CN107424856B - 一种闸板式断路器触头灭弧机构 - Google Patents

Abstract

一种闸板式断路器触头灭弧机构，构成中包括屏蔽闸板、磁轭、摇臂和扭簧，所述磁轭固定在断路器的静触头上；所述屏蔽闸板的前端与断路器动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板的两条侧边分别与断路器动、静触头两侧的滑轨滑动连接；所述摇臂的上端与屏蔽闸板的后端铰接，下端通过贯穿扭簧中心孔的固定销轴与固定在静触头侧部的支架铰接，在摇臂的中部设有与磁轭相对应的衔铁；所述扭簧的两端分别压在摇臂和支架上。本发明的屏蔽闸板可在断路器分断短路电流时迅速插入动、静触头之间，使电弧熄灭，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

一种闸板式断路器触头灭弧机构

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

塑料外壳式断路器(MCCB)是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，多用作低压配电系统的支路开关。目前，国内外MCCB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MCCB，其分断短路电流的能力比较差，一般不超过交流400V、50kA，如果再提高此分断参数，制造成本将大幅提高。而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，以大幅提高断路器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，提供一种闸板式断路器触头灭弧机构，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：

一种闸板式断路器触头灭弧机构，构成中包括屏蔽闸板、磁轭、摇臂和扭簧，所述磁轭固定在断路器的静触头上；所述屏蔽闸板的前端与断路器动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板的两条侧边分别与断路器动、静触头两侧的滑轨滑动连接；所述摇臂的上端与屏蔽闸板的后端铰接，下端通过贯穿扭簧中心孔的固定销轴与固定在静触头侧部的支架铰接，在摇臂的中部设有与磁轭相对应的衔铁；所述扭簧的两端分别压在摇臂和支架上。

上述闸板式断路器触头灭弧机构，所述屏蔽闸板的后端固定有闸板销轴，所述闸板销轴的中部位于摇臂上端的长圆孔内。

上述闸板式断路器触头灭弧机构，与屏蔽闸板的两条侧边相对应的滑轨设置在导轨座上，所述导轨座固定在断路器的静触头上。

上述闸板式断路器触头灭弧机构，所述屏蔽闸板为弧形板，所述滑轨的形状与屏蔽闸板的弧形侧边相匹配。

本发明的屏蔽闸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，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是本发明的合闸状态示意图；

图2是本发明的触头斥开状态示意图；

图3是本发明的分闸状态示意图；

图4是C-C剖视图；

图5是静触头的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是导轨座的结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是支架的结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是摇臂和衔铁的结构示意图；

图12是图11的左视图；

图13是屏蔽闸板的结构示意图；

图14是图13的俯视图；

图15是磁轭侧向形状示意图。

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、导轨座；4、屏蔽闸板；4-1、挡弧墙；5、摇臂、5-1衔铁；6、磁轭；7、扭簧；8、螺钉；9、支架；10、磁保护脱扣器；11、槽型滑轨；A、动触头转轴；B、闸板销轴；C、固定销轴。

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的内部的一个由电磁力驱动的绝缘屏蔽灭弧机构，在短路故障出现的瞬间，断路器动、静触头尚未完全打开的电弧停滞阶段(能量尚未放大)，动、静触头被电动斥力斥开的同时，将屏蔽闸板迅速插入动、静触头之间。采用绝缘屏蔽方式熄灭电弧，从而大幅提高了断路器分断短路电流的能力。本发明大幅提高了分断短路电流的能力，即可分断交流短路电流，也可分断直流短路电流。

参看图1～图14，本发明主要包括设置在断路器内的导轨座3、屏蔽闸板4、摇臂5、衔铁5-1、磁轭6和扭簧7。

本发明的磁轭横截面采用U形，安装时将其固定在导轨座3上设立的凹孔内，其开口部分卡于静触头引线的竖直线段上，这样的设置可以提高对衔铁的驱动力，加快屏蔽闸板4的运动速度。

本发明在导轨座3上设有槽型滑轨11，槽型滑轨设有两条，分别对应屏蔽闸板4的两侧，使屏蔽闸板4可以在槽型滑轨内滑动，采用滑轨副，可以提高屏蔽闸板4运行的稳定性，以克服出现短路电流磁场力的爆发性和随意性，提高抗冲击的能力。

摇臂5与衔铁5-1为一组合体，摇臂5和扭簧7通过固定销轴C安装在支架9上，支架9与导轨座3一起用螺钉8安装固定在静触头1上，摇臂5可以左右摆动，其上端设计成长圆孔形状，以弥补由于槽型滑轨和摇臂5的圆弧半径和中心不同造成的运动阻碍。平时摇臂5和衔铁5-1由于扭簧7的作用处于图1中的位置，绝缘灭弧机构为打开状态。当线路出现短路故障电流时，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快速斥开，同时由于磁轭6在大电流产生的磁场作用下对衔铁5-1产生电磁吸力，衔铁5-1克服扭簧7作用带动摇臂5产生逆时针快速摆动，从而带动屏蔽闸板4在导轨座3上设置的槽型滑轨内快速向左运动，并在动、静触头斥开的同时迅速插入动、静触头之间，起到快速灭弧的作用。与此同时，MCCB的磁保护脱扣器10推动其开关脱扣机构动作，断路器的动触头2与静触头1完全打开，完成MCCB的分断过程。由于短路电流被切断，强电磁场消失，屏蔽闸板4回复原位。本发明的屏蔽闸板4采用介电系数高的绝缘材料制造，厚度为3-5毫米。屏蔽闸板4的横截面设计成马鞍形，即在两侧设置挡弧墙4-1(见图5)，挡弧墙的高度可以防止短路电弧溅入导轨内。挡弧墙的高度为3-5毫米。

本发明的静触头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，静触头1平直段和动触头2中的电流方向相反，静触头1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时，在静触头1和动触头2之间产生电动斥力，使得动触头2以动触头转轴A为轴顺时针方向转动斥开。

屏蔽闸板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)。

由于MCCB采用以上技术方案，可取得如下的技术进步：

1能够大幅提高产品分断短路电流的能力；

2.可以达到交、直流通用的目的；

3.在分断故障短路电流时，可限制电弧能量的进一步扩大，从而可实现产品的短飞弧或无飞弧。

Claims (2)

1.一种闸板式断路器触头灭弧机构，其特征是，构成中包括屏蔽闸板（4）、磁轭（6）、摇臂（5）和扭簧（7），所述磁轭（6）固定在断路器的静触头（1）上；所述屏蔽闸板（4）的前端与断路器动、静触头之间的间隙相对应，屏蔽闸板（4）的两条侧边分别与断路器动、静触头两侧的槽型滑轨（11）滑动连接；所述摇臂（5）的上端与屏蔽闸板（4）的后端铰接，下端通过贯穿扭簧（7）中心孔的固定销轴（C）与固定在静触头（1）侧部的支架（9）铰接，在摇臂（5）的中部设有与磁轭（6）相对应的衔铁（5-1）；所述扭簧（7）的两端分别压在摇臂（5）和支架上；

与屏蔽闸板（4）的两条侧边相对应的滑轨设置在导轨座（3）上，所述导轨座（3）固定在断路器的静触头（1）上；导轨座（3）上设有槽型滑轨（11），槽型滑轨设有两条，分别对应屏蔽闸板（4）的两侧，使屏蔽闸板（4）可以在槽型滑轨内滑动；

所述屏蔽闸板（4）为弧形板；所述屏蔽闸板（4）的横截面位马鞍形，在两侧设置挡弧墙（4-1），挡弧墙的高度为3-5毫米；屏蔽闸板（4）采用介电系数高的绝缘材料制造。

2.根据权利要求1所述的闸板式断路器触头灭弧机构，其特征是，所述屏蔽闸板（4）的后端固定有闸板销轴（B），所述闸板销轴（B）的中部位于摇臂（5）上端的长圆孔内。

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