一种具有复合灭弧性能的塑壳断路器的制作方法

本发明涉及一种具有强短路电流分断能力的塑壳断路器，属于紧急保护装置技术领域。

背景技术：

塑料外壳式断路器(mccb)是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，多用作低压配电系统的支路开关，对配电线路的过载和短路故障进行保护。其中短路故障保护是其最重要的功能，由于短路故障时线路的短路电流非常大，断路器在分断短路电流时其动、静触头之间会产生能量很大的等离子体电弧，只有通过某些技术措施快速将电弧熄灭，断路器才能完成分断短路电流的任务。

目前，国内外mccb均采用灭弧室技术对分断短路电流时所产生的高温高压电弧进行冷却和熄灭，这种技术的灭弧原理是：分断短路电流时，待动、静触头之间产生电弧并拉长到一定长度、能量相应放大后，采用磁场电动力或其它方式驱动高能电弧进入灭弧室，使其在灭弧室内金属栅片的冷却作用下熄灭。这种方法的灭弧效果受到诸如灭弧室材料、触头开断速度、触头开距、触头材料等因素的影响，特别是对于单断点结构的断路器，其分断短路电流的能力比较差，一般不超过交流400v，50ka，且直流短路电流由于没有过零过程更不易分断。

随着电网的建设和发展及人们对电网可靠性要求的提高，客观上需要一种新的灭弧方案，以大幅提高mccb分断短路电流的能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有复合灭弧性能的塑壳断路器，以提高短路电流的分断能力。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种具有复合灭弧性能的塑壳断路器，构成中包括安装在外壳内的静触头、与脱扣机构相连的动触头和绝缘灭弧装置，所述绝缘灭弧装置包括磁轭、衔铁、绝缘屏蔽板、摆杆和支撑座，所述磁轭和支撑座均固定在静触头上，支撑座位于磁轭的下方；所述绝缘屏蔽板位于静触头的一侧并与静触头与动触头之间的间隙相对应；所述摆杆和衔铁的上端和下端分别与绝缘屏蔽板和支撑座转动连接，摆杆、衔铁、绝缘屏蔽板和支撑座构成四连杆结构，在衔铁与支撑座之间设有扭簧。

上述具有复合灭弧性能的塑壳断路器，所述磁轭与静触头之间设有绝缘垫片。

上述具有复合灭弧性能的塑壳断路器，所述绝缘屏蔽板的两侧向下弯折，弯折部分的远离磁轭的一端与衔铁转动连接，靠近衔铁的一端与摆杆转动连接。

上述具有复合灭弧性能的塑壳断路器，所述摆杆设置两个，二者对称安装在绝缘屏蔽板和支撑座的两侧。

上述具有复合灭弧性能的塑壳断路器，所述断路器外壳内还设有灭弧室。

本发明的绝缘屏蔽板可在断路器分断短路电流时迅速插入动触头与静触头之间，使动、静触头之间的电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，从而大大提高了断路器分断短路电流的能力。

本发明增设了绝缘屏蔽板作为辅助灭弧机构，辅助灭弧机构可在断路器分断短路电流的瞬间迅速动作、插入动触头与静触头之间，使动、静触头之间刚刚产生的电弧熄灭或者减少，这样就缩短了电弧能量的放大时间，减少了电弧能量的集聚，实现了断路器的短飞弧或无飞弧。本发明采取了两级灭弧，经过初始辅助灭弧后的电弧会被引入灭弧室继续后续的灭弧操作，从而大大提高了断路器的灭弧能力，也大大提高了断路器分断短路电流的能力。

附图说明

图1是本发明的合闸状态示意图；

图2是本发明的斥开状态示意图；

图3是本发明的分闸状态示意图；

图4是绝缘灭弧装置的结构示意图；

图5是静触头的结构示意图；

图6是绝缘屏蔽板的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是摆杆的结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10是衔铁的结构示意图；

图11是图10的左视图。

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、磁轭；4、绝缘屏蔽板；5、衔铁；6、扭簧；7、摆杆；8、支撑座；9、绝缘垫片；10、磁保护脱扣器；10-1、脱扣机构；11、螺钉；12、外壳；13、灭弧室；14、手柄；a、动触头转轴；b、上销轴；c、下销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明是在原有mccb的静触头部位安装一个由电磁力驱动的绝缘灭弧装置，在线路出现短路故障电流，断路器动、静触头由电动斥力斥开的同时，四连杆结构的绝缘灭弧装置在电磁驱动作用下动作，其绝缘屏蔽板迅速插入动、静触头之间，起到迅速灭弧的作用。

参看图1-图11，本发明包括安装在工程塑料外壳12内的静触头1、动触头2、磁保护脱扣器10、脱扣机构10-1、绝缘灭弧装置和灭弧室13。其中，绝缘灭弧装置采用四连杆结构，主要包括磁轭3、绝缘屏蔽板4、衔铁5、扭簧6、摆杆7、支撑座8和绝缘垫片9，绝缘屏蔽板4、衔铁5、摆杆7和支撑座8构成一个四连杆机构，支撑座8与静触头1固定连接，摆杆7通过销轴铰接于支撑座8与绝缘屏蔽板4之间，衔铁5同样也通过下销轴c和上销轴b铰接于支撑座8与绝缘屏蔽板4之间，绝缘屏蔽板4可插入断路器的动、静触头之间。磁轭3为长方体形状，安装在静触头中，磁轭3的上、下及一个侧面与静触头接触的部位用绝缘垫片9隔绝，磁轭3可在出现短路电流时吸引衔铁5，平时也起到支撑静触头的作用。正常情况下，由于扭簧6的作用衔铁5处于远离磁轭3的位置，绝缘灭弧装置处于打开状态。但当线路出现故障短路电流时，由于静触头1的平直段与动触头2电流方向相反，因此产生电动斥力使静触头1与动触头2斥开，同时由于磁轭3被短路电流产生的磁场磁化后对衔铁5产生很大的吸力，衔铁5克服扭簧6的弹力产生转动，从而带动四连杆结构的绝缘灭弧装置动作，使其绝缘屏蔽板4在动、静触头斥开的同时(或被短路瞬时脱扣器打开的同时)迅速插入动触头2与静触头1之间，起到迅速绝缘屏蔽灭弧的作用。同时开关的短路瞬时脱扣器动作，使mccb完成分断过程。由于短路电流被切断，强电磁场消失，绝缘屏蔽闸板在扭簧作用下回复原位。

绝缘屏蔽板4采用高强度、耐高温的工程塑料材料。可保证产品标准规定的有效分断短路电流的次数(最多3次)。

本发明中的绝缘屏蔽板4作为辅助灭弧机构在动、静触头尚未完全打开时灭弧，而普通灭弧室则是在动、静触头完全打开后有良好的熄灭残余电弧作用。

静触头1和动触头2之间采用转动铰链式斥力结构。静触头的金属条至少包含一段与动触头相平行的平直段，平直段中的电流与动触头中的电流方向相反，平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。当短路故障发生时，方向相反的短路电流流过静触头平直段和动触头，此时，在静触头和动触头之间产生斥力，使得动触头2绕动触头转轴a顺时针方向转动斥开。

本发明在静触头1和动触头2位置设计安装绝缘灭弧装置，动、静触头也可以是不具有平行相反电流的斥力结构，在mccb的短路分断过程中，动触头在磁保护脱扣器10和脱扣机构10-1驱动下动作时，绝缘屏蔽板4也会迅速插入动、静触头之间，达到快速绝缘屏蔽灭弧的目的。

灭弧室13用于冷却熄灭残余电弧，因此其容量可以适当减小；手柄14安装于外壳12上端，用于正常合分闸操作。

由于mccb采用以上技术方案，可取得如下的技术进步：

1能够大幅提高产品分断短路电流的能力；

2.可以达到交、直流通用的目的；

3.在分断故障短路电流时，可限制电弧能量的进一步扩大，从而可实现产品的短飞弧或无飞弧。