一种电磁式快速脱扣装置及断路器

1.本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种电磁式快速脱扣装置及断路器。


背景技术：

2.脱扣装置具体利用电磁原理进行过流切断处理，而电流过高时切断电流。由于电弧主要产生于触头断开电路时，高温将烧损触头及绝缘，而现有的灭弧工作和电磁脱扣工作为独立操作，例如在电磁脱扣的操作过程中，利用气吹灭弧装置产生压缩气体对连接触点位置进行纵吹，以熄灭电弧。
3.而上述操作还存在的缺陷如下：
4.将电磁脱扣装置经常应用到断路器中，而为了方便安装，断路器的体积一般不大，因此很难将气吹灭弧装置和电磁脱扣器有效的集成在断路器内，很容易由于体积问题造成气吹灭弧的气路狭窄，导致灭弧效率低，且气吹灭弧装置为了产生压缩气体需要增加动力元件，而动力元件需要重新设计连通导电线路，因此结构复杂，且操作方式比较困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电磁式快速脱扣装置及断路器，以解决现有技术中由于体积问题造成气吹灭弧的气路狭窄，导致灭弧效率低、重新设计连通导电线路的结构复杂，且操作方式比较困难的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
7.一种电磁式快速脱扣装置，包括靠近开关刀头设置的多个串联分布的电磁铁，以及设置在所有电磁铁与所述开关刀头之间的磁性关联组件，在所述磁性关联组件的下方设有吹气灭弧组件，且所述吹气灭弧组件的出气喷头均朝向所述开关刀头；
8.所述电磁铁和所述开关刀头并联连接在同一个通电线路上，所述电磁铁产生的电磁力吸附所述磁性关联组件移动，且所述开关刀头在所述磁性关联组件的带动下与所述通电线路的主触点脱离以断开通电线路，且所述磁性关联组件移动时挤压所述吹气灭弧组件，以使得所述吹气灭弧组件的出气增压管道产生压缩气体，所述压缩气体对所述开关刀头与主触点之间的电弧进行气吹灭弧操作。
9.作为本发明的一种优选方案，所述磁性关联组件包括设置在所述电磁铁与所述开关刀头之间的金属块，以及设置在所述金属块上端的提拉铰杆，所述提拉铰杆的另一端与所述开关刀头远离铰接位置的端部连接；
10.所述金属块的两个平行侧面设有限位竖板，且所述金属块的两个平行侧面设有至少一个沿着所述限位竖板上下移动的支架杆，所述金属块通过所述支架杆沿着所述限位竖板的支撑槽道内上下移动；
11.所述支撑槽道的内部设有限位导柱，所述支架杆套设在所述限位导柱的外表面，且所述支架杆的下表面分别设有与对应的所述支撑槽道端部连接的压缩弹簧，且所述支架杆的边缘设有处于所述压缩弹簧外周的限位拉绳，所述支架杆在所述压缩弹簧和限位拉绳
的共同作用下保持静止状态。
12.作为本发明的一种优选方案，所述金属块包括轻质绝缘块以及设置在所述轻质绝缘块下端的磁性金属板，所述电磁铁吸附所述磁性金属板以带动所述开关刀头脱离所述主触点；
13.所述磁性金属板上设有多个镂空切割槽，且所述镂空切割槽将所述磁性金属板切割为仅对应电磁铁的受力块，且两个相邻的所述磁性金属板之间通过至少一条由所述镂空切割槽切割形成的关联杆连接。
14.作为本发明的一种优选方案，所述提拉铰杆包括固定在所述轻质绝缘块上表面的第一竖向杆，以及与所述开关刀头垂直的第二竖向杆，所述第一竖向杆和所述第二竖向杆铰接连接。
15.作为本发明的一种优选方案，所述吹气灭弧组件包括设置在所述电磁铁与所述磁性关联组件之间的储气气囊、设置在所述储气气囊上的多个出气增压管道，以及设置在所述储气气囊上的多个进气管道，所述储气气囊内部设有多个均匀分布的干燥包，所述进气管道内输入的空气经过所述干燥包的干燥处理，且所述储气气囊内的干燥空气在所述磁性关联组件的挤压作用下通过所述出气增压管道喷出，以实现对所述开关刀头与主触点之间的灭弧操作。
16.作为本发明的一种优选方案，每个所述进气管道的内部设有进气单向阀门，且每个所述出气增压管道的内部设有出气单向阀门，且所述磁性关联组件的下表面与所述电磁铁的上表面均固定在所述储气气囊的外表面，所述储气气囊的内部对应所述磁性关联组件的挤压范围为中空状态，所述储气气囊在所述磁性关联组件的挤压作用下将干燥空气从所述出气增压管道喷出。
17.作为本发明的一种优选方案，所述储气气囊处于所述开关刀头的下方，且每个所述出气增压管道与所述储气气囊形成弯曲状态，每个所述出气增压管道的出气喷头朝向所述开关刀头的活动端，且所有出气增压管道的出气方向在所述主触点的位置共同汇聚为一个交点。
18.为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种断路器，所述断路器包括绝缘壳体、设置在所述绝缘壳体上的进线端以及设置在所述绝缘壳体上的出线端，所述进线端和所述出线端之间设有开关刀头，具有上述的电磁式快速脱扣装置，所述绝缘壳体的内表面设有用于支撑所述储气气囊的承载隔板，所述承载隔板上对应所述电磁铁的位置设有贯穿孔，所述电磁铁的端部穿过所述贯穿孔与所述储气气囊连接。
19.作为本发明的一种优选方案，所述绝缘壳体的侧表面在所述承载隔板的上方对应所述出气增压管道的位置铰接有连接杆，所述连接杆的末端通过贴面胶层与所述出气增压管道连接，所述绝缘壳体的侧表面在所述连接杆的下端设有抵挡块，所述抵挡块用于限制所述出气增压管道在不充气状态时的位置。
20.作为本发明的一种优选方案，所述绝缘壳体的侧表面在所述连接杆的下方设有开口，所述进气管道的端部安装在所述开口内以循环吸入空气。
21.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
22.本发明实现电磁脱扣和气吹灭弧的双重功能，且在电磁脱扣的实现过程中，利用磁性金属块的下移来挤压储气气囊内的气体，从而同步实现灭弧工作，无需对现有技术中
的脱扣装置进行结构和气路改造，实现方式简单，且使得脱扣操作的实现方式更加安全，且无需增加新的压缩空气动力，使得具备脱扣和灭弧功能的脱扣装置整体更加集中化，避免增大断路器的体积，方便安装和使用。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
24.图1为本发明实施例提供的脱扣装置闭合状态的结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供的脱扣装置张开状态的结构示意图；
26.图3为本发明实施例提供的提拉铰杆的结构示意图；
27.图4为本发明实施例提供的金属块的俯视结构示意图；
28.图5为本发明实施例提供的吹气灭弧组件的侧剖结构示意图；
29.图6为本发明实施例提供的断路器的整体侧剖结构示意图；
30.图7为本发明实施例提供的吹气灭弧组件的侧剖结构示意图。
31.图中的标号分别表示如下：
32.1-电磁铁；2-磁性关联组件；3-吹气灭弧组件；4-绝缘壳体；5-开关刀头；6-承载隔板；7-贯穿孔；8-连接杆；9-抵挡块；10-开口；
33.21-金属块；22-提拉铰杆；23-限位竖板；24-支架杆；25-支撑槽道；26-限位导柱；27-压缩弹簧；28-限位拉绳；
34.211-轻质绝缘块；212-磁性金属板；213-镂空切割槽；214-受力块；215-关联杆；
35.221-第一竖向杆；222-第二竖向杆；
36.31-储气气囊；32-出气增压管道；33-进气管道；34-干燥包；35-进气单向阀门；36-出气单向阀门。
具体实施方式
37.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
38.如图1和图2所示，本发明提供了一种电磁式快速脱扣装置，本实施方式中的脱扣装置具体利用电磁原理进行过流切断处理，而电流过高时切断电流，则容易引起开关刀头连接触点产生电弧，而本实施方式则是在过流切断过程中，利用带动开关刀头移动的方式，来产生对气囊的压力，将气囊内部的气体挤压为压缩气体进行气吹灭弧处理。
39.本实施方式的电磁式快速脱扣装置具体包括靠近开关刀头5设置的多个串联分布的电磁铁1，以及设置在所有电磁铁1与开关刀头5之间的磁性关联组件2，在磁性关联组件2的下方设有吹气灭弧组件3，且吹气灭弧组件3的出气喷头均朝向开关刀头5。
40.所有电磁铁1和开关刀头5并联连接在同一个通电线路上，电磁铁1产生的电磁力
吸附磁性关联组件2移动，且开关刀头5在磁性关联组件2的带动下与通电线路的主触点脱离以断开通电线路。
41.磁性关联组件2移动时挤压吹气灭弧组件3，以使得吹气灭弧组件3的出气增压管道32产生压缩气体，压缩气体对开关刀头5与主触点之间的电弧进行气吹灭弧操作。
42.现有的电磁式脱扣器的工作原理为：衔铁通过反作用力弹簧安装在电磁铁的上方，线路中通过正常电流时，电磁铁产生的电磁力小于反作用力弹簧的拉力，衔铁不能被电磁铁吸动，断路器正常运行。当线路中出现短路故障时，电流超过正常电流的若干倍，电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力，衔铁被电磁铁吸动，且衔铁通过传动机构，如拉杆推动开关刀头释放主触头。
43.与现有技术中的脱扣器不同的是，本实施方式在衔铁，即本实施方式中的磁性关联组件2和电磁铁之间增加吹气灭弧组件3，吹气灭弧组件3内存储有气体，通电线路的电流过大，电磁铁产生的电磁力很大时，磁性关联组件2受电磁铁1作用下移时，则会挤压吹气灭弧组件3，使得吹气灭弧组件3内的气体受压形成压缩气体并从出气增压管道32内排出，而压缩气体与开关刀头5脱离主触点的工作同时发生，因此实现对主触点位置的气吹灭弧操作。
44.而当通电线路的电流恢复后，电磁铁1产生的磁力很小，磁性关联组件2受自身的反弹作用力与电磁铁1分离，由于此时的吹气灭弧组件3内部为负压状态，因此吹气灭弧组件3将由于压差而自动充气，直至吹气灭弧组件3内外气压相同，从而实现自动充气操作，以待下一次的循环切断和气吹灭弧操作。
45.具体的，磁性关联组件2包括设置在电磁铁1与开关刀头5之间的金属块21，以及设置在金属块21上端的提拉铰杆22，提拉铰杆22的另一端与开关刀头5远离铰接位置的端部连接。
46.金属块21的两个平行侧面设有限位竖板23，且金属块21的两个平行侧面设有至少一个沿着限位竖板23上下移动的支架杆24，金属块21通过支架杆24沿着限位竖板23的支撑槽道25内上下移动。
47.支撑槽道25的内部设有限位导柱26，支架杆24套设在限位导柱26的外表面，且支架杆24的下表面分别设有与对应的支撑槽道25端部连接的压缩弹簧27，且支架杆24的边缘设有处于压缩弹簧27外周的限位拉绳28，支架杆24在压缩弹簧27和限位拉绳28的共同作用下保持静止状态。
48.磁性关联组件2与现有技术中的衔铁功能相同，作为电磁铁1与开关刀头5之间的传动件，当电磁铁1的电流突然增加时，电磁铁1先吸附磁性关联组件2移动，支架杆24挤压其下方的压缩弹簧27被压缩，直至金属块21与电磁铁1接触吸附固定，而金属块21的上端再通过提拉铰杆22带动开关刀头5绕铰接端旋转切断通路。
49.而电磁铁2的电流恢复时，电磁铁1对金属块21的吸附力度降低，电磁铁1在压缩弹簧27的作用下被反弹至原始位置，金属块21的上端通过提拉铰杆22上推开关刀头5绕铰接端以连通通路。
50.限位拉绳28使得支架杆24快速恢复至原位置，避免支架杆24在压缩弹簧27的作用下上下弹性移动而产生误断电的问题。
51.需要进一步说明的是，金属块21靠压缩弹簧27的反作用力脱离电磁铁1的吸附作
用力，从而返回至原位置并带动开关刀头5连通线路通电。而为了保证金属块21与电磁铁1的稳定脱离和安全保持距离的功能，本实施方式将金属块21设计为轻质镂空结构，因此金属块21的质量轻，在压缩弹簧27的作用下被快速安全的返回至原位置，避免上下反复弹动而引起误断电的问题。
52.如图3所示，金属块21包括轻质绝缘块211以及设置在轻质绝缘块211下端的磁性金属板212，电磁铁1吸附磁性金属板212以带动开关刀头5脱离主触点。磁性金属板212上设有多个镂空切割槽213，且镂空切割槽213将磁性金属板212切割为仅对应电磁铁1的受力块214，且两个相邻的磁性金属板212之间通过由镂空切割槽213切割形成的关联杆215连接。
53.本实施方式中的金属块21为了减轻重量，将金属块21划分为轻质绝缘块211和磁性金属板212，轻质绝缘块211用于降低金属块21的整体重量，而磁性金属板212为可降低质量，将磁性金属板212设计为镂空状态，磁性金属板212对应电磁铁1的位置为作为平面的受力块214，磁性金属板212对应两个电磁铁1之间的位置通过关联杆215连接，因此整个磁性金属板212的质量轻，且可以实现正常的吸附功能，而一体化成型的关联杆215和受力块214，解决了两个磁性金属板212之间的安装操作。
54.提拉铰杆22包括固定在轻质绝缘块211上表面的第一竖向杆221，以及与开关刀头5垂直的第二竖向杆222，第一竖向杆221和第二竖向杆222铰接连接。
55.轻质绝缘块211下移时，通过第一竖向杆221和第二竖向杆222带动开关刀头5脱离主触点，且轻质绝缘块211上移复位时，通过第一竖向杆221和第二竖向杆222带动开关刀头5重新连通主触点。
56.如图4和图5所示，吹气灭弧组件3包括设置在电磁铁1与磁性关联组件2之间的储气气囊31、设置在储气气囊31上的多个出气增压管道32，以及设置在储气气囊31上的多个进气管道33，储气气囊31内部设有多个均匀分布的干燥包34，进气管道33内输入的空气经过干燥包34的干燥处理，且储气气囊31内的干燥空气在磁性关联组件2的挤压作用下通过出气增压管道32喷出，以实现对开关刀头5与主触点之间的灭弧操作。
57.轻质绝缘块211下移带动开关刀头5脱离主触点时，将挤压磁性金属板212与电磁铁1之间的储气气囊31，储气气囊31内的空气被挤压为压缩气体，压缩气体从出气增压管道32喷出，对主触点之间产生的电弧进行气吹灭弧处理。
58.因此本实施方式实现电磁脱扣和气吹灭弧的双重功能，且在电磁脱扣的实现过程中，利用磁性金属块212的下移来挤压储气气囊31内的气体，从而同步实现灭弧工作，无需对现有技术中的脱扣装置进行结构和气路改造，实现方式简单，且使得脱扣操作的实现方式更加安全，且无需增加新的压缩空气动力，使得具备脱扣和灭弧功能的脱扣装置整体更加集中化，避免增大断路器的体积，方便安装和使用。
59.作为本实施方式的优选，储气气囊31处于开关刀头5的下方，且每个出气增压管道32与储气气囊31形成弯曲状态，每个出气增压管道32的出气喷头朝向开关刀头5的活动端，且所有出气增压管道32的出气方向在主触点的位置共同汇聚为一个交点。
60.为了增加气吹灭弧的效率，本实施方式将所有出气增压管道32的出气方向在主触点的位置共同汇聚为一个交点，且出气增压管道32的出气方向从开关刀头5的活动端，即非铰接端喷出，因此本实施方式实现纵吹效果，因此整体的气吹效率提高，且气吹力度增大，提高气吹灭弧的灭弧能力。
61.每个进气管道33的内部设有进气单向阀门35，且每个出气增压管道32的内部设有出气单向阀门36，且磁性关联组件2的下表面与电磁铁1的上表面均固定在储气气囊31的外表面，储气气囊31的内部对应磁性关联组件2的挤压范围为中空状态，储气气囊31在磁性关联组件2的挤压作用下将干燥空气从出气增压管道32喷出。
62.储气气囊31内的干燥空气在磁性金属板212的下移挤压下，从出气单向阀门36喷出，此时出气单向阀门36打开，进气单向阀门35封闭，而磁性金属板212上移复位后，出气单向阀门36封闭，由于储气气囊31内呈低压状态，因此外部的空气通过进气管道33输入至储气气囊31，此时进气单向阀门35打开，因此确定了储气气囊31的进气操作和出气操作。
63.如图6和图7所示，由于电磁式快速脱扣装置一般是安装在断路器上，此时的电磁脱扣器相当于一个检测通路电流的开关，通过断路器实现电路的切断和连通，断路器包括绝缘壳体4、设置在绝缘壳体4上的进线端以及设置在绝缘壳体4上的出线端，进线端和出线端之间设有开关刀头5，绝缘壳体4的内表面设有用于支撑储气气囊31的承载隔板6，承载隔板6上对应电磁铁1的位置设有贯穿孔7，电磁铁1的端部穿过贯穿孔7与储气气囊31连接。
64.储气气囊31设置在承载隔板6和磁性金属板212之间，储气气囊31在磁性金属板212和储气气囊31之间被循环多次的排气和充气，以实现气吹灭弧操作。
65.绝缘壳体4的侧表面在承载隔板6的上方对应出气增压管道32的位置铰接有连接杆8，连接杆8的末端通过贴面胶层与出气增压管道32连接，绝缘壳体4的侧表面在连接杆8的下端设有抵挡块9，抵挡块9用于限制出气增压管道32在不充气状态时的位置，连接杆8用于限制出气增压管道32的喷气方向，避免在气吹时，压缩空气带动出气增压管道32摆动影响灭弧的及时性，因此压缩空气沿电弧径向吹入，然后通过动触头的喷口、内孔向大气排出，电弧的弧根能很快被吹离触头表面因而触头接触表面不易烧损。
66.绝缘壳体4的侧表面在连接杆8的下方设有开口10，进气管道33的端部安装在开口10内以循环吸入空气。
67.本实施方式实现电磁脱扣和气吹灭弧的双重功能，且在电磁脱扣的实现过程中，利用磁性金属块的下移来挤压储气气囊内的气体，从而同步实现灭弧工作，无需对现有技术中的脱扣装置进行结构和气路改造，实现方式简单，且使得脱扣操作的实现方式更加安全，且无需增加新的压缩空气动力，使得具备脱扣和灭弧功能的脱扣装置整体更加集中化，避免增大断路器的体积，方便安装和使用。
68.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。