CN117936328A - 一种微型断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型断路器，包括动触点、静触点、动触头导电杆和热双金属，动触点设置于动触头导电杆上，还包括线圈激磁模块，线圈激磁模块包括线圈，线圈用于在电流经过时产生驱动磁场以拉长动触点与静触点间产生的电弧，线圈设置于动触头导电杆和热双金属之间且两端分别电连接动触头导电杆和热双金属。本发明在动触头导电杆和热双金属之间设置线圈激磁模块，在微型断路器开断时通过线圈激磁模块的线圈产生的驱动磁场拉长动触点与静触点间产生的电弧，以在微型断路器尺寸有限的情况下，通过驱动磁场拉弧来实现灭弧，进而实现微型断路器对临界小电流的顺利开断。

Description

一种微型断路器

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，特别涉及一种微型断路器。

背景技术

微型断路器，简称MCB(Micro Circuit Breaker/Miniature Circuit Breaker)，是建筑电气终端配电装置引中使用最广泛的一种终端保护电器，常用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护。

在微型断路器的使用过程中，针对小电流的开断过程，由于电流较小，磁吹力比较小，因此在断开临界小电流时会在微型断路器内的动触点和静触点之间产生电弧，且由于对电弧的驱动力较小，使得动触点和静触点之间的电弧难以被驱动拉长，进而导致动触点和静触点之间的电弧难以灭弧，因此在现有的微型断路器中，临界小电流的开断主要依靠增大动触头和静触头之间的开距来切断，从而在产品设计中需要对动触头和静触头之间设计较大的开距，或通过多极串联的方式来增加开距以满足电流的切断需求。

但微型断路器由于其产品本身体积较小，难以进行较大的开距设计，同时对应用于交流和直流无极性供场景的微型断路器产品，无法通过永磁体来增加灭弧磁场，因此临界小电流开断难度更大。

因此，如何实现微型断路器对临界小电流的顺利开断，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微型断路器，以实现微型断路器对临界小电流的顺利开断。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微型断路器，包括动触点、静触点、动触头导电杆和热双金属，所述动触点设置于所述动触头导电杆上，还包括线圈激磁模块，所述线圈激磁模块包括线圈，所述线圈用于在电流经过时产生驱动磁场以拉长所述动触点与所述静触点间产生的电弧，所述线圈设置于所述动触头导电杆和所述热双金属之间且所述线圈的第一端与所述动触头导电杆电连接，第二端与所述热双金属电连接。

优选地，在上述微型断路器中，所述线圈激磁模块还包括穿设于所述线圈内的铁芯。

优选地，在上述微型断路器中，其特征在于，所述线圈激磁模块还包括导磁板，所述导磁板固定连接于所述铁芯轴向上的两侧，所述导磁板延伸至所述动触点和所述静触点打开路径的两侧。

优选地，在上述微型断路器中，还包括用于围设于所述动触点与所述静触点打开路径周围的增磁片，所述增磁片用于增强围设区域内的磁场强度。

优选地，在上述微型断路器中，还包括用于围设于所述动触点与所述静触点打开路径周围的增磁片，所述增磁片用于增强围设区域内的磁场强度，所述增磁片与所述导磁板为一体结构。

优选地，在上述微型断路器中，所述导磁板平行设置。

优选地，在上述微型断路器中，所述铁芯由铁磁材料制成。

优选地，在上述微型断路器中，所述线圈由硬铜线或软铜线绕制制成，或者，

所述线圈由焊接连接的硬铜线和软铜线绕制制成。

优选地，在上述微型断路器中，还包括灭弧室、静触头引弧板和动触头引弧板，所述动触点与所述静触点断开时，所述驱动磁场驱动所述动触点与所述静触点间产生的电弧的两端分别跳转至所述动触头引弧板和所述静触头引弧板，所述动触头引弧板和所述静触头引弧板之间的电弧路径经过所述灭弧室。

优选地，在上述微型断路器中，所述灭弧室内设置灭弧栅片。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的微型断路器，包括动触点、静触点、动触头导电杆和热双金属，其中，动触点和静触点用于通过接触和分离控制微型断路器的闭合和开断，动触点设置于动触头导电杆上，以通过动触头导电杆的运动实现与静触点的接触和分离动作，动触头导电杆为供操作人员操作以进行微型断路器接通和开断的部件，特别地，本发明提供的微型断路器还包括线圈激磁模块，线圈激磁模块包括线圈，且考虑到微型断路器内的空间条件，线圈设置于动触头导电杆和热双金属之间，同时线圈的第一端与动触头导电杆电连接，线圈的第二端与热双金属电连接，以使得在微型断路器内的电路接通时，导线路径上包括静触点、动触点、动触头导电杆、线圈激磁模块和热双金属，电流会经过线圈激磁模块的线圈并产生驱动磁场，线圈的设置形式使得驱动磁场的磁感线穿过动触点与静触点的打开路径且能够产生驱动动触点和静触点之间电弧的驱动力，以使得微型断路器在进行小电流开断时，在动触点和静触点之间产生电弧，而驱动磁场在动触点和静触点之间的开距无法满足电弧的灭弧距离时，驱动动触点和静触点之间的电弧远离动触点和静触点的开启位置移动，即驱动磁场对动触点和静触点之间的电弧进行拉长，从而使得电弧两端维持电弧所需的电压上升，电弧电流减小，从而实现灭弧。

本发明提供的微型断路器，设置有线圈激磁模块，线圈激磁模块的线圈设置于动触头导电杆和热双金属之间，且线圈的两端分别电连接动触头导电杆和热双金属，以使得在微型断路器接通时，电流路径经过线圈激磁模块的线圈，以使得线圈能够产生驱动磁场，线圈的设置使得驱动磁场的磁感线穿过动触点和静触点的打开路径，上述结构形式使得微型断路器在进行临界小电流的开断时，驱动磁场驱动动触点和静触点之间的电弧远离动触点和静触点的开启位置移动，即通过经过电流的线圈产生的驱动磁场对动触点和静触点之间的电弧进行拉长，以使得在微型断路器尺寸受限，动触点和静触点的开度无法满足电流切断的需求时，通过驱动磁场拉长动触点和静触点之间的电弧，从而使得电弧两端的电压上升，电弧电流减小而进行灭弧，实现了微型断路器对临界小电流的顺利开断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的微型断路器结构示意图；

图2为本发明实施例提供的微型断路器开断时电弧受力示意图；

图3为本发明另一实施例提供的微型断路器结构示意图；

其中，1为动触头导电杆，2为热双金属，10为动触点，20为静触点，30为线圈激磁模块，310为线圈，320为铁芯，330为导磁板，40为增磁片，50为灭弧室，60为动触头引弧板，70为静触头引弧板。

具体实施方式

本发明的核心在于公开一种微型断路器，以实现微型断路器对临界小电流的顺利开断。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面参照附图对本发明实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1-3所示，本发明实施例提供的微型断路器，包括微型断路器中常见的动触点10、静触点20、动触头导电杆1和热双金属2等部件，其中，动触点10和静触点20用于通过接触和分离控制微型断路器的闭合和开断，动触点10设置于动触头导电杆1上，以通过动触头导电杆1的运动实现与静触点20的接触和分离动作，动触头导电杆1为供操作人员操作以进行微型断路器接通和开断的部件，特别地，本发明提供的微型断路器还包括线圈激磁模块30，线圈激磁模块30包括线圈310，线圈310用于在电流经过时产生驱动磁场，以拉长驱动磁场的磁感线覆盖区域的电弧，本发明实施例将线圈310设置于动触头导电杆1和热双金属2之间的空间位置，以在不增大微型断路器体积的情况下进行线圈310的设置，同时，线圈310的第一端与动触头导电杆1电连接，线圈310的第二端与热双金属2电连接，以使得在微型断路器内的电路接通时，导线路径上包括静触点20、动触点10、动触头导电杆1、线圈激磁模块30和热双金属2，电流会经过线圈激磁模块30的线圈310并产生驱动磁场。

需要说明的是，线圈310的第一端和第二端为绕制线圈310的导线伸出的两端，而电连接在本发明实施例中具体指导通连接，即电连接的两个部件在其中一个部件通电时，另一个部件中也通过电流。

需要进一步说明的是，线圈310接入电路即可实现线圈310产生驱动磁场的目的，而将线圈310的两端分别电连接动触头导电杆1和热双金属2能够减少线圈310两端伸出导线的长度，进而降低线圈310的发热，避免线圈310的过量温升。

线圈310的设置形式使得驱动磁场的磁感线穿过动触点10与静触点20的打开路径并能够驱动动触点10与静触点20打开后电弧拉长运动，以使得微型断路器在进行小电流开断时，在动触点10和静触点20之间产生电弧，而驱动磁场在动触点10和静触点20之间的打开距离无法满足电弧的灭弧距离时，驱动动触点10和静触点20之间的电弧两端远离动触点10和静触点20的开启位置移动，即驱动磁场对动触点10和静触点20之间的电弧进行拉长，从而使得电弧两端维持电弧存在的需求电压上升，电弧电流减小，从而实现灭弧。

需要说明的是，在微型断路器进行开断时，线圈310由于动触点10和静触点20之间存在电弧而产生对应的驱动磁场，而在动触点10和静触点20之间的电弧进行灭弧的过程中，由于电弧持续存在，因此线圈310产生的驱动磁场也持续存在，并驱动电弧运动拉长，即电弧存在的期间，线圈310会持续通过电流而保持驱动磁场的存在，同时，在电弧拉长灭弧后，驱动磁场消失，线圈310在完成灭弧的同时避免更多热量的产生。

本发明提供的微型断路器，设置有线圈激磁模块30，且线圈激磁模块30的线圈310的两端分别电连接动触头导电杆1和热双金属2，以使得在微型断路器接通时，电流路径经过线圈激磁模块30的线圈310，以使得线圈310能够产生驱动磁场，线圈310的设置使得驱动磁场的磁感线穿过动触点10和静触点20的打开路径，上述结构形式使得微型断路器在进行临界小电流的开断时，驱动磁场驱动动触点10和静触点20之间的电弧远离动触点10和静触点20的开启位置移动，即通过经过电流的线圈310产生的驱动磁场对动触点10和静触点20之间的电弧进行拉长，以使得在微型断路器尺寸受限，动触点10和静触点20的开度无法满足电流切断的需求时，通过驱动磁场拉长动触点10和静触点20之间的电弧，从而使得电弧两端的电压上升，电弧电流减小而进行灭弧，实现了微型断路器对临界小电流的顺利开断。

进一步地，如图2所示，为了增强线圈310在电流经过时产生的驱动磁场的磁场强度，以提升驱动磁场对电弧的驱动力，在本发明一具体实施例中，线圈激磁模块30还包括铁芯320，铁芯320穿过线圈310内设置，以将穿过线圈310内的磁感线集中，进而提升磁感应强度以提升磁场对电弧的驱动力。

为了进一步优化上述技术方案，在本发明另一具体实施例中，线圈激磁模块30还包括导磁板330，导磁板330为导体材料且固定连接于铁芯320轴向上的两侧，导磁板330延伸至动触点10和静触点20打开路径的两侧，导磁板330的用于将铁芯320中的磁感线沿着导磁板330传递，而导磁板330延伸至动触点10和静触点20打开路径的两侧时，能够使得线圈310产生的驱动磁场的磁感线延伸至动触点10和静触点20打开路径的两侧，进而使得驱动磁场在驱动电弧时，沿着铁芯320两侧开始直至动触点10和静触点20打开路径两侧的空间均分布有线圈310产生的磁场的磁感线，保证电弧从产生到灭弧过程中持续受到磁场的驱动力，进而提升了电弧的灭弧速度。

具体地说，如图2所示，在本发明一实施例中，电流在线圈310中的流动方向如箭头所示，此时线圈310产生的驱动磁场经过铁芯320的增强，由导磁板330导引至动触点10和静触点20打开路径的两侧，并在动触点10和静触点20打开路径的两侧表现为由A点指向B点，此时动触点10和静触点20之间形成的电弧区域，即C区在磁场洛伦兹力的作用下会朝向远离动触头导电杆1的方向运动，即C区电弧会被拉长，达成了通过拉长电弧实现灭弧的效果。

在本发明一具体实施例中，如图1所示，为了增强动触点10与静触点20打开路径周围的磁场强度，在动触点10与静触点20打开路径周围围设有增磁片40，且增磁片40围设打开路径的两侧，以将动触点10与静触点20打开路径处的磁感线进行聚集，加速动触点10与静触点20之间电弧的拉长过程。

在本发明一优选实施例中，如图3所示，微型断路器在动触点10与静触点20打开路径周围围设有增磁片40的同时，在线圈激磁模块30内还设置有导磁板330，且导磁板330与增磁片40为一体结构，以简化微型断路器内部的安装结构，同时增强灭弧效果。

进一步地，在本发明一实施例中，导磁板330平行设置，以保证导磁板330各处的磁感应强度的均匀。

进一步地，穿设于线圈310内部的铁芯320由铁铬钴、铝镍钴或钕铁硼等铁磁材料制成。

此外，线圈310的第一端与动触头导电杆1电连接，线圈310的第二端与热双金属2电连接，此处电连接为导通连接，因此线圈310的连接方式可以为刚性连接，也可以为软连接，仅需要满足在电流流经线圈310时能够产生驱动磁场以驱动动触点10与静触点20间产生的电弧即可，同样地，由于线圈310两端的电连接方式可以为刚性连接或软连接，因此在本发明实施例提供的微型断路器中，线圈激磁模块30中的线圈310可以由硬铜线绕制制成，也可以为软铜线绕制制成，还可以由焊接连接的硬铜线和软铜线绕制制成。

进一步地，从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的微型断路器可以满足在进行临界小电流的开断时实现顺利开断，但微型断路器在短路开断时或电流突变时仍会经过大电流，而在微型断路器的通路内产生大电流并进行开断时，动触点10和静触点20之间的电弧难以通过拉长实现灭弧，且电弧两端的跳转难以控制，因此具备一定的开断难度，而为了使本发明实施例提供的微型断路器能够满足对应工况下的顺利开断，如图1及图3所示，在本发明一具体实施例中，微型断路器还包括灭弧室50、静触头引弧板70和动触头引弧板60，其中，灭弧室50用于对进入其中的电弧进行灭弧，静触头引弧板70与静触点20电连接，动触头引弧板60与动触点10电连接，以在微型断路器进行大电流的开断时，产生于动触点10与静触点20之间的电弧会由于引弧板的引弧作用，电弧两端跳转至静触头引弧板70和动触头引弧板60，且由于线圈激磁模块30的设置，使得电弧两端跳转至静触头引弧板70和动触头引弧板60的过程更为顺利，同时，静触头引弧板70和动触头引弧板60设置于灭弧室50的两侧，使得电弧两端在跳转至静触头引弧板70和动触头引弧板60时经过灭弧室50，从而被灭弧室50灭弧，以实现微型断路器对大电流工况的开断。

需要说明的是，大电流开断时由于电流较大，因此在开断时动触头位置的发热量较大，极易烧损动触头，而线圈激磁模块30的设置能够通过驱动磁场驱动电弧快速实现跳转，并离开动触头和静触头的位置，减少了电弧对动触头的烧损。

需要进一步说明的是，在微型断路器进行大电流开断时，由于线圈310的铜线截面积显著小于导通电路中其他部件的截面积，其电流通量有限，因此能够对大电流的开断起到一定的限流作用，进而降低大电流开断过程中的灭弧难度。

进一步地，在本发明一实施例中，灭弧室50内设置灭弧栅片，灭弧栅片采用多层钢片平行固定制成，以使得静触头引弧板70和动触头引弧板60之间的电弧在线圈310的驱动磁场驱动力作用下进入灭弧室50时，被分割为多段短电弧并进行灭弧。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“左侧”和“右侧”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微型断路器，包括动触点(10)、静触点(20)、动触头导电杆(1)和热双金属(2)，所述动触点(10)设置于所述动触头导电杆(1)上，其特征在于，还包括线圈激磁模块(30)，所述线圈激磁模块(30)包括线圈(310)，所述线圈(310)用于在电流经过时产生驱动磁场以拉长所述动触点(10)与所述静触点(20)间产生的电弧，所述线圈(310)设置于所述动触头导电杆(1)和所述热双金属(2)之间且所述线圈(310)的第一端与所述动触头导电杆(1)电连接，第二端与所述热双金属(2)电连接。

2.如权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述线圈激磁模块(30)还包括穿设于所述线圈(310)内的铁芯(320)。

3.如权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，所述线圈激磁模块(30)还包括导磁板(330)，所述导磁板(330)固定连接于所述铁芯(320)轴向上的两侧，所述导磁板(330)延伸至所述动触点(10)和所述静触点(20)打开路径的两侧。

4.如权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，还包括用于围设于所述动触点(10)与所述静触点(20)打开路径周围的增磁片(40)，所述增磁片(40)用于增强围设区域内的磁场强度。

5.如权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，还包括用于围设于所述动触点(10)与所述静触点(20)打开路径周围的增磁片(40)，所述增磁片(40)用于增强围设区域内的磁场强度，所述增磁片(40)与所述导磁板(330)为一体结构。

6.如权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，所述导磁板(330)平行设置。

7.如权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，所述铁芯(320)由铁磁材料制成。

8.如权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述线圈(310)由硬铜线或软铜线绕制制成，或者，

所述线圈(310)由焊接连接的硬铜线和软铜线绕制制成。

9.如权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，还包括灭弧室(50)、静触头引弧板(70)和动触头引弧板(60)，所述动触点(10)与所述静触点(20)断开时，所述驱动磁场驱动所述动触点(10)与所述静触点(20)间产生的电弧的两端分别跳转至所述动触头引弧板(60)和所述静触头引弧板(70)，所述动触头引弧板(60)和所述静触头引弧板(70)之间的电弧路径经过所述灭弧室(50)。

10.如权利要求9所述的微型断路器，其特征在于，所述灭弧室(50)内设置灭弧栅片。