觸頭8的背面固定連接導磁片6，導磁片6與觸頭支持件9可以 是一體的，兩者也可以是獨立的零件。在斷路器斷開狀態時，動觸頭8和滅弧室3接通；再 斷路器接通狀態時，動觸頭8和靜觸頭7接通。本發明的動作過程如下在電路中有故障電流使小型斷路器的機構自由脫扣時，由于動觸頭8與觸頭支持 件9組成的動觸頭組件質量較小，使動觸頭8迅速離開靜觸頭7，拉弧時間縮短，電弧在電磁 場作用下及時向滅弧室3方向移動，導磁片6的存在使電磁場增強，磁吹作用增強，使電弧 順利快速進入滅弧室3，電弧進入滅弧室3前的移動時間縮短；電弧進入滅弧室3后，被滅 弧室3內的金屬柵片分隔成許多段，每段電弧都在金屬柵片附近產生一個近極電壓，使整 個電弧的壓降迅速提高，使電弧迅速熄滅；電弧的快速轉移和熄滅保證了實際短路電流遠 遠小于預期短路電流，可很好的實現限流作用。在電路中產生過電流時，過電流持續一定長的時間后，熱雙金屬片18產生足夠的 變曲變形，并推動鎖扣件15順時針轉動，鎖扣件15轉動一定角度后釋放出跳扣件12，跳扣 件12逆時針轉動一定角度后釋放出支架10，支架10、觸頭支持件9、動觸頭8順時針轉動， 在手柄未動的情況下，動觸頭就可以斷開，小型斷路器實現自由脫扣，從而實現過電流保護 功能。在電路中發生短路時，電流迅速增大，在線圈15中產生強大的電磁場，鐵芯間產 生吸力，磁芯17中的動鐵芯向左運動，推動鎖扣件15順時針轉動，鎖扣件15轉動一定角度 后釋放出跳扣件12，跳扣件12逆時針轉動一定角度后釋放出支架10，動觸頭8、觸頭支持件 9和支架10—起順時針轉動，動觸頭就可以斷開，小型斷路器自由脫扣，從而實現短路保護 功能。
圖3示出了本發明的多極聯鎖機構。聯鎖件21設置在外殼1內壁上的槽中，外殼 1的上下蓋內各有一個聯鎖件21，聯鎖件21通過兩端的銷軸分別與連動凸臺9a或連動凸 臺％，以及鎖扣件15接觸，并可配合聯動，銷軸的另一端通過外殼1上的孔與相鄰極小型斷 路器的聯鎖件21連接，構成多極小型斷路器。通過聯鎖件21實現多極的同步操作，特別是 故障動作時的機械聯鎖。如圖3所示，當至少一極小型斷路器產生故障而斷開時，該故障極的觸頭支持件9 順時針轉動，觸頭支持件9上端的連動凸臺9a和連動凸臺9b推動聯鎖件21向右移動，聯 鎖件21的另一端就拉動各極的鎖扣件15順時針轉動，實現小型斷路器各極的自由脫扣，使 多極小型斷路器同步斷開。以上所述的僅是本發明的優選實施方式，本發明不限于以上實施例。可以理解，本 領域技術人員在不脫離本發明的精神和構思的前提下，可以做出其他改進和變化。
權利要求
1.一種具有高分斷能力的小型斷路器，包括由上下蓋組成的外殼(1)，其特征在于所 述外殼(1)內安裝有磁軛組件包括磁軛O)、安裝在磁軛(2)上的磁芯(17)及其上面的線圈(16)，磁軛 ⑵的支座端Ob)上連接熱雙金屬片(18)，熱雙金屬片(18)與線圈(16)導電連接，磁軛 (2)與接線板Oa)的一端連接，接線板Oa)的另一端與接線頭(19)連接；操作機構包括手柄(14)以及與手柄(14)連接的U形連桿(13)，U形連桿(13)的另 一端與杠桿(11)連接，杠桿(11)與支架(10)連接，支架(10)和跳扣件(12)的一端搭接， 可配合聯動，跳扣件(1 的另一端與鎖扣件(1 搭接，可配合聯動，鎖扣件(1 的下端與 磁芯(17)搭接，鎖扣件(15)的上端與熱雙金屬片(18)之間有空隙，跳扣件(12)、鎖扣件 (15)均與外殼(1)通過銷軸活動連接；滅弧系統包括滅弧室(3)，滅弧室C3)下方放置有與靜觸頭(7)連接的弧角，滅弧 室(3) —側有隔弧壁(5)，隔弧壁( 與動觸頭(8)、靜觸頭(7) —起圍成一個空腔，靜觸頭 (7)與接線頭(20)連接；動觸頭組件包括動觸頭(8)，動觸頭(8)與線圈(16)導電連接，動觸頭(8)與觸頭支 持件(9)連接，觸頭支持件(9)與支架(10)通過銷軸連接，動觸頭(8)的背面固定連接導 磁片(6)；在斷開狀態時，動觸頭(8)和滅弧室( 接通；在接通狀態時，動觸頭(8)和靜觸 頭(7)接通。
2.根據權利要求1所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于所述磁軛(2)、支 座端Ob)以及接線板Oa)是一體的。
3.根據權利要求1所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于動觸頭(8)由導 電良好的材料制成，觸頭支持件(9)由機械性能良好的材料制成。
4.根據權利要求1或3所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于所述觸頭支 持件(9)材料的比重比動觸頭(8)材料的比重小。
5.根據權利要求1所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于所述導磁片(6) 與觸頭支持件(9)是一體的。
6.根據權利要求1所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于所述觸頭支持件 (9)兩側對稱設置有一體的連動凸臺(9a)和連動凸臺(9b)。
7.根據權利要求1所述具有高分斷能力的小型斷路器，其特征在于所述外殼(1)的 內壁上還設有聯鎖件(21)，聯鎖件通過兩端的銷軸分別與連動凸臺(9a)或連動凸臺 (9b)，以及鎖扣件(15)接觸，并可配合聯動，所述銷軸的另一端通過外殼(1)上的孔與相鄰 一極的小型斷路器的聯鎖件連接。
全文摘要
一種具有高分斷能力的小型斷路器，包括外殼，外殼內安裝磁軛組件、動觸頭組件、滅弧系統以及操作機構。磁軛組件中磁軛、接線板、連接片設計成一體，使磁軛元件的結構簡化，減少了磁軛元件焊點數量，降低了斷路器的內阻；動觸頭組件中動觸頭由觸頭支持件與觸頭連接構成，觸頭支持件的比重比動觸頭的比重小，以及動觸頭的背面增設了導磁片，加快電弧的轉移，如此提高了斷路器的分斷能力；觸頭支持件本體上設置有用于多極連動的連動凸臺，有效保證多極斷路器的連動性能。線圈與動觸頭之間通過軟銅線點焊連接在一起，焊點從連動凸臺上移動到動觸頭上，不會對多極斷路器的連動性能產生影響。本發明分斷能力高、極間連動的一致性高、可靠性能好。
文檔編號H01H71/40GK102082048SQ20091025260
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者彭祁軍, 潘萬軍 申請人:無錫唯特電氣技術有限公司