CN104143456A - 一种直流断路器的主回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流断路器的主回路，包括静触头和可左右摆动的动触头，动、静触头的触点上方设置有左、右跑弧道，其特征在于：动、静触头的触点及左、右跑弧道的外围设置有绝缘侧板，绝缘侧板单独或绝缘侧板与左、右跑弧道一起围成导向方向沿上下方向延伸的通道，所述绝缘侧板的下端设置有用于封堵所述通道下端的绝缘封板，绝缘封板上设置有供所述动触头沿上下方向穿过的开孔。所述主回路的下母排上固定有软连接座，软连接座上固定有固定导电夹，动触头上固定有运动导电夹，固定导电夹和运动导电夹之间装有若干条结构紧凑的导电带。本发明提供了一种在开断短路电流时能使电弧更快的向左、右跑弧道运动，同时结构紧凑的直流断路器的主回路。

Description

一种直流断路器的主回路

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其涉及一种直流断路器的主回路。

背景技术

由于直流供电具有容量大，效率高，运行可靠等独特的优越性，目前我国城市轨道交通、矿山，冶金、船电等许多重要行业都采用了直流供电系统。作为直流供电系统中最重要的保护装置， 直流断路器必须具有可靠的接通、开断正常电流和非正常电流（例如短路）的能力，同时也必须满足长期运行的温度要求。随着直流供电负荷容量不断增大，系统发生短路故障时的电流往往达到近百千安，大容量直流断路器的开断变得异常困难，因此对直流断路器切断短路电流的能力、速度和可靠性都提出了很高的要求。同时，如何使供电系统设备的结构更紧凑，体积更小，也是近些年来研究的热点。

主回路即触头系统是一个直流断路器性能优异的关键，现有直流断路器的主回路如中国专利CN102592906A公开的“一种提高短时耐受能力的中压大容量直流断路器触头系统”，该触头系统包括上母排、下母排和可左右摆动的动触头，动触头的下端通过主回路软连接与下母排电连，上母排上电连有静触头，动、静触头的触点上方设置有左、右跑弧道，左、右跑弧道成V字形布置。动触头向右摆动可实现与静触头分闸，动触头向左摆动可实现与静触头合闸，当直流断路器开断短路电流时，触头系统本身机构产生的磁场帮助电弧迅速向上运动，经左、右跑弧道移动至灭弧室内，该方法较好的利用了短路电流本身的能量，但开断特大短路电流时仅利用磁场力还不足以让电弧运动的更快，可靠性不够高，同时电弧的扩散严重，容易烧蚀触头周围部件，影响整体的可靠性和美观性；另外随着断路器额定电流的不断增大，通流导体的截面积相应也要增大，特别是主回路软连接的设计，既要保证足够的通流面积，又要保证运动灵活不影响动触头的摆动，同时还要求主回路软连接在直流断路器寿命范围内不能出现局部开裂，这就导致了主回路软连接往往占据较大的体积，使得整个主回路的结构很不紧凑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在开断短路电流时能使电弧更快的向左、右跑弧道运动的直流断路器的主回路。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种直流断路器的主回路，包括静触头和可左右摆动的动触头，动、静触头的触点上方设置有左、右跑弧道，动、静触头的触点及左、右跑弧道的外围设置有绝缘侧板，绝缘侧板单独或绝缘侧板与左、右跑弧道一起围成导向方向沿上下方向延伸的通道，所述绝缘侧板的下端设置有用于封堵所述通道下端的绝缘封板，绝缘封板上设置有供所述动触头沿上下方向穿过的开孔。

所述动触头上与所述开孔的对应位置处固定套装有绝缘挡板，在垂直于前后方向的截面上所述绝缘挡板为凸起方向朝上的圆弧形结构，且所述动触头的铰接轴线位于所述开孔的左右跨度的正中间，所述动触头的铰接轴线距离所述开孔左端下孔沿的距离与所述绝缘挡板的外圆半径相同。

所述左跑弧道的下端焊接固连于所述静触头上。

所述主回路的上母排上设置有轴线沿左右方向延伸的螺栓穿孔，所述上母排的下端设置有槽口朝下的凹槽，螺栓穿孔的右孔口设置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的左孔口设置于所述凹槽的右侧槽壁上，所述静触头通过螺栓锁紧结构固定于所述上母排上，所述螺栓锁紧机构包括穿装于所述螺栓穿孔中的螺栓及设置于所述凹槽中的旋装于所述螺栓尾端的螺母。

所述主回路的下母排上固设有至少一个软连接座，所述软连接座上固设有固定导电夹，所述固定导电夹的左端面为由上至下逐渐朝右倾斜的斜面，所述动触头上固设有与所述固定导电夹对应设置的运动导电夹，运动导电夹的左端面与所述固定导电夹的左端面平行设置，固定导电夹的左端面与运动导电夹的左端面之间连接有主导电软带。

所述软连接座有两个，两个软连接座对称布置于所述动触头的前后两侧。

所述固定导电夹的右端与所述运动导电夹的右端之间连接有辅导电软带。

所述固定导电夹的左端面位于所述动触头的铰接轴线附近。

本发明的有益效果为：当断路器开断短路电流时，电弧产生的高温气流在绝缘侧板围成通道内产生很大的气体压力，由于通道下端被绝缘封板封堵，气体压力形成往上方开口方向运动的气流场，吹动电弧朝左、右跑弧道运动，在气流场和触头产生的磁场双重吹动下，提高了电弧的运动速度，有效地缩短了电弧向灭弧室转移的时间，提高了直流断路器开断大容量短路电流的能力；另外绝缘侧板将电弧控制在一个固定的区域中，避免了电弧对不相干部件的烧蚀。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的立体图。 

具体实施方式

一种直流断路器的主回路的实施例如图1~2所示：包括上母排1、下母排13、静触头4和动触头6，其中动触头安装在穿设于下母排上的转轴上，动、静触头的触点上方设置有左跑弧道3和右跑弧道5。上母排上设置有轴线沿左右方向延伸的螺栓穿孔，上母排的下端设置有槽口朝下的凹槽16，螺栓穿孔的右孔口设置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的左孔口设置于凹槽的右侧槽壁上，静触头通过螺栓锁紧结构固定于上母排上，螺栓锁紧机构包括穿装于螺栓穿孔中的螺栓17及设置于凹槽中的旋装于螺栓尾端的螺母18。左跑弧道的下端与静触头之间通过无缝钎焊焊接连接。动、静触头的触点及左、右跑弧道的外围设置有绝缘侧板，绝缘侧板包括前后间隔并列设置的前侧板14、后侧板19和左右间隔并列设置的左侧板2、右侧板15，绝缘侧板围成导向方向沿上下方向延伸的通道，通道中还设置有内绝缘挡板22，内绝缘挡板与左、右跑弧道成形状一致的V形结构，以缩小通道空间，使电弧获得更大的运动速度。绝缘侧板的底部设置有用于封堵通道下端的绝缘封板7，绝缘封板上设置有供动触头沿上下方向穿过的开孔，动触头穿设于开孔中并可在开孔中左右摆动，动触头上与开孔的对应位置处固定套装有绝缘挡板8，在垂直于前后方向的截面上绝缘挡板为凸起方向朝上的圆弧形结构，且动触头的铰接轴线位于开孔的左右跨度的正中间，动触头的铰接轴线距离开孔左端下孔沿的距离与绝缘挡板的外圆半径相同。下母排上于动触头的前后两侧对称设置有两个软连接座12，在各软连接座上均固设有固定导电夹9，固定导电夹的左端面位于动触头的铰接轴线附近，固定导电夹左端斜面的延伸面穿过动触头的铰接轴线，其中固定导电夹的左端面位于动触头的铰接轴线附近是指固定导电夹的左端面与动触头的铰接轴线之间的间距在0~20cm以内，动触头上固设有分别与各固定导电夹对应设置的运动导电夹21，固定导电夹的左端面为由上至下逐渐朝右倾斜的斜面，各运动导电夹的左端面分别与对应固定导电夹的左端面平行设置，各固定导电夹的左端面与对应运动导电夹的左端面之间均通过焊接连接有主导电软带10，各固定导电夹的右端与对应运动导电夹的右端之间均连接有辅导电软带20。图中项11表示供辅导电软带连接的辅助连接座。

工作时，动触头可以在绝缘封板的开孔中左右摆动，从而实现与静触头的分合闸。静触头通过螺栓锁紧结构固定于上母排上，螺栓锁紧结构使静触头与上母排接触可靠，并且易于拆卸更换，静触头做成左端截面较小，右端截面向上增大的形状，使通过电流产生相当部分向上的分量，该电流分量在燃弧区域形成垂直电弧向里的磁场，磁场产生的力吹动电弧向安装在触点上方的左、右跑弧道转移；导电夹的左端面为斜面，使得主导电软带在动触头运动时主要运动为垂直于主导电软带主平面的运动，减小了扭矩分量，有利于增加主导电软带的截面积从而在增加通流能力的同时增加主导电软带的使用寿命；导电夹的左端面位于动触头的铰接轴线附近，这样动触头的左右摆动给主导电软带带来的运动浮动较小，进一步的增加了主导电软带的使用寿命；辅导电软带的设置，作为增大总体导电软带通流截面积的有效补充，使本主回路更适用于大电流的通断；两个主导电软带、辅导电软带分别对称设置于动触头的前后两侧，结构紧凑，充分利用了动触头两侧的空间，使动触头运动方向有很多空间安装其它零部件，减小了断路器的整体体积；在动触头上固定套装绝缘挡板，由于动触头的运动形式是左右往复摆动，所以绝缘挡板的结构做成圆弧形结构，且动触头的铰接轴线距离开孔左端下孔沿的距离与绝缘挡板的外圆半径相同，这样动触头在分闸的整个过程中，开孔总是被绝缘挡板封堵，从而保证电弧只被向上吹送，也保证了吹送电弧所需的气体压力；静触头为左跑弧道提供了牢固的支撑。

本主回路有效的利用电弧本身的能量产生气流场，和自身产生磁场的共同作用下吹动电弧向灭弧道转移，加快断路器的灭弧时间，提高了断路器的灭弧能力和可靠性，使直流断路器具备了开断更高短路电流的能力。同时绝缘侧板、绝缘封板将电弧控制在一个固定的区域，避免了电弧对不相干部件的烧蚀。另外本发明设计的主回路特别是软带连接结构，既具有足够的通大电流能力，又具有可以灵活运动且寿命高的特点，提高了断路器整体的紧凑性。

在本发明的其它实施例中：静触头还可不通过螺栓锁紧结构固定于上母排上，比如说静触头与上母排一体设置，或者静触头焊接固定于上母排上，当然静触头也可以通过导电软带与上母排电连接；动触头上的绝缘挡板也可以不设，绝缘封板上的开孔不能被很好的封堵，气体压力会受影响，动触点下方零部件会受到部分烧蚀，但是进气会更顺畅，电弧在气流场和磁场的共同作用下还会快速向左、右跑弧道移动；绝缘侧板中的左侧板也可以不设，此时各绝缘侧板和左跑弧道一起围成一个导向方向沿上下方向延伸的通道；内绝缘挡板也可以不设；固定导电夹、运动导电夹也可以只有一个；各辅导电软带均可以不设；固定导电夹、运动导电夹上的斜面也可以被平面代替。固定导电夹的左端面也可以位于距动触头的铰接轴线比较远的位置处，比如说20cm之外；左跑弧道的下端也可以不固定于静触头上，比如说左跑弧的下端处于自由悬伸状态。

Claims (8)

1.一种直流断路器的主回路，包括静触头和可左右摆动的动触头，动、静触头的触点上方设置有左、右跑弧道，其特征在于：动、静触头的触点及左、右跑弧道的外围设置有绝缘侧板，绝缘侧板单独或绝缘侧板与左、右跑弧道一起围成导向方向沿上下方向延伸的通道，所述绝缘侧板的下端设置有用于封堵所述通道下端的绝缘封板，绝缘封板上设置有供所述动触头沿上下方向穿过的开孔。

2.根据权利要求1所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述动触头上与所述开孔的对应位置处固定套装有绝缘挡板，在垂直于前后方向的截面上所述绝缘挡板为凸起方向朝上的圆弧形结构，且所述动触头的铰接轴线位于所述开孔的左右跨度的正中间，所述动触头的铰接轴线距离所述开孔左端下孔沿的距离与所述绝缘挡板的外圆半径相同。

3.根据权利要求1所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述左跑弧道的下端焊接固连于所述静触头上。

4.根据权利要求1所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述主回路的上母排上设置有轴线沿左右方向延伸的螺栓穿孔，所述上母排的下端设置有槽口朝下的凹槽，螺栓穿孔的右孔口设置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的左孔口设置于所述凹槽的右侧槽壁上，所述静触头通过螺栓锁紧结构固定于所述上母排上，所述螺栓锁紧机构包括穿装于所述螺栓穿孔中的螺栓及设置于所述凹槽中的旋装于所述螺栓尾端的螺母。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述主回路的下母排上固设有至少一个软连接座，所述软连接座上固设有固定导电夹，所述固定导电夹的左端面为由上至下逐渐朝右倾斜的斜面，所述动触头上固设有与所述固定导电夹对应设置的运动导电夹，运动导电夹的左端面与所述固定导电夹的左端面平行设置，固定导电夹的左端面与运动导电夹的左端面之间连接有主导电软带。

6.根据权利要求5所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述软连接座有两个，两个软连接座对称布置于所述动触头的前后两侧。

7.根据权利要求5所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述固定导电夹的右端与所述运动导电夹的右端之间连接有辅导电软带。

8.根据权利要求5所述的直流断路器的主回路，其特征在于：所述固定导电夹的左端面位于所述动触头的铰接轴线附近。