CN101908450B

CN101908450B - 一种直流快速断路器

Info

Publication number: CN101908450B
Application number: CN 201010234136
Authority: CN
Inventors: 赵成宏; 马子文; 曹鹏飞; 涂煜; 包涌泉; 章程
Original assignee: 712th Research Institute of CSIC
Current assignee: 712th Research Institute of CSIC
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2030-07-20
Also published as: CN101908450A

Abstract

本发明涉及一种直流快速断路器，特别适合于作短路分断电流要求较高的直流快速断路器。包括断路器本体，灭弧室；所述灭弧室包括一对绝缘壳体，引弧角，灭弧室内腔中包括有金属栅片、绝缘栅片、横隔板；其中金属栅片和绝缘栅片位于灭弧室的中部，横隔板位于灭弧室的上部；所述的金属栅片朝向灭弧室底部的一边为下边，该下边有开口朝下的槽口；所述金属栅片有两种：一种是直板型金属栅片；另一种是U型金属栅片。本发明能快速建立弧压、减少电弧进入灭弧室的阻力、拉长电弧的长度、减小燃弧时间，提高灭弧室的灭弧能力；还具有结构简单，外形尺寸小及装配维护方便等优点。

Description

一种直流快速断路器

技术领域

本发明涉及一种直流快速断路器，特别适合于作短路分断电流要求较高的直流快速断路器。

背景技术

现有的大多数直流快速断路器采用传统的栅片式灭弧室，其金属栅片具有规则的对称倒V形片状结构，且金属栅片的槽口端面平齐，这使得电弧进入灭弧室所遇到的阻力比较大，特别是在大电流分断的时候，电弧不能快速的进入到金属栅片，电弧电压上升缓慢，燃弧时间增加，另外、槽口端面平齐的金属栅片也不利于拉长电弧，不利于电弧的熄灭。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中的缺点，提供一种改进的直流快速断路器，该直流快速断路器能快速建立弧压、减少电弧进入灭弧室的阻力、拉长电弧的长度、减小燃弧时间。

本发明的技术方案如下：

一种直流快速断路器，包括断路器本体，灭弧室；断路器本体包括触头系统，操作机构，框架，脱扣器；所述灭弧室包括一对绝缘壳体，引弧角，灭弧室内腔中包括有金属栅片、绝缘栅片、横隔板；其中金属栅片和绝缘栅片位于灭弧室的中部，横隔板位于灭弧室的上部；所述的金属栅片平面部分为正面，朝向灭弧室底部的一边为下边，正面下边有开口朝下的槽口；所述金属栅片有两种：一种是直板型金属栅片，每个单片其外形侧面为一直线形，正面为平面形，槽口为“V”字两画一长一短的不对称倒V形；另一种是U 型金属栅片，由单片整体弯曲而成，侧面为“U”字形，正面为上宽下窄的平面，U型金属栅片下边的槽口为“V”字两画等长的对称倒V形。

本发明所述的U型金属栅片为一个，安装在灭弧室中部，在断路器断口中部上方；直板型金属栅片有若干个，安装在U型金属栅片两侧；每相邻两个金属栅片保持相同间隔距离；直板型金属栅片交错排列，叠加排列后的直板型金属栅片的槽口构成对称倒V形通道。

本发明所述的U型金属栅片的槽口端面在直板型金属栅片的槽口端面下方。

本发明所述的引弧角位于灭弧室两侧，引弧角一端在灭弧室内与金属栅片间隔一定距离，另一端通过压接与断路器本体连接。

本发明所述的引弧角两侧具有侧槽口，该侧槽口的宽度大于对应于绝缘壳体装配位置的凸台宽度，以使引弧角能够沿侧槽口宽度方向移动。

本发明所述的灭弧室内腔的空间下部分小于上部分。

本发明所述的绝缘栅片、横隔板的下端面边线与金属栅片的上端面边线分别对齐；所述的绝缘壳体、绝缘栅片、横隔板的材料为不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料，金属栅片的材料为镀铜铁片。

本发明所述的直板型金属栅片的槽口角度为40度～90度。

本发明所述的U型金属栅片的槽口角度为75度～105度。

本发明所述的金属栅片保持间隔距离为2～8毫米。

本发明的技术效果显著：

1、通过在灭弧室中央安装U型金属栅片，使断路器的动静触头在分开初始阶段产生的电弧受到强烈的向上吸引力，从而使电弧快速的进入到灭弧室深处，有效建立弧压；

2、通过改变片状金属栅片的槽口的形状及排布方式，减少电弧进入灭弧室的阻力，并拉长电弧的长度，并利用金属栅片将电弧分割成一定数量的短弧；

3、通过拉长短弧的长度，加大短弧与空气的接触面积，增加电弧的去游离作用，以利于电弧的熄灭；

4、通过改变绝缘栅片、横隔板及灭弧室绝缘壳体的材料，使电弧产生强烈的去游离作用，促使电弧弧柱收缩，提高电弧电阻和电弧电压；

5、通过金属栅片、绝缘栅片及横隔板在灭弧室内的合理布局，使灭弧室内腔在电弧产生时产生大的气压差，促使电弧快速转移到灭弧室，大大减小电弧进入灭弧室的阻力，减小燃弧时间，提高灭弧室的灭弧能力。

附图说明

图1为本发明包括断路器本体及灭弧室的结构示意图；

图2为灭弧室的内部结构移出展开示意图；

图3为本发明的隐去一边绝缘壳体显示灭弧室内部结构示意图；

图4为直板型金属栅片示意图，每个单片其外形侧面为一直线形，正面为平面形，槽口为“V”字两画一长一短的不对称倒V形；

图5为U型金属栅片示意图，由单片整体弯曲而成，侧面为“U”字形，正面为上宽下窄的平面，栅片下边的槽口为“V”字两画等长的对称倒V形；

图6为直板型金属栅片交错安装立体示意图；所示为两片示意图，图中破开线为展示里层一片槽口，叠加形成的槽口“V”形通道为对称倒V形；

图7为两侧具有侧槽口的引弧角示意图；

图8为本发明一个实施例的灭弧室的立体结构示意图，灭弧室有4个横隔板，即为图2装配后的结构示意图；

图9为本发明又一个实施例的灭弧室的立体结构示意图，灭弧室有2个横隔板。

图中各标记的名称为：

断路器本体-1，触头系统-1.1，操作机构-1.2，框架-1.3，断路器断口中部-1.4，脱扣器-1.5；

灭弧室-2，槽口-2.01(直板型金属栅片的槽口)，槽口-2.02(U型金属栅片的槽口)，绝缘壳体-2.1，定位插槽-2.12，引弧角-2.2，侧槽口-2.21，金属栅片-2.3，绝缘栅片-2.4，横隔板-2.5，直板型金属栅片-2.31，U型金属栅片-2.32。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：

实施例1：

如图1、2、8所示：是一种直流快速断路器，它有一个断路器本体1，灭弧室2；断路器本体1有一个触头系统11，操作机构1.2，框架1.3，脱扣器1.5；所述灭弧室2有一对绝缘壳体2.1，引弧角2.2，灭弧室2内腔中有金属栅片2.3、绝缘栅片2.4、横隔板2.5；其中金属栅片2.3和绝缘栅片2.4位于灭弧室2的中部，横隔板2.5位于灭弧室2的上部；本实施例如图2所示：有一对绝缘壳体2.1，一对引弧角2.2，一组金属栅片2.3、绝缘栅片2.4、及4个横隔板2.5组成灭弧室2；所述的金属栅片2.3平面部分为正面，朝向灭弧室2底部的一边为下边，正面下边有开口朝下的槽口；所述金属栅片2.3有两种：如图4、6所示：一种是直板型金属栅片2.31，每个单片其外形侧面为一直线形，正面为平面形，槽口2.01为“V”字两画一长一短的不对称倒V形；如图5所示：另一种是U型金属栅片2.32，由单片整体弯曲而成，侧面为“U”字形，正面为上宽下窄的平面，U型金属栅片下边的槽口202为“V”字两画等长的对称倒V形。如图1、2：所述的U型金属栅片2.32为一个，安装在灭弧室2中部，在断路器断口中部1.4上方；直板型金属栅片2.31有若干个，安装在U型金属栅片2.32两侧；每相邻两个金属栅片2.3保持相同间隔距离；如图6所示：直板型金属栅片2.31交错排列，叠加排列后的直板型金属栅片2.31的槽口2.01构成对称倒V形通道。如图1、3所示：所述的U型金属栅片2.32的槽口2.02端面在直板型金属栅片2.31的槽口2.01端面下方。如图2、3、8、所示：所述的引弧角2.2位于灭弧室2两侧，引弧角2.2一端在灭弧室2内与金属栅片2.3间隔一定距离，另一端通过压接与断路器本体1连接。如图7所示：所述的引弧角2.2两侧具有侧槽口2.21，该侧槽口2.21的宽度大于对应于绝缘壳体2.1装配位置的凸台宽度，以使引弧角2.2能够沿侧槽口2.21宽度方向移动。所述的灭弧室2内腔的空间下部分小于上部分。如图2所示：所述的绝缘栅片2.4、横隔板2.5的下端面边线与金属栅片2.3的上端面边线分别对齐；绝缘栅片2.4及横隔板2.5按与直板型金属栅片2.31一样的间隔安装在绝缘壳体2.1的定位插槽2.12内，并位于直板型金属栅片2.31及U型金属栅片2.32的上方，每间隔一定数量的绝缘栅片2.4插入一个横隔板2.5。绝缘栅片2.4外形与直板型金属栅片2.31外形相同或等同；本实施例所述的绝缘栅片2.4的高度与直板型金属栅片2.31的高度相同或等同。所述的绝缘壳体2.1、绝缘栅片2.4、横隔板2.5的材料为不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料，金属栅片2.3的材料为镀铜铁片。所述的直板型金属栅片2.31的槽口2.01角度为40度～90度，本实施例选为60度。所述的U型金属栅片2.32的槽口2.02角度为75度～105度，本实施例选为90度。所述的金属栅片2.3保持间隔距离为2～8毫米，本实施例选为6毫米。

实施例2：

与上述实施例1不同的是，本实施例灭弧室2如图9所示：有一对绝缘壳体2.1，一对引弧角2.2，一组金属栅片2.3、绝缘栅片2.4、及2个横隔板2.5组成灭弧室2；本实施例结构减少了直板型金属栅片2.31，绝缘栅片2.4、横隔板2.5的数量，并相应减小了绝缘壳体2.1的长度，该实施例可应用在电压等级较低的断路器上。所述的直板型金属栅片2.31的槽口2.01角度为90度。所述的U型金属栅片232的槽口2.02角度为105度，所述的金属栅片23保持间隔距离为8毫米。

实施例3：

与上述实施例2不同的是，本实施例所述的直板型金属栅片2.31的槽口2.01角度为40度；所述的U型金属栅片2.32的槽口2.02角度为75度，所述的金属栅片2.3保持间隔距离为2毫米。

本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims

1.一种直流快速断路器，包括断路器本体(1)，灭弧室(2)；断路器本体(1)包括触头系统(1.1)，操作机构(1.2)，框架(1.3)，脱扣器(1.5)；其特征在于，所述灭弧室(2)包括一对绝缘壳体(2.1)，引弧角(2.2)，灭弧室(2)内腔中包括有金属栅片(2.3)、绝缘栅片(2.4)、横隔板(2.5)；其中金属栅片(2.3)和绝缘栅片(2.4)位于灭弧室(2)的中部，横隔板(2.5)位于灭弧室(2)的上部；所述的金属栅片(2.3)平面部分为正面，朝向灭弧室(2)底部的一边为下边，正面下边有开口朝下的槽口；所述金属栅片(2.3)有两种：一种是直板型金属栅片(2.31)，每个单片其外形侧面为一直线形，正面为平面形，槽口(2.01)为“V”字两画一长一短的不对称倒V形；另一种是U型金属栅片(2.32)，由单片整体弯曲而成，侧面为“U”字形，正面为上宽下窄的平面，U型金属栅片(2.32)下边的槽口(2.02)为“V”字两画等长的对称倒V形；所述的U型金属栅片(2.32)为一个，安装在灭弧室(2)中部，在断路器断口中部(1.4)上方；直板型金属栅片(2.31)有若干个，安装在U型金属栅片(2.32)两侧；每相邻两个金属栅片(2.3)保持相同间隔距离；直板型金属栅片(2.31)交错排列，叠加排列后的直板型金属栅片(2.31)的槽口(2.01)构成对称倒V形通道；所述的灭弧室(2)内腔的空间下部分小于上部分。

2.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的U型金属栅片(2.32)的槽口(2.02)端面在直板型金属栅片(2.31)的槽口(2.01)端面下方。

3.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的引弧角(2.2)位于灭弧室(2)两侧，引弧角(2.2)一端在灭弧室(2)内与金属栅片(2.3)间隔一定距离，另一端通过压接与断路器本体(1)连接。

4.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的引弧角(2.2)两侧具有侧槽口(2.21)，该侧槽口(2.21)的宽度大于对应于绝缘壳体(2.1)装配位置的凸台宽度，以使引弧角(2.2)能够沿侧槽口(2.21)宽度方向移动。

5.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的直板型金属栅片(2.31)的槽口(2.01)角度为40度～90度。

6.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的U型金属栅片(2.32)的槽口(2.02)角度为75度～105度。

7.如权利要求1所述的直流快速断路器，其特征在于，所述的金属栅片(2.3)保持间隔距离为2～8毫米。