CN102789931B - 带逆向电流保护的断路器灭弧装置 - Google Patents

带逆向电流保护的断路器灭弧装置 Download PDF

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Abstract

<b>本发明公开了一种带逆向电流保护的断路器灭弧装置，包括静、动触头，位于静触头下方的灭弧室，置于灭弧室内的灭弧栅以及分别从静、动触头上延伸至灭弧栅两端的静、动触头引弧板；其中静触头与进线接线柱电连接，而动触头一侧设置出线接线柱以及与动触头通过第一软连接线相连的双金属元件，其特征在于所述出线接线柱上固定有接线板，所述接线板与双金属元件之间串联有一个位于灭弧室一侧的电磁场产生装置。本发明能够快速有效的将断路器分断产生的逆电流电弧引至灭弧室熄灭，从而大大提升断路器在光伏发电系统直流电路中的适用性，同时也增强了光伏发电系统直流电路运行的安全性和可靠性，并降低了电路成本。</b>

Description

带逆向电流保护的断路器灭弧装置
技术领域
本发明涉及一种带逆向电流保护的断路器灭弧装置。
背景技术
断路器分断电路时，触头间产生的电弧可能致使断路器分断时间延迟，烧损触头，甚至在严重情况下引起着火和爆炸，为此断路器中都设置灭弧装置。这种灭弧装置主要由位于静触头下方的灭弧室、置于灭弧室内的灭弧栅、以及分别从静、动触头上延伸至灭弧栅两端的引弧板构成。其中静触头与进线接线柱相连，而动触头则依次经软连接线、双金属元件和接线板与出线接线柱相连，双金属元件则与动触头机构配合连接。正常情况下，电路中的电流依次通过进线端、静触头、动触头、软连接线、双金属元件、接线板和出线接线柱。当断路器分断致使触头间产生电弧时，引弧装置的作用是将电弧在最短的时间内引入灭弧栅，将之熄灭。
现有的光伏发电系统中，当电池板被遮挡或者故障导致一个光伏串失效时，通过一个相对于标准条件下反向流动的电流吸收或释放并联到通以逆变器的其他光伏串产生的电能，使正常光伏串向故障光伏串馈入较高的逆电流，此时易产生高温高热，可能损坏光伏模块及其线路，故亦必须安装断路器确保用电安全。然而目前在上述光伏发电系统的直流电路中安装的断路器由于缺乏可对逆电流进行保护的功能，使断路器分断后产生的逆电流电弧无法进入灭弧室，从而可能导致断路器爆炸。现有的解决措施是在线路中另外增加一组逆电流保护器，然而成本过高。
发明内容
本发明目的是：提供一种带逆向电流保护的断路器灭弧装置，该装置能够快速有效的将断路器分断产生的逆电流电弧引至灭弧室熄灭，从而有效提高光伏发电系统直流电路的安全性和可靠性，并降低电路成本。
本发明的技术方案是：一种带逆向电流保护的断路器灭弧装置，包括静、动触头，位于静触头下方的灭弧室，置于灭弧室内的灭弧栅以及分别从静、动触头上延伸至灭弧栅两端的静、动触头引弧板；其中静触头与进线接线柱电连接，而动触头一侧设置出线接线柱以及与动触头通过第一软连接线相连的双金属元件，其特征在于所述出线接线柱上固定有接线板，所述接线板与双金属元件之间串联有一个位于灭弧室一侧的电磁场产生装置。
进一步优选的，本发明中所述电磁场产生装置与接线板相连的一端通过第二软连接线与动触头相连。增设第二软连接线的目的是对断路器中双金属元件所在的主电路实现并联分流，从而有效地降低主电路中的电流热效应，尤其是当有极高的短路电流通过主电路时，能够保证主电路的热稳定性。并且在断路器正常工作中，并联分流使得主电路有效内阻值减小，利于断路器温升的降低，同时减小断路器功耗。
本发明中所述电磁场产生装置具体可以是螺旋形连接板，该螺旋形连接板的两端分别与接线板和双金属元件相连。具体实施时，所述螺旋形连接板可由冷轧纯铜板螺旋折弯而成，其两端分别与接线板和双金属元件焊接固定，当然也可以通过导线连接。所述螺旋形连接板通电即产生磁场。
所述电磁场产生装置也可以选用常见的螺旋线圈，所述螺旋线圈的两端分别与接线板和双金属元件相连。
当然本发明中所述电磁场产生装置不局限于上述两个列举形式。
进一步优选的，本发明中所述灭弧室的顶部和底部均设置隔弧板，所述静触头引弧板上弯曲有伸入灭弧室内的U形段，而在U形段内侧固定有一磁钢，该磁钢的上下分别与灭弧室顶部和底部的隔弧板相连，并且该磁钢的磁场方向与电磁场产生装置因逆电流触发而形成的磁场方向相反。
增设磁钢的作用有两个：1、断路器分断时，静触头上的电弧能在磁钢的强磁场作用下快速引至静触头引弧板上；2、磁钢将灭弧室上下的隔弧板磁化，形成一个位于灭弧室内的永磁场，一旦产生电弧，该磁场就会产生强力磁吹，将电弧快速拉入灭弧栅。而静触头引弧板上弯曲出U形段的设计能够增大电弧分布空间，有利于扩散电弧，同时也有利于加强位于静、动触头引弧板上、下方的隔弧板的磁吹。
本发明的具体工作原理如下：
正常通以额定直流电流，且断路器正常工作时，电流从进线接线柱流入，一部分经静触头、动触头、第一软连接线、双金属元件、电磁场产生装置和接线板后从出线接线柱流出。当电流流经电磁场产生装置时产生一磁场，该磁场与磁钢的磁场方向一致，利于磁化隔弧板而产生磁吹，并与磁钢产生的磁场一同作用更快速的将电弧拉入灭弧室。
反之，当电路中出现短路逆电流，且电流很大时，电流从出线接线柱流入，一部分经接线板、电磁场产生装置、双金属元件、第一软连接线、动触头和静触头后从进线接线柱流出。由于短路逆电流很大，当电流流经电磁场产生装置时，将产生远大于磁钢磁场而方向相反的磁场，克服磁钢产生的永磁场对灭弧室的上下隔弧板进行磁化，形成反向磁场，将静、动触头间因逆电流而形成的电弧快速拉入灭弧室熄灭，起到灭弧效果，保护线路安全。
本发明的优点是：
本发明提供的这种带逆向电流保护的断路器灭弧装置，其能够通过内设的电磁场产生装置形成磁场，快速有效的将断路器静、动触头间因逆电流而形成的电弧引至灭弧室熄灭，从而大大提升断路器在光伏发电系统直流电路中的适用性，同时也增强了光伏发电系统直流电路运行的安全性和可靠性，并降低了电路成本。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中电磁场产生装置的一种具体实施结构示意图。
其中：1、静触头；2、动触头；3、灭弧室；4、灭弧栅；5、静触头引弧板；6、动触头引弧板；7、进线接线柱；8、出现接线柱；9、第一软连接线；10、双金属元件；11、接线板；12、第二软连接线；A、电磁场产生装置；13、螺旋形连接板；14、磁钢。
具体实施方式
实施例：如图1所示为本发明提供的这种带逆向电流保护的断路器灭弧装置的具体实施方式，同常规断路器内的灭弧装置布局一样，其具有相对布置的静触头1和动触头2，静触头1的下方设置灭弧室3，灭弧室3内设置灭弧栅4；所述静触头1和动触头2上分别固定有静触头引弧板5和动触头引弧板6，所述静触头引弧板5和动触头引弧板6分别延伸至灭弧栅4两端。所述静触头1与其一侧的进线接线柱7电连接，而动触头2一侧设置出线接线柱8以及与动触头2通过第一软连接线9相连的双金属元件10，同常规技术一样，所述双金属元件10与动触头脱扣机构（图中未画出）配合，用于触发其脱扣动作。
本发明的改进点在于：所述出线接线柱8上固定有接线板11，所述接线板11与双金属元件10之间串联有一个位于灭弧室3一侧的电磁场产生装置A。具体结合图2所示，本实施例中的电磁场产生装置A为螺旋形连接板13，这种螺旋形连接板13具体由0.8mm厚度的冷轧纯铜板经螺旋折弯而成，其两端分别与接线板11和双金属元件10焊接固定。该螺旋形连接板13通电即产生磁场。
本实施例中所述螺旋形连接板13与接线板11焊接的一端同时通过第二软连接线12与动触头2相连。增设第二软连接线12的目的是对断路器中双金属元件10所在的主电路实现并联分流，从而有效地降低主电路中的电流热效应，尤其是当有极高的短路电流通过主电路时，能够保证主电路的热稳定性。并且在断路器正常工作中，并联分流使得主电路有效内阻值减小，利于断路器温升的降低，同时减小断路器功耗。
本实施例中所述灭弧室3的顶部和底部均设置隔弧板，所述静触头引弧板5上弯曲有伸入灭弧室3内的U形段，而在U形段内侧固定有一磁钢14，该磁钢14的上下分别与灭弧室3顶部和底部的隔弧板（图中未画出）相连，并且该磁钢14的磁场方向与电磁场产生装置A因逆电流触发而形成的磁场方向相反。增设磁钢14的作用有两个：1）断路器分断时，静触头1上的电弧能在磁钢14的强磁场作用下快速引至静触头引弧板5上；2）磁钢14将灭弧室3上下的隔弧板磁化，形成一个位于灭弧室3内的永磁场，一旦产生电弧，该磁场就会产生强力磁吹，将电弧快速拉入灭弧栅4。而静触头引弧板5上弯曲出U形段的设计能够增大电弧分布空间，有利于扩散电弧，同时也有利于加强位于静、动触头引弧板5、6上、下方的隔弧板的磁吹。
本发明的具体工作原理如下：
正常通以额定直流电流，且断路器正常工作时，电流从进线接线柱7流入，一部分经静触头1、动触头2、第一软连接线9、双金属元件10、螺旋形连接板13和接线板11后从出线接线柱8流出。当电流流经螺旋形连接板13时产生一磁场，该磁场与磁钢14的磁场方向一致，利于磁化隔弧板而产生磁吹，并与磁钢14产生的磁场一同作用更快速的将电弧拉入灭弧室3。
反之，当电路中出现短路逆电流，且电流很大时，电流从出线接线柱8流入，一部分经接线板11、螺旋形连接板13、双金属元件10、第一软连接线9、动触头2和静触头1后从进线接线柱7流出。由于短路逆电流很大，当电流流经螺旋形连接板13时，将产生远大于磁钢14磁场而方向相反的磁场，克服磁钢14产生的永磁场对灭弧室3的上下隔弧板进行磁化，形成反向磁场，将静、动触头1、2间因逆电流而形成的电弧快速拉入灭弧室3熄灭，起到灭弧效果，保护线路安全。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带逆向电流保护的断路器灭弧装置，包括静、动触头(1、2)，位于静触头(1)下方的灭弧室(3)，置于灭弧室(3)内的灭弧栅(4)以及分别从静、动触头(1、2)上延伸至灭弧栅(4)两端的静、动触头引弧板(5、6)；其中静触头(1)与进线接线柱(7)电连接，而动触头(2)一侧设置出线接线柱(8)以及与动触头(2)通过第一软连接线(9)相连的双金属元件(10)，其特征在于所述出线接线柱(8)上固定有接线板(11)，所述接线板(11)与双金属元件(10)之间串联有一个位于灭弧室(3)一侧的电磁场产生装置(A)，所述电磁场产生装置(A)与接线板(11)相连的一端通过第二软连接线(12)与动触头(2)相连。
2.根据权利要求1所述的带逆向电流保护的断路器灭弧装置，其特征在于所述电磁场产生装置(A)为螺旋形连接板(13)，该螺旋形连接板(13)的两端分别与接线板(11)和双金属元件(10)相连。
3.根据权利要求1所述的带逆向电流保护的断路器灭弧装置，其特征在于所述电磁场产生装置(A)为螺旋线圈，该螺旋线圈的两端分别与接线板(11)和双金属元件(10)相连。
4.根据权利要求1或2所述的带逆向电流保护的断路器灭弧装置，其特征在于所述灭弧室(3)的顶部和底部均设置隔弧板，所述静触头引弧板(5)上弯曲有伸入灭弧室(3)内的U形段，而在U形段内侧固定有一磁钢(14)，该磁钢(14)的上下分别与灭弧室(3)顶部和底部的隔弧板相连，并且该磁钢(14)的磁场方向与电磁场产生装置(A)因逆电流触发而形成的磁场方向相反。
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