專利名稱：一種塑殼斷路器的觸頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓開關(guān)的觸頭系統(tǒng)，特別是具有快速限流和滅弧性能的 塑殼斷路器的觸頭系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
觸頭系統(tǒng)是低壓開關(guān)設(shè)備必不可少的重要部件，其限流性能和滅弧性能是 開關(guān)設(shè)備的重要性能指標(biāo)，尤其是在斷路器中，對該指標(biāo)的要求更為突出，而 要提升該項(xiàng)指標(biāo)，關(guān)鍵在于加快動、靜觸頭的分?jǐn)嗨俣?，拉大動、靜觸頭的開 距，提高滅弧系統(tǒng)的滅弧效率。
常見的限流觸頭系統(tǒng)為靜觸頭可排斥式，在通過短路電流時(shí)，在電磁排斥 力的作用下能夠加速動觸頭的打開，同時(shí)開距增大，將電弧拉長，電弧電壓被 提升，提高了限流性能。由于該系統(tǒng)為靜觸頭通過軸固定在一支架上，該支架 又通過螺釘固定在基座上，聯(lián)結(jié)板與靜觸頭通過軟聯(lián)結(jié)相連，支架的高度對靜 觸頭的偏轉(zhuǎn)行程起決定作用，因此為了獲得較好的限流效果，支架的高度較高， 從而產(chǎn)品的外形也較高，生產(chǎn)成本提高。
日本三菱公司的沖擊狹窄通道加速式(ISTAC)分?jǐn)嗉夹g(shù)，公開了一種三 力合成的觸頭系統(tǒng)，能夠加速動觸頭的打開，較早引出電弧，提升電弧電壓， 提高限流性能。已有的三力合成的觸頭系統(tǒng)為以下結(jié)構(gòu)形式。
如申請?zhí)枮?9805439. 9的發(fā)明專利，該已有技術(shù)的斷路器的觸頭系統(tǒng)的 原理是利用以下三力加快動觸頭的分?jǐn)嗨俣褥o觸頭連接^Ji的電流方向與動 觸頭上的電流方向相同所產(chǎn)生的對動觸頭的電》茲吸引力；靜觸頭上電流方向與 動觸頭上電流方向相反所產(chǎn)生的對動觸頭的電磁排斥力；分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)高分子材料產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)滅弧氣體，該氣體與周圍空氣膨脹在狹窄空間內(nèi)所產(chǎn)的對動觸 頭的氣體壓力。由于動觸頭必須以擺動方式與靜觸頭分/合，所以該觸頭系統(tǒng)的 觸頭連接板被開了 一條通槽，以使動觸頭通過該槽伸入到靜觸頭連接板的靜觸 點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)動、靜觸頭之間的分/合。為此，靜觸頭連接板上的電流因開槽被分 成了兩路，每路電流都處于動觸頭的斜上方，它們均不在動觸頭擺動軌跡的延 伸面上，即每路電流對于動觸頭的電磁吸引力的方向與動觸頭擺動軌跡的延伸 面之間存在較大的夾角。由于存在該夾角，所以靜觸頭連接板上的電流所產(chǎn)生 的對于動觸頭的電磁吸引力，實(shí)際上是每路電流對于動觸頭的電磁吸引力的分 力，該分力等于所述電f茲吸引力與所述夾角的余弦之積，導(dǎo)致它們之間的電》茲 吸引力很小。
從上述形式的三力合成觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理可見，該現(xiàn)有技術(shù)的觸頭系統(tǒng) 存在以下三個(gè)主要缺陷。
首先是所述的連接板上被分成兩路的電流與動觸頭上的電流所形成的電 磁力很小，所述的電磁力的方向與動觸頭擺動軌跡的延伸面之間存在較大的夾 角，所以連接板上的電流對于動觸頭的電磁吸引力很小，其效果并不明顯，然 而為獲得該力，必需加大加長連接板。由于加大加長的連接板占居了滅弧室內(nèi) 的很大空間，所以不得不減少滅弧柵片的數(shù)量，從而明顯減弱了觸頭系統(tǒng)的滅 弧能力，延長了電弧的燃燒時(shí)間，增強(qiáng)了電弧的能量和產(chǎn)品殼體內(nèi)的氣體壓力， 使電弧容易飛出產(chǎn)品的殼外，大大降低了產(chǎn)品的安全可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中， 這種觸頭系統(tǒng)對改善限流性能并不明顯，反而因?yàn)橛|頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)成這種形狀導(dǎo) 致容納滅弧室的空間縮小，不得不縮小滅弧室的體積及減少滅弧柵片的數(shù)量， 使得電弧燃燒時(shí)間長，難以在極短的時(shí)間內(nèi)熄滅。另一方面，如若不縮小滅弧 室的體積，則產(chǎn)品的外形尺寸就得增大，使得產(chǎn)品笨重，且材料成本提高。
其次是所述的連接板上的兩路電流所處的位置是在動觸頭的斜下方或斜 上方，它們對于動觸頭所產(chǎn)生的電磁力的方向與動觸頭擺動軌跡的延伸面之間 存在較大的夾角，而這個(gè)夾角會給動觸頭帶來干擾其擺動的垂直分力，該垂直 分力等于所述的電磁力與所述的夾角的正弦之積。由于兩路電流所產(chǎn)生的垂直 分力方向相反，所以當(dāng)兩路電流強(qiáng)度相等并與動觸頭擺動軌跡面對稱分布時(shí)，兩個(gè)垂直分力可以抵消。當(dāng)兩路電流強(qiáng)度不相等或與動觸頭擺動軌跡面不對稱 分布時(shí)，兩個(gè)垂直分力不能抵消，它們之間的合力會減慢動觸頭的分?jǐn)嗨俣取?在實(shí)際生產(chǎn)制造中，為了減小所述的垂直分力對動觸頭分?jǐn)嗨俣鹊挠绊?，不?不提高零件的加工精度和部件的裝配精度，從而不得不提高產(chǎn)品的制造難度和
生產(chǎn)成本。
第三是為了減小因電孤燃燒時(shí)間長、電弧能量大、產(chǎn)品殼內(nèi)氣體壓力大所 造成的對產(chǎn)品零部件的沖擊破壞，已有的該觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、生
產(chǎn)成;M艮高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種克服了上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷的具有快速分?jǐn)唷⑾?流和滅弧性能的觸頭系統(tǒng)，利用電磁排斥力與氣體壓力兩力合一的原理，和動、 靜觸頭能同時(shí)擺動斥開的結(jié)構(gòu)，以及自動磁吹滅弧系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)占據(jù)的空間 很小，保證了滅弧室擁有足夠大的體積，能夠加快動、靜觸頭之間的分?jǐn)嗨俣龋?拉大動、靜觸頭之間的斥開開距，加速電弧的熄滅，從而提升其快速限流和滅 弧的性能指標(biāo)，而且成本也顯著下降。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)采用了以下技術(shù)方案。
本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)由靜觸頭部件、動觸頭部件、滅弧室和安裝在滅 弧室內(nèi)的滅弧;f冊組成，所述的動觸頭部件包括動觸臂和動觸頭，所述的滅弧室 由殼體和殼蓋經(jīng)鉚釘鉚合組成，在所述的靜觸頭部件上帶有一個(gè)與主電路相連 接的連接板。所述的靜觸頭部件包括一個(gè)支架，它與連接板相連接并與滅弧室 相固定； 一個(gè)帶有靜觸臂的靜觸頭樞轉(zhuǎn)地安裝在支架上； 一個(gè)彈簧，用于給靜 觸頭提供閉合接觸力并驅(qū)使靜觸頭復(fù)位； 一個(gè)限位機(jī)構(gòu)，用于對靜觸頭作擺動 限位和靜態(tài)定位。所述的靜觸臂設(shè)置在所述的動觸臂的下方，使流過靜觸臂的 電流(il)與流過動觸臂的電流(il)方向相反，以自動產(chǎn)生動、靜觸頭之間 的電磁排斥力。在所述的靜觸臂上并與動觸臂之間，設(shè)有用高分子產(chǎn)氣材料制 成的反射板和絕緣板，用于在分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)使其產(chǎn)生推動動、靜觸頭斥開的 氣體壓力，并且用其保護(hù)靜觸頭部件內(nèi)的零件不被電弧燒損。所述的支架用優(yōu) 良的導(dǎo)磁材料制成u形結(jié)構(gòu)，用于形成磁吹系統(tǒng)，當(dāng)動、靜觸頭在分?jǐn)噙^程中出現(xiàn)電弧時(shí)，電弧電流(i2)會使所述的U形結(jié)構(gòu)的磁吹系統(tǒng)產(chǎn)生磁場，其磁 力線(H)的方向與電弧電流i2的方向垂直，磁力線(H)對電弧電流的作用 力(F)的方向不僅與^f茲力線(H)的方向垂直，而且也與電弧電流(i2)的方 向垂直，同時(shí)還朝向滅弧柵的方向，該磁場用于將電弧吹進(jìn)滅孤柵，從而將其 快速熄滅。當(dāng)電路出現(xiàn)短路等情況使流過觸頭系統(tǒng)的電流(il )超過額定值時(shí)， 依靠電流(il)產(chǎn)生的電磁排斥力(Fl),使動觸頭和靜觸頭同時(shí)擺動斥開， 所述反射板和絕緣板產(chǎn)生的氣體壓力用于加快動觸頭和靜觸頭同時(shí)擺動斥開 的速度，從而實(shí)現(xiàn)快速分?jǐn)嗪拖蘖鳌?br>
所述的支架是由兩個(gè)側(cè)板(10g)、兩個(gè)凸緣(10a)和一個(gè)底板(10f)按 U形結(jié)構(gòu)形成的一個(gè)整體件。兩個(gè)孔(10e)對稱地設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g) 的一端，用于安裝靜觸臂上的樞轉(zhuǎn)軸，它用于將帶有靜觸臂的靜觸頭樞轉(zhuǎn)地安 裝在支架上。兩個(gè)限位槽(10d)對稱地設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g)的適當(dāng) 位置，用于安裝設(shè)置在靜觸臂上的限位軸，由限位槽(10d)和限位軸組成所 述的限位機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)對靜觸頭在擺動時(shí)的限位和在靜態(tài)時(shí)的定位。所述的 U形結(jié)構(gòu)的開口朝向動觸頭斥開擺動的方向，動、靜觸頭的接觸點(diǎn)處于U形結(jié) 構(gòu)與滅弧柵之間，以形成將電弧推進(jìn)滅弧柵的所述的》茲力線(H)。至少一個(gè) 凸起設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g)的外側(cè)面，通過該凸起將支架與滅弧室固 定和定位。
所述的彈簧可以是扭簧、壓簧或片簧，它通過一個(gè)安裝結(jié)構(gòu)被安裝在支架 或滅弧室上，其一端與靜觸頭連接，其另一端與支架或滅弧室連接，通過彈簧 作用于靜觸頭上的彈性力，向動、靜觸頭提供理想的工作接觸力，并驅(qū)使靜觸 頭在靜態(tài)時(shí)復(fù)位。
所述的支架的兩個(gè)凸緣可以是直的，也可以是帶角度的。
絕緣板分別設(shè)置在所述的U形結(jié)構(gòu)的支架的兩個(gè)凸緣(10a)的內(nèi)側(cè)，以 防止支架10a的兩個(gè)凸緣被電弧燒損，同時(shí)該絕緣板在電孤的高溫作用下還能 起到分解出有利于冷卻電弧的優(yōu)質(zhì)氣體的作用。
至少一個(gè)連接孔(10c)設(shè)置在所述的底板(10f)上，通過連接孔(10c), 將底板(10f)與連接板進(jìn)行機(jī)械連接，也可以將底板(10f)與連接板直接焊接在一起。
所述的連接板通過導(dǎo)體與靜觸臂相連，以使它們之間具有更加理想的電連 接性能。
所述的孔(10e)是靜觸頭的轉(zhuǎn)動中心，并且向外凸起地設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板 (10g)的外側(cè)面上。
所述的用于安裝彈簧的安裝結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)用于安裝彈簧的彈簧軸和至少 一個(gè)用于固定彈簧軸的孔(10b),所述的孔(10b)設(shè)置在支架或滅弧室上。 所述的用于安裝彈簧的安裝結(jié)構(gòu)也可以是一個(gè)設(shè)置在支架或滅弧室上的槽，所 述的槽用于卡住所述的彈簧。
由上述各技術(shù)方案的說明可見，本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)
一、 流過動、靜觸頭之間的電流方向相反，以自動產(chǎn)生電磁排斥力；
二、 在動、靜觸頭的觸臂之間設(shè)有高分子產(chǎn)氣材料制成的反射板和絕緣板， 以在動、靜觸頭分?jǐn)鄷r(shí)自動產(chǎn)生氣體氣壓；
三、 采用電磁斥力和氣體壓力兩力合一的原理，加快動、靜觸頭的斥開速 度，所以限流效果顯著；
四、 采用動、靜觸頭能同時(shí)擺動斥開的結(jié)構(gòu)，不僅可加快動、靜觸頭的斥 開速度，而且還能拉大動、靜觸頭斥開的開距，以破壞電弧的穩(wěn)定燃燒；
五、 采用由U形結(jié)構(gòu)的支架所組成的》茲吹系統(tǒng)，利用電弧電流產(chǎn)生的^茲場 將電弧推入滅弧柵，所以分?jǐn)嚯娏髟酱?、滅弧效果越顯著；
六、 本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，從而將騰出的滅弧室內(nèi)的寶貴 空間用于增加滅弧柵的數(shù)量，所以滅弧效果特別好。
本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)主要用于塑殼斷路器，也可用于其它低壓開關(guān)設(shè)備。
圖l是本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，說明觸頭系統(tǒng)的分 斷工作原理。圖2是本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)實(shí)施例的滅弧室部件的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3a、圖3b是本發(fā)明觸頭系統(tǒng)實(shí)施例的靜觸頭部件的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明觸頭系統(tǒng)實(shí)施例的支架的U形結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖5是本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)實(shí)施例的滅弧工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具有快速限流和滅弧性能的斷路器觸頭 系統(tǒng)的具體實(shí)施例，本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)不限于以下實(shí)施例。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)包括靜觸頭部件100、動觸頭部件 200、滅弧4冊3和滅弧室300。
如圖l所示，動觸頭部件200通過軸系結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)地與斷路器底座連接(圖 中未示出)，當(dāng)斷路器的操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動動觸頭部件200作合閘操作時(shí),動觸頭部 件200的動觸頭201與靜觸頭部件IOO的靜觸頭101接觸閉合，使電流il接通。 當(dāng)斷路器脫扣使其跳閘、或者斷路器的操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動動觸頭部件200作分閘操 作時(shí)，動觸頭部件200的動觸頭201與靜觸頭部件IOO的靜觸頭101分離，使 電流il斷開(如圖1所示)。
在動觸頭201與靜觸頭101接觸閉合時(shí)，動觸臂202與靜觸臂102平行設(shè) 置，且它們之間的距離很小(圖中未示出)，流過動觸臂202的電流與流過靜 觸臂102的電流方向相反，所以當(dāng)主電路因出現(xiàn)短路等故障使流過動、靜觸頭 的電流il超過額定值時(shí)，動、靜觸頭之間會產(chǎn)生足夠大的電磁排斥力Fl,在 電磁排斥力Fl的作用下，動觸頭201與靜觸頭101會自動迅速打開，以切斷 電流il。
如圖2所示，所述的滅弧室300包括殼體1、殼蓋5和鉚釘2。通過殼體1、 殼蓋5和鉚釘2組成密封的滅弧室，以防止電孤外泄。所述的靜觸頭部件100 和滅弧柵3如圖2所示的結(jié)構(gòu)設(shè)置在滅弧室300內(nèi)。動觸頭部件200的動觸頭 201 (圖中未示出)能伸入到滅弧室300內(nèi)，以與靜觸頭101接觸閉合。所述 的滅弧柵3靠近靜觸頭101設(shè)置，以獲得理想的滅弧效果。如圖3a、圖3b所示，所述的靜觸頭部件100由靜觸頭101、支架IO、連 接板9、導(dǎo)體15、樞轉(zhuǎn)軸12、限位軸ll、彈簧軸8和彈簧7組成。
靜觸頭101通過靜觸臂102、樞轉(zhuǎn)軸12，與支架IO樞轉(zhuǎn)地連接，以使靜 觸頭101能繞樞轉(zhuǎn)軸12靈活擺動。在靜觸臂102的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)限位軸11, 在支架10上的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)限位槽10d,通過限位軸11和限位槽10d的配合 組成限位機(jī)構(gòu)，限定靜觸頭101繞樞轉(zhuǎn)軸12的擺動角度。彈簧7安裝在彈簧 軸8上，彈簧軸8與支架10固定連接。彈簧7的一端與靜觸臂102連接，其 另一端與支架10的底板10f連接，彈簧7的彈力方向朝向動觸頭，以驅(qū)使靜觸 頭能朝動觸頭201 (圖中未示出)方向擺動，并給動、靜觸頭提供理想的接觸 力。當(dāng)靜觸頭101無彈力以外的外力作用時(shí)，它在彈簧7的彈力作用下復(fù)位， 處于圖3a、圖3b所示位置。如果靜觸頭101受到電磁排斥力Fl (在圖1中示 出)作用，并且F1大于彈力，則靜觸頭101會向下擺動，其擺動的最大角度 受限位槽10d限定，以避免擺動角度過大而使靜觸頭101與其它零部件相撞。 支架10通過其上的連接孔10C與連接板9實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接，該機(jī)械連接可以是 鉚接或螺釘連接，也可以將底板10f與連接板9直接焊接在一起。連接板9通 過導(dǎo)體15與靜觸臂102相連，以使它們之間具有良好的電連接性能。連接板9 通過其上的接線孔91或接線座(圖中未示出)與主電路的進(jìn)線或出線電連接。 在靜觸臂102的上方并與動觸臂202之間，設(shè)有用高分子產(chǎn)氣材料制成的反射 板13，其作用是在分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)它會產(chǎn)生氣體，使靜觸臂102與動觸臂 202之間的空氣在狹窄的空間內(nèi)迅速膨脹，從而產(chǎn)生推動動觸臂202斷開的氣 體壓力，以增加動觸頭的斷開速度；保護(hù)樞轉(zhuǎn)軸12和限位軸11不被電弧燒損。 在支架10的兩個(gè)凸緣10a的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有絕緣板14，其作用是防止支架10a 的兩個(gè)凸緣被電弧燒損，同時(shí)該絕緣板在電弧的高溫作用下還能分解出有利于 冷卻電弧的優(yōu)質(zhì)氣體。
從圖3a、圖3b和圖4不難得到如下啟發(fā)所述的彈簧7可以是扭簧(如 圖3a、圖3b所示)，但也可以是片簧或壓簧；彈簧7可以通過彈簧軸8安裝 在支架10上，但也可以通過支架IO下方的空間固定在滅弧室300上，尤其在 使用片簧或壓簧的情況，更適宜采用這種結(jié)構(gòu)。如圖4所示，所述的支架IO是由兩個(gè)側(cè)板10g、兩凸緣(10a)和一個(gè)底 板10f組成的U形結(jié)構(gòu)的整體元件，即它們是不可分割的同一體。在兩個(gè)側(cè)板 10g的兩端，對稱地設(shè)有兩個(gè)孔10e和兩個(gè)孔10b。孔10e用于安裝靜觸頭101 上的樞轉(zhuǎn)軸12 (在圖3a、圖3b中示出)?？?0b用于安裝彈簧軸8(在圖3a、 圖3b中示出)。通過側(cè)板10g和樞轉(zhuǎn)軸12、彈簧軸8的裝配連接，還可起到 加強(qiáng)支架10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的效果。在兩個(gè)側(cè)板10g的中部，對稱地設(shè)有兩個(gè)限 位槽10d，用于安裝設(shè)置在靜觸臂(102)上的限位軸11 (在圖3a、圖3b中示 出)，其作用是限定靜觸頭的靜態(tài)位置和擺動角度。在底板10f上設(shè)有至少一 個(gè)連接孔10C,用于將底板10f與連接板9 (在圖3a、圖3b中示出)實(shí)現(xiàn)緊密 的機(jī)械連接，該機(jī)械連接可以是鉚接或螺釘連接，也可以將底板10f與連接板 9直接焊接在一起。在兩側(cè)板10g的適當(dāng)位，對稱設(shè)有兩個(gè)凸緣10a，通過凸 緣10a和底板10f形成U形結(jié)構(gòu)的用于吹弧的》茲吹系統(tǒng)。U形結(jié)構(gòu)的開口朝向 動觸頭(201)斥開擺動的方向，以使U形結(jié)構(gòu)開口處的磁力線方向與動、靜 觸頭之間的電弧電流的方向垂直。動、靜觸頭的接觸點(diǎn)處于U形結(jié)構(gòu)與滅弧柵 3之間，以使U形結(jié)構(gòu)的磁力線將電弧吹進(jìn)滅弧柵3內(nèi)。支架10用優(yōu)良的導(dǎo) 磁材料制成，以增強(qiáng)吹弧磁場的強(qiáng)度，進(jìn)而提升磁吹的力度。在兩個(gè)側(cè)板10g 的外側(cè)面的孔10e周圍設(shè)有向外凸起，用于將支架10與殼體1、殼蓋5(在圖 2中示出)固定和定位。
下面結(jié)合圖l和圖5進(jìn)一步說明本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)的快速分?jǐn)唷⑾蘖骱蜏?弧的工作原理。
由于動觸頭201和靜觸頭101在閉合狀態(tài)下流經(jīng)它們的電流il的方向相 反，所以當(dāng)主電路出現(xiàn)短路等情況使電流il超過額定值時(shí)，主電路的電流il 產(chǎn)生的電磁排斥力Fl，能驅(qū)使動觸頭201和靜觸頭101同時(shí)迅速斥開，即動觸 頭201迅速作遠(yuǎn)離靜觸頭101方向擺動，靜觸頭101迅速作遠(yuǎn)離動觸頭201方 向擺動。由于動、靜觸頭同時(shí)斥開，所以加快了斥開速度。由于靜觸臂102比 動觸臂202更輕巧，所以它的斥開動作更靈敏，打開速度更快。由于反射板13 和絕緣板14能在分?jǐn)鄷r(shí)迅速產(chǎn)生氣體，并形成推動動觸臂201和靜觸臂101 斥開的氣體壓力，該壓力進(jìn)一步加大了動、靜觸頭之間的排斥力、進(jìn)一步加快由于電磁排斥力和氣體壓力兩力合一，再加上靜觸頭101與動觸頭201能 同時(shí)擺動，使動、靜觸頭之間能快速斥開，能快速增大電弧電阻和增高電弧電 壓，因此，本發(fā)明的斷路器觸頭系統(tǒng)，不僅具有分?jǐn)嗨俣瓤?、限流效果好的?yōu) 點(diǎn)，而且還具有滅弧快的顯著優(yōu)勢，其主要優(yōu)越性體現(xiàn)在以下四點(diǎn)
首先是上述兩力合一和動、靜觸頭同時(shí)擺動斥開的工作原理，它不僅能較 早引出電流、提升電弧電壓、實(shí)現(xiàn)快速分?jǐn)嗪涂焖傧蘖鳎疫€能增大動、靜 觸頭之間的開距，快速將電弧拉長、拉細(xì)，破壞電弧的穩(wěn)定燃燒，使其快速熄 滅。
其次是本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)具有一個(gè)小巧高效的磁吹滅弧系統(tǒng)，即如圖5所 示的由支架IO的U形結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁吹系統(tǒng)。由于支架IO是用優(yōu)良的導(dǎo)磁材料 制成，根據(jù)電磁學(xué)原理可知當(dāng)電弧電流i2如圖5所示方向流動時(shí)，所述的磁 吹系統(tǒng)能產(chǎn)生磁場，其磁力線H的方向與電弧電流i2的方向垂直，而磁力線H 對電弧電流i2的作用力F的方向不^f又與》茲力線H方向垂直，而且也與電弧電 流i2的方向垂直，同時(shí)還朝向滅弧柵3，從而將電弧推進(jìn)滅弧柵3內(nèi)被快速分 割、冷卻和熄滅。從上述原理可見，本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)的分?jǐn)嚯娏髟酱螅浯?吹滅弧的效果就越顯著。
第三是本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)4艮小巧，在有限的空間內(nèi)4艮好地解決了靜觸頭部 件100的支撐、翻轉(zhuǎn)擺動、擺動限位、彈性復(fù)位等一系列技術(shù)問題，大大縮小 了其所占的滅弧室300的空間，將其騰出的空間用于增加滅弧柵片的數(shù)量，從 而進(jìn)一步增強(qiáng)了滅弧的性能。
第四是本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)設(shè)置在高強(qiáng)度材料制成的由殼體1和殼蓋5合成 的密封的滅弧室300內(nèi)，因其良好的限流及滅弧性能，所以使電弧難以從滅弧 室飛出，甚至可以達(dá)到零飛孤的效果，從而大大提高了電器產(chǎn)品的安全等級， 同時(shí)還可降低采用本觸頭系統(tǒng)制造的電器產(chǎn)品的底座和外殼的材料要求和制 造成本。
權(quán)利要求
1.一種斷路器的觸頭系統(tǒng)，它由靜觸頭部件(100)、動觸頭部件(200)、滅弧室(300)和安裝在滅弧室內(nèi)的滅弧柵(3)組成，所述的動觸頭部件包括動觸臂(202)和動觸頭(101)，所述的滅弧室(300)由殼體(1)和殼蓋(5)經(jīng)鉚釘(2)鉚合組成，在所述的靜觸頭部件(100)上帶有一個(gè)與主電路相連接的連接板(9)，其特征在于所述的靜觸頭部件(100)包括一個(gè)支架(10)，它與連接板(9)相連接并與滅弧室(300)相固定；一個(gè)帶有靜觸臂(102)的靜觸頭(101)，樞轉(zhuǎn)地安裝在支架(10)上；一個(gè)彈簧(7)，用于給靜觸頭提供閉合接觸力并驅(qū)使靜觸頭(101)復(fù)位；一個(gè)限位機(jī)構(gòu)，用于對靜觸頭(101)作擺動限位和靜態(tài)定位；所述的靜觸臂(102)設(shè)置在所述的動觸臂(202)的下方，使流過靜觸臂(102)的電流(i1)與流過動觸臂(202)的電流(i1)方向相反，以自動產(chǎn)生動、靜觸頭之間的電磁排斥力；在所述的靜觸臂(102)上并與動觸臂(202)之間，設(shè)有用高分子產(chǎn)氣材料制成的反射板(13)；所述的支架(10)用優(yōu)良的導(dǎo)磁材料制成U形結(jié)構(gòu)，用于形成磁吹系統(tǒng)，當(dāng)動、靜觸頭在分?jǐn)噙^程中出現(xiàn)電弧時(shí)，電弧電流(i2)會使所述的U形結(jié)構(gòu)的磁吹系統(tǒng)產(chǎn)生磁場，其磁力線(H)的方向與電弧電流i2的方向垂直，磁力線(H)對電弧電流的作用力(F)的方向不僅與磁力線(H)的方向垂直，而且也與電弧電流(i2)的方向垂直，同時(shí)還朝向滅弧柵(3)的方向，該磁場用于將電弧吹進(jìn)滅弧柵，從而將其快速熄滅；當(dāng)電路出現(xiàn)短路等情況使流過觸頭系統(tǒng)的電流(i1)超過額定值時(shí)，依靠電流(i1)產(chǎn)生的電磁排斥力(F1)，使動觸頭(201)和靜觸頭(101)同時(shí)擺動斥開，所述反射板(13)產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)滅弧氣體，該氣體與周圍空氣膨脹在狹窄空間內(nèi)產(chǎn)生對動觸頭的氣體壓力，實(shí)現(xiàn)快速分?jǐn)嗪拖蘖鳌?br>
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的支架(10)是由兩個(gè)側(cè)板(10g)、兩個(gè)凸緣(10a)和一個(gè)底板(10f) 按U形結(jié)構(gòu)形成的一個(gè)整體件；所述的兩個(gè)凸緣(10a)上設(shè)有絕緣板(14);兩個(gè)孔(10e)對稱地設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g)的一端，用于安裝靜 觸臂(102)上的樞轉(zhuǎn)軸(12)，它用于將帶有靜觸臂(102)的靜觸頭(101) 樞轉(zhuǎn)地安裝在支架(10)上；兩個(gè)限位槽(10d)對稱地設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g)的適當(dāng)位置，用 于安裝設(shè)置在靜觸臂(102)上的限位軸(11),由限位槽(10d)和限位軸(11) 組成所迷的限位機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)對靜觸頭(101)在擺動時(shí)的限位和在靜態(tài)時(shí) 的定位；所述的U形結(jié)構(gòu)的開口朝向動觸頭(201)斥開擺動的方向，動、靜觸頭 的接觸點(diǎn)處于U形結(jié)構(gòu)與滅孤柵(3 )之間，以形成將電弧推進(jìn)滅弧柵(3 )的 所述的磁力線(H);至少一個(gè)凸起設(shè)置在所述的兩個(gè)側(cè)板(10g)的外側(cè)面，通過該凸起將支 架(10)與滅弧室(300)固定和定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的彈簧(7)是扭 簧、壓簧或片簧，它通過一個(gè)安裝結(jié)構(gòu)被安裝在支架(10)或滅弧室(300) 上，其一端與靜觸頭(101)連接，其另一端與支架(10)或滅弧室(300)連 接，通過彈簧(7)作用于靜觸頭(101)上的彈性力，向動、靜觸頭提供理想 的工作接觸力，并驅(qū)使靜觸頭(101)在靜態(tài)時(shí)復(fù)位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的絕緣板(14) 分別設(shè)置在所述的U形結(jié)構(gòu)的支架(10)的兩個(gè)凸緣(10a)的內(nèi)側(cè)，以防止 支架10a的兩個(gè)凸緣被電弧燒損，同時(shí)該絕緣板在電弧的高溫作用下還能分解 出有利于冷卻電弧的優(yōu)質(zhì)氣體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)連接孔(10c) 設(shè)置在所述的底板(10f)上，通過連接孔(10c),將底板(10f)與連接板(9)進(jìn)行機(jī)械連接，該機(jī)械連接可以是鉚接或螺釘連接，也可以將底板(10f)與連 接板(9)直接焊接在一起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的孔(10e)是靜 觸頭的轉(zhuǎn)動中心，并且向外凸起地設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板(10g)外側(cè)面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的支架(10)上的 兩個(gè)凸緣(10a)可以是直的，也可以是帶角度的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的用于安裝彈簧 (7)的安裝結(jié)構(gòu)是一個(gè)用于安裝彈簧(7)的彈簧軸(8)和至少一個(gè)用于固定彈簧軸(8 )的孔(10b),所述的孔(10b)設(shè)置在支架(10)或滅弧室(300) 上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的用于安裝彈簧(7) 的安裝結(jié)構(gòu)是一個(gè)設(shè)置在支架(10)或滅弧室(300)上的槽，所述的槽用于 卡住所述的彈簧(7)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的觸頭系統(tǒng)，其特征在于所述的連接板(9) 通過導(dǎo)體與靜觸臂(102)相連，以使它們之間具有更加理想的電連接性能。
全文摘要
一種低壓開關(guān)設(shè)備例如斷路器的觸頭系統(tǒng)，它利用電磁排斥力與氣體壓力兩力合一的原理，和動、靜觸頭能同時(shí)擺動斥開的結(jié)構(gòu)，以及自動磁吹滅弧系統(tǒng)，能夠加快動、靜觸頭之間的分?jǐn)嗨俣龋髣?、靜觸頭之間的斥開開距，加速電弧的熄滅，從而提升其快速限流和滅弧的性能指標(biāo)。本發(fā)明的觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，生產(chǎn)成本低。
文檔編號H01H73/18GK101315852SQ20071010574
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者唐豐田, 段育明, 蔡永濤 申請人:浙江正泰電器股份有限公司