一种电的开关的磁脱扣装置的制作方法

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种电的开关的磁脱扣装置。

背景技术：

1、现有技术中的电的开关的磁脱扣装置有两种形式，第一种为螺旋管线圈套设于铁心组件外层，利用螺旋管线圈通电所产生的磁场磁化铁心组件使铁心组件内的顶杆向外顶出，来驱动开关脱扣跳闸，第二种为在电的开关内部采用导体半包围铁心，在铁心的两侧设置导磁板，在导磁板的一侧设置衔铁，利用导体上通过电流所产生的磁场磁化铁心，磁场传导至导磁板，导磁板吸合衔铁，来驱动开关脱扣跳闸。

2、影响开关短路的跳闸速度的重要因素是线圈的匝数，也就是安匝数，安匝数越高动作越快，在有限的空间内设置更多的匝数一方面可以提升短路跳闸的速度，另一方面还能感应电动势来抑制短路电流的上升速度，使开关承受短路电流的时间和电流的大小的焦耳积分减小起到限流作用。

3、现有技术中的两种磁脱扣装置的结构形式中螺旋管线圈一般为单层线圈在开关的有限空间内无法绕制较多的匝数，所以安匝数较小，尤其是额定电流稍高的情况下线圈直径增大绕制工艺困难，采用导体半包铁心结构的磁脱扣由于匝数不足一匝安匝数较小，以上现有技术中的磁脱扣装置由于安匝数较小，在通过电流时所产生的感应电动势较小，限制短路电流的能力很弱，由于安匝数较小所产生的磁场也较小，跳闸速度也较慢，在短路分断过程中所产生的焦耳积分较高，导致短路分断能力较差。

技术实现思路

1、 基于上述背景，为解决上述问题，本发明提供一种电的开关的磁脱扣装置，可以解决在有限空间内实现更大的安匝数来提升开关的跳闸速度和提升感应电动势来限制短路电流的上升速度，来提升开关的短路分断能力，同时降低线圈绕制工艺难度 ，克服上述问题。

2、本发明方案如下：

3、本发明公开一种电的开关的磁脱扣装置，所述电的开关至少包含绝缘外壳及内部元件，所述内部元件至少包含：磁脱扣装置、过载保护装置、动触头装置、静触头装置，所述磁脱扣装置至少包括：铁心组件及呈螺旋状绕设在铁心组件外的线圈，所述线圈呈多层设置，其至少包括紧挨所述铁心组件的第一层线圈和绕设于所述第一层线圈外的第二层线圈，所述第一层线圈和第二层线圈的匝数相同或不相同；所述第一层线圈和第二层线圈的截面积相同或不相同，所述第一层线圈和第二层线圈至少一端相互电连接。

4、以此方式，在开关短路分断时，电流的突然增大，利用线圈绕组通电后产生的感应电动势来阻止电流的迅速升高，在电流达到预期短路电流峰值前，开关即可完成分断过程切断短路电流，大幅降低短路电流所产生的焦耳积分，多层线圈绕组的结构使得感应电动势叠加增强，同时提供更大的安匝数，使线圈产生的磁场更大，提升开关的跳闸速度，来提高开关的分断能力，多层线圈的设置，每层线圈各自载流使得整体的载流能力得到增加，尤其是多层线圈呈现出来的更多的表面积，在交流电的集肤效应作用下载流能力明显提升，同时更多的表面积与空气接触散热效果也大幅提升，使开关的发热更小。

5、在一些实施例中，所述第一层线圈的截面积小于第二层线圈。

6、在上述实施例中，第一层线圈的线径或截面积小于第二层线圈，线圈的线径或截面积与载流能力成正比，在额定电流较高的情况下，用到的线材较粗，绕制困难，尤其是在空间有限的情况下，螺旋管内径较小，粗线绕制工艺成型困难，将第一层采用线径或截面积小一些的铜线进行绕制工艺更简单。

7、在一些实施例中，所述第一层线圈的匝数多于第二层线圈。

8、在上述实施例中，紧挨铁心的第一层线圈的匝数多于第二层线圈，在其他实施例中紧挨铁心的第一层线圈的线径或截面积要小于第二层线圈，当线径或截面积较小时，可以绕制更多的匝数，匝数多的第一层线圈紧挨铁心布置其产生的磁场作用于铁心，相对第二层线圈与铁心之间相隔了第一层线圈所产生的磁场要弱一些，为了更高效的利用磁场，将紧挨铁心的第一层线圈匝数尽可能设置多，有利于增强多层限流线圈装置对铁心的产磁效率。

9、在一些实施例中，所述线圈的截面形状至少为圆形、扁形、矩形、方形中的一种。

10、在上述实施例中，线圈的截面形状与线圈的原材料选择有关，一般为漆包线，有圆线和扁线，圆线适合额定电流63a以下的电的开关，扁线相比圆线在同等空间内截面积更大，适用于额定电流在63a以上的电的开关，在100a以上规格的线圈中还有采用铜板采用成型的矩形截面的线圈，其截面的形状可以根据实际是要进行选择。

11、在一些实施例中，所述第一层线圈和第二层线圈的螺旋部分彼此绝缘。

12、在上述实施例中，绕制而成的线圈螺旋部分是用于叠加磁场形成感应电动势，阻碍突然增大的电流，起限流作用，和产生磁场作用于铁心来驱动开关跳闸，提升跳闸速度，螺旋部分必须要彼此绝缘，防止螺旋部分匝间形成短接，磁场得不到叠加失去作用，彼此绝缘的措施可以采用漆包线进行绕制，或者绕制完成后进行涂覆绝缘层处理，或螺旋部分采用间隙布置。

13、在一些实施例中，所述第一层线圈和第二层线圈为并联。

14、在上述实施例中，两层线圈之间采用并联形式，每一层线圈都分别承载电流，起到分流作用，增加电的开关的电的承载能力，每层线圈都相当于独立的电感，各自产生感应电动势，在增加电的开关载流能力的同时，提供电感限流，多层线圈之间的进线引脚和出线引脚并联设置可以有效提高电的开关载流能力，同时提供叠加磁场作用，提升感应电动势和磁场力限制短路电流和提升开关跳闸速度，有效提高了电的开关的短路分断能力。

15、在一些实施例中，所述铁心组件为独立式铁心，所述铁心的两端设置有导磁板，所述导磁板一侧设有衔铁可以与铁心组件形成闭合磁路。

16、在上述实施例中，由于铁心组件设置在多层线圈中心，线圈通电后所产生的感应磁场将铁心组件磁化，铁心组件两端设置导磁板，铁心组件的磁场传导至导磁板，导磁板上的磁场一方面可以用于对电的开关分断的电弧产生磁吹力，加速电弧进入灭弧室，另一方面利用磁场力来驱动衔铁进行短路保护，导磁板将铁心上的磁场传导至所需的位置来实现所需的功能，提供短路保护功能同时还能提供磁吹灭弧功能。

17、在一些实施例中，所述铁心组件至少包含动铁心、静铁芯、顶出部。

18、在上述实施例中，多层线圈通电后对铁心产生磁场，利用铁心的电磁吸力来驱动电的开关进行脱扣分闸来实现过电流保护，多层线圈产生的安匝数相比单层的高，开关的跳闸速度更快。

19、在一些实施例中，所述第一层线圈与第二层线圈的截面积之比为：4：6、或3：7、或2：8。

20、在上述实施例中，紧挨铁心的第一层线圈的截面积要比第二层线圈的截面积小，一方面可以简化绕制工艺，另一方面第一层线圈在有限空间内可以绕制更多的匝数，第一层线圈紧挨的铁心线圈产生的感应磁场直接作用于铁心产磁效率更高，具体的截面积之比可以根据导电所需的截面积和所需的感应电动势的大小进行配比，第一层采用截面积相对小的线圈可以降低线圈绕制难度，也可以增加绕制的匝数，通过多层之间截面积的变化来调节多层线圈限流装置的载流能力和感应电动势的强度，在满足大容量的同时还能提高限流能力。

21、通过采用多层螺旋管线圈结构，在有限空间内实现更大的安匝数，多层螺旋管线圈能各自承载电流，也能各自产生感应电动势限制短路电流的上升速度，一方面满足大电流规格产品的电流承载能力，另一方面提升开关跳闸速度和限制短路电流的上升速度来提升开关的分断能力。

22、通过多层螺旋管线圈对电流进行分流，可以解决大额定电流规格的螺旋管线圈截面积过大绕制困难的问题，通过多层线圈进行分流可以减小每层螺旋管线圈的截面积和增加绕制圈数，既解决了制作工艺问题，又增强了电感限流的能力。