一种断路器的触头系统及断路器技术方案

本实用新型专利技术提供一种断路器的触头系统，包括设置于断路器的壳体内的动触头组和静触头，动触头组包括至少一个第一动触头和至少一个第二动触头，第一动触头的长度大于第二动触头，第一动触头包括第一导电杆和动弧触点，第二动触头包括第二导电杆和第二动主触点，静触头包括导电体、静主触点、静弧触点和引弧片，第二动主触点与静主触点相对应，动弧触点和静弧触点相对应，静弧触点在高度方向上高出静主触点至少5mm，本实用新型专利技术在触头开距不变的情况下，通过静弧触点抬高，使动触头对应至灭弧室最上部的灭弧栅片，将电弧引至上部，充分利用灭弧室上部的灭弧栅片，大幅提升灭弧室栅片的利用率；同时可以大幅增大引弧开距，从而提高电弧电压，快速熄灭电弧。快速熄灭电弧。快速熄灭电弧。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器的触头系统及断路器


[0001]本技术涉及一种断路器的触头系统，并且涉及一种包括所述触头系统的断路器。

技术介绍

[0002]框架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，如光伏、风电、储能的发展交流系统电压已经达到了AC1500V，直流系统电压达到了DC1500V，随着系统电压的不断升高，随之配套的元器件的额定工作电压也需要满足系统电压要求，然而随着工作电压的提高，对断路器的可靠分断性能提出了更高的要求。
[0003]目前对于断路器分断能力提升的常用的解决方案是：1、增大触头的开距；2、增加灭弧室的灭弧栅片的面积和数量；3、增加产气材料；4、增大触头之间的电动斥力；5、增加限流措施，如设置高阻材料等等；根据电弧电压公式得知：U
arc
＝U
c
+U
a
+U
l
＝
△
U+U
l
，式中，U
c
为阴极压降，U
a
为阳极压降，U
l
为弧柱压降，
△
U为近极压降，其为阴极压降和阳极压降之和，
△
U与触头材料有关，对于常用的触头材料，
△
U一般可以取20V
‑
25V。所以，增加电弧电压，主要是想办法提高U
l
弧柱压降，U
l
的公式为：U
l
＝(l/σA)i,式中，l为电弧长度，σ为电弧等效导电系数，A为电弧截面，i为电弧电流；根据上式可知，增大电弧长度，缩小电弧截面，可提高电弧弧柱的压降；所以增大触头开距和拉长电弧长度是提高分断能力、解决高电压情况下可靠灭弧最直接且有效的措施。
[0004]如图9所示，现有的断路器在触头开距为X1的情况下，引弧开距为a1，a1的距离为动触头将电弧拉起后的长度，在实际设计中由于断路器体积和操作机构的限制，触头开距无法大幅提升至理想的范围，那么如何能在触头开距不变的情况下拉长电弧长度成为亟待解决的关键问题。
[0005]现有断路器在分断过程中，因灭弧室上部灭弧栅片受开距限制，导致实际参与切割、冷却电弧的灭弧栅片数量不够，至少1/5的灭弧栅片没有参与到灭弧过程。同时，在分断过程中，特别是高电压情况下的分断，电弧击穿能力特别强，容易产生电弧向下转移现象，电弧在动触头、静触头的下部形成击穿，导致分断失败；因此需要一种技术解决上述问题。

技术实现思路

[0006]为了解决以上问题的至少之一，本技术提出一种增大引弧开距，进一步拉长电弧和提高灭弧栅片利用率、避免电弧向下转移、在动触头、静触头下部形成击穿的触头系统，具体方案如下：
[0007]本技术一方面提供一种断路器的触头系统，包括设置于断路器的壳体内的动触头组和静触头，所述动触头组包括至少一个第一动触头和至少一个第二动触头，所述第一动触头的长度大于所述第二动触头，所述第一动触头包括第一导电杆和动弧触点，所述第二动触头包括第二导电杆和第二动主触点，所述静触头包括导电体、静主触点、静弧触点
和引弧片，所述第二动主触点与所述静主触点相对应，所述动弧触点和所述静弧触点相对应，所述静弧触点在高度方向上高出所述静主触点至少5mm。
[0008]进一步地，所述静弧触点与所述导电体高度上形成台阶。
[0009]进一步地，所述静弧触点设置在引弧片上方。
[0010]更进一步地，所述引弧片为金属材料，通过焊接或铆接的方式固定在导电体上。
[0011]进一步地，所述第一动触头还包括第一动主触点，所述第一动主触点与所述静主触点相对应。
[0012]本技术还提供一种断路器，包括所述的触头系统、灭弧室、绝缘外壳、操作机构、脱扣系统和接线端子。
[0013]进一步地，所述灭弧室包括多个沿上下方向叠设的灭弧栅片，所述静弧触点在高度方向上高于最下方的灭弧栅片。
[0014]进一步地，所述灭弧室位于所述静触头前方，所述引弧片自所述静弧触点下方向所述灭弧室延伸。
[0015]进一步地，断路器在接通状态时，所述第一动主触点、第二动主触点和所述静主触点接合，所述第一动弧触点和所述静弧触点接合或者断开。
[0016]进一步地，断路器在接通过程中，所述动弧触点和静弧触点接合时间早于所述第一动主触点、第二动主触点和静主触点接合时间。
[0017]进一步地，所述灭弧室设置在所述静触头和所述动触头组前方，所述动弧触点和所述静弧触点伸入灭弧室的内部。
[0018]本技术的有益效果如下：
[0019]1、本技术在触头开距不变的情况下，通过静弧触点抬高，从而动触头在分闸的位置也相应抬高，使动触头对应至灭弧室最上部的灭弧栅片，将电弧引至上部，充分利用灭弧室上部的灭弧栅片，大幅提升灭弧栅片的利用率，提高电弧电压；
[0020]2、静弧触点抬高使得静弧触点高于灭弧室下部的多片灭弧栅片，动触头与静触头分断时拉起的电弧自灭弧室的上部灭弧栅片延伸至最下部的灭弧栅片，引弧开距大幅增大，电弧长度增大，从而提高电弧电压，有助于电弧快速熄灭；
[0021]3、将静弧触点抬高后，与静触头的导电体之间形成台阶，电弧不容易通过台阶跳跃至导电体，防止电弧向下转移，避免了电弧在静触头导电体与动弧触头之间击穿的情况；
[0022]4、断路器的触头系统在分断过程中，第一动主触点、第二动主触点与静主触点之间不会因产生电弧而被烧蚀不参与分断，从而可以保证断路器电寿命试验和分断试验的试后温升项目可靠通过。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术实施例一所提供的触头系统的结构示意图。
[0025]图2为本技术实施例一所提供的第一动触头和第二动触头的结构示意图。
[0026]图3为本技术实施例一所提供的触头系统合闸过程中的示意图。
[0027]图4为本技术实施例一所提供的触头系统处于合闸完成状态的示意图。
[0028]图5、图6为本技术实施例一所提供的触头系统分闸过程中的示意图。
[0029]图7为本技术实施例一所提供的灭弧室的结构示意图。
[0030]图8为本技术实施例一所提供的触头系统与灭弧室的位置关系图。
[0031]图9为现有断路器的触点开距、引弧开距、电弧长度示意图。
[0032]图10为本技术实施例一的断路器的触点开距、引弧开距、电弧长度示意图。
[0033]图11为本技术实施例一的触头系统在分闸过程中运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器的触头系统，包括设置于断路器的壳体内的动触头组和静触头，所述动触头组包括至少一个第一动触头和至少一个第二动触头，所述第一动触头的长度大于所述第二动触头，所述第一动触头包括第一导电杆和动弧触点，所述第二动触头包括第二导电杆和第二动主触点，所述静触头包括导电体、静主触点、静弧触点和引弧片，所述第二动主触点与所述静主触点相对应，所述动弧触点和所述静弧触点相对应，其特征在于，所述静弧触点在高度方向上高出所述静主触点至少5mm。2.根据权利要求1所述的触头系统，其特征在于，所述静弧触点与所述导电体高度上形成台阶。3.根据权利要求1所述的触头系统，其特征在于，所述静弧触点设置在引弧片上方。4.根据权利要求1或3所述的触头系统，其特征在于，所述引弧片为金属材料，通过焊接或铆接的方式固定在所述导电体上。5.根据权利要求1所述的触头系统，其特征在于，所述第一动触头还包括第一动主触点，所述第一动主触点与所述静主触点相对应。6.一种断路器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万里，张晨，南寅，马双彪，南添，黄名昌，吴伟玉，黄平安，王爰元，
申请(专利权)人：天津首瑞智能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：