CN107749361A - 灭弧栅片、灭弧室以及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭弧栅片及其灭弧室，其为一片状体，其特征在于：所述灭弧栅片的片状体是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件。本发明是在灭弧栅片中增加一片状绝缘件，有效降低相邻短弧串成一体的概率，为断路器的小型化、分断能力的进一步提升提供支持。

Description

灭弧栅片、灭弧室以及断路器

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，具体涉及一种灭弧栅片及其灭弧室。

背景技术

低压断路器在配电线路中所起作用是分断和接通电路。当线路出现异常故障时，例如短路时，由触头对的分离而快速地分断线路，以避免设备损坏。如业界周知之理，在载流情况下触头分离会产生电弧，尤其是在断开短路大电流时，电弧的能量大，对触头的烧蚀严重，因此在低压断路器中，通常都设置金属灭弧栅片的灭弧室来熄灭电弧，以保证电器设备运行安全。如图1所示，电弧进入灭弧栅片后，它将被分割成许多串联的短弧，每个短弧都有一近极压降。随着触头的打开，切割电弧的灭弧栅片增加，灭弧室内整个电弧电压逐渐升高，从而熄灭电弧。

在常用的平板型金属灭弧栅片灭弧室内，电弧进入灭弧栅片分成许多短弧后，由于各短弧在灭弧栅片之间的运动不可能完全一样，导致短弧在灭弧栅片间的位置有前有后，如图2所示，相邻短弧中位置靠前的将受电动力F₁作用继续向前，位置靠后的则受电动力F₂、F₃作用停止前进甚至后退，这对图1中动、静触头之间的空气冷却具有负面效果，增加了背后击穿、电弧重燃等不利于电弧熄灭的现象的发生概率。市场对低压断路器的需求呈现日益小型化、分断能力日益提高，这使得以传统平板型灭弧栅片装配的灭弧室成功熄弧日益困难。

发明内容

本发明提出一种新型结构的栅片、灭弧室及断路器，有效维持电弧在栅片间隙内的停留，并提高栅片的结构强度和热容量，从而在有限空间内设置足够数量的栅片，为断路器的小型化、分断能力的进一步提升提供支持。

为达到上述目的，本发明采用的灭弧栅片技术方案是：一种灭弧栅片，为一片状体，所述灭弧栅片的片状体是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件。

上述方案中，所述片状体上设有切割电弧部，所述切割电弧部宽度方向上设置有至少一个弯曲部分，该弯曲部分是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行。

进一步，所述切割电弧部宽度方向上设有多个弯曲部分，该多个弯曲部分包括至少一个凹的弯曲部分和一个凸的弯曲部分，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相间布置。

进一步，所述凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相接，以此构成波浪形。

为达到上述目的，本发明采用的灭弧室技术方案是：一种灭弧室，包括多个灭弧栅片，该灭弧栅片是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件；其上设有切割电弧部，所述切割电弧部宽度方向上设置有至少一个弯曲部分，该弯曲部分是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行；所述切割电弧部宽度方向上设有多个弯曲部分，该多个弯曲部分包括至少一个凹的弯曲部分和一个凸的弯曲部分，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相间布置；所述凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相接，以此构成波浪形；各灭弧栅片在上下方向上层叠布置，相邻灭弧栅片间留有间隙，相邻灭弧栅片之间的间隙大于灭弧栅片内的上层部分和下层部分的之间的间隙。

上述方案中，所述灭弧栅片的上层部分和下层部分折叠成一整体大致呈“U”形，该“U”形的开口方向与电弧运动方向一致。

上述方案中，还包括两个绝缘侧板，两个绝缘侧板相对设置于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，每一灭弧栅片宽度方向上的边缘与绝缘侧板固定连接。

进一步，还包括一绝缘支撑件，该绝缘支撑件设置在灭弧栅片上的垂直于灭弧栅片宽度方向的另一方向上的一端处，绝缘支撑件对每一灭弧栅片的端部提供支撑。

上述方案中，还包括一绝缘支架，该绝缘支架上设有分列的左支撑体和右支撑体，左支撑体和右支撑体对应分列于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，左支撑体和右支撑体上对应于每一灭弧栅片的对应边缘开设有插槽，所述灭弧栅片的边缘嵌入对应的插槽中固定。

为达到上述目的，本发明采用的第一种断路器技术方案是：一种断路器，包括灭弧室，该灭弧室包括多个灭弧栅片，该灭弧栅片是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件；其上设有切割电弧部，所述切割电弧部宽度方向上设置有至少一个弯曲部分，该弯曲部分是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行；所述切割电弧部宽度方向上设有多个弯曲部分，该多个弯曲部分包括至少一个凹的弯曲部分和一个凸的弯曲部分，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相间布置；所述凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相接，以此构成波浪形；各灭弧栅片在上下方向上层叠布置，相邻灭弧栅片间留有间隙，相邻灭弧栅片之间的间隙大于灭弧栅片内的上层部分和下层部分的之间的间隙；所述灭弧栅片的上层部分和下层部分折叠成一整体大致呈“U”形，该“U”形的开口方向与电弧运动方向一致；还包括两个绝缘侧板，两个绝缘侧板相对设置于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，每一灭弧栅片宽度方向上的边缘与绝缘侧板固定连接。

上述方案中，还包括一绝缘支撑件，该绝缘支撑件设置在灭弧栅片上的垂直于灭弧栅片宽度方向的另一方向上的一端处，绝缘支撑件对每一灭弧栅片的端部提供支撑。

为达到上述目的，本发明采用的第二种断路器技术方案是：一种断路器，包括灭弧室，该灭弧室包括多个灭弧栅片，该灭弧栅片是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件；其上设有切割电弧部，所述切割电弧部宽度方向上设置有至少一个弯曲部分，该弯曲部分是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行；所述切割电弧部宽度方向上设有多个弯曲部分，该多个弯曲部分包括至少一个凹的弯曲部分和一个凸的弯曲部分，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相间布置；所述凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相接，以此构成波浪形；各灭弧栅片在上下方向上层叠布置，相邻灭弧栅片间留有间隙，相邻灭弧栅片之间的间隙大于灭弧栅片内的上层部分和下层部分的之间的间隙；所述灭弧栅片的上层部分和下层部分折叠成一整体大致呈“U”形，该“U”形的开口方向与电弧运动方向一致；还包括一绝缘支架，该绝缘支架上设有分列的左支撑体和右支撑体，左支撑体和右支撑体对应分列于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，左支撑体和右支撑体上对应于每一灭弧栅片的对应边缘开设有插槽，所述灭弧栅片的边缘嵌入对应的插槽中固定。

本发明的设计原理以及带来的效果是：

1）本发明采用U型灭弧栅片，灭弧栅片间各短弧均受到使其向前的电动力，短弧因此远离动、静触头间隙空间，有助于降低背后击穿、电弧重燃等现象的发生概率，提高电弧熄灭的成功率。

2）本发明是在U型栅片自身缝隙中设置绝缘件，该绝缘件相较于栅片的尾部、出气口、安装耳朵等均适当凸出，也就是在边沿处充分隔开U型栅片的上、下两半，该绝缘件的凸出部分加长U型栅片上、下两半的尾部之间的气隙距离，有效降低相邻短弧串成一体的概率。

3）在灭弧栅片的切割电弧部上沿宽度方向上设置至少一个凹或凸的弯曲部分，相对于传统的平板型栅片，因增加弯曲部分而增加了栅片宽度方向的展开长度，也就是增加了相邻栅片的正对表面积，即增加了栅片与电弧的可接触面积；同时，由于增加弯曲部分而增加了栅片质量，因而能够承受更多电弧能量，也就是热容量增加，从而获得相对于传统的平板型栅片更好的冷却电弧效果，提升了灭弧室的分断能力；此外，由于增加弯曲部分还增强了栅片的结构强度，最终提高了灭弧室分断的可靠性。

附图说明

图1示出现有技术的灭弧室中电弧电流的流径示意图；

图2示出现有技术的灭弧室中金属平板型栅片相邻短弧受电动力示意图；

图3示出本发明实施例一灭弧栅片结构示意图；

图4示出本发明实施例一灭弧栅片结构示意图；

图5示出本发明实施例一灭弧栅片电弧电流的流径示意图；

图6示出本发明实施例一的灭弧栅片增加片状绝缘件的主视示意图；

图7示出本发明实施例一灭弧栅片增加片状绝缘件的立体示意图；

图8示出本发明实施例一灭弧室装配主视示意图；

图9示出图8的A处放大示意图；

图10示出图8的B-B示意图；

图11示出图10的C处放大示意图；

图12示出本发明实施例二灭弧室的绝缘支撑件的示意图；

图13示出本发明实施例二灭弧室的装配主视示意图；

图14示出图13的D处放大示意图；

图15示出本发明实施例二灭弧室的装配立体示意图，该图中隐藏了一个绝缘侧板；

图16示出本发明实施例三灭弧室的装配立体示意图；

图17示出本发明实施例三灭弧室中的绝缘支架的立体示意图；

图18示出本发明实施例三灭弧室中的灭弧栅片的立体示意图。

以上附图中：1、灭弧栅片；101、上层部分；102、下层部分；103、间隙；104、出气孔；11、切割电弧部；111、弯曲部分；12、栅片腿部；121、栅片支脚；122、安装耳朵；123、折弯部；2、绝缘侧板；3、间隙；4、片状绝缘件；41、凸出部；5、绝缘支撑；51、嵌槽；6、绝缘支架；61、左支撑体；611、插槽；62、右支撑体；621、插槽；63、中间横梁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图3-图11所示，一种灭弧栅片1、灭弧室以及断路器：

参见图4，一种灭弧栅片1、灭弧室以及断路器，所述灭弧栅片1是由一片材对折而成，具体的，具有上下相叠的上层部分101和下层部分102，上层部分101和下层部分102之间留有间隙103，并且，如图6、图7及图11所示，所述上层部分101和下层部分102的间隙103中嵌置有一片状绝缘件4，例如阻燃板纸，但不限于阻燃板纸优选的，片状绝缘件4相较于灭弧栅片的尾部、出气口104、安装耳朵122等均适当凸出灭弧栅片的尾部、出气口104、安装耳朵122，形成凸出部41，如图8、10所示，也就是在边沿处充分隔开灭弧栅片1的上层部分101和下层部分102，凸出部41对灭弧栅片1的适当隔开作用，对分别产生在灭弧栅片1的上层部分101和下层部分102的相邻短弧，增大它们之间的电气间隙，降低相邻短弧直接接触而串成一体的概率。

继续参见图4，所述灭弧栅片1的上层部分101和下层部分102 成一整体由对称的两栅片腿部12和栅片腿部12之间的连接部构成，其连接部的纵深区域上设有切割电弧部11，该切割电弧部用于将电弧在运动过程中切割成若干短弧，这样多片新型灭弧栅片1的切割短弧串联，达到灭弧的目的。优选的，所述切割电弧部11宽度方向上设置有至少一个弯曲部分111，该弯曲部分111是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行。优选的，切割电弧部宽度方向上设有一个凹的弯曲部分111和一个凸的弯曲部分111，且凹的弯曲部分111和凸的弯曲部分111相间布置，凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分111和凸的弯曲部分111相接，以此构成波浪形。灭弧栅片一般采用金属制成，如优选的为钢质材料。

所述凹的弯曲部分111和凸的弯曲部分111可以是诸如V形等从事本行业人员可以想象出的几何形状，并且在栅片宽度方向上凹的弯曲部分111和凸的弯曲部分111数量不受限制，可以只有单个凹或凸，也可以是多个凹、凸相连。本实施例波浪形特征的切割电弧部11增大相邻灭弧栅片1的正对表面积，灭弧栅片1之间的短弧因与灭弧栅片更充分的接触而得到更好的冷却效果；增加灭弧栅片1质量，使得灭弧栅片1在功能结构破坏之前可以承受来自电弧的更多能量，这显然对灭弧室分断能力的提升是有益的。

如图4所示，所述灭弧栅片1的栅片腿部12包括栅片支脚121、连接上层部分101和下层部分102的折弯部123和安装耳朵122，所述栅片支脚121保持原有的平板型，但不受限于图4所示，也可顺延灭弧栅片1的切割电弧部11的波浪形状。当然，也可以如图3所示，栅片腿部12不设置栅片支脚121。

参见图8-10，所述灭弧室包括多个灭弧栅片1以及两个绝缘侧板2；各灭弧栅片1在上下方向上层叠布置，相邻灭弧栅片1间留有间隙3，两个绝缘侧板2相对设置于灭弧栅片1的宽度方向上的两侧，每一灭弧栅片1宽度方向上的边缘与绝缘侧板2固定连接，具体灭弧栅片1是以其安装耳朵122卡嵌于绝缘侧板2上对应孔中铆接。

本实施例灭弧栅片1的上层部分101和下层部分102厚度均为传统平板型的一半，且灭弧栅片1的上层部分和下层部分折叠成一整体大致呈“U”形，该“U”形的开口方向与电弧运动方向一致，也就是连接上层部分101和下层部分102的折弯部123面对电弧运动方向设置。灭弧栅片1内部的间隙103小于各相邻灭弧栅片1之间的间隙3，以此维持对折后的灭弧栅片1厚度不明显增加，装配后灭弧栅片1数量不变。

本实施例灭弧栅片1与绝缘侧板2的安装固定方式，优选的在有片状绝缘件4充分隔开上层部分101和下层部分102的安装耳朵122时，可以选择直接铆装于绝缘侧板2上，例如三聚氰胺板；或者，更好的是将上层部分101和下层部分102的安装耳朵122分别朝上、下弯铆，如图9所示。显然的，这种对灭弧栅片1的安装固定的方式，有效避免灭弧栅片1上层部分101和下层部分102的安装耳朵122直接接触而电短接形成图5中所示路径S2、S3，保持了灭弧栅片1中的电流路径S1，实现灭弧栅片1电流路径对短弧磁吹作用的最大化。

实施例二：参见图12-图15所示：

一种灭弧栅片1、灭弧室以及断路器，与实施例一的不同之处在于：灭弧室还包括一绝缘支撑件5，该绝缘支撑件5设置在灭弧栅片1上的垂直于灭弧栅片1宽度方向的另一方向上的一端处，绝缘支撑件5对每一灭弧栅片1的端部提供支撑。具体的是，如图12及图14所示，绝缘支撑件5上对应每一灭弧栅片1设有嵌槽51，使绝缘支撑件5呈现梳子状，嵌槽51在灭弧栅片1宽度方向上的走势与灭弧栅片1表面的走势相同，例如灭弧栅片1端部为平板型，则嵌槽51走势也为直线，若灭弧栅片1端部为波浪形，则嵌槽51走势相应的也为波浪形。每一灭弧栅片1的端部嵌入绝缘支撑件5上对应的嵌槽51中，以绝缘支撑件5对每一灭弧栅片1的端部提供支撑。

如图15所示，绝缘支撑件5的使用，对灭弧栅片1在宽度方向的中间部提供支撑，有效降低栅片上层部分101和下层部分102在电动力作用下的弯曲程度，是从外部因素提供改善灭弧栅片1结构强度的有效途径；同时，绝缘支撑件5的增加也具有绝缘包裹作用，有效阻碍相邻短弧的接触和短接，避免短弧个数的减少。

其他同实施例一，这时不再赘述。

实施例三：参见图16-图18所示：

一种灭弧栅片1、灭弧室以及断路器，与实施例二的不同之处在于：灭弧栅片1上不设有安装耳朵122，并以一绝缘支架6替代绝缘侧板2和绝缘支撑件5来支撑灭弧栅片1。具体是，绝缘支架6上设有分列的左支撑体61和右支撑体62，左支撑体61和右支撑体62对应分列于灭弧栅片1的宽度方向上的两侧，左支撑体61和右支撑体62上对应于每一灭弧栅片1的对应边缘开设有插槽611、621，即左支撑体61和右支撑体62均呈现梳子状，所述灭弧栅片1的边缘嵌入对应的插槽611、621中固定。且左支撑体61和右支撑体62均延伸至灭弧栅片1的出气孔104处，以此对灭弧栅片1达到有效地支撑。支撑体61和右支撑体62通过中间横梁63连接成一体，在安装在断路器上时中间横梁63能够相对动触头有效绝缘遮盖静触头铜排。该安装方式显然的彻底排除因安装耳朵122铆加工带来的问题。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭弧栅片，其特征在于：所述灭弧栅片是由一片材对折而成，使之具有上下相叠的上层部分和下层部分，上层部分和下层部分之间留有间隙，且所述上层部分和下层部分的间隙中嵌置有一片状绝缘件。

2.根据权利要求1所述灭弧栅片，其特征在于：所述灭弧栅片上设有切割电弧部，所述切割电弧部宽度方向上设置有至少一个弯曲部分，该弯曲部分是凹的或者凸的，所述凹或者凸的轴线与电弧运动方向平行。

3.根据权利要求2所述灭弧栅片，其特征在于：所述切割电弧部宽度方向上设有多个弯曲部分，该多个弯曲部分包括至少一个凹的弯曲部分和一个凸的弯曲部分，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相间布置。

4.根据权利要求3所述灭弧栅片，其特征在于：所述凹的弯曲部分和凸的弯曲部分的截面形状均为圆弧形，且凹的弯曲部分和凸的弯曲部分相接，以此构成波浪形。

5.一种灭弧室，其特征在于：包括多个上述权利要求1-4中任一项所述灭弧栅片，各灭弧栅片在上下方向上层叠布置，相邻灭弧栅片间留有间隙，相邻灭弧栅片之间的间隙大于灭弧栅片内的上层部分和下层部分的之间的间隙。

6.根据权利要求5所述灭弧室，其特征在于：所述灭弧栅片的上层部分和下层部分折叠成一整体大致呈“U”形，该“U”形的开口方向与电弧运动方向一致。

7.根据权利要求5所述灭弧室，其特征在于：还包括两个绝缘侧板，两个绝缘侧板相对设置于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，每一灭弧栅片宽度方向上的边缘与绝缘侧板固定连接。

8.根据权利要求7所述灭弧室，其特征在于：还包括一绝缘支撑件，该绝缘支撑件设置在灭弧栅片上的垂直于灭弧栅片宽度方向的另一方向上的一端处，绝缘支撑件对每一灭弧栅片的端部提供支撑。

9.根据权利要求5所述灭弧室，其特征在于：还包括一绝缘支架，该绝缘支架上设有分列的左支撑体和右支撑体，左支撑体和右支撑体对应分列于灭弧栅片的宽度方向上的两侧，左支撑体和右支撑体上对应于每一灭弧栅片的对应边缘开设有插槽，所述灭弧栅片的边缘嵌入对应的插槽中固定。

10.一种断路器，其特征在于：包括多个上述权利要求5-9中任一项所述灭弧室。