CN102290300B - 一种用于低压断路器的栅片灭弧室 - Google Patents

一种用于低压断路器的栅片灭弧室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于低压断路器的栅片灭弧室，所述栅片灭弧室包括动触头、铁栅片组和带孔绝缘隔弧板；所述绝缘隔弧板设置在铁栅片组与动触头之间。所述铁栅片组由若干铁栅片重叠构成；所述铁栅片是由本体和两条栅片腿构成；所述带孔绝缘隔弧板设置在栅片腿与动触头之间。本发明的用于低压断路器栅片灭弧室，其内部产生的高温气体通过隔弧板出气孔可以进入各栅片腿间的气隙，有利于减小灭弧室气压，这样既保证了减少金属蒸汽又抑制了气压的过度上升，有利于低压断路器开断性能的提高。

Description

一种用于低压断路器的栅片灭弧室
技术领域：
本发明属于低压电器领域，涉及低压塑壳断路器的栅片灭弧室，特别涉及一种可提高开断性能而不致使灭弧室压力过度增加的栅片腿部带孔隔弧板。
背景技术：
现有技术中低压塑壳断路器的结构包括：由多片铁栅片组成的灭弧室，动触头和静触头、操作机构、脱扣器、手柄、塑料外壳及上出线端和下出线端组成。铁磁材料制作的栅片又可分为本体和腿部两部分，前者用于切割电弧，后者用于增强吹弧磁场。当电弧在动、静触头上点燃后，首先电弧的高温会使栅片腿部的金属气化而产生金属蒸汽。这些金属蒸汽进入弧隙会大幅度降低电弧电压和断路器的开断特性。为了抑制金属蒸汽的产生，在动、静触头与栅片腿部设置由绝缘材料制作的隔弧板，有利于提高断路器的开断特性。但隔弧板的引入会减小灭弧室提供高温气体膨胀的有效空间，而使灭弧室气压过高，导致外壳破裂。
发明内容：
本发明灭弧室解决了如下技术问题：当开断电弧进入灭弧栅片时，其内部产生的高温气体，通过带孔隔弧板出气孔可以进入各栅片腿间的气隙，有利于降低灭弧室气压，避免外壳的破裂。另一方面，由于铁磁栅片的腿部被由绝缘材料制成的带孔隔弧板隔离，与不带孔隔弧板相同，可大大减少金属蒸汽的产生，从而提高断路器的短路分断能力。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于低压断路器的栅片灭弧室，所述栅片灭弧室包括动触头、铁栅片组和带孔绝缘隔弧板；所述带孔绝缘隔弧板设置在铁栅片组与动触头之间。
所述铁栅片组由若干铁栅片重叠构成；所述铁栅片是由本体和两条栅片腿构成；所述绝缘隔弧板设置在栅片腿与动触头之间。
所述绝缘隔弧板上设置有若干个出气孔。
所述出气孔的形状是圆形、方形、棱形、三角形或矩形，当隔弧板装配到栅片腿部时，应使孔的位置分布于栅片与栅片间的空间，尽量避免孔与栅片相交。。
所述绝缘隔弧板上外侧设置有凸起，该绝缘隔弧板通过凸起嵌入铁栅片组。
所述绝缘隔弧板之间用横板连接构成U型结构的栅片套，该栅片套嵌入铁栅片组。
所述绝缘隔弧板上外侧设置平滑，该绝缘隔弧板粘帖在栅片腿内侧。
所述带孔绝缘隔弧板的长度取小于或等于铁栅片组的厚度，高度取小于或等于铁栅片组腿部的高度。若其长度小于铁栅片组的厚度，绝缘隔弧板的底端与铁栅片组靠近静触头的底端对齐。若其高度小于栅片腿部高度，则其下方边缘与栅片腿部外边缘对齐。长度小的绝缘隔弧板，隔离最靠近静触头的几片栅片的腿。
所述绝缘隔弧板由不产气或少量产气的绝缘材料制成。
本发明的用于低压断路器的栅片灭弧室，其内部产生的高温气体通过出气孔可以进入各栅片腿间的气隙，有利于减小灭弧室气压，这样既保证了减少金属蒸汽又抑制了气压的过度上升，有利于低压断路器开断性能的提高。
附图说明：
图1为本发明栅片灭弧室中采用栅片套装配方式的带孔隔弧板；其中图(a)是栅片套结构示意图、图(b)是栅片套装配图；
图2为本发明栅片灭弧室中采用插片装配方式的带孔隔弧板；其中图(a)是插片结构示意图、图(b)是插片装配图；
图3为本发明栅片灭弧室中采用贴片装配方式的带孔隔弧板；其中图(a)是带孔隔弧板、图(b)是贴片装配图；
图4为本发明栅片灭弧室中低高度带孔隔弧板的贴片装配图；其中图(a)是低高度带孔隔弧板、图(b)是贴片装配图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1(a)，该放置带孔隔弧板的栅片灭弧室是在栅片灭弧室1的两侧腿部放置绝缘材料制作的隔弧板2。隔弧板上开有不同方式排列的出气孔，出气孔的位置可以是横向排列，也可以是竖向排列，孔的数目和大小按保证板的强度和灭弧室允许气压确定。图1中的出气孔为横向排列，隔弧板的材料一般采用不产气的绝缘材料，如聚酯玻璃丝增强塑料BMC、SMC、DMC等。板的结构可作成如图1的栅片套子形式，也可作成插入式如图2，或用耐高温的粘贴胶把隔弧板分别粘在栅片组的腿两侧，如图3所示。
铁磁栅片由本体和两条腿组成。腿部主要起增强吹弧磁场的作用，当加入绝缘的隔弧板后，并不影响腿部的增磁作用，但隔离了电弧高温对腿部的侵蚀作用，抑制了金属蒸汽的产生，有利于提高断路器的开断性能。
为了证实新型灭弧室的效果，申请人把所提出的带孔隔弧板用于一商品塑壳断路器上，该断路器的额定电流为250A。以振荡回路为开断试验电源，预期短路电流为10kA。在四种条件下进行试验，它们是：栅片组腿部没有隔弧板；栅片组腿部带无出气孔的隔弧板；栅片组腿部带有出气孔的隔弧板，并在隔弧板上开10个直径3.5mm的圆孔；隔弧板高度为栅片腿部长度的一半，放在栅片组腿的下部，即电弧的入口处，其上开直径为3.5mm的5个孔。
表1采用不同隔弧板时，断路器开断特性对比
Figure BDA0000074218410000041
电弧电压峰值是判断塑壳断路器限流开断特性的主要指标。由表1可以看出，采用了全面积腿部隔弧板后，电弧电压较没有隔弧板的提高了54.8％，但灭弧室气压提高了165.7％，即提高了一倍半以上。采用带出气孔的隔弧板，电弧电压提高了50％，仅较没有出气孔的隔弧板的电弧电压稍稍降低，但气压提高为128.9％，相比之下，对气压的抑制作用比较明显。而对高度为栅片腿高度一半的开5个孔的隔弧板，则电弧电压提高了32.9％，而气压则仅提高39.4％，可见电弧电压虽有所下降，但气压大幅度下降。这是由于一方面隔弧板尺寸小，其遮蔽面积减小，加上开了气孔，使灭弧室等效空间变大，促使压力下降。部分遮蔽的隔弧板方案也可采用高度不变，长度L变小的方案，隔离最靠近静触头的几片栅片的腿，如图4，由于这些栅片在开断过程中受电弧侵蚀时间最长，产生的金属蒸汽最多，因而对提高电弧电压，抑制气压上升效果最佳。
本发明提出的带出气孔的绝缘材料隔弧板，放置于铁栅片的两侧腿上，其特点是在隔弧板上开不同方式布置的出气孔。放置了隔弧板后，动触头在两侧隔弧板之间运动，产生的电弧被隔离板隔离，不会烧及栅片腿部。另一方面，产生的高温气体通过出气孔可以进入各栅片腿间的气隙，有利于减小灭弧室气压，这样既保证了减少金属蒸汽又抑制了气压的过度上升，有利于低压断路器开断性能的提高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述栅片灭弧室包括动触头、铁栅片组和带孔绝缘隔弧板；所述铁栅片组由若干铁栅片重叠构成；所述铁栅片是由本体和两条栅片腿构成；所述带孔绝缘隔弧板设置在铁栅片组与动触头之间，其中，所述带孔绝缘隔弧板上设置有若干个出气孔，其孔的位置应布置在栅片间的空隙中，以便于高温气体能通过这些出气孔进入栅片间空隙。 
2.如权利要求1所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述出气孔的形状是圆形、方形、棱形或三角形。 
3.如权利要求1所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述带孔绝缘隔弧板上外侧设置有凸起，该带孔绝缘隔弧板通过凸起嵌入铁栅片组。 
4.如权利要求1所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述带孔绝缘隔弧板之间用横板连接构成U型结构的栅片套，该栅片套嵌入铁栅片组。 
5.如权利要求1所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述带孔绝缘隔弧板上外侧设置平滑，该绝缘隔弧板粘贴在栅片腿内侧。 
6.如权利要求1、2、3、4或5所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述带孔绝缘隔弧板由不产气或少量产气的绝缘材料制成。 
7.如权利要求1、2、3、4或5所述一种用于低压断路器的栅片灭弧室，其特征在于：所述带孔绝缘隔弧板的长度取小于或等于铁栅片组的厚度，高度取小于或等于铁栅片组腿部的高度；若其长度小于铁栅片组的厚度，绝缘隔弧板的底端与铁栅片组靠近静触头的底端对齐，隔离最靠近静触头的几片栅片的腿；若其高度小于铁栅片组腿部 高度，则其下方边缘与栅片腿部外边缘对齐。 
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