一种框架断路器的动触头系统及框架断路器的制作方法

本实用新型涉及断路器领域，特别是涉及一种框架断路器的动触头系统及框架断路器。

背景技术：

传统的框架断路器的动触头系统包括触头支持、动触头单元、压簧、支轴，动触头单元通过支轴转动连接于触头支持，压簧连接在触头支持与动触头单元的头部之间。压簧产生足够压力，使动静触头能够接触，且动静触头之间的接触电阻符合要求，减少在正常工作时产生的发热量。并且，当电路存在故障电流时(如短路)，动静触头之间产生斥力(霍姆力)，压簧有足够的压力，防止动触头被斥开导致非正常分离而使断路器失效。此外，断路器在分闸时，压簧的弹簧力能够推动触头支持沿分闸方向转动，使动静触头快速分离，减少熄弧时间，保证断路器能够有效分断电路。然而，采用压簧存在以下问题：动触头单元绕支轴转动是一个弧线运动轨迹，导致压簧在运动过程中不能沿直线运动(弯曲)，这就减少了压簧对动触头的有效压力；压簧靠近动静触头接触区，该位置的电阻最大(发热最严重)，当存在故障电流时，尤其进行选择性保护功能(短时耐受)，触头系统要在故障电流下承受一定时间保持接通，此时，动触头的温度非常高，导致压簧在高温下容易发生塑性变形，使触头压力减少；压簧结构方式采用的是长杠杆比，虽然在满足触头压力的条件下可以使压簧本身的弹簧力减少，但是在长杠杆比的结构下，当触头在寿命过程或故障分断中磨损后，会导致触头压力衰减过快，而触头压力减少进一步导致在分闸过程中触头烧损，整个导电系统发热恶化。

申请号为201310719466.2的中国实用新型专利公开了一种断路器的动触头系统，其采用拉簧代替上述压簧来连接触头支持和动触头单元，有效解决了传统断路器的动触头系统采用压簧所存在的上述问题。但由于拉簧与动触头单元的连接位置在动触头单元的尾部，具体，动触头单元的尾部设置拉簧的安装孔，并且该拉簧安装孔靠近动触头单元尾部与软连接部件的焊接区，动触头单元与软连接部件焊接时高温发生退火，使得这个区域材料强度下降，在拉簧拉力作用下，在寿命过程中拉簧安装孔发生变形，导致拉簧拉力衰减。另外，拉簧材料为不锈钢丝，动触头单元为TU1纯铜，两者硬度相差很大，在分合闸过程中，拉簧安装孔磨损严重。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种框架断路器的动触头系统及框架断路器，其克服了现有技术的框架断路器的动触头系统所存在的不足之处。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种框架断路器的动触头系统，包括触头支持、动触头单元、拉簧、第一支轴，动触头单元通过第一支轴转动连接于触头支持，动触头单元的头部设动触点；拉簧一端连接于触头支持；所述动触头单元上装接有连接构件，所述拉簧另一端连接于该连接构件。

进一步的，所述拉簧另一端和连接构件的连接点与所述第一支轴的间距大于所述动触头单元尾部与第一支轴的间距。

进一步的，所述拉簧另一端受到的拉力的力臂大于所述动触点受到的触头压力的力臂。

进一步的，所述连接构件穿接在所述第一支轴上，并与所述动触头单元相对固定。

进一步的，所述连接构件为金属材质，且连接构件的硬度大于所述动触头单元的硬度。

进一步的，所述连接构件的数量为多个，所述动触头单元包括多个并列分布的动触头片，相邻的动触头片由连接构件隔开；所述拉簧的数量为多个，与多个连接构件一一对应。

进一步的，各连接构件分别包括相对设置的两长条形连接片，该两连接片的一侧设有连接部，将两连接片连接在一起；该两连接片的一端分别设有供所述第一支轴穿过的通孔，该两连接片的另一端连接相应的拉簧的另一端；所述动触头片与连接构件一一对应，且各动触头片分别位于相应的连接构件的两连接片之间；所述连接部与所述拉簧位于连接片相对的两侧，且连接部抵靠在相应的动触头片上。

进一步的，所述触头支持上设有第二支轴，该第二支轴与所述第一支轴平行，所述拉簧的一端挂接于该第二支轴。

进一步的，所述连接构件上设有挂孔，所述拉簧的另一端挂接于该挂孔。

本实用新型另提供一种框架断路器，包括动触头系统，所述动触头系统采用上述本实用新型所述的一种框架断路器的动触头系统。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在动触头单元上装接所述连接构件，用于代替动触头单元与拉簧连接，有效解决了拉簧与动触头单元直接连接所存在的拉簧安装孔变形的问题。亦即，连接构件的提出，方便拉簧的连接部位避开动触头单元与软连接部件的焊接区域，也方便人员选用硬度大于动触头单元的部件与拉簧进行连接。

2、由于所述拉簧另一端和连接构件的连接点与所述第一支轴的间距大于所述动触头单元尾部与第一支轴的间距，使得本实用新型的拉簧另一端受到的拉力的力臂比现有技术的拉簧另一端(现有技术的拉簧另一端直接挂接在动触头单元尾部)受到的拉力的力臂更长(从原来的21.5mm增加到46.7mm)，从而使得在相同的触头压力下，本实用新型的拉簧所需的力大幅度下降，有效提高了拉簧另一端拉钩的疲劳寿命，同时也减少了连接构件上与拉簧另一端连接的部位的磨损及变形。

3、所述拉簧另一端受到的拉力的力臂大于所述动触点受到的触头压力的力臂，确保拉簧另一端的拉力较小，从而进一步提高拉簧的疲劳寿命。

4、由于所述连接构件的数量为多个，所述动触头单元包括多个并列分布的动触头片，相邻的动触头片由连接构件隔开使得连接构件可以代替原有动触头单元中位于相邻动触头片之间的热固性塑料片，使连接构件的引入不会增加原有产品的零部件的数量，并且连接构件优选采用金属材质，导热性好，可以改善动触头单元的发热情况。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种框架断路器的动触头系统及框架断路器不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的动触头系统的分解示意图；

图2是本实用新型的连接构件的结构示意图；

图3是本实用新型的连接构件、动触头单元、拉簧的配合示意图；

图4是本实用新型的动触头系统的立体构造示意图

图5是本实用新型的动触头系统的主视图；

图6是本实用新型的动触头系统的剖视图；

图7是本实用新型的动触头系统的受力示意图；

图8是本实用新型的动触头系统在电路存在故障电流时的受力示意图。

具体实施方式

实施例，请参见图1-图8所示，本实用新型的一种框架断路器的动触头系统，包括触头支持1、动触头单元、拉簧4、第一支轴3，动触头单元通过第一支轴3转动连接于触头支持1，动触头单元的头部设动触点；拉簧4一端连接于触头支持1；所述动触头单元上装接有连接构件5，所述拉簧4另一端连接于该连接构件5。所述连接构件5的数量为多个，所述动触头单元包括多个并列分布的动触头片2，各动触头片2上分别设有位于其头部和尾部之间的轴孔，与所述第一支轴3穿接配合。相邻的两动触头片2由连接构件5隔开；所述拉簧4的数量为多个，与多个连接构件5一一对应，具体，多个拉簧4排成一列。

本实施例中，所述拉簧4另一端和连接构件5的连接点与所述第一支轴3的间距大于所述动触头单元尾部与第一支轴3的间距。并且，所述拉簧4另一端受到的拉力的力臂大于所述动触点受到的触头压力的力臂。

本实施例中，各连接构件5呈长条形，且各连接构件5一端分别穿接在所述第一支轴3 上，并与所述动触头单元相对固定；各连接构件5另一端分别设有挂孔512，所述拉簧4的另一端即挂接于相应的连接构件的挂孔512。如图2所示，所述连接构件具体包括相对设置的两连接片51，该两连接片51为长条形，且该两连接片51的一侧大致中部的位置设有连接部52，将两连接片51连接在一起，且两连接片51之间具有预设间隔。两连接片51的一端分别设有供所述第一支轴3穿过的通孔511，两连接片51的另一端连接相应的拉簧的另一端(具体，两连接片51的另一端相互靠拢，并分别设有所述挂孔51，且两连接片51另一端的挂孔51同轴)。所述动触头片2与连接构件5一一对应，且各动触头片分别位于相应的连接构件的两连接片51之间；所述连接部52与所述拉簧4位于连接片51相对的两侧，且连接部52抵靠在相应的动触头片上。两连接片51的另一端相互靠拢，并设置同轴的挂孔 512，可以使两连接片51之间保持预设的间隔以容纳动触头片，同时，便于两连接片51另一端挂接同一个拉簧。所述连接构件采用上述结构设计，一方面可以提高连接构件的强度，另一方面可以使连接构件与动触头片的装拆非常简便，且不会破坏动触头片原有结构的完整性。

本实施例中，所述连接构件5为金属材质，且连接构件5的硬度大于所述动触头单元的硬度。具体，所述连接构件5与所述拉簧4材质相同，均采用不锈钢材质。如此，连接构件5与拉簧4硬度相当，可以有效地抑制在分合闸过程中的磨损现象，提高结构寿命。

本实施例中，所述触头支持1上设有第二支轴6，该第二支轴6与所述第一支轴3平行，所述拉簧4的一端挂接于该第二支轴6。所述第二支轴6沿其轴向分布多圈卡槽61，利用卡槽61定位拉簧4的一端，使各个拉簧4保持平行分布的状态，从而确保各个拉簧4的受力一致。

本实用新型的动触头系统的受力情况如图5所示，其中，F-拉簧拉力，F1-触头压力， O-动触头片轴心，O1-拉簧一端安装位置，O2-拉簧另一端安装位置，L0-端点O与O1的距离，L1-触头压力力臂，L2-拉簧力臂，L3-拉簧两安装位置距离，θ-L3与L0的夹角。拉簧拉力F和触头压力F1根据力矩平衡原理得到如下公式：

F1*L1＝F*L2＝F*L0*Sinθ

由上式可知，

在满足触头压力F1，力臂L1的前提下，使得拉簧拉力尽可能小，这就要求L0*Sinθ值尽可能大。因此,在当前的动触头系统的空间内使拉簧的一端安装位置O1位于触头支持防护壁11(触头支持1背向触头单元的一侧在大致中部的位置处设有防护壁11)根部的位置处，可以使拉簧的拉力F尽可能小。

本实用新型的一种框架断路器的动触头系统，设置所述连接构件5，并将拉簧4另一端连接于连接构件5另一端，有效解决了现有技术的拉簧与动触头单元直接连接所存在的拉簧安装孔变形的问题。并且，本实用新型的拉簧4另一端受到的拉力的力臂比现有技术的拉簧 4另一端(现有技术的拉簧另一端直接挂接在动触头单元尾部)受到的拉力的力臂更长(从原来的21.5mm增加到46.7mm)，因而，在相同的触头压力下，本实用新型的拉簧4所需的力大幅度下降，有效提高了拉簧4另一端拉钩的疲劳寿命，同时也减少了连接构件5另一端上的挂孔51的磨损及变形。因此，本实用新型使用单排拉簧4即可满足动触头系统的工作要求。连接构件5代替原来的热固性塑料片对动触头片2之间进行隔离，导热性好，改善了动触头单元的发热情况。

在合闸状态，当电路存在故障电流时，作用在软连接部件7(该软连接部件7与动触头片2尾部焊接固定)上的洛伦磁力F2方向朝左，如图6所示，软连接部件7在洛伦磁力作用下向左变形并作用在连接构件5上，使得洛伦磁力F2推动连接构件5绕第一支轴3产生顺时针力矩，对静触头8增加一个额外的接触压力F3，防止动静触头8在故障电流下斥开，形成电动力补偿,从而提高了触头在故障电流下的短耐能力。

本实用新型的一种框架断路器，包括动触头系统，所述动触头系统采用上述本实用新型所述的一种框架断路器的动触头系统。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种框架断路器的动触头系统及框架断路器，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。