断路器的热过载脱扣器的制作方法

1.本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的热过载脱扣器。


背景技术：

2.前述的断路器主要指塑壳断路器，其作为电路系统中的不可或缺的重要部件，由于在线路发生诸如过载、短路及欠压之类的故障情形时，能自动切断故障电路而得以起到对电路和负载如用电设施的保护作用，即起到防止事故扩大并保障电路安全运行的作用，因而其应用越来越广泛。
3.公知的热磁式断路器通常包括由双金属元件构成的实现过载长延时保护的热过载脱扣器以及由电磁铁的结构形式实现瞬动型短路保护的电磁脱扣器，当检测到电路中的异常电流时，则由其动作而致动断路器脱扣，切断电路。在热过载脱扣器中，前述双金属片的加热方式有三种：一为直接加热；二为间接加热；三为复合加热。所谓的直接加热是指将双金属片直接串联在电路中，利用双金属片自身电阻所产生的热量作为热源；所谓的间接加热是指双金属片本身不接入电路中，而是依靠其它电热元件进行加热；所谓的复合加热是指除双金属片本身直接串联在电路中外，还由其它电热元件对双金属片进行加热。
4.如业界所知，小型化、高分断是断路器的发展方向，例如在断路器产品标准gb14048.2中规定：断路器在完成分断试验后需进行过载脱扣器性能验证，小电流规格如10-30a的热脱扣器在分断试验时容易出现过热现象，高分断型断路器更易出现此情形。同时，双金属片出现永久变形时会造成过载脱扣器性能验证明时无法满足要求的情况。因此为了满足不同额定电流规格的热脱扣特性要求，目前的技术措施都是采用不同规格的双金属片应对，于是额定电流规格越多，则所需的双金属片规格也相应越多，一方面导致物料种类大幅增加并且相应增大生产环节中的管理难度，另一方面不利于节省生产成本。
5.授权公告号cn211719543u公开的“一种断路器的热过载脱扣器”在很大程度上弥补了上述欠缺，因为通过改变柔性发热元件的辅助加热段的长度及第一连接端与焊接部电连接的位置来满足不同电流规格的热特性要求（参见该专利的说明书第0025段）。但是由于其柔性发热元件的整体形状呈“η”字形，而该“η”字形存在空间，于是对双金属片的辅助加热效果是有限的，具体地讲，在支持件与限流元件实现对双金属片间接加热的同时，由“η”字形的柔性发热元件对双金属片辅助加热而达到增加双金属片的发热量的效果难以达到业界的预期，尤其是对于电流规格相对较大的情况，因此仍有继而改进的必要，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

6.本实用新型的任务在于提供一种既有助于确保小电流规格在高分断故障电流时双金属片不会永久变形、又有利于增进对双金属片辅助加热效果并且有益于满足多种不同额定电流规格的热脱扣特性要求而得以减轻生产环节中的管理难度以及节省生产成本的断路器的热过载脱扣器。
7.本实用新型的任务是这样来完成的，一种断路器的热过载脱扣器，所述断路器包括相互接触或分离的静触头和动触头、用于对外连结的联结板，所述热过载脱扣器包括双金属片和发热元件，所述双金属片的一端构成为与动触头电连接的固定端，而双金属片的另一端构成为致动断路器动作的打击端，所述发热元件的一端与双金属片电连接，而发热元件的另一端与联结板电连接，所述发热元件具有增强发热段，该增强发热段呈波浪形构造。
8.在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的波浪形构造包括有波峰和/或波谷，所述的波峰和波谷两侧的连接段相互平行。
9.在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的波浪形构造还包括有过渡部，所述的过渡部连接在两相邻的连接段的端部之间。
10.在本实用新型的又一个具体的实施例中，在所述各两相邻的连接段之间设置有用于阻止两相邻的连接段的面对面的一侧相互接触的衬片。
11.在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的衬片的宽度是与所述连接段的宽度相适应的，而衬片的厚度是与两相邻的连接段的面对面一侧之间的间隙相适应的。
12.在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述衬片为绝缘衬片。
13.在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的绝缘衬片为耐高温塑料片。
14.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的耐高温塑料片为聚酯树脂片、聚酰亚胺片、尼龙片或聚四氟乙烯片。
15.在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述发热元件形成折叠状构造并且在中部套置有一用于阻止折叠部位向外散开的折叠部位束缚套。
16.在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述动触头与限流元件的一端之间通过软连接连接，并且该限流元件由高电阻率材料制作，所述高电阻率材料为铁铬铝合金、不锈钢、康铜、锰铜、镍铜或镍铬系合金。
17.本实用新型提供的技术方案由于将发热元件的一端与双金属片电连接，另一端与联结板电连接，通过在发热元件上增加增强发热段，所述的增强发热段呈波浪形构造，波浪形构造的波峰和波谷两侧的连接段相互平行，因而一方面有助于确保小电流规格在高分断故障电流时双金属片不会永久变形而得以提升断路器的分断可靠性，另一方面有利于增进对双金属片的辅助加热效果，再一方面通过改变发热元件的中部的折叠部分的展开的长度和/或增减构成发热元件的叠层片数以及改变构成发热元件的片状材料来调整双金属片接入电路的电阻，满足对热过载脱扣器额定电流的调整并实现同一规格的双金属片应对多种不同额定电流规格的热脱扣特性的要求，既可减少电气部件的不同规格数量而降低管理难度，又能节省生产成本。
附图说明
18.图1为本实用新型的实施例结构图。
19.图2为图1所示的发热元件的结构图。
具体实施方式
20.请参见图1和图2，依据专业常识，在断路器的结构体系中即在塑壳断路器的结构
体系中包括相互接触或分离的静触头（图中未示出）和动触头1、用于对外连结的联结板2，示出了热过载脱扣器的结构体系中的双金属片5和发热元件6（也可称“片状发热元件”，以下同）、用于固定双金属片5的支持件4、一端与动触头1连接且另一端与支持件4连接的限流元件3，前述双金属片5的一端构成为与前述支持件4固定的双金属片固定端51，而双金属片5的另一端以纵向状态朝着背离支持件4的方向向上延伸并且构成为打击端53，双金属片固定端51与打击端53之间的区域构成为柔性发热元件配合段52，发热元件6的一端与柔性发热元件配合段52朝向联结板2的一侧电连接，而发热元件6的另一端与联结板2电连接。
21.由图1所示，在图1中示出了双金属片5的打击端53上的打击部531，该打击部531也可称为打击点，当双金属片5发热变形时，由打击端53的打击部531打击断路器操作机构的结构体系的脱扣装置，由脱扣装置的脱扣而断开故障电路。在本实施例中，前述双金属片5的双金属片固定端51通过焊接方式与支持件4固定，但也可通过铆接方式将双金属片固定端51与支持件4固定。由图1所示，前述的发热元件6实质上电连接于双金属片5与联结板2之间。由于前述的限流元件3设置在动触头1与双金属片5之间，又由于限流元件3与双金属片5的电连接点设置在支持件4上，因而限流元件3的一端与动触头1连接，另一端与支持件4电连接。
22.请重点见图2并且结合图1，作为本实用新型提供的技术方案的技术要点：前述发热元件具有增强发热段61，该增强发热段61呈波浪形构造。前述的波浪形构造包括有波峰和波谷两侧的连接段611和过渡部612，前述的过渡部612连接在两相邻的连接段611的端部之间。
23.进一步的，并且由图1和图2所示，前述的波谷-波峰-波谷之间相互连结构成一n字形结构，前述的波峰-波谷-波峰之间相互连结构成一u字形结构，复数个n字形与复数个u字形以一隔一的状态既彼此循环交替又相互连结。具体的，即位于波谷处的过渡部612、连接段611、与位于波峰处的过渡部612、另一个相邻的连接段611、另一个位于波谷处的过渡部612依次相连，构成n字形结构；而与位于波峰处的过渡部612、连接段611、与位于波谷处的过渡部612、另一个相邻的连接段611、另一个与位于波峰位置过渡部612依次相连，构成u字形结构。
24.显然，本实用新型并不受到图示的u字形以及n字形的具体数量的限制，可以是一个波峰的结构，也可以是一个波峰加一个波谷的结构，以此类推增加都属于本专利的范围，从而印证了申请人在上面所讲的波峰和/或波谷。
25.电流路径为：从塑壳断路器的静触头（图中未示出）流至动触头1，动触头1上的电流再经限流元件3流向支持件4，支持件上4上的电流沿双金属片5的长度方向流动，最后通过前述发热元件6流至联结板2。
26.在本实施例中，前述的发热元件6根据产品实际需要采用单层片状弹性件或多层片状弹性件叠置构成，本实施例的叠层层数为5-7层，即由5至7层片状弹性件叠加构成发热元件6，该发热元件6的材料优先为柔性材料，例如以下材料（但并不受如下例举的材料的限制）：片状铁铬铝合金、片状高电阻合金如片状康铜（片状锰铜、片状镍铜）、片状不锈钢、片状发热电阻合金如镍铬系合金，于是可以通过采用不同材料、不同层数的发热元件6来达到改变不同电阻的目的。
27.另外，由于将发热元件6的中部形成上面已描述的折叠状构造，因而假设在折叠高
度不变的前提下，当要使发热元件6接入电路的电阻的大小时，只要依需对发热元件6的总长度进行改变即可，例如减少u字形和/或n字形的折弯数量。
28.继续见图1和图2，连接段611两端的过渡部612相对连接段611的中心成中心对称。在前述各两相邻的连接段611之间设置有用于阻止两相邻的连接段611的面对面的一侧相互接触的衬片7，而且连接段611基本平行，且相邻的连接段611彼此贴靠衬片7。
29.在本实施例中，前述的衬片7的宽度是与前述连接段611的宽度相适应的，而衬片7的厚度是与两相邻的连接段611的面对面一侧之间的间隙相适应的。
30.前述衬片7为绝缘衬片，该绝缘衬片为耐高温塑料片，耐高温塑料片为聚酯树脂片，但也可采用聚酰亚胺片、尼龙片或聚四氟乙烯片。
31.由上述说明并且结合图1和图2的示意可知，前述的一个连接段611与两个过渡部612交错连接，此外依据上面所述，根据实际的需要，可以灵活调整连接段611与过渡部612的数量，即改变折叠的单元数量，可满足所需的发热量要求。例如，需要体现较大的发热量时，即需要较大的电阻时，则适应性地增加连接段611与过渡部612的数量，从而电流流过发热元件6的长度增加，反之同例，不再复述。
32.如果出于规避本实用新型的目的而将连接段611与过渡部612两者的长度设计为相等，那么应当视为未脱离本实用新型公开的技术内涵范畴，因为两者长度相同也是可以使用的。
33.在形成前述折叠状构造的前述发热元件6外围套置有一用于阻止折叠部位向外散开的折叠部位束缚套8，该折叠部位束缚套8也可称为“固定套”，并且由绝缘材料制成。
34.由图1所示，前述动触头1与前述限流元件3的一端之间通过软连接11连接，并且该限流元件3由高电阻率材料制作，前述高电阻率材料为铁铬铝合金、不锈钢、康铜、锰铜、镍铜或镍铬系合金，本实施例选择铁铬铝合金。在本实施例中，由于限流元件3与支持件4彼此为一体结构，因而支持件4的材料与限流元件3的前述材料相同。
35.继续见图1和图2，在前述发热元件6的两端分别设有用于与双金属片5连接的第一连接端62和用于与联结板2连接的第二连接端63，第一连接端62与过渡部612之间的靠近双金属片5的一侧的连接段611起到辅助加热的作用，连接段611与双金属片5呈纵向平行设置（以图1和图2所示的位置状态为例），具体而言，连接段611自身的发热通过对流等方式对双金属片5进行辅助加热。前述过渡部612为弯折件，本实施例中，前述过渡部612弯折成上面已提及的圆弧形，更确切地讲，折弯成半圆形，但其他类似的形状同样是可以的。
36.前述发热元件6的第一连接端63与双金属片5的焊接部52连接来满足不同电流规格热特性需求。通过调整来改变发热元件6接入电路的电阻大小来满足不同电流规格热特性需求，还可以降低分断电流。
37.综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。