[发明专利]电涌后备保护断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器，更具体地说，涉及一种具有高的电涌承受能力的断路器，特别适用于电涌保护器的后备过电流保护装置。

背景技术

电涌保护器与断路器或熔断路等过电流保护装置一同使用已为人们所知。当电涌保护器出现短路故障时，过电流保护装置将其从系统中断开，以防止系统持续故障的存在。

在一定范围内，现有断路器的电涌耐受能力与动作(脱扣)电流呈正向性关系，简单来讲，断路器的动作(脱扣)电流越小，电涌耐受能力也越小，而电涌耐受能力高的断路器，其动作(脱扣)电流也较大。

用于电涌保护器的后备保护装置要满足三个基本要求，首先，这种保护装置仅仅是用来保护电涌保护器的，是一种终端设备保护装置，其动作应优先于前级线路保护装置，否则，将影响线路其它设备的供电；其次，这种保护装置的电涌承受能力不应低于被保护的电涌保护器的最大放电电流，否则，在电涌保护器正常泄放电涌电流范围内可能引起其损坏；最后，这种保护装置与被保护的电涌保护器的残压(保护电压)不应超过被保护线路或设备的绝缘耐受水平，否则，电涌保护器失去保护效果。由于现有用于电涌保护器的后备保护技术是基于工频电流的保护特性，没有考虑电涌特性，所以很难同时满足上述基本要求，例如，动作电流低的保护装置可能满足优先动作的要求，但其电涌承受能力往往非常低，而且残压也非常高；动作电流高的保护装置，电涌承受能力和残压能满足要求，但其优先动作的要求不一定能满足。

专利CN2333356公开了一种小型断路器，包括操作机构、接线装置、瞬时动作电流脱扣装置和触头连动作装置。这种小型断路器主要用于线路过电流保护，难以同时满足高的电涌耐受能力与低的动作(脱扣)电流要求，不能很好地适用于电涌保护器的后备过电流保护。

专利EP 1447831、CN 101442201提示了一种小型断路器与电涌保护器一体化技术方案，小型断路器用于电涌保护器的后备短路保护。小型断路器为现有的线路保护断路器，高的电涌耐受能力与低的动作(脱扣)电流要求不能同时得到满足，这种一体式产品在实际应用中受到限制，尤其是在小功率电源系统或高电阻接地电源系统中无法使用。

此外，作为一般线路保护的现有断路器，特别是用于终端设备过电流保护用的微型断路器，在雷电过电压的入侵下很容易跳闸，给用电系统和设备的保护连续性造成影响，这也是该类断路器用作电涌保护保护器的后备保护装置受到制约的原因所在。

总之，采用现有的基于线路过电流保护技术的保护装置，由于电涌耐受能力差，用于电涌保护器的后备短路保护将会降低电涌保护器在使用中的安全性和保护性，甚至危及供电系统的连续性。

发明内容

因此由前述内容出发，本发明的目的是提出一种改进的断路器，用于电涌保护器的后备短路保护，在结构上，对现有断路器进行改进，解决电涌保护器在使用现有断路器为后备保护装置所带来的问题，使得断路器在较低的动作(脱扣)电流下得到具有高的电涌耐受能力，能够满足电涌保护器对后备过电流保护的要求。

根据本发明，所述的电涌后备保护断路器包括上下接线装置、包括静触头、动触头、触头支持、锁扣、心轴、跳扣、传动连杆以及杠杆组成的触头连动装置、包括手柄和心轴组成的操作机构、包括顶杆、线圈、动铁芯与磁轭构成的瞬时动作电流脱扣装置、灭弧室和平板式火花间隙。

为了提高瞬时动作电流脱扣装置线圈的电涌承受能力和降低其残压，在线圈两端并接一个平板式火花间隙，用于电涌能量的泄放，减弱通过线圈上的电涌电流。

所述的平板式火花间隙由主放电间隙和触发间隙构成，主放电间隙用于大部分电涌能量的泄放，触发间隙用来触发主间隙放电。

所述的主放电间隙由两电极构成，其中，第一电极是利用磁轭部件，为平板式电极，放电面为其外平面，该磁轭在电气上与线圈的一端相连；第二电极由下接线装置的连接板的延伸部分构成，延伸方向与第一电极相对的，且平行，第二电极在电气上与线圈的另一端相连。如此设置可实现较小的结构尺寸，并降低制造成本。

有利于主放电间隙放电电弧的拉长，并向灭弧室运动，降低主放电间被电弧烧蚀程度，在所述的第二电极的末端设置导弧结构，导弧结构可设计为具有一定倾斜度的面。

根据本发明的优选方案，倾斜面设置为倒角面，倒角面与水平方向呈一定角度，倾斜面也设置为倒圆面。所述的第二电极的末端还可进一步拆弯延伸，拆弯角为20-160度。。

所述的触发间隙为平板式结构，包括上电极、下电极、上绝缘层、下绝缘层、第一内电极、第二内电极、中间绝缘层和表面放电微间隙。