一种塑壳断路器的制作方法

1.本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种塑壳断路器。


背景技术：

2.断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。随着现代社会对断路器的性能和功能不断提升，现在的断路器已经无法满足市场的需求，断路器单元的非模块化已经无法满足时代的需求，需要研发出新类型的断路器。
3.断路器工作过程中，当某一相发生短路故障时，就要进行及时快速的脱扣，脱扣过程中往往是通过外部联动机构触发脱扣机构来实现，现有技术中存在多种触发方式来驱动脱扣机构，而通过气体保护方式来实现脱扣，由于其利用了短路电流发热使气体膨胀驱动机构动作实现脱扣，因此其效果更佳。
4.目前，塑壳断路器的旋转双断点动触头系统是发展的方向之一，现有的双断点触头系统零件多，结构复杂，触桥受电斥力斥开后，由于电斥力减小，动触头在弹簧拉力的作用下可能产生二次闭合或者由于抖动而产生多次的闭合，若卡紧装置不能迅速将触桥卡在极限位置，会对分断非常不利。
5.此外，在断路器分断过程中，触头间的电压引起空气介质放电形成电弧，因此在断路器开关中，通常用灭弧室来灭弧，以保证电器的安全运行。然而，现有灭弧室引弧效果不佳，无法使电弧更快的进入灭弧室结构，达不到较好的灭弧效果。
6.综合，如何提高塑壳断路器的脱扣安全性、灵敏性以及结构稳定性，是仍需解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种塑壳断路器，以提高塑壳断路器的脱扣安全性、灵敏性以及结构稳定性。
8.本发明的目的通过以下技术方案实现：
9.一种塑壳断路器，包括基座、操作机构、若干分断单元及气动脱扣装置，所述分断单元安装在所述基座内，所述气动脱扣装置设于两相邻的分断单元之间，所述操作机构设于所述分断单元及气动脱扣装置的上部；
10.所述分断单元包括：
11.两个盖板，两盖板构成一独立的盒体单元，所述盒体单元内部形成腔体；
12.两个静触头，呈对角方式安装在所述盒体单元的腔体内，所述静触头的接线端伸出所述盒体单元；
13.一个旋转式双断点动触头系统，转动的安装在所述盒体单元的腔体内，并位于两个静触头之间；及
14.两个灭弧室，安装在所述旋转式双断点动触头系统两侧的盒体单元腔体内；
15.所述气动脱扣装置包括：
16.底座，所述底座上设有滑块容置腔室，所述滑块容置腔室设有与所述分断单元相连通的通气孔；
17.滑块，设置在所述底座的滑块容置腔室内；
18.连杆，所述连杆的中部转动的安装在所述底座上，其上端与所述操作机构的牵引杆相对应设置，其下端与所述滑块相抵接，滑块滑动推动连杆运动，触发脱钩；及
19.连杆复位弹簧，设于所述底座与连杆之间，用于连杆的复位。
20.优选地，所述两个盖板包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板通过螺钉连接在一起，所述第一盖板和第二盖板的中部设有中心轴孔，所述中心轴孔的两侧设有两个腰型孔；
21.所述旋转式双断点动触头系统通过穿过所述中心轴孔的中心轴转动的安装在所述盒体单元腔体内，所述旋转式双断点动触头系统安装滑轴，所述滑轴穿过腰型孔，并在腰型孔内滑动。
22.优选地，所述第一盖板和第二盖板上分别对称开设一方形沉槽，所述方形沉槽内设有与所述滑块容置腔室内的通气孔相对应的出气孔。
23.优选地，所述第一盖板和第二盖板上的出气孔不对称设置。
24.优选地，所述气动脱扣装置的底座上设有三根相对独立的筋：筋a、筋b和筋c，三根筋与底座一起围成两个独立的腔体：腔体a和腔体b，每个腔体内均设有一滑块，腔体a和腔体b分别与所述第一盖板和第二盖板上的出气孔相通。
25.所述的筋a、筋b和筋c平行设置，其一端设有将三根筋连成一体的连接筋，该连接筋与三根筋构成e型结构，滑块置于e型结构的两个开口内；
26.所述的滑块呈水平放置的u型状，开口端插入e型结构内，封闭端顶部凸起，在滑块滑动的过程中顶部凸起推动连杆运动，触发脱钩。
27.优选地，所述旋转式双断点动触头系统包括：
28.一转轴，所述转轴呈扁圆柱形结构，所述转轴的中心设有中心轴，所述转轴沿其径向的侧壁中部设有相对中心轴呈中心对称的两个弧形导槽，所述转轴沿其轴向的端面边侧依次设有相对中心轴呈中心对称的两个开口槽及两个第一安装定位孔；
29.一触桥，所述触桥穿过所述弧形导槽，并通过所述中心轴能够转动的安装在转轴上，所述触桥中心设有圆孔，所述触桥的两侧设有弧形导槽，所述触桥的端部设有动触点，所述触桥的形状、弧形导槽及动触点均相对于所述触桥的中心呈中心对称设置；
30.两弹簧轴，用于安装弹簧，分别轴向穿设在所述转轴的开口槽内；
31.两弹簧，分别设于所述转轴沿其轴向的两个端面上，每一个弹簧的两端连接在弹簧轴上；及
32.两小连杆，分别轴向穿设在所述转轴的第一安装定位孔内，相邻的弹簧轴与小连杆之间通过一连接杆相连接。
33.优选地，所述转轴沿其轴向的端面上设有用于盖合的屏板，所述屏板的内侧设有屏板凸台，屏板凸台和转轴将所述连接杆夹在中间，所述屏板与所述转轴的端面之间形成一弹簧容腔，所述弹簧位于该弹簧容腔内；
34.所述的开口槽的横截面呈弧形结构，所述触桥的两端在所述动触点相对应的一侧
设有凸台，所述弹簧轴的中间套设有辊子；
35.所述小连杆分别穿过连接杆和转轴，并与所述连接杆和转轴铆接在一起。
36.优选地，所述灭弧室包括：
37.两隔弧壁，相间设置，所述隔弧壁的内侧边设置有若干滑道；及
38.多个灭弧栅片，嵌入所述两隔弧壁的滑道内；
39.多个灭弧栅片与所述两隔弧壁组合形成灭弧腔室，所述隔弧壁在灭弧腔室敞口一端设置导磁板；
40.所述触桥的两端部位于所述灭弧栅片的中间。
41.优选地，所述的导磁板设置在所述隔弧壁上相对于所述灭弧栅片插入端的侧边，所述隔弧壁上设置凹槽，所述导磁板嵌入在所述凹槽内；
42.所述滑道为多组相互平行设置在所述隔弧壁内壁的槽型结构，所述灭弧栅片依次间隔平行的插入所述滑道内，所述隔弧壁内壁沿所述灭弧栅片插入端的上部为开放性u型滑道，下部为安装腔体；
43.所述导磁板为长条形的长方形板，其长度方向平行于所述灭弧栅片的排布方向，所述导磁板的长度与所述灭弧栅片的布置宽度相一致；
44.所述灭弧栅片为设有u形灭弧凹槽的金属片，所述u形灭弧凹槽由多段圆弧线连接而成，u形灭弧凹槽的中间形成一内陷的槽口。
45.优选地，所述静触头呈u型，所述静触头u型槽内放有一导磁杆，所述灭弧室在与所述导磁杆相对的另一端外侧设置一导磁片，导磁杆与导磁片能够形成闭合磁路，使得电弧在磁场的作用下，更容易被吸引到灭弧室内，从而达到有效灭弧。优选地，所述气动脱扣装置的底座的凸起部分与分断单元的两个盖板的凹槽固定连接；
46.优选地，所述操作机构包括上连杆，下连杆和手柄，上连杆的下端可转动的连接到下连杆的上端，下连杆的下端连接在所述旋转式双断点动触头系统上。
47.本断路器的工作原理为：
48.当断路器处于初始状态时，动触头在弹簧、弹簧轴和小连杆共同作用下使动触头和静触头相接触；当电路出现故障时，电路中的电流会急剧增加，动、静触头之间产生电斥力，动触头受力转动，此时，弹簧轴在弹簧和弧形开槽的作用下进入触桥的弧形导槽，弧形导槽将弹簧轴紧紧卡住，实现动触头斥开锁定的功能，有效防止动触头的回落。
49.与此同时，动、静触头形成电弧，通过在灭弧室隔弧壁的底部设置导磁板，对产生的电弧进行引弧，将电弧从底部拉升至上部的灭弧栅片，电弧被引入到最上方的灭弧栅片后，灭弧栅片均匀的切割电弧，一个长弧被分割成多段短弧，达到最佳的灭弧效果，而隔弧壁两侧设置了出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，加速电弧的冷却熄灭，便于有效进行灭弧，从而达到较佳灭弧效果。
50.而在电路出现故障时，灭弧室内的产气进入气动脱扣装置，气动脱扣装置的滑块在高热气体的冲击下，推动推杆，推杆与操作机构相连，推动操作机构的牵引杆，断路器完成脱扣，切断电路，气动脱扣装置设有两块滑块，能迅速实现电路的开断。
51.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
52.1、本发明动触头系统，通过一对弹簧实现触头受力传递，减少零件数量，结构简单，触头结构稳定，在短路电流产生电斥力时，动触头受力转动，在弹簧作用下，分离加速，
进而提高产品的分断能力，触桥的两侧有弧形导槽，弹簧轴沿着弧形开槽进入触桥的弧形导槽，将机构迅速卡紧在极限位置，防止动触头回落，安全性提高。
53.2、动触头的另一侧设置有凸台，相对于现有的结构具有较好的强度和耐磨性。
54.3、将小连杆，连杆和转子三者焊在一起，提高结构的稳定性，工艺性好。
55.4、屏板上设置的凸台屏板，凸台和转轴贴合在连接杆的两端，避免在运动过程中连接杆的飞出。
56.5、连接杆两侧平面形状不同，在运动过程中，平面有效的防止了连接杆的过度旋转，有助于控制连接杆的转动位置。
57.6、隔弧壁底部设有导磁板，不仅缩短了灭弧栅片的长度，降低成本，使结构简单，使电弧能更快速进入灭弧室，电弧被引入到灭弧栅片后，灭弧栅片均匀切割电弧，一个长电弧被分割成多段短电弧，达到最佳灭弧效果，保证能够迅速灭弧。
58.7、隔弧壁上设置有与灭弧栅片安装的滑槽，滑槽和灭弧栅片的边缘形成滑道安装，安装和拆卸十分方便，装配方式简单，非常便于维修，该结构可根据设计需要安装不同形式的灭弧栅片，整个灭弧室形式灵活多变可更换。
59.8、隔弧壁的侧壁上设有出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，且出气口可以与断路器的气动脱扣装置配合，进一步提升断路器的分断速度。
60.9、采用三个独立的筋在基座上与壳体，滑块一起围成了两个独立的封闭腔体，整体构成密闭总成，基座上设置安装连杆和弹簧的空腔，各组件可以独立装配，其中各腔体分别设有一个通气孔，用于与两个独立壳体上的通气孔连通，从而将密闭腔体与左右两相邻相触头工作腔相通。当电路中发生单相故障时，工作腔体内产生的高温高压气体进入对应的密封腔体，推动滑块，进一步完成脱扣操作；当电路中存在两相及三相短路故障时，高温高压气体会分别进入密封腔，工作同完成脱扣操作。由于电路中各相电压不同，各相工作腔体中产生的电弧电压也不同。通过采用两个密封腔体的设计，进一步提升了产品的安全性。且两个腔体内的气体可同时推动两个滑块左右移动，更加平稳，且灵敏度更高。
61.10、本发明采用滑块推动连进行脱扣操作，滑块只做左右运动，带动连杆转动，且滑块顶面成圆弧状，与连杆之间的接触面积较大磨损较小，因此采用气动装置的行程和受力均可控。
附图说明
62.图1为断路器的整体结构示意图；
63.图2为分断单元的整体结构示意图；
64.图3为分断单元的内部结构示意图；
65.图4为旋转式双断点动触头系统的结构示意图；
66.图5为旋转式双断点动触头系统转轴的结构示意图；
67.图6、7为旋转式双断点动触头系统的连接结构示意图；
68.图8为旋转式双断点动触头系统触桥的结构示意图；
69.图9为气动脱扣装置的结构示意图；
70.图10为气动脱扣装置底座的结构示意图；
71.图11为灭弧室的结构示意图；
72.图12为灭弧室隔弧壁的结构示意图；
73.图13为操作机构与分断单元的连接结构示意图；
74.图14为动静触头初始接触状态的结构示意图；
75.图15为大电流下动静触头斥开的结构示意图；
76.图16为导磁杆及导磁片的设置及工作示意图。
具体实施方式
77.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
78.如图1，一种塑壳断路器，包括基座400、操作机构300、由三个独立的分断单元100组成的分断机构以及气动脱扣装置200，分断单元100安装在基座400内，气动脱扣装置200设于两相邻的分断单元100之间，操作机构300设于分断单元100及气动脱扣装置200的上部。
79.如图2、3，分断单元100包括两个盖板101、两个静触头102、一个旋转式双断点动触头系统103以及两个灭弧室104。其中，两盖板101构成一独立的盒体单元，盒体单元内部形成腔体；两个静触头102呈对角方式安装在盒体单元的腔体内，静触头102的接线端伸出盒体单元，旋转式双断点动触头系统103转动的安装在盒体单元的腔体内，并位于两个静触头102之间；两个灭弧室104安装在旋转式双断点动触头系统103两侧的盒体单元腔体内。
80.如图13、16，静触头102呈u型，静触头102u型槽内放有一导磁杆106，灭弧室104在与导磁杆106相对的另一端外侧设置一导磁片105，导磁杆106与导磁片105能够形成闭合磁路，使电弧在磁场的作用下，更容易被吸引到灭弧室内，从而达到有效灭弧。
81.具体地，两个盖板101包括第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板通过螺钉连接在一起，第一盖板和第二盖板的中部设有中心轴孔1011，中心轴孔1011的两侧设有两个腰型孔1012；旋转式双断点动触头系统103通过穿过中心轴孔1011的中心轴转动的安装在盒体单元腔体内，旋转式双断点动触头系统103安装滑轴1013，滑轴1013穿过腰型孔1012，并在腰型孔1012内滑动。第一盖板和第二盖板上分别对称开设一方形沉槽，方形沉槽内设有与滑块容置腔室内的通气孔205相对应的出气孔1014。第一盖板和第二盖板上的出气孔1014不对称设置。
82.如图9、10，气动脱扣装置200包括：
83.底座201，底座201上设有滑块容置腔室，滑块容置腔室设有与分断单元100相连通的通气孔205；
84.滑块202，设置在底座201的滑块容置腔室内；
85.连杆203，连杆203的中部转动的安装在底座201上，其上端与操作机构300相对应设置，其下端与滑块202相抵接，滑块202滑动推动连杆203运动，触发脱钩；
86.连杆复位弹簧204，设于底座201与连杆203之间，用于连杆203的复位。
87.气动脱扣装置200的底座201的凸起部分与分断单元100的两个盖板的凹槽固定连接。
88.如图9、10，气动脱扣装置200的底座201上设有三根相对独立的筋：筋a206、筋b207和筋c208，三根筋与底座201一起围成两个独立的腔体：腔体a209和腔体b210，每个腔体内均设有一滑块202，腔体a和腔体b分别与第一盖板和第二盖板上的出气孔1014相通。筋a、筋
b和筋c平行设置，其一端设有将三根筋连成一体的连接筋，该连接筋与三根筋构成e型结构，滑块202置于e型结构的两个开口内；滑块202呈水平放置的u型状，开口端插入e型结构内，封闭端顶部凸起，在滑块202滑动的过程中顶部凸起推动连杆203运动，触发脱钩。
89.旋转式双断点动触头系统103的结构具体参加图4-8，包括：
90.一转轴1031，转轴1031呈扁圆柱形结构，转轴1031的中心设有中心轴10314，转轴1031沿其径向的侧壁中部设有相对中心轴10314呈中心对称的两个弧形开槽10313，转轴1031沿其轴向的端面边侧依次设有相对中心轴10314呈中心对称的两个开口槽10311及两个第一安装定位孔10312；
91.一触桥1032，触桥1032穿过弧形开槽10313，并通过中心轴10314能够转动的安装在转轴1031上，触桥1032中心设有圆孔，触桥1032的两侧设有弧形导槽10321，触桥1032的端部设有动触点10322，触桥1032的形状、弧形导槽10321及动触点均相对于触桥1032的中心呈中心对称设置；
92.两弹簧轴1033，用于安装弹簧1034，分别轴向穿设在转轴1031的开口槽10311内；
93.两弹簧1034，分别设于转轴1031沿其轴向的两个端面上，每一个弹簧1034的两端连接在弹簧轴1033上；及
94.两小连杆1035，分别轴向穿设在转轴1031的第一安装定位孔10312内，相邻的弹簧轴1033与小连杆1035之间通过一连接杆1036相连接。
95.此外，转轴1031沿其轴向的端面上设有用于盖合的屏板1037，屏板1037的内侧设有屏板凸台10371，屏板凸台10371和转轴1031将连接杆1036夹在中间，屏板1037与转轴1031的端面之间形成一弹簧容腔，弹簧位于该弹簧容腔内；屏板通过第二安装定位孔10315安装在转轴1031上；开口槽10311的横截面呈弧形结构，触桥1032的两端在动触点10322相对应的一侧设有凸台10323，弹簧轴1033的中间套设有辊子1038；小连杆1035分别穿过连接杆和转轴1031，并与连接杆和转轴1031铆接在一起。
96.断路器处于初始状态时，如图14，触桥在弹簧、弹簧轴和小连杆共同作用下，使动触点和静触头相接触。当电路出现故障时，动、静触头之间会产生电斥力，触桥受力转动，如图15，此时，弹簧轴在弹簧和弧形开槽的作用下，进入弧形导槽内，将弹簧轴紧紧卡住，实现动触头斥开锁定功能，从而有效的防止动触头的回落，顺利完成脱扣动作，避免动触头在弹簧拉力作用下可能产生二次闭合或者由于抖动而产生多次的闭合的问题。
97.如图11、12，灭弧室104包括：
98.两隔弧壁1041，相间设置，隔弧壁1041的内侧边设置有若干滑道10412；及
99.多个灭弧栅片1042，嵌入两隔弧壁1041的滑道10412内；
100.多个灭弧栅片1042与两隔弧壁1041组合形成灭弧腔室，隔弧壁1041在灭弧腔室敞口一端设置导磁板1043；触桥1032的两端部位于灭弧栅片1042的中间。
101.导磁板1043设置在隔弧壁1041上相对于灭弧栅片1042插入端的侧边，隔弧壁1041上设置凹槽，导磁板1043嵌入在凹槽内；滑道10412为多组相互平行设置在隔弧壁1041内壁的槽型结构，灭弧栅片1042依次间隔平行的插入滑道10412内，隔弧壁1041内壁沿灭弧栅片1042插入端的上部为开放性u型滑道10412，下部为安装腔体；导磁板1043为长条形的长方形板，其长度方向平行于灭弧栅片1042的排布方向，导磁板1043的长度与灭弧栅片1042的布置宽度相一致，隔弧壁1041上设有灭弧室排气口10411。灭弧栅片1042为设有u形灭弧凹
槽的金属片，u形灭弧凹槽由多段圆弧线连接而成，u形灭弧凹槽的中间形成一内陷的槽口。
102.灭弧室通过在隔弧壁上装有导磁板，对产生的电弧进行引弧，能够将电弧从导磁板底部拉升至上部的灭弧栅片，从而使电弧能更快进入灭弧室内，电弧被引入到最上方的灭弧栅片后，灭弧栅片均匀切割电弧，一个长电弧被分割成多段短电弧，达到最佳灭弧效果，隔弧壁的侧壁上设有出气口，保证在灭弧时产生的热气流能够及时冷却发散，且出气口可以与断路器的气动脱扣装置配合，大大增强磁吹效果。
103.如图13，操作机构300包括上连杆301，下连杆302和手柄303，上连杆301的下端可转动的连接到下连杆302的上端，下连杆302的下端连接在旋转式双断点动触头系统103上，连杆203转动的安装在底座201上，其上端与操作机构300的牵引杆相对应设置，其下端与滑块202相抵接，在非正常情况下，电路中的电流会急剧增加，动、静触头之间产生电斥力，动触头受力转动，从而形成电弧，气动脱扣装置的滑块在高热的气体的冲击下，推动连杆203，从而推动操作机构300的牵引杆，断路器脱扣，切断电路。
104.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。