CN103065895A - 一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统，包括：固定在动导电杆上的动触头、静触头、静触头引弧板、动触头引弧板、多个铁栅片组成的灭弧栅片组；以及灭弧柵片组上端的出气通道及出气口组成的触头灭弧系统；灭弧柵片组中间一片栅片向触头方向伸长而向前突出。本发明通过铁栅片组中间一片栅片向触头区伸长的结构，让电弧在向灭弧室运动过程中提前与这片伸长的栅片接触，在这片栅片引导下，顺利地进入后方的其它栅片，这种结构，由于仅一片栅片伸长，因而对触头区磁场影响不大，也即不会影响到断路器的短时耐受性能，由于这片伸长的栅片能分割分断过程进入灭弧室的气流成为前后两股气流，有利于改善气流对电弧的驱动作用，推动电弧进入栅片灭弧室，提高断路器的开断性能。

Description

一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统

【技术领域】

本发明属于低压电器领域，特别涉及一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统。

【背景技术】

万能式低压断路器用于低压配电系统中作为主开关用，它能在额定负载下接通与开断配电线路，在故障情况下（例如过载和短路）自动断开电路，以及依靠动、静触头分离来实现负载与电源隔离。万能式低压断路器一般属于具有选择性保护的B类断路器(国家标准GB14048-2)，因而它的保护特性具有短延时功能，並对它提出了短时耐受电流的要求，即在线路发生短路时，在下级断路器沒有分断短路电流的时间间隔内，该断路器不会被电动斥力斥开。

现有技术中低压万能式断路器触头系统和灭弧室的结构包括：由多片铁栅片组成的灭弧栅片组；平板式动触头引弧板；固定在动导电杆上的动触头；静触头和静触头引弧板；触头灭弧系统外壳；带有出气孔的灭弧室顶盖。为了提高短时耐受能力，传统的带选择功能的万能断路器设计，灭弧铁栅片离开触头系统较远，以减小引起触头斥开的磁场和电磁斥力，这种设计带来的问题是触头间的电弧缺乏磁场驱动力，加上平板形动触头引弧片形成的气流场不通畅，使电弧不易进入灭弧栅片，影响断路器的开断性能。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统，包括：固定在动导电杆上的动触头；静触头；静触头引弧板；动触头引弧板；多个铁栅片组成的灭弧栅片组；以及灭弧柵片组上端的出气通道及出气口组成的触头灭弧系统；灭弧柵片组中间一片栅片向触头方向伸长而向前突出。

本发明进一步的改进在于：向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其为长方形平板栅片或两侧带腿的栅片，两侧带腿的栅片的凹进部分为三角形、弧形或其它几何形状。

本发明进一步的改进在于：向触头方向伸长而向前突出的一片栅片所取的栅片组中的位置为：静触头引弧板与动触头引弧板两顶端之间连线的中点与动触头引弧板顶端之间相对应的一片栅片。

本发明进一步的改进在于：向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其材料与厚度与灭弧柵片组中其它栅片相同，材料皆为铁磁体。

本发明进一步的改进在于：向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其伸长的长度为原长的三分之一至二分之一，若为两侧带腿的栅片，其伸长的长度为原长的二分之一。

本发明进一步的改进在于：灭弧柵片组中间有两片至三片栅片向触头方向伸长而向前突出；若为两片，则一片的伸长较长，另一片较短，两片栅片相邻设置；若为三片，则三片相邻设置，中间一片较长，两等长短的在前后两侧，形成一宝塔形。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明通过铁栅片组中间一片栅片向触头区伸长的结构，让电弧在向灭弧室运动过程中提前与这片伸长的栅片接触，另一方面由电弧高温产生的气流经这一突出栅片后，分成二股气流，在这片栅片引导下，顺利地进入后方的其它栅片，这种结构，由于仅一片栅片伸长，因而对触头区磁场影响不大，也即不会影响到断路器的短时耐受性能，由于这片伸长的栅片能分割分断过程进入灭弧室的气流成为前后两股气流，有利于改善气流对电弧的驱动作用，推动电弧进入栅片灭弧室。

【附图说明】

图1为本发明的万能式断路器的触头与灭弧系统结构图。

图2为伸長栅片位置的确定示意图。

图3为栅片组的一般栅片与伸长栅片的比较，图3a为一般平板形栅片6a，图3b为平板形伸长栅片6b，图3c为带三角形缺口的伸长栅片6c，图3d为带弧形缺口的伸长栅片6d。

图4为带三角形缺口的伸长栅片在触头灭弧系统的安装示意图。

图5为本发明的万能式断路器的触头与灭弧系统结构图；其中伸长突出栅片为三片，其中6b为伸长较长的栅片，6e为伸长较短的栅片，伸长的栅片的形状可以是平板形、三角形、弧形或其它形状。

图6为本发明的万能式断路器的触头与灭弧系统结构图；其中伸长突出栅片为两片。

图7为本发明制作的样机摸底试验示波图；其中图7a为第一次分(0)，7b为第一次合分(CO1)，7c为第二次合分(CO2)。

附图中：1为动导电杆；2为动触头支架；3为静触头；4为静触头引弧板；5为动触头引弧板；6为灭弧栅片组；7为灭弧室绝缘内壳；8为排气口导板；9为灭弧室顶盖；10为支架；11为动触头，12为触头弹簧。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至图6所示，本发明一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统，它具有：固定在动导电杆1上的动触头11；静触头3；静触头引弧板4；动触头引弧板5；多个铁栅片组成的灭弧栅片组6；以及灭弧柵片组6上端的出气通道及出气口组成的触头灭弧系统；灭弧栅片组6中间一片栅片向触头方向伸长而向前突出。动导电杆1上还安装有触头弹簧12，动导电杆1安装于动触头支架2上。动触头支架2由操作机构带动；灭弧室绝缘内壳7，不但用于固定灭弧栅片组6，並且顶部有排气口导板8，通过排气口导板8的排气通道，能把开断过程中热气流通过灭弧室顶盖9上排气口排至外界；万能式断路器的触头和灭弧系统安装在包括支架10形成的封闭绝缘外壳内。

向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其可以是长方形平板栅片，也可以是两侧带腿的栅片，其凹进部分可以是三角形、弧形或其它形状。

向触头方向伸长而向前突出的一片栅片在灭弧栅片组6的位置，在静触头引弧板4与动触头引弧板5两顶端之间距离所对应的栅片中，取靠近中间位置的一片栅片。

向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其材料与厚度与其它栅片相同，材料皆为铁磁体。

向触头方向伸长而向前突出的一片栅片的伸长长度为原长（其它未伸长栅片）的三分之一至二分之一，若伸长的栅片形状带腿，则宜取大值。

向触头方向伸长而向前突出的栅片也可增至二到三片，但其中除一片较长外，其它一至二片栅片伸长较少，若为三片，则置长的在中间，两等长的短的在最靠近的两侧，形成一宝塔形，若为两片，则短的可放在长的最靠近的任一侧。

如附图1本发明提出的采取灭弧栅片组6中间一片栅片，向触头区伸长的结构，让电弧在向灭弧室运动过程中提前与这片伸长的栅片接触，在这片栅片引导下，顺利地进入后方的其它栅片，伸长栅片厚度与其它栅片相同，材料也为铁磁体，伸长的长度取原长度的三分之一至二分之一，伸长栅片的位置由附图2确定，取动触头引弧板5顶端为a，静触头引弧板4的顶端为b，其连线ab的中心点为O，则伸长栅片的位置可取在点O与点a距离之间相对应的一片栅片。

附图3是几种伸长栅片的形状及其与一般栅片的比较，图3a为不伸长的一般平板形栅片6a，伸长栅片的形状可以是前端带缺口或不带缺口，不带缺口即为平板形栅片(图3b)，缺口可以是三角形(图3c)、弧形(图3d)或其它形状，若为带缺口形状，其形成的两侧两条腿是起增强磁场来拉入电弧的作用，为保证后端切割部分长度，则伸长度可略为加大一些，但不易超过ab连线线。附图4为带三角形缺口的伸长栅片在触头灭弧系统的安装。

伸长並突出的栅片也可增至二到三片，但其中除一片较长外，其它一至二片栅片伸长较少，附图5取伸长突出栅片为三片，则放置长的在中间，两等长的短的在最靠近的两侧，形成一宝塔形，附图6取伸长突出栅片为两片，则短的可放在长的最靠近的任一侧。

为了证实把灭弧栅片组中间一片栅片伸長对动触头电动斥力影响很小，对一额定电流为4000A的万能断路器触头和灭弧系统，在其它结构和尺寸都不变的条件下，对栅片组没有一片伸长栅片和有一片伸长的二种情况，用三维有限元方法计算在短路电流为100kA条件下动触头的电动斥力，计算结果见表一，由表一可看出：有了中间一片栅片伸长后，动触头电动斥力仅增加0.281％，可见釆用本发明后提高了断路器开断性能，而对断路器的短时耐受能力並无明显影响。

表一有无中间伸长栅片情况，动触头上电动斥力对比

	原始	中间一片栅片伸长
			动触头电动斥力(N.m)	7.40737024	7.428206
增加百分比	0%	0.281%

为了证实本发明的效果，制作了一台样机，额定电压400V，売架电流4000A，在国家认可的网络实验站进行了摸底试验，试验通过了额定运行短路分断能力Ics=100kA。图7a，7b和7c为试验示波图，其中图7a为第一次分(0)，7b为第一次合分(CO1)，7c为第二次合分(CO2)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种万能式低压断路器的触头与灭弧系统，包括：固定在动导电杆上的动触头、静触头、静触头引弧板、动触头引弧板、多个铁栅片组成的灭弧栅片组；以及灭弧柵片组上端的出气通道及出气口组成的触头灭弧系统；其特征在于：灭弧柵片组中间一片栅片向触头方向伸长而向前突出。

2.如权利要求1所述的万能式低压断路器的触头与灭弧系统，其特征在于，向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其为长方形平板栅片或两侧带腿的栅片，两侧带腿的栅片的凹进部分为三角形、弧形或其它几何形状。

3.如权利要求1所述的万能式低压断路器的触头与灭弧系统，其特征在于，向触头方向伸长而向前突出的一片栅片在栅片组中的位置为：静触头引弧板与动触头引弧板两顶端之间连线的中点与动触头引弧板顶端之间相对应的一片栅片。

4.如权利要求1所述的万能式低压断路器的触头与灭弧系统，其特征在于，向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其材料与厚度与灭弧柵片组中其它栅片相同，材料皆为铁磁体。

5.如权利要求1所述的万能式低压断路器的触头与灭弧系统，其特征在于，向触头方向伸长而向前突出的一片栅片，其伸长的长度为原长的三分之一至二分之一；若为两侧带腿的栅片，其伸长的长度为原长的二分之一。

6.如权利要求1所述的万能式低压断路器的触头与灭弧系统，其特征在于，灭弧柵片组中间有两片至三片栅片向触头方向伸长而向前突出；若为两片，则一片的伸长较长，另一片较短，两片栅片相邻设置；若为三片，则三片相邻设置，中间一片栅片较长，两等长短的栅片在前后两侧，形成一宝塔形。

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