CN107393778B - 一种屏蔽式断路器灭弧装置 - Google Patents

Abstract

一种屏蔽式断路器灭弧装置，构成中包括绝缘屏蔽板、衔铁、U型磁轭、主动摆杆和从动摆杆，所述绝缘屏蔽板位于断路器的动触头下方并与动、静触头之间的间隙相对应；所述主动摆杆和从动摆杆相互平行并与动触头和绝缘屏蔽板构成四连杆结构；所述衔铁位于动触头上方并固定在主动摆杆上端的转柄上；所述U型磁轭从下方套在动触头上并与衔铁相对应；在主动摆杆与动触头之间设有扭簧。本发明的绝缘屏蔽板可在断路器分断短路电流时迅速插入动触头与静触头之间的间隙内，使动、静触头之间的电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，从而大大提高了断路器分断短路电流的能力。

Description

一种屏蔽式断路器灭弧装置

技术领域

本发明涉及一种可有效防止断路器分断短路电流时，其动、静触头之间产生较大电弧的装置，属于紧急保护装置技术领域。

背景技术

小型断路器(MCB)是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，多应用于低压配电系统的末端。目前，国内外MCB均采用灭弧室技术对分断短路电流时所产生的高温高压电弧进行冷却和熄灭，这种技术的灭弧原理是：分断短路电流时，待动、静触头之间产生电弧并拉长到一定长度、能量相应放大后，采用磁场电动力或其它方式驱动高能电弧进入灭弧室，使其在灭弧室内金属栅片的冷却作用下熄灭。这种方法的灭弧效果受到诸如灭弧室材料、触头开断速度、触头开距、触头材料等因素的影响，特别是对于单断点结构的断路器，其分断短路电流的能力比较差，一般不超过交流230V，6kA，且直流短路电流由于没有过零过程更不易分断。

随着电网的建设和发展及人们对电网可靠性要求的提高，客观上需要一种新的灭弧方案，以大幅提高MCB分断短路电流的能力，并实现交、直流灭弧装置的通用化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种屏蔽式断路器灭弧装置，以提高断路器分断短路电流的能力。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种屏蔽式断路器灭弧装置，构成中包括绝缘屏蔽板、衔铁、U型磁轭、主动摆杆和从动摆杆，所述绝缘屏蔽板位于断路器的动触头下方并与动、静触头之间的间隙相对应；所述主动摆杆和从动摆杆相互平行并与动触头和绝缘屏蔽板构成四连杆结构；所述衔铁位于动触头上方并固定在主动摆杆上端的转柄上；所述U型磁轭从下方套在动触头上并与衔铁相对应；在主动摆杆与动触头之间设有扭簧。

上述屏蔽式断路器灭弧装置，所述绝缘屏蔽板的两侧向上弯折，弯折部分的远离动触头与静触头接触面的一端与主动摆杆转动连接，靠近动触头与静触头接触面的一端与从动摆杆转动连接，主动摆杆上端的转柄位于远离从动摆杆的一侧。

上述屏蔽式断路器灭弧装置，所述主动摆杆和从动摆杆均设置两个，它们对称安装在绝缘屏蔽板和动触头的两侧，衔铁的两端分别与两根主动摆杆上端的转柄连接。

上述屏蔽式断路器灭弧装置，所述主动摆杆和转柄采用一体式结构。

本发明的绝缘屏蔽板可在断路器分断短路电流时迅速插入动触头与静触头之间的间隙内，使动、静触头之间的电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，从而大大提高了断路器分断短路电流的能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的C向视图；

图3是触头斥开及屏蔽状态；

图4是断路器脱扣打开状态；

图5是动触头结构示意图；

图6图5的俯视图；

图7是衔铁与主动摆杆的连接示意图；

图8是图7的左视图；

图9绝缘屏蔽板的结构示意图；

图10是图9的左视图；

图11是U型磁轭的结构示意图；

图12是图11的左视图。

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、从动摆杆；4、绝缘屏蔽板；5、扭簧；6、衔铁；7、U型磁轭；8、扭力弹簧；9、脱扣机构；10、磁保护脱扣器；11、上铰接轴；12、下铰接轴；13、主动摆杆；14、转柄；A、动触头转轴；B、销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明是安装在断路器动触头上的一个由电磁力驱动的绝缘灭弧机构，当线路出现短路电流时，在断路器的动、静触头被电动斥力斥开的同时(或被短路瞬时脱扣器动作打开的同时)，四连杆结构的绝缘灭弧装置在电磁力驱动下动作，其绝缘屏蔽板迅速插入动、静出头之间，起到迅速灭弧的作用。

参看图1-图12，本发明主要包括设置在断路器壳体内的从动摆杆3、主动摆杆13、绝缘屏蔽板4、扭簧5、衔铁6和U型磁轭7。其中，绝缘屏蔽板4、主动摆杆13、从动摆杆3与断路器的动触头2构成一个四连杆机构，从动摆杆3通过上铰接轴11和下铰接轴12铰接于动触头2与绝缘屏蔽板4之间，主动摆杆13同样也铰接于动触头2与绝缘灭弧件4之间，衔铁6通过转柄14与主动摆杆13的上端连接，U型磁轭7安装在动触头2上，扭簧5安装在动触头2与主动摆杆13(或转柄14)之间，平时由于扭簧5对主动摆杆13(或转柄14)的作用，绝缘灭弧机构处于打开状态(图1中的位置)。当线路出现短路电流时，由于静触头1与动触头2电流方向相反，因此产生电动斥力将静触头1与动触头2斥开，同时由于U型磁轭7被短路电流磁化后对衔铁6产生电磁吸力，衔铁6、主动摆杆13和转柄14克服扭簧5的弹力产生顺时针转动，从而带动四连杆结构的绝缘灭弧装置动作，其绝缘屏蔽板4在动、静触头斥开的同时迅速插入动触头2与静触头1之间，达到迅速绝缘屏蔽灭弧的目的。与此同时，MCB的磁保护脱扣器10推动其脱扣机构9绕销轴B顺时针转动实现脱扣断开，完成MCB的分断过程。短路电流消失后，绝缘灭弧装置回复原位。

静触头1和动触头2之间采用转动铰链式斥力结构。静触头1的金属条至少包含一段与动触头相平行的平直段，平直段中的电流与动触头中的电流方向相反，平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。当短路故障发生时，方向相反的短路电流流过静触头平直段和动触头，此时，在静触头和动触头之间产生斥力，使得动触头2绕触头销轴A顺时针方向转动斥开。本发明中，静触头平直段的几何长度在普通静触头的基础上进行了加长，使得动触头2和静触头1平行距离增长，在方向相反的短路电流作用下，能产生较大的电动斥力。

断路器的动触头2与静触头1采用转动铰链式斥力结构，通过扭力弹簧8保持动触头、静触头接触时的触头压力；在出现特大短路电流时，由产生的电动斥力在脱扣机构9动作完成之前将动、静触头斥开(其短路电流达到最大值之前)。

本发明中的绝缘屏蔽板4作为辅助灭弧机构在动、静触头尚未完全打开时灭弧，而普通灭弧室则是在动、静触头完全打开后有良好的熄灭残余电弧作用。

绝缘屏蔽板4采用高强度、耐高温的工程塑料材料。可保证产品标准规定的有效分断短路电流的次数(最多3次)。

Claims (5)

1.一种屏蔽式断路器灭弧装置，其特征是，所述断路器灭弧装置包括磁保护脱扣器（10）、脱扣机构（9）、绝缘屏蔽板（4）、衔铁（6）、U型磁轭（7）、主动摆杆（13）和从动摆杆（3），所述绝缘屏蔽板（4）位于断路器的动触头（2）下方并与动、静触头之间的间隙相对应；所述主动摆杆（13）和从动摆杆（3）相互平行并与动触头（2）和绝缘屏蔽板（4）构成四连杆结构；所述衔铁（6）位于动触头（2）上方并固定在主动摆杆（13）上端的转柄（14）上；所述U型磁轭（7）从下方套在动触头（2）上并与衔铁（6）相对应；在主动摆杆（13）与动触头（2）之间设有扭簧（5）；

当线路出现短路电流时，绝缘屏蔽板（4）在动、静触头斥开的同时，迅速插入动触头（2）与静触头（1）之间，达到迅速绝缘屏蔽灭弧的目的；与此同时，磁保护脱扣器（10）推动其脱扣机构（9）绕销轴B顺时针转动实现脱扣断开，完成分断过程。

2.根据权利要求1所述的屏蔽式断路器灭弧装置，其特征是，所述静触头（1）和动触头（2）之间采用转动铰链式斥力结构；静触头（1）的金属条至少包含一段与动触头相平行的平直段，平直段中的电流与动触头中的电流方向相反，平直段的长度大于等于动触头和静触头中流过短路电流时产生使动、静触头相斥开的斥力所需要的长度。

3.根据权利要求2所述的屏蔽式断路器灭弧装置，其特征是，所述绝缘屏蔽板（4）的两侧向上弯折，弯折部分的远离动触头（2）与静触头（1）接触面的一端与主动摆杆（13）转动连接，靠近动触头（2）与静触头（1）接触面的一端与从动摆杆（3）转动连接，主动摆杆（13）上端的转柄（14）位于远离从动摆杆（3）的一侧。

4.根据权利要求3所述的屏蔽式断路器灭弧装置，其特征是，所述主动摆杆（13）和从动摆杆（3）均设置两个，它们对称安装在绝缘屏蔽板（4）和动触头（2）的两侧，衔铁（6）的两端分别与两根主动摆杆（13）上端的转柄（14）连接。

5.根据权利要求4所述的屏蔽式断路器灭弧装置，其特征是，所述主动摆杆（13）和转柄（14）采用一体式结构。

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