断路器及其脱扣器的制作方法

本发明涉及一种断路器用的脱扣器。

背景技术：

断路器是电气领域的常用部件，用于接通和分断电流，并在过载或短路的情况下对线路提供保护。断路器通常具有脱扣器，用以使断路器断开。

图1所示为现有的脱扣器的示意图，图2和图3分别为包含现有的脱扣器的断路器的立体图和俯视图。脱扣器包括壳体1、切换开关2及电子式脱扣机构3，壳体内具有导电端子。如图2所示，断路器的两侧连接三组导电端子4，每一组导电端子内形成有回路，切换开关可旋转的连接于壳体。

断路器能按照本身的结构和功能进行产品的on、off、脱扣三种状态的实现；on表示产品接通回路的状态；off表示产品断开回路的状态；脱扣表示产品在off状态，人为手动使产品脱扣后的状态，或者在产品off状态时回路出现过载、短路故障后的产品自动切断回路后的状态。在产品on或者off状态下，都是通过壳体上切换开关的旋转，使断路器产品实现产品脱扣状态，来保护断路器产品的各项保护功能。

具体操作为：

图3中导电端子在断路器正常使用中，是用来接通负载回路的，即，接通两侧的每一组导电端子分别连接断路器产品，正常情况下具有稳定的电流分别导通。当回路中未出现过载、短路故障时，电子式脱扣机构上的钩子处于复位状态，不触动切换开关。

当回路中出现过载、短路故障时，流经导电端子的电流会出现突然的变化，电流互感器6会通过感应到这种电流变化并转化成信号传输给pcb组件5，pcb组件5经过计算和判断，再通过导线把信号传输给电子式脱扣机构3，电子式脱扣机构3会立刻工作，并使电子式脱扣机构3上的钩子7从复位状态运动到脱扣状态，钩子7带动切换开关2旋转，实现断路器的脱扣，从而切断回路和设备的电源，实现保护回路以及设备的功能。

现有技术中，当回路中出现过载、短路故障时，电流互感器感应到电流变化到最终使脱口单元工作驱动切换开关旋转的过程中，需要经过两个信号的传输、一个信号的计算判断，以及两个零件的运动，这些正常的工作流程的累计时间较长，也就是说从故障发生到切断故障回路，需要很长的时间。出现过载故障时，通过电子式脱扣机构切断回路电流，按照iec/gb标准允许有一个适合的响应时间，符合产品标准的要求。但是出现极大电流的短路故障时，尤其当回路或者设备发生非常大的短路电流时，需要电子式脱扣机构非常迅速分断故障回路。然而，现有的脱扣器的响应时间较长，无法更好的保护回路和设备的使用安全，难以满足产品标准的要求。

因此，需要一种脱扣器及断路器，其能够在出现极大电流的短路故障时快速做出反应，并切断回路，以便更好的保护回路和设备的使用安全，满足产品标准的要求。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种脱扣器及断路器，其能够在出现极大电流的短路故障时快速做出反应，并切断回路，以便更好的保护回路和设备的使用安全，满足产品标准的要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种脱扣器用于对回路进行短路保护，其包括壳体、至少一个切换开关及至少一个电磁式脱扣机构，壳体具有至少一个导电端子，回路内的电流流经导电端子；至少一个切换开关可活动的设置于壳体上，能够使相对应的回路导通或切断；至少一个电磁式脱扣机构位于壳体内，且与导电端子相对应，电磁式脱扣机构包括相互靠近的第一磁性单元和第二磁性单元，第一磁性单元靠近或接触相对应的导电端子；其中，当各回路未出现短路时，各电磁式脱扣机构的第一磁性单元和第二磁性单元未吸合，切换开关处于第一位置，各回路处于导通状态；当任一回路发生短路时，发生短路的回路所对应的电磁式脱扣机构的第一磁性单元和第二磁性单元吸合，使得切换开关处于第二位置，发生短路的回路被切断。

根据本发明的另一个方面，提供了一种断路器，其包括上述的脱扣器。

本发明的有益技术效果在于：本发明的电磁式脱扣器通过电磁力直接作用在切换开关上，实现迅速分断回路的功能，整个反应、动作过程能够在极短的时间内完成。与现有技术相比，本发明大幅缩短了反应时间，通过减少短路分断的时间来提高产品分断性能，弥补了电子式脱扣机构在遇到大短路电流时无法迅速分断回路的弊端，快速、有效的达到限制短路电流的性能要求，从而更好的保护回路和设备的使用安全，满足产品标准的要求。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是现有的脱扣器的示意图。

图2是包含现有的脱扣器的断路器的立体图。

图3是包含现有的脱扣器的断路器的俯视图。

图4是本发明的脱扣器的示意图。

图5是包含本发明的脱扣器的断路器的立体图。

图6是图5中a部分的局部放大图。

图7a是本发明的脱扣器的电磁式脱扣机构的立体图。

图7b是本发明的脱扣器的电磁式脱扣机构的另一角度的立体图。

图8是本发明的脱扣器的电子式脱扣机构的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本发明提供一种脱扣器，其用于断路器，用于对回路进行短路保护。参照图4至图6所示，脱扣器包括壳体10、至少一个切换开关20及至少一个电磁式脱扣机构30，壳体10具有至少一个导电端子11，回路内的电流流经每一导电端子11，如图7a、7b所示的导电端子11可插设于壳体10内；至少一个切换开关20可活动的设置于壳体10上，能够使相对应的回路导通或切断；至少一个电磁式脱扣机构30位于壳体10内，且与导电端子11相对应，电磁式脱扣机构30包括相互靠近的第一磁性单元31和第二磁性单元32，第一磁性单元31邻近或接触相对应的导电端子11。

其中，当各回路未出现短路时，各电磁式脱扣机构30的第一磁性单元31和第二磁性单元32未吸合，切换开关20处于第一位置，各回路处于导通状态。

当任一回路发生短路时，发生短路的回路所对应的电磁式脱扣机构30的第一磁性单元31和第二磁性单元32吸合，使得切换开关20处于第二位置，发生短路的回路被切断。

因此，本发明的电磁式脱扣器通过电磁力直接作用在切换开关上，实现迅速分断回路的功能，整个反应、动作过程能够在极短的时间内完成。而现有脱扣器仅通过电子式脱扣机构实现短路的回路切断来保护回路和回路中的设备，其需要固有的判断和反馈时间，并且受到电子脱扣机构本身的限制，不能迅速分断回路和保护回路以及回路中的设备。

因此，与现有技术相比，本发明大幅缩短了反应时间，通过减少短路分断的时间来提高产品分断性能，弥补了电子式脱扣机构在遇到大短路电流时无法迅速分断回路的弊端，快速、有效的达到限制短路电流的性能要求，从而更好的保护回路和设备的使用安全，满足产品标准的要求。

本实施例中，如图6、7a、7b所示，电磁式脱扣机构30还可包括弹性元件33，弹性元件33连接于第一磁性单元31与第二磁性单元32之间，当回路未出现短路时，弹性元件33提供的弹力大于第一磁性单元31与第二磁性单元32之间的磁力，使得第一磁性单元31与第二磁性单元32不吸合；当回路出现短路时，根据电磁原理，第一磁性单元31立刻产生超出正常状态的电磁力，第一磁性单元31与第二磁性单元32之间的磁力增大至大于弹力，第一磁性单元31被此电磁力吸引并克服弹性元件33的阻力，实现第一磁性单元31和第二磁性单元32吸合。

本实施例中，第一磁性单元31包括第一连接部311和第一吸合部312，第一连接部311与壳体10连接，第一吸合部312与第一连接部311连接，且靠近导电端子11。

第二磁性单元32包括相互连接的推动部321和第二吸合部322，推动部321靠近切换开关20，第二吸合部322靠近第一吸合部312。

当任一回路发生短路时，所对应的电磁式脱扣机构的第一磁性单元31与第二磁性单元32之间的电磁力增大，使得第二磁性单元32相对于第一磁性单元31运动，第二吸合部322与第一吸合部312吸合，第二吸合部322带动推动部321运动，使得推动部321推动相对应的切换开关20至第二位置。即，切换开关20由图6所示的第一位置旋转一角度，从而切断回路。

本实施例中，第一吸合部312的数量为两个，其在第一连接部311上相互平行的设置，每一第一吸合部312的一侧具有第一吸合面s1。第二吸合部322的朝向第一吸合部312的一侧具有第二吸合面s2，当第一磁性单元31和第二磁性单元32相互吸合，第一吸合面s1与第二吸合面s2贴合。两个第一吸合部312可同时与第二吸合部322吸合，从而带动第二吸合部322稳定的旋转，避免晃动。

本实施例中，第一吸合面s1为斜面，第一磁性单元31和第二磁性单元32未吸合时，第二吸合面s2与第一吸合面s1之间存在夹角。当第一磁性单元31和第二磁性单元32吸合时，第二吸合面s2朝第一吸合面s1运动，当二者贴合在一起时，第一吸合面s1与第二吸合面s2之间几乎没间隙。通过将第一吸合面s1设计为斜面，以与第二吸合面s2完全贴合，使得二者吸合时的接触面积增大，确保第二磁性单元32运动的过程中稳定、有力的推动切换开关20。

本实施例中，两个第一吸合部312分别垂直的连接于第一连接部311的两侧，第二吸合面s2的面积大于第一连接部311的面积，使得第一吸合部312与第二吸合部322吸合时，第一吸合面s1完全处于第二吸合面s2的范围内，实现稳定、紧密的吸合。

本实施例中，第一连接部311包括相互垂直连接的水平部3111和竖直部3112，导电端子11与竖直部3112连接，水平部3111与壳体11连接，例如通过螺栓连接。两个第一吸合面s1分别设置于竖直部3112的两侧。本实施例中，导电端子11与第一连接部311连接，从而能够快速感应导电端子11的磁场变化。本实施例将电磁式脱扣机构的结构设计得更加紧凑，使得反应速度更加快速，缩短反应时间，实现更加快速的脱扣。

本实施例中，第一磁性单元31还包括第一突耳313，第一突耳313连接于第一连接部311。第二磁性单元32还包括第二突耳323，第二突耳323连接于第二吸合部322。弹性元件33为弹簧，弹性元件33的一端与第一突耳313连接，弹性元件33的另一端与第二突耳323连接。

其中，第二突耳323连接于第二吸合部322的上边缘，当发生短路时，第二磁性单元32绕第二吸合部322的上边缘旋转。

应当理解，弹性元件33的形式及其连接方式不限于此，弹性元件33也可为扭簧等任意能够发生变形的元件。

本实施例中，推动部321包括杆体3211和接触部3212，杆体3211连接于第一连接部311的上端，接触部3212垂直的连接于杆体3211的上端，并朝向切换开关20的一侧突伸。因此，当第二磁性单元32的旋转过程中，第二吸合部322带动上端的推动部321运动，使得推动部321快速碰撞相对应的切换开关20，使其迅速旋转至第二位置，断路器产品立即脱扣并切断回路故障电流。

另外，在一实施例中，脱扣器还可包括至少一个电子式脱扣机构40，其位于壳体10内，且与回路相对应，如图8所示，电子式脱扣机构40包括控制部(未示出)、动作部41及电流互感器，当各回路未出现短路和过载时，动作部41处于复位位置，切换开关20处于第一位置，各回路处于导通状态。当任一回路发生短路时，电流互感器感应该回路的电流变化并向控制部发送信号，控制部根据该信号控制动作部41运动至脱扣位置，使得动作部41带动切换开关20处于第二位置，发生短路的回路被切断。

上述电子式脱扣机构40可为现有结构，例如本发明背景技术记载的结构。其中，动作部41可为钩部，当任一回路发生短路时，钩部与切换开关20的一侧接触，并将切换开关20拉动至第二位置。

当任一回路发生短路时，相应的电磁式脱扣机构30先于电子式脱扣机构40动作。具体的：当任一回路发生短路时，电磁式脱扣机构30先反应及动作，使得切换开关20运动，切断回路故障电流。回路断电后，第二磁性单元32复位到初始状态。同时的，当任一回路发生短路时，电子式脱扣机构40也发生动作，切换开关20被动作部41保持在处于第二位置，从而也能够实现脱扣功能。因此，电子式脱扣机构40与电磁式脱扣器能相互独立工作互不干涉，均能够带动切换开关20运动，实现脱扣。电磁式脱扣器比电子式脱扣驱动的零件较少，并且响应的速度更快，所以能迅速的分断回路，因此可作为原有的电子式脱扣机构40功能的补充和提高，并起到双重保护，弥补了电子式脱扣机构40在遇到更大短路电流时无法迅速分断回路的弊端，起到限制短路电流的性能要求。

综上所述，本发明的电磁式脱扣器通过电磁力直接作用在切换开关上，实现迅速分断回路的功能，整个反应、动作过程能够在极短的时间内完成。与现有技术相比，本发明大幅缩短了反应时间，通过减少短路分断的时间来提高产品分断性能，弥补了电子式脱扣机构在遇到大短路电流时无法迅速分断回路的弊端，快速、有效的达到限制短路电流的性能要求，从而更好的保护回路和设备的使用安全，满足产品标准的要求。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。