CN102262985A - 多极直流塑料外壳断路器 - Google Patents

Abstract

一种多极直流塑料外壳断路器，解决了现有技术存在的很难分断直流故障产生的电弧和工作电压较低的问题，包括外壳，组装在外壳内的触头系统、过载保护脱扣器、短路保护脱扣器、接线板、各极的灭弧室，其技术要点是：外壳采用团状模塑料制成，在动触头和静触头之间的单断点处设置永磁体磁吹灭弧机构，其永磁体组装在基座的底部，两只导磁板的上端分列在灭弧室的触头房对应电弧产生处的两侧，导磁板的下端插入基座内，并使永磁体的两端分别与两只导磁板的端部无缝吸附连接。其设计合理，结构紧凑，体积小，直流断路器的额定工作电压甚至可达到千伏级，满足公共交通用电动客车和光伏发电以及风力发电系统作为电池组隔离、保护的要求。

Description

多极直流塑料外壳断路器

技术领域

本发明涉及一种低压电器开关，特别是一种在现有交流塑料外壳断路器单断点的触头系统的结构基础上改进的多极直流塑料外壳断路器。主要应用于额定工作电压可达600V至千伏级的电源切换及电路控制场所。

背景技术

目前，主要应用于工矿牵引机车、发电厂、蓄电池的电源切换及电路控制的直流断路器的品种较多，大多为两极，两极或两极以上一般统称为多极。一般两极（2P）断路器有两个触头房、两个灭弧室，四极（4P）断路器有四个触头房、四个灭弧室。传统的直流断路器主要包括单断点的触头系统、热磁脱扣系统、接线端子、塑料外壳、罩盖和手柄操作机构。其结构大多是在日本引进的交流断路器的结构基础上进行改进的。由于直流电的大小和方向通常是恒定不变，不像交流电的电流一个周波有两次自然过零，只能靠拉长电弧，进入灭弧室将电弧冷却灭弧。这样的普通断路器就很难分断直流故障产生的电弧，即使在额定电压、额定电流下正常操作，电弧的分断能力也是不高的，电器元件使用寿命较低。当前市场见到的两极直流断路器的工作电压大多为DC250V。由于近几年大力发展风能、太阳能等绿色能源，所以传统的直流断路器无法满足600V至千伏级的直流断路器的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种在现有交流塑料外壳断路器单断点的触头系统的结构基础上改进的多极直流塑料外壳断路器，解决了现有技术存在的很难分断直流故障产生的电弧和工作电压较低的问题，其设计合理，结构紧凑，体积小，直流断路器的额定工作电压甚至可达到千伏级，满足公共交通用电动客车和光伏发电以及风力发电系统作为电池组隔离、保护的要求。

本发明所采用的技术方案是：该多极直流塑料外壳断路器包括由基座和盖壳构成的外壳，组装在外壳内的主要由动触头和静触头组成的触头系统、过载保护脱扣器、短路保护脱扣器、接线板、各极的灭弧室，其技术要点是：所述外壳采用团状模塑料制成，在所述动触头和静触头之间的单断点处设置将产生的电弧引入所述灭弧室的永磁体磁吹灭弧机构，所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体组装在所述基座的底部，所述永磁体磁吹灭弧机构的两只导磁板的上端分列在所述灭弧室的触头房对应电弧产生处的两侧，所述导磁板的下端插入所述基座内，并使所述永磁体的两端分别与两只所述导磁板的端部无缝吸附连接，暴露在所述触头房内的所述导磁板，用隔热件加以保护，并用环氧树脂密封牢固。

所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体组装在所述灭弧室的固定静触头的基座底部，所述永磁体外周覆盖隔热件，所述永磁体磁吹灭弧机构的两只导磁板分别插入所述灭弧室的触头房对应电弧产生处的固定静触头的基座两侧的通孔内，两只所述导磁板的下端与所述永磁体的两端分别无缝吸附连接，所述导磁板用隔热件加以保护，并用环氧树脂密封牢固。

各极的所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体的极性分布为：第一极永磁体的极性为N-S，第二极永磁体的极性为S-N，第三极永磁体的极性为N-S，第四极永磁体的极性为S-N。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明是在现有交流塑料外壳断路器单断点的触头系统的结构基础上改进的，并在每个极单断点设置包括组装在基座底部的永磁体和无缝吸附在永磁体两极的用隔热件加以保护的导磁板构成的永磁体磁吹灭弧机构，以提高每个极单断点触头的直流灭弧能力，用多极单断点串联灭弧技术，将高电压在一个单断点产生的很难息灭的电弧分由多个断点共同完成，所以其设计合理，结构紧凑，体积小，显著提高了直流断路器的额定工作电压，甚至可达到千伏级，满足了公共交通用电动客车和光伏发电以及风力发电系统作为电池组隔离、保护的要求。当每个极单断点的动触头和静触头之间产生电弧时，电弧因处在永磁体磁吹灭弧机构的永磁体两极的导磁板形成的磁场中，能够快速将电弧分由多个断点吹入灭弧室冷却灭弧。因此，它从根本上解决了现有技术存在的很难分断直流故障产生的电弧和工作电压较低的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的一种Ⅰ型结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是本发明的一种Ⅱ型结构示意图；

图4是图3沿B-B线的剖视图。

图中序号说明： 1基座、2永磁体、3隔热件、4接线板、5导磁板、6静触头、7档弧板、8动触头、9灭弧室、10盖壳、11手柄操作机构。

具体实施方式

根据图1～4详细说明本发明的具体结构。该多极直流塑料外壳断路器是在现有交流塑料外壳断路器单断点的触头系统的结构基础上改进的，它包括由基座1和盖壳10构成的外壳，组装在分由多个断点内的主要由动触头8和静触头6组成的触头系统、过载保护脱扣器、短路保护脱扣器、接线板4、各极的灭弧室9以及永磁体磁吹灭弧机构。其中主要构件的规格应符合相关标准的要求，外壳采用团状模塑料（即DMC，也称作不饱和聚酯团状模塑料）制成。永磁体磁吹灭弧机构包括一只永磁体2和两只导磁板5，设置在动触头8和静触头6之间的单断点处，以便将产生的电弧引入灭弧室9内。该永磁体磁吹灭弧机构可根据实际需要和可能，按灭弧室9的规格、形状设置成Ⅰ型结构（如图1-2所示），也可设置成Ⅱ型结构（如图3-4所示）。其Ⅰ型结构主要用于有效空间较小的灭弧室9。该Ⅰ型结构的永磁体2组装在基座1的底部，两只导磁板5的上端分列在灭弧室9的触头房对应电弧产生处的两侧。导磁板5的下端沿接线板4横截面的两侧插入基座1内，并使固定在基座1底部的永磁体2的两端分别与两只导磁板5的伸出基座1底部的端部无缝吸附连接。为了减少电弧产生高温的影响，将暴露在触头房内的导磁板5的部分，用隔热件3加以保护，并用环氧树脂密封牢固。其Ⅱ型结构主要用于有效空间较大的灭弧室9。该Ⅱ型结构的永磁体2组装在灭弧室9的固定静触头6的基座底部的空间内，为了减少电弧产生高温的影响，在永磁体2外周覆盖隔热件加以保护。两只导磁板5分别插入灭弧室9的触头房对应电弧产生处的固定静触头6的基座两侧的通孔内，使两只导磁板5的下端与永磁体2的两端分别无缝吸附连接。为了减少电弧产生高温的影响，导磁板5用隔热件3加以保护，并用环氧树脂密封牢固。各极的所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体的极性分布为：第一极永磁体的极性为N-S，第二极永磁体的极性为S-N，第三极永磁体的极性为N-S。第四极永磁体的极性为S-N。

该多极直流塑料外壳断路器的安装、调试及使用均与现有直流断路器基本相同。

Claims (3)

1.一种多极直流塑料外壳断路器，包括由基座和盖壳构成的外壳，组装在外壳内的主要由动触头和静触头组成的触头系统、过载保护脱扣器、短路保护脱扣器、接线板、各极的灭弧室，其特征在于：所述外壳采用团状模塑料制成，在所述动触头和静触头之间的单断点处设置将产生的电弧引入所述灭弧室的永磁体磁吹灭弧机构，所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体组装在所述基座的底部，所述永磁体磁吹灭弧机构的两只导磁板的上端分列在所述灭弧室的触头房对应电弧产生处的两侧，所述导磁板的下端插入所述基座内，并使所述永磁体的两端分别与两只所述导磁板的端部无缝吸附连接，暴露在所述触头房内的所述导磁板，用隔热件加以保护，并用环氧树脂密封牢固。

2.根据权利要求1所述的多极直流塑料外壳断路器，其特征在于：所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体组装在所述灭弧室的固定静触头的基座底部，所述永磁体外周覆盖隔热件，所述永磁体磁吹灭弧机构的两只导磁板分别插入所述灭弧室的触头房对应电弧产生处的固定静触头的基座两侧的通孔内，两只所述导磁板的下端与所述永磁体的两端分别无缝吸附连接，所述导磁板用隔热件加以保护，并用环氧树脂密封牢固。

3.根据权利要求1所述的多极直流塑料外壳断路器，其特征在于：各极的所述永磁体磁吹灭弧机构的永磁体的极性分布为：第一极永磁体的极性为N-S，第二极永磁体的极性为S-N，第三极永磁体的极性为N-S，第四极永磁体的极性为S-N。

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