一种节能高分断型控制与保护开关

摘要

本发明公开了一种节能高分断型控制与保护开关，属于电气设备技术领域，解决了传统控制与保护开关结构设计不合理，触点易粘连、触头易损耗、触头机构强度要求高以及老化快寿命短的问题；主要包括故障分断机构、吸合电磁铁、固定支架以及触头系统；本发明动作执行速度快，高效可靠，使用寿命长，无涡流损耗，能耗和温升都大幅度降低，本发明应用广泛，具有很高的实用价值和应用前景。

权利要求

1.一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：包括故障分断机构(1)、吸合电磁铁(2)、固定支架(3)以及触头系统(4)，所述故障分断机构(1)、吸合电磁铁(2)以及触头系统(4)均与固定支架(3)固定连接，所述故障分断机构(1)分别与吸合电磁铁(2)、触头系统(4)连接，所述故障分断机构(1)包括相互连接的左侧板(5)、右侧板(6)，所述左侧板(5)与右侧板(6)之间设有手柄组件(7)、带有搭扣复位簧(8)的搭扣组件(9)、脱扣连板组件(10)、电磁铁连板组件(11)，所述搭扣组件(9)分别与电磁脱扣器(12)、脱扣连板组件(10)连接，所述脱扣连板组件(10)还与复位连动杆(13)连接，所述手柄组件(7)与所述脱扣连板组件(10)之间设有储能组件(14)，所述手柄组件(7)包括手柄主体(15)、提臂(16)、销轴甲(17)，所述手柄主体(15)与提臂(16)固定连接；所述搭扣组件(9)固定设有挡板；所述电磁铁连板组件(11)经销轴乙(19)套于脱扣连板组件(10)内，所述脱扣连板组件(10)设有与所述电磁铁连扳组件(11)的销轴戊(29)相匹配的凹槽(20)；所述脱扣连板组件(10)的销轴丙(30)与复位连动杆(13)连接，复位连动杆(13)的上端经销轴卡于左侧板(5)、右侧板(6)上的竖槽(22)内；所述储能组件(14)上端固定在所述手柄组件(7)的销轴甲(17)上，下端固定在所述脱扣连板组件(10)的销轴丁(28)上。

2.根据权利要求1所述的一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：所述储能组件(14)为螺旋弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：所述脱扣连板组件(10)的一侧设有强制拨杆(23)，所述强制拨杆(23)销轴连接设置在左侧板(5)与右侧板(6)之间。

4.根据权利要求1所述的一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：所述触头系统(4)包括静触头(24)、电流互感器(25)以及与动触头导杆(26)固定连接的动触头(27)，所述静触头(24)固定在所述固定支架(3)上，所述动触头导杆(26)的上端与所述电磁铁连板组件(11)销轴连接。

5.根据权利要求4所述的一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：所述动触头导杆(26)上设有卡槽(21)，动触头(27)采用触头压簧(18)紧贴于卡槽(21)上平面。

6.根据权利要求1所述的一种节能高分断型控制与保护开关，其特征在于：所述吸合电磁铁(2)采用直流电磁铁。

说明书

一种节能高分断型控制与保护开关

技术领域

[0001] 本发明属于电气设备技术领域，具体地说，尤其涉及一种节能高分断型控制与保护开关。

背景技术

[0002] 控制与保护开关是一种将短路器、接触器、热继电器等功能集于一身的智能型的开关电器，主要应用在需要对电机进行保护的场合，主要功能有：短路保护、断相保护、堵转保护、过流保护、过欠压保护和漏电保护。现市场上的这类开关的结构主要包含以下几个部件：主回路触头系统、电磁吸合系统、故障脱扣系统、信号采集与处理系统。开关通断是通过交流电磁铁的吸合与释放来完成的，当运行过程中出现了短路电流时，瞬时线圈产生足够大的磁场拉动铁芯使机构转换到脱扣位置，机构上的拨杆使电磁吸合线圈的触点断开使其断电，电磁铁释放，使主回路触头断开。传统这种结构的开关存在以下缺陷：

[0003] 1.从短路电流发生到主回路断开，中间的环节比较多，时间比较长。因为短路电流非常的大，较长的分断时间就会对触头产生非常大的损伤，甚至造成触点的粘连；

[0004] 2.驱动短路瞬时脱扣机构的瞬时线圈，增加了开关内部导电部分的长度，成为了开关内部的一个主要发热源，降低了开关的导电效率，而却线圈的感性负载特性不利于开关分断时电弧的熄灭，增加了触头的损耗；

[0005] 3.电磁吸合系统的电磁铁采用交流电磁铁，吸合维持时的电流比较高，线圈的发热量高，铁芯有涡流损耗，铁芯的发热比较严重，产生比较高的电能损耗，同时也加速了周围塑料零部件的老化；

[0006] 4.触头系统的三组触头是独立运动的，吸合时三组动触头分别靠自身的压簧推动动触头与静触头接触，如果其中有一组触头运动阻塞，就会造成开关缺相，对被保护的负载造成伤害。当触头断开时，电磁铁的释放弹簧或机构的储能弹簧要克服三组触头压簧的阻力同时将三组触头压下，这就要求电磁铁的释放弹簧和机构的储能弹簧的力要远大于三组触头压簧的力的总和，才能保证触头可靠迅速的断开。电磁铁的释放弹簧和机构的储能弹簧的力越大电磁铁的功率和能耗越大，对机构的强度要求也就越高。

发明内容

[0007] 为解决上述问题，本发明提供一种节能高分断型控制与保护开关。

[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0009] 一种节能高分断型控制与保护开关，包括故障分断机构、吸合电磁铁、固定支架以及触头系统，所述故障分断机构、吸合电磁铁以及触头系统均与固定支架固定连接，所述故障分断机构分别与吸合电磁铁、触头系统连接。

[0010] 所述故障分断机构包括相互连接的左侧板、右侧板，所述左侧板与右侧板之间设有手柄组件、带有搭扣复位簧的搭扣组件、脱扣连板组件、电磁铁连板组件，所述搭扣组件分别与电磁脱扣器、脱扣连板组件连接，所述脱扣连板组件还与复位连动杆连接，所述手柄组件与所述脱扣连板组件之间设有储能组件。

[0011] 所述手柄组件包括手柄主体、提臂、销轴甲，所述手柄主体与提臂固定连接；所述搭扣组件固定设有挡板；所述电磁铁连板组件经销轴乙套于脱扣连板组件内，所述脱扣连板组件设有与所述电磁铁连扳组件的销轴戊相匹配的凹槽；所述脱扣连板组件的销轴丙与复位连动杆连接，复位连动杆的上端经销轴卡于左侧板、右侧板上的竖槽内；所述储能组件上端固定在所述手柄组件销轴甲上，下端固定在所述脱扣连板组件的销轴丁上。

[0012] 所述储能组件为螺旋弹簧。

[0013] 所述脱扣连板组件的一侧设有强制拨杆，所述强制拨杆销轴连接设置在左侧板与右侧板之间。

[0014] 所述触头系统包括静触头、电流互感器以及与动触头导杆固定连接的动触头，所述静触头固定在所述固定支架上，所述动触头导杆的上端与所述电磁铁连板组件销轴连接。

[0015] 所述动触头导杆上设有卡槽，动触头采用触头压簧紧贴于卡槽上平面。

[0016] 所述吸合电磁铁采用直流电磁铁。

[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0018] 1.本发明故障分断机构和电磁吸合机构相互独立工作，正常工作时故障分断机构一直处于储能就绪状态，触头的闭合和断开完全由电磁的吸合和断开来控制，一旦有故障发生，电磁脱扣器迅速工作，使脱扣连板组件迅速下压将触头斥开，完成主回路的分断，这种方式比传统的方式直接迅速，更好的保护了用电设备和自身的触头系统；

[0019] 2.本发明中的故障分断机构更高效更可靠，取消了传统结构中的短路保护用的热磁线圈，极大地降低了主回路导电系统中的温升，极大的提高了开关的使用寿命；

[0020] 3.本发明吸合电磁铁采用直流电磁铁，高电压吸合，低电压维持，与传统交流电磁铁相比，没有铁芯的涡流损耗，能耗和温升都大幅度降低；同时避免了交流电磁铁吸合面一旦沾上灰尘，噪音和振动加大，线圈温度急剧上升至烧毁失效的隐患；

[0021] 4.本发明的触头系统中三组动触头固定在同一个触头导杆上，由吸合电磁铁带动触头导杆完成三组触头的同时闭合和断开，避免了缺相的发生，也降低了吸合电磁铁的吸合力要求，能耗得到降低；

[0022] 5.本发明构思巧妙，动作执行灵活，实用价值很高，具有很好的市场应用前景，可广泛应用于工业、商业及民用设施领域。

附图说明

[0023] 图1是本发明结构示意图；

[0024] 图2是本发明爆炸图；

[0025] 图3是本发明故障分断机构爆炸图；

[0026] 图4是本发明手柄组件结构示意图；

[0027] 图5是本发明脱扣连扳机构结构示意图；

[0028] 图6是本发明触头系统结构示意图；

[0029] 图7是本发明电磁铁连扳组件结构示意图；

[0030] 图8是本发明正常工作下开关处于断开状态时结构示意图；

[0031] 图9是本发明正常工作下开关处于闭合状态时结构示意图；

[0032] 图10是本发明出现故障时结构示意图；

[0033] 图11是本发明处于再扣状态时结构示意图。

[0034] 图中：1.故障分断机构；2.吸合电磁铁；3.固定支架；4.触头系统；5.左侧板；6.右侧板；7.手柄组件；8.搭扣复位簧；9.搭扣组件；10.脱扣连板组件；11.电磁铁连板组件；12.电磁脱扣器；13.复位连动杆；14.储能组件；15.手柄主体；16.提臂；17.销轴甲；18.触头压簧；19.销轴乙；20.凹槽；21.卡槽；22.竖槽；23.强制拨杆；24.静触头；25.电流互感器；26.动触头导杆；27.动触头；28.销轴丁；29.销轴戊；30.销轴丙；31.挡板。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图对本发明进一步说明：

[0036] 一种节能高分断型控制与保护开关，包括故障分断机构1、吸合电磁铁2、固定支架3以及触头系统4，所述故障分断机构1、吸合电磁铁2以及触头系统4均与固定支架3固定连接，所述故障分断机构1分别与吸合电磁铁2、触头系统4连接。

[0037] 所述故障分断机构1包括相互连接的左侧板5、右侧板6，所述左侧板5与右侧板6之间设有手柄组件7、带有搭扣复位簧8的搭扣组件9、脱扣连板组件10、电磁铁连板组件11，所述搭扣组件9分别与电磁脱扣器12、脱扣连板组件10连接，所述脱扣连板组件10还与复位连动杆13连接，所述手柄组件7与所述脱扣连板组件10之间设有储能组件14。

[0038] 所述手柄组件7包括手柄主体15、提臂16、销轴甲17，所述手柄主体15与提臂16固定连接；所述搭扣组件9固定设有挡板；所述电磁铁连板组件11经销轴乙19套于脱扣连板组件10内，所述脱扣连板组件10设有与所述所述电磁铁连扳组件11的销轴戊29相匹配的凹槽20；所述脱扣连板组件10的销轴丙30与复位连动杆13连接，复位连动杆13的上端经销轴卡于左侧板5、右侧板6上的竖槽22内；所述储能组件14上端固定在所述手柄组件7销轴甲17上，下端固定在所述脱扣连板组件10的销轴丁28上。

[0039] 所述储能组件14为螺旋弹簧。

[0040] 所述脱扣连板组件10的一侧设有强制拨杆23，所述强制拨杆23销轴连接设置在左侧板5与右侧板6之间。

[0041] 所述触头系统4包括静触头24、电流互感器25以及与动触头导杆26固定连接的动触头27，所述静触头24固定在所述固定支架3上，所述动触头导杆26的上端与所述电磁铁连板组件11销轴连接。

[0042] 所述动触头导杆26设有卡槽21，动触头27采用触头压簧18紧贴于卡槽21的上平面。

[0043] 所述吸合电磁铁2采用直流电磁铁。

[0044] 电磁脱扣器12与带有搭扣复位簧8的搭扣组件9相连，所述搭扣组件9设有挡板，用于抵挡手柄组件7的提臂16，所述搭扣组件9还与脱扣连板组件10搭扣相连，电磁铁连板组件11经销轴乙19套于脱扣连板组件10内，电磁铁连板组件11的销轴戊29与脱扣连板组件11的凹槽20相匹配，凹槽20的槽口大小略大于销轴戊29的外直径大小，当脱扣连板组件11逆时针运动时可将销轴戊29套住，并带动电磁铁连板组件11逆时针运动；所述脱扣连板组件10的销轴丙30与复位连动杆13连接，复位连动杆13的上端经销轴卡于竖槽22内，销轴可沿竖槽22的轨道上下运动，脱扣连板组件10的销轴丁28与手柄组件7的销轴甲17上设有螺旋弹簧，所述脱扣连板组件10一端还设有强制拨杆23，强制拨杆23是在开关出现故障时，可促使螺旋弹簧恢复自然状态的作用力，确保手柄组件7处于脱扣状态，当然若不设置强制拨杆
23，本发明装置的储能组件14也能使手柄组件7处于脱扣状态。

[0045] 实施例1：

[0046] 正常工作下，开关断开时：

[0047] 如说明书附图图8所示，手柄组件7处于就绪位置，电磁脱扣器12处于复位状态，储能组件14处于压缩储能状态，吸合电磁铁2不得电处于释放状态，动触头27和静触头24分离，此时开关处于断开状态。

[0048] 实施例2：

[0049] 正常工作下，开关闭合时：

[0050] 如说明书附图图9所示，手柄组件7处于就绪位置，电磁脱扣器12处于复位状态，搭扣组件9与脱扣连板组件10处于搭扣位置，储能组件14处于压缩储能状态，吸合电磁铁2得电处于吸合状态，动触头27和静触头24闭合，此时开关处于吸合状态。

[0051] 实施例3：

[0052] 故障状态：

[0053] 如说明书附图图10所示，当开关的控制部分检测到供电回路中有故障存在时，电磁脱扣器12的电磁线圈通电，电磁脱扣器12的铁芯在磁力作用下推动搭扣组件9逆时针转动，使得搭扣组件9与脱扣连板组件10分离，脱扣连板组件10在储能组件14的作用下逆时针转动，脱扣连板组件10推动电磁铁连板组件11使得动触头导杆26向下运动，使得动触头27与静触头24分离，同时脱扣连板组件10通过推动强制拨杆23使得手柄组件7逆时针转过一定角度，使手柄组件7处于脱扣状态。

[0054] 实施例4：

[0055] 再扣状态：

[0056] 用手将处于说明书附图图10所示位置的手柄组件7逆时针转动一定角度，达到如说明书附图图11所示的位置。手柄组件7逆时针转动时，拉动复位连杆13上移，复位连杆13带动脱扣连板组件10顺时针转动一定角度，直到手柄组件7的提臂16被搭扣组件9的挡板31挡住时被迫停止，此时脱扣连板组件10与搭扣组件9处于搭扣状态，最后用手板动手柄组件顺时针转动一定角度达到如说明书附图图8所示的位置，开关就处于储能就绪状态，此时开关状态正常工作状态，经吸合电磁铁2来控制触头的闭合和断开。

[0057] 综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。