專利名稱：一種直流電磁式高速斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流電磁式高速斷路器，尤其涉及一種工礦電力機(jī)車、 城市軌道交通電動(dòng)車輛及鐵路牽引機(jī)車中用于主電路保護(hù)的直流電磁式高速斷 路器。
背景技術(shù)：
高速斷路器作為一種主電路保護(hù)開關(guān)，是一種高速限流空氣斷路器。當(dāng)檢 測(cè)到線路中電流過(guò)大(短路、過(guò)載檢測(cè)等)之后，具有極短的響應(yīng)時(shí)間，能自 動(dòng)脫扣，快速斷開主觸頭，并且在斷開電路的過(guò)程中，快速滅弧，因此，特別 適合對(duì)機(jī)車車輛直流線路中的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，是車輛電傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要
的執(zhí)行保護(hù)電器；也可用作軋鋼、采礦等工業(yè)領(lǐng)域硅直流裝置、直流電機(jī)的保 護(hù)及小型直流饋電裝置的分級(jí)保護(hù)斷路器。
目前，用于牽引系統(tǒng)的直流斷路器有電空式或電磁式斷路器兩種類型，典 型結(jié)構(gòu)為由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(電空傳動(dòng)裝置或電磁吸合機(jī)構(gòu))、觸頭單元(主觸頭組、 弧觸頭組)、電流檢測(cè)脫扣裝置、滅弧系統(tǒng)(吹弧線圈、滅弧罩)、輔助觸頭組 及外殼等組成。這些斷路器的不足之處是，電空式高速斷路器體積龐大，需要 氣源及配管，管路易堵塞，難維護(hù)；過(guò)電流脫扣裝置的電流整定值設(shè)定采用螺 旋扭簧調(diào)節(jié)壓力，震動(dòng)情況下工作狀態(tài)不穩(wěn)定；傳統(tǒng)的直流高速斷路器所需合 閘功率大，需耗費(fèi)大量有色金屬銅材來(lái)制造吹弧線圈；陶瓷滅弧片易破損；弧 區(qū)大，有很多產(chǎn)品還需設(shè)置二次滅弧輔助裝置，不適用于現(xiàn)代軌道交通中越來(lái) 越高的綜合指標(biāo)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，銅材消耗少，體積小，電弧熄滅快，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定的直流電磁式高速斷路器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是其包括主觸頭機(jī)構(gòu)、電磁操作機(jī)構(gòu)、瞬時(shí)過(guò)電 流脫扣裝置、滅弧罩、輔助觸頭開關(guān)組，所述主觸頭機(jī)構(gòu)和瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝 置安裝在主框架中；所述滅弧罩安置在斷路器本體上方；所述龜磁操作機(jī)構(gòu)與 輔助觸頭開關(guān)組相連后再安裝在主框架的外側(cè)，共同構(gòu)成斷路器本體；中間的 安裝座連接上部的滅弧罩及下部的斷路器本體；所述電磁操作機(jī)構(gòu)的電磁鐵為 螺管式電磁鐵，電磁吸合線圈、動(dòng)鐵芯、靜鐵芯安裝在模壓絕緣盒內(nèi)，動(dòng)鐵芯 和靜鐵芯內(nèi)置反力恢復(fù)彈簧，動(dòng)鐵芯與棘爪采用軸銷連接的鉸接結(jié)構(gòu)連接。
所述主觸頭機(jī)構(gòu)一般由動(dòng)觸頭、靜觸頭、與動(dòng)觸頭和靜觸頭相連的帶散熱 器的匯流接線排、傳動(dòng)連桿、主彈簧、弧角構(gòu)成，它們均裝在由高強(qiáng)度電工模 壓成型材料制成的左、右安裝框架組成的腔體內(nèi)。
所述瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置包括有絕緣外殼，外殼內(nèi)置脫扣靜鐵芯、脫扣動(dòng) 鐵芯、脫扣杠桿；脫扣杠桿尾部的支點(diǎn)用銷安裝在絕緣外殼上，中部與前端通 過(guò)銷分別與脫扣動(dòng)鐵芯及連接架相連接；整定機(jī)構(gòu)內(nèi)置整定壓縮彈簧，整定壓 縮彈簧上端與連接架相連，下端固定于調(diào)整螺母上，整定值調(diào)整螺栓置于整定 機(jī)構(gòu)的最下端；采用與動(dòng)觸頭相連的匯流接線排作為貫通式電流檢測(cè)線圈。兩 方向的故障電流均可引發(fā)快速脫扣動(dòng)作。
所述滅弧罩為斜向排列的上翹形柵片式結(jié)構(gòu)，中部為由難燃電工模壓成型 材料制成的隔弧板及消游離滅弧金屬柵片組成的隔弧片組，隔弧片組上部設(shè)有 頂板，下部設(shè)有底板，所述隔弧片組、頂板和底板通過(guò)螺桿聯(lián)接成一個(gè)整體。
所述輔助觸頭開關(guān)組由兩個(gè)單獨(dú)的輔助觸頭開關(guān)組成，裝在密封的輔助觸 頭盒內(nèi)。本輔助開關(guān)組通過(guò)導(dǎo)桿與所述主觸頭機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連桿連接，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖 操作。
本實(shí)用新型是一種直流電磁式高速斷路器，為單極、無(wú)極性、模塊結(jié)構(gòu)， 由于省去了磁軛、磁極及吹弧線圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；滅弧罩為斜向排列的上翹形柵 片式結(jié)構(gòu)，在切斷電路的過(guò)程中，產(chǎn)生恒定的電弧電壓，電弧沿柵片的斜面向上 運(yùn)動(dòng)中被切斷成短弧，加之滅弧柵組四面無(wú)阻礙排風(fēng)，使弧溫迅速冷卻，有利 于游離氣體的散發(fā)，更能快速地熄滅電弧，從而大大提高其分?jǐn)嗄芰Γ贿^(guò)電流 脫扣裝置的電流整定值設(shè)定采用壓縮彈簧調(diào)節(jié)壓力，工作狀態(tài)穩(wěn)定。本實(shí)用新型采用成型電工塑料制成隔弧片，不易破損。與傳統(tǒng)的滅弧罩相 比，重量大大減輕，增加了強(qiáng)度和抗破壞性，減少了外形尺寸；
本實(shí)用新型過(guò)流脫扣裝置，選用簡(jiǎn)單可靠的壓縮彈簧及異型連接架，增加 了機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保整定值不受影響。


圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1所示實(shí)施例滅弧罩各部分組裝立體放大示意圖3是圖1所示實(shí)施例滅弧罩的主視圖4是圖4所示滅弧罩中的隔弧板主視圖5是圖4所示滅弧罩中的隔弧板的俯視圖6是圖4滅弧罩中的消游離金屬柵片的主視圖7是圖1所示實(shí)施例的過(guò)電流脫扣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).滅弧罩；2.隔弧板；3.金屬柵片；4.弧角；5.靜觸頭；6.動(dòng)觸頭；
7.電磁操作機(jī)構(gòu)；8.動(dòng)鐵芯；9.電磁吸合線圈；IO.主框架；11.輔助觸頭開關(guān)組;
12.棘爪；13.壓桿；14.傳動(dòng)連桿；15.主彈簧；16.瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置;
17.脫扣杠桿；18.整定值調(diào)整螺栓；19.整定彈簧；20.脫扣靜鐵芯；21.脫
扣動(dòng)鐵芯；22.下匯流母線排；23.上匯流母線排；24.安裝座；25.頂板；26.
短路板；27.底板；28.連接架；29.外殼；30.調(diào)節(jié)螺母；31.反力恢復(fù)彈簧;
32.靜鐵芯
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
加以詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)Dl，本實(shí)施例包括主觸頭機(jī)構(gòu)、電磁操作機(jī)構(gòu)7、瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝 置16、滅弧罩l、輔助觸頭開關(guān)組ll。主觸頭機(jī)構(gòu)和瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置7安 裝在主框架10中；滅弧罩1安置在斷路器本體上方；電磁操作機(jī)構(gòu)7與輔助觸 頭開關(guān)組11相連后再安裝在主框架10的外側(cè)，共同構(gòu)成斷路器本體；中間的 安裝座24連接上部的滅弧罩1及下部的斷路器本體；
所述電磁操作機(jī)構(gòu)7選用螺管式電磁鐵，電磁吸合線圈9、動(dòng)鐵芯8、靜鐵 芯32安裝在模壓絕緣盒內(nèi)，動(dòng)鐵芯8和靜鐵芯32內(nèi)置反力恢復(fù)彈簧31，動(dòng)鐵 芯8與棘爪12采用軸銷連接的鉸接結(jié)構(gòu)連接。
5所述主觸頭機(jī)構(gòu)包括動(dòng)觸頭6、靜觸頭5、與動(dòng)觸頭6和靜觸頭5相連的帶 散熱器的下匯流母線排22、上匯流母線排23、傳動(dòng)連桿14、主彈簧15、弧角4， 它們均裝在由高強(qiáng)度電工模壓成型材料制成的左、右安裝框架組成的腔體內(nèi)。
動(dòng)觸頭6在與傳動(dòng)連桿14聯(lián)接的主彈簧15壓力下通過(guò)匯流母線排22的轉(zhuǎn) 動(dòng)肘節(jié)部分導(dǎo)電，不使用軟聯(lián)接。各轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)部位采用無(wú)油潤(rùn)滑軸套， 免加油，使維護(hù)保養(yǎng)更加便利。
所述電磁操作機(jī)構(gòu)7的電磁吸合線圈9得電勵(lì)磁，動(dòng)鐵芯8通過(guò)棘爪12驅(qū) 動(dòng)主觸頭機(jī)構(gòu)動(dòng)作閉合，當(dāng)電磁吸合線圈9斷電后，反力恢復(fù)彈簧使動(dòng)鐵芯8 與棘爪12復(fù)位，動(dòng)觸頭6斷開。電磁操作機(jī)構(gòu)7省去了電空操作慣用的空氣配 管，無(wú)泄漏，尤其適用于高寒地區(qū)使用。
所述輔助觸頭開關(guān)組11包括兩個(gè)單獨(dú)的輔助觸頭開關(guān)，其中一個(gè)由一對(duì)常 開觸點(diǎn)、二對(duì)常閉觸點(diǎn)構(gòu)成，另一個(gè)由二對(duì)常開觸點(diǎn)、 一對(duì)常閉觸點(diǎn)構(gòu)成，均 裝在密封的輔助觸頭盒內(nèi)，輔助觸頭開關(guān)通過(guò)壓桿13與所述主觸頭機(jī)構(gòu)的傳動(dòng) 連桿14連接。
參照?qǐng)D3~圖7，所述滅弧罩1包括頂板25、底板27，在頂板25和底板27 之間，裝有隔弧板2和金屬柵片4，金屬柵片4相對(duì)嵌入斜放在隔弧板2中，金 屬柵片4與隔弧板2成組排列形成隔弧片組，排列方式為斜向上翹排列；所述 隔弧片組與隔弧片組之間留有間隙，隔弧片組的數(shù)量根據(jù)滅弧大小的要求、產(chǎn) 生電弧電壓的大小確定(一般為10 40組，本實(shí)施例為18組)；滅弧罩頂部的 金屬柵片通過(guò)短路板26連接，各隔弧片組通過(guò)螺桿串接，與底板27組合后， 裝于安裝座24;安裝座24通過(guò)螺栓固定于外殼29上；所述金屬柵片4為消游 離金屬柵片；滅弧罩l可以整體拆卸，以便于日常檢修維護(hù)。由于采用消游離 金屬柵片的滅弧方式，滅弧罩四面無(wú)阻礙排風(fēng)，利用自吹弧作用，有利于游離 氣體的散發(fā)，相應(yīng)地，增加了其滅弧能力。
參照?qǐng)D7，本實(shí)施例的瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置16兩側(cè)有絕緣外殼29,內(nèi)置脫 扣靜鐵芯20、脫扣動(dòng)鐵芯21、脫扣杠桿17;脫扣杠桿17尾部的支點(diǎn)用銷安裝 在絕緣外殼29上，中部與前端通過(guò)銷分別與脫扣動(dòng)鐵芯21及連接架28相連接； 整定機(jī)構(gòu)內(nèi)置整定壓縮彈簧19，整定壓縮彈簧19上端與連接架28相連，下端 固定于調(diào)整螺母30上，調(diào)整螺母30通過(guò)固定其上的銷子限制其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，整定值調(diào)整螺栓18置于整定機(jī)構(gòu)的最下端，旋動(dòng)整定值調(diào)整螺栓18可使調(diào)整螺 母30上下移動(dòng)。
所述過(guò)電流脫扣裝置16的工作原理為
整定壓縮彈簧19始終給連接架28 —個(gè)向上的推力，當(dāng)需要調(diào)節(jié)整定值時(shí)， 旋動(dòng)整定值調(diào)整螺栓18，通過(guò)調(diào)整螺母30的移動(dòng)，改變整定壓縮彈簧19的壓 力，壓縮量越大，推力也變大，脫扣靜鐵芯20必須在下匯流母線排(脫扣線圈) 22中通過(guò)相應(yīng)足夠大的電流，產(chǎn)生了足夠的電磁吸力，使脫扣動(dòng)鐵芯21克服整 定壓縮彈簧19給脫扣杠桿17的推力，才能使脫扣杠桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)旋轉(zhuǎn) 調(diào)整螺栓28可控制改變過(guò)電流脫扣的整定值。
當(dāng)負(fù)荷發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)，貫通于脫扣靜鐵芯20的下匯流母線22會(huì)流過(guò) 故障電流， 一旦大于主電路中過(guò)電流脫扣裝置16的靜態(tài)整定值時(shí)，脫扣靜鐵芯 20將脫扣動(dòng)鐵芯21吸下，迫使脫扣杠桿17將棘爪12強(qiáng)行壓下，動(dòng)觸頭6在主 彈簧15的拉動(dòng)下，快速與靜觸頭5分離，切斷主電路。
當(dāng)主觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，主觸頭之間產(chǎn)生的電弧，由于主電路電流自身磁場(chǎng)的作 用沿弧角4上移進(jìn)入滅弧罩1的滅弧室，產(chǎn)生長(zhǎng)弧并受到金屬柵片3的吸力作 用而被強(qiáng)行拉入狹縫中，電弧在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程被滅弧室的隔弧板2切割分隔 成無(wú)數(shù)短弧，而且產(chǎn)生弧高壓；電弧順著隔弧板2繼續(xù)斜向運(yùn)動(dòng)，迅速被消游 離并快速冷卻，從而加速其滅弧。利用自吹弧作用，省去了吹弧線圈及磁極板。 分?jǐn)鄷r(shí)電弧飛散少、弧區(qū)小，因此分?jǐn)嗄芰Υ蟠筇岣摺?br> 權(quán)利要求1.一種直流電磁式高速斷路器，包括主觸頭機(jī)構(gòu)、電磁操作機(jī)構(gòu)、瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置、滅弧罩、輔助觸頭開關(guān)組，所述主觸頭機(jī)構(gòu)和瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置安裝在主框架中；所述滅弧罩安置在斷路器本體上方；所述電磁操作機(jī)構(gòu)與輔助觸頭開關(guān)組相連后再安裝在主框架的外側(cè)，共同構(gòu)成斷路器本體；中間的安裝座連接上部的滅弧罩及下部的斷路器本體；其特征在于，所述電磁操作機(jī)構(gòu)的電磁鐵為螺管式電磁鐵，電磁吸合線圈、動(dòng)鐵芯、靜鐵芯安裝在模壓絕緣盒內(nèi)，動(dòng)鐵芯和靜鐵芯內(nèi)置反力恢復(fù)彈簧，動(dòng)鐵芯與棘爪采用軸銷連接的鉸接結(jié)構(gòu)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電磁式高速斷路器，其特征在于，所述瞬 時(shí)過(guò)電流脫扣裝置包括有絕緣外殼，外殼內(nèi)置脫扣靜鐵芯、脫扣動(dòng)鐵芯、脫 扣杠桿；脫扣杠桿尾部的支點(diǎn)用銷安裝在絕緣外殼上，中部與前端通過(guò)銷分 別與脫扣動(dòng)鐵芯及連接架相連接；整定機(jī)構(gòu)內(nèi)置整定壓縮彈簧，整定壓縮彈 簧上端與連接架相連，下端固定于調(diào)整螺母上，整定值調(diào)整螺栓置于整定機(jī) 構(gòu)的最下端；采用與動(dòng)觸頭相連的匯流接線排作為貫通式電流檢測(cè)線圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流電磁式高速斷路器，其特征在于，所 述滅弧罩為斜向排列的上翹形柵片式結(jié)構(gòu)，中部為由難燃電工模壓成型材料 制成的隔弧板及消游離滅弧金屬柵片組成的隔弧片組，隔弧片組上部設(shè)有頂 板，下部設(shè)有底板，所述隔弧片組、頂板和底板通過(guò)螺桿聯(lián)接成一個(gè)整體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流電磁式高速斷路器，其特征在于，所 述輔助觸頭開關(guān)組由兩個(gè)單獨(dú)的輔助觸頭開關(guān)組成，裝在密封的輔助觸頭盒 內(nèi)；所述輔助開關(guān)組通過(guò)導(dǎo)桿與主觸頭機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連桿連接。
專利摘要一種直流電磁式高速斷路器，其包括主觸頭機(jī)構(gòu)、電磁操作機(jī)構(gòu)、瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置、滅弧罩、輔助觸頭開關(guān)組，所述主觸頭機(jī)構(gòu)和瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置安裝在主框架中；所述滅弧罩安置在斷路器本體上方；所述電磁操作機(jī)構(gòu)與輔助觸頭開關(guān)組相連后再安裝在主框架的外側(cè)，共同構(gòu)成斷路器本體；中間的安裝座連接上部的滅弧罩及下部的斷路器本體；所述電磁操作機(jī)構(gòu)的電磁鐵為螺管式電磁鐵，電磁吸合線圈、動(dòng)鐵芯、靜鐵芯安裝在模壓絕緣盒內(nèi)，動(dòng)鐵芯和靜鐵芯內(nèi)置反力恢復(fù)彈簧，動(dòng)鐵芯與棘爪采用軸銷連接的鉸接結(jié)構(gòu)連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，銅材消耗少，體積小，電弧熄滅快，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H01H73/18GK201369302SQ200920063129
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者敏 楊, 蔡耀成, 錢明華 申請(qǐng)人:湘潭電機(jī)股份有限公司