CN102129924B - 断路器灭弧室结构 - Google Patents

Abstract

一种断路器灭弧室结构，属于电器技术领域。包括灭弧室本体和消游离装置，灭弧室本体包括一对彼此对置的侧板、一组彼此并行且间隔定位于一对侧板之间的灭弧栅片和设置于灭弧室本体的开口处的并且与一对侧板顶端固定的一支架，支架具有容腔，容腔对应于灭弧室本体的开口处的上部，消游离装置设置在容腔内，特点是：所述的消游离装置包括金属纤维毡和透气绝缘板，透气绝缘板位于容腔的底部，金属纤维毡铺叠在透气绝缘板的上部。优点：开创性地将公知的用于液体过滤的毡用作断路器灭弧室的消游离装置，经实验表明具有明显优于已有技术中的金属网板、金属丝网和多孔金属泡沫等对消游离气的理想效果，并且不论是制作还是安装均十分简单。

Description

断路器灭弧室结构

技术领域

本发明属于电器技术领域，具体涉及一种断路器灭弧室结构，安装于断路器内，在断路器的触点对或称动、静触头分离时起到灭弧作用。

背景技术

断路器配置于供配电网络中，起到限制或断开供配电网络中的故障电流的作用。例如，当出现故障大电流时，断路器中设置成触点对的金属触点相互分离，在相对的两个触点对之间产生电弧，而电弧对触点对表面的烧蚀便产生热离子化气体(业界还称高温离子气体)，该气体因温度的升高而膨胀可将相邻的即周围的气体一起加热，对断路器壳体存在损坏之虞。并且，灭弧室内压升高，热的灭弧气体从断路器壳体流出时，使断路器周围设备发生过热或者损及断路器周围人员健康。尤其是，由于气体中含有金属离子，因而有使断路器周围的导电部件或者电气装置出现短路。

为了使灭弧气体冷却并去离子化，通常采取的措施是对灭弧室出口位置设置消游离装置。公知的消游离装置广泛使用多孔金属材料，例如：发明专利授权公告号CN1072832C推荐了一种气体消电离装置及配备该装置的灭弧室，消电离装置即为申请人在上面提及的消游离装置，气体消电离装置包括由一层或多层金属编织物组成的一多孔屏，每层编织物由互相平行且隔开的直金属丝和波浪形金属丝紧密交叉编织而成；又如：发明专利授权公告号CN1242436C提供的消游离气体装置以及配备该装置的灭弧室的说明书第1页第7-18行(背景技术栏)指出了前述的CN1072832C所存在的欠缺，其是由至少一层以上金属网板构成多孔屏，金属网板的网孔孔径为1-3mm，各层金属网板中网孔开通面积占金属网板总面积的10-50％，并且各层金属网板之间及周边部位由绝缘框架介于其中并保持一预定距离；再如：发明专利公开号CN101681735A揭示的具有灭弧气体冷却的断路器是使用金属泡沫作为灭弧气体冷却和去离子化的装置，通过金属泡沫内部区域的延伸气孔或者说毛细管实现灭弧气体的流通，并且对灭弧气体进行冷却和去游离化即去离子化。

上述CN1242436C和CN1016817A存在共同的欠缺，由于金属网板、金属丝网、多孔金属泡沫都是由导电材料制成的，因此在灭弧栅片与前述金属网板、金属丝网或多孔金属泡沫之间必须保持电绝缘，为实现电绝缘，需在灭弧栅片与金属网板、金属丝网或多孔金属板之间增设带孔的绝缘板，或者将前述的金属网板借助于绝缘框架设置到灭弧室的开口部，藉以防止电弧通过消游离金属板形成通路而降低电弧电压，进而导致断路器分断失败。对此可以由CN1242436C的说明书第4页第10至13行的描述印证。由此可见，由于上述专利方案及专利申请方案在结构上有失合理性而导致制作灭弧室难度大，并且给组装产生麻烦。

欧洲专利EP0022708B1中披露了一种通过烧结或者热处理加工金属颗粒制造的多孔结构的出气屏，用于对电离气体的冷却消游离，此种结构的获得需要经严苛且十分复杂的热处理或烧结工艺，并且对于控制金属颗粒热处理或烧结后的多孔屏的实际孔隙很难准确把握，因而在生产中不好控制消游离和通气的程度。

发明内容

本发明的任务在于提供一种既具有优异的消游离效果又具有简化灭弧室的结构藉以体现制造和安装的方便性的断路器灭弧室结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种断路器灭弧室结构，包括灭弧室本体和消游离装置，灭弧室本体包括一对彼此对置的侧板、一组彼此并行且间隔定位于一对侧板之间的灭弧栅片和设置于灭弧室本体的开口处的并且与一对侧板顶端固定的一支架，支架具有一容腔，容腔对应于灭弧室本体的开口处的上部，消游离装置设置在容腔内，特征在于：所述的消游离装置包括金属纤维毡和透气绝缘板，透气绝缘板位于所述容腔的底部，而金属纤维毡铺叠在透气绝缘板的上部。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的金属纤维毡是由金属纤维以规则或不规则的缠结方式构成的。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的金属纤维毡是由数枚金属纤维毡片叠置构成的。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的金属纤维为不锈钢纤维。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的透气绝缘板上分布有透气孔。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的支架上配置有一盖板，盖板上间隔开设有通孔，并且盖板与所述的金属纤维毡接触。

本发明提供的技术方案由于开创性地将公知的用于液体过滤的毡用作断路器灭弧室的消游离装置，经实验表明具有明显优于已有技术中的金属网板、金属丝网和多孔金属泡沫等对消游离气的理想效果，并且不论是制作还是安装均十分简单。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图。

图2为金属纤维毡的第一实施例结构图。

图3为金属纤维毡的第二实施例结构图。

具体实施方式

实施例1：

请见图1，给出了灭弧室本体1和消游离装置2，灭弧室本体1包括彼此面对面设置的形状和结构相同的一对侧板11和一组彼此并行且间隔定位在一对侧板11之间的灭弧栅片12以及一支架13，支架13对应于灭弧室本体1的顶部的开口处，更具体地讲，支架13用螺钉与一对侧板11的顶部固定。支架13的中央区域构成有一容腔131，并且在支架13的顶部用固定螺钉133固定有一盖板132，在盖板132上并且在对应于容腔131的区域分布有通孔1321，通孔1321与容腔131相通。消游离装置2设在容腔131内。

继续见图1，消游离装置2包括金属纤维毡21和透气绝缘板22，透气绝缘板22位于容腔131的底部，在透气绝缘板22上分布有透气孔221。优选的方案将透气绝缘板22与支架13一体制作，由透气绝缘板22充当容腔131的底壁。

实施例2：

请见图2并且继续结合图1，前述的金属纤维毡21是由不锈钢纤维充任的金属纤维以不规则的相互缠结方式构成为一个整体构造，敷设在容腔131内并且位于透气绝缘板22上，此外还由前述的盖板132与其接触。

金属纤维毡21以金属纤维211为原料，常用在液体中沉积的方法制备均匀分布的纤维毡，然后再压制烧结成金属纤维多孔材料。金属纤维毡材料的孔隙度可达90％以上，全部为贯通孔，塑性和冲击韧性好，容尘量大。由于金属纤维毡21的通气率高，且与电离气体的接触面积大，因此，将金属纤维毡21作为消游离装置2能带来较强的消游离效果和通气效果。

在断路器触点断开时，在这些触点之间产生了电弧，该电弧使触点表面熔融，形成游离态的金属离子。金属离子与来自电弧周围的加热空气一起形成灭弧气体云，其体积通过加热而扩大，当加热的电弧气体体积扩大并且在断路器内腔里的压力升高时，电弧气体通过金属纤维毡21与盖板132上的通孔1321排出到开关壳体的外侧。热的电弧气体流过金属纤维毡21的相互连接起来的气孔。由于金属纤维毡21具有与电离气体很大的接触面，能与热的电弧气体充分的接触，降低电弧气体的温度当电弧气体从金属纤维毡21中流出到断路器壳体外部后，由于气体温度降低，以致于构成电弧气体的微粒不再作为离子，而是作为原子而存在。因而，由于电弧气体温度的降低在很大程度上排除了对断路器周围设备的损坏或对人员危害的危险。通过电弧气体的去离子化同样也阻止了断路器外部周围导电部件上产生短路。

实施例3：

请见图3并且仍结合图1，前述的金属纤维毡21是由材料为不锈钢纤维充任的数枚金属纤维毡片叠置构成的。多层金属纤维毡片具有三维网状，多孔结构，孔隙率高，表面积大，孔径大小，分布均匀等特点。构成金属纤维毡21的每层毡片的单重与厚度可以任意控制，用不同孔径，单重与厚度的单层毡可以任意配制成不同性能的多层毡，且纳污量很大在同一压差条件下，纳污量为烧结金属粉末和陶瓷过滤器的4至6倍。作用寿命也较长，且易于再生。因此采用多层金属纤维毡片能将单层金属纤维毡由不同孔径层形成孔梯度，可控制得到极高的过滤精度和较单层毡更大的纳污量。

并且多层金属纤维毡重量轻，一般多层毡的重量仅为600-1200克/米²，可折叠焊接制成体积很小的过滤元件，大大缩小了过滤设备的体积空间。

金属纤维毡21为不锈钢纤维毡。所述的不锈钢纤维毡21采用微米级不同直径的不锈钢纤维制作，因而孔径与孔隙度均可精确控制，一般情况下毡的过滤精度可控制到5μm至60μm，特殊情况下可控制到3μm；孔隙度可控制在65-90％，因此透过流体的能力很大，在同一过滤精度的情况下，其透过系数比烧结金属粉末和陶瓷过滤器大5至10倍。

同时，不锈钢纤维毡与空气的有效接触面积相当大，所以具有相当强的冷却消游离能力，例如过滤精度为25μm的纤维毡，每平方米的总表面积高达7000平米。因此采用不锈钢纤维毡能进一步提高断路器灭弧室的消游离效果和通气效果。

并且所述的不锈钢纤维毡具有耐腐蚀、耐高温，工作温度可达550℃，更适合于断路器灭弧室的工作环境。本实施例虽然例举了金属纤维毡21的数量为三枚，但并不受到该数量的限制，因为可以根据金属纤维毡21的厚薄特别是容腔131的深度状况作适应性增减，例如少至两枚，多至三枚以上。

实施例4：

图略，对于本发明的又一种进一步改进的技术方案为：所述的金属纤维毡21的单面或双面加设不锈钢网层。以25μm过滤精度的金属纤维毡为例，未加不锈钢网层的金属纤维毡的拉伸强度(1厘米宽度试样)为9MPa，双面复网后超过20MPa。因此采用加设不锈钢网层的金属纤维毡更适于断路器灭弧室的工作环境。

综上所述，作为本发明保护的实质，上述的技术方案的技术特征可以相互叠加，从而使叠加后的技术方案具有所包括的全部技术效果。

Claims (7)

1.一种断路器灭弧室结构，包括灭弧室本体(1)和消游离装置(2)，灭弧室本体(1)包括一对彼此对置的侧板(11)、一组彼此并行且间隔定位于一对侧板(11)之间的灭弧栅片(12)和设置于灭弧室本体(1)的开口处的并且与一对侧板顶端(11)固定的一支架(13)，支架(13)具有一容腔(131)，容腔(131)对应于灭弧室本体(1)的开口处的上部，消游离装置(2)设置在容腔(131)内，其特征在于：所述的消游离装置(2)包括金属纤维毡(21)和透气绝缘板(22)，透气绝缘板(22)位于所述容腔(131)的底部，而金属纤维毡(22)铺叠在透气绝缘板(2)的上部。

2.根据权利要求1所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的金属纤维毡(21)是由金属纤维以规则或不规则的缠结方式构成的。

3.根据权利要求1所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的金属纤维毡(21)是由数枚金属纤维毡片叠置构成的。

4.根据权利要求2所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的金属纤维为不锈钢纤维。

5.根据权利要求3所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的金属纤维毡（21）为不锈钢纤维毡。

6.根据权利要求1所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的透气绝缘板(22)上分布有透气孔(221)。

7.根据权利要求1所述的断路器灭弧室结构，其特征在于所述的支架(13)上配置有一盖板(132)，盖板(132)上间隔开设有通孔(1321)，并且盖板(132)与所述的金属纤维毡(21)接触。

 

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