CN104091734B - 一种断路器的灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断路器的灭弧装置，包括若干平行且相互间隔一段距离叠置的灭弧栅片(2)以及设置于所述灭弧栅片(2)两侧并与所述灭弧栅片(2)所在平面垂直的固定板(3)，在所述固定板(3)的外侧设置有绝缘夹板(4)。本发明的断路器灭弧装置能够提高断路器的限流能力，避免断路器外壳受高温电弧影响而烧蚀。

Description

一种断路器的灭弧装置

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，特别涉及一种断路器的灭弧装置。

背景技术

断路器是指在正常回路中能够不频繁关合电流，并具有一定的过载和短路保护能力的装置。断路器的短路保护功能主要是通过电磁系统、灭弧装置及其操作机构的配合实现对故障电路的切断，从而起到电路保护的作用。断路器的短路保护功能具有分断短路电流时间短的特点，能够保护输配电系统的负载免于短路电流的破坏。

在断路器分断短路电流时，主要是通过电磁系统增加短路分断时的电动斥力，并通过电磁系统与机构的配合使机构解锁，带动动触头运动，同时利用磁吹、气吹等方式来加速电弧向灭弧室移动，在电弧进入灭弧室后，即近极电压降增大，电弧被分割成许多串联短弧，从而提高了电弧电压，起到了限流目的，避免了短路电流对负载的危害。

在灭弧过程中，电弧电压的提高与灭弧装置的结构有着密切的联系，因而灭弧装置对断路器性能高低起着至关重要的作用。现有断路器的灭弧装置包括灭弧室以及与灭弧功能相关的其他构件，而灭弧室结构，如图1所示，包括若干叠置的灭弧栅片2，在所述灭弧栅片2的两侧设置有固定板3，动触头设置在若干所述灭弧栅片2的突出部形成的空间内或附近区域。在高温电弧进入灭弧室后，受近极压降作用，电弧电压增大、电弧等效电阻增大，使得其背后区域的输入能量增大，产生大量的金属游离气体，导致此区域的电阻呈逐渐下降的趋势，容易发生电弧背后热击穿、短接原来进入灭弧室的电弧，从而产生新的电弧，进而引起电弧电压的急降，使断路器的限流能力降低。而且，在断路器的极限分断能力和运行短路分断能力试验中发现，高温电弧极易对断路器的壳体造成严重的烧蚀，甚至壳体直接被烧熔，高温电弧烧蚀壳体会产生大量的游离气体，降低触头附近区域的介质恢复强度，从而影响断路器的限流能力。同时，大量高温电弧从断路器出气口排出，容易污染断路器的端子，发生相间击穿现象，造成经济损失和人员伤亡。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的断路器灭弧装置，限流能力低，产生的高温电弧容易烧蚀壳体，而提供一种限流能力强、能够冷却高温电弧的断路器的灭弧装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种断路器的灭弧装置，包括若干平行且相互间隔一段距离叠置的灭弧栅片以及用于固定所述灭弧栅片的固定板，所述固定板设置于所述灭弧栅片的两侧并与所述灭弧栅片所在平面垂直，在所述固定板的外侧设置有绝缘夹板。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板采用产气材料。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板采用三聚氰胺、聚甲醛或尼龙。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板上成型有若干个泄压孔，所述泄压孔的设置位置与相邻所述灭弧栅片形成的间隙区域对应。

上述灭弧装置中，在设置所述泄压孔的间隙区域设置有至少两个间隔设置的所述泄压孔。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板的内表面成型有若干气流通道，所述气流通道的长度方向与所述灭弧栅片所在平面平行，所述气流通道设置于在垂直于所述灭弧栅片所在平面方向上相邻的所述泄压孔之间，且与相邻所述灭弧栅片形成的间隙区域对应。

上述灭弧装置中，所述气流通道自所述绝缘夹板的内表面凹进成型，并且在平行于所述灭弧栅片所在平面的方向上贯穿所述绝缘夹板。

上述灭弧装置中，所述气流通道的横截面形状为矩形或半圆柱形。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板的外表面成型有若干第一凸起，所述第一凸起的长度方向与所述灭弧栅片所在平面平行，且所述第一凸起设置于在垂直于所述灭弧栅片所在平面方向上相邻的所述泄压孔之间。

上述灭弧装置中，所述第一凸起自所述绝缘夹板的外表面凸出成型，并且在平行于所述灭弧栅片所在平面的方向上间断成至少两个部分。

上述灭弧装置中，所述第一凸起的横截面形状为矩形或弧形。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板的外表面成型有第二凸起，所述第二凸起的长度方向与所述灭弧栅片所在平面垂直，所述第二凸起设置于所述绝缘挡板靠近所述灭弧栅片的缺口侧。

上述灭弧装置中，所述绝缘夹板向所述断路器的跑弧道侧延伸形成隔弧板部分。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明的断路器的灭弧装置，在固定板的外侧设置有绝缘夹板，绝缘夹板设置于灭弧室与断路器外壳之间，用于隔断高温电弧，使断路器外壳不易受高温电弧影响而烧蚀，提高断路器的限流能力，确保断路器的正常工作。

(2)本发明的断路器的灭弧装置，其中绝缘夹板优选采用三聚氰胺、聚甲醛或尼龙等产气材料，高温电弧灼烧产气材料后会产生氢气，氢气可增强气吹、冷却高温电弧，提高背后区域的介质恢复强度，避免重击穿或高温电弧烧蚀断路器壳体或附近的零部件现象的发生；另一方面产气材料被高温电弧侵蚀后，可形成强有力的气吹，从而驱动电弧的运动，提高断路器的限流能力。

(3)本发明的断路器的灭弧装置，其中绝缘夹板上成型有若干个泄压孔，用于减小灭弧室内部压力，避免气压过大，炸裂断路器壳体、甚至引发事故，提高安全性能。

(4)本发明的断路器的灭弧装置，其中在绝缘夹板的内表面成型有若干气流通道，一方面可解决了因绝缘夹板的设置而使灭弧室沿上下外壳方向的长度缩小的问题，拉长栅片间的电弧，使电弧电阻增大，避免每个串联短弧电阻减小导致电弧电压减小的缺陷；另一方面也有利于电弧借助气流通道排出壳体外，避免对灭弧栅片的严重烧蚀。

(5)本发明的断路器的灭弧装置，其中在绝缘夹板的外表面成型有若干第一凸起，在断路器外壳与绝缘夹板之间形成一个流体通道，电弧从灭弧室通过绝缘夹板转移至此流体通道中，根据能量守恒定律可知，此时电弧会消耗一部分能量，从而降低电弧的温度，减少其对壳体的损伤；同时产生的部分金属离子可借助于高速运动的电弧一起进入绝缘夹板与外壳之间的流体通道，难以返回灭弧室中来短路灭弧室中的串联短弧，确保断路器的限流能力。此外，在分断大电流时断路器壳体容易因灭弧室气压过大而炸裂，由于一部分高温游离气体转移至此气流通道中，对缓解灭弧室气压及冷却高温电弧有一定的帮助，可防止灭弧室气压过高、发生电弧背后击穿。

(6)本发明的断路器的灭弧装置，其中第一凸起在平行于灭弧栅片所在平面的方向上间断成至少两个部分，由于第一凸起在泄压孔周围不具有连贯性，能够避免灭弧室的游离气体或金属离子通过泄压孔进入绝缘夹板与外壳之间后，集中于某一区域，而对此部分的壳体造成严重损伤。

(7)本发明的断路器的灭弧装置，其中在绝缘夹板的外表面成型有第二凸起，第二凸起的长度方向与灭弧栅片所在平面垂直，用于当高温游离气体向第二凸起的方向运动，经过第二凸起的反射作用而向灭弧室出气口方向运动，同时在高温游离气体的运动过程中，运动速度会减慢，再经灭弧室后壁的反射而再次反向运动的几率减小，从而减小背后击穿现象的发生，有助于提高断路器的分断能力。

(8)本发明的断路器的灭弧装置，其中绝缘夹板向断路器的跑弧道侧延伸形成隔弧板部分，用于代替现有断路器产品中的隔弧板结构，对灭弧室背后区域的高温电弧有一定的气吹和冷却作用。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是现有技术中断路器灭弧装置的示意图；

图2是本发明断路器灭弧装置的示意图；

图3是本发明断路器灭弧装置中绝缘夹板的内表面示意图；

图4是本发明断路器灭弧装置中绝缘夹板的外表面示意图；

图5是本发明断路器灭弧装置中另一实施例绝缘夹板的外表面示意图。

图中附图标记表示为：1-灭弧装置，2-灭弧栅片，3-固定板，4-绝缘夹板，5-泄压孔，6-第一凸起，7-第二凸起，8-气流通道，9-隔弧板部分。

具体实施方式

如图2所示，是本发明断路器灭弧装置的优选实施例。

所述灭弧装置1包括若干平行且相互间隔一段距离叠置的灭弧栅片2以及用于固定所述灭弧栅片2的固定板3，所述固定板3设置于所述灭弧栅片2的两侧并与所述灭弧栅片2所在平面垂直，所述固定板3的外侧设置有绝缘夹板4，所述绝缘夹板4位于断路器外壳与所述固定板3之间，所述绝缘夹板4为六面体结构，即具有一定厚度的板状。在安装时，所述绝缘夹板4可通过与所述固定板3配合的方式进行固定，也可通过与所述断路器外壳配合的方式固定。

所述灭弧栅片2为铁磁栅片，其靠近所述断路器的触头侧设有缺口。所述绝缘夹板4采用产气材料，如采用三聚氰胺、聚甲醛或尼龙等。

所述绝缘夹板4上成型有若干个泄压孔5，所述泄压孔5的设置位置与相邻所述灭弧栅片2形成的间隙区域对应，在设置所述泄压孔5的间隙区域设置有至少两个间隔设置的所述泄压孔5，在本实施例中设置有两个间隔设置的所述泄压孔5，用于泄除所述灭弧栅片2之间的气压，避免灭弧室气压过大，炸裂断路器壳体，甚至引发事故。

如图3所示，所述绝缘夹板4的内表面成型有若干气流通道8，所述气流通道8的长度方向与所述灭弧栅片2所在平面平行，所述气流通道8设置于在垂直于所述灭弧栅片2所在平面方向上相邻的所述泄压孔5之间，且与相邻所述灭弧栅片2形成的间隙区域对应。具体地，所述气流通道8自所述绝缘夹板4的内表面凹进成型，并且在平行于所述灭弧栅片2所在平面的方向上贯穿所述绝缘夹板4；所述气流通道8的横截面形状为矩形或半圆柱形。

如图4所示，所述绝缘夹板4的外表面成型有若干第一凸起6，所述第一凸起6的长度方向与所述灭弧栅片2所在平面平行，且所述第一凸起6设置于在垂直于所述灭弧栅片2所在平面方向上相邻的所述泄压孔5之间。具体地，所述第一凸起6自所述绝缘夹板4的外表面凸出成型，并且在平行于所述灭弧栅片2所在平面的方向上间断成至少两个部分；所述第一凸起6的横截面形状为矩形或弧形。

此外，在本实施例中，所述绝缘夹板4的外表面还成型有第二凸起7，所述第二凸起7的长度方向与所述灭弧栅片2所在平面垂直，所述第二凸起7设置于所述绝缘挡板4靠近所述灭弧栅片2的缺口侧。

在其他实施例中，可以根据实际产品需要，只设置第一凸起6或者只设置第二凸起7。

在其他实施例中，绝缘夹板4还可以向断路器的跑弧道侧延伸形成隔弧板部分9，如图5所示，采用这样的所述绝缘夹板4可代替现有断路器产品中的隔弧板结构，一方面对灭弧室背后区域的高温电弧有一定的冷却和气吹作用，另一方面使得灭弧装置的结构更加紧凑合理。

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 (11)

1.一种断路器的灭弧装置，包括若干平行且相互间隔一段距离叠置的灭弧栅片(2)以及用于固定所述灭弧栅片(2)的固定板(3)，所述固定板(3)设置于所述灭弧栅片(2)的两侧并与所述灭弧栅片(2)所在平面垂直，其特征在于：在所述固定板(3)的外侧设置有绝缘夹板(4)；所述绝缘夹板(4)上成型有若干个泄压孔(5)，所述泄压孔(5)的设置位置与相邻所述灭弧栅片(2)形成的间隙区域对应；所述绝缘夹板(4)的内表面成型有若干气流通道(8)，所述气流通道(8)的长度方向与所述灭弧栅片(2)所在平面平行，所述气流通道(8)设置于在垂直于所述灭弧栅片(2)所在平面方向上相邻的所述泄压孔(5)之间，且与相邻所述灭弧栅片(2)形成的间隙区域对应。

2.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：所述绝缘夹板(4)采用产气材料。

3.根据权利要求2所述的灭弧装置，其特征在于：所述绝缘夹板(4)采用三聚氰胺、聚甲醛或尼龙。

4.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：在设置所述泄压孔(5)的间隙区域设置有至少两个间隔设置的所述泄压孔(5)。

5.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：所述气流通道(8)自所述绝缘夹板(4)的内表面凹进成型，并且在平行于所述灭弧栅片(2)所在平面的方向上贯穿所述绝缘夹板(4)。

6.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：所述气流通道(8)的横截面形状为矩形或半圆柱形。

7.根据权利要求1-6任一所述的灭弧装置，其特征在于：所述绝缘夹板(4)的外表面成型有若干第一凸起(6)，所述第一凸起(6)的长度方向与所述灭弧栅片(2)所在平面平行，且所述第一凸起(6)设置于在垂直于所述灭弧栅片(2)所在平面方向上相邻的所述泄压孔(5)之间。

8.根据权利要求7所述的灭弧装置，其特征在于：所述第一凸起(6)自所述绝缘夹板(4)的外表面凸出成型，并且在平行于所述灭弧栅片(2)所在平面的方向上间断成至少两个部分。

9.根据权利要求8所述的灭弧装置，其特征在于：所述第一凸起(6)的横截面形状为矩形或弧形。

10.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：所述绝缘夹板(4)的外表面成型有第二凸起(7)，所述第二凸起(7)的长度方向与所述灭弧栅片(2)所在平面垂直，所述第二凸起(7)设置于所述绝缘挡板(4)靠近所述灭弧栅片(2)的缺口侧。

11.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于：所述绝缘夹板(4)向所述断路器的跑弧道侧延伸形成隔弧板部分(9)。