CN107045955A - 一种耐高压大电流负载的电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高压大电流负载的电磁继电器，包括两个动触点、桥接于两个动触点的动簧片和与两个动触点对应适配的两个静触点，且其中的一个静触点设为电流流入，另一个静触点设为电流流出，使两对触点间产生的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧飞溅；在两对触点的间隙的连线的外侧分别设有一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧方向飞出的第一导弧片，第一导弧片为可导电的金属材料制成，且第一导弧片相对于两对触点的间隙的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着第一导弧片的预置引弧方向导向移动。本发明既能满足开断高电压、大电流的负载，又能有效地避免电弧烧伤塑料和减少电弧能量，而且还能适用于交、直流负载。

Description

一种耐高压大电流负载的电磁继电器

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，特别是涉及一种耐高压大电流负载的电磁继电器。

背景技术

随着新能源产业的迅速发展，对配电电路的功率提出了更高的要求，传统220VAC～400VAC/50A以下的配电功率已经无法满足社会的发展要求。因此，开发额定电压大于400VAC,电流大于50A的大功率电磁继电器是未来的发展要求。

但是，当继电器分断负载电压达到400VAC以上，且分断电流达到50A以上后，继电器触点间会产生极高能量的电弧，容易烧伤触点周围的塑料导致绝缘劣化；而且，在上述负载下，由于电弧能量极强，电压恢复速度快，即使在负载过零后，依然很容易发生电弧重燃的现象，使继电器无法如在220VAC系统在正常电压过零时刻熄灭电弧。因此，当前大部分的大功率继电器无法满足开断高电压、大电流的负载。

为了减少电弧烧伤塑料及有效熄灭电弧，现有技术主要采用了如下几种方式来实现：

一是采用陶瓷阻挡和冷却电弧，如中国专利CN106098479A所披露的，这种继电器是采用陶瓷挡住电弧，避免电弧烧伤塑料。这种继电器只能阻隔电弧不朝塑料的方向喷溅，无法将电弧隔成多段短弧、无法引导电弧朝规定方向燃烧，因而也就无法从根本上减少电弧的能量，且电弧散热慢，因此，虽在避免电弧烧伤塑料有一定的效果，但在减少电弧能量、避免交流电弧重燃上的效果不佳。

二是磁吹灭弧，如中国专利CN102306572A所披露的，这种继电器是采用磁场吹弧来隔断高压直流电。这种继电器采用永磁吹弧来拉长和改变电弧方向，从而熄灭电弧。但由于引入了永磁吹弧，在永磁铁安装且方向固定后，其N极和S极已被固定，当分断交流负载时，由于电流方向是交变的，会导致电弧被拉长的方向也是不固定的，因此，对交流的灭弧效果很差，甚至会产生副作用。

三是磁吹电弧+绝缘的陶瓷片冷却电弧，如中国专利CN103985604A A所披露的，这种继电器是采用永磁吹弧来拉长和改变电弧方向，采用绝缘的陶瓷片来阻挡冷却电弧。这种灭弧方式的基础原理是“拉长电弧+冷却电弧”，对于熄灭电弧有一定作用。但同样地，由于引入了永磁吹弧，对交流负载的灭弧效果很差。虽然，公开的技术方案没有指定不适用于交流负载，但实际应用中，由于永磁铁已被固定安装，其N、S方向已被固定，不可能任意调整N、S方向，因此，对于交流负载，特别是400VAC以上电压的交流负载，必然会导致电弧方向错乱，灭弧效果不佳甚至出现烧坏部件的现象；另外，由于采用的是绝缘的陶瓷片，只能阻隔电弧，而无法引导电弧方向，对电弧只能起到冷却作用，而无法形成多段短弧，未能真正降低电弧能量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种耐高压大电流负载的电磁继电器，通过对灭弧结构的改进，既能满足开断高电压、大电流的负载，又能有效地避免电弧烧伤塑料和减少电弧能量，而且还能适用于交、直流负载。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐高压大电流负载的电磁继电器，包括两个动触点、桥接于两个动触点的动簧片和与两个动触点对应适配的两个静触点，且其中的一个静触点设为电流流入，另一个静触点设为电流流出，使两对触点间产生的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧飞溅；在两对触点的间隙的连线的外侧分别设有一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧方向飞出的第一导弧片，所述第一导弧片为可导电的金属材料制成，且第一导弧片相对于两对触点的间隙的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着第一导弧片的预置引弧方向导向移动。

所述第一导弧片与触点回路相互绝缘，所述第一导弧片的一端固定在背离静触点的一侧，第一导弧片的另一端由固定处向静触点方向延伸直至靠近静触点的位置，以使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。

所述两对触点的间隙的连线的外侧还分别设有一个第二导弧片；所述第二导弧片为可导电的金属材料制成，所述第二导弧片与触点回路相互绝缘，所述第二导弧片与第一导弧片也相互绝缘，所述第二导弧片的一端固定在背离静触点的一侧，第二导弧片的另一端由固定处向触点间隙方向延伸直至靠近动触点的位置，以使第一导弧片和第二导弧片围成一个导弧通道，使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。

所述第一导弧片的另一端与第二导弧片的另一端之间的距离尺寸不大于触点间隙的尺寸，从而使得触点间产生的电弧形成很多段串联的短弧，进而减少电弧电压和电弧能量。

所述第一导弧片的一端固定处与第二导弧片的一端固定处之间的距离尺寸大于第一导弧片的另一端与第二导弧片的另一端之间的距离尺寸，以使所述导弧通道为开口小里侧大的喇叭形结构。

所述第二导弧片的另一端的设有弯折部，第二导弧片的另一端的末端与第一导弧片的另一端大致平行。

所述两对触点的间隙的连线的外侧还分别设有至少一个第三导弧片；所述第三导弧片为可导电的金属材料制成，所述第三导弧片与触点回路相互绝缘，所述第三导弧片与第一导弧片、第二导弧片也相互绝缘，所述第三导弧片设在第一导弧片与第二导弧片之间或第一导弧片与第二导弧片之间的外侧。

所述电磁继电器还包括用来安装静触点的且是由塑料材料制作而成的底座，所述第一导弧片或还包括第二导弧片或还包括第三导弧片分别固定在底座上。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明是在两对触点的连线的外侧分别设有至少一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的连线向外侧方向飞出的导弧片，且导弧片为可导电的金属材料制成，导弧片相对于两对触点的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着导弧片的预置引弧方向导向移动。本发明的这种结构，当运动的电弧碰到导电的金属导弧片时，电弧马上形成多段的串联的短弧，导致每段短弧间的电压产生倍降，极大地降低电压的恢复速度，并降低电弧的能量，而且，电弧燃烧点会沿着金属导弧片表面移动，从而加快散热，加快介质恢复速度；因此，对于直流电弧，电弧更容易熄灭；对于交流电弧，当电压过零后，可以有效避免电弧重燃问题；本发明将所设置的金属导弧片与两对触点间的间隙的连线形成一定的夹角，金属导弧片除了阻止改变电弧方向外，还可以引导电弧沿着金属表面移动，通过合理设置导弧片的角度，可以有效引导电弧朝着远离塑料的方向移动，避免电弧烧伤塑料。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本发明的立体构造示意图；

图2是实施例一本发明的结构剖视图；

图3是实施例二本发明的结构剖视图；

图4是实施例三本发明的结构剖视图。

具体实施方式

实施例一

参见图1至图2所示，本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，包括底座1、线圈2、轭铁3、铁芯4、衔铁部分5、复原簧片6、桥接动簧组7、静簧部分8、导弧片等零部件，其中，桥接动簧组7包括两个动触点71和桥接于两个动触点的动簧片72，静簧部分8包括静触点81和静簧82，线圈2与轭铁3通过铁芯4固定，组成磁路部分，底座1为主要支撑零件，固定了磁路部分、静簧部分8、导弧片9等部件，衔铁部分5的一端铆接了桥接动簧组7，中间的旋转部分在复原簧片6的作用下与轭铁3的刀口配合，不会离开轭铁刀口，另一端形成磁极与铁芯4作用产生吸力。在线圈2的作用下，衔铁被铁芯4吸动，进而驱动动簧组动作，实现动簧组上的动触点71运动到静簧部分的静触点81上，实现电路的接通，反之，当线圈2断电时，复原簧片6产生的反力使动簧组离开静簧部分，实现电路的分断。

本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，两个动触点71与两个静触点81对应适配，且其中的一个静触点81设为电流流入，另一个静触点81设为电流流出，使两对触点间产生的电弧10沿着两对触点的间隙的连线向外侧飞溅；由于两对触点采用桥式串联方式，不管是对交流负载还是直流负载，流经两对触点的电流必然是“大小相等、方向想法”，在两对触点间产生的电弧一定是相互排斥的，因此，两电弧必然会朝着相互远离的方向运动，也就是沿着两对触点的间隙的连线的外侧向外移动；在两对触点的间隙的连线的外侧分别设有一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧方向飞出的第一导弧片91，所述第一导弧片91为可导电的金属材料制成，且第一导弧片91相对于两对触点的间隙的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着第一导弧片的预置引弧方向导向移动，即，第一导弧片91与两对触点的间隙的连线成一θ角。第一导弧片91既可以采用可导磁和可导电的铁、钴、镍及其合金材料制成，也可以采用只导电但不导磁的其他金属材料(比如铜、银等)制成。

本实施例中，第一导弧片91与触点回路相互绝缘，第一导弧片91的一端固定在背离静触点81的一侧，第一导弧片91的另一端由固定处向静触点方向延伸直至靠近静触点的位置，以使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。

本实施例中，所述两对触点的间隙的连线的外侧还分别设有一个第二导弧片92；所述第二导弧片92为可导电的金属材料制成，所述第二导弧片92与触点回路相互绝缘，所述第二导弧片92与第一导弧片91也相互绝缘，所述第二导弧片92的一端固定在背离静触点的一侧，第二导弧片92的另一端由固定处向触点间隙方向延伸直至靠近动触点的位置，以使第一导弧片91和第二导弧片92围成一个导弧通道，使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。同样的，第二导弧片92既可以采用可导磁和可导电的铁、钴、镍及其合金材料制成，也可以采用只导电但不导磁的其他金属材料(比如铜、银等)制成。

本实施例中，第一导弧片91的另一端与第二导弧片92的另一端之间的距离尺寸不大于触点间隙的尺寸，从而使得触点间产生的电弧形成很多段串联的短弧，进而减少电弧电压和电弧能量。

本实施例中，第一导弧片91的一端固定处与第二导弧片92的一端固定处之间的距离尺寸大于第一导弧片的另一端与第二导弧片的另一端之间的距离尺寸，以使所述导弧通道为开口小里侧大的喇叭形结构。

本实施例中，第二导弧片92的另一端的设有弯折部，第二导弧片的另一端的末端921与第一导弧片91的另一端大致平行。

所述第一导弧片91和第二导弧片92分别固定在底座1上。

本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，是在两对触点的连线的外侧分别设有至少一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的连线向外侧方向飞出的导弧片，且导弧片为可导电的金属材料制成，导弧片相对于两对触点的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着导弧片的预置引弧方向导向移动。本发明的这种结构，通过设置导电的金属导弧片，当运动的电弧碰到导电的金属导弧片时，电弧马上形成多段的串联的短弧，导致每段短弧间的电压产生倍降，极大地降低电压的恢复速度，并降低电弧的能量，而且，电弧燃烧点会沿着金属导弧片表面移动，从而加快散热，加快介质恢复速度；因此，对于直流电弧，电弧更容易熄灭；对于交流电弧，当电压过零后，可以有效避免电弧重燃问题；本发明将所设置的金属导弧片与两对触点间的间隙的连线形成一定的夹角，金属导弧片除了阻止改变电弧方向外，还可以引导电弧沿着金属表面移动，通过合理设置导弧片的角度，可以有效引导电弧朝着远离塑料的方向移动，避免电弧烧伤塑料。

本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，不管是直流负载还是交流负载，两对触点产生的电弧的方向都是朝着相互远离的方向移动，因此，消弧对象可以是直流，也可以是交流。为了防止电弧烧到塑料，本发明设计的导弧片既采用了“隔堵”电弧的方式，又采用了“引导”电弧、疏导散热的方式，因此，消弧效果更好。本发明可以将电弧重新组成多段短弧，降低电弧电压，减缓电压的恢复速度。

实施例二

参见图3所示，本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，与实施例一的不同之处在于，第一导弧片91的一端的固定位置不相同，本实施例的第一导弧片91的一端固定在底座1的边缘处。

实施例三

参见图4所示，本发明的一种耐高压大电流负载的电磁继电器，与实施例一的不同之处在于，没有第二导弧片92，“隔堵”电弧和“引导”电弧都由第一导弧片91来实现。

当然，根据需要，也可以在设置第一导弧片91和第二导弧片92的基础上，再增加第三导弧片，第三导弧片可以一片也可以多片，第三导弧片也为可导电的金属材料制成，所述第三导弧片与触点回路相互绝缘，所述第三导弧片与第一导弧片、第二导弧片也相互绝缘，所述第三导弧片设在第一导弧片与第二导弧片之间或第一导弧片与第二导弧片之间的外侧。

上述只是本发明的较佳实施例，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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种耐高压大电流负载的电磁继电器，包括两个动触点、桥接于两个动触点的动簧片和与两个动触点对应适配的两个静触点，且其中的一个静触点设为电流流入，另一个静触点设为电流流出，使两对触点间产生的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧飞溅；其特征在于：在两对触点的间隙的连线的外侧分别设有一个用来阻挡对应的电弧沿着两对触点的间隙的连线向外侧方向飞出的第一导弧片，所述第一导弧片为可导电的金属材料制成，且第一导弧片相对于两对触点的间隙的连线成斜向设置以使被阻挡的电弧能够沿着第一导弧片的预置引弧方向导向移动。

2.根据权利要求1所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述第一导弧片与触点回路相互绝缘，所述第一导弧片的一端固定在背离静触点的一侧，第一导弧片的另一端由固定处向静触点方向延伸直至靠近静触点的位置，以使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。

3.根据权利要求2所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述两对触点的间隙的连线的外侧还分别设有一个第二导弧片；所述第二导弧片为可导电的金属材料制成，所述第二导弧片与触点回路相互绝缘，所述第二导弧片与第一导弧片也相互绝缘，所述第二导弧片的一端固定在背离静触点的一侧，第二导弧片的另一端由固定处向触点间隙方向延伸直至靠近动触点的位置，以使第一导弧片和第二导弧片围成一个导弧通道，使所述预置引弧方向为朝向背离静触点的方向。

4.根据权利要求3所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述第一导弧片的另一端与第二导弧片的另一端之间的距离尺寸不大于触点间隙的尺寸，从而使得触点间产生的电弧形成很多段串联的短弧，进而减少电弧电压和电弧能量。

5.根据权利要求4所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述第一导弧片的一端固定处与第二导弧片的一端固定处之间的距离尺寸大于第一导弧片的另一端与第二导弧片的另一端之间的距离尺寸，以使所述导弧通道为开口小里侧大的喇叭形结构。

6.根据权利要求5所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述第二导弧片的另一端的设有弯折部，第二导弧片的另一端的末端与第一导弧片的另一端大致平行。

7.根据权利要求3所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述两对触点的间隙的连线的外侧还分别设有至少一个第三导弧片；所述第三导弧片为可导电的金属材料制成，所述第三导弧片与触点回路相互绝缘，所述第三导弧片与第一导弧片、第二导弧片也相互绝缘，所述第三导弧片设在第一导弧片与第二导弧片之间或第一导弧片与第二导弧片之间的外侧。

8.根据权利要求7所述的耐高压大电流负载的电磁继电器，其特征在于：所述电磁继电器还包括用来安装静触点的且是由塑料材料制作而成的底座，所述第一导弧片或还包括第二导弧片或还包括第三导弧片分别固定在底座上。