專利名稱：直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，尤其是一種分閘速度較高的直流快速斷路器。
背景技術(shù)：
斷路器是電力系統(tǒng)運(yùn)行中普遍的一種開關(guān)電器，它具有接通、分?jǐn)嗪统休d正常電路運(yùn)行情況下電流的能力以及在所規(guī)定的非正常電路(例如短路)下接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯哪芰?。斷路器是供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的保證，其工作的可靠性至關(guān)重要。直流快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)到線路中電流過大之后，快速斷開動(dòng)觸頭，并且在斷開過程中快速滅弧，因此特別適合對(duì)機(jī)車車輛直流線路中電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，也可用作冶煉、采礦等工業(yè)領(lǐng)域、直流電機(jī)的保護(hù)斷路器?，F(xiàn)有的大多數(shù)直流快速斷路器采用傳統(tǒng)的觸頭系統(tǒng)，其動(dòng)導(dǎo)電排和動(dòng)觸頭桿之間采用銷軸或軟連接的連接方式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，動(dòng)作質(zhì)量大，固有動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，不利于快速排除回路中的短路故障；傳統(tǒng)斷路器分合閘操作采用撥叉桿加鎖扣塊的方式，在短路脫扣時(shí)，撥叉桿和鎖扣塊之間的摩擦力較大，從而要求外加的脫扣力較大，不利于觸頭系統(tǒng)快速分閘以及短路脫扣器的設(shè)計(jì) 。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，動(dòng)作速度快，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定的直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，它由上導(dǎo)電排、下導(dǎo)電排以及連接在上導(dǎo)電排和下導(dǎo)電排之間的動(dòng)觸頭桿、操作機(jī)構(gòu)和撥叉桿組成，所述的下導(dǎo)電排兩端面分別設(shè)有上部半圓槽和下部凹槽，所述的動(dòng)觸頭桿下端部位于上部半圓槽內(nèi)，動(dòng)觸頭桿相對(duì)上導(dǎo)電排的背面設(shè)有開口槽，動(dòng)觸頭桿上開有容撥叉桿穿設(shè)的開孔，所述的操作機(jī)構(gòu)包括拉桿，拉桿上端部設(shè)有位于開口槽中的滾軸，滾軸上連接有滾子，拉桿下端部套設(shè)有嵌入下部凹槽的彈簧筒以及位于彈簧筒內(nèi)的壓縮彈簧，拉桿底端部設(shè)有螺桿，所述的撥叉桿水平設(shè)置，撥叉桿上設(shè)有與滾軸軸線同向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，撥叉桿上表面設(shè)有與滾子外緣接觸的弧面。其中，所述的上導(dǎo)電排為扁形銅排，銅排的端部焊接有銀合金觸頭片。其中，所述的動(dòng)觸頭桿上端部焊接有銀合金觸頭片。此外，所述的動(dòng)觸頭桿設(shè)有數(shù)條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋布置在動(dòng)觸頭桿長(zhǎng)度方向上，所述的開口槽設(shè)于加強(qiáng)筋上。本發(fā)明的有益效果是:由于采用撥叉桿推動(dòng)操作機(jī)構(gòu)滾子的分合閘操作方式，撥叉桿與操作機(jī)構(gòu)的滾子接觸面為圓弧面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，并且有利于快速脫扣，只須較小的外力使?jié)L子脫離撥叉桿即可，減小了直流快速斷路器在短路分?jǐn)鄷r(shí)的固有動(dòng)作時(shí)間，有利于快速切除回路故障，由于省去了傳統(tǒng)的軸銷、軟連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗銅量少，體積小，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量輕，大大提高了觸頭分閘速度，當(dāng)斷路器所在回路中發(fā)生短路故障時(shí)，觸頭系統(tǒng)快速分?jǐn)?，電弧可以迅速進(jìn)入滅弧室而熄滅，在短路電流還未上升到最大故障電流時(shí)快速切除故障，有很好的限流效果。


圖1為本發(fā)明的分解示意圖 圖2為本發(fā)明合閘狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明分閘狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明動(dòng)觸頭桿受力時(shí)的示意圖； 圖5.1為本發(fā)明動(dòng)觸頭桿的結(jié)構(gòu)側(cè)面立體示意圖； 圖5.2為本發(fā)明動(dòng)觸頭桿的結(jié)構(gòu)正面立體示意圖； 圖6為本發(fā)明滾子與撥叉配合時(shí)的示意圖。
其中各標(biāo)記名稱為:1 一上導(dǎo)電排；2 —?jiǎng)佑|頭桿；2.1 一開孔；2.2 —開口槽；2.3 一加強(qiáng)筋；2.4 一圓弧面；3 —操作機(jī)構(gòu)；3.1 一滾子；3.2 一滾軸；3.3 一拉桿；3.4 一彈簧筒；3.5 一壓縮彈簧；3.6 一螺桿；4 一撥叉桿；5 —下導(dǎo)電排；F —脫扣力；F1、F2 一脫扣力分力。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參照?qǐng)D1至圖6所示，本發(fā)明公開了一種直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，它由上導(dǎo)電排1、下導(dǎo)電排5以及連接在上導(dǎo)電排I和下導(dǎo)電排5之間的動(dòng)觸頭桿2、操作機(jī)構(gòu)3和撥叉桿4組成，所述的上導(dǎo)電排I為豎直放置的扁形銅排，銅排的端部焊接有銀合金觸頭片，所述的下導(dǎo)電排5兩端面分 別設(shè)有上部半圓槽和下部凹槽，所述的動(dòng)觸頭桿2為采用鉻青銅等強(qiáng)度性能好的銅材精密鑄造的銅排，動(dòng)觸頭桿2上端焊接銀合金觸頭片并與上導(dǎo)電排I端部接觸，下端為與上部半圓槽抵靠的光滑圓弧面2.4，圓弧面2.4上涂有導(dǎo)電膏，動(dòng)觸頭桿2相對(duì)上導(dǎo)電排I的背面設(shè)有數(shù)條加強(qiáng)筋2.3，加強(qiáng)筋2.3上設(shè)有開口槽2.2，加強(qiáng)筋2.3布置在動(dòng)觸頭桿2長(zhǎng)度方向上，起增強(qiáng)動(dòng)觸頭桿2抗彎曲能力的作用，動(dòng)觸頭桿2的中間位置開有容撥叉桿4穿設(shè)的方形開孔2.1，動(dòng)觸頭桿2被操作機(jī)構(gòu)3壓接在下導(dǎo)電排5的上部半圓槽上，且能繞上部半圓槽的軸線靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的操作機(jī)構(gòu)3由彈簧筒3.4、壓縮彈簧3.5、拉桿3.3、滾子3.1、滾軸3.2及螺桿3.6組成，拉桿3.3為非磁性金屬棒制作，上端為Y字形結(jié)構(gòu)并在側(cè)面鉆孔，以便讓滾軸3.2穿過，所述的滾軸3.2位于開口槽2.2中，且能繞上部半圓槽的軸線靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，滾軸3.2上連接有滾子3.1，滾子3.1由中間帶孔的高強(qiáng)度銅加工成圓柱狀，保證長(zhǎng)期分合閘操作不發(fā)生變形，滾子3.1通過滾軸3.2連結(jié)在拉桿3.3上端的孔中，并嵌入開口槽2.2中，拉桿3.3下端部套設(shè)有嵌入下部凹槽的彈簧筒3.4以及位于彈簧筒3.4內(nèi)的壓縮彈簧3.5，彈簧筒3.4由高強(qiáng)度電工模具壓成型材料制成，壓縮彈簧3.5提供動(dòng)觸頭桿2下端圓弧面2.4嵌在下導(dǎo)電排5上部半圓槽的壓接力，保證導(dǎo)電回路的溫升滿足要求的同時(shí)，拉桿3.3底端部鉆孔攻絲并設(shè)有螺桿3.6，通過調(diào)整螺桿3.6可調(diào)節(jié)壓縮彈簧3.5的壓縮量，壓縮彈簧3.5提供動(dòng)觸頭桿2壓接入下導(dǎo)電排5的壓接力以及動(dòng)觸頭桿2的分閘力，可通過調(diào)整螺桿3.6與拉桿3.3的相對(duì)距離來調(diào)整操作機(jī)構(gòu)3的彈簧壓縮力，操作機(jī)構(gòu)3提供觸頭系統(tǒng)合分閘的動(dòng)力源。所述的撥叉桿4水平設(shè)置，由特殊鋼材熱處理加工而成，以保證其工作強(qiáng)度與壽命，撥叉桿4上設(shè)有與滾軸3.2軸線同向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，這樣就能繞該軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，撥叉桿4上表面設(shè)有與滾子3.1外緣接觸的圓形弧面，且弧面朝上，釋放距離約為0.5mm，有利于短路脫口器的設(shè)計(jì)，只需要較小的外部脫扣力F，便可使撥叉桿4釋放掉滾子3.1，從而減小觸頭系統(tǒng)的固有動(dòng)作時(shí)間。本發(fā)明觸頭系統(tǒng)在遇到主回路分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)，動(dòng)觸頭桿2被快速拉回，動(dòng)觸頭桿2觸頭片與上導(dǎo)電排I觸頭片間產(chǎn)生電弧，在主導(dǎo)電回路電流自身磁場(chǎng)的作用下，電弧向觸頭上部移動(dòng)，并迅速進(jìn)入滅弧室熄滅，由于省去了吹弧線圈和導(dǎo)磁夾板，因此結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，分閘動(dòng)作迅速而且工作可靠。合閘操作時(shí)推動(dòng)撥叉桿4帶動(dòng)滾子3.1及動(dòng)觸頭桿2朝靜觸頭方向運(yùn)動(dòng)，此過程中壓縮彈簧3.5不斷被壓縮且壓縮力逐漸增大，當(dāng)外部動(dòng)力源消失時(shí)或短路脫扣器提供外部脫扣力F迅速向下壓撥叉桿4時(shí)，撥叉桿4被迅速拉回或釋放滾子3.1，動(dòng)觸頭桿2在壓縮彈簧3.5的帶動(dòng)下，迅速朝動(dòng)靜觸頭分離方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速分閘。本發(fā)明觸頭系統(tǒng)分閘速度快，能有效提高斷路器的動(dòng)作速度，進(jìn)而縮短斷路器的固有分閘時(shí)間，可使快速直流斷路器結(jié)構(gòu)更緊湊，體積變小，重量減輕，工作狀態(tài)穩(wěn)定，操作維護(hù)方便，并可頻繁操作，外形尺寸比同類產(chǎn)品小，機(jī)械壽命可達(dá)50000次以上。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，其特征在于:它由上導(dǎo)電排(I)、下導(dǎo)電排(5)以及連接在上導(dǎo)電排(I)和下導(dǎo)電排(5)之間的動(dòng)觸頭桿(2)、操作機(jī)構(gòu)(3)和撥叉桿(4)組成，所述的下導(dǎo)電排(5)兩端面分別設(shè)有上部半圓槽和下部凹槽，所述的動(dòng)觸頭桿(2)下端部位于上部半圓槽內(nèi)，動(dòng)觸頭桿(2)相對(duì)上導(dǎo)電排(I)的背面設(shè)有開口槽(2.2)，動(dòng)觸頭桿(2)上開有容撥叉桿(4)穿設(shè)的開孔(2.1)，所述的操作機(jī)構(gòu)(3)包括拉桿(3.3)，拉桿(3.3)上端部設(shè)有位于開口槽(2.2 )中的滾軸(3.2 )，滾軸(3.2 )上連接有滾子(3.1)，拉桿(3.3 )下端部套設(shè)有嵌入下部凹槽的彈簧筒(3.4)以及位于彈簧筒(3.4)內(nèi)的壓縮彈簧(3.5)，拉桿(3.3)底端部設(shè)有螺桿(3.6)，所述的撥叉桿4水平設(shè)置，撥叉桿(4)上設(shè)有與滾軸(3.2)軸線同向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，撥叉桿(4)上表面設(shè)有與滾子(3.1)外緣接觸的弧面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的上導(dǎo)電排(I)為扁形銅排，銅排的端部焊接有銀合金觸頭片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的動(dòng)觸頭桿(2)上端部焊接有銀合金觸頭片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的動(dòng)觸頭桿(2)設(shè)有數(shù)條加強(qiáng)筋(2.3)，加強(qiáng)筋(2.3)布置在動(dòng)觸頭桿(2)長(zhǎng)度方向上，所述的開口槽(2.2)設(shè)于加強(qiáng)筋(2.3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的動(dòng)觸頭桿(2)下端有與上部半圓槽 抵靠的光滑圓弧面(2.4)。
全文摘要
本發(fā)明公開的是直流快速斷路器觸頭系統(tǒng)，它由上導(dǎo)電排、下導(dǎo)電排以及連接在上導(dǎo)電排和下導(dǎo)電排之間的動(dòng)觸頭桿、操作機(jī)構(gòu)和撥叉桿組成，下導(dǎo)電排兩端面分別設(shè)有上部半圓槽和下部凹槽，動(dòng)觸頭桿下端部位于上部半圓槽內(nèi)，動(dòng)觸頭桿相對(duì)上導(dǎo)電排的背面設(shè)有開口槽，動(dòng)觸頭桿上開有容撥叉桿穿設(shè)的開孔，操作機(jī)構(gòu)由彈簧筒、壓縮彈簧、拉桿、滾子、滾軸及螺桿組成，撥叉桿水平設(shè)置，撥叉桿上設(shè)有與滾軸軸線同向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，撥叉桿上表面設(shè)有與滾子外緣接觸的弧面；本發(fā)明省去了傳統(tǒng)的軸銷、軟連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗銅量少，體積小，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量輕，大大提高了觸頭分閘速度。
文檔編號(hào)H01H73/04GK103236379SQ20131013708
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者曹鵬飛, 馬子文, 趙成宏 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所