本实用新型涉及电气工程技术领域，特别涉及一种断路器的脱扣机构。本实用新型还涉及一种包括上述脱扣机构的断路器。
背景技术：
随着中国电力工业的发展，越来越多的电力设备已得到广泛使用。
电力系统中的电力设备很多，根据他们在运行中所起的作用不同，通常将他们分为电气一次设备和电气二次设备。其中，直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气一次设备，主要有：进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等；接通、断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等载流导体及气体绝缘设备。如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器、避雷器等。互感器类设备：降一次回路中的高电压和大电流降低，供测量仪表和继电保护装置使用，如电压互感器、电流互感器。而为了保护保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制和调节等的设备称为电气二次设备，主要有各种测量表计，各种继电保护及自动装置，直流电源设备等。
断路器就是电气一次设备中的重要元器件，断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成，断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。
为响应国家电网的相关标准，要求小型断路器额定电流由原来的63A提升为80A-125A，现有技术中由于存在多匝线圈，内阻大，电流损耗大，要达到上述额度电流量往往会增大断路器尺寸，这样不仅缩小了小型断路器的使用场所，使断路器看起来不美观，装配复杂，且产品手柄力矩过大，电机往往无法正常带动机构脱扣运作，影响产品的使用。生产厂家为了在达到规定额度的同时保持断路器的原有尺寸，通过盲目加大结构尺寸来达到提升额度电流的目的，这样往往会带来断路器工作时负载过高，产品发热严重，存在安全隐患。
因此，如何在避免增大断路器体积的前提下，提高断路器的额定电流，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种断路器的脱扣机构，能够在避免增大断路器体积的前提下，提高断路器的额定电流。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述脱扣机构的断路器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种断路器的脱扣机构，包括电磁脱扣器和在其动作时驱动动触头运动并与静触头贴合或脱离的操作机构；所述电磁脱扣器包括轭铁和衔铁，所述衔铁的一端与所述轭铁的一端通过转轴转动连接，且在所述转轴上设置有用于使所述衔铁保持非扣合状态的扭簧；所述轭铁用于在通电时产生定向磁场并吸引所述衔铁，且在短路电流通过时使其克服所述扭簧的弹力并扣合。
优选地，轭铁的一端设置有沿长度方向延伸的连接部，且所述衔铁的一端与所述连接部转动连接；所述轭铁的本体与所述静触头相连。
优选地，所述轭铁呈U型板状，以在通电时于所述U型板的两端凸起间形成定向磁场并吸引所述衔铁；所述连接部分列所述U型板的两端，且所述衔铁一端的两侧壁分别与所述连接部的内壁紧贴。
优选地，所述静触头穿过所述轭铁的弯折部分并通过紧固件与其固定。
优选地，所述静触头的末端设置有具有预设弯折角度、用于提高灭弧性能的弯折部。
优选地，所述操作机构包括操作手柄、传动连杆、锁扣以及跳扣，所述传动连杆两端分别与所述操作手柄和锁扣相连，所述跳扣可水平旋转地设置在所述锁扣上，且受所述锁扣的工作状态驱动；所述动触头连接在所述锁扣的末端。
优选地，所述衔铁的末端设置有用于在转动时挤压并推动所述跳扣转动的推动块。
本实用新型还提供一种断路器，包括如上述任一项所述的脱扣机构。
本实用新型所提供的断路器的脱扣机构，主要包括电磁脱扣器、操作机构、动触头和静触头。其中，电磁脱扣器主要用于感受短路电流，并产生对应操作(即脱扣)，且在此过程中驱动操作机构，使得操作机构带动动触头执行对应动作，实现与静触头贴合或脱离的目的。电磁脱扣器包括轭铁和衔铁，其中，衔铁的一端与轭铁的一端通过转轴转动连接，如此通过衔铁在轭铁上的扣合动作实现脱扣。并且在转轴上设置有扭簧，该扭簧主要用于对衔铁施加反力，使其在常态下保持张开的非扣合状态。而轭铁主要用于在通电时产生定向磁场，并通过电磁效应对衔铁产生吸引力。在常态下，工作电路电流处于正常范围，此时轭铁产生的定向磁场，由于电磁效应对衔铁产生的吸引力较小，尚不足以克服扭簧对衔铁施加的反力。而当工作电路出现短路情况时，电流急剧增大，此时轭铁产生非常强的定向磁场，对衔铁产生的吸引力大幅增强，并克服扭簧的弹力，使衔铁扣合到轭铁的表面上。而在吸引衔铁的过程中，衔铁发生转动，并驱动操作机构运动，使得动触头与静触头迅速脱离连接，将工作电路断开。在工作电路断开之后，轭铁中没有电流通过，磁场消失，衔铁在扭簧的反力作用下又回复到非扣合状态。重要的是，相比于现有技术中通过多匝线圈产生等效长直导线磁场，再利用铁磁性吸引铁芯动作的脱扣方式，本实用新型直接通过轭铁产生定向磁场，利用电磁效应对衔铁产生吸引力使其扣合，无需增设线圈，因此可相应减小断路器尺寸体积，同时去除了多匝线圈存在的内阻，大幅降低了电流损耗和发热，因此在等同体积条件下，可以大幅提高断路器的额定电流。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；
图2为图1中所示的部分结构的分解示意图。
其中，图1—图2中：
电磁脱扣器—1，轭铁—101，衔铁—102，连接部—103，推动块—104，操作机构—2，操作手柄—201，传动连杆—202，锁扣—203，跳扣—204，动触头—3，静触头—4，弯折部—401，扭簧—5，灭弧室部件—6，引弧板—7。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1中所示的部分结构的分解示意图。
在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，断路器的脱扣机构主要包括电磁脱扣器1、操作机构2、动触头3和静触头4，其中动触头3一般连接在操作机构2上，而静触头4一般连接在电磁脱扣器1上。其中，电磁脱扣器1用于感受短路电流，并产生对应操作(即脱扣)，且在此过程中驱动操作机构2，使得操作机构2带动动触头3执行对应动作，实现与静触头4贴合或脱离的目的。具体的，该电磁脱扣器1主要包括轭铁101和衔铁102，其中，衔铁102的一端与轭铁101的一端通过转轴转动连接，如此通过衔铁102在轭铁101上的扣合动作实现脱扣。并且在转轴上设置有扭簧5，该扭簧5主要用于对衔铁102施加反力，使其在常态下保持张开的非扣合状态。而轭铁101主要用于在通电时产生定向磁场，并通过电磁效应对衔铁102产生吸引力。
在常态(非短路工况)下，工作电路的电流处于正常范围，此时轭铁101产生的定向磁场，由于电磁效应对衔铁102产生的吸引力较小，尚不足以克服扭簧5对衔铁102施加的反力，因此衔铁102仍然处于张开状态，与轭铁101之间具有一定夹角。而当工作电路出现短路情况时，电流急剧增大，此时轭铁101产生非常强的定向磁场，对衔铁102产生的吸引力大幅增强，并克服扭簧5的弹力，使衔铁102扣合到轭铁101的表面上。在吸引衔铁102的过程中，衔铁102发生转动，并驱动操作机构2运动，使得动触头3与静触头4迅速脱离连接，将工作电路断开。在工作电路断开之后，轭铁101中没有电流通过，磁场消失，衔铁102在扭簧5的反力作用下回复到非扣合状态。
重要的是，相比于现有技术中通过多匝线圈产生等效长直导线磁场，再利用铁磁性吸引铁芯动作的脱扣方式，本实施例直接通过轭铁101产生定向磁场，利用电磁效应对衔铁102产生吸引力使其扣合，无需增设线圈，因此可相应减小断路器尺寸体积，同时去除了多匝线圈存在的内阻，大幅降低了电流损耗和发热，因此在等同体积条件下，可以大幅提高断路器的额定电流。
在关于电磁脱扣器1的一种优选实施方式中，在轭铁101的一端位置处设置有连接部103。该连接部103沿着轭铁101的长度方向延伸，主要用于与衔铁102相配合，使得衔铁102的一端可以与该连接部103转动连接。相对于轭铁101上的连接部103而言，轭铁101的本体则与静触头4的本体相连，而静触头4的末端位置用于与动触头3相贴合。
具体的，该轭铁101具体可呈U型板状，整体类似蹄形磁铁。当电流通过轭铁101时，由于电磁的磁效应，在U型板的两端凸起之间会形成定向磁场，即一端凸起为N极，而另一端凸起为S极，磁感线密布于两端凸起之间。同时，衔铁102就处于某一片磁场区域中，当其中有电流流动时，衔铁102将受到安培力的作用(或者单纯为通电的轭铁101为软磁铁具有短时磁性，而衔铁102为铁磁性材料，比如铁、钴、镍等，因此受到磁铁的磁力吸引作用)，即表现为轭铁101对衔铁102的吸引力。该吸引力即可使得衔铁102围绕转轴进行转动，进而迅速扣合在轭铁101的表面。
进一步的，由于轭铁101呈U型板状，因此连接部103可分成两部分，并分列在U型板的两端位置，并且衔铁102一端的两侧壁可分别与连接部103的内壁紧贴。
同时，由于静触头4一般与轭铁101相连，因此可将静触头4的本体穿过轭铁101的中间弯折部401分，并通过紧固件将自身与轭铁101相固定，比如可通过铆钉等。另外，静触头4的末端主要用于与动触头3相配合，而在动触头3动作、进行分断时，容易产生电弧，针对此，本实施例在静触头4的末端设置了具有预设弯折角度的弯折部401。该弯折部401的弯折角度可在20°～40°之间，经过试验设计，相比于常规的直板静触头4末端，本实施例可在一定程度上提高灭弧性能。
基于同样的考虑，本实施例中增设了专用于熄灭电弧的灭弧室部件6，具体的，该灭弧室部件6可通过磁吹灭弧、纵缝灭弧或栅片灭弧等方式完成灭弧。并且本实施例中增设了引弧板7，将引弧板7的两端分别与动触头3和灭弧室部件6相连，从而在动触头3分断产生电弧时，将电弧吸引到引弧板7上，并引导至灭弧室中进行灭弧，避免电弧乱窜。
在关于操作机构2的一种优选实施方式中，该操作机构2主要包括操作手柄201、传动连杆202、锁扣203和跳扣204。其中，操作手柄201可在人力或动力部件的驱动下进行顺时针或逆时针转动，同时通过传动连杆202、锁扣203和跳扣204形成机构连锁装置。操作手柄201扳动到预设位置时，传动连杆202将动力传递到锁扣203上，而锁扣203一般只具有两种状态，操作手柄201上的开启和关闭位置对应着锁扣203的两种状态，其中一种状态下，锁扣203带动跳扣204沿顺时针方向转动，而另一种状态下，锁扣203带动跳扣204沿逆时针方向转动。跳扣204是连锁机构的末端，其可水平旋转地设置在锁扣203上，如前所述，跳扣204的旋转方向受到锁扣203的工作状态驱动。具体的，该跳扣204可等效于“L”型的弯折杆结构，其中一条臂用于与衔铁102的末端相配合、干涉，在其推动下转动，而动触头3就连接在另一条臂上。如此，衔铁102在扣合的过程中，撞击并推动跳扣204的一条臂，使其迅速转动，同时另一条臂在同步转动的过程中带动动触头3转动，从而与静触头4脱离。当然，跳扣204反方向旋转时，自然带动动触头3与静触头4贴合。
进一步地，本实施例还在衔铁102的末端上设置了拖动块104，该拖动块104的表面与跳扣204表面侧壁相配合，当衔铁102扣合时，拖动块104推动并挤压跳扣204的表面侧壁，使其迅速转动。由于拖动块104的接触表面积较大，因此衔铁102推动跳扣204时，可有效减小冲击力和磨损。
本实施例还提供一种断路器，主要包括脱扣机构，其中，该脱扣机构与上述相关内容相同，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。