微型斷路器的製作方法

2023-06-08 23:11:51 1

專利名稱：微型斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低壓配電電器開關。
目前國內生產的各種微型斷路器如北京低壓電器廠生產的S060系列微型斷路器在220／380V時，其極限分斷能力為3000A，其要求的安裝深度為75mm。這種分斷能力為3000A的斷路器，在過去各種用電器較少的情況下使用，是令人滿意的。但隨著高層、超高層建築的興起，不僅是工廠，而且商店、辦公樓甚至家庭的低壓供電系統的容量都有了顯著的增加，因此發生短路故障時的短路電流也增大，普遍要求用於低壓配電線路中的小型斷路器的極限分斷能力達到6000A的等級。
另一方面，這類小型斷路器是量大面廣的電器元件，為了適應配電箱的小型化，方便安裝、拆卸、移動和變換排列次序，目前普遍要求這類低壓配電電器元件在外形和安裝尺寸上模數化(寬度為9mm的倍數)，實行道軌安裝，還要求嵌入牆壁的照明配電箱深度減小，因此微型斷路器的安裝深度也應儘量減小。
本實用新型的目的在於提供一種極限分斷能力達到6000A等級的微型斷路器，並且其體積和安裝深度指標均小於傳統的3000A等級的微型斷路器。
本實用新型的微型斷路器對傳統的微型斷路器作了改進，它包括進線端、出線端、觸頭、滅弧裝置、操作機構、熱脫扣器和電磁脫扣器，上述各部分均位於殼體中，所述進線端與觸頭的一端電連接，操作機構用於斷開和合上觸頭，觸頭的另一端依次與熱脫扣器、電磁脫扣器和出線端電連接，當電流超過額定工作電流時熱脫扣器使操作機構動作，斷開觸頭，當發生短路時，電磁脫扣器使操作機構動作，斷開觸點，所述滅弧裝置包括一滅弧室和導弧片，導弧片位於所述觸頭周圍，由導磁性材料製成，在導弧片近觸頭的一面覆蓋有絕緣材料，導弧片形成的空間與滅弧室相通。
為提高微型斷路器的分斷能力，傳統的微型斷路器著眼於增加動、靜觸頭之間的開距和增強滅弧裝置的滅弧能力，因此同時增加了斷路器的整體體積。如上所述，本實用新型的微型斷路器在滅弧裝置中增加了導弧板，使導弧板位於觸頭周圍，並用導磁性材料製成。由於在發生短路時，短路電流會產生電磁場，導磁性材料製成的導弧板進一步增強了磁場強度，加大了磁場對電弧的磁吹作用，迅速地把電弧吹離觸頭進入滅弧室而迫使電弧迅速熄滅，以此來提高微型斷路器的極限分斷能力。


圖1是本實用新型的微型斷路器閉合時的結構示意圖；圖2是圖1的微型斷路器自由脫扣時的結構示意圖，圖3是圖1的微型斷路器手動脫扣時的結構示意圖。
下面結合上述附圖詳細描述本實用新型的實施例。
圖1是本實用新型的微型斷路器的實施例的結構示意圖。圖示的是斷路器閉合的情況。如圖1所示，在微型斷路器的上下兩端設置有進線螺釘1和出線螺釘2，電源進線通過該進線螺釘1固定連接在聯結板3上，電源出線通過出線螺釘2固定連接在聯結板4上。觸頭包括靜觸頭5和動觸頭6，所述的靜觸頭5與通過導線35聯結板3電連接，動觸頭6和靜觸頭5在圖1中A點相接觸，形成觸點。在觸點處，動觸頭6和靜觸頭5均鑲焊有多元銀合金小塊，以減少接觸電阻。
操作機構用於控制觸點的斷開和合上。操作機構是通過使動觸片6轉動來控制觸點的通斷。本實施例中操作機構包括手柄7、跳扣8和扭力彈簧9，如圖1所示，手柄7固定在軸10上，可繞軸10旋轉，手柄7的扳手露出殼體11外，操作者可通過扳動扳手使手柄7繞軸10轉動。跳扣8的一端與動觸頭6的中間用軸12相連，並可繞軸12轉動。扭力彈簧9壓在動觸頭6離開觸點的一端，向動觸頭6提供一個繞軸12逆時針方向的轉矩，為動觸頭6和靜觸頭5之間提供一個要求的觸點壓力。跳扣8上有一孔8a，手柄7上也有一孔7a，通過該兩孔8a、7a，由U形拉杆13相連。操作機構還包括一銜鐵14，扭力彈簧9通過動觸頭6和軸12使跳扣8以跳扣8上的孔8a為軸心在順時針方向產生轉矩，而跳扣8與銜鐵14相接觸處為階梯形，這樣跳扣8和銜鐵14之間能鎖住，使跳扣8可靠地處於如圖1所示的位置，保證微型斷路器穩定地保持在閉合狀態。另外，扭力彈簧9也使跳扣8以B點為軸心產生一個順時針方向的轉矩，使拉杆13產生一個向右的拉力，使手柄7保持在閉合狀態。
熱脫扣器一般用於當通過斷路器的電流超過額定電流後控制上述的操作機構動作，使觸頭斷開，以保護供電迴路。本實施例中熱脫扣器為一雙金屬片15，其特性是當雙金屬片上通過超量的電流時雙金屬片15發熱並彎曲。如圖1所示，作為熱脫扣器的雙金屬片15通過軟連接線16與動觸頭6相連，雙金屬片15一端固定在電磁脫扣器的磁軛17上(下面將作進一步描述)，另一端位於操作機構的銜鐵14附近。當斷路器流過過量電流時，雙金屬片15發熱向下彎曲並推動銜鐵14使跳扣8脫扣解鎖，從而使觸點斷開。
下面結合圖2描述銜鐵14移動、跳扣8脫扣、觸點斷開的情況。如圖2所示，當跳扣8脫扣之後，在扭力彈簧9的彈力下，跳扣8以孔8a為軸心順時針轉動，並帶動連接動觸頭6和跳扣8的軸9和動觸頭6，使觸點分開，斷開電路，接著手柄7在裝置手柄7下的復位彈簧(未圖示)的作用下，繞軸10順時針轉動，同時，手柄7通過拉杆13使跳扣繞軸12作逆時針轉動，使跳扣8復位，這樣就實現了當斷路器中通過超過額定電流時斷開的功能。
電磁脫扣器一般用於當供電迴路中發生短路時控制上述操作機構動作使觸點斷開，以保護供電迴路。參見圖1，本實施例中的電磁脫扣器包括鐵芯18、繞在鐵芯18上的線圈19和磁扼17，所述線圈19一端與磁扼17相連，另一端與出線螺釘2下的聯結片4相連，這樣在進線螺釘1和出線螺釘2之間構成了如下的電迴路進線螺釘1→聯結片3→靜觸頭5→動觸頭6→軟連接線16→雙金屬片15→磁扼17→線圈19→聯結片4→出線螺釘2。
如圖1所示，在鐵芯18中間有一平頭拉杆20，並套有一彈簧(圖中未畫出)，其作用是使平頭拉杆20伸出鐵芯，操作機構的銜鐵14的中間靠在磁扼17上，其一端(如上所述)與跳扣8相互鎖住，另一端靠近鐵芯18，銜鐵14平面與鐵芯18軸線垂直。在銜鐵14上有一直徑大於平頭拉杆20桿徑而小於平頭拉杆20平頭直徑的孔14a，裝配時，平頭拉杆20先穿過該孔14a然後插入鐵芯18中央。當供電迴路中發生短路時，電流突然增大，線圈19產生一個磁場並通過鐵芯18和磁扼17得以加強，此磁場對銜鐵14產生吸力，使銜鐵14以支點C為軸作逆時針轉動，使跳扣8和銜鐵14之間脫扣，觸點斷開。觸點斷開的過程上面已作了描述，在此不再重複。
為加快短路時觸點斷開速度，如上所述，在鐵芯18中增加了一個平頭拉杆20，當發生短路時，在鐵芯18中央亦會產生強大的磁場，吸引平頭拉杆20，使之向內移動，向內移動時，平頭拉杆20的平頭拉動銜鐵14，加快銜鐵14移動速度，從而加快觸點斷開速度。
如圖1所示，銜鐵14上有一彎腳14b，該彎腳14b伸向動觸頭6附近，當銜鐵14被吸時，彎腳14b隨銜鐵14移動，並推動動觸頭6離開靜觸片5，以防止在短路電流下動、靜觸頭觸點微熔焊而相粘的情況，使觸點斷開有效、迅速。
由於通常短路電流很大，當觸點斷開後，觸點之間會產生電弧，通過電弧，斷路器內仍有電流流過，因此需要滅弧裝置。本實施例的滅弧裝置包括一滅弧室21和上、下二塊導弧片22a、22b，(圖1是拿去，上導弧片22a的示意圖)，上、下兩塊導弧片22a、22b將動、靜觸頭的觸點A夾在中間，上、下兩塊導弧片22a、22b形成的空間與滅弧室21相通，滅弧室21中有柵片23。上述的導弧片22a、22b是由優質導磁性材料製成，如電工鋼等，在導弧片22a、22b相接觸點A的一面覆蓋絕緣材料如尼龍等。當發生短路時，位於導弧片22b下的電連接聯結片2和靜觸頭5的導線35及觸頭上流有很大的短路電流，在觸點A附近產生一磁場，這個磁場由於上、下兩塊導弧片22a、22b而得到加強，這樣，觸點分斷時產生的電弧被電動斥力向滅弧室21推動，進入滅弧室21後被柵片23分割成短弧並冷卻，而強制熄滅，達到熄弧的目的。
下面結合圖3描述一下手動斷開時的情況。參見圖3，當手柄7被向上推動時，手柄7上插入∪形拉杆13的孔7a亦繞手柄軸10轉動，當孔7a轉過手柄軸10與跳扣8上插入∪形拉杆13的孔8a的連線時，U形拉杆13對跳扣8向手柄7方向的拉力消失，在扭力彈簧9的作用下，動觸頭6和跳扣8繞跳扣8與銜鐵9的鎖扣點B點順時針轉動；使動觸頭6和靜觸片5脫離，斷開觸點。
如圖1所示，本實施例還裝置了兩個調節螺釘24、25。調節螺釘24為瞬時斷開電流調節螺釘(短路斷開電流調節螺釘)，該螺釘24旋在磁扼17的呈凹形一端的一邊上，在螺釘24位於磁扼17凹形內的一端固定一壓緊彈簧26，該壓緊彈簧26的另一端壓住銜鐵14，給銜鐵14繞著銜鐵14與磁扼17的支點C順時針轉矩，使銜鐵14與脫扣8鎖住。旋動螺釘24可以調節壓緊彈簧26施加給銜鐵14的力。而鐵芯18對銜鐵14的吸合力與短路電流有關。當發生短路時，鐵芯18對銜鐵14吸合力所產生的轉矩大於壓緊彈簧26給銜鐵14的壓力所產生的轉矩時，銜鐵14才逆時針方向轉動，跳扣8脫扣，觸點斷開，因而調節螺釘24可以調節短路斷開電流。
調節螺釘25為整定斷開電流(額定斷開電流)調節螺釘。該螺釘25與短路斷開電流調節螺釘24相同旋在磁扼17上，螺釘25穿過磁扼17一端凹形一側邊到另一側邊。旋動螺釘25可以調節磁扼17凹形開口的大小。由於如前所述雙金屬片15固定在磁扼17一端凹形的一側邊上，因此旋動調節螺釘25可以改變雙金屬片15和銜鐵14之間的距離，從而調節額定斷開電流。由於額定斷開電流調節螺釘25位於雙金屬片15根部，在旋動螺釘25時，雙金屬片不受螺釘25軸向壓力影響，所以可以在通電狀態下進行動態調整，提高動作特性的調整效率和精確度。
如圖1所示，在操作機構上有一塊側板17，其作用是對操作機構的各個部件進行限位。在殼體11上有用於標準軌道安裝的槽28和鋼製支撐件29，鋼製支撐件29通過壓力彈簧30撐緊在構槽31中。
綜上所述，本實用新型的微型斷路器為提高分斷能力和縮小體積採用增設導弧片以提高滅弧能力和減少零件數目，並採用多功能零件。如操作機構中的銜鐵即是電磁脫扣器的一個銜鐵，又是操作機構中的鎖扣，還是加快觸頭斷開／速度和增大斷開觸頭開距的頂杆。電磁脫扣器中的磁軛不僅起磁軛作用，還是固定雙金屬片的基架、導電迴路的一個組成部分和調節螺釘的支撐件。因此本實用新型的微型斷路器能在不增大體積甚至縮小體積的情況下提高分斷能力，適應當代社會發展的需要。
權利要求1.一種微型斷路器，包括進線端、出線端、觸頭、滅弧裝置、操作機構、熱脫扣器和電磁脫扣器，所述進線端與觸頭的一端電連接，操作機構用於斷開和合上觸頭，觸頭的另一端依次與熱脫扣器、電磁脫扣器、出線端電連接，當電流超過額定工作電流時熱脫扣器使操作機構動作，斷開觸頭；當發生短路時，電磁脫扣器使操作機構動作斷開觸點；所述滅弧裝置包括一滅弧室，其特徵在於所述滅弧裝置還包括導弧片，導弧片位於所述觸頭的周圍，由導磁性材料製成，在導弧片近觸頭的一面覆蓋有絕緣材料，導弧片形成的空間與滅弧室相通。
2.如權利要求1所述的微型斷路器，其特徵在於所述的操作機構包括手柄、與觸頭的動觸頭和手柄相連的能使觸頭合上和斷開的跳扣，一端位於電磁脫扣器的鐵芯一端處、另一端與跳扣鎖住的銜鐵和跳扣被銜鐵鎖住時給動觸頭加壓使觸點穩固接觸和跳扣解鎖時給動觸頭離開靜觸頭的回覆力的扭力彈簧，銜鐵被鐵芯吸合時，銜鐵與跳扣解鎖，觸點釋放。
3.如權利要求2所述的微型斷路器，其特徵在於所述熱脫扣器為一雙金屬片，雙金屬片的一端位於所述操作機構中的銜鐵附近，雙金屬片流過過量電流時彎曲可使銜鐵移動，使銜鐵與跳扣解鎖，觸點釋放。
4.如權利要求3所述的微型斷路器，其特徵在於所述的電磁脫扣器包括鐵芯，繞在鐵芯上的線圈和磁扼，在所述的鐵芯中央有一套有彈簧的平頭拉杆，操作機構的銜鐵近鐵芯一端上有一直徑大於平頭拉杆杆徑而小於平頭拉杆平頭直徑的孔，銜鐵通過該孔套在平頭拉杆中。
5.如權利要求4所述的微型斷路器，其特徵在於所述的磁扼在固定雙金屬片的一端為凹形，雙金屬片相對於銜鐵附近的一端固定在磁扼凹形的側邊上，有一螺釘穿過磁扼凹形一側邊到另一側邊上。
6.如權利要求1所述的微型斷路器，其特徵在於所述觸頭和進線端之間由一段導線連接，該段導線位於所述導弧片下方。
專利摘要本實用新型涉及一種微型斷路器，屬於一種低壓配電電器開關。隨著低壓電用電量的增加，傳統的繼路器顯得容量不夠，本實用新型對傳統的包括進線端、出線端、觸頭、滅弧裝置、操作機構、熱脫扣器和電磁脫扣器的微型斷路器作了改進，即在滅弧裝置中增加了導弧板，所述導弧板位於觸頭周圍，並用導磁性材料製成。這樣發生短路時短路電流在觸頭附近產生的磁場被導弧片加強而將電弧迅速吹向滅弧室。本實用新型還在結構上作了改進，能在不增加體積的情況下增大極限分斷能力。
文檔編號H01H73/18GK2114219SQ92215049
公開日1992年8月26日 申請日期1992年1月16日 優先權日1992年1月16日
發明者劉鍾, 候根法, 龔駿昌, 張美莉 申請人:劉鍾