断路器

摘要

本发明提供了一种断路器，其包括一对相互配合的动触头和静触头；一个灭弧室；以及一个引弧跑道，其朝向所述静触头的末端突出，并通过一个突出部将该引弧跑道分为一个第一段和一个第二段，其中该第一段的自由端靠近所述动触头的末端，该第二段的自由端伸入所述灭弧室，该突出部距所述静触头的末端的距离小于该引弧跑道上其它任意一点距所述静触头的末端的距离。本发明的断路器能够使电弧形成后快速离开触头区域，跳转到引弧跑道上，减少电弧对触头的烧蚀，同时电弧还能够被快速推向灭弧室，有效避免了电弧的逆向移动或者触头区域的重燃。

权利要求

1.断路器，包括：

一对相互配合的动触头(10)和静触头(20)；

一个灭弧室(30)；以及

一个引弧跑道(40)，其具有一个朝向所述静触头(20)的末端的突出部(40a)，该突出部(40a)将该引弧跑道分为一个第一段(41)和一个第二段(42)，其中该第一段(41)的自由端靠近所述动触头(20)的末端，该第二段(42)的自由端伸入所述灭弧室(30)，该突出部(40a)距所述静触头(20)的末端的距离小于该引弧跑道(40)上其它任意一点距所述静触头(20)的末端的距离；

一个具有开口的电流路径(50)，所述开口位于远离所述灭弧室(30)的一侧；

所述电流路径(50)由电流带(51)形成，所述电流带(51)的宽度小于所述电流路径(50)的外切圆的半径；

其中所述电流路径(50)还包括：分别连接在所述电流带(51)的两个端部上的第一焊接面(52)和第二焊接面(53)，其中所述第一焊接面(52)用于连接该第一段(41)，所述第二焊接面(53)用于软连接到外部导体。

2.如权利要求1所述的断路器，其中该突出部(40a)距所述静触头(20)的末端的距离不大于所述静触头(20)与所述动触头(10)在断开状态下的距离。

3.如权利要求1所述的断路器，其中所述第一焊接面(52)的倾斜度与所述第一段(41)的自由端的倾斜度一致。

4.如权利要求1所述的断路器，还包括：一个气吹板(60)，其设置在所述电流路径(50)的上方，并且设置在该引弧跑道(40)的下方。

5.如权利要求4所述的断路器，还包括：一个可拆卸式的增磁片(70)，其设置在该引弧跑道(40)的下方，以在断路器断开过程中在所述静触头(20)与该引弧跑道(40)之间形成一个呈马蹄状的电弧聚集区(A)。

6.如权利要求5所述的断路器，其中所述增磁片(70)以预定间隔容置在所述电流路径(50)的内部，并与所述电流路径(50)之间保持电气隔离。

7.如权利要求6所述的断路器，其中所述增磁片(70)的外轮廓与所述电流路径(50)的内轮廓相适配。

8.如权利要求5所述的断路器，其中所述气吹板(60)设置有多个限位筋(61)，所述限位筋(61)用于固定所述增磁片(70)。

9.如权利要求5所述的断路器，其中所述气吹板(60)还设置有至少一个安装柱(62)，所述安装柱分别插入所述增磁片(70)上的对应的安装孔(71)。

10.如权利要求9所述的断路器，其中所述电弧聚集区(A)的电弧导通后形成一个电流回路，且电弧依次通过所述静触头(20)、所述电弧聚集区(A)、所述引弧跑道(40)的第一段(41)以及所述电流路径(50)。

11.如权利要求1所述的断路器，其中所述第二段(42)的自由端处还连接有一个平行地伸入所述灭弧室(30)内部的第三段(43)。

说明书

断路器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种断路器，尤其涉及一种剩余电流动作断路器或小型断路器。

背景技术

[0002] 众所周知，断路器是一种能够关合、承载和开断正常或异常回路条件下的电流的开关装置，由于其具有过载、短路、欠电压保护等多种保护功能，从而在人们的各类生产和生活中得以广泛应用。

[0003] 较为典型地，例如对于具有过电流保护功能的剩余电流动作断路器(RCBO)或小型断路器(MCB)产品而言，在分断短路电流时，当触头打开形成电弧后，该电弧能否快速的跳转到引弧跑道，并沿引弧跑道进入灭弧室，对产品能否安全可靠地熄灭电弧至关重要。如果电弧不能快速跳转到引弧跑道，持续在触头区域燃烧，将对动、静触头造成严重影响，甚至烧毁触头，使产品功能彻底丧失。与此同时，动触头打开后其根部位置与引弧跑道之间距离，影响着电弧跳转的速度。较小的距离能够保证更加快速的跳转，但却可能造成电弧在触头区域背后重燃，出现回弧现象，影响产品分断性能。

[0004] 为了解决上述问题，本领域技术人员亟需研发一种新型的断路器，从而能够保证其具备较佳的分断性能。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种断路器，其能够使得电弧形成后快速离开触头区域，跳转到引弧跑道上，减少电弧对触头的烧蚀。

[0006] 本发明的再一个目的是提供一种断路器，使得电弧能够被快速推向灭弧室，避免了电弧逆向移动或者触头区域的重燃。

[0007] 本发明提供了一种断路器，其包括一对相互配合的动触头和静触头；一个灭弧室；以及一个引弧跑道，其具有一个朝向所述静触头的末端的突出部，该突出部将该引弧跑道分为一个第一段和一个第二段，其中该第一段的自由端靠近所述动触头的末端，该第二段的自由端伸入所述灭弧室，该突出部距所述静触头的末端的距离小于该引弧跑道上其它任意一点距所述静触头的末端的距离。由于引弧跑道采用与动触头的触尖近距离的设计思路，有助于电弧形成后快速离开触头区域，跳转到引弧跑道上，减少电弧对触头的烧蚀，同时还能在静触头与突起点之间形成一个较理想的电弧聚集区。

[0008] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，该突出部距所述静触头的末端的距离不大于所述静触头与所述动触头在断开状态下的距离。由于电弧与静触头之间的距离逐渐减小，空气电离后的电阻逐渐减小，当分断短路电流时，电弧能够非常容易地到达静触头与突起点之间所形成的电弧聚集区。

[0009] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，还包括一个具有开口的电流路径，所述开口位于远离所述灭弧室的一侧。由于所述电流路径构成了一个非封闭的环状结构，该电流路径形成的辅助磁场能够更好的推动电弧向灭弧室的移动，从而使得断路器的分断性能更加稳定。

[0010] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述电流路径由电流带形成，所述电流带的宽度小于所述电流路径的外切圆的半径，有助于电流路径形成较佳的辅助磁场，以更好地推动电弧向灭弧室移动。

[0011] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述电流路径还包括：分别连接在所述电流带的两个端部上的第一焊接面和第二焊接面，其中所述第一焊接面用于连接所述引弧跑道的第一段，所述第二焊接面用于软连接到外部导体。

[0012] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述第一焊接面的倾斜度与所述第一段的自由端的倾斜度一致。

[0013] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，还包括：一个气吹板，其设置在所述电流路径的上方，并且设置在所述引弧跑道的下方。由于引弧跑道具有折弯的特征，能够形成一个相对封闭的空间，利用气流场的压差，在折弯位置处能够形成快速流动的气体，有助于减少电弧在该区域的滞留及逆向移动。

[0014] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，还包括：一个可拆卸式的增磁片，其设置在所述引弧跑道的下方，以用于产生辅助磁场；在断路器断开过程中，所述静触头与所述引弧跑道之间形成一个呈马蹄状的电弧聚集区。通过采用非封闭式的电流路径及增磁片，能够利用其自身电流通过时产生的磁场力并根据需要进行增强，对电弧离开折弯位置并进入灭弧室形成推动作用，进一步避免了电弧在该区域的滞留及逆向移动。

[0015] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述增磁片以预定间隔容置在所述电流路径的内部，并与所述电流路径之间保持电气隔离。

[0016] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述增磁片的外轮廓与所述电流路径的内轮廓相适配。

[0017] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述气吹板设置有多个限位筋，所述限位筋用于固定所述增磁片。

[0018] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述气吹板还设置有至少一个安装柱，所述安装柱分别插入所述增磁片上的对应的安装孔。

[0019] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述电弧聚集区的电弧导通后形成一个电流回路，且电弧依次通过所述静触头、所述电弧聚集区、所述引弧跑道的第一段以及所述电流路径。

[0020] 在断路器的又一种示意性的实施方式中，所述第二段的自由端处还连接有一个平行地伸入所述灭弧室内部的第三段，以促进电弧迅速熄灭。

附图说明

[0021] 以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

[0022] 图1为本发明的断路器的部分结构示意图；

[0023] 图2为图1中断路器的部分结构分解示意图；

[0024] 图3为图1中断路器中电流回路的示意图。

[0025] 标号说明

[0026] 10 动触头

[0027] 20 静触头

[0028] 30 灭弧室

[0029] 40 引弧跑道

[0030] 40a 突出部

[0031] 41 第一段

[0032] 42 第二段

[0033] 43 第三段

[0034] 50 电流路径

[0035] 51 电流带

[0036] 52 第一焊接面

[0037] 53 第二焊接面

[0038] 60 气吹板

[0039] 61 限位筋

[0040] 62 安装柱

[0041] 70 增磁片

[0042] 71 安装孔

[0043] A 电弧聚集区

具体实施方式

[0044] 为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在表示各实施方式的附图中，相同的后两位数字表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

[0045] 为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

[0046] 参阅图1，其显示了本发明断路器的一种示意性实施方式的部分结构示意图。该断路器包括：一对相互配合的动触头10和静触头20、一个灭弧室30、以及一个引弧跑道40。值得指出的是，相比于现有技术中普遍使用的直线状的引弧跑道而言，本发明的断路器中的引弧跑道40具有弯折的特征。

[0047] 具体来说，为了保证分断短路电流时，电弧形成后快速离开触头区域并转移至引弧跑道的弯折处，以减少电弧对触头的烧蚀，优选地是，引弧跑道40设置成朝向靠近于所述静触头20的位置处弯折。结合图1和图2，其示出了本发明的一种具体实施方式，所述引弧跑道40具有一个朝向所述静触头20的末端的突出部40a。突出部40a将该引弧跑道40分为一个第一段41和一个第二段42。更具体的来说，第一段41还具有两个端部，第一段41的其中一个端部连接到突出部40a，第一段41的另一个端部为自由端，为了便于电弧快速从动触头10处跳转至引弧跑道40，第一段41的自由端设置成靠近于所述动触头20的末端。同时，第二段42也具有两个端部，第二段42的其中一个端部连接到突出部40a，第二段42的另一个端部为自由端，第二段42的自由端用于伸入灭弧室30。如图1所示，更为优选的是，为了易于电弧进入灭弧室30并得以快速熄灭，第二段42还可以进一步发生弯折，具体来说，第二段42的自由端处还可以连接有一个第三段43，该第三段43能够平行地伸入所述灭弧室30的内部。

[0048] 为了形成一个较理想的电弧聚集区，特别地是，突出部40a距静触头20的末端的距离小于引弧跑道40上其它任意一点距静触头20的末端的距离。应当理解地是，本发明中突出部40a的结构和形式并不具有局限性，例如本发明的第一段41和第二段42之间的突出部40a可以是一个平缓过渡的突出圆弧，该突出圆弧上包括有一个距离静触头的末端最短的突出尖端。

[0049] 值得指出地是，为了使得电弧能够非常容易地到达静触头20与突起点40a之间所形成的电弧聚集区，根据本发明的一种优选实施例，突出部40a距静触头20的末端的距离不大于所述静触头20与动触头10在断开状态下的距离。由于电弧与静触头20之间的距离逐渐减小，空气电离后的电阻也逐渐减小，当分断短路电流时，电弧会很容易地进入电弧聚集区A。

[0050] 进一步地，为了促使电弧能够更加快速地跳转至引弧跑道，并最后被引入灭弧室，防止电弧在触头区域背后重燃以及出现回弧现象，参阅图2-3，本发明的断路器还包括：一个具有开口的电流路径50，所述开口位于远离灭弧室30的一侧。由于电流路径50构成了一个非封闭的环状结构，电流路径50形成的辅助磁场能够更好的推动电弧向灭弧室30的移动，从而使得断路器的分断性能更加稳定。根据本发明的一种示意性实施例，电流路径50由电流带51形成，考虑到能够使电流路径更好地形成辅助磁场，优选地是，电流带51的宽度远小于电流路径50的外切圆的半径。

[0051] 为了实现电流路径与引弧跑道及外部导体之间的连接，电流路径50还包括：分别连接在电流带51的两个端部上的第一焊接面52和第二焊接面53。相对应地，电流带51上的第一焊接面52连接引弧跑道40的第一段41。根据本发明的一种可选实施例，第一段41的自由端上还设置有一个焊接槽，电流带51上的第一焊接面52与第一段41的自由端处的焊接槽焊接在一起。电流带51上的第二焊接面53软连接到外部导体。为了更好的实现电路路径50和引弧跑道40之间的连接，以形成平稳连通的电流回路，根据本发明的一种优选实施例，第一焊接面52的倾斜度与第一段41的自由端的倾斜度保持一致。

[0052] 考虑到提供一个气流场能够进一步帮助电弧快速引入灭弧室，本发明的断路器还设置有一个气吹板60。气吹板60设置在电流路径50的上方，并且设置在引弧跑道40的下方。根据本发明的一种可选实施例，气吹板60由尼龙材料制成，其在电弧高温作用下能够产生气体，有助于在一个相对封闭的空间(如由引弧跑道、动触头、静触头、以及邻近设置在动、静触头之间的一些壳体组件所构成的空间)内形成气体高压，通过充分利用触头区域的气流场，有利于推动电弧向灭弧室的移动。与此同时，由于引弧跑道采用局部折弯的形状，借助上述相对封闭的空间，利用气流场压差，在引弧跑道的折弯位置处能够形成快速流动的气体，有助于减少电弧在该区域的滞留及逆向移动。

[0053] 与此同时，本发明的断路器还包括：一个可拆卸式的增磁片70，其设置在引弧跑道40的下方，以用于产生辅助磁场。可选地是，增磁片70是磁阻较小的铁质材料。结合图3可见，增磁片70外轮廓的尺寸小于电流路径50的内轮廓的尺寸，这样增磁片70就以预定间隔容置在电流路径50的内部，并与电流路径50之间保持电气隔离。较佳地是，增磁片70的外轮廓与电流路径50的内轮廓相适配。

[0054] 为了实现气吹板60与增磁片70之间的连接，气吹板60上还设置有多个限位筋61，限位筋61用于固定增磁片70。为了进一步实现紧固作用，气吹板60上还设置有至少一个安装柱62，并且增磁片70上还设置有至少一个安装孔71，安装柱62分别插入增磁片70上的对应的安装孔71。应当指出，限位筋61和安装柱62的结构形式和数量并不唯一，本领域技术人员可以根据实际情况做合理改动。然而，应当指出，本发明中的增磁片70也可根据产品性能及成本需要，装配或者不装配，或者在分断要求低的产品中替代电流路径的作用。

[0055] 较佳地是，本发明的断路器在断开过程中，静触头20与引弧跑道40之间会形成一个呈马蹄状的电弧聚集区A。电弧聚集区A的电弧导通后会形成一个电流回路，具体的电流流向如图3中虚线所示，即电弧依次通过静触头20、电弧聚集区A、引弧跑道40的第一段41以及电流路径50，最后流出。当电流路径50中形成通路，其相当于非封闭式单匝线圈，在其中间区域产生电磁场，该磁场经过增磁片70的聚集后进一步增强，电弧电流在该磁场的作用下受到电磁力，有助于电弧快速向灭弧室30的方向移动。与此同时，由引弧跑道40、动触头10、静触头20、以及邻近设置在动、静触头之间的一些壳体组件组成了一个相对封闭的空间，在电弧能量作用下，外壳和气吹板60在该区域产生的气体量急剧增加，在电弧聚集区A处形成气压差，并经灭弧室30的方向向外释放，故该气流能够帮助电弧快速进入灭弧室。

[0056] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地理解本发明，下面将结合图1-3来详细描述本发明断路器的工作原理：

[0057] 当分断短路电流时，动触头10和静触头20在短路电流作用下打开后，在触头区域形成电弧，在气流场及磁场力的帮助下，电弧快速向动触头10的触头根部区域移动，被进一步拉长后跳转到引弧跑道40上；电弧进入引弧跑道40向电弧聚集区A移动，当电弧到达电弧聚集区A后，由电弧导通形成的电流回路可参阅图3。

[0058] 从磁场力的角度分析可知：由于电弧聚集区A处于电流路径的中间位置，磁场较强，有助于电弧在磁场力作用下快速进入灭弧室。从气流场的角度分析可知：电弧聚集区A处于一个相对封闭空间的开口处，外壳及气吹板在该区域产生的气流经过电弧聚集区A向外释放时，利用其气压差，能够帮助电弧快速进入灭弧室。上述两种效果也能够有效的防止电弧的逆向运动至触头区域；并且即使由于热气流的存在而发生电弧的背后重击穿时，能够使得重燃位置尽可能发生在电弧聚集区A，减少或避免对触头的二次烧伤。

[0059] 综上所述，本发明所述的带电流路径的引弧跑道相比于传统的引弧跑道具有更好的引弧性能。首先，本发明的电弧跳转快，能够快速的离开动触头区域，进入引弧跑道，避免了触头区域的二次重燃，减少触头的烧蚀。再次，本发明能够充分利用触头区域的气流场，推动电弧向灭弧室的移动。与此同时，电流路径形成的辅助磁场也能够更好的推动电弧向灭弧室移动，避免了电弧在该区域的滞留及逆向移动。本发明能提高剩余电流动作断路器或小型断路器产品的分断性能。

[0060] 在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

[0061] 应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0062] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。