用于断路器的自动合分闸机构及断路器的制作方法

1.本发明涉及一种用于断路器的自动合分闸机构及断路器。


背景技术：

2.固态断路器的合分闸由电子(晶闸管)配合机械触头(例如动触头和静触头)方式实现检修或电子失效状态的安全隔离功能，其中机械触头合分闸需要配合自动合分闸机构实现，而在一些特殊应用场景需要远程自动机械合分闸，而传统的机构需要现场通过手动合分闸，或者配备一些外置附件，这样会使整套产品的体积过大，对安装空间有一定的要求，且接线也相对较为繁琐。
3.需要一种稳定、可靠、小体积的远程自动合分闸机构，可以实现远程合分闸以满足断路器的实际应用场景。


技术实现要素：

4.针对上文提到的问题和需求，本发明提出了一种新型的用于断路器的自动合分闸机构和包括该自动合分闸机构的断路器，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。
5.一方面，本发明提供一种用于断路器的自动合分闸机构，包括动触头和静触头，所述动触头能够在分闸位置和合闸位置之间移动，在分闸位置，动触头与静触头彼此分开，在合闸位置，动触头与静触头彼此接触。所述自动合分闸机构还包括：
6.触头支架，可动地设置在断路器的壳体中，所述触头支架支撑所述动触头，并且所述触头支架上设置有动铁芯；第一弹性件，作用在所述触头支架上以在所述动触头和所述静触头之间朝向分闸位置施加偏压力；静铁芯，其与所述动铁芯相对设置；励磁线圈，设置在所述静铁芯上，以在电流流过时使静铁芯产生电磁力；锁定机构，配置为在锁扣状态和脱扣状态之间切换，在锁扣状态下，所述锁定机构接合所述触头支架以将所述动触头保持在合闸位置，在脱扣状态下，所述锁定机构与所述触头支架分离，从而使得触头支架在第一弹性件的作用下带动所述动触头从合闸位置移动至分闸位置。当进行合闸操作时，电流流过所述励磁线圈，使所述静铁芯产生电磁力，以克服所述第一弹性件的偏压力而使所述动铁芯被所述静铁芯吸引，从而将所述动触头移动至合闸位置，同时所述锁定机构接合所述触头支架并将所述动触头保持在合闸位置。
7.在一些示例中，所述自动合分闸机构还包括功率组件，所述功率组件包括功率开关和电容，所述电容与所述励磁线圈电连接并且作为所述励磁线圈的电流源，所述功率开关接收断路器的控制单元发出的控制信号以控制所述电容的充放电，从而控制所述励磁线圈的通断。
8.在一些示例中，所述静铁芯设置在断路器的壳体中，所述励磁线圈围绕所述静铁芯的至少一部分设置。
9.在一些示例中，所述触头支架包括开关接触部，所述开关接触部配置为在所述合
闸位置触发断路器的微动开关，以向控制单元发出合闸信号。
10.在一些示例中，所述自动合分闸机构还包括释放组件，配置为在初始位置和释放位置之间移动，在初始位置，释放组件与所述锁定机构分离；在释放组件从初始位置朝向释放位置移动期间，释放组件致动所述锁定机构，以将所述锁定机构从锁扣状态切换为脱扣状态。
11.在一些示例中，所述触头支架上设置有触头臂，所述锁定机构包括：锁扣杆，所述锁扣杆可枢转地设置在断路器的壳体上以在锁扣位置和脱扣位置之间枢转，并且所述锁扣杆设置有作用在所述触头臂的叉形臂，当所述动触头处于合闸位置时，所述叉形臂构造成将所述触头臂卡接在所述叉形臂内，此时所述锁扣杆处于锁扣位置；脱扣件，可动地设置在断路器的壳体上，并且构造成在锁扣位置抵靠所述锁扣杆以阻止所述锁扣杆朝向脱扣位置枢转。
12.其中，在初始位置，释放组件不与所述脱扣件接触；在释放组件从初始位置朝向释放位置移动期间，释放组件抵靠脱扣件并施加释放力致动脱扣件，使得锁扣杆脱离与脱扣件的抵靠并且锁扣杆沿第一方向枢转至脱扣位置，所述触头臂与所述叉形臂分离，从而使得触头支架在第一弹性件的作用下带动所述动触头从合闸位置移动至分闸位置。
13.在一些示例中，所述锁扣杆设置有第二弹性件，作用在所述锁扣杆上以朝向脱扣位置施加脱扣复位力，所述脱扣件设置有第三弹性件，作用在所述脱扣件上以在抵靠所述锁扣杆的方向上施加复位力。
14.在一些示例中，所述锁扣杆包括第一柱形主体，所述第一柱形主体沿其纵向轴线可枢转地设置在断路器的壳体上，并且所述叉形臂垂直于所述第一柱形主体的纵向轴线从所述第一柱形主体延伸。
15.在一些示例中，所述锁扣杆还包括致动臂，所述致动臂垂直于所述第一柱形主体的轴线从所述第一柱形主体远离所述叉形臂延伸，所述致动臂构造成抵靠所述脱扣件。
16.在一些示例中，所述脱扣件包括第二柱形主体，所述第二柱形主体沿其轴线可枢转地设置在断路器的壳体上且平行与所述第一柱形主体的轴线，并且其中，所述第二柱形主体上设置有凹槽，在所述锁扣杆的锁扣位置，所述致动臂抵靠所述第二柱形主体的表面，阻止所述锁扣杆朝向脱扣位置枢转；在释放组件的致动下，所述脱扣件枢转以使得凹槽正对所述致动臂，所述锁扣杆脱离与脱扣件的抵靠并且朝向脱扣位置枢转，最终使得动触头从合闸位置移动至分闸位置。
17.在一些示例中，所述脱扣件还包括第一突起，所述释放组件包括手动释放杆，所述手动释放杆可动地设置在断路器的壳体上并且构造成与所述第一突起接触，当致动所述手动释放杆时，所述手动释放杆抵靠所述第一突起并施加所述释放力以使得所述脱扣件运动至脱扣位置。
18.在一些示例中，所述脱扣件还包括第二突起，所述释放组件包括电磁铁和连接至所述电磁铁的电动释放杆，所述电动释放杆可动地设置在断路器的壳体上并且构造成与所述第二突起接触，当所述电磁铁通电而吸合时，致动所述电动释放杆，所述电动释放杆抵靠所述第二突起并施加所述释放力以使得所述脱扣件运动至脱扣位置。
19.另一方面，本发明还提供一种断路器，包括壳体以及如前所述的自动合分闸机构。
20.在一些示例中，所述断路器还包括微动开关，所述微动开关配置为在所述合闸位
置被所述触头支架触发。
21.在一些示例中，所述断路器为固态断路器。
22.本发明的技术方案的有益效果在于：该自动合分闸机构可使断路器的机构实现远程自动合分闸，只需一次吸力实现合闸动作而不需要持续施加保持力，结构简单且紧凑。本发明提出的自动合分闸机构设计体积小，能够容纳在断路器壳体内，自动合分闸机构的连接稳定可靠、响应速度快，能够实现稳定、可靠、快速的远程自动合分闸。
附图说明
23.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
24.图1示出了根据本公开实施例的断路器合分闸信号顺序设计原理图；
25.图2是根据本公开实施例的自动合分闸机构的原理示意图，其中动触头处于合闸位置；
26.图3是根据本公开实施例的自动合分闸机构的又一原理示意图，其中动触头处于分闸位置；
27.图4是本公开实施例的触头支架的正面视图；
28.图5是本公开实施例的静铁芯和励磁线圈的立体图；
29.图6a是根据本公开实施例的自动合分闸机构的立体图，其中动触头处于合闸位置；
30.图6b示出了图6a沿线a-a的剖视图；
31.图6c示出了图6a沿线b-b的剖视图；
32.图7a是根据本公开实施例的自动合分闸机构的又一立体图，其中动触头处于分闸位置；
33.图7b示出了图7a沿线a-a的剖视图；
34.图7c示出了图7a沿线b-b的剖视图；
35.图8是根据本公开实施例的自动合分闸机构的再一立体图；
36.图9示出了根据本公开实施例的锁扣杆的立体图；
37.图10示出了根据本公开实施例的脱扣件的正面视图。
38.附图标记列表
[0039]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动触头
[0040]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
静触头
[0041]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
触头支架
[0042]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
触头臂
[0043]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
凸起
[0044]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关接触部
[0045]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一弹性件
[0046]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
锁扣杆
[0047]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
叉形臂
[0048]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一柱形主体
[0049]
53
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一臂
[0050]
54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二臂
[0051]
55
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
致动臂
[0052]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
脱扣件
[0053]
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二柱形主体
[0054]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
凹槽
[0055]
63
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一突起
[0056]
64
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二突起
[0057]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
释放组件
[0058]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
手动释放杆
[0059]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电磁铁
[0060]
73
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电动释放杆
[0061]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
静磁铁
[0062]
81
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基座
[0063]
82
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接合部
[0064]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动磁铁
[0065]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
励磁线圈
[0066]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二弹性件
[0067]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三弹性件
[0068]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0069]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元
[0070]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微动开关
[0071]
f1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
偏压力
[0072]
f2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
释放力
[0073]
f3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
脱扣复位力
[0074]
f4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
回复力
[0075]
a1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一柱形主体的轴线
[0076]
a2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二柱形主体的轴线
[0077]
d1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一方向
具体实施方式
[0078]
为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0079]
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的
组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0080]
下面结合附图具体说明根据本公开内容的自动合分闸机构的优选实施方式。图1示出了根据本公开实施例的断路器合分闸信号顺序设计原理图。图2是根据本公开实施例的自动合分闸机构的原理示意图，其中动触头处于合闸位置。图3是根据本公开实施例的自动合分闸机构的又一原理示意图，其中动触头处于分闸位置。图4是本公开实施例的触头支架的正面视图。图5是本公开实施例的静铁芯和励磁线圈的立体图。图6a是根据本公开实施例的自动合分闸机构的立体图，其中动触头处于合闸位置。图6b示出了图6a沿线a-a的剖视图。图6c示出了图6a沿线b-b的剖视图。图7a是根据本公开实施例的自动合分闸机构的又一立体图，其中动触头处于分闸位置。图7b示出了图7a沿线a-a的剖视图。图7c示出了图7a沿线b-b的剖视图。图8是根据本公开实施例的自动合分闸机构的再一立体图。图9示出了根据本公开实施例的锁扣杆的立体图。图10示出了根据本公开实施例的脱扣件的正面视图。
[0081]
与附图所展示的实施例相比，本公开保护范围内的可行实施方案可以具有更少的部件、具有附图未展示的其他部件、不同的部件、不同地布置的部件或不同连接的部件等。此外，在不脱离本公开的理念的情况下，附图中两个或更多个部件可以在单个部件中实现，或者附图中所示的单个部件可以实现为多个分开的部件。
[0082]
图1示出了本公开实施例提供的断路器合分闸信号顺序，需要说明的是，图1所示出的断路器为固态断路器，其具有机械触点和半导体触点，例如包括三个机械触点以及三个诸如mosfet或晶闸管之类的半导体触点。在图1中，实线代表分闸指令，虚线代表合闸指令。不论是诸如传统断路器之类的操作者在现场发出的合分闸指令还是本公开所针对的远程合分闸指令，为了确保合分闸的安全性，要求机械触点和半导体触点按照顺序进行合分闸。例如，在分闸时，首先断开半导体触点，然后再断开机械触点，避免出现半导体触点没有断开而机械触点先断开从而导致机械触点产生电弧烧伤触头和触点的情况。反之，在合闸时，首先接通机械触点，再接通半导体触点。
[0083]
在现场操作的断路器已经采用合分闸机构实现上述操作顺序。然而，对于需要远程自动机械合分闸的一些特殊应用场景，例如新能源风能、煤矿等行业，现有的断路器无法满足稳定、可靠的小体积远程自动合分闸。针对上述现有技术问题，本公开实施例提供的用于断路器的自动合分闸机构。以下将结合附图具体描述其结构。
[0084]
本公开实施例提供的用于断路器的自动合分闸机构，包括动触头1、静触头2、触头支架3、第一弹性件4、锁定机构、释放组件7、静铁芯8、动铁芯9以及励磁线圈10。
[0085]
动触头1能够在分闸位置和合闸位置之间移动。如图3所示，在分闸位置，动触头1与静触头2彼此分开。如图2所示，在合闸位置，动触头1与静触头2彼此接触。
[0086]
锁定机构配置为在锁扣状态和脱扣状态之间切换。在锁扣状态下，锁定机构接合触头支架3以将动触头1保持在合闸位置，在脱扣状态下，锁定机构与触头支架3分离，从而使得触头支架3在第一弹性件4的作用下带动动触头1从合闸位置移动至分闸位置。
[0087]
锁定机构的示例性实施例可以包括锁扣杆5和脱扣件6，二者均可动地设置在断路器的壳体上。锁扣杆5用于接合和释放触头支架3，脱扣件6用于保持锁扣杆5的接合或释放状态，并且可以由释放组件7触发以切换锁扣杆5的状态。后文将结合描述锁扣杆5和脱扣件6的具体结构。
[0088]
如图4所示，动触头1由触头支架3所支撑，触头支架3可动地设置在断路器的壳体20中，触头支架3上设置有触头臂31，触头臂31用于与锁扣杆5接合以锁定和释放触头支架3。触头支架3在诸如电磁吸力之类的外力作用下沿图2和图3中的向下方向运动以执行合闸操作。动铁芯9设置在触头支架3的中部和下方，并且与触头支架3固定连接。在动铁芯9的两侧，触头支架3还设置有用于限位的两个凸起32。
[0089]
触头支架3还可以包括开关接触部33，其在图8中特别地示出。开关接触部33为一突起形状，配置为在合闸位置触发断路器的微动开关40，以向控制单元发出合闸信号。
[0090]
静铁芯8与动铁芯9相对设置，励磁线圈10设置在静铁芯8上，以在电流流过时使静铁芯产生电磁力，尤其是电磁吸引力。当进行合闸操作时，电流流过励磁线圈10，使静铁芯8产生电磁力，以克服第一弹性件的偏压力而使动铁芯9被静铁芯8吸引，从而将动触头1移动至合闸位置，同时锁定机构接合触头支架3并将动触头1保持在合闸位置。
[0091]
如图5所示，静铁芯8固定在基座82内，并且励磁线圈10围绕静铁芯8设置。基座82设置在断路器的壳体20中。基座82的两侧包括与触头支架3的两个凸起32对应的接合部82。
[0092]
示例性地，图2和图3所示的触头支架3支撑了三个动触头以与对应的三个静触头接触。本公开并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际需要选择动触头和静触头的数量。
[0093]
如图2和图3所示，第一弹性件4作用在触头支架3上以在动触头1和静触头2之间朝向分闸位置施加偏压力f1。该偏压力f1使得当触头臂31与锁扣杆5分离时动触头1与静触头2彼此分开。
[0094]
锁扣杆5可枢转地设置在断路器的壳体20上以在锁扣位置和脱扣位置之间枢转，并且锁扣杆5设置有作用在触头臂31的叉形臂51，当动触头1处于合闸位置时，叉形臂51构造成将触头臂31卡接在叉形臂51内，此时锁扣杆5处于锁扣位置。
[0095]
脱扣件6可动地设置在断路器的壳体20上，并且构造成在锁扣位置抵靠锁扣杆5以阻止锁扣杆5朝向脱扣位置枢转。通过脱扣件6与锁扣杆5的接合，阻止锁扣杆5朝向脱扣位置枢转，从而使锁扣杆5保持在锁扣位置，如图1所示。
[0096]
为了驱动励磁线圈10，本公开提出的自动合分闸机构还可以包括功率组件，具体包括功率开关和电容(图中未示出)，电容与励磁线圈10电连接并且作为脱扣件励磁线圈10的电流源，脱扣件功率开关接收断路器的控制单元30发出的控制信号以控制脱扣件电容的充放电，从而控制脱扣件励磁线圈10的通断。
[0097]
当需要合闸时，操作者按下远程控制屏的合闸按钮，控制单元30收到合闸按钮按下的信号后，首先发出例如控制信号(例如高低电平信号)，控制充电的电容放电，从而产生电流流过励磁线圈10，使得静铁芯8产生电磁力吸引动铁芯9。触头支架3整体向下移动，带动动触头1移动至合闸位置与静触头2接触，并且锁定机构在锁扣状态就位，以将动触头保持在合闸位置。此时，触头支架3的开关接触部33触发微动开关40，以向控制单元30发出合闸信号，控制单元30接收到合闸信号后，可以确认此时机械触点已经合闸到位，然后可以控
制半导体触点闭合，从而完成合闸操作。
[0098]
可选地，控制单元30可以包括任何合适的处理器或处理器的组合用于处理脱扣信号。例如，控制单元13可以包括数字信号处理器(dsp)、微控制器(mcu)、现场可编程门阵列(fpga)或其他控制单元。
[0099]
释放组件7是用于释放锁扣杆5与脱扣件6的接合状态的部件，其构造成能够在初始位置和释放位置之间移动。在初始位置，释放组件7不与脱扣件6接触，如图2所示。
[0100]
当需要分闸时，操作者按下远程控制屏的分闸按钮，控制单元30收到分闸按钮按下的信号后，首先控制半导体触点断开，然后控制释放组件7使其从初始位置朝向释放位置移动。在释放组件7从初始位置朝向释放位置移动期间，如图6a所示，释放组件7抵靠脱扣件6并施加释放力f2致动脱扣件6，使得锁扣杆5脱离与脱扣件6的抵靠并且锁扣杆5沿第一方向d1枢转至脱扣位置，触头臂31与叉形臂51分离，从而使得触头支架3在第一弹性件4的作用下带动动触头1从合闸位置移动至分闸位置，完成机械触点分闸，从而完成分闸操作。
[0101]
在图3的视角中，第一方向d1为顺时针方向，进而与第一方向d1相反的方向为逆时针方向。图3所示的方向仅为示意而非限制本公开的保护范围。
[0102]
由此，相比于传统的断路器自动合分闸机构需要比较大的力来分离动触头和静触头，本公开提出的自动合分闸机构仅需要克服很小的释放力就可以快速脱扣。此外，由于锁扣杆5与脱扣件6的抵靠可以将触头支架3保持在动触头1的合闸位置，因此只需要一次给励磁线圈10供电即可实现合闸，而不需要持续供电以保持合闸状态，这样对静铁芯8、动铁芯9和励磁线圈10的尺寸和额定规格的要求降低，同时使得控制软件程序更加简单。
[0103]
进一步地，为了便于锁扣杆5和脱扣件6复位，锁扣杆5可以设置有第二弹性件8，脱扣件6设置有第三弹性件9。如图2至图3所示，第二弹性件8作用在锁扣杆5上以朝向脱扣位置施加脱扣复位力f3，例如沿图2中的顺时针方向。第三弹性件9作用在脱扣件6上以在抵靠锁扣杆5的方向上施加回复力f4，例如沿图3中的逆时针方向。
[0104]
可选地，第一弹性件4、第二弹性件8和/或第三弹性件9可以是弹簧、扭簧或片簧中的至少一个。在本实施例中，第一弹性件4为弹簧，第二弹性件8和第三弹性件9为扭簧。以上仅为示例，本领域技术人员还可以采用常见的其他弹性件。
[0105]
下面将结合图6b、图7b和图9描述本公开实施例的锁扣杆5。
[0106]
如图9所示，锁扣杆5包括第一柱形主体52，第一柱形主体52沿其轴线a1可枢转地设置在断路器的壳体20上。锁扣杆5的叉形臂51垂直于第一柱形主体52的轴线从第一柱形主体52延伸。
[0107]
具体地，叉形臂51可以包括第一臂53和第二臂54。第一臂53和第二臂54沿第一柱形主体52的轴线a1且沿第一方向d1彼此错开。如图9所示，第一臂53和第二臂54既在第一柱形主体52的轴线a1方向错开一段距离，又在顺时针方向上错开一定角度。
[0108]
因此，如图6b和图7b所示，在动触头1从分闸位置朝向合闸位置移动期间，即向下移动期间，触头臂31首先接触第一臂53以致动锁扣杆5克服脱扣复位力f3沿与第一方向d1相反的第二方向枢转，最终动触头1移动至合闸位置，锁扣杆5枢转至锁扣位置，此时触头臂31卡接在第一臂53和第二臂54之间。
[0109]
在本实施例中，第一臂53与第二臂54沿第一方向d1依次设置，因此触头臂31向下运动过程中，首先接触第一臂53，从而带动锁扣杆5枢转，最终触头臂31卡接在第一臂53和
第二臂54之间。
[0110]
此外，锁扣杆5还可以包括致动臂55，致动臂55垂直于第一柱形主体52的轴线a1从第一柱形主体52远离叉形臂51延伸，致动臂55构造成抵靠脱扣件6。
[0111]
下面将结合图6a至图7c以及图10描述本公开实施例的脱扣件6。
[0112]
如图10所示，脱扣件6可以包括第二柱形主体61、第一突起63和第二突起64。
[0113]
第二柱形主体61沿第二柱形主体61的轴线a2可枢转地设置在断路器的壳体20上且平行与第一柱形主体52的轴线a1，如图6a和图7a所示。
[0114]
第二柱形主体61上设置有凹槽62，凹槽62的位置与致动臂55对应设置。在锁扣杆5的锁扣位置，致动臂55抵靠第二柱形主体61的表面，阻止锁扣杆5朝向脱扣位置枢转。
[0115]
需要分闸时，在释放组件7的致动下，脱扣件6枢转以使得凹槽62正对致动臂55，锁扣杆5脱离与脱扣件6的抵靠并且朝向脱扣位置枢转，最终使得动触头1从合闸位置移动至分闸位置。部件之间的相对关系可以例如参照图6c所示。
[0116]
需要合闸时，在电磁力作用下，触头臂31向下运动接触第一臂53，从而带动锁扣杆5沿与第一方向d1相反的方向朝向锁扣位置枢转，此时，在回复力f4的作用下，脱扣件6沿图3所示的逆时针方向枢转，从而回复到图2的状态，此时凹槽62与致动臂55错开，脱扣件6抵靠锁扣杆5以将其保持在锁扣位置。部件之间的相对关系可以例如参照图7c所示。
[0117]
以上仅示例性地示出了可枢转的脱扣件6的优选实施例，然而，根据本公开之发明构思，脱扣件6可动地设置在断路器的壳体20上。因此，在未图示出的替代实施例中，脱扣件6也可以设置为可直线运动，在锁扣位置朝向锁扣杆5伸出以抵靠锁扣杆5，从而阻止锁扣杆5朝向脱扣位置的枢转，反之，脱扣时锁扣杆5可以缩回以释放锁扣杆5。
[0118]
示例性地，释放组件7可以包括电动释放杆73，用于自动分闸。此外，尽管本公开提出的是自动合分闸机构，其也可以包括手动释放杆71。本领域的技术人员也可以根据需要进行选择和改进，例如仅包括手动释放杆71或仅包括电动释放杆73。
[0119]
在手动释放的示例中，手动释放杆71可动地设置在断路器的壳体20上并且构造成与第一突起63接触。
[0120]
当朝向释放位置致动手动释放杆71时，手动释放杆71抵靠第一突起63并施加释放力f2以使得脱扣件6运动至脱扣位置。
[0121]
在电动释放的示例中，释放组件7包括电磁铁72和连接至电磁铁72的电动释放杆73，电动释放杆73可动地设置在断路器的壳体20上并且构造成与第二突起64接触。
[0122]
当电磁铁72通电时，朝向释放位置致动电动释放杆73，电动释放杆73抵靠第二突起64并施加释放力f2以使得脱扣件6运动至脱扣位置。
[0123]
本公开实施例还提供了一种断路器，包括壳体20、微动开关40以及如前所述的自动合分闸机构。
[0124]
可选地，断路器可以为固态断路器。
[0125]
综上所述，本发明的实施例提供了一种用于断路器的自动合分闸机构及包括该自动合分闸机构的断路器，该自动合分闸机构可使断路器的机构实现远程自动合分闸，只需一次吸力实现合闸动作而不需要持续施加保持力，结构简单且紧凑。本发明提出的自动合分闸机构设计体积小，能够容纳在断路器壳体内，自动合分闸机构的连接稳定可靠、响应速度快，能够实现稳定、可靠、快速的远程自动合分闸。
[0126]
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于断路器的自动合分闸机构，包括动触头和静触头，所述动触头能够在分闸位置和合闸位置之间移动，在分闸位置，动触头与静触头彼此分开，在合闸位置，动触头与静触头彼此接触，其中，所述自动合分闸机构还包括：触头支架，可动地设置在断路器的壳体中，所述触头支架支撑所述动触头，并且所述触头支架上设置有动铁芯；第一弹性件，作用在所述触头支架上以在所述动触头和所述静触头之间朝向分闸位置施加偏压力；静铁芯，其与所述动铁芯相对设置；励磁线圈，设置在所述静铁芯上，以在电流流过时使静铁芯产生电磁力；锁定机构，配置为在锁扣状态和脱扣状态之间切换，在锁扣状态下，所述锁定机构接合所述触头支架以将所述动触头保持在合闸位置，在脱扣状态下，所述锁定机构与所述触头支架分离，从而使得触头支架在第一弹性件的作用下带动所述动触头从合闸位置移动至分闸位置，其中，当进行合闸操作时，电流流过所述励磁线圈，使所述静铁芯产生电磁力，以克服所述第一弹性件的偏压力而使所述动铁芯被所述静铁芯吸引，从而将所述动触头移动至合闸位置，同时所述锁定机构接合所述触头支架并将所述动触头保持在合闸位置。2.根据权利要求1所述的自动合分闸机构，还包括：功率组件，所述功率组件包括功率开关和电容，所述电容与所述励磁线圈电连接并且作为所述励磁线圈的电流源，所述功率开关接收断路器的控制单元发出的控制信号以控制所述电容的充放电，从而控制所述励磁线圈的通断。3.根据权利要求1所述的自动合分闸机构，其中，所述静铁芯设置在断路器的壳体中，所述励磁线圈围绕所述静铁芯的至少一部分设置。4.根据权利要求1所述的自动合分闸机构，其中，所述触头支架包括开关接触部，所述开关接触部配置为在所述合闸位置触发断路器的微动开关，以向控制单元发出合闸信号。5.根据权利要求1所述的自动合分闸机构，还包括：释放组件，配置为在初始位置和释放位置之间移动，在初始位置，释放组件与所述锁定机构分离；在释放组件从初始位置朝向释放位置移动期间，释放组件致动所述锁定机构，以将所述锁定机构从锁扣状态切换为脱扣状态。6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动合分闸机构，其中，所述触头支架上设置有触头臂，所述锁定机构包括：锁扣杆，所述锁扣杆可枢转地设置在断路器的壳体上以在锁扣位置和脱扣位置之间枢转，并且所述锁扣杆设置有作用在所述触头臂的叉形臂，当所述动触头处于合闸位置时，所述叉形臂构造成将所述触头臂卡接在所述叉形臂内，此时所述锁扣杆处于锁扣位置；脱扣件，可动地设置在断路器的壳体上，并且构造成在锁扣位置抵靠所述锁扣杆以阻止所述锁扣杆朝向脱扣位置枢转；其中，在初始位置，释放组件不与所述脱扣件接触；在释放组件从初始位置朝向释放位置移动期间，释放组件抵靠脱扣件并施加释放力致动脱扣件，使得锁扣杆脱离与脱扣件的抵靠并且锁扣杆沿第一方向枢转至脱扣位置，所述触头臂与所述叉形臂分离，从而使得触头支架在第一弹性件的作用下带动所述动触头从合闸位置移动至分闸位置。
7.根据权利要求6所述的自动合分闸机构，其中，所述锁扣杆设置有第二弹性件，作用在所述锁扣杆上以朝向脱扣位置施加脱扣复位力，所述脱扣件设置有第三弹性件，作用在所述脱扣件上以在抵靠所述锁扣杆的方向上施加复位力。8.根据权利要求7所述的自动合分闸机构，其中，所述锁扣杆包括第一柱形主体，所述第一柱形主体沿其纵向轴线可枢转地设置在断路器的壳体上，并且所述叉形臂垂直于所述第一柱形主体的纵向轴线从所述第一柱形主体延伸。9.根据权利要求8所述的自动合分闸机构，其中，所述锁扣杆还包括致动臂，所述致动臂垂直于所述第一柱形主体的轴线从所述第一柱形主体远离所述叉形臂延伸，所述致动臂构造成抵靠所述脱扣件。10.根据权利要求9所述的自动合分闸机构，其中，所述脱扣件包括第二柱形主体，所述第二柱形主体沿其轴线可枢转地设置在断路器的壳体上且平行与所述第一柱形主体的轴线，并且其中，所述第二柱形主体上设置有凹槽，在所述锁扣杆的锁扣位置，所述致动臂抵靠所述第二柱形主体的表面，阻止所述锁扣杆朝向脱扣位置枢转；在释放组件的致动下，所述脱扣件枢转以使得凹槽正对所述致动臂，所述锁扣杆脱离与脱扣件的抵靠并且朝向脱扣位置枢转，最终使得动触头从合闸位置移动至分闸位置。11.根据权利要求10所述的自动合分闸机构，其中，所述脱扣件还包括第一突起，所述释放组件包括手动释放杆，所述手动释放杆可动地设置在断路器的壳体上并且构造成与所述第一突起接触，当致动所述手动释放杆时，所述手动释放杆抵靠所述第一突起并施加所述释放力以使得所述脱扣件运动至脱扣位置。12.根据权利要求10所述的自动合分闸机构，其中，所述脱扣件还包括第二突起，所述释放组件包括电磁铁和连接至所述电磁铁的电动释放杆，所述电动释放杆可动地设置在断路器的壳体上并且构造成与所述第二突起接触，当所述电磁铁通电而吸合时，致动所述电动释放杆，所述电动释放杆抵靠所述第二突起并施加所述释放力以使得所述脱扣件运动至脱扣位置。13.一种断路器，包括：壳体以及如权利要求1-12中任一项所述的自动合分闸机构。14.根据权利要求13所述的断路器，还包括：微动开关，所述微动开关配置为在所述合闸位置被所述触头支架触发。15.根据权利要求13或14所述的断路器，其中，所述断路器为固态断路器。

技术总结
本发明涉及一种用于断路器的自动合分闸机构和断路器，所述自动合分闸机构包括触头支架、动铁芯、第一弹性件、静铁芯、励磁线圈以及锁定机构，其中，当进行合闸操作时，电流流过所述励磁线圈，使所述静铁芯产生电磁力，以克服所述第一弹性件的偏压力而使所述动铁芯被所述静铁芯吸引，从而将所述动触头移动至合闸位置，同时所述锁定机构接合所述触头支架并将所述动触头保持在合闸位置。述动触头保持在合闸位置。述动触头保持在合闸位置。


技术研发人员：吴永贺
受保护的技术使用者：施耐德电器工业公司
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2023/8/9