灭弧机构及直流断路器制造技术

本申请提供一种灭弧机构及直流断路器，该灭弧机构包括静触头、动触头、以及永磁体。静触头包括基体和弯折部，弯折部位于基体的第一象限处，弯折部上具有电触点。动触头能相对静触头转动，以使动触头和静触头的电触点接触和/或分离，其中，动触头转动形成的平面为参照面。永磁体具有第一磁极和相对的第二磁极，第一磁极和第二磁极的连线方向不与参照面垂直。该直流断路器包括基座、壳体、层叠放置的多个栅片、以及该灭弧机构，采用本申请的灭弧机构及直流断路器可有效解决直流高电压低电流临界分断燃弧时间长的问题，同时能保证正反向电流情况下的可靠分断。

【技术实现步骤摘要】
灭弧机构及直流断路器
本申请属于低压电器
，具体涉及一种在低压直流断路器中使用的灭弧机构及直流断路器。
技术介绍
断路器是能够承载和开断正常回路条件下的电流，也能在规定的时间内承载和开断异常回路条件下电流的开关装置。随着新能源技术的发展，直流断路器额定工作电压越来越高，目前已达到1500V。随着工作电压的提高，市场对断路器的可靠分断性能提出了更高的要求，临界分断的难度将大幅增加。目前常见的低压直流断路器在额定工作电压、时间常数为1ms的条件下，分断4A-63A的较小电流时，因分断电流较小，电流产生的磁场很弱，不能有效驱动电弧运动，将导致燃弧时间明显增长，从而降低了断路器的使用寿命。因此在不增加产品体积的前提下，如何解决高电压下的可靠分断问题将是我们攻关的方向。在现有的公知技术中，已经出现通过加大开距来拉长电弧、通过灼烧产气材料来推动和冷却电弧、通过增强磁场来推动电弧等技术手段，但在直流高电压和体积受限的情况下，这些方法将不能可靠的分断电路。在增强磁场的技术方案中，通过增加永磁铁来增强起弧区域的磁场，对电弧产生推力，将电弧推向灭弧栅片；在如图1所示的结构中，两个永磁体相对摆放，磁力线从N极出发，回到S极，当电流为正向(图1所示方向为正向)时，永磁体产生的磁场将推动电弧往灭弧栅片方向运动，达到灭弧的目的；但当电流为反向时，永磁体产生的磁场将推动电弧往灭弧栅片的反方向运动，电弧无法进入灭弧室，导致灭弧栅片不能切割、冷却电弧，电弧无法熄灭，同时还会极大地加剧后方动触头的烧损；因此，此种方式必须强制规定进出线极性，如反接会导致极其严重的事故。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无极性、高分断可靠性的灭弧机构及直流断路器，从而使断路器具备无接线极性要求，同时拥有更加可靠的高分断能力。本专利技术的具体技术方案是：本专利技术提供一种灭弧机构，包括：静触头，所述静触头包括基体和弯折部，所述弯折部位于所述基体的第一象限处，所述弯折部上具有电触点；动触头，其能相对所述静触头转动，以使所述动触头和所述静触头的电触点接触和/或分离，其中，所述动触头转动形成的平面为参照面；永磁体，其具有第一磁极和相对的第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极的连线方向不与所述参照面垂直。在一个优选的实施方式中，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述参照面平行。在一个优选的实施方式中，所述永磁体倾斜设置，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述基体的垂线方向成-30°至﹢30°。在一个优选的实施方式中，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述参照面成-15°至﹢15°。在一个优选的实施方式中，所述永磁体的数量至少为一个。在一个优选的实施方式中，在所述永磁体的数量为两个的情况下，所述永磁体的磁极方向相同，且分别对称设置在所述参照面的两侧。在一个优选的实施方式中，所述永磁体选自合金永磁材料或铁氧体永磁材料中的任一种。在一个优选的实施方式中，所述永磁体选自钕铁硼合金、钐钴合金、或铝镍钴合金中的任一种。在一个优选的实施方式中，所述永磁体包裹在绝缘套内。另外，本专利技术还提供一种直流断路器，包括：基座；壳体，其固定在所述基座上，所述壳体具有相对设置的侧壁，所述侧壁之间形成容纳腔；层叠设置的多个栅片，每个所述栅片具有基部和腿部，所述腿部伸入所述容纳腔内，所述基部置于所述容纳腔外；上述任一项所述的灭弧机构，所述灭弧机构的动触头伸入所述容纳腔内，并能在所述腿部之间转动，以与所述静触头的电触点接触和/或分离，所述永磁体设置在所述壳体的侧壁上。在一个优选的实施方式中，所述直流断路器包括隔板，所述隔板具有相对设置的壁部，所述壁部卡接在所述腿部之间，以将所述腿部与动触头相隔离。在一个优选的实施方式中，所述动触头在所述隔板的壁部之间转动。在一个优选的实施方式中，所述隔板采用绝缘材料。在一个优选的实施方式中，所述隔板采用产气材料。在一个优选的实施方式中，所述栅片的基部和腿部之间形成卡接部，所述卡接部与所述侧壁相卡接，以使所述基部置于所述容纳腔外。在一个优选的实施方式中，相邻所述栅片之间等距排布。在一个优选的实施方式中，所述壳体的侧壁上开设有卡槽，以使所述栅片的腿部卡接在所述卡槽内。在一个优选的实施方式中，所述壳体的侧壁上开设有安置槽，以容置所述永磁体。在一个优选的实施方式中，所述永磁体设置在所述静触头上方的所述侧壁上。在一个优选的实施方式中，所述容纳腔外靠近所述栅片的基部具有出气口。借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：1、采用此技术方案，可以有效解决直流高电压低电流临界分断燃弧时间长的问题。2、采用此技术方案，能同时保证正反向电流情况下的可靠分断。参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：图1为现有技术的一个具体实例-灭弧室布置磁钢示意图。图2为本专利技术的一个具体实例-直流断路器装配示意图。图3为本专利技术的一个具体实例-直流断裂器灭弧室结构装配示意图。图4为本专利技术的一个具体实例-直流断裂器灭弧室结构爆炸示意图。图5为本专利技术的一个具体实例-永磁体极性分布示意图。图6为本专利技术的一个具体实例-栅片的结构示意图。图7为本专利技术的一个具体实例-永磁体布置及磁场分布示意图。图8为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，电弧仅在动、静触头形成的U形结构产生的磁场下的受力示意图。图9为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，在U形结构驱使下弯曲的电弧，其电流分量示意图。图10为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，电弧在永磁体产生的磁场中的受力情况。图11为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，沿+X轴方向观察，电弧的路径示意图。图12为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，沿-Z轴方向观察，电弧的路径示意图。图13为本专利技术的一个具体实例-通过正向电流时，轴侧视角观察，电弧的路径示意图。图14为本专利技术的一个具体实例-通过反向电流时，电弧仅在动、静触头形成的U形结构产生的磁场下的受力示意图。图15为本专利技术的一个具体实例-通过反向电流时，在U形结构驱使下弯曲的电弧，其电流分量示意图。图16为本专利技术的一个具体实例-通过反向电流时，电弧在永磁体产生的磁场中的受力情况。图17为本专利技术的一个具体实例-通过反向电流时，沿+X轴方向观察，电弧的路径示意图。图18为本专利技术的一个具体实例-通过反向电流时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灭弧机构，其特征在于，包括：静触头，所述静触头包括基体和弯折部，所述弯折部位于所述基体的第一象限处，所述弯折部上具有电触点；动触头，其能相对所述静触头转动，以使所述动触头和所述静触头的电触点接触和/或分离，其中，所述动触头转动形成的平面为参照面；永磁体，其具有第一磁极和相对的第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极的连线方向不与所述参照面垂直。

【技术特征摘要】
1.一种灭弧机构，其特征在于，包括：静触头，所述静触头包括基体和弯折部，所述弯折部位于所述基体的第一象限处，所述弯折部上具有电触点；动触头，其能相对所述静触头转动，以使所述动触头和所述静触头的电触点接触和/或分离，其中，所述动触头转动形成的平面为参照面；永磁体，其具有第一磁极和相对的第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极的连线方向不与所述参照面垂直。2.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述参照面平行。3.根据权利要求2所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体倾斜设置，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述基体的垂线方向成-30°至﹢30°。4.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体的第一磁极和第二磁极的连线方向与所述参照面成-15°至﹢15°。5.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体的数量至少为一个。6.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，在所述永磁体的数量为两个的情况下，所述永磁体的磁极方向相同，且分别对称设置在所述参照面的两侧。7.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体选自合金永磁材料或铁氧体永磁材料中的任一种。8.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体选自钕铁硼合金、钐钴合金、或铝镍钴合金中的任一种。9.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于，所述永磁体包裹在绝缘套内。10.一种直流断路器，其特征在于，包括：基座；壳体，其固定在所述基座上，所述壳体具有相对设置的侧壁，所述侧壁之间形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：南寅，刘万里，王喜成，赵小苇，
申请(专利权)人：北京人民电器厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11