一种断路器的动触头系统的制作方法

1.本发明涉及一种断路器，特别是涉及断路器的触头系统


背景技术：

2.低压断路器由动触头系统1、静触头系统2、灭弧系统3、壳体4、操作机构5、控制保护单元6等组成。
3.操作机构5驱动动触头系统1与静触头系统2接触或者分开来实现主电路的合闸、分闸，当主电路中出线故障电流时，控制保护单元电路6发出脱扣指令，操作机构5中的脱扣机构脱扣后，动触头系统1与静触头系统2分闸，分闸过程中产生电弧，进入灭弧室3熄灭。
4.现有技术中动触头系统包括动触头11、软连接113和连接板114依次连接形成导电通路，其中动触头11包括动触点111和动触头臂112，两者焊接在一起，形成第一焊接位置11a。合闸时动触点111与静触头系统2的形成电接触。软连接113由细铜丝编织形成,一端与动触头臂112在第二焊接位置11b处焊接形成电气连接，另一端与连接板114在第三焊接位置11c处焊接形成电气连接。需要指出的是额定电流较大的断路器中，一极动触头系统1都采用多片动触头11并联形成多个接触点和多个通路，来增加接触点和电流路径的表面积，以减小霍尔姆力和集肤效应的不力影响。如在额定电流为1600a的断路器中，每一极动触头系统1采用图3中5～7片的动触头11，因此单极动触头系统1有15～21个焊接点，三极断路器仅动触头系统1就有45～63个焊接点，这些焊接点是电流通路中发热严重的部位，成为动触头系统1温升高的重要因素之一。另外，软连接113采用细铜丝编制而成，虽然致密的编制方式增加了铜丝的数量，但还是存在了大量不能压实填满的间隙，使得等效导电截面较少，虽然可以增加铜丝数量来提高导电界面，但使得软连接变硬不利于动触头的转动，因此软联结也是造成动触头系统1温升高的另一重要因素。
5.由于断路器中的动触头系统主要作用是分离和连接导电，动触头系统所安装的外壳空间有限，所以相关的导电零件不能充分满足导电的载流要求，特别其中的软连接零件，所以连接工作时动触头系统是主要的导电发热源，会导致整体断路器温升偏高，从而影响整体断路器是使用性能；
6.现有技术没有解决好动触头温度过高问题，没有增加相关控制温度措施，现场出现过此连接点因长时间因温度过而烧毁现象；从而影响断路器使用的可靠性和安全隐患；


技术实现要素：

7.本发明的目是提供一种带铜箔层叠形式软连接的断路器动触头系统，解决触头系统温升高，导电效率不高的问题
8.为了实现上述目的，本发明设计了一种带铜箔软连接的动触头用于断路器动触头系统中；
9.本发明一种断路器的动触头系统，包括动触点、动触头臂、软连接和连接板，动触点与动触头臂焊接在一起，形成导电通路，动触头臂、软连接和连接板依次连接形成电气通
路，所述电气通路包含多层铜箔层叠构成的导体，导体具有两端的压实部分和中间的柔性部分；所述软连接位于柔性部分，使得分合闸时，保证动触头系统可以自由的动作。
10.进一步的，所述铜箔层叠构成的导体是软连接；所述两端的压实部分，一端与动触头臂连接形成电气通路，另一端与连接板连接形成电气通路。
11.进一步的，所述压实的一端与动触头臂采用焊接的方式形成电气连接。
12.本发明的另一实施例，所述铜箔层叠构成的导体包括软连接和连接板；所述两端的压实部分，一端在软连接上与动触头臂连接形成电气通路，另一端在连接板上形成刚性的接线结构。
13.进一步的，所述连接板上还包含一部分柔性结构，位于和软连接电连接的一侧。
14.本发明的另一实施例，所述铜箔层叠构成的导体包括动触头臂、软连接和连接板；所述两端的压实部分，一端压实成刚性后形成动触头臂，另一端压实成刚性后形成连接板。
15.进一步的，所述连接板上还包含一部分柔性结构，位于和软连接电连接的一侧。
16.基于上述所有动触头系统的技术结构，本发明还包括位于软连接与其他结构至少一个交界处的保护壳体，保护壳体面对导体一侧的边缘具有弧形的结构，以防止动触头系统转动时在铜箔造成断裂。
17.进一步的，还包括穿过动触头臂转动轴，所述软连接与动触头臂交界处的保护壳体安装在转动轴上，保证与动触头臂的同步转动；所述软连接与连接板交界触头的保护壳体，覆盖部分柔性结构。
18.本发明的技术效果，通过设计带铜箔软连接动触头替代现有编织线软连接；大大的节约了使用空间，即在有限的壳体空间中增加软连接的载流面积、也改善了散热效果，从而大大降低断路器的整体温升，，有效的控制了整体断路器使用的温升，保证了断路器的使用可靠性，且铜箔软连接结构简单，安装方便。
附图说明
19.图1现有断路器的整体结构示意图；
20.图2现有断路器触头系统的示意图；
21.图3现有断路器动触头系统的示意图；
22.图4本发明涉及的动触头系统第一实施例的示意图；
23.图5本发明涉及的采用层叠铜箔形成的导体示意图；
24.图6本发明涉及的动触头系统第二实施例的示意图；
25.图7本发明涉及的动触头系统一种导电连接的示意图；
26.图8本发明涉及的动触头系统第三实施例的示意图；
27.图9本发明涉及的具有保护壳体的动触头系统示意图；
28.图10本发明涉及的具有保护壳体的动触头系统局部放大示意图；
具体实施方式
29.本发明提出了一种新型的动触头系统，结构包括动触头、软联结和连接板。
30.根据图4的本发明的一个实施例，动触头系统包括动触头21、软连接213和连接板214，依次连接形成导电通路，其中动触头21包括动触点211、和动触头臂212，两者焊接在一
起，形成第一焊接位置21a。合闸时动触点211与静触头系统2形成电接触。软连接213由铜箔层叠形成，两端具有焊接压实部分a，中间柔性部分b保留原有柔软状态，形成了两端压实成刚性、中间可柔性弯曲的导体，以满足动触头系统的灵活转动。软连接213的一端(一个区段a)与动触头臂212在第二连接位置21b处焊接或者铆接形成电气连接，另一端(另一区段a)与连接板214在第三焊接位置21c处焊接形成电气连接。本实施例中，每一极动触头系统1仍然有45～63个焊接点，但由于把编织线式的软连接113改成了铜箔层叠式的软连接213，因此导电截面没有减小，而且基于集肤效应的原理，大大增加了有效的导电截面。本实施例中，每片动触头臂212与每个软联结213电连接在一起形成组件，多个这样的组件焊接在连接板214上，形成多个导电通路，成为动触头系统1。由于采用了层叠的铜箔使得流过软连接213的电流具有规范的流向，同时为了保证分、合闸时，动触头21具有足够的转动自由度，因此软连接213弯曲成一定的弧度，电流i1与i2在有一个反向的电流分量，在弯曲的内侧形成相互排斥的磁场，给动触头臂212提供了向静触头系统2闭合的电动力，补偿增加了触头闭合的压力，而本实例层叠铜箔型的软连接213，其规范的电流路径最大限度的提高了电动力的补偿效果。
31.进一步的，软连接213在弯曲加工成形时，在中间柔性部分b的各层铜箔具有不同的弯曲弧度或者长度，这样在动触头系统和静触头系统闭合后，铜箔之间具有间隙，形成空气腔，更有力于该位置的散热。
32.根据图5进一步说明本发明的层叠铜箔结构的导体，采用具有良好导电性能和金属延展性能的纯铜制成的铜箔或者薄铜片，以多片堆叠的形式，利用电阻焊接或者墩压的方式将两端制成具有刚性的整体，中间部分还是以层叠方式存在，形成柔性区域。为了更好的满足动触头系统频繁动作的要求，层叠铜箔可以在焊接或者墩压前先弯曲成适合安装及动作的结构，再压实成刚性整体，最后进行机加工修型。这样，导体会具有更好的使用寿命，给动触头更多的转动自由度。附图中仅示意了层叠铜箔结构导体的大致结构，对于上述可以实现的更好加工方式的结构未表示出，但相信基于上述的方案描述，不难理解其具体的结构。
33.根据图6的本发明的另一个实施例，动触头系统包括动触头31、软连接313和连接板314，依次连接形成导电通路，其中动触头31包括动触点311、和动触头臂312，两者焊接在一起，形成第一焊接位置31a。合闸时动触点311与静触头系统2形成电接触。软连接313由铜箔层叠形成，具有与动触头臂312电连接的压实部分a，区段a与动触头臂312在第二连接位置31b处焊接或者铆接形成电气连接，另外还有中间柔性部分b保留原有柔软状态，以满足铜箔软连接灵活动作为。区别于图4的结构，本实施例的连接板314也由层叠铜箔压实形成。进一步的，软连接313和连接板314通过层叠铜箔一体制造而成，在两端压实，一端与动触头臂312焊接，另一端形成连接板314上成刚性结构，与后续的导电系统连接，形成了两端压实成刚性、中间可柔性弯曲的导体，以满足动触头系统的灵活转动。其中，中间柔性部分保证柔软形成软连接313，这样取消了前述实施例中软连接与连接板之间的焊接点，从整个接触系统来看，少了三分之一的焊接点，降低了原有焊接位置的温升。
34.进一步的，由于连接板与软连接的一体成形，因此原有焊接位置的空间和结构消耗减小了，具体来说，原有的焊接点为了同时满足焊接和软连接自由转动的需要(焊接点的刚性结构影响软连接的转动自由)，在一定的空间范围内，需要在软连接长度和连接板长度
之间进行妥协，而本实施例中，可以在原有焊接位置用柔性部分代替，这样赋予软连接更大的自由度。
35.进一步的，在图4的实施例中，软连接213与连接板214之间的焊接位置形成焊接压实的印状凹陷结构，这种结构在触头系统反复转动后，可能会造成个别铜箔的断裂，如果断裂的铜箔在最外层，可能会引起短路。因此在本实施例中的优化方案中，连接板314上具有少量的柔性部分，在连接板314与后续的导电板电连接后，这些柔性部分被后续的导电板所覆盖，或者采用保护安装结构覆盖连接板314上的柔性部分，因此压实部分与中间柔性部分的接触处不会参与到软连接313的转动运动中，减低了铜箔断裂的风险。
36.根据图8的本发明的另一个实施例，动触头系统包括动触头41、软连接413和连接板414，依次连接形成导电通路，其中动触头41包括动触点411、和动触头臂412，两者焊接在一起，形成第一焊接位置41a。合闸时动触点411与静触头系统2形成电接触。本实施例中，动触头臂412、软连接413和连接板414采用铜箔一体形成，动触头臂412处铜箔压实成刚性，然后加工形成，软连接413处柔性可弯曲，连接板414处铜箔压实成刚性加工形成，形成了两端压实成刚性、中间可柔性弯曲的导体，以满足动触头系统的灵活转动。当然，同图6的实施类似，连接板414上具有少量的柔性部分，在连接板414与后续的导电板电连接后，这些柔性部分被后续的导电板所覆盖，或者采用保护安装结构覆盖连接板414上的柔性部分，因此压实部分与中间柔性部分的接触处不会参与到软连接413的转动运动中，减低了铜箔断裂的风险，当然在动触头臂412处的压实部分也可以采用类似的处理来防止该处铜箔断裂的风险。
37.这一实施例结构在图6的基础上取消软连接413与动触头臂412之间的焊接结构，即动触头臂412到软连接413再到连接板414之间的两个焊接点都取消，整体触头系统只有动触点411与动触头臂412之间的焊接点，单极动触头系统1仅有5～7个焊接点。以三极1600a的断路器为例，焊接点的个数减少到15至21个，系统的温升大大降低。连接板414采用与图6的实施例，存在少量的柔性部分，降低铜箔断裂的风险。
38.根据图9的本发明的另一个实施例，为了保证铜箔动触头的使用寿命，在铜箔软连接焊接融合端901和柔软区域902交界处安装了保护壳体701、702，其中保护壳体701位于动触头臂与软连接的交界处，保护壳体702位于连接板与软连接的交界处，并覆盖部分柔性结构。保护壳体701用动触头转动轴801固定，保证和动触头的转动同步。保护壳体702用紧固件802固定，保护壳体面对软连接的一侧具有弧形过渡结构的边缘7011和7021，边缘的弧形尺寸配合软连接在分、合闸时的弯曲程度，来保证边缘7011、7021不以锋利的结构压印在软连接上，造成软连接的断裂。而且，为了满足软连接频繁弯曲的要求，铜箔软连接的从焊接融合端901延至柔软区域902的方向上，层叠铜箔之间的间隙会逐渐变大，采用边缘圆弧过渡，可以减小对软连接的弯折损坏，提高动触头系统的寿命要求。
39.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。