CN105390335A - 一种增加热膨胀效应的自能灭弧室 - Google Patents

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Abstract

本发明一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，包括动弧触头，绝缘筒，以及设置在绝缘筒上端的用于安装上弧触头和上引弧环的静触头座，设置在绝缘筒下端的用于安装下引弧环和下弧触头的动弧触座；绝缘筒内部形成热膨胀室，绝缘筒的两端形成灭弧室的断口；动弧触头沿轴向贯穿绝缘筒、上引弧环和下引弧环，并在合闸位置与上弧触头和下弧触头相接触；分布在断口两端的上引弧环和下引弧环在断口方向上相邻的面分别形成上引弧面和下引弧面；上引弧面和/或下引弧面上沿径向开设有若干条贯穿槽；贯穿槽的槽口与所在引弧环的内环连通，贯穿槽的槽尾与所在引弧环的外环边缘不连通，槽口与槽尾之间的连接直线不通过所在引弧环的圆心，且连接直线的倾斜方向一致。

Description

一种增加热膨胀效应的自能灭弧室
技术领域
本发明涉及高压开关制造与技术领域，具体为一种增加热膨胀效应的自能灭弧室。
背景技术
自能式灭弧室广泛应用于现有高压开关，如断路器中，可使开关体积减小、操作功大幅降低。
绝大多数自能式灭弧室采用膨胀室和辅助压气原理灭弧。这种灭弧室在开断大电流时，仅靠电弧自身部分能量使热膨胀室增压，并在电流过零时反向吹弧。同等电流水平下，灭弧室结构决定了电弧加热膨胀室效果。尤其对于径向扩大的膨胀室，电弧不能深入膨胀室内部，导致加热膨胀室不充分，不利于建压吹弧。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其能够充分提高膨胀室加热效率、增强灭弧能力且结构简单。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，包括动弧触头，绝缘筒，以及设置在绝缘筒上端的用于安装上弧触头和上引弧环的静触头座，设置在绝缘筒下端的用于安装下引弧环和下弧触头的动弧触座；绝缘筒内部形成热膨胀室，绝缘筒的两端形成灭弧室的断口；动弧触头沿轴向贯穿绝缘筒、上引弧环和下引弧环，并在合闸位置与上弧触头和下弧触头相接触；上引弧环和下引弧环分布在断口的两端，上引弧环和下引弧环在断口方向上相邻的面分别形成上引弧面和下引弧面；上引弧面和/或下引弧面上沿径向开设有若干条贯穿槽；贯穿槽的槽口与所在引弧环的内环连通，贯穿槽的槽尾与所在引弧环的外环边缘不连通，槽口与槽尾之间的连接直线不通过所在引弧环的圆心，且连接直线的倾斜方向一致。
优选的，贯穿槽呈螺旋线和/或折线设置。
优选的，当上引弧面和下引弧面上均沿径向开设有若干条贯穿槽时，两引弧面上的贯穿槽呈镜面对称设置。
优选的，上引弧环和下引弧环上对应上引弧面和下引弧面的部分均由铜钨合金构成。
优选的，静触头座上通过安装法兰固定设置上弧触头和上引弧环。
优选的，动弧触座通过安装法兰固定设置下弧触头和下引弧环。
优选的，上引弧环和下引弧环设置在上弧触头和下弧触头之间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过引流环上贯穿槽的设置，当引弧环流过电流时，通过贯穿槽对电流的流向进行约束和改变，产生横向磁场，从而将两个引弧环之间的电弧横向带入膨胀室内部，进一步加热膨胀室，使得膨胀室建立更高压力，充分提高了加热效率，增强了灭弧室灭弧能力，提升了开断成功率。
进一步的，当两个引弧环对称分布贯穿槽时产生的磁场强度是单个引弧环贯穿槽产生的磁场强度的两倍，磁场强度越大，电弧旋转速度越高，越易离心进入膨胀室。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明引弧环布置图。
图3为本发明的引弧环上贯穿槽示意图。
图4为本发明引弧环的电流通道和引弧面位置示意图。
图中：1为静触头座，2为膨胀室，3为下弧触头，4为动弧触头，5为下引弧环，6为动弧触座，7为上引弧环，8为绝缘筒，9为上弧触头，101为槽口，102为槽尾，11为电流通道，121为上引弧面，122为下引弧面。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，通过在灭弧室内增加引弧环，引弧环沿径向方向带有数条线形的贯穿槽。弧触头转移电弧至引弧环后，该引弧环通过电流并产生横向磁场，磁场引导两个引弧环之间的电弧旋转进入膨胀室，充分加热膨胀室。本发明结构简单，能够有效提高加热效率，增强灭弧能力，提升开断成功率。
如图1所示，其包括构成热膨胀室2的绝缘筒8以及设置在绝缘筒8上端的用于安装上弧触头9和上引弧环7的静触头座1，在绝缘筒8的下端安装有用于安装下引弧环5和下弧触头3的动弧触座6，动弧触头4贯穿绝缘筒8并在合闸位置与上弧触头9、下弧触头3相接触。上引弧环7和下引弧环5分布在断口的两边，在断口间形成引弧面121和122。上引弧环7和下引弧环5上的引弧面121和122有沿径向方向的数条线形贯穿槽。上引弧环7和下引弧环5上可均有沿径向方向的数条线形贯穿槽，也可仅在某一个引弧环上有线形贯穿槽。图3所示，如3a贯穿槽线形可为螺旋形，或如3b呈螺旋加折线形，还能够直接设置为折线形。
线形的贯穿槽的槽口101与槽尾102之间的直线连接线的延长线一定不通过所在引弧环的圆心。若上下引弧环均有线形贯穿槽，则两引弧环的布置是对称的。如图2所示。
具体的，本发明中所述上引弧环7和下引弧环5的上引弧面121和下引弧面122的紧邻引弧环区域均采用耐烧损金属或合金构成，如铜钨合金。上引弧环7与上弧触头9可安装在同一法兰，也可安装在不同法兰；下引弧环5与下弧触头3可安装在同一法兰，也可安装在不同法兰。上弧触头9与上引弧环7、下弧触头3与下引弧环5可按不同安装排列组合的布置方式。当操作机构动作，动弧触头4运动到远离下引弧环5时，电弧转移到两个引弧环之间燃烧，保护了弧触头因电弧燃烧过度烧蚀，延长了开关电气寿命。
引弧环带线形贯穿槽可限定约束电流流向，在电流通过引弧环时产生横向磁场，磁场驱使电弧高速旋转，引导电弧进入膨胀室，进一步加热膨胀室使其压力升高。两个引弧环对称分布贯穿槽时产生的磁场强度是单个引弧环贯穿槽产生的磁场强度的两倍，磁场强度越大，电弧旋转速度越高，越易离心进入膨胀室。
参见图4，电流通道11为电流在引弧环中的流向，在横截面中是按径向由内向外流；以下引弧面122为例说明，4a中引弧环的电流通道11布置在下引弧面122的径向外侧；4b中引弧环的电流通道11布置在下引弧面122的径向内侧。由于引弧环上的线形贯穿槽限定电流流向，两种布置方式均可使电弧切向高速旋转。两种方式下，由于下引弧面122与电流通道11的位置不同，电弧径向受力正好相反，图4a布置方式电弧径向收缩，图4b布置方式电弧径向外扩。

Claims (7)

1.一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，包括动弧触头(4)，绝缘筒(8)，以及设置在绝缘筒(8)上端的用于安装上弧触头(9)和上引弧环(7)的静触头座(1)，设置在绝缘筒(8)下端的用于安装下引弧环(5)和下弧触头(3)的动弧触座(6)；绝缘筒(8)内部形成热膨胀室(2)，绝缘筒(8)的两端形成灭弧室的断口；动弧触头(4)沿轴向贯穿绝缘筒(8)、上引弧环(7)和下引弧环(5)，并在合闸位置与上弧触头(9)和下弧触头(3)相接触；
上引弧环(7)和下引弧环(5)分布在断口的两端，上引弧环(7)和下引弧环(5)在断口方向上相邻的面分别形成上引弧面(121)和下引弧面(122)；上引弧面(121)和/或下引弧面(122)上沿径向开设有若干条贯穿槽；
贯穿槽的槽口(101)与所在引弧环的内环连通，贯穿槽的槽尾(102)与所在引弧环的外环边缘不连通，槽口(101)与槽尾(102)之间的连接直线不通过所在引弧环的圆心，且连接直线的倾斜方向一致。
2.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，贯穿槽呈螺旋线和/或折线设置。
3.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，当上引弧面(121)和下引弧面(122)上均沿径向开设有若干条贯穿槽时，两引弧面上的贯穿槽呈镜面对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，上引弧环(7)和下引弧环(5)上对应上引弧面(121)和下引弧面(122)的部分均由铜钨合金构成。
5.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，静触头座(1)上通过安装法兰固定设置上弧触头(9)和上引弧环(7)。
6.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，动弧触座(6)通过安装法兰固定设置下弧触头(3)和下引弧环(5)。
7.根据权利要求1所述的一种增加热膨胀效应的自能灭弧室，其特征在于，上引弧环(7)和下引弧环(5)设置在上弧触头(9)和下弧触头(3)之间。
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