[发明专利]一种小型断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型断路器，属于低压电器领域。

背景技术

目前，市场上广泛应用的小型断路器宽度普遍为18mm，随着城市及农村电网的发展，输配电系统容量不断增大，系统集成度不断提高，对于断路器的性能提出了更高的要求。同时电网中需要集中控制的回路数越来越多，为了便于管理，实现单位空间内控制回路数的最大化，即提高保护电器的空间利用率，只有缩小保护电器体积，以增加现有的成套开关柜内的断路器安放数量。另外，断路器的小型化还能节约材料，降低制造成本。对于量大面广的小型断路器来说此问题更加突出，因此，高性能、小型化断路器已成为电器发展的一种必然趋势。

传统的应用在18mm的断路器的磁脱扣结构如图2所示：由圆形动铁芯1、圆形静铁芯5、圆形线圈4、圆形套管2、复位弹簧3、磁轭6组成。

圆形动铁芯在远离圆形静铁芯的方向被塑料外壳或固定在塑料外壳上的定位元件固定，不能向远离静铁芯的方向运动；复位弹簧3位于圆形套管内，动静铁芯之间，处于压缩状态，力值f1，使圆形动铁芯与固定在磁轭上的圆形静铁芯保持一定距离。

磁脱扣系统在线圈中的电流小于预定值时，圆形动铁芯受到向圆形静铁芯方向的磁力F，复位弹簧3的阻力f1应大于磁力F，以保证动铁芯不动作，与脱扣杆保持一定的距离，没有力度施加于脱扣杆，断路器不脱扣；

磁脱扣系统在线圈中的电流大于预定值时，圆形动铁芯受到向圆形静铁芯方向的磁力F，复位弹簧3的阻力f1应小于磁力F，圆形动铁芯向圆形静铁芯方向运动，以一定的速度冲击脱扣杆，使断路器脱扣。

磁脱扣结构的磁力计算公式

F=6.4(IW)2×10-7[sδ2+gμ0(Zlc)2]]]>

I——线圈通过的电流有效值(A)；

W——线圈的匝数；

δ——铁芯与衔铁之间的气隙(cm)。

s——动、静铁芯的横截面积(cm²)；

Z——动铁芯插入螺管线圈部分的长度(cm)；

lc——螺管磁轭的内腔长度(cm)；

μ₀——空气的导磁系数μ₀＝0.4π×10^-8(H/cm)；

g——螺管电磁铁的气隙磁导，

g＝2πμ₀/ln[(2C+2r)/2r](H)，该式中：C——铁芯外径至螺管内壁之间的距离(cm)；r——动(静)铁芯的半径(cm)。

当小型断路器的宽度由18mm改成9mm之后，可绕的线圈的匝数W减小约一半，动、静铁芯的横截面积s减小约为1/4，此种圆形结构铁芯、圆形结构线圈的磁力F减小1/16左右。

磁脱扣系统在线圈中的电流大于预定值时，产生的磁力非常小，若要克服复位弹簧3的阻力f1，可以将弹簧设计成非常小，但是若为B型小安培产品，弹簧将小到超出设计范围，且极不稳定，因此断路器将无法实现预定电流动作的功能。

因此磁脱扣系统圆形截面的结构难以适应现在缩小保护电器体积，提高保护电器的空间利用率，增加现有的成套开关柜内的断路器安放数量的趋势。

发明内容

基于上述，为了克服现有技术方案中的问题，本发明旨在提供超薄型的9mm的小型断路器，该断路器具有操作可靠性高、结构简单、成本低等优点。

为此，本发明采取的技术方案是：