CN102881492B - 一种气吹式灭弧罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气吹式灭弧罩，包括：灭弧壳体，其内部设置有若干灭弧栅片；静触头，设置于所述灭弧壳体的底部，操作机构的动触头与其配合实现合闸和分闸操作；还包括气吹罩，其包括高压区罩板和分流区罩板；所述高压区罩板的内壁可在电弧燃烧作用下产生气体形成高压区，所述气体在所述高压区罩板内外的压强差作用下产生气流，所述气流通过与所述灭弧栅片相对的排气口吹入所述灭弧栅片内；所述分流区罩板间设置有与所述动触头宽度一致的后部开口，所述分流区罩板内形成分流区，所述分流区与所述外侧空间通过气流通道直接相通；所述气流进入所述分流区后通过所述气流通道进入所述外侧空间，而后吹入所述灭弧栅片内。

Description

一种气吹式灭弧罩

技术领域

本发明涉及一种塑壳式断路器中的灭弧装置，具体是一种可以通过改变吹气气流方向进而减少吹入到操作机构内的电弧量的气吹式灭弧罩，属于低压电气应用技术领域。

背景技术

现有的塑壳断路器的灭弧室，一般都由灭弧栅片及产气材料组成。在断路器开断时，动静触头分开时，产生电弧。由于动触头的触点运动路线在灭弧装置的灭弧栅片的容腔中，故电弧在电动力作用下进入灭弧栅片，将电弧切割成一系列串联的短弧，使电弧变细且快速提高电弧电压，从而达到灭弧的作用。同时，产气材料在断路器断开时，会产生气体，形成一定的气吹气流，在气体朝着灭弧室出气口运动的过程中，将电弧吹向栅片方向。但由于灭弧室后部有一个提供动触头进入灭弧室运动的开口，在灭弧室气吹灭弧的过程中，有一部分的气体朝着这一后部开口方向运动，造成整个灭弧室气吹压力的下降，减弱了气吹效果，不利于提高断路器的灭弧性能。而且在断路器开断时，由于气吹压力强度不够，电弧或电弧烧损触点产生的金属粒子会附着在栅片上，造成栅片间的短路，降低断路器的开断性能。因此，如何避免气体将电弧吹入后部开口，使尽量多的气体吹向灭弧室出气口，是技术人员需要解决的重大问题。

现有专利文献CN 102427008A公开了一种塑壳低压断路器的灭弧装置，其具有一腔体结构的灭弧室，灭弧室的前壁上设置有出气口，灭弧室的后壁上设置有一个后部开口，动触头前端通过后部开口从外部伸入灭弧室内腔中，且动触头前端连接一个动触头塑料件，动触头塑料件的上部分固定连接动触头，动触头塑料件的下部分是由上部分的后部向下方延伸并朝向动触头触点方向上折弯的一个弹性折弯凸台，弹性折弯凸台的初始位置分别与水平方向和动触头之间具有夹角；灭弧室后壁的下部设有从后部开口子的内部向上方延伸的凸台，凸台和弹性折弯凸台在左右宽度方向上的尺寸与后部开口一直，在弹性折弯凸台的前端设有一个向动触头斥开方向折弯的折弯角；在断路器处于合闸状态时，弹性折弯角凸台被动触头压至水平位置且支撑在凸台上；在动触头斥开到底状态时，弹性折弯凸台位于凸台的上方封部分后部开口。上述技术方案的目的是要有效封堵灭弧室后部开口的装置，增强灭弧室内部气吹压力，使灭弧室中产气材料产生的气体尽可能朝着灭弧室前出气口的方向运动。但是上述方案至少还存在以下问题：

（1）该方案中，在动触头完全弹起来以后才能实现对灭弧室后部开口的有效封堵，然而在动触头开始斥开时就有电弧和气体产生，因此气流的产生和喷射是在动触头斥开时就发生的，而在动触头斥开至完全弹起来的过程中，在灭弧室后部开口的动触头以上的部位并没有被有效封堵，因此气体还是会瞬间通过动触头以上的部分进入到操作机构。

（2）该方案中，没有给出弹性折弯凸台处所选的材料，如果弹性折弯凸台处选择塑料的话，其弹性性能可能不会达标，并且在动触头频繁的合闸分闸过程中，塑料会容易脆裂，导致弹性折弯凸台失效；而如果选择弹性效果比较好的金属材料的话，金属会产生磁力吸引电弧，在分断时，电弧会烧伤金属弹性折弯凸台，导致弹性折弯凸台失效。因此，上述方案中的弹性折弯凸台在实际应用过程中，很难选择到合适的材料完成上述功能，导致该方案实施起来十分困难。

（3）该方案中，由于折弯角在受到气吹的力之后向后展开，并且跟随动触头的斥开运动最大限度地遮挡和封堵灭弧室的后部开口。然而，由于其底部没有受到任何限位部件，当气吹力较大时，会将弹性折弯凸台吹起，使其继续向后运动，与动触头下表面接触，这样的话就无法起到遮挡和封堵灭弧室后部开口的作用了。

（4）该方案中，动触头在合闸的时候，由于受到弹性塑料件以及弹性折弯凸台的反向作用力，影响其合闸速度以及闭合压力。

综上所述，上述技术方案中，并不能够实现在电弧和气流产生的瞬间有效阻止电弧进入到操作机构，而且由于附加了弹性塑料件在动触头上，还会影响到动触头的合闸速度及闭合压力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的气吹式灭弧机构，不但无法有效减少进入操作机构的电弧反而由于增加了部件影响动触头的合闸速度及闭合压力，从而提供一种能够有效减少进入操作机构电弧量的气吹式灭弧罩。

为解决上述技术问题，本发明提供一种气吹式灭弧罩，包括：灭弧室壳体，其内部设置有若干灭弧栅片；静触头，设置于所述灭弧室壳体的底部，操作机构的动触头与其配合实现合闸和分闸操作；还包括气吹罩，设置于所述灭弧壳体内部，包括高压区罩板和分流区罩板；所述高压区罩板的内壁可在电弧燃烧作用下产生气体形成高压区，所述气体在所述高压区罩板内外的压强差作用下产生气流，所述气流通过与所述灭弧栅片相对的排气口吹入所述灭弧栅片内；所述分流区罩板间设置有与所述动触头宽度一致的后部开口，所述分流区罩板内形成分流区，所述分流区与所述高压区罩板的外侧空间通过气流通道直接相通；所述气流进入所述分流区后通过所述气流通道进入所述外侧空间，而后吹入所述灭弧栅片内。

所述排气口的宽度大于所述高压区罩板与所述分流区罩板之间联通通道的宽度。

所述联通通道与所述后部开口具有相同的宽度。

还包括静罩，包覆在所述静触头上表面的银点外，与所述高压区罩板的下部接触连接，所述静罩的上表面在电弧燃烧作用下产生气体。

所述静罩的上表面的材料为PA66或PBT或PA6或ABS或POM或BMC或DMC。

所述高压区罩板内壁的材料为PA66或PBT或PA6或ABS或POM或BMC或DMC。

所述灭弧栅片为U型结构，其U型口与所述排气口相对。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的气吹式灭弧罩，包括气吹罩，气吹罩包括高压区罩板和分流区罩板，其中高压区罩板内壁可在电弧燃烧作用下产生气体形成高压区，其材料在电弧燃烧过程中能够分解产生气体，当高压区罩板内壁材料燃烧的过程中，可以吸收电弧能量并冷却电弧，实现初步的灭弧过程；同时，由于高压区内的压强突然增大，而在高压区罩板外侧区域压强较小，高压区罩板内外形成了较大的压强差，则高压区罩板内产生的气体在压强差的作用下形成气流，气流通过与灭弧栅片相对的排气口吹入灭弧栅片，在此过程中可以将电弧也吹入到灭弧栅片内进行灭弧。同时，在本发明的结构中，气吹罩还包括分流区罩板，在分流区罩板内的区域即为分流区，当高压区内的气体进入到分流区后，分流区内的压强也会升高，而分流区是与高压区罩板外侧空间通过气流通道直接相通的，因此当分流区内的气压升高后，也会在分流区内与高压区罩板外侧空间之间形成气压差，在这一气压差的作用下会产生气流，因此气流通过分流区后可进入到高压区罩板的外壳空间，进而可以直接被吹入到灭弧栅片。因此本发明通过合理设置气吹罩的结构，可以改变气吹罩的气吹方向，使得大部分的气体都吹入到灭弧栅片方向，进入到操作机构的电弧量非常少，可以忽略。

（2）本发明所述的气吹式灭弧罩，其排气口的宽度大于高压区罩板与分流区罩板之间联通通道的宽度，则当高压区的压强突然变大时，通过排气口排出的气体量会远远大于通过联通通道排出气体的量，因此大量的电弧都是通过排气口吹入到灭弧栅片中的。

（3）本发明所述的气吹式灭弧罩，还包括静罩，而静罩的上表面也是由产气材料制备而成，因此当电弧产生时，静罩产生的气体也会在高压区内聚集，进一步加大了高压区内的压强，使得高压区内的压强与外部的压强差更大，因此可以将更多的电弧吹入到灭弧栅片处。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是本发明所述灭弧罩的分解图；

图2是本发明所述气吹罩的结构示意图；

图3是本发明所述气吹罩的另一个角度的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的气吹罩气吹方向示意图；

图5是本发明一个实施例的气吹罩气吹方向示意图；

图6是本发明所述灭弧罩的内部结构示意图；

图7是本发明所述灭弧罩的立体图；

图中附图标记表示为：1-动触头，2-气吹罩，3-灭弧壳体，4-静触头，5-静罩，21-高压区罩板，22-分流区罩板，23-连接板，211-排气口，210-联通通道，220-后部开口，61-外侧空间，62-气流通道，31-灭弧栅片， 41-银点，51-产气面，52-包裹槽。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种气吹式灭弧罩，包括：灭弧壳体3，其内部设置有若干灭弧栅片31；静触头4，设置于所述灭弧壳体3的底部，操作机构的动触头1与其配合实现合闸和分闸操作；还包括气吹罩2，设置于所述灭弧壳体3内部。

如图2和图3所示，所述气吹罩2包括高压区罩板21和分流区罩板22；并且所述高压区罩板21和所述分流区罩板22的底端通过一连接板23固定连接在一起；所述高压区罩板21的内壁可在电弧燃烧作用下产生气体形成高压区，现有技术中有多种材料可以在电弧燃烧作用下产生气体，例如PA66（聚酰胺66或尼龙66），或PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate）、PA6（聚酰胺6或尼龙6）或ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、POM（Polyoxymethylene聚甲醛）或BMC（Bulk molding compounds，团状模塑料）、DMC（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵）等都可以实现。产生气体后所述气体在所述高压区罩板21内外的压强差作用下产生气流，所述气流通过与所述灭弧栅片31相对的排气口211吹入所述灭弧栅片31内，如图4、图5和图6所示。

从上述图中可以看出，所述分流区罩板22间设置有与所述动触头1宽度一致的后部开口220，所述分流区罩板22内形成分流区，所述分流区与所述高压区罩板21的外侧空间61通过气流通道62直接相通；所述气流通过所述分流区后进入所述外侧空间61后吹入所述灭弧栅片31内。

显然，当高压区内的气体进入到分流区后，分流区内的压强也会升高，而分流区是与所述外侧空间61通过气流通道62直接相通的，因此当分流区内的气压升高后，也会在分流区内与所述外侧空间61之间形成气压差，在这一气压差的作用下会产生气流，因此气流通过分流区后可进入到高压区罩板的外壳空间，进而可以直接被吹入到灭弧栅片。因此本发明通过合理设置气吹罩的结构，可以改变气吹罩的气吹方向，使得大部分的气体都吹入到灭弧栅片方向，进入到操作机构的电弧量非常少，可以忽略。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，做如下改进，所述排气口211的宽度大于所述高压区罩板21与所述分流区罩板22之间联通通道210的宽度，所述联通通道210与所述后部开口220具有相同的宽度。

在实际运用过程中，只要所述排气口的宽度大于所述联通通道210的宽度就可以，而不一定限定所述高压区罩板21和所述分流区罩板22的形状即可，如图4和图5给出了两种所述高压区罩板21和所述分流区罩板22的形状示意图，但是本领域技术人员可根据本实施例的记载派生出的其他形状的所述高压区罩板21和所述分流区罩板22的结构都在本申请的保护范围之内。

实施例3

结合图1和图7，可得出本申请在实施例1或实施例2的基础上可做如下改进，还包括静罩5，通过所述包裹槽52包覆在所述静触头4上表面的银点41外，与所述高压区罩板21的下部接触连接，所述静罩5的上表面在电弧燃烧作用下产生气体。所述静罩5的上表面的材料为PA66（聚酰胺66或尼龙66），或PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate）、PA6（聚酰胺6或尼龙6）或ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、POM（Polyoxymethylene聚甲醛）或BMC（Bulk molding compounds，团状模塑料）、DMC（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵）。因此，本实施例中所述静罩5的产气面51即上表面产生气体可直接进入所述高压区，进一步增强了所述高压区的气压，使得气流强度增大，同时可以吹走更多的电弧至所述灭弧栅片31。

更为优选地，所述灭弧栅片31为U型结构，其U型口与所述排气口211相对。由此可以更利于产生的气体在所述灭弧壳体3内运动时受到的阻力更小，进入灭弧栅片31内的时间更短，以及更加快速的实现灭弧。

需要说明的是，本发明通过设置所述分流区的方式可以增加吹入至所述灭弧栅片31的电弧，实际操作时可以根据产品的结果设置多个分流区也可以，可以产生更好的效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种气吹式灭弧罩，包括：

灭弧壳体(3)，其内部设置有若干灭弧栅片(31)；

静触头(4)，设置于所述灭弧壳体(3)的底部，操作机构的动触头(1)与其配合实现合闸和分闸操作；

其特征在于：

还包括气吹罩(2)，设置于所述灭弧壳体(3)内部，包括高压区罩板(21)和分流区罩板(22)；

所述高压区罩板(21)的内壁可在电弧燃烧作用下产生气体形成高压区，所述气体在所述高压区罩板(21)内外的压强差作用下产生气流，所述气流通过与所述灭弧栅片(31)相对的排气口(211)吹入所述灭弧栅片(31)内；

所述分流区罩板(22)间设置有与所述动触头(1)宽度一致的后部开口(220)，所述分流区罩板(22)内形成分流区，所述分流区与所述高压区罩板(21)的外侧空间(61)通过气流通道(62)直接相通；所述气流进入所述分流区后通过所述气流通道(62)进入所述外侧空间(61)，而后吹入所述灭弧栅片(31)内。

2.根据权利要求1所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

所述排气口(211)的宽度大于所述高压区罩板(21)与所述分流区(22)罩板之间联通通道(210)的宽度。

3.根据权利要求2所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

所述联通通道(210)与所述后部开口(220)具有相同的宽度。

4.根据权利要求1-3任一所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

还包括静罩(5)，包覆在所述静触头(4)上表面的银点(41)外，与所述高压区罩板(21)的下部接触连接，所述静罩(5)的上表面在电弧燃烧作用下产生气体。

5.根据权利要求4所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

所述静罩(5)的上表面的材料为PA66或PBT或PA6或ABS或POM或BMC或DMC。

6.根据权利要求5所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

所述高压区罩板(21)内壁的材料为PA66或PBT或PA6或ABS或POM或BMC或DMC。

7.根据权利要求6所述的气吹式灭弧罩，其特征在于：

所述灭弧栅片(31)为U型结构，其U型口与所述排气口(211)相对。