专利名称：限流型液磁式小型断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路保护技术领域，具体地说是一种在输配电中用于过电流保护和短路保护的具有短路限流快速脱扣功能的液磁式小型断路器。
背景技术：
现有的热磁式小型断路器广泛大量的应用于输配电中作为过电流保护和短路保护之用。热磁式小型断路器有两个跳闸装置:热延时跳闸装置和磁瞬时跳闸装置。热延时跳闸装置响应于电流过载，电流过载自动激励操纵机构以打开电路；热延时跳闸装置是受双金属片控制的，双金属片一端保持固定，另一端可以自由偏转以响应电流通过双金属片时产生的热量，双金属片与动触头是串联连接的，超过预定额定电流的持续电流会使双金属片充分弯曲，从而解锁操纵机构，打开电路。磁瞬时跳闸装置是由电磁铁完成的，电磁铁被很大的电流(过电流或短路电流)产生的磁场吸引，克服反力弹簧的作用力动作，解锁操纵机构，打开电路。磁瞬时跳闸装置通常是在预期故障电流尚未完全形成时就已动作，将动、静触头分离，使预期故障电流不能完全形成，起到限流作用，同时快速解锁操纵机构将电路打开，因此热磁式小型断路器有着很高的短路分断能力。热延时跳闸装置是受双金属片这一温度敏感元件控制的，所以该类小型断路器对使用场所的环境温度敏感，工作环境温度带窄(一般为一 5 40摄氏度)；双金属片本身精准度不高，在能量转换过程中又附加了环境温度这一不确定因素，致使该类小型断路器精准性较差。上世纪初，美国为了恶劣环境下军事活动的需要，由AIRPAX公司和ACRLING公司相继研制了液磁式小型断路器；液磁式小型断路器不仅精准性好，更重要的是这种小型断路器改热延时跳闸装置为磁延时跳闸装置，不再使用双金属片这一温度敏感元件，从而使这种小型断路器环境适应性得以根本性的改善。上世纪八十年代前后我国也相继有类似产品问世，例如申请号为“201120059987.6”，名称为“一种液压电磁断路器”的液压电磁式小型断路器等；但该类液磁式小型断路器均无短路限流和短路快速脱扣功能，致使这类小型断路器短路分断能力不高。由上可知，与热磁性小型断路器比较，液磁式小型断路器环境适应性强、精准性好，但现有液磁式小型断路器无短路限流和短路快速脱扣功能，短路分断能力不高，要将其广泛应用于输配电保护中，必须采取有效的短路限流及短路快速脱扣技术以保证其分断能力。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种应用电动斥力短路限流技术的液磁式小型断路器，它可克服现有技术中液磁式小型断路器无短路限流功能，短路分断能力不高的一些不足。为了实现上述目的 ，本发明所采取的技术方案是设计了一种限流型液磁式小型断路器，它主要包括壳体和设在壳体内的油阻尼过电流脱扣机构、操作机构、导电系统和灭弧系统，其特征在于:壳体内设有电动斥力短路限流脱扣机构和斥力快速解锁机构，操作机构设置为双控操作机构，所述双控操作机构分别响应于斥力快速解锁机构和油阻尼过电流脱扣机构。具体方案是:将动触头、静触头及第一接线板组合成为一长臂的U型触头结构，且动触头与第一接线板平行，并将动触头设置为在操纵机构不解锁状态下也可绕触头枢轴转动的肘节式触头机构，动触头一侧设置了响应于电动斥力的斥力快速解锁机构；操纵机构设置为既响应油阻尼脱扣机构又响应斥力快速脱扣机构的双控操纵机构；短路电流出现时流经动触头、静触头和第一接线板上的短路电流平行且反向，这个反向的短路电流在动、静触头间形成了电动斥力(F=2I2LX10_VS I—短路电流L一U型臂长S—两臂间距离)，当电动斥力大于触头接触压力时，动触头在不解锁操纵机构状态下快速弹开，动、静触头迅速分离，切断了电路中的电流，在切断电流的过程中将电弧拉长、拉细，形成了大的弧阻，瞬间提高了电弧电压，使得预期短路电流不能完全形成，起到限流作用，与此同时动触头的运动推动斥力快速脱扣机构解锁操纵机构，使动触头不能回位，将电路回路打开。
图1为本发明一实施例中动、静触头连接的结构示意图。图2为本发明一实施例中动、静触头分开的结构示意图。图3为本发明短路故障状态时的结构示意图。图4为本发明电动斥力短路限流脱扣机构的结构示意图。图5为本发明斥力快速脱扣机构的结构示意图。图6为本发明锁扣机的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。本发明附图和描述中的图号说明如下:1一手柄 2—跳扣机 3—锁扣机 4一连接板 5—触头支持6—触头枢轴 7—触头压力弹簧 8—第一接线板 9一静触头
10—动触头 11 一隔弧壁 12—第一软连接 13—斥力解锁机 14 一斥力解锁机推杆15一导弧板16—灭弧罩17—阻尼器18—导流板19一第二接线板20—绝缘壳体21一第二软连接22—励磁线圈23—极靴24—衔铁25—磁辄
本发明主要包括壳体20壳体和设在壳体内的油阻尼过电流脱扣机构、操作机构、导电系统和灭弧系统，其与现有技术的区别在于:壳体内设有电动斥力短路限流脱扣机构和斥力快速解锁机构，操作机构设置为双控操作机构，所述双控操作机构分别响应于斥力快速解锁机构和油阻尼过电流脱扣机构，所谓响应即指电流过载时双控操纵机构在油阻尼过电流脱扣机构的激励下打开电路回路，电流短路时双控操纵机构在斥力快速解锁机构的激励下打开电路回路。电动斥力短路限流脱扣机构包括动触头10、第一接线板8和触头支持5，第一接线板设置有静触头9，动触头通过触头 枢轴6与触头支持5形成肘节机构，触头枢轴上设置触头压力弹簧7。动触头、静触头及第一接线板组合成为一长臂的U型触头结构，动触头与第一接线板平行设置；动触头一侧设置了斥力快速解锁机构，斥力快速解锁机构响应于双控操作机构，斥力快速解锁机构由斥力解锁机13和斥力解锁推杆14构成。动触头的运动通过解锁机推杆推动斥力解锁机解锁操作机构。动触头与触头支持形成铰接，动触头与触头枢轴形成可转动连接。由于动触头设有肘节机构，当短路电流出现时流经动触头、静触头和第一接线板上的短路电流平行且反向，这个反向的短路电流在动、静触头间形成了电动斥力(F=2I2LX10_VS I—短路电流L一U型臂长S—两臂间距离)，当电动斥力大于触头接触压力时，电动斥力激励动触头10在不解锁双控操纵机构的状态下压迫触头压力弹簧7绕触头枢轴6快速向下转动，动、静触头迅速分离，切断电路中的电流。双控操作机构设有手柄I和连接板4，手柄的下端铰接有跳扣机2，连接板上分别铰接有跳扣机和锁口机3，锁扣机设置为双拨杆结构，锁扣机的双拨杆分别啮合油阻尼过电流脱扣机构和电动斥力短路限流脱扣机构。这里所述的双拨杆结构是指既能相应于油阻尼过电流脱扣机构又响应于斥力快速解锁机构的一种操作机构。油阻尼过电流脱扣机构包括阻尼器和绕设在阻尼器外部的励磁线圈，阻尼器的内设有铁芯，阻尼器的顶部设有极靴和与极靴相配合的衔铁，衔铁的一端与双拨杆结构相配合。励磁线圈的一端与第二接线板相连，另一端通过第二软导体与导流板相连，导流板通过第一软导体与电动斥力短路限流脱扣机构。本发明实施例所述限流型液磁式小型断路器主要由电动斥力短路限流机构、斥力快速脱扣机构、油阻尼过电流脱扣机构、操纵机构、导电系统、灭弧系统、磁轭、绝缘壳体等构成；其中电动斥力短路限流机构、油阻尼过电流脱扣机构、操纵机构及导电系统载装于磁轭25上成为一个整体，灭弧系统依附于绝缘壳体20设置在断路器的下部，斥力快速脱扣机构设置在动触头的一侧(参见图1、图2)。所述电动斥力短路限流机构是由第一接线板8、静触头9、动触头10、触头支持5、触头枢轴6、触头压力弹簧7构成(参见图4);动触头10铰链装在触头支持5上与触头支持5构成肘节，肘节处触头枢轴6上设置了触头压力弹簧7以保证触头接触压力；当动触头10所受到的电动斥力大于触头接触压力时，电动斥力激励动触头10在不解锁操纵机构的状态下压迫触头压力弹簧7绕触头枢轴6快速转动，动、静触头迅速分离，切断电路中的电流，在切断电流的过程中将电弧拉长、拉细，形成大的弧阻，瞬间提高了电弧电压，使得预期短路电流不能形成，起到了限流作用。斥力快速脱扣机构是由斥力解锁机13和斥力解锁机推杆14构成；斥力解锁机13啮合锁扣机3，动触头10的运动通过解锁机推杆14推动斥力解锁机13解锁操纵机构。所述油阻尼过电流脱扣机构是由衔铁24、励磁线圈22、极靴23、阻尼器17构成(参见图1、图2);超过预定额定值的持续电流会使励磁线圈22上的磁通量超过预定值，从而推动阻尼器17中的铁芯克服反力弹簧的作用力向极靴23运动，当铁芯与极靴23相接，极靴23上的磁力增大，吸附衔铁24解锁操纵机构，断开电路回路。阻尼器中的阻尼液使得铁芯运动延时。所述操纵机构由手柄1、跳扣机2、锁扣机3及连接板4构成(参见图1、图2);跳扣机2绞链装在手柄I的下端，跳扣机2、 锁扣机3又分别与连接板4铰链连接；所述操纵机构的特征在于将锁扣机3设置为双拨杆结构，双拨杆分别啮合油阻尼过电流脱扣机构和电动斥力短路限流脱扣机构；过载电流通过油阻尼过电流脱扣机构激励操纵机构打开电路回路，短路电流通过电动斥力短路限流脱扣机构激励操纵机构打开电路回路。所述导电系统是由第一接线板8、静触头9、动触头10、第一软连接12、导流板
18、励磁线圈22、第二软连接21、第二接线板19构成(参见图1、图2);导电系统的作用是保障正常情况下电流的正常通过。所述灭弧系统是由导弧板15、隔弧壁11、灭弧罩16构成(参见图1、图2);导弧板15与第一接线板8相接，设置在灭弧室的下部，隔弧壁11设置于灭弧室的左右两侧，灭弧室内设置了灭弧罩16。灭弧系统的作用是将燃烧的电弧快速引入灭弧室并将其熄灭。本发明具有如下优点:
1、精准性好，可设定性强，可以满足不同用户的多种需求。2、分断能力高，彻底解决了液磁式小型断路器无限流功能，分断能力不高的技术难题。3、环境适应性强， 工作环境温度范围大。工作环境温度通常为:-40°C +85°C。
权利要求
1.限流型液磁式小型断路器，它主要包括壳体和设在壳体内的油阻尼过电流脱扣机构、操作机构、导电系统和灭弧系统，其特征在于:壳体内设有电动斥力短路限流脱扣机构和斥力快速解锁机构，操作机构设置为双控操作机构，所述双控操作机构分别响应于斥力快速解锁机构和油阻尼过电流脱扣机构。
2.根据权利要求1所述的限流型液磁式小型断路器，其特征在于:电动斥力短路限流脱扣机构包括动触头、第一接线板和触头支持，第一接线板设置有静触头，动触头通过触头枢轴与触头支持形成肘节机构，触头枢轴上设置触头压力弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种限流型液磁式小型断路器，其特征在于:动触头、静触头及第一接线板组合成为一长臂的U型触头结构，动触头与第一接线板平行设置；动触头一侧设置了斥力快速解锁机构，斥力快速解锁机构响应于双控操作机构，斥力快速解锁机构由斥力解锁机和斥力解锁推杆构成。
4.根据权利要求1所述的限流型液磁式小型断路器，其特征在于:双控操作机构设有手柄和连接板，手柄的下端铰接有跳扣机，连接板上分别铰接有跳扣机和锁口机，锁扣机设置为双拨杆结构，锁扣机的双拨杆分别啮合油阻尼过电流脱扣机构和电动斥力短路限流脱扣机构。
5.根据权利要求1所述的限流型液磁式小型断路器，其特征在于:油阻尼过电流脱扣机构包括阻尼器和绕设在阻尼器外部的励磁线圈，阻尼器的内设有铁芯，阻尼器的顶部设有极靴和与极靴相配合的衔铁，衔铁的一端与双拨杆结构相配合。
6.根据权利要求5所述的限流型液磁式小型断路器，其特征在于:励磁线圈的一端与第二接线板相连， 另一端通过第二软导体与导流板相连，导流板通过第一软导体与电动斥力短路限流脱扣机构。
全文摘要
本发明提供了一项在输配电中用于过电流保护和短路保护的液磁式小型断路器的电动斥力短路限流脱扣技术，尤指在输配电中用于过电流保护和短路保护的具有短路限流功能的液磁式小型断路器；彻底解决了液磁式小型断路器无短路限流功能、分断能力不高的问题。所述电动斥力短路限流脱扣技术是在动、静触头间设置了电动斥力短路限流脱扣机构，当短路电流出现时，在电动斥力作用下，动、静触头快速分离，迅速切断了电路中的电流，在切断电流的过程中将电弧拉长、拉细，形成了大的弧阻，瞬间提高了电弧电压，使得预期短路电流不能完全形成，起到限流作用；与此同时动触头的运动推动斥力解锁机快速解锁操纵机构，使动触头不能回位，将电路回路打开。
文档编号H01H71/24GK103219204SQ201210015118
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者王 华, 王海波 申请人:陈洪元, 王 华, 王海波