一种断路器的触头灭弧系统技术方案

本发明专利技术提供了一种断路器的触头灭弧系统，包括相对布置的左、右侧灭弧室，以垂直于断路器壳体底面的垂线为基准，左侧灭弧室向左偏转，右侧灭弧室向右偏转，左侧灭弧室左端部和右侧灭弧室右端部均设有排气口；左、右侧灭弧室内均设有灭弧栅片，左侧灭弧室内的灭弧栅片向左偏转，右侧灭弧室内的灭弧栅片向右偏转；左、右侧灭弧室之间设有分隔灭弧片。本发明专利技术在单断点塑壳断路器上实现双出气口设计，在栅片中间布置分隔栅片，分隔电弧轨迹，并配合两侧的引弧片将电弧分别导向两个出气口，使得高温高压气体尽快排出至壳体外部。本发明专利技术大大增加了灭弧室可利用的型腔体积，灭弧室的栅片数量、纵深和截面积均可获得增加，灭弧系统容量得到了极大的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器的触头灭弧系统
本专利技术涉及一种灭弧室结构，尤其涉及一种应用于低压断路器的触头灭弧系统。
技术介绍
灭弧室是断路器灭弧系统中的核心部件，用于限制电弧空间位置并加速电弧熄灭。常见的灭弧室由灭弧栅片、侧板组成，其灭弧容量与栅片的数量、纵深及截面积呈正比关系。那么，如何在断路器有限的空间内布置更大灭弧容量的灭弧室？这是所有从事低压断路器研发的人员都必须面对的难题。此外，灭弧栅片的排布角度也非常关键，因为灭弧室空间形成的气道，是供电弧运动的通道，其设计的合理与否直接关系到断路器的分断能力的大小。常见的塑壳断路器灭弧室系统结构如图1所示，其在断路器中的组成如图2a所示，这种灭弧室包括位于灭弧栅片102两侧的隔弧壁101，以及面向触头系统隔弧座103，出气口位于灭弧室面向接线端子的一侧这种塑壳断路器灭弧室的不足之处在于：其并未充分利用断路器内部型腔体积，灭弧容量有限。此外均为单出气口设计，灭弧室底部与壳体间通道狭窄，电弧运动不畅。专利CN108695124A也公开了另一种结构布置的断路器，如图2b，其灭弧室位于基座的底部，区别于图2a直立布置的灭弧室，以平躺的方式布置，在灭弧室的两端各布置一个排气口，以使高温气体尽快从两端排出。可以看出，图2a中的排气口正对电弧运动的方向，由气体运动和热传导可知，高温高压气体总是向低温低压气体运动的，这样电弧产生的高温高压气体顺势向排气口运动，有力于电弧的气吹和快速运动而冷却。在断路器中电弧的快速向前运动并在灭弧室中扩散是非常重要的，这有助于拉长电弧和冷却电弧。在直流应用的断路器中尤其如此，其没有电压电流过零这一过程，因此拉长电弧和迅速冷却电弧成了最重要的灭弧手段。在图2a的灭弧室布置中，由于断路器高度的限制，灭弧室的高度有限，难以布置更多的灭弧栅片。在现有产品中，有的通过提升高度，来增加灭弧室垂直高度，进而增加灭弧栅片；有的通过灭弧栅片的各类堆叠布置来增加栅片数量。这些方式只能有限的增加栅片数量，并且使得断路器的裕量大大减小，可靠性降低，且进一步提升性能也不太可能。虽然出气口针对电弧运动方向，但性能提升有限。在图2b的灭弧室布置中，采用了新颖的平躺式灭弧室，大大增加了灭弧栅片的数量，最多可达图2a结构灭弧室的两倍以上，甚至可以贯通于整个断路器基座的底部，但是这种灭弧室布置使得出气口不能处在电弧运动的方式，高温气体的排出速度不及产生速度，前后两个排气通道不能充分利用，造成高压气体的集聚膨胀炸坏壳体。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何在断路器有限的空间内布置更大灭弧容量的灭弧室，同时使断路器内的电弧气体尽快从排出。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：包括相对布置的左侧灭弧室和右侧灭弧室，以垂直于断路器壳体底面的垂线为基准，左侧灭弧室向左偏转，右侧灭弧室向右偏转，左侧灭弧室左端部和右侧灭弧室右端部均设有排气口；左侧灭弧室和右侧灭弧室内均设有灭弧栅片，左侧灭弧室内的灭弧栅片向左偏转，右侧灭弧室内的灭弧栅片向右偏转；左侧灭弧室和右侧灭弧室之间设有分隔灭弧片；所述分隔灭弧片位于断路器触头系统的动触头与静触头接触位置到动触头最大分断位置所形成的张角范围内。优选地，所述左侧灭弧室和右侧灭弧室呈“ハ”形或者“Λ”形布置。优选地，所述分隔灭弧片由左侧栅片和右侧栅片组成，左侧栅片和右侧栅片之间等电位连接，形成“ハ”形或者“Λ”形或者“||”形结构。优选地，所述左侧灭弧室和右侧灭弧室布置于断路器的触头系统的下方，当触头系统的动触头和静触头断开时，左侧灭弧室和右侧灭弧室具有把电弧气体引导向各自的排气口的趋势。优选地，还包括用于改变电流的方向的动触头引弧片和静触头引弧片，动触头引弧片与动触头等电位连接，静触头引弧片与静触头等电位连接。更优选地，所述静触头引弧片处设有聚磁片。优选地，所述左侧灭弧室内的灭弧栅片的偏转角度均顺向于断路器的动触头分断的运动方向布置，所述右侧灭弧室内的灭弧栅片的偏转角度均逆向于断路器的动触头分断的运动方向布置；所述右侧灭弧室比左侧灭弧室具有更多的灭弧栅片。优选地，所述左灭弧室和右灭弧室通过单独不同的灭弧室在断路器壳体内安装成不同的偏转方向，或者通过前后两块侧板连接成一个灭弧室组件；所述侧板上设有磁吹片和/或气吹片。优选地，当有短路故障电流经过断路器时，断路器的动触头与静触头分开，电弧在动触头与静触头间产生，电弧从产生到熄灭经过下面三个过程：一、动触头刚刚打开；动、静触头间电流流向相反，电弧一端被引向动触头弧角，电弧另一端被引向静触头引弧片；由于动触头打开角度未扫过分隔灭弧片所在的位置，因此电弧被引向右灭弧室，此时分隔灭弧片具有阻挡作用，把电弧和大部分电弧气体限制在右侧灭弧内；二、动触头打开至靠近动触头引弧片；动触头持续转动，电弧从动触头弧角上转移至动触头引弧片上，此时动触头引弧片与静触头引弧片的电流流向依然相反，电弧受到洛伦兹力作用与电弧气体的推动，电弧一端被引向动触头引弧片末端，电弧另一端被引向静触头引弧片末端，拉长的电弧越过分隔灭弧片，开始进入左侧灭弧室；三、动触头完全打开；电弧两端分别被拉扯到动触头引弧片和静触头引弧片的末端，并在分隔灭弧片的作用下，被分成左右两个部分，形成设于左侧栅片与动触头引弧片之间、并顺着左侧灭弧室堆叠布置而运动的左电弧，和设于右侧栅片与静触头引弧片之间、并顺着右侧灭弧室堆叠布置而运动的右电弧；左侧栅片与动触头引弧片构成左电弧的两个电极，右侧栅片与静触头引弧片构成右电弧的两个电极；电弧气体通过左右两个出气口泄压，电弧被最大程度的拉长和冷却。相比现有技术，本专利技术提出的断路器的触头灭弧系统具有如下有益效果：1、左右灭弧室的偏转布置与动静触头引弧片匹配良好，可以达到更好的引弧效果；2、左右灭弧室的不同倾角，使其与左右出气口匹配良好，达到更好的导气和排气效果；3、电弧分隔片将电弧阻隔开，并引导进入灭弧室的左右两个部分，加快电弧转移速度；4、电弧分隔片的布置，使得电弧在其上又绕了一下，电弧拉的更长。5、由于采用了新的布局，使得灭弧栅片增多，不需要采用不同引弧沟槽的栅片，采用单一的栅片就能达到灭弧效果，因此降低了零部件成本和备料，简化了装备，使得成本降低。附图说明图1为现有灭弧室结构示意图；(a)外部图；(b)爆炸图；图2a为现有灭弧室在断路器中的组成示意图；图2b为现有另一种灭弧室在断路器中的结构示意图；图3为本专利技术提供的断路器的触头灭弧系统结构示意图；(a)外部图；(b)爆炸图；图4为本专利技术提供的断路器的触头灭弧系统在断路器中的组成示意图；图5为本专利技术断路器的触头灭弧系统分断过程—动触头打开一定角度示意图；图6为本专利技术断路器的触头灭弧系统分断过程—动触头打开至靠近引弧片示意图；图7为本专利技术断路器的触头灭弧系统分断过程—动触头完全打开示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。结合图3和图4，本专利技术提供了一种断路器的触头灭弧系统，包括灭弧系统20、动触头22、静触头23等。动触头22、静触头23相对设置，构成触头系统；灭弧系统20布置在触头系统的下方，且位于壳体25的底部，灭弧系统20带有引弧沟槽的一面对着触头系统，灭弧系统20背面则对着壳体25底面的内表面，灭弧系统20左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：包括相对布置的左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)，以垂直于断路器壳体底面的垂线为基准，左侧灭弧室(20a)向左偏转，右侧灭弧室(20b)向右偏转，左侧灭弧室(20a)左端部和右侧灭弧室(20b)右端部均设有排气口；左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)内均设有灭弧栅片(204)，左侧灭弧室(20a)内的灭弧栅片(204)向左偏转，右侧灭弧室(20b)内的灭弧栅片(204)向右偏转；左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)之间设有分隔灭弧片(205)；所述分隔灭弧片(205)位于断路器触头系统的动触头(22)与静触头(23)接触位置到动触头(22)最大分断位置所形成的张角范围内。

【技术特征摘要】
1.一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：包括相对布置的左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)，以垂直于断路器壳体底面的垂线为基准，左侧灭弧室(20a)向左偏转，右侧灭弧室(20b)向右偏转，左侧灭弧室(20a)左端部和右侧灭弧室(20b)右端部均设有排气口；左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)内均设有灭弧栅片(204)，左侧灭弧室(20a)内的灭弧栅片(204)向左偏转，右侧灭弧室(20b)内的灭弧栅片(204)向右偏转；左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)之间设有分隔灭弧片(205)；所述分隔灭弧片(205)位于断路器触头系统的动触头(22)与静触头(23)接触位置到动触头(22)最大分断位置所形成的张角范围内。2.如权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：所述左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)呈“ハ”形或者“Λ”形布置。3.如权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：所述分隔灭弧片(205)由左侧栅片(205a)和右侧栅片(205b)组成，左侧栅片(205a)和右侧栅片(205b)之间等电位连接，形成“ハ”形或者“Λ”形或者“||”形结构。4.如权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：所述左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)布置于断路器的触头系统的下方，当触头系统的动触头(22)和静触头(23)断开时，左侧灭弧室(20a)和右侧灭弧室(20b)具有把电弧气体引导向各自的排气口的趋势。5.如权利要求3所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：还包括用于改变电流的方向的动触头引弧片(21)和静触头引弧片(26)，动触头引弧片(21)与动触头(22)等电位连接，静触头引弧片(26)与静触头(23)等电位连接。6.如权利要求5所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：所述静触头引弧片(26)处设有聚磁片(27)。7.如权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于：所述左侧灭弧室(20a)内的灭弧栅片(204)的偏转角度均顺向于断路器的动触头(22)分断的运动方向布置，所述右侧灭弧室(20b)内的灭弧栅片(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张森林，孙吉升，
申请(专利权)人：上海电器科学研究院，上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31