专利名称：永磁分合闸型直流智能断路器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直流开关技术领域，具体涉及一种具有短路和过载保护功能的永
磁分合闸型直流智能断路器。
背景技术：
直流断路器，我国主要用于工矿电机车上，对直流电机作短路或过载保护用。现有 的直流快速断路器，一般采用直流螺管电磁铁操作传动这种结构形式虽比直流电机、风动 机操作的结构简单，但其操作电流较大，电磁铁尺寸也较大，为此，必须加大导线直径，加大 电磁铁尺寸，从而使整个断路器体积变大。由于电磁铁尺寸加大所引起的自身过热及冲击 力，难以满足电机车的频繁操作要求。 专利文献CN2105761U公开了一种电机车直流快速断路器，由灭弧系统、机架、操 作机构、触头和过电流脱扣系统组成，其特征是用一只单作用汽缸或双作用汽缸传动操作 机构，并通过连杆机构操作断路器触头的闭合。从其说明书附图l可以清楚地观察到，其连 杆机构的结构非常复杂，零部件较多，容易发生故障，难以长期可靠运行。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简化、分断速度快、性能稳定可靠的永磁分合 闸型直流智能断路器。 实现本实用新型目的的技术方案是一种永磁分合闸型直流智能断路器，包括基 座，所述基座上设有动触头、动触头支持件、与动触头电连接的出线端子、静触头、静触头支 持件、与静触头电连接的进线端子、操作机构和灭弧机构；所述操作机构包括永磁式电磁操 作机构，所述永磁式电磁操作机构包括沿垂直方向做往复直线运动的动作杆；所述动作杆 在做往复直线运动的同时，带动所述动触头在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸操 作。 上述技术方案中，所述动触头支持件包括绝缘材料制成的动触头支承座；所述灭 弧机构包括弓I弧板、吹弧线圈和灭弧罩。 上述技术方案中，所述动触头设置在所述动触头支承座的左端；所述静触头设置 在永磁式电磁操作机构左侧，所述静触头正下方设有吹弧线圈，所述吹弧线圈左侧设有引 弧板，所述引弧板左侧设有灭弧罩。 上述技术方案中，所述动触头的基部设有滑孔；所述动触头支承座上设有限位件 和弹簧；所述限位件包括圆柱和固定在圆柱顶端的限位凸台；所述圆柱底端穿过所述动触 头的滑孔并固定在动触头支承座上；所述弹簧套设在圆柱上，其一端抵在动触头的上表面 上，另一端抵在圆柱顶端的限位凸台上。 上述技术方案中，所述动触头支持件还包括金属制的传动臂，所述动触头支承座 固定在传动臂上，且所述传动臂与所述动触头之间绝缘；所述传动臂沿水平方向设置，其右 端通过转轴与基座转动连接，其左端与所述动作杆相连接。[0010] 上述技术方案中，还包括一个智能电子控制器和一个套设在所述进线上的用于对
电流进行实时取样的直流电流传感器。 上述技术方案中，所述直流电流传感器是霍尔电流传感器；所述智能电子控制器 对实时取样的电流值与预设电流值进行比较，并在过流和过载的情况下向永磁式电动动作 机构发出相应的电信号，控制永磁式电动动作机构做出分合闸动作。 上述技术方案中，所述静触头的两侧还各设有一个采用尼龙-聚乙烯合金或尼 龙_聚丙烯合金制成的产气板。 本实用新型具有积极的效果(l)本实用新型中，所述操作机构包括永磁式电磁 操作机构，所述永磁式电磁操作机构包括沿垂直方向做往复直线运动的动作杆；所述动作 杆在做往复直线运动的同时，带动所述动触头在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸 操作。本实用新型与专利文献CN2105761U公开的电机车直流快速断路器相比，分合闸速度 较快，结构较为简化，零部件较少，降低了发生机械故障的可能性，可长期稳定可靠运行。 (2)本实用新型中，所述动触头的基部设有滑孔；所述动触头支承座上设有限位 件和弹簧；所述限位件包括圆柱和固定在圆柱顶端的限位凸台；所述圆柱底端穿过所述动 触头的滑孔并固定在动触头支承座上；所述弹簧套设在圆柱上，其一端抵在动触头的上表 面上，另一端抵在圆柱顶端的限位凸台上。提供复位弹力的弹簧，配合上独特结构的动触头 支持件，使得本实用新型在分合闸时，具有很好的缓冲作用，避免因动静触头撞击过度而使 动静触头受损；另外，在合闸后，所述弹簧具有施压作用，其推动动触头支持件使其向着压 紧静触头的方向向动触头施加压力，从而实现动静触头之间的稳固结合，长期使用时，更具 有很好的效果，因为动静触头在长期的分合闸操作中，会有一定磨损，而该弹簧提供的压力 可以抵消这种磨损带来的不利因素，可有效保证动静触头二者之间的电气接触性能。 (3)本实用新型中，还包括一个智电子控制器和一个套设在所述进线上的用于对 电流进行实时取样的直流电流传感器。利用该智能电子控制器和直流电流传感器可以有效 实现智能化操作。利用智能电子控制器和永磁式电磁操作机构，可以使合闸操作时间小于 0. 05毫秒，分闸操作时间降低至0. 02毫秒。 (4)本实用新型中，所述静触头的两侧还各设有一个采用绝缘塑料制成的产气板。 当动静触头分闸产生电弧时，电弧的高温可以使得产气板产生气体，提高电弧下方的气压， 在这股高气压的作用下，将动静触头之间的拉弧快速吹断，有效减少电弧长度，以利于熄 弧；同时在高气压的作用下，将电弧吹入灭弧罩中熄弧，从而提高灭弧效果。
图1为本实用新型的一种结构示意图。 附图所示标记为基座l，动触头2，动触头支持件3，动触头支承座31，限位件32， 圆柱321，限位凸台322，弹簧33，传动臂34，出线端子4，静触头5，静触头支持件51，进线 端子52，操作机构6，永磁式电磁操作机构61，动作杆611，灭弧机构7，引弧板71，吹弧线圈 72，灭弧罩73，智能电子控制器81，直流电流传感器82，产气板9。
具体实施方式
(实施例l)[0020] 图1为本实用新型的一种结构示意图，显示了本发明的一种具体实施方式
。 本实施例是一种永磁分合闸型直流智能断路器，见图1所示，包括基座l，所述基
座1上设有动触头2、动触头支持件3、与动触头2电连接的出线端子4、静触头5、静触头支
持件51、与静触头5电连接的进线端子52、操作机构6、灭弧机构7、一个智能电子控制器81
和一个套设在所述进线上的用于对电流进行实时取样的直流电流传感器82。 所述操作机构6包括永磁式电磁操作机构61 ，所述永磁式电磁操作机构61包括沿
垂直方向做往复直线运动的动作杆611。 所述灭弧机构7包括引弧板71、吹弧线圈72和灭弧罩73。 所述动触头支持件3包括绝缘材料制成的动触头支承座31、限位件32、弹簧33和 金属制的传动臂34。 所述动触头2设置在所述动触头支承座31的左端；所述静触头5设置在永磁式电 磁操作机构61左侧，所述静触头5正下方设有吹弧线圈72，所述吹弧线圈72左侧设有引弧 板71，所述引弧板71左侧设有灭弧罩73。 所述动触头2的基部设有滑孔；所述限位件32包括圆柱321和固定在圆柱321顶 端的限位凸台322 ;所述圆柱321底端穿过所述动触头2的滑孔并固定在动触头支承座31 上；所述弹簧33套设在圆柱321上，其一端抵在动触头2的上表面上，另一端抵在圆柱321 顶端的限位凸台322上。 所述直流电流传感器82是霍尔电流传感器；所述智能电子控制器81对实时取样 的电流值与预设电流值进行比较，并在过流和过载的情况下向永磁式电动动作机构发出相 应的电信号，控制永磁式电动动作机构做出分合闸动作。 为了进一步提高灭弧效果，本实施例还在所述静触头5的两侧还各设有一个采用 尼龙_聚乙烯合金制成的产气板9。所述产气板9采用尼龙_聚乙烯合金或尼龙_聚丙烯 合金制成。本实施例中选用采用尼龙-聚丙烯合金。尼龙-聚乙烯合金或尼龙-聚丙烯合 金制成的产气板与采用普通绝缘塑料制成的产气板9相比，在相同的电弧作用下，能够产 生更多的气体，能够提高灭弧效果。 所述动作杆611在做往复直线运动的同时，通过动触头支持件带动所述动触头2 在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸操作。 本实施例主要用于高压工作环境下，其工作电压是1500V，额定工作电流为15A至 50A;智能电子控制器与高性能的霍尔电流传感器相配合，能够在工作运行时，对运行电流 进行近乎实时的跟踪监领"同时其额定工作电流最大值还可以在15A至50A范围内选挑，一 旦电路电流超出预设值后，或电路短路后，智能电子控制器能够在0.012毫秒内的时间迅
速给出分闸信号。 本实施例主要用于对空压机所用电机进行短路和过载保护，预设额定工作电流最 大值一般是15A至50A范围内任意值；空压机电机在启动时，所需电流也即启动电流较大， 启动电流是150A，启动时间2秒钟，远远超出预设工作电流，为了正常工作，智能电子控制 器可以在一定时间内允许大电流通过，也即在启动时即使电流达到150A时，一定时间内是 允许的，当空压机电机启动后正常工作中，其工作电流较小，一般在15A至50A范围内，此时 如果工作电流突然超出预设值，智能电子控制器将给永磁式电磁操作机构中的电磁线圈通 电，做出分闸动作，给空压机电机进行断电保护。空压机在运行中，还有一个特点，其预设
5工作气压是一个范围值，例如是3个大气压至6个大气压，当空压机内气压超过6个大气 压后，空压机电机自动断电，然后空压机内气压会逐渐变小，当低至3个大气压后，必须要 给空压机电极供电以增压，所以，空压机在工作运行中，其电机一般需要多次启动及断电关 掉；利用该智能电子控制器和霍尔电流传感器，可以有效保证空压机电机的长期稳定运行。 另外，本实施例中的银钨合金动触头2、静触头5采用特殊材料及工艺方法制备而 成，具体是选用熔点高的金属例如银片制成多孔体的骨架，再将熔点较低的银钨合金粉末 放置在多孔体骨架上面或下面，升温至骨架熔点以下，银钨合金熔点以上，由于银钨合金粉 末熔化，多孔体骨架未熔化，溶化后的银钨合金填充到多孔体骨架的孔隙中，从而形成的致 密制品。其优点是制成的触头(也称触点)具有良好的导电性和易加工性，既具有钨的高 熔点、高硬度、耐电弧侵蚀、抗熔焊、材料转移少的特点，其最大的特点就是对大电流电弧的 承受能力强，不易出现熔化、度形、龟裂、鼓泡等不良现象。 本实施例具有以下优点(l)本实施例中，所述操作机构包括永磁式电磁操作机
构，所述永磁式电磁操作机构包括沿垂直方向做往复直线运动的动作杆；所述动作杆在做
往复直线运动的同时，带动所述动触头在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸操作。本
实施例与专利文献CN2105761U公开的电机车直流快速断路器相比，分合闸速度较快，结构
较为简化，零部件较少，降低了发生机械故障的可能性，可长期稳定可靠运行。 (2)本实施例中，所述动触头的基部设有滑孔；所述动触头支承座上设有限位件
和弹簧；所述限位件包括圆柱和固定在圆柱顶端的限位凸台；所述圆柱底端穿过所述动触
头的滑孔并固定在动触头支承座上；所述弹簧套设在圆柱上，其一端抵在动触头的上表面
上，另一端抵在圆柱顶端的限位凸台上。提供复位弹力的弹簧，配合上独特结构的动触头支
持件，使得本实施例在分合闸时，具有很好的缓冲作用，避免因动静触头撞击过度而使动静
触头受损；另外，在合闸后，所述弹簧具有施压作用，其推动动触头支持件使其向着压紧静
触头的方向向动触头施加压力，从而实现动静触头之间的稳固结合，长期使用时，更具有很
好的效果，因为动静触头在长期的分合闸操作中，会有一定磨损，而该弹簧提供的压力可以
抵消这种磨损带来的不利因素，可有效保证动静触头二者之间的电气接触性能。
(3)本实施例中，还包括一个智电子控制器和一个套设在所述进线上的用于对电
流进行实时取样的直流电流传感器。利用该智能电子控制器和直流电流传感器可以有效
实现智能化操作。利用智能电子控制器和永磁式电磁操作机构，可以使合闸操作时间小于
0. 05毫秒，分闸操作时间降低至0. 02毫秒。
(4)本实施例中，所述静触头的两侧还各设有一个采用绝缘塑料制成的产气板。当
动静触头分闸产生电弧时，电弧的高温可以使得产气板产生气体，提高电弧下方的气压，在
这股高气压的作用下，将动静触头之间的拉弧快速吹断，有效减少电弧长度，以利于熄弧；
同时在高气压的作用下，将电弧吹入灭弧罩中熄弧，从而提高灭弧效果。 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而
并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明
的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以
穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用
新型的保护范围。
权利要求一种永磁分合闸型直流智能断路器，包括基座(1)，所述基座(1)上设有动触头(2)、动触头支持件(3)、与动触头(2)电连接的出线端子(4)、静触头(5)、静触头支持件(51)、与静触头(5)电连接的进线端子(52)、操作机构(6)和灭弧机构(7)；其特征在于所述操作机构(6)包括永磁式电磁操作机构(61)，所述永磁式电磁操作机构(61)包括沿垂直方向做往复直线运动的动作杆(611)；所述动作杆(611)在做往复直线运动的同时，带动所述动触头(2)在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸操作。
2. 根据权利要求1所述的一种永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述动 触头支持件(3)包括绝缘材料制成的动触头支承座(31);所述灭弧机构(7)包括引弧板 (71)、吹弧线圈(72)和灭弧罩(73)。
3. 根据权利要求2所述的一种永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述动触 头(2)设置在所述动触头支承座(31)的左端；所述静触头(5)设置在永磁式电磁操作机构 (61)左侧，所述静触头(5)正下方设有吹弧线圈(72)，所述吹弧线圈(72)左侧设有引弧板 (71)，所述引弧板(71)左侧设有灭弧罩(73)。
4. 根据权利要求3所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述动触头(2) 的基部设有滑孔；所述动触头支承座(31)上设有限位件(32)和弹簧(33);所述限位件 (32)包括圆柱(321)和固定在圆柱(321)顶端的限位凸台(322);所述圆柱(321)底端穿 过所述动触头(2)的滑孔并固定在动触头支承座(31)上；所述弹簧(33)套设在圆柱(321) 上，其一端抵在动触头(2)的上表面上，另一端抵在圆柱(321)顶端的限位凸台(322)上。
5. 根据权利要求4所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述动触头支 持件(3)还包括金属制的传动臂(34)，所述动触头支承座(31)固定在传动臂(34)上，且所 述传动臂(34)与所述动触头(2)之间绝缘；所述传动臂(34)沿水平方向设置，其右端通过 转轴与基座(1)转动连接，其左端与所述动作杆(611)相连接。
6. 根据权利要求1所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于还包括一个智 能电子控制器(81)和一个套设在所述进线上的用于对电流进行实时取样的直流电流传感 器(82)。
7. 根据权利要求6所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述直流电流 传感器(82)是霍尔电流传感器；所述智能电子控制器(81)对实时取样的电流值与预设电 流值进行比较，并在短路和过载的情况下向永磁式电动动作机构发出相应的电信号，控制 永磁式电动动作机构做出分合闸动作。
8. 根据权利要求l所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述静触头(5) 的两侧还各设有一个采用绝缘塑料制成的产气板(9)。
9. 根据权利要求8所述的永磁分合闸型直流智能断路器，其特征在于所述产气板(9) 采用尼龙一聚乙烯合金或尼龙一聚丙烯合金制成。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁分合闸型直流智能断路器，包括基座，所述基座上设有动触头、动触头支持件、与动触头电连接的出线端子、静触头、静触头支持件、与静触头电连接的进线端子、操作机构和灭弧机构；所述操作机构包括永磁式电磁操作机构，所述永磁式电磁操作机构包括沿垂直方向做往复直线运动的动作杆；所述动作杆在做往复直线运动的同时，带动所述动触头在一定角度内做往复转动，从而实现分合闸操作。本实用新型的优点是结构简化、分断速度快、性能稳定可靠。
文档编号H01H71/32GK201518302SQ200920190289
公开日2010年6月30日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者郑汉华 申请人:乐清市牵引机电厂