一种断路器紧急脱扣机构的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其涉及断路器产品，具体来说是一种断路器紧急脱扣机构。


背景技术：

2.断路器是电气设备中的常用器件，其除了起控制作用外，还具有一定的保护功能，被广泛应用于低压配电系统的各级进出线、各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。典型的断路器按安装方式分为插入式、固定式和抽屉式，其中以插入式断路器使用最为广泛。传统的插入式带自动分合闸功能的断路器多采用电动机+齿轮减速结构，通过电子控制板控制来实现电动操作，其中分合闸操作机构传动至触头系统之间采用四连杆机构，属于传统机械式断路器+电机减速机构的技术方案，其虽然在过载或短路故障时可以脱扣保护，但在断路器在合闸装入配电柜以及需要维修更换等情况时却不能进行自动脱扣，由此存在安全隐患，最终影响系统安全。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型目的在于提供一种直断路器紧急脱扣机构，以提高产品安全性。
4.为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种断路器紧急脱扣机构，断路器通过驱动传动轴、脱扣轴及动触头支持件朝合闸方向移动来合闸，通过动触头支持件、脱扣轴及传动轴朝分闸方向复位来进行分闸，断路器设置有脱扣按钮及凸轮传动件，凸轮传动件可绕轴转动，脱扣按钮通过推动凸轮传动件转动来驱动脱扣轴的脱扣滑板下移，以带动脱扣轴与传动轴及动触头支持件脱离而实现脱扣分闸。
5.进一步地，脱扣滑板设置有脱扣滑板中孔，脱扣轴装于脱扣滑板中孔内。
6.进一步地，脱扣滑板配置有u形磁轭和衔铁，衔铁装于u形磁轭内，衔铁和u形磁轭之间穿设脱扣铜排，脱扣滑板与衔铁联接，脱扣滑板复位弹簧分别着力于脱扣滑板与u形磁轭，脱扣轴可跟随脱扣滑板活动。
7.进一步地，脱扣滑板底部设置有扣槽，衔铁置于扣槽内来与脱扣滑板扣合。
8.进一步地，脱扣滑板开设有弹簧定位孔，滑板复位弹簧可装入弹簧定位孔进行定位。
9.进一步地，脱扣铜排与触头支持件之前设置有软联线，软联线的两端分别与脱扣铜排与动触头支持件联接。
10.进一步地，脱扣轴通过与动触头支持件的顶杆结合或脱离，其中动触头支持件上装有触头弹簧和触头支持件复位反力弹簧。
11.进一步地，断路器配置有操作手柄，手柄可以推进或拉出于断路器外壳并可通过中间传动件来驱动或释放脱扣按钮。
12.进一步地，断路器配置有锁定解锁件，锁定解锁件在断路器插入配电柜机框时被
压动而转动，并通过中间传动件来驱动或释放脱扣按钮。
13.进一步地，脱扣轴与传动轴脱离时，通过双向磁保持装置的分闸磁路对传动轴提供分闸磁保持力。
14.与现有技术相比，本实用新型提供一种断路器紧急脱扣机构，其由脱扣按钮、凸轮传动件、脱扣滑板等构成，通过按动脱扣按钮可实现紧急脱扣，保证紧急状态下可靠进行脱扣保护；此外，在断路器合闸装入配电柜时也可先进行脱扣分闸，由此减少安全隐患。
附图说明
15.图1为本实用新型断路器剖视示意图；
16.图2为本实用新型断路器分闸状态剖视示意图；
17.图3为本实用新型断路器合闸状态剖视示意图；
18.图4为本实用新型断路器操作机构示意图一；
19.图5为本实用新型断路器操作机构示意图二；
20.图6为本实用新型断路器操作机构中脱扣滑板及脱扣轴装配示意图；
21.图7为本实用新型断路器瞬动保护初始状态示意图；
22.图8为本实用新型断路器瞬动保护瞬动保护第一阶段状态示意图；
23.图9为本实用新型断路器瞬动保护第二阶段状态示意图；
24.图10为本实用新型断路器瞬动保护第三阶段状态示意图；
25.图11为本实用新型断路器瞬动保护单元动作结束状态示意图；
26.图12为本实用新型断路器紧急脱扣结构初始状态示意图；
27.图13为本实用新型断路器脱扣按钮按下状态示意图；
28.图14为本实用新型断路器锁定解锁件按下状态示意图；
29.图15为本实用新型断路器操作手柄拉出状态示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进一步详细说明，但不应该将此理解为本实用新型的保护范围仅限于下述实施例的方案。
31.需注意的是，以下实施例中涉及方位(如前、后、左、右、上、下等)仅是相对于附图中位置而言，其目的是为了描述及理解方便，而不是限制为产品在物理空间的真实位置。
32.参见图1，为本实用新型断路器的总体结构。如图1所示，本实用新型断路器由手动操作单元1、电动操作单元2、瞬动保护单元3、动触头系统4、静触头系统5(含分流检测系统)、灭弧系统6、进线端(主回路及控制信号接线)7、出线端(用户主回路快速接线)8、电子控制及人机交互单元9(包括机构动作监测901机构、触头位置监测902检测机构及断路器状态指示机构903等)及外壳10等构成，可以进行手动或电动分合闸及脱扣分闸保护，其中动触头和静触头之间的间隙以l1表示。
33.参见图2-图6所示，本实用新型断路器涉及合闸、分闸及脱扣分闸等状态，相应的操作机构由手动操作单元1、电动操作单元2、瞬动保护单元3、动触头系统4、静触头系统5及分流检测系统等构成，其中操作机构中的传动轴203、脱扣轴302及动触头支持件401为重要执行部件，以下对进行说明。
34.本实用新型中，为保证断路器合闸与分合闸稳定可靠，设置有相应的双向保持执行机构，具体为一种双向磁保持装置，可以快速可靠地进行分合闸，并在分合闸完成时提供磁保持力以确保断路器状态稳定。
35.如图7-图11所示，本实用新型中的断路器设置有可手动或电动操作以进行横向移动的传动轴203和可手动或电动操作以进行横向移动和竖向移动的脱扣轴302，脱扣轴302位于传动轴203和动触头支持件401之间，传动轴203配置有储能机构及保持机构；合闸时，储能机构释能，通过驱动传动轴203、脱扣轴302及动触头支持件401朝合闸方向移动来使动触头和静触头结合而合闸，并在合闸时由保持机构提供合闸保持力；分闸时，通过使动触头支持件401、脱扣轴302及传动轴203朝分闸方向复位，并在分闸时由保持机构提供分闸保持力，并对储能机构储能；过载或短路时，通过驱动脱扣轴302竖向移动，使脱扣轴302与传动轴203和动触头支持件401脱离而进行脱扣分闸保护。其中的动触头支持件401配置有动触头弹簧和复位反力弹簧，以便在合闸时提供合闸压力和在分闸时提供分闸回复力。
36.此外，本实用新型设置瞬动保护单元3，其具有脱扣轴302，脱扣轴302可手动或电动操作以进行横向移动和竖向移动，该脱扣轴位302于传动轴203和动触头支持件401之间，当过载或短路时，通过驱动脱扣轴302 竖向移动，使脱扣轴302与传动轴203和动触头支持件401脱离而进行脱扣分闸保护。该瞬动保护单元3为脱扣轴302配置脱扣衔铁组件301，以驱动脱扣轴302竖向移动。脱扣衔铁组件301包括衔铁301a和脱扣滑板 301b，脱扣滑板301b设置有横向的滑板中孔301b-1，脱扣轴302装于脱扣滑板中孔301b-1内，以便脱扣轴302 可在脱扣滑板301b上横向运动及随脱扣滑板竖向运动。其中，该瞬动保护单元3设置有u形磁轭305和衔铁 301a，其中脱扣滑板衔铁301a底部设置有滑板扣槽301b-3，衔铁滑板置于扣槽301b-3内来与脱扣滑板301b扣合。这样，使得衔铁301a装于u形磁轭内，且衔铁301a和u形磁轭305之间穿设脱扣铜排303来取电，而脱扣滑板301b与衔铁联接301a，且脱扣滑板复位弹簧304分别着力于脱扣滑板301b与u形磁轭305，使得脱扣滑板301b可以复位。此处，脱扣滑板301b开设有弹簧定位孔301b-2，滑板复位弹簧304可装入弹簧定位孔 301b-2进行定位，以便滑板复位弹簧304伸缩时保持稳定。在本实用新型中，脱扣轴302与动触头支持件401 接触，而不是直接接触动触头403。此时，进一步在动触头支持件401设置有支持件顶杆，脱扣轴302通过与支持件顶杆接触或脱离，来实现手动或电动合闸、分闸或脱扣分闸。可以理解的是，瞬动保护单元3需要取电，这是通过铜排303来实现的。此时，在铜排303和动触头403之间设置软联线404，其两端分别与铜排303 和动触头403联接，以便适用动触头403活动的需要。
37.参见图7-图11，本实用新型瞬动保护脱扣操作包括3个阶段，其中图7、图11分别为初始及动作完成时的状态，图8示出脱扣第一阶段状态，图9示出脱扣第二阶段状态，图示10出脱扣第三阶段状态；当用电系统线路出现短路故障，线路出现短路电流，即线路中电流极大，此时静触头系统5及分流检测系统监测到该故障电流，会触发双向磁保持装置脱扣分闸动作；同时，因为瞬动保护单元3所设的脱扣组件301上的衔铁301a 与u型磁轭305中间穿设铜排303，当短路大电流流过，u型磁轭305与衔铁301a之间会产生磁场，由此衔铁301a带动脱扣滑板301b及脱扣轴302一同向下快速移动；因脱扣轴302设置在脱扣滑板301b的滑板中孔间，当脱扣轴302被抽出，传动轴203、脱扣轴302、动触头支持件401(动触头支持件顶杆401a)、触头弹簧402、动触头403、静触头系统501的静态保持被打破，动触头403及动触头支
持件401在触头弹簧402和动复位反力弹簧的作用下，快速向后移动，实现断路器脱扣分闸；进一步地，双向磁保持装置完成分闸动作。此后，衔铁 301a及脱扣滑板301b在脱扣滑板复位弹簧304作用下，回到初始位置，进而将脱扣轴302也推至初始位置。
38.如前所述，本实用新型断路器具有一种带脱扣功能的触头系统结构，其设置有瞬动保护单元3，可以通过紧急脱扣机构手动操作来进行脱扣分闸保护。
39.参见图12-图15，示出手动操作单元的结构及方式，其中图12为手动紧急脱扣结构初始状态，图13为手动脱扣按钮按下状态时的脱扣按钮操作示意图，图14为锁定解锁件按下状态时锁定解锁件操作示意图，图15 为操作手柄拉出状态时操作手柄操作示意图。
40.如图12-图15所示，手动操作单元1包括操作手柄101、联动件102、锁定解锁件103、中间传动件104、脱扣按钮复位弹簧105、脱扣按钮106、凸轮传动件107、脱扣衔铁组件301等部件，具体操作方式如下所述。
41.合闸状态下，按下脱扣按钮106，推动凸轮传动件107顺时针转动，凸轮压动脱扣滑板组件301向下移动，产品脱扣分闸，同时脱扣按钮106触发电子控制单元9电动操作，双向磁保持装置动作至分闸状态。释放脱扣按钮106后，脱扣滑板组件301在脱扣滑板复位弹簧304作用下，回到初始位置，同时脱扣按钮106在按钮复位弹簧105作用下回到初始状态。
42.另外，合闸状态下，产品装入配电柜时也会先行脱扣分闸，以保证产品安全。具体过程为，配电柜机框 (图未示出)压动锁定解锁件103逆时针转动，进而压动中间传动件104顺时针转动，进而推动脱扣按钮106 向左移动，推动凸轮传动件107顺时针转动，凸轮压动脱扣滑板组件301向下移动，产品脱扣分闸，同时脱扣按钮106触发电子控制单元9电动操作，双向磁保持装置动作至分闸状态。释放脱扣按钮106后，脱扣滑板组件301在脱扣滑板复位弹簧304作用下，回到初始位置。同时，脱扣按钮106在按钮复位弹簧105作用下回到初始状态，锁定解锁件103进入机框后弹起，且不被压住，断路器回到初始状态。
43.拉动操作手柄101，带动联动件102向右移动，断路器分闸(具体过程见前述手动操作部分)；继续拉动操作手柄101，带动锁定解锁件103逆时针转动，进而压动中间传动件104顺时针转动，进而推动脱扣按钮106向左移动，推动凸轮传动件107顺时针转动，凸轮压动脱扣滑板组件301向下移动，产品脱扣分闸，放开操作手柄101后，脱扣滑板组件301在脱扣滑板复位弹簧304作用下，回到初始位置。同时，脱扣按钮106在按钮复位弹簧105作用下回到初始状态，锁定解锁件103复位，且不被压住，操作手柄在手柄复位弹簧作用下回到初始位置，断路器回到初始状态。
44.本实施例虽然以较佳公开如上，但其并不是用来限定本实施例，任何本领域技术人员在不脱离本实施例的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实施例的保护范围应当以本实施例权利要求所界定的范围为准。