一种动触头及断路器的制作方法

1.本发明涉及电气技术领域，具体而言，涉及一种动触头及断路器。


背景技术：

2.市面上的断路器在使用过程中，动触头与静触头脱离接触产生的电弧在动触头上的停留时间过长，导致动触头易烧损，进而产生大量金属蒸汽使得电弧能量增大，难以熄灭。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种动触头，其能够使电弧快速脱离，提升灭弧能力。
4.本发明的另一目的在于提供一种断路器，其能够使电弧快速脱离动触头，提升灭弧能力。
5.本发明提供一种技术方案：
6.一种动触头，包括支撑段、接触段及引弧段；
7.所述支撑段用于连接断路器的操作机构，并用于外接电路；
8.所述接触段上分别设置有第一端及远离所述第一端的第二端，所述第一端与所述支撑段连接，所述第二端设置有用于与所述断路器的静触头接触的接触部；
9.所述引弧段与所述第二端连接，并与所述接触段呈第一夹角。
10.进一步地，所述支撑段与所述接触段呈第二夹角，所述第二夹角为10～55
°
。
11.进一步地，所述第二端的一侧设置有接触面，所述接触面为平面，所述接触部凸出于所述接触面。
12.进一步地，所述引弧段上设置有引弧面，所述引弧面呈弧形，所述引弧面与所述接触面连接。
13.进一步地，所述支撑段包括相互连接的接线段与连接段，所述接线段与所述连接段呈第三夹角，所述连接段远离所述接线段的一端与所述第一端连接，所述接线段远离所述连接段的一端用于外接电路，所述接线段与所述连接段的连接处用于与所述断路器的操作机构连接。
14.本发明还提供一种断路器，包括静触头及所述的动触头，所述动触头包括支撑段、接触段及引弧段，所述支撑段用于连接所述断路器的操作机构，并用于外接电路；所述接触段上分别设置有第一端及远离所述第一端的第二端，所述第一端与所述支撑段连接，所述第二端设置有用于与断路器的静触头接触的接触部；所述引弧段与所述第二端连接，并与所述接触段呈第一夹角；所述支撑段与所述断路器的操作机构连接，用于在所述操作机构的作用下带动所述接触部与所述静触头接触或脱离接触并运动至预设位置。
15.进一步地，所述断路器还包括灭弧室，当所述接触部运动至所述预设位置时，所述接触段与所述静触头之间的夹角与所述灭弧室对应。
16.进一步地，在所述接触部与所述静触头脱离接触并运动至所述预设位置的过程
中，所述接触段的延伸方向始终与所述灭弧室相交。
17.进一步地，在所述接触部与所述静触头脱离接触并运动至所述预设位置的过程中，所述引弧段的延伸方向始终与所述灭弧室相交。
18.进一步地，所述断路器还包括催弧组件，所述催弧组件设置有催弧通道，所述静触头容置于所述催弧通道内，所述动触头由所述催弧通道的一端插入，所述灭弧室设置于所述催弧通道的另一端。
19.进一步地，所述催弧组件包括第一隔弧板、第二隔弧板、绝缘板、第一引弧板及第二引弧板，所述第一隔弧板与所述第二隔弧板间隔设置于所述绝缘板上，所述第二引弧板设置于所述绝缘板上，所述第二引弧板的一端插入所述第一隔弧板与所述第二隔弧板之间，并与所述第一隔弧板及所述第二隔弧板共同围成所述催弧通道，所述第二引弧板的另一端延伸至所述灭弧室的一端，所述第一引弧板设置于所述灭弧室远离所述第二引弧板的一端。
20.进一步地，所述第一隔弧板靠近所述第二隔弧板的一侧分别凸出设置有支撑臂及定位筋，所述支撑臂的端壁与所述第二隔弧板抵持，所述第二引弧板与所述绝缘板之间存在间隙，所述定位筋插入所述间隙内。
21.进一步地，所述第一隔弧板远离所述第二隔弧板的一侧设置有第一安装槽，所述第二隔弧板远离所述第一隔弧板的一侧设置有第二安装槽，所述第一安装槽与所述第二安装槽内分别嵌设有增磁片。
22.进一步地，所述断路器还包括壳体及弹性件，所述弹性件的两端分别与所述支撑段及所述壳体连接，所述弹性件用于带动所述动触头转动，以带动所述接触部运动至所述预设位置。
23.相比现有技术，本发明提供的动触头包括支撑段、接触段及引弧段，接触段的第一端与支撑段连接，其第二端与引弧段连接，且接触段与引弧段呈第一夹角，第二端设置有用于与断路器的静触头接触的接触部。在将此动触头配置于断路器的实际应用中，正常工作状态时，接触部与静触头接触，当瞬时电流过大时，动触头与静触头脱离接触时，接触部产生电弧。由于接触部所在的第二端与引弧段连接，并且引弧段与接触段呈第一夹角，因此，在断路器的催弧组件的催弧作用下，电弧朝向引弧段流动的瞬间由第二端与引弧段的转角处脱离动触头快速进入断路器的灭弧室。因此，电弧在动触头上停留时间极短，动触头不会被烧损或烧损程度及其细微。因此，本发明提供的动触头的有益效果包括：极大程度的缩短了电弧的停留时间，具有更长的使用寿命，并能够显著提升断路器的灭弧速度。
24.相比现有技术，本发明提供的断路器，其配置的动触头包括支撑段、接触段及引弧段，接触段的第一端与支撑段连接，其第二端与引弧段连接，且接触段与引弧段呈第一夹角，第二端设置有用于与断路器的静触头接触的接触部。在正常工作时，接触部与静触头接触，当瞬时电流过大时，动触头与静触头脱离接触时，接触部产生电弧。由于接触部所在的第二端与引弧段连接，并且引弧段与接触段呈第一夹角，因此，在断路器的催弧组件的催弧作用下，电弧朝向引弧段流动的瞬间由第二端与引弧段的转角处脱离动触头快速进入断路器的灭弧室。因此，电弧在动触头上停留时间极短，动触头不会被烧损或烧损程度及其细微。因此，本发明提供的断路器的有益效果包括：具有更快的灭弧速度以及更好的灭弧效果，并且安全性更高、使用寿命更长。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本发明的实施例提供的断路器的结构示意图；
27.图2为图1中动触头的结构示意图；
28.图3为图1中动触头、静触头、催弧组件及灭弧室的连接结构示意图；
29.图4为图3在第一视角下的剖视图；
30.图5为图1中催弧组件的结构示意图；
31.图6为图5中第二隔弧板与绝缘板的连接结构示意图；
32.图7为图5中第一隔弧板的结构示意图；
33.图8为图3中静触头与催弧组件的第二引弧板之间的连接结构示意图。
34.图标：100-断路器；110-动触头；111-支撑段；1111-接线段；1112-安装孔；1113-连接段；113-接触段；1131-第一端；1133-第二端；1134-接触面；1135-接触部；115-引弧段；1151-引弧面；120-静触头；130-催弧组件；131-催弧通道；132-第一隔弧板；1321-支撑臂；1323-定位筋；1325-第一安装槽；133-第二隔弧板；1331-第二安装槽；134-绝缘板；1341-卡槽；135-第一引弧板；136-第二引弧板；140-灭弧室；150-弹性件；160-电路系统；170-瞬时脱扣器；175-延时脱扣器；180-操作机构；190-壳体；191-止挡凸块。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连
接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
42.实施例
43.请参照图1所示，本实施例提供的断路器100，应用于各类电路中或电气设备中，对电路及电气设备起到保护作用。
44.该断路器100包括壳体190，以及分别设置于壳体190内的动触头110、静触头120、催弧组件130、灭弧室140、弹性件150、电路系统160、瞬时脱扣器170、延时脱扣器175及操作机构180。动触头110与电路系统160的输入端与输出端的其中之一连接，静触头120与电路系统160的输入端和输出端中的另一个连接。并且，动触头110同时与操作机构180及弹性件150连接，用于在操作机构180及弹性件150的共同作用下与静触头120接触连通电路系统160，以及，当电路系统160瞬时电流过大时，瞬时脱扣器170脱扣并拉动操作机构180动作，或当出现长时间的过载电流时，延时脱扣器175动作，触发操作机构180进行动作。在操作机构180与弹性件150的共同作用下，动触头110与静触头120脱离接触，使得电路系统160断开。催弧组件130设置于灭弧室140与动触头110和静触头120之间，用于将动触头110与静触头120脱离接触时产生的电弧催流至灭弧室140内进行灭弧。
45.请参照图2所示，该断路器100配置的动触头110的结构区别于常见的直线型，该动触头110包括支撑段111、接触段113及引弧段115，支撑段111与电路系统160连接，并同时与操作机构180及弹性件150连接，本实施例中，弹性件150为拉簧，其一端固定于壳体190上，另一端与支撑段111连接。接触段113上设置有第一端1131及远离第一端1131的第二端1133，第一端1131与支撑段111连接，第二端1133与引弧段115连接，并且第二端1133上设置有用于与静触头120接触的接触部1135，接触段113与支撑段111呈第一夹角。引弧段115起到引流作用，用于在接触段113的带动下转动一定角度，以将电弧引流至灭弧室140。
46.在实际应用中，该断路器100正常工作时，接触部1135与静触头120接触，当瞬时电流过大时，瞬时脱扣器170脱扣，支撑段111在操作机构180与弹性件150的共同作用下朝远离静触头120的方向转动，接触部1135与静触头120脱离接触时产生电弧，在催弧组件130的作用下，电弧朝向引弧段115流动的瞬间由第二端1133与引弧段115的转角处脱离动触头110快速进入断路器100的灭弧室140，电弧在动触头110上停留时间极短，动触头110不会被烧损或烧损程度及其细微。
47.因此，该动触头110极大程度的缩短了电弧的停留时间，具有更长的使用寿命，本实施例提供的配置该动触头110的断路器100的灭弧速度更快、效果更好、使用寿命更长。
48.本实施例中，引弧段115呈直线型，在其他实施例中，若引弧段115整体采用曲线型设计，则将引弧段115的大致中心线与接触段113之间的夹角定义为第一夹角。
49.为进一步提升动触头110的反应速度、安全性及灭弧效果，该动触头110的支撑段111与接触段113呈第二夹角。支撑段111与接触段113形成杠杆结构，当支撑段111受到操作机构180及弹性件150的作用时，接触段113能够快速响应转动较大角度，防止在较大瞬时电流时动触头110无法及时脱离静触头120，从而避免了动触头110发生熔焊，并且快速转开较
大角度，便于电弧快速沿催弧组件130进入灭弧室140。
50.另外，考虑到断路器100内部空间有限，支撑段111与接触段113的夹角设计还能够减小动触头110在直线方向上的空间占用，使得断路器100内部的可利用空间增加，内部结构更加紧凑。考虑到加工及安装难度，以及避免电荷集中，第二夹角的取值范围为10～55
°
。
51.本实施例中，支撑段111包括接线段1111与连接段1113，接线段1111与连接段1113呈第三夹角，并且各自的一端相互连接。接线段1111远离连接段1113的一端与电路系统160接线，连接段1113远离接线段1111的一端与接触段113的第一端1131连接。此处，第二夹角指接触段113与接线段1111之间的夹角，在其他实施例中，第二夹角均指代支撑段111实际连接接触段113的一端与接触段113之间的夹角。
52.弹性件150的连接处设置于连接段1113上，接线段1111与连接段1113的连接处设置有一个安装孔1112，支撑段111通过此安装孔1112与操作机构180连接。本实施例中，第三夹角约为90
°
。
53.请继续参照图2所示，接触段113的结构呈直线型，其第二端1133的一侧设置有接触面1134，该接触面1134呈平面，接触部1135凸出于该接触面1134。
54.在实际应用中，可根据加工及安装条件，采用接触部1135与接触段113一体成型的方式，或采用将接触部1135与接触面1134相互卡接或焊接等的方式进行生产加工。
55.引弧段115上与接触面1134连接的一侧设置有引弧面1151，实施例中，该引弧面1151呈弧形。本实施例中，引弧面1151与接触面1134之间存在角度突变，此设计目的在于便于电弧的迅速脱离，极大程度上避免了电弧由引弧面1151与接触面1134衔接处进入引弧段115。在其他实施例中，根据实际加工与安装条件，引弧面1151与接触面1134之间还可以采用平滑过渡的方式进行连接。
56.并且，在实际应用中，即便电弧并未完全由衔接处脱离，部分电弧进入引弧段115，由于引弧面1151的角度渐变，此部分电弧也能够轻易的由引弧面1151脱离引弧段115。
57.另外，弧形引弧面1151起到进一步扩大角度的作用，使电芯能够更加顺畅的进入灭弧室140内，进一步提升断路器100的灭弧效率。
58.本实施例中，支撑段111、接触段113及引弧段115三者一体成型，并且，支撑段111的接线段1111与连接段1113也为一体成型。在其他实施例中，还可以根据实际加工条件采用如焊接等其他连接方式。
59.该动触头110在实际应用中，其接触段113上设置的接触部1135与静触头120脱离接触的瞬间会产生电弧，一部分电弧由接触部1135进入接触段113的第二端1133内后，迅速运动至第二端1133与引弧段115的连接位置时，由于引弧段115与第二端1133呈第一夹角，因此，此部分电弧能够迅速由接触段113的第二端1133脱离动触头110。
60.若未完全脱离而存在部分进入引弧段115内的电弧，由于引弧段115设置有角度渐变的引弧面1151，则此部分电弧在催弧组件130的作用下靠近引弧面1151周围时，能够迅速的由引弧面1151脱离引弧段115。因此，该动触头110极大程度的缩短了电弧的停留时间，具有更长的使用寿命，并能够显著提升断路器100的灭弧速度。
61.请结合图3及图4所示，催弧组件130设置由催弧通道131，静触头120的一端与电路系统160连接，静触头120的另一端由催弧通道131的一端伸入，动触头110的引弧段115的所在的一端也由同一端伸入催弧通道131内，灭弧室140设置于催弧通道131的另一端。
62.在实际应用中，接触部1135与静触头120脱离接触产生的电弧经由催弧通道131进入灭弧室140，接触部1135与静触头120脱离接触后，支撑段111在操作机构180与弹性件150的共同作用下转动，从而带动支撑部于催弧通道131内转动至预设位置。
63.图4所示的接触部1135即处于预设位置，请继续参照图4，接触部1135处于此位置时，接触段113与静触头120之间的夹角与灭弧室140正对，此夹角为接触部1135与静触头120脱离接触后接触段113扫过的扇形角度，即为电弧前往灭弧室140的通道。
64.请结合图1及图4所示，壳体190上设置有止挡凸块191，当接触部1135运动至预设位置时，接触段113远离接触部1135的一侧与止挡凸块191抵持，即止挡凸块191起到对动触头110定位的作用。
65.在实际应用中，接触段113与静触头120之间的夹角内产生电弧，由于此夹角正对灭弧室140，电弧进入灭弧室140的行程极短。现有技术中，电弧的运动通道正对引弧板，电弧经引弧板进入灭弧室140，与此相比，本实施例中，电弧的行程大大缩短，能够迅速进入灭弧室140，断路器100的灭弧速度得到进一步提升。
66.在接触部1135与静触头120脱离接触并运动至预设位置的过程中的任意时刻，接触段113的延伸方向始终与灭弧室140相交，保证由接触段113上脱离的电弧始终能够在催弧组件130的作用下直接到达灭弧室140，中途不会受到任何阻挡。
67.另外，在本实施例中，在接触部1135与静触头120脱离接触并运动至预设位置的过程中的任意时刻，引弧段115的延伸方向始终与灭弧室140相交，保证了即便未经接触段113的第二端1133脱离的电弧，在引弧段115的任意位置脱离时，在催弧组件130的作用下均能够直接到达灭弧室140，同样不受任何阻挡。
68.请参照图5所示，催弧组件130包括第一隔弧板132、第二隔弧板133、绝缘板134、第一引弧板135及第二引弧板136，第一隔弧板132与第二隔弧板133间隔设置于绝缘板134上，第二引弧板136也设置与绝缘板134上，并且，第二引弧板136的一端插入第一隔弧板132与第二隔弧板133之间，第一隔弧板132、第二隔弧板133及第二引弧板136三者共同围成催弧通道131。灭弧室140设置于绝缘板134上的催弧通道131的一端，第二引弧板136的另一端沿绝缘板134延伸至灭弧室140靠近绝缘板134的一端，第一引弧板135设置于灭弧室140远离第二引弧板136的一端。
69.请结合图5及图6所示，本实施例中，为了便于安装，第二隔弧板133与绝缘板134一体成型，并且，绝缘板134上设置有与第二引弧板136匹配的卡槽1341，用于供第二引弧板136的快速安装，当第二引弧板136在绝缘板134上安装完成后，第二引弧板136与绝缘板134之间存在一个安装间隙。
70.完成第二引弧板136的安装后，绝缘板134处于第二引弧板136与电路系统160中的直通极之间，第二引弧板136与直通电极被绝缘板134隔离，提升了电路系统160的安全性，进而提升了断路器100的安全性。
71.请结合图5、图6及图7所示，第一隔弧板132相对的两端的同一侧上分别凸设有支撑臂1321及定位筋1323，支撑臂1321的端壁抵持第二隔弧板133靠近第一隔弧板132的一侧，定位筋1323插入第二引弧板136与绝缘板134之间的安装间隙内，起到固定第一隔弧板132的作用。
72.在实际安装过程中，先将第二引弧板136安装在绝缘板134上，再将第一隔弧板132
的定位筋1323对应插入第二引弧板136与绝缘板134之间的安装间隙内，并使支撑臂1321的端壁抵持第二隔弧板133，支撑壁与定位筋1323共同支撑第一隔弧板132，即完成第一隔弧板132的安装。处于第一隔弧板132与第二隔弧板133之间的第二引弧板136与第一隔弧板132及第二隔弧板133共同围成催弧通道131，将灭弧室140安装在绝缘板134上的催弧通道131的一侧。
73.第一隔弧板132远离第二隔弧板133的一侧设置有第一安装槽1325，第二隔弧板133远离第一隔弧板132的一侧设置有第二安装槽1331，第一安装槽1325与第二安装槽1331内分别嵌设有增磁片，在两张增磁片的作用下，催弧通道131内存在极强的磁场，能够对处于催弧通道131内的电弧起到极佳的催动效果，既能够使动触头110上的电弧快速脱离，还能够使得脱离后的电弧迅速运动至灭弧室140内，加快灭弧速度。
74.请结合图4及图8所示，本实施例中，第二引弧板136插入催弧通道131内的一端与静触头120插入催弧通道131的一端处于同一延伸方向，静触头120插入催弧通道131内的一端与动触头110的接触段113之间的夹角正对灭弧室140，即保证了在电弧前往灭弧室140的过程中，第二引弧板136不会对电弧造成阻碍，进一步保证了本实施例提供的断路器100的极快的灭弧速度。
75.本实施例提供的断路器100，实际应用于电路中时，正常工作的情况下，动触头110的接触部1135与静触头120接触，电路系统160为通路。当出现瞬态大电流时，瞬时脱扣器170发生脱扣，触发操作机构180进行动作，或当出现长时间的过载电流时，延时脱扣器175动作，触发操作机构180进行动作。操作机构180与弹性件150共同作用于动触头110的支撑段111，从而带动动触头110转动，实现接触部1135与静触头120脱离接触并转动至接触段113远离接触部1135的一侧与止挡凸块191抵持，即接触部1135运动至预设位置。
76.在接触部1135与静触头120脱离接触的瞬间会产生电弧，一部分电弧由接触部1135进入接触段113的第二端1133内后，在催弧组件130的作用下，迅速运动至第二端1133与引弧段115的连接位置，由于引弧段115与第二端1133呈第一夹角，因此，此部分电弧能够迅速由接触段113的第二端1133脱离动触头110。
77.若电弧未完全脱离而部分进入引弧段115内，由于引弧段115设置有角度渐变的引弧面1151，则此部分电弧在催弧组件130的作用下靠近引弧面1151周围时，能够迅速的由引弧面1151脱离引弧段115。由于第一夹角正对灭弧室140，因此，由接触段113或引弧段115脱离的电弧均能够迅速抵达灭弧室140。因此，该动触头110极大程度的缩短了电弧的停留时间，具有更长的使用寿命，并能够显著提升断路器100的灭弧速度。
78.当接触部1135运动至预设位置时，接触段113与静触头120之间的夹角与灭弧室140对应，处于接触段113与静触头120之间的夹角内的电弧，由于此夹角正对灭弧室140，电弧的行程大大缩短，能够迅速进入灭弧室140，断路器100的灭弧速度得到进一步提升。
79.综上，本实施例提供的断路器100，具有更快的灭弧速度以及更好的灭弧效果，并且安全性更高、使用寿命更长。
80.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。