一种断路器的隔弧机构

技术领域

本发明涉及低压断路器领域，具体涉及一种断路器的隔弧机构。

背景技术

断路器是能够承载和开断正常回路条件下的电流，也是能够在规定的时间内承载或开断异常回路条件下电流的开关装置。在主回路中出现故障电流时，特别是故障电流超过断路器的设定保护范围时，随着断路器的动静触头迅速断开，在动触头与静触头之间的电压导致空气介质放电而产生高温电弧。

现有断路器的熄弧能力有限，断路器通常采用在电弧完全产生、能量完全释放后进行被动灭弧，但由于分断时的能量巨大，特别是针对高电压电弧时，被动灭弧方式较难熄灭电弧，而长时间的燃弧易烧损断路器的触头机构，影响断路器的使用寿命，并且现有的熄弧结构为避免干扰断路器的触头机构合闸，通常采用旋转方式进出动触头与静触头之间，如此结构需要在断路器的壳体内预留有运动空间，不利于断路器的小型化设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高以及能够主动灭弧的隔弧机构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种断路器的隔弧机构，包括壳体以及安装在壳体上的弹性滑动组件和隔弧组件，所述弹性滑动组件用于与断路器的动触头配合，在动触头的分合闸转动时，弹性滑动组件与隔弧组件配合共同沿壳体方向进行伸缩运动；

所述弹性滑动组件包括传动滑块、滑动轴和弹性件，传动滑块和弹性件的一端连接在滑动轴上，隔弧组件包括位移放大机构以及由位移放大机构驱动的隔弧件，所述位移放大机构的一端与滑动轴连接，在断路器分闸时，动触头通过传动滑块沿垂直于壳体的方向按压位移放大机构，使位移放大机构沿壳体方向进行拉伸运动，位移放大机构通过滑动轴使弹性件被拉伸，隔弧件伸入断路器的动触头与静触头之间，在断路器合闸时，弹性件通过滑动轴带动传动滑块以及位移放大机构沿壳体方向进行收缩运动，隔弧件移出断路器的动触头与静触头之间。

进一步，所述传动滑块的中部设有配合部，在断路器分闸时，动触头的转轴可与配合部配合，使传动滑块远离滑动轴的一端发生转动并按压位移放大机构，在断路器合闸时，动触头的转轴与配合部解除配合并使传动滑块远离滑动轴的一端与位移放大机构解除按压配合。

进一步，所述位移放大机构在被按压后可进行拉伸运动，位移放大机构的一端通过滑动轴与壳体滑动配合，位移放大机构的另一端固定连接在壳体上，在动触头进行分闸转动时，动触头的按压使传动滑块绕滑动轴发生转动，传动滑块远离滑动轴的一端按压位移放大机构使之被压伸，在动触头合闸转动时，动触头解除与传动滑块的配合，弹性件通过滑动轴带动位移放大机构做收缩运动。

进一步，所述位移放大机构为三角形铰链式的位移放大机构，三角形铰链式的位移放大机构包括多个连杆以及多个首尾相连的第一连接件和第二连接件，所述多个连杆间隔排列成上下两排并且上下两排的连杆错位相对，第一连接件的首端连接在靠下一排的一个连杆上，第一连接件的尾端和第二连接件的首端连接在靠上一排的同一个连杆上，第二连接件的尾端连接在靠下一排的另一个连杆上。

进一步，在所述壳体的中部设有一个容纳槽，弹性滑动组件以及位移放大机构安装在容纳槽中，在所述容纳槽的侧壁上设有用于与滑动轴滑动配合的导向槽，在导向槽的一侧设有限位凸起，所述限位凸起用于限制传动滑块的滑动范围。

进一步，所述壳体为一侧敞开的槽式结构，其中部的凹槽作为容纳腔，所述容纳腔一端的两侧侧壁向外延伸形成延伸壁，容纳腔另一端的端部敞开用于避让隔弧件，在容纳腔的两侧壁上设有导向槽，所述导向槽用于与滑动轴滑动配合，导向槽为平行于容纳腔的条形槽，在所述条形槽的一侧凸出设有限位凸起。

进一步，所述传动滑块整体呈板状结构，在传动滑块中部的一侧边缘向上弯折延伸形成用于与动触头配合的配合部，在所述配合部上设有用于供动触头的转轴伸入的缺口，所述传动滑块一端的两侧向下弯折延伸形成两个连接臂，在两个连接臂上均设有供滑动轴装配的连接孔。

进一步，所述隔弧件为板状结构，隔弧件的一端与位移放大机构连接，隔弧件的另一端中部设有缺口使隔弧件整体呈Y字形。

进一步，所述隔弧组件还包括装配在壳体上的绝缘罩，所述绝缘罩设置在与隔弧件相对的一端用于在断路器合闸时使传动滑块和位移放大机构被绝缘。

进一步，所述弹性滑动组件还包括固定轴，所述固定轴固定安装在壳体上，弹性件的另一端以及位移放大机构的另一端连接在固定轴上。

本发明的一种断路器的隔弧机构，弹性滑动组件与隔弧组件共同配合将动触头垂直于壳体方向的按压转换为沿壳体方向的伸缩运动，这种通过转换运动方向并且以伸缩运动方式实现切断电弧的结构，在保证主动切断电弧的同时不需要额外预留旋转空间，减少了隔弧机构在断路器壳体内部所占用的空间，利于断路器的小型化设计。

此外，在弹性滑动组件与位移放大机构的配合下，将传动滑块较小的位移放大为隔弧件较大的位移，利于提高切断电弧的效果。

此外，在壳体上设有用于安装弹性滑动组件以及位移放大机构的容纳腔，在容纳腔的侧壁设有导向槽，导向槽供弹性滑动组件以及位移放大机构滑动进行伸缩运动，进一步减少了隔弧机构在断路器内部占用的空间。

附图说明

图1是本发明一种断路器的隔弧机构的结构示意图；

图2是图1的分解示意图；

图3-4是本发明一种断路器的隔弧机构在分闸时的结构示意图；

图5-6是本发明一种断路器的隔弧机构在合闸时的结构示意图；

图7是本发明一种断路器的隔弧机构中位移放大机构的结构示意图；

图8是本发明一种断路器的隔弧机构中的动触头示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本发明的一种断路器的隔弧机构的具体实施方式。本发明的一种断路器的隔弧机构不限于以下实施例的描述。

一种断路器的隔弧机构，包括壳体1以及安装在壳体1上的弹性滑动组件2和隔弧组件3，所述弹性滑动组件2用于与断路器的动触头4配合，在动触头4的分合闸转动时，弹性滑动组件2与隔弧组件3配合共同沿壳体1方向进行伸缩运动；

所述弹性滑动组件2包括传动滑块21、滑动轴22和弹性件24，传动滑块21和弹性件24的一端连接在滑动轴22上，隔弧组件3包括位移放大机构31以及由位移放大机构31驱动的隔弧件32，所述位移放大机构31的一端与滑动轴22连接，在断路器分闸时，动触头4通过传动滑块21沿垂直于壳体1的方向按压位移放大机构31，使位移放大机构31沿壳体1方向进行拉伸运动，位移放大机构31通过滑动轴22使弹性件24被拉伸，隔弧件32伸入断路器的动触头4与静触头5之间，在断路器合闸时，弹性件24通过滑动轴22带动传动滑块21以及位移放大机构31沿壳体1方向进行收缩运动，隔弧件32移出断路器的动触头4与静触头5之间。

本发明的一种断路器的隔弧机构，弹性滑动组件2与隔弧组件3共同配合将动触头4垂直于壳体1方向的按压转换为沿壳体1方向的伸缩运动，这种通过转换运动方向并且以伸缩运动方式实现切断电弧的结构，在保证主动切断电弧的同时不需要额外预留旋转空间，减少了隔弧机构在断路器壳体内部所占用的空间，利于断路器的小型化设计。

结合图1-8提供一种隔弧机构的实施例，所述隔弧机构设置在断路器中并且与断路器的动触头4配合，所述隔弧机构包括壳体1以及安装在壳体1上的弹性滑动组件2和隔弧组件3，其中弹性滑动组件2用于与动触头4配合，在动触头4的分合闸转动时，弹性滑动组件2与隔弧组件3配合共同将动触头4沿壳体1垂直方向的按压转换为沿壳体1方向的伸缩运动。

所述弹性滑动组件2包括传动滑块21、滑动轴22、固定轴23和弹性件24，传动滑块21和弹性件24的一端连接在滑动轴22上，并且可以随滑动轴22在壳体1上滑动，弹性件24的另一端通过固定轴23固定在壳体1上，隔弧组件3包括位移放大机构31和隔弧件32，其中位移放大机构31的一端连接在滑动轴22上，实现与传动滑块21和弹性件24的联动连接，位移放大机构31的另一端也通过固定轴23固定安装在壳体1上。在断路器分闸时，动触头4通过传动滑块21沿垂直于壳体1的方向按压位移放大机构31，使位移放大机构31沿壳体1方向进行拉伸运动，位移放大机构31通过滑动轴22使弹性件24被拉伸，隔弧件32伸入断路器的动触头4与静触头5之间用于切断电弧，在断路器合闸时，弹性件24通过滑动轴22带动传动滑块21以及位移放大机构31沿壳体1方向进行收缩运动，隔弧件32移出断路器的动触头4与静触头5之间，避免干扰断路器的合闸。

具体的，在所述传动滑块21的中部设有配合部211，在断路器分闸时，动触头4的转轴41可与配合部211配合按压传动滑块21，使传动滑块21远离滑动轴22的一端发生转动并按压位移放大机构31，所述位移放大机构31在被按压后可进行拉伸运动，传动滑块21的按压使位移放大机构31被压伸，滑动轴22带动传动滑块21与隔弧件32共同运动，隔弧件32伸入动触头4与静触头5之间以切断电弧，同时弹性件24被拉伸储能；在断路器合闸时，动触头4的转轴41与配合部211解除配合并使传动滑块21远离滑动轴22的一端与位移放大机构31解除按压配合，弹性件24释放能量并通过滑动轴22带动位移放大机构31做收缩运动，是传动滑块21、位移放大机构31恢复原位。

所述传动滑块21具体如图2-6所示，传动滑块21整体呈板状结构，其一端的两侧向下弯折延伸形成两个连接臂213，在两个连接臂213上均设有供滑动轴22装配的连接孔，在传动滑块21中部的一侧边缘向上弯折延伸形成用于与动触头4的转轴41相配合的配合部211，在所述配合部211上设有缺口212，优选在断路器分闸时，动触头4的转轴41伸入缺口212内带动传动滑块21绕滑动轴22转动(图3、4中传动滑块21做顺时针转动)，使传动滑块21的另一端向靠近位移放大机构31的方向转动，在传动滑块21的按压作用下，位移放大机构31被压伸并驱动滑动轴22带动传动滑块21以及弹性件24的一端向远离固定轴23的方向运动，同时位移放大机构31也驱动隔弧件32伸入动触头4与静触头5之间用于切断电弧，此时弹性件24处于拉伸储能状态；在断路器合闸时，动触头4的转轴41从缺口212内移出并解除与传动滑块21的配合作用，此时弹性件24释能向靠近固定轴23的方向运动并通过滑动轴22带动位移放大机构31做收缩运动，使隔弧件32移出动触头4与静触头5之间，防止隔弧件32干扰断路器的合闸，此时传动滑块21也在滑动轴22的带动下恢复至原位。在本实施例中，弹性件24优选为拉簧，两个拉簧对称的设置在壳体1的两侧。

所述隔弧组件3的位移放大机构31为三角形铰链式的位移放大机构31，所述三角形铰链式的位移放大机构31在被按压后可进行压伸运动，三角形铰链式的位移放大机构31的一端通过滑动轴22与壳体1滑动配合，另一端通过固定轴23装配在壳体1上，在动触头4进行分闸转动时，动触头4的转轴41沿垂直于壳体1的方向按压传动滑块21，并通过传动滑块21来按压使三角形铰链式的位移放大机构31，使之沿平行于壳体1的方向被压伸并驱动隔弧件32伸入动触头4与静触头5之间切断电弧，在动触头4合闸转动时，动触头4解除与弹性滑动组件2的配合，传动滑块21不再按压三角形铰链式放的位移放大机构31，在弹性件24的作用下，滑动轴22带动三角形铰链式的位移放大机构31做收缩运动。显然，在断路器分闸时，动触头4使传动滑块21产生的位移小于隔弧件32的位移，如此，在弹性滑动组件2与位移放大机构31的配合转换位移方向时，明显将传动滑块21较小的位移放大为隔弧件32的较大位移，更利于隔弧件32切断电弧。

如图7所示，所述位移放大机构31包括多个连杆311以及多个首尾相连铰接在连杆311上的第一连接件312和第二连接件313，所述多个连杆311间隔排列成上下两排并且上下两排的连杆311错位相对，第一连接件312的首端连接在靠下一排的连杆311上，第一连接件312的尾端和第二连接件313的首端连接在靠上一排的同一个连杆311上，第二连接件313的尾端连接在靠下一排的另一个连杆311上；在按压位移放大机构31时，靠上一排的连杆311逐渐伸入靠下一排的相邻两个连杆311之间形成的空隙中，使第一连接件312、第二连接件313趋于直线状态，由此实现位移放大机构31的压伸运动并驱动隔弧件32伸入动触头4与静触头5之间，在解除对位移放大机构31的按压作用后，靠上一排的连杆311以及第一连接件312、第二连接件313恢复原位，实现位移放大机构31的收缩运动，由此带动隔弧件32移出动触头4与静触头5之间。所述位移放大机构31优选由金属材料制成，可以选用不锈钢材料制成连杆311、第一连接件312、第二连接件313。

如图1、2所示，连接在位移放大机构31一端的隔弧件32为板状结构，隔弧件32的一端与位移放大机构31连接，隔弧件32的另一端中部设有缺口321使隔弧件32整体呈Y字形，在本实施例中，隔弧件32整体具有一定的弧度，如此结构使隔弧件32与断路器的灭弧室相对应，并且利于伸入动触头4与静触头5之间，熄灭断路器内的电弧。优选隔弧件32由热塑或塑料材料制成，利于切断电弧。

进一步的，所述隔弧组件3还包括装配在壳体1上的绝缘罩33，所述绝缘罩33设置在与隔弧件32相对的一端用于在断路器合闸时使传动滑块21和位移放大机构31被绝缘，在断路器合闸状态时，传动滑块21和位移放大机构31与断路器内部的脱扣器部分的金属零件之间的电气间隙较小，绝缘罩33可以使传动滑块21和位移放大机构31被绝缘；在断路器分闸时，断路器的线路断电，并且随着传动滑块21和位移放大机构31的移动，绝缘罩33不需要为两者提供绝缘保护。

优选在壳体1内设置有一个用于容纳位移放大机构31以及弹性滑动组件2的容纳腔12，容纳腔12为弹性滑动组件2及位移放大机构31提供相对封闭的安装空间，利于与断路器中的其他零部件相互干扰。在所述容纳腔12的两侧壁上设有作为导向槽11的条形槽，所述导向槽11用于与滑动轴22滑动配合，并且在导向槽11的一侧设有用于限制传动滑块21滑动范围的限位凸起14，传动滑块21位于位移放大机构31与动触头4之间，隔弧件32位于容纳腔12之外并且靠近位移放大机构31装配滑动轴22的一侧，当然，隔弧件32也可以位于容纳腔12内，但需要在容纳腔12的一端开设有供隔弧件32进出的开口，并且将隔弧件32设置在容纳腔12内的结构需要壳体1提供足够长的伸缩空间，但不利于断路器的小型化设计。

结合图2提供一种壳体1的实施例，所述壳体1为一侧敞开的槽式结构，其中部的凹槽作为容纳腔12，在容纳腔12的两侧壁上设有与容纳腔12相平行的条形槽，所述条形槽作为导向槽11用于配合弹性滑动组件2和位移放大机构31在容纳腔12内做伸缩运动，在导向槽11的一侧凸出设有限位凸起14，如图2所示，所述限位凸起14位于导向槽11的上侧且靠近中部位置，在连接臂213滑动至限位凸起14的位置时停止滑动，在本实施例中，限位凸起14和连接臂213均位于容纳腔12的外侧壁上，当然也可以将两者设置在容纳腔12的内侧壁上；在容纳腔12一端的两侧侧壁向外延伸形成延伸壁13，所述延伸壁13的高度高于容纳腔12的其他部分的侧壁，在所述延伸壁13上可以设有一个用于使传动滑块21和位移放大机构31绝缘的绝缘罩33，延伸壁13使安装在其上的绝缘罩33高于壳体1的其他部分，所述容纳腔12另一端的端部敞开用于避让隔弧件32的伸缩运动。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。