一种小型直流快速断路器的制作方法

1.本发明涉及小型直流快速断路器领域。更具体地说，本发明涉及一种可实现快速灭弧的小型直流快速断路器。


背景技术：

2.断路器中灭弧操作必不可少，灭弧是让电弧与固体介质相接触，降低电弧温度，从而加速电弧熄灭，但是目前的断路器中普遍存在电弧熄灭效率低、速度慢的问题。


技术实现要素：

3.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种小型直流快速断路器，包括开关本体和安装在所述开关本体上方的灭弧罩，所述开关本体内设主导电排、触头系统、过电流脱扣机构、分/合闸操作机构、电磁操作机构、磁吹机构和二次回路辅助触头。
4.根据本发明的一个优选实施方式，所述电磁操作机构包括：
5.壳体，其设有同心圆台状的腔室，所述壳体的侧壁内中空；
6.磁铁，其设置在所述腔室较大的一侧内，且所述磁铁为空心圆柱状结构；
7.动铁芯，其设在所述腔室内，且所述动铁芯部分穿设在所述磁铁内；所述动铁芯后端套设反力弹簧；以及
8.线圈，其设在所述腔室的侧壁内；
9.所述动铁芯包括：
10.铁芯，其内具有前端空腔和后端空腔，二者之间通过设置在所述铁芯内的隔板连通；所述铁芯内的前端空腔设有弹簧、第一垫圈；所述铁芯内的后端空腔设有调整垫圈和蝶簧；
11.轴，其部分穿设在所述弹簧、所述第一垫圈内；以及
12.螺钉，其穿过所述调整垫圈和蝶簧，再与所述铁芯连接；
13.其中，所述铁芯设置在所述腔室较小的一侧内。
14.根据本发明的一个优选实施方式，所述腔室较小的一侧的长度大于所述铁芯的长度，以允许所述铁芯前后移动。
15.根据本发明的一个优选实施方式，所述灭弧罩包括：
16.第一灭弧罩壳以及第二灭弧罩壳，二者对称设置，所述第一灭弧罩壳和所述第二灭弧罩壳连通共同形成中空空间；
17.第一导磁板以及第二导磁板，分别面贴设置在所述第一灭弧罩壳表面、第二灭弧罩壳表面；以及
18.所述第一灭弧罩壳、所述第二灭弧罩壳内均对称轴设置两组灭弧栅片，两组灭弧栅片相距一定距离，形成灭弧通道；
19.其中，每个所述灭弧栅片由金属栅片和绝缘栅片叠合而成，所述灭弧栅片上开设缺口；
20.所述第一灭弧罩壳表面、第二灭弧罩壳表面分别设置第一导磁块、第二导磁块，所述第一导磁块连接于所述第一导磁板，所述第二导磁块连接于所述第二导磁板；
21.所述中空空间顶部设置有挡弧板，其位于所述灭弧通道上方。
22.根据本发明的一个优选实施方式，沿着电流电弧在所述灭弧通道中的移动方向，所述灭弧栅片与所述第一灭弧罩壳以及所述第二灭弧罩壳倾斜设置，且呈锐角设置。
23.根据本发明的一个优选实施方式，所述磁吹机构包括动触头、静触头、第一励磁线圈、第二励磁线圈、励磁铁芯、主引弧排；
24.其中，所述第一励磁线圈、所述第二励磁线圈设置在所述主导电排上，且所述第一励磁线圈、所述第二励磁线圈均连接于所述主引弧排；所述第一励磁线圈和所述第二励磁线圈的中心设有同一个励磁铁芯，且所述第一励磁线圈和所述第二励磁线圈彼此相互绝缘隔离；所述励磁铁芯两端分别设置所述第一导磁块和所述第二导磁块，其中所述第一导磁块和所述第一导磁板连接，所述第二导磁块和所述第二导磁板连接；第一导磁板以及第二导磁板，分别面贴设置在所述灭弧罩表面；
25.所述动触头可转动铰接于所述主导电排上，所述动触头和所述静触头在外部的分/合闸操作机构的推动下可接通/分断；
26.所述静触头和所述主引弧排置于所述灭弧罩中。
27.根据本发明的一个优选实施方式，所述静触头包括静引弧排、静导电排以及静触头银点，所述静导电排连接于所述灭弧罩，所述静触头银点设置在所述静导电排上，所述静引弧排连接于所述静触头银点，其中，在外部分/合闸操作机构的推动下，所述静触头银点与所述动触头可接通/分断。
28.根据本发明的一个优选实施方式，所述主引弧排包括主引弧排和主导电排，其中所述主引弧排连接于所述主导电排。
29.根据本发明的一个优选实施方式，沿着电流电弧在所述灭弧通道中的移动方向，所述金属栅片的宽度依次增大，且相应于每个所述金属栅片的所述上绝缘栅片和所述下绝缘栅片的宽度也依次增大。
30.根据本发明的一个优选实施方式，相邻两个所述灭弧栅片上的缺口交错设置。
31.本发明至少包括以下有益效果：本发明的小型直流快速断路器具有磁吹机构，具有可快速灭弧能力，稳定的过电流脱扣保护装置，满足小空间安装需求的优势。
32.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
33.图1为本发明中小型直流快速断路器的整体结构示意图。
34.图2为本发明中电磁操作机构的结构示意图。
35.图3为本发明中动铁芯的结构示意图。
36.图4为本发明中磁吹机构和灭弧罩的侧视图。
37.图5为本发明中磁吹机构和灭弧罩的正视图。
38.图6为本发明中静触头的结构示意图。
39.图7为主引弧排的结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
41.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
42.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
43.如图1
‑
7所示，本发明的一实施例提供一种小型直流快速断路器，包括开关本体10和安装在所述开关本体10上方的灭弧罩9，所述开关本体10内设主导电排1、触头系统2、过电流脱扣机构3、分/合闸操作机构4、电磁操作机构6、磁吹机构7和二次回路辅助触头8。
44.其中一个实施方案中，所述电磁操作机构6包括：
45.壳体61，其设有同心圆台状的腔室，所述壳体61的侧壁内中空；所述腔室内还设有轴套66，所述轴套套设在所述动铁芯63上。
46.磁铁62，其设置在所述腔室较大的一侧内，且所述磁铁62为空心圆柱状结构；
47.动铁芯63，其设在所述腔室内，且所述动铁芯63部分穿设在所述磁铁62内；所述动铁芯63后端套设反力弹簧64；以及
48.线圈65，其设在所述腔室的侧壁内；
49.其中，所述动铁芯63包括：
50.铁芯631，其内具有前端空腔和后端空腔，二者之间通过设置在所述铁芯内的隔板连通；所述铁芯内的前端空腔设有弹簧632、第一垫圈633；所述铁芯内631的后端空腔设有调整垫圈634和蝶簧635；
51.轴636，其部分穿设在所述弹簧632、所述第一垫圈633内；以及
52.螺钉637，其穿过所述调整垫圈634和蝶簧635，再与所述铁芯631连接；
53.其中，所述铁芯631设置在所述腔室较小的一侧内。
54.所述腔室较小的一侧的长度大于所述铁芯631的长度，以允许所述铁芯631前后移动。
55.所述铁芯631远离所述磁铁62的一端环向套设导向轴套610和导磁板69。
56.所述磁铁62所采用的材料可以为永磁磁铁，也可以为电工纯铁；
57.当所述磁铁62所采用的材料为永磁磁铁时，操作机构为磁保持型式，所述线圈65接通正向电流时，所述磁铁62被磁化，吸引所述动铁芯63向前移动，并吸合，所述线圈65断电后，由于在所述磁铁62磁性作用下，所述磁铁62和所述动铁芯63保持在吸合状态，所述线圈65接通反向电流时，所述磁铁62被退磁，所述动铁芯63在所述反力弹簧64作用下，所述动铁芯63向后移动，分闸到位，靠缓冲垫圈减缓分闸时的撞击力；
58.当所述磁铁62材料为电工纯铁时，操作机构为电保持型式，所述线圈65接通电流
时，磁铁62被磁化，吸引所述动铁芯63向前移动，并吸合，所述线圈65需要始终通电，才能在保持状态，所述线圈65断电后，所述磁铁62磁性消失，所述动铁芯63在反力弹簧64作用下，所述动铁芯63向后移动，分闸到位，靠缓冲垫圈减缓分闸时的撞击力。
59.上述实施方案中，当所述轴636前端受力时，所述轴636在所述铁芯631中向后滑动，所述弹簧632保证触头压力，当所述轴636前端不受力时，所述轴636在所述铁芯631中向前滑动，所述调整垫圈634起停止作用，所述蝶簧635起缓冲作用。
60.通过改变铁芯材料，且保持其它零部件不变的情况下，可以实现操作机构为磁保持或电保持型式的切换；
61.当小型直流快速断路器操作机构为磁保持型式时，具有分、合闸迅速，合闸保持可靠，并在合闸位置确保触头压力，合闸保持不耗电能的特点。
62.其中一个实施方案中，所述灭弧罩9包括：
63.第一灭弧罩壳91以及第二灭弧罩壳92，二者对称设置，所述第一灭弧罩壳91和所述第二灭弧罩壳92连通共同形成中空空间；
64.第一导磁板93以及第二导磁板94，分别面贴设置在所述第一灭弧罩壳91表面、第二灭弧罩壳92表面；以及
65.所述第一灭弧罩壳91、所述第二灭弧罩壳92内均对称轴设置两组灭弧栅片，两组灭弧栅片96相距一定距离，形成灭弧通道95；
66.其中，每个所述灭弧栅片96由金属栅片961和绝缘栅片962叠合而成，所述灭弧栅片96上开设缺口；
67.所述第一灭弧罩壳91表面、第二灭弧罩壳92表面分别设置第一导磁块97、第二导磁块98，所述第一导磁块97连接于所述第一导磁板93，所述第二导磁块98连接于所述第二导磁板94；
68.所述中空空间顶部设置有挡弧板99，其位于所述灭弧通道95上方。
69.其中需要具体说明的是，沿着电流电弧在所述灭弧通道95中的移动方向，所述灭弧栅片95与所述第一灭弧罩壳91以及所述第二灭弧罩壳92倾斜设置，且呈锐角设置。
70.其中一个实施方案中，所述磁吹机构7包括动触头71、静触头72、第一励磁线圈73、第二励磁线圈74、励磁铁芯75、主引弧排76；
71.其中，所述第一励磁线圈73、所述第二励磁线圈74设置在所述主导电排1上，且所述第一励磁线圈73、所述第二励磁线圈74均连接于所述主引弧排；所述第一励磁线圈73和所述第二励磁线圈74的中心设有同一个励磁铁芯75，且所述第一励磁线圈73和所述第二励磁线圈74彼此相互绝缘隔离；所述励磁铁芯75两端分别设置所述第一导磁块97和所述第二导磁块，其中所述第一导磁块97和所述第一导磁板连接，所述第二导磁块和所述第二导磁板连接；第一导磁板93以及第二导磁板94，分别面贴设置在所述灭弧罩表面；
72.所述动触头71可转动铰接于所述主导电排1上，所述动触头71和所述静触头72在外部的分/合闸操作机构的推动下可接通/分断；所述静触头72和所述主引弧排置于所述灭弧罩中。
73.其中需要具体说明的是，所述静触头72包括静引弧排721、静导电排722以及静触头银点723，所述静导电排722连接于所述灭弧罩9，所述静触头银点723设置在所述静导电排722上，所述静引弧排721连接于所述静触头银点，其中，在外部分/合闸操作机构的推动
下，所述静触头银点与所述动触头可接通/分断。
74.其中需要具体说明的是，沿着电流电弧在所述灭弧通道中的移动方向，所述金属栅片的宽度依次增大，且相应于每个所述金属栅片的所述上绝缘栅片和所述下绝缘栅片的宽度也依次增大。
75.开关在分断过载或短路电流时，动触头71和静触头72之间产生电弧，电弧电流从静触头
→
静引弧排721
→
第一励磁线圈73和第二励磁线圈74
→
下导电排流过，形成磁路，磁化第一励磁线圈73和第二励磁线圈74中心的励磁铁芯704,705，再通过第一导磁块97和第二导磁块98将磁场导向第一导磁板93和第二导磁板94，使第一导磁板93和第二导磁板97之间形成磁场，第一导磁板93为磁场“+”极，第二导磁板为磁场
“‑”
极，吸引电弧更快的进入灭弧罩中。当电弧电流方向反向时，也可以有效的在第一导磁板和第二导磁板之间形成磁场，第一导磁板为磁场
“‑”
极，第二导磁板为磁场“+”极，将电弧快速引入灭弧罩中。动触头和静触头之间电弧被引弧排引入灭弧罩并拉长，在第一导磁板和第二导磁板磁场共同作用下，将电弧快速引入二组堆层的灭弧栅片中，使电弧快速冷却和熄灭。
76.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。