斷路器電磁式短路保護裝置的制作方法

本實用新型屬于低壓電器技術領域，涉及一種斷路器保護裝置，尤其是涉及一種斷路器電磁式短路保護裝置。

背景技術：

塑殼斷路器適用于低壓配電網絡中，用于分配電能和保護電路、電源及用電設備，斷路器具有過載、短路和欠壓保護功能，藉以避免線路和電源設備的損壞。而短路保護裝置動作時間的長短會直接影響斷路器的分斷能力。

其中一種常見的斷路器短路保護裝置采用電子式斷路器，當電子式斷路器遇到短路電流時，其互感器感應短路電流，通過電路板輸出電壓信號給磁通變換器，最后由磁通變換器令斷路器機構動作使觸頭斷開，從而保護電器設備。由于電子脫扣器計算短路電流、輸出信號及機械動作都需要一定時間，完成以上這一系列動作的時間一般比較長，在某些場合無法及時保護電器設備。

另外一種比較常見的方式是：在斷路器的滅弧室機構處設置快速脫扣裝置即氣吹脫扣裝置，具體的技術手段是以吹氣的方式操縱斷路器跳閘，吹氣所采用的氣體是這樣形成的：在短路情形發生時，動靜觸頭因電動斥力的作用而斥開(動觸頭離開靜觸頭)，產生電弧，在電弧的作用下，滅弧室中的兩側隔板及兩片分體式包腳迅速釋放氣體，使滅弧室中的空氣迅速膨脹，同時使滅弧室中的氣體壓力驟然升高，氣體通過滅弧室內的氣體通道推動打擊桿，再由打擊桿打擊斷路器操作機構的鎖扣，從而使斷路器操作機構的鎖扣動作，斷路器跳閘，切斷故障電流(短路電流)。就致動斷路器操作機構的鎖扣動作的速度而言，該快速脫扣裝置會明顯加快動作。但是上述氣吹脫扣裝置存在一定缺陷，因為，滅弧室的密封性難以由左右兩個彼此拼合而成的滅弧室殼體充分保障，由于受到設計空間的限制，無法保證滅弧室銜接處四周的密封性，氣體會產生逃逸，存在短路電流的數值與滅弧室內氣體氣壓大小之間的不確定性，很難控制斷路器在指定短路電流下快速脫扣，尤其對電子式斷路器，可能在某一短路電流區域無法進行保護，隨之帶來斷路器可靠性低，穩定性差。

公開號為CN101373688A的中國專利公開了一種電磁鐵后備保護裝置，將一軛鐵固定在第一支架的上部，并將第二支架和銜鐵一同可轉動地固定到第一支架的中部，第二支架通過第一轉軸固定到第一支架而銜鐵固定在第二支架上。一彈簧連接第一支架和第二支架，彈簧的彈簧力使得銜鐵和軛鐵分離。當出現短路故障時，當電磁鐵后備保護裝置中有電流流過，軛鐵和銜鐵之間的電磁力使得兩者吸合。該電磁鐵后備保護裝置體積小巧，完全可以用于小容量塑殼斷路器，該裝置直接作用于在斷路器牽引桿的后面，極大限度地縮短了短路動作所需要的時間，提高了短路保護的能力，特別是對于小容量電子式斷路器而言，采用該裝置將會使得斷路器電路保護功能更為全面。

該技術方案的結構相對臃腫，在斷路器的殼體空間例如高度受限制的場合配置如此結構會受到限制。另外，在打開斷路器上蓋進行維修或更換內部附件時，由于第一支架和軛鐵等都是金屬導電體，容易帶電，且裸露在外，導致操作安全性較難保障，并且內部絕緣水平較差。

中國專利CN 101582353B公開了一種斷路器電磁式短路保護機構，其包括一用于設置到斷路器滅弧室殼體的長度方向一端上部并且與安裝在滅弧室殼體上的上靜觸頭相配合的鐵芯；一彈性元件，支承于所述上靜觸頭上；一用于致動斷路器操作機構的鎖扣的鎖扣致動裝置，該鎖扣致動裝置鉸設在所述的滅弧室殼體上，并且與所述的彈性元件相接觸。當短路故障電流通過上靜觸頭時，鐵芯與銜鐵之間產生電磁吸力，當電磁吸力大于彈性元件的反力時，即足于使彈性元件壓縮時，銜鐵向鐵芯方向運動，在銜鐵運動的同時帶動銜鐵定位板以樞置軸為回轉中心一起運動，銜鐵定位板旋轉到一定角度后，由其上的鎖扣致動臂推動斷路器操作機構的鎖扣，使斷路器操作機構迅速解鎖脫扣，實現斷路器跳閘。斷路器跳閘后，短路故障電流被切斷，鐵芯與銜鐵之間的電磁力消失，銜鐵在彈性元件的回復力作用下，使銜鐵攜銜鐵定位板作遠離鐵芯的方向運動，直至鎖扣致動臂上的限位凸臺遭到滅弧室殼體的阻擋即鎖扣致動裝置復位。該專利技術方案的彈性元件支撐在靜觸頭上，在開關長時間通電發熱，彈性元件通過熱傳導溫度上升，在溫度的作用下材料應力發生變化，按時間長短導致變化程度的不同，可能在一定時間后達不到理想的動作要求，使開關分斷能力大打折扣，影響開關的性能。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構設置簡單、動作迅捷、獨立于電子保護系統的斷路器電磁式短路保護裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種斷路器電磁式短路保護裝置，使用時設置在斷路器內，用于斷路器短路時觸發斷路器內鎖扣的脫扣，所述的斷路器包括兩個側板、兩個外殼，以及設置在兩個外殼之間的靜觸頭，兩個側板之間設有鎖扣，兩個外殼之間的結構式開關導電部分，整個外殼及外殼內的導電部分構成斷路器的觸頭模塊，兩個側板之間的結構是斷路器的操動機構。

所述的保護裝置包括安裝板、銜鐵、扭簧、磁軛、V形推桿及牽引桿，所述的安裝板轉動連接在兩個外殼之間，所述的銜鐵固定在安裝板上，所述的磁軛與靜觸頭連接，所述的扭簧設置在安裝板與外殼之間，用于提供力使得銜鐵與磁軛相分開，所述的V形推桿轉動連接在兩個側板之間，所述的安裝板上設有與V形推桿接觸的接觸桿，所述的牽引桿轉動連接在兩個側板之間，能夠觸發鎖扣脫扣，

當短路故障電流通過靜觸頭時，磁軛與銜鐵之間產生電磁吸力，當電磁吸力大于扭簧的反力時，銜鐵向磁軛方向運動，銜鐵運動的同時帶動安裝板以通孔的圓心為旋轉中心一起轉動，安裝板旋轉到一定角度后，接觸桿推動V形推桿轉動，V形推桿的轉動帶動牽引桿轉動，牽引桿轉動實現鎖扣的脫扣，實現斷路器跳閘。斷路器跳閘后，短路故障電流被切斷，磁軛與銜鐵之間的電磁力消失，銜鐵在扭簧的回復力作用下，使銜鐵與安裝板反方向旋轉，接觸桿帶動V形推桿離開牽引桿，安裝板、V形推桿和牽引桿回到最初位置。

外殼共設有兩個，面對配合。

所述的安裝板的兩側設有通孔，在外殼內設有柱形凸臺，所述的安裝板通過通孔安裝在柱形凸臺，且安裝板可繞柱形凸臺轉動。

安裝完成后柱形凸臺與通孔的圓心為同軸，安裝板在受外力影響下可繞柱形凸臺在一定角度內自由旋轉，既旋轉中心在柱形凸臺的中心線上。

所述的安裝板采用絕緣材料，由于其安裝位置的原因，在產品開關打開維護時，它將開關的導電零件遮擋，保護人員安全。

所述的接觸桿設在安裝板的兩端。

所述的扭簧設有一對，互為鏡像體設置在安裝板的兩側，所述的安裝板上設有條槽，所述的外殼上設有擋板，扭簧一端較長的扭臂嵌入安裝板的條槽內，扭簧一端較短的扭臂嵌入由擋板在外殼上形成的卡槽內。

所述的V形推桿利用緊固件安裝在側板的旋轉孔上，受外力影響后可繞旋轉孔旋轉，即V形推桿的旋轉中心在旋轉孔的中心線上。

所述的V形推桿是中心對稱的零件，有突起的邊緣幾何形狀形成的曲面；安裝板旋轉運動時帶動接觸桿在曲面上滑動，且在沒有外力影響時，保持安裝板和V形推桿間的相對靜止。

所述的牽引桿上有一通孔并有一根軸穿于其中，且軸的兩端分別穿過側板上的旋轉孔將牽引桿安置在兩塊側板之間，在外力影響下牽引桿可旋轉運動，旋轉中心在旋轉孔的中心線上。

所述的牽引桿兩端設有觸腳，正常狀態下，牽引桿兩端的觸腳位于V形推桿前端一定距離，而在V形推桿轉動時，V形推桿會推動觸腳，使得牽引桿轉動。

所述的磁軛呈U形彎曲結構，具有U形腔體，所述的靜觸頭放置于磁軛的U形腔體內。

在外殼的外側設置有互為鏡像體的第一支架與第二支架，它們彼此面對，第一支架與第二支架利用外殼上的安裝孔固定在外殼兩側，一個穿過外殼的連接軸將安裝板兩側安裝在第一支架與第二支架上，連接軸是連接在安裝板上通孔內的。這樣就可將安裝板裝配在工作位置。這種安裝方法可以根據不同種類產品的外殼，放大或縮小本實用新型的外形尺寸，便可以得到相同性能的后備磁保護功能。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點及有益效果：

由于本實用新型只在短路時起作用，當短路電流通過靜觸頭穿過磁軛，會令其吸引銜鐵形成封閉磁路，過程中銜鐵帶動安裝板發生旋轉，并通過安裝板上的接觸桿與V形推桿的配合運動，最終使機構脫扣動作，觸頭保持在打開狀態，這一過程雖稍滯后于動觸頭被短路電流產生的電動力斥開，但先于磁通變換器，能夠在短路時比電子脫扣器更快速的響應，保護電器設備。

由于本實用新型是純機械結構，獨立于電子保護系統，所以在發生短路時，電子保護系統如果發生偶然狀況，也能保證開關正常斷開。

本實用新型中的安裝板采用絕緣材料，由于其安裝位置的原因，在產品開關打開維護時，它將開關的導電零件遮擋，保護人員安全。

本實用新型采用雙彈性元件支承，并與開關導電發熱部分有一定距離，故受溫度影響很小；而且，雙彈性元件調整的空間大，可以應不同的需要，通過改變彈性元件的尺寸來控制動作時間。

本實用新型結構還具有形狀單一化的特點，安裝板在裝配后與導電模塊成一體，V形推桿裝配在機構側板上也與其成為一體，模塊化的設計不與其他結構沖突，是一套獨立的保護系統。

附圖說明

圖1為實施例1中斷路器電磁式短路保護裝置分解結構示意圖；

圖2為實施例1中斷路器電磁式短路保護裝置剖面結構示意圖；

圖3為實施例1中斷路器電磁式短路保護裝置局部結構示意圖一；

圖4為實施例1中斷路器電磁式短路保護裝置局部結構示意圖二；

圖5為實施例1中斷路器電磁式短路保護裝置安裝板結構示意圖。

圖中標號：1為安裝板，101為接觸桿，102為通孔，103為條槽，2為銜鐵，3為扭簧，4為靜觸頭，5為磁軛，6為外殼，601為擋板，7為柱形凸臺，8為V形推桿，9為牽引桿，10為側板，11為鎖扣，12為第一支架，13為第二支架，14為連接軸，z1、z2、z3、z4均為旋轉軸，m為曲面。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例

如圖1-圖3所示，一種斷路器電磁式短路保護裝置，使用時設置在斷路器內，用于斷路器短路時觸發斷路器內鎖扣11的脫扣，斷路器包括兩個側板10、兩個外殼6，以及設置在兩個外殼6之間的靜觸頭4，兩個側板10之間設有鎖扣11，保護裝置包括安裝板1、銜鐵2、扭簧3、磁軛5、V形推桿8及牽引桿9，安裝板1轉動連接在兩個外殼6之間，銜鐵2固定在安裝板1上，磁軛5呈U形彎曲結構，具有U形腔體，靜觸頭4放置于磁軛5的U形腔體內，扭簧3設置在安裝板1與外殼6之間，用于提供力使得銜鐵2與磁軛5相分開，V形推桿8轉動連接在兩個側板10之間，安裝板1上設有與V形推桿8接觸的接觸桿101，牽引桿9轉動連接在兩個側板10之間，能夠觸發鎖扣11脫扣。

外殼6共設有兩個，面對配合。安裝板1的兩側設有通孔102，在外殼6內設有柱形凸臺7，安裝板1通過通孔102安裝在柱形凸臺7，且安裝板1可繞柱形凸臺7轉動。安裝完成后柱形凸臺7與通孔102的圓心為同軸，安裝板1在受外力影響下可繞柱形凸臺7在一定角度內自由旋轉，既旋轉中心在柱形凸臺7的中心線上。接觸桿101設在安裝板1的兩端。

扭簧3設有一對，互為鏡像體設置在安裝板1的兩側，安裝板1上設有條槽103，外殼6上設有擋板601，扭簧3一端較長的扭臂嵌入安裝板1的條槽103內，扭簧3一端較短的扭臂嵌入由擋板601在外殼6上形成的卡槽內。

V形推桿8利用緊固件安裝在側板10的旋轉孔z2上，受外力影響后可繞旋轉孔z2旋轉，即V形推桿8的旋轉中心在旋轉孔z2的中心線上。V形推桿8是中心對稱的零件，有突起的邊緣幾何形狀形成的曲面m；安裝板1旋轉運動時帶動接觸桿101在曲面m上滑動，且在沒有外力影響時，保持安裝板1和V形推桿8間的相對靜止。

牽引桿9上有一通孔并有一根軸穿于其中，且軸的兩端分別穿過側板10上的旋轉孔z3將牽引桿9安置在兩塊側板10之間，在外力影響下牽引桿9可旋轉運動，旋轉中心在旋轉孔z3的中心線上。牽引桿9兩端設有觸腳，正常狀態下，牽引桿9兩端的觸腳位于V形推桿8前端一定距離，而在V形推桿8轉動時，V形推桿8會推動觸腳，使得牽引桿9轉動。

圖中旋轉孔z1為示意孔，其中心線穿過安裝板1的旋轉中心。圖中鎖扣11的位置是在未示出的機構合閘時的位置，其應受外力影響，有繞旋轉孔z4向逆時針方向旋轉的趨勢。

當短路故障電流通過靜觸頭4時，磁軛5與銜鐵2之間產生電磁吸力，當電磁吸力大于扭簧3的反力時，銜鐵2向磁軛5方向運動，銜鐵2運動的同時帶動安裝板1以通孔102的圓心為旋轉中心一起轉動，安裝板1旋轉到一定角度后，接觸桿101在曲面m上滑動，使得接觸桿101推動V形推桿8繞旋轉孔z2有順時針方向的旋轉趨勢，當V形推桿8的頂端與牽引桿9的觸腳接觸時，令牽引桿9繞旋轉孔z3有逆時針方向的旋轉趨勢。牽引桿9轉動實現鎖扣11的脫扣，實現斷路器跳閘。斷路器跳閘后，短路故障電流被切斷，磁軛5與銜鐵2之間的電磁力消失，銜鐵2在扭簧3的回復力作用下，使銜鐵2與安裝板1反方向旋轉，接觸桿101帶動V形推桿8離開牽引桿9，安裝板1、V形推桿8和牽引桿9回到最初位置。

在本實施例中，鎖扣11何時離開牽引桿9受到安裝板1達到必要旋轉角度的速度的影響，可以通過調節扭簧3的扭矩大小及扭臂之間的夾角來調節。

如圖4所示，在外殼6的外側設置有互為鏡像體的第一支架12與第二支架13，它們彼此面對，第一支架12與第二支架13利用外殼6上的安裝孔固定在外殼兩側，一個穿過外殼6的連接軸14將安裝板1兩側安裝在第一支架12與第二支架13上，連接軸14是連接在安裝板1上通孔102內的。這樣就可將安裝板裝配在工作位置。這種安裝方法可以根據不同種類產品的外殼，放大或縮小本實用新型的外形尺寸，便可以得到相同性能的后備磁保護功能。

如圖5所示，改變安裝板1和銜鐵2的安裝方式，可節省更多空間，同時也改變了動作時所需要的電流大小，根據實施方案二來達到最合適的搭配。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護范圍之內。