低压断路器是一种具有保护功能的执行主电路的输入端与负载端之间通/ 断的低压电器，它至少包括执行主电路通/断任务的触头系统、控制触头系统执 行通/断任务的操作机构、用于将断路器连接主电路的输入端和负载端的接线装 置、用于安装操作机构、触头系统和接线装置的外壳，所述的触头系统还包括 动触头、静触头和触头支持，而动触头则安装在触头支持上并随触头支持的动 作而执行与静触头的闭合/分断。所述的触头支持与操作机构连接，并随操作机 构的控制而动作。触头系统分双断点或单断点两类。双断点触头系统每极具有 两个串连的动触点和两个分别连接于主电路的输入端、负载端的静触点，而单 断点触头系统每级只有一个动触点和一个静触点。单极断路器的触头系统只有 一组动触头、静触头，而多极断路器则具有多组动触头、静触头，动触头、静 触头的组数与断路器的极数相等。
由于双断点触头系统的分断能力高于单断点，电流在断路器的两个串联的 触头上分断，每个触头承受较低的机械和热应力，并且具有两个串联的电弧电 压从而提高了分段能力，所以被广泛应用于塑壳断路器。但对于双断点触头系 统的各单极断路器需要解决如下问题：如何使两对动触头、静触头之间具有均 衡的机械接触压力，否则会导致断路器的导电能力下降。欧洲专利EP0314540 公开了一种单极断路器的技术方案，其特征是：触头支持为一个回转轴；具有 两个动触点的动触头通过弹簧安装在回转轴上；两动触点之间的中点与回转轴 的轴心重合，以使两个动触点的移动轨迹保持对称；两个动触点与静触点的接 触压力由所述弹簧提供，以改善所述单极断路器两组触头接触压力分布不均衡 的问题。EP0314540专利的缺陷是：回转轴的回转精度很差；没有考虑回转轴 系统在多级断路器系统中的稳定适用问题。
在多极触头系统中回转轴延伸较长，在回转轴转动时会因其受力产生明显 的扭转现象，使远离中心断路器的动触头动作较晚，大大加深了各级触头接触 压力的不均衡的问题。另外，由于多极断路器每一极的触头系统因灭弧要求需 安装隔离在独自的灭弧室内，所以装有多组动触头的回转轴需穿过各个灭弧室 的分隔壁，才能使各组动触头安装到各自的灭弧室内，很显然，这对回转轴的 支撑结构的设计带来了极大的难度，从而也导致了回转轴的支撑结构复杂、安 装调试困难等技术难题的出现。
申请号为200710151603.1的发明专利提供了一种与本发明不同的技术方 案，其特征是：回转轴组件由多个触头支持、回转轴和滚动轴承组成，回转轴 组件通过其上的滚动轴承和多极断路器外壳内的分隔壁上的轴承座和轴承盖 板被安装。这一方案可很好地提高回转轴组件的运动精度和运动灵活性，但它 存在以下两个局限性：一是由于该种方案仅依靠分隔壁来稳定回转轴，因此需 要轴承盖板的配合才能将回转轴组件稳定的安装支撑在断路器的分隔壁上，所 以安装精度不够理想、调试复杂，影响生产效率；二是为了保证支撑的稳定性 和精确性，这种技术方案无法适用于由多个独立的分体单极断路器组成的多级 断路器，只能适用于壳体为整体结构的多级断路器，即通过分隔壁分开的各单 极断路器。
由独立的分体单极断路单元组成的多极断路器有利于优化工业化生产效 率和降低生产成本，由于每个单极断路单元可以通用于不同极数的多极断路 器，因而仅采用一条生产线、一套模具、一种零部件就可生产出极数不同的断 路器。但各独立的分体单极断路单元需受同一个操作机构控制执行通/断操作和 脱扣跳闸动作，所以给回转轴的支撑和驱动结构设计带来了新的难题。

本发明是一种带有辅助支撑件的断路器，其设计目的在于克服了现有技术 的多极断路器的回转轴支撑不合理，使回转轴产生明显扭转现象所导致的动触 点与静触点的接触压力不均衡，以及因回转轴组件设计不合理造成的操作驱动 力和跳闸驱动力大、回转轴转动不灵活和跳闸速度慢、制造难度大、生产成本 高等一系列缺陷。本发明采用了将操作机构支撑在回转轴系统的支撑杆上，并 利用支撑杆及辅助支撑件直接地、多点地向回转轴提供稳定的支撑力的技术方 案，确保了触头支持的运动稳定性，加强了各触头接触压力的均衡性，结构简 单、大大提高了产品的分断能力、可靠性、安全性等内在性能，延长了产品的 使用寿命。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种带有辅助支撑件的多极断路器，它包括一个基座、N个单极断路单元、 一个控制各单极断路单元执行分/断操作的操作机构和一个共用于各单极断路 单元的回转轴组件。所述的单极断路单元包括：壳体、一个灭弧室、两个称对 称分布的静触头、两个对称分布的灭弧栅、两个分别与静触头相连接的接线装 置。
所述的回转轴组件由N-1个支撑组件和N个触头支持串接组装而成，每个 支撑组件的两侧均设有一个触头支持，每个触头支持上均设有一个桥式双断点 动触头，动触头通过其上的弹簧与触头支持链接。所述的操作机构与回转轴组 件直接连接，以直接驱动各触头支持上的N个动触头与各单极断路单元的静触 头作同步分断/闭合操作。
所述的支撑组件由回转轴、辅助支撑件、辅助支撑件的轴承和至少一个支 撑杆组成；一个轴孔设置在触头支持的轴心位置上，所述的回转轴通过轴孔插 入到支撑组件两侧的触头支持内，所述回转轴与触头支持保持同步旋转。一个 轴承孔设置在所述的辅助支撑件上，所述轴承的外侧与辅助支撑件的轴承孔紧 密装配，所述轴承的内侧与回转轴紧密装配，紧密装配是指一种稳定的连接关 系，当断路器处于动作过程时，紧密装配使轴承的外侧与辅助支撑件之间、 轴承的内侧与回转轴之间不会产生错位或相对位移。
本发明的技术方案中的轴承可以选用滚动轴承，也可以选用滑动轴承。所 述的轴承是滚动轴承时，所述的回转轴与滚动轴承的内圈过盈配合安装，所述 的滚动轴承的外圈与辅助支撑件上的轴承孔过盈配合安装，轴承的外圈和内圈 之间利用轴承的保持架引导并带动滚动体在正确的滚道上滚动。当所述的轴承 是滑动轴承时，所述滑动轴承的轴瓦形成在辅助支撑件上；而所述的轴颈形成 在回转轴上。这些都为辅助支撑件能够有效为回转轴提供稳定支撑力提供了保 证。
至少一个支撑杆安装孔设置在所述的辅助支撑件上，所述的支撑杆与支撑 杆安装孔紧密装配，所述支撑杆平行于回转轴放置，各支撑组件共用支撑杆。 所述操作机构也通过支撑杆与回转轴组件固定连接，所述支撑杆安装固定在所 述的单极断路单元的壳体上，并通过各辅助支撑件为旋转轴提供稳定的支撑 力。这种支撑系统的好处在于，支撑杆为操作系统提供支持力得同时，也在通 过各级辅助支撑件直接为旋转轴提供的支撑力，且兼顾传递了壳体的支撑力， 经实验验证这种新的支撑体系可以大大降低远端触头的扭转现象。
为了进一步稳定回转轴与触头支持之间的连接关系，本发明还采用了以下 技术方案：所述的回转轴在靠近触头支持的位置设有至少一个外平面，在所述 的触头支持的轴孔内设有至少一个内平面，所述外平面与内平面相互紧贴，一 一对应匹配工作，以使回转轴与轴孔之间不会因力矩载荷而发生错位。
安装在回转轴组件上的操作机构是通过控制连杆驱动触头支持运动的。在 所述触头支持上设有操作机构控制孔，所述操作机构伸出控制操作臂，所述控 制操作臂直接连接到触头支持的操作机构控制孔内，以完成操作机构对触头支 持的直接驱动控制。
当采用多跟支撑杆时，相邻两支撑杆之间以回转轴为圆心所形成的角度α 优选在60～120度之间。
采用本发明的设计可以灵活适用于多种壳体类型的断路器，所述的单极断 路单元的壳体与所述的多极断路器的基座可以是一体形成的一个元件；或者所 述的各单极断路单元的壳体与所述的多极断路器的基座均为分体成形的独立 元件；或者单极断路单元的各壳体是一体形成的一个元件，其与多极断路器的 基座分体成形。这些方案均可适用于本发明的设计方案。
附图说明
图1是本发明的带有辅助支撑件的3级断路器的一个具体实施例的局部结 构透视图；
图2是图1所示的单极断路器的A-A截面剖视图。
图3是本发明的带有辅助支撑件的4级断路器的一个实施例的局部试图， 具体涉及回转轴组件的结构示意图。
图4是本发明的带有辅助支撑件的多级断路器的支撑组件实施例的结构示 意图。
图5是本发明的带有辅助支撑件的断路器的触头支持的结构示意图。
图6是本发明的带有辅助支撑件的断路器辅助的辅助支撑件具体实施例的 结构示意图。

以下结合附图详细说明本发明的带有辅助支撑件的多极断路器的实施例， 本发明的带有辅助支撑件的多极断路器不限于以下实施例。
该断路器的极数N可以根据生产需要确定为2极、3极或4级等，如图1 给出了3极断路器的局部结构透视图，其中第三极仅示出部分结构。所述多级 断路器包括：多个单极断路单元1，所述单极断路单元1的数量与断路器的极 数N相等，如图1所示N为3；一个基座(图中未示出)，所述多个单极断路 单元1均安装在基座上；一个操作机构102，该操作机构102用于控制N个单 极断路单元执行分/断操作；和一个由N个单极断路单元共用的回转轴组件100。
如图1、图2所示，每个单极断路单元1均包括以下元件：由单极断路单 元的壳体24形成的灭弧室2；两个相对于旋转轴轴心对称分布的静触头，如图 2中所示的第一静触头29和第二静触头33；两个相对于旋转轴轴心对称分布 的灭弧栅，如图2中所示的第一灭弧栅36和第二灭弧栅37；两个接线装置分 别与两静触头相连接，如图所示的接线装置4为其中一个接线装置，另外一个 接线装置图中未示出。在第一静触头29上设有第一静触点28，在第二静触头 33上设有第二静触点34。如图2所示的实施例，各单极断路单元1的壳体24 均为分体成形的独立元件，即将多个独立的分体单极断路器单元的壳体24组 装到一个独立的基座上，此时需要通过连接板38将单极断路单元的壳体24串 联连接成一个壳体组件并与多极断路器的基座连接固定。所述连接板38设置 在单极断路器的壳体24上，其上具有螺纹槽，通过该螺纹槽可将壳体24用螺 钉固定在基座上。本发明还可适用于壳体为整体成型的多个单极断路单元，例 如：各单极断路器的壳体24与多极断路器的基座一体成形，在此情况下，单 极断路器的灭弧室实际上是由多极断路器外壳内的分隔壁组成。无论采取哪种 外壳结构，由于本发明采用了辅助支撑件的技术方案，所以很好地解决了回转 轴组件既适用于壳体24为独立分体结构的多极断路器，又适用于壳体24为整 体结构的多极断路器的技术难题。
图1和图3示出了回转轴组件100的具体实施方式。如图3的一个4极断 路器的回转轴组件100由N-1个(即3个)支撑组件101和N个(即4个)触 头支持12串接组装而成。支撑组件101不仅是串联组装的N个触头支持12的 连接件，同时为回转轴组件100提供支撑力。支撑组件101为两个相邻的触头 支持共用的支撑组件，它紧靠触头支持12的端部，因此具有很好的支撑效果。 虽然回转轴组件100也成细长轴的形状，但由有多个支撑组件101构成的支撑 结构，所以大大增强了回转轴组件100的刚度，消除了其弯曲变形，使动触点 与静触点之间的接触压力十分均衡，回转轴组件100的转动十分灵活。
如图5所示，触头支持12上设有一个贯通的轴孔121、一个垂直于轴孔121 的贯通的触头槽122和至少一个操作机构控制孔123、至少一个弹簧安装部 125：所述的回转轴17通过轴孔121连接到支撑组件101两侧的触头支持12 内，轴孔121与回转轴17(图4所示)呈过盈配合，以保证所述回转轴17与 触头支持12同步旋转；触头槽122用于容纳安装动触头40(图2所示)；操 作机构控制孔123用于把操作机构102直接连接到各触头支持12，使触头支持 12能得到操作机构102最直接的控制；弹簧孔125用于安装弹簧39(图2所 示)，弹簧39用于将动触头40安装到触头支持12上并使动触头40随触头支 持的转动而转动。
回转轴组件100的各触头支持12上均装有动触头40(见图2所示)，各 动触头40分别与各单极断路单元1(图1所示)的第一静触头29(图2所示)、 第二静触头33(图2所示)配合实现各单极断路单元的同步闭合/分断，所以 回转轴组件100是各单极断路单元共用的部件。回转轴组件100与操作机构102 直接连接，其中操作机构102通过支撑杆25安装在回转轴组件100上，操作 机构102对各级触头支持12的控制连接关系具体见图2、图5所示，在触头支 持12上设有操作机构控制孔123，从操作机构102中伸出的控制操作臂32， 在所述控制操作臂32直接连接到触头支持12的操作机构控制孔123内，当操 作机构102动作时，操作机构102的控制操作臂32直接驱动触头支持12绕回 转轴17的轴心旋转，从而带动触头支持12内安装的动触头40同步转动，所 以在操作机构102的驱动下，回转轴组件100上的各动触头分别地与各单极断 路单元的静触头作同步的分断/闭合操作，从而确保了多极断路器的各个动触点 与静触点的分断/闭合的同步性。很显然，本发明的回转轴组件100的结构，不 仅适用于外壳为分体结构的多极断路器，而且还适用于外壳为整体结构的多极 断路器。
如图1和2所示，本发明的带有辅助支撑件的多极断路器采用了桥式双断 点动触头。动触头40的两端设有第一动触点41和第二动触点35。第一动触点 41和第二动触点35以回转轴100的回转轴心为作点对称布置。第一动触点41 与第一静触点28配合实现断路器的闭合/分断操作，第二动触点35与第二静触 点34配合实现断路器闭合/分断操作。由于第一动触点41与第二动触点35按 点对称布置，所以当回转轴组件100绕其回转轴17的轴心转动一个操作角度 时，驱动第一动触点41与第二动触点35闭合/分断动作，以实现单极断路单元 的主电路的通/断操作。动触头40通过弹簧39被安装到触头支持12上的触头 槽122(见图5)中，这种弹性安装结构的优点是：可使动触点与静触点之间 形成弹性的接触压力，以改善接触可靠性；可使第一动触点41所受的接触压 力与第二动触点35所受的接触压力的大小均衡；还可缓解由于动触头的超程 动作给动、静触头带来的冲击力。第一静触头29和第二静触头33均设有U形 结构，该U形结构可使动触头与静触头在触点附近的电流方向相反，以在大电 流(过载或短路电流)情况下动触头与静触头之间能自动产生电磁斥力，从而 提高分断能力。在图2所示的实施例中，弹簧39为两根拉簧。弹簧39的一端 与触头支持12连接，另一端与动触头40连接。在其他实施方式中，弹簧39 的个数可以是一个，因为利用一个弹簧同样可以将动触头40安装于触头支持 12上，也同样可以使动触点与静触头之间形成弹性接触压力。然而，如果采用 两根弹簧以对称的形式布置，可以使第一动触点41所受的接触压力与第二动 触点35所受的接触压力的均衡性更好。另外，弹簧39也可以采用扭簧，也就 是说，扭簧和拉簧其实是可以相互替代的同一种实施方式。
如图1、3、4所示，所述的支撑组件101由回转轴17、辅助支撑件15的 轴承16、辅助支撑件15和支撑杆25组成。如图6所示，所述辅助支撑件101 上设有一个用于安装轴承的轴承孔153，还设有至少一个用于连接支撑杆25的 支撑杆安装孔151。所述轴承16安装在辅助支撑件101的轴承孔153内，可以 是滚动轴承或滑动轴承中的一种，所述回转轴17安装在轴承16内。所述回转 轴17通过该轴承16与实现辅助支撑件101紧密配合，在得到辅助支撑件101 的支撑力的同时还能保持回转轴17转动的灵活性。所述回转轴17的两侧各连 有一个触头支持12。
如图4和5所示，在回转轴17靠近触头支持12的两端的轴头上，设有平 行于回转轴线的外平面171；在触头支持12侧面设有一个用于安装回转轴17 的轴孔121，所述轴孔121内设有平行于轴孔121中心线的内平面124，该内 平面124与回转轴17上的外平面的数量、形状均相互匹配，当回转轴17的轴 头插入轴孔121内时，所述的外平面171与内平面124相互紧贴，以保证回转 轴17和触头支持12同步绕回转轴17的轴心旋转。回转轴17上的轴头与触头 支持12的轴孔121之间的配合为过盈配合，但能保证利用工具使所述轴头与 轴孔121顺利安装。由于采用了轴头与轴孔121之间的过盈配合、轴头上的外 平面171与轴孔121的内平面124之间的紧贴配合，所以确保了回转轴17与 触头支持12之间不松动、不错位，不管回转轴17和触头支持12受到何种载 荷(如冲击载荷、力矩载荷)，都不会发生松动或错位的隐患。从上述描述不 难得到如下推理，设置在回转轴17两端的轴头上的外平面171至少为一个， 设置在触头支持12上的内平面124至少为一个，内平面124与外平面171的 个数及位置关系应一一匹配。很显然，当内平面124和外平面171的个数增加 时，会增加制造难度，但可以改善防错位的技术效果。
如图3和4所示的轴承16，其具体实施例是滚动轴承16。滚动轴承16包 括轴承内侧161的内圈、轴承外侧162的外圈、内圈与外圈之间的滚动体(图 中未示出)、和保持架(图中未示出)四种基本元件。滚动轴承16的外圈162 安装在辅助支撑件15的轴承孔153内，两者相互配合紧密安装。为使所述的 外圈与轴承孔153不产生松动，所以外圈与轴承孔153之间应采用过盈配合， 但还应保证借助工具能顺利装配。滚动轴承16的内圈161安装在回转轴17上， 两者相互配合紧密安装。为使所述的内圈与所述的回转轴17不产生松动，所 以内圈与回转轴17之间应采用过盈配合，但应保证借助工具能顺利装配。外 圈162与内圈161之间通过滚动体如滚珠形成滚动摩擦。由于采用了滚动轴承 16，所以使回转轴组件100的回转精度很高，转动十分灵活。
轴承16的另一种可替代的方式是滑动轴承。滑动轴承包括轴承内侧161 的轴颈和轴承外侧162的轴瓦两种基本元件。滑动轴承的轴颈形成在被支撑的 回转轴17上，两者可以是一体成型的也可以是分体装配的；所述滑动轴承轴 瓦形成在支撑轴承的辅助支撑件15上，两者可以是一体成型的也可以是分体 装配的。本发明在采用滑动轴承方案下所优先推荐的一种技术方案是：所述的 滑动轴承的轴瓦形成在辅助支撑件15上，并与辅助支撑件15上的轴承孔153 一体成形；而所述的轴颈形成在回转轴17的中间部，轴承内侧161的轴颈和 轴承外侧162的轴瓦之间通过润滑剂实现滑动摩擦。下面结合图4、6详细说 明滑动轴承的技术方案与前述的采用滚动轴承的技术方案的异同。如图6所示， 辅助支撑件15上设有轴承孔153；在采用滚动轴承时，轴承孔153与滚动轴承 孔的外圈过盈配合；在采用滑动轴承时，轴承孔153直接与回转轴17滑动配 合，以给回转轴17滑动支撑。如图4所示中的回转轴17，在采用滚动轴承时， 所述的轴颈与滚动轴承16的内圈过盈合；在采用滑动轴承时，所述的轴颈与 辅助支撑件15的轴承孔153(图6所示)滑动配合。从上两种方案的比较分析 可以得出：辅助支撑件15必需通过轴承才能支撑回转轴17，所以回转轴17必 需与轴承配合安装，轴承必需与辅助支撑件15配合安装；在采用滚动轴承16 时，上述的回转轴17、滚动轴承16和辅助支撑件15三者之间的配合安装关系 很好理解；在采用滑动轴承时，由于滑动轴承的带有滑动支撑面的两个元件(设 置在回转轴17上的轴颈和设置在辅助支撑件15上的轴瓦)分别形成在回转轴 17和辅助支撑件15上，所以上述的回转轴、滑动轴承和辅助支撑件15三者之 间的配合安装关系形成了特例。在这种特例下：回转轴17与滑动轴承的轴颈 之间的配合安装形式为一体成形；滑动轴承的轴瓦与辅助支撑件15之间的配 合安装形式为一体成形。另一种可替换的实施方式是滑动轴承的轴瓦与辅助支 撑件15之间的配合安装形式为分体的两个元件，两分体元件分别紧密装配在 回转轴17和辅助支撑件15上，很显然，该实施方式的结构比上述的一体成形 的结构复杂，其技术基本效果相同。
与滚动轴承相比，滑动轴承具有结构简单、制造成本低等优点，但其转动 灵活度远远差于滚动轴承。很显然，本发明的支撑组件101优先采用滚动轴承， 也可采用滑动轴承。
如图1、3、4、5所示，在辅助支撑件15上具有至少一个支撑杆安装孔151。 所述支撑杆安装孔151用于与支撑杆25紧密配合连接，从而将辅助支撑件15 安装固定在单极断路单元的壳体24或多极断路器的基座(未示出)上，所述 支撑杆25平行于回转轴17放置。通过这种悬挂结构保证各级断路器及其触头 支持12的旋转轴17均已同轴稳定转动。为了保证辅助支撑件15安装的稳定 性，可在支撑杆25上、辅助支撑件15的两侧放置定位装置。
在图1给出了一个优先的实施例中，该实施例所采用的是两个支撑杆25， 两支撑杆25分处旋转轴17的两侧，平行与回转轴17放置，各单级断路单元1 共用支撑杆25，回转轴组件100上的每个辅助支撑件15均连接于两个支撑杆 25上，而两个支撑杆25则固定安装在单极断路单元的壳体24上。应用机械学 原理不难分析得出该实施例的优点是：辅助支撑件均连接于支撑杆25，所以支 撑杆25不仅为每一个辅助支撑件15提供支撑力，而且各辅助支撑件15所的 受支撑力不会较劲，从而确保了回转轴组件100的回转精度和转动灵活度；采 用两个支撑杆25共同对辅助支撑件提供支撑力，可大大提高辅助支撑件15的 定位精度。很显然，当支撑杆25为一个时，辅助支撑件15的定位精度会下降； 当支撑杆25为大于2个时，辅助支撑件15的安装会困难，同时还会增加各辅 助支撑件15所受的支撑力之间的较劲干扰的因素。以回转轴17为圆心，相邻 两支撑杆25相对于圆心所呈的优选角度α为60～120度(包括端点)，以保 证支撑稳定度，如图6所示角度在90-110度之间。