CN107993905B - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器，包括底座，盖板，灭弧装置和触头系统，所述灭弧装置和触头系统设置在由所述底座和所述盖板组成的壳体内部，所述灭弧装置包括灭弧室和隔弧壁，所述隔弧壁由产气材料制成，所述隔弧壁包括正反两面，所述隔弧壁的反面设有与所述灭弧室的进弧侧对应设置的导流槽，所述导流槽上设置有用于引导气流并冷却气流的导流槽凸台。在本发明中，该断路器有效利用电弧自身能量和断路器空间，使流出触头系统和灭弧装置区域的热态气体通过隔弧壁背面的气流通槽重回到触头系统区域，抑制背后击穿现象，提升断路器限流和开断能力。

Description

一种断路器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，更具体地说，涉及一种断路器。

背景技术

随着国民经济的快速发展，配电系统容量和规模不断扩大，短路电流水平也随之增大，短路故障对电力系统及人员、财产安全具有非常大的潜在威胁。此外，人们对电能质量、供电的安全性与可靠性也提出了更高的要求。断路器开断故障电流主要依靠栅片灭弧技术，而电弧能否快速进入栅片并被有效切割受灭弧室内的磁场和气流场影响很大。此外，背后击穿现象在采用栅片灭弧技术的断路器中较为显著。

如何充分利用电弧自身能量和断路器空间，促进电弧进入栅片，抑制背后击穿现象，提升断路器限流和开断能力，是断路器技术领域的关键问题和难点，对该问题的研究具有重大的理论和工程意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种断路器，该断路器可以有效利用电弧自身能量和断路器空间，抑制背后击穿现象，提升断路器限流和开断能力。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种断路器，包括底座，盖板，灭弧装置和触头系统，所述灭弧装置和触头系统设置在由所述底座和所述盖板组成的壳体内部，所述灭弧装置包括灭弧室和隔弧壁，所述隔弧壁由产气材料制成，所述隔弧壁包括正反两面，所述隔弧壁的反面设有与所述灭弧室的进弧侧对应设置的导流槽，所述导流槽上设置有用于引导气流并冷却气流的导流槽凸台。

优选的，所述导流槽至少设置为两条，且相邻的两条导流槽凸台之间可形成用于引导气流的气流通槽；

所述导流槽设置为弧形，且所述导流槽的一端与所述灭弧室的进弧侧对应设置，另一端沿所述隔弧壁的表面向上倾斜。

优选的，所述隔弧壁上靠近所述灭弧室的进弧侧的一端设有引导气流进入隔弧壁反面区域的通气孔。

优选的，所述通气孔为圆形，所述通气孔设置为两个，并与所述导流槽间隔设置。

优选的，还包括用于降低所述灭弧室内压力的排气口，所述排气口设置在所述隔弧壁下方。

优选的，还包括用于降低所述灭弧室内压力的排气口，所述排气口设置在所述壳体的底部和/或所述底座的底部。

优选的，所述底座和盖板上设有固定隔弧壁的第一定位柱，所述隔弧壁设有与所述第一定位柱相匹配的第一定位孔。

优选的，所述隔弧壁包括第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边为平直段，所述第二侧边为圆弧段，所述第三侧边上设有凹槽缺口；在第二侧边靠近平直段处设有直角凸起。

优选的，在所述第二侧边上设有第二定位孔，所述底座和盖板上分别设有与所述第二定位孔相互配合的第二定位柱。

优选的，所述灭弧装置还包括上引弧角和下引弧角，所述下引弧角为圆弧状，所述下引弧角设于底座的底部，与隔弧壁的圆弧段相对设置，所述上引弧角为U型，一端与静触头连接，所述上引弧角和所述下引弧角之间形成引弧通道，所述引弧通道的一端靠近静触头和动触头活动区域，另一端延伸向灭弧室的入弧口一侧。

本发明提供的一种断路器，包括底座，盖板，灭弧装置和触头系统，灭弧装置和触头系统设置在由底座和盖板组成的壳体内部，灭弧装置包括灭弧室和隔弧壁，隔弧壁包括正反两面，隔弧壁的正反两面上均设有至少两条且与灭弧室的进弧侧对应设置的导流槽，隔弧壁的反面的导流槽上设置有导流槽凸台，相邻的两条导流槽凸台之间可形成用于引导气流的气流通槽。

根据上述的技术方案，可以知道，本发明的断路器能充分利用电弧自身能量以及断路器隔弧壁的作用，使运动至前方的热态气体通过隔弧壁背面的气流通槽重回到触头系统区域，再次促进电弧运动，抑制背后击穿现象的发生，从而有效提高断路器的开断能力。

综上所述，所以该断路器可以有效的解决断路器背后击穿现象的发生、断路器开断能力低等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的断路器的底座局部截面结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的断路器的盖板局部截面结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的断路器的隔弧壁的正面结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的断路器的隔弧壁的立体结构示意图。

其中，附图中标记如下：

1-底座，2-盖板，3-灭弧室，4-隔弧壁，41-第一侧边，42-第二侧边，43-第三侧边，44-凹槽缺口，45-直角凸起，5-导流槽，6-导流槽凸台，7-气流通槽，8-触头系统，81-动触头，82-静触头，9-第一定位孔，10-第二定位孔，11-通气孔，12-排气孔，13-下引弧角，14-上引弧角。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种断路器，以解决断路器背后击穿现象的发生、断路器开断能力低等问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，图1为本发明实施例所提供的断路器的底座局部截面结构示意图，图2为本发明实施例所提供的断路器的盖板局部截面结构示意图，图3为本发明实施例所提供的断路器的隔弧壁的正面结构示意图，图4为本发明实施例所提供的断路器的隔弧壁的立体结构示意图。

在传统的断路器中，当进行灭弧时，断路器内部的空间以及灭弧室内部的空间实际上并没有被充分利用，使得将电弧引入灭弧室的能力受到限制，气流的分散效果不佳，造成断路器的分断能力有限。

本发明提供的一种断路器，包括底座1，盖板2，灭弧装置和触头系统8，灭弧装置和触头系统8设置在由底座和盖板组成的壳体内部，灭弧装置包括灭弧室3和隔弧壁4，隔弧壁4包括正反两面，断路器隔弧壁4的正反两面可采用对称结构，以提高了零件的通用性，降低了生产过程中多种隔弧壁4混用的风险，也可以降低生产成本，避免给产品质量造成极大的隐患，隔弧壁的反面上设有至少两条且与灭弧室3的进弧侧对应设置的导流槽5，导流槽5另一端部可以设置为向上倾斜的方式，这样更有利于使电弧气流向灭弧室3的上方移动，防止灭弧室3下方烧毁严重从而增加灭弧室3的使用寿命，隔弧壁的正面也可以设置导流槽5，以增加隔弧壁4的爬电距离，隔弧壁4的反面的导流槽5上设置有导流槽凸台6，相邻的两条导流槽凸台6之间可形成用于引导气流的气流通槽7，电弧气流进入气流通槽7后由于导流槽凸台6的分割阻挡作用，可以防止高温气流在流动的过程中相互干扰，保证高温气流的流动顺畅；隔弧壁4可以采用产气材料(例如：尼龙、POM、PMMA、PTFE等)，与高温气流接触时能产生大量气体，一方面增大压力和气吹作用，另一方面有效降低高温气流的温度，产气材料在断路器中的应用将大大提升断路器的开断容量，而导流槽凸台6的设计除了可以形成气流通槽7引导气流外，则是可以更好的增加高温气流和隔弧壁4的接触面积，进一步的降低高温气流的温度和增加气吹作用。

需要进一步说明的是，导流槽5和导流槽凸台6的设计可以规范化和统一化，这样可以使得底座1和盖板2易于加工且外形美观，也可以很好的保证高温气流流动时的稳定性。

触头系统8区域包括动触头81和静触头82，气流通槽7的一端延伸至灭弧室3的进弧侧前方，另一端延伸至底座1侧壁上设置的静触头82前方，动触头81的端部设置有悬于气流通槽7上方并可与静触头82接触形成电连接的触头部，动触头81的触头部设置在气流通槽7上方使动触头81与静触头82分离或闭合时产生的电弧气流或高温气流可快速地被引导至灭弧室3内，进而进一步提高断路器的短路电流分断性能和断路器的灭弧能力。

隔弧壁4包括第一侧边41、第二侧边42和第三侧边43，第一侧边41为平直段，第二侧边42为圆弧段，第三侧边43上设有凹槽缺口44，这样的设计可以增加隔弧壁4的爬电距离，也可以增加隔弧壁4与高温气流的接触面积，从而提高隔弧壁4的电气寿命和断路器的分段能力，在第二侧边42靠近平直段处设有直角凸起45，平直段一端设置的直角凸起45可以分别与底座1和盖板2上设置的固定凸块相互配合安装，使得隔弧壁3的结构更加稳定，同时形成了密闭的隔弧空间。

底座1和盖板2上设有固定隔弧壁4的第一定位柱，隔弧壁4设有与第一定位柱相匹配的第一定位孔9，在第二侧边42上设有第二定位孔10，底座1和盖板2上分别设有与第二定位孔10相互配合的第二定位柱，隔弧壁4的第一定位孔9和第二定位孔10分别为圆形定位孔和椭圆形定位孔，隔弧壁4的第一定位孔9和第二定位孔10分别与第一定位柱和第二定位柱采用过盈配合的方式对隔弧壁4进行固定，这样的固定方式，使得两片隔弧壁4与底座1和盖板2的结合更加的稳定，形成稳定的隔弧空间的同时更好的引导高温气流和降低高温气流的温度，需要说明的是，第一定位柱、第二定位柱、第一定位孔9和第二定位孔10的数量和形状都可相应变化，其固定结构也可采用其他的固定结构，只要能够达到相同的技术效果即可。

在本发明的一个具体实施例中，隔弧壁4上靠近灭弧室3的进弧侧的一端设有引导气流进入隔弧壁4反面区域的通气孔11，通气孔11可以设置为两个，并与导流槽5间隔设置，灭弧系统处的高温气流通过通气孔11可以通过气流通槽一部分被再次引导至触头系统8区域，成为正向促进电弧运动的气流，以此形成循环气流促进电弧运动，抑制背后击穿现象的发生；另一部分会从隔弧壁4背面的排气口12处出去，以减少断路器内的游离气体；需要说明的是，通气孔11的数量和形状可根据隔弧壁4的结构而相应的变化，只要能够达到相同的技术效果即可。

在本发明的一个具体实施例中，隔弧壁4下方设置可以用于降低灭弧室3内压力的排气口12，排气口12还可以设置在盖板2的底部和/或底座1的底部，以用于促进断路器内高温气体的流动，提高断路器灭弧机构的灭弧效率，减少断路器内的游离气体。

排气口12设置成较小的截面尺寸，防止排气口12的截面尺寸较大也就是开口较大，排出的气体有可能与外部的金属部件接触造成电气安全隐患，不容易产生漏电或者火灾，同时也是建立理想的气吹压力的基础，如果排气口12太大，气吹压力建立不够的话，电弧气流的气吹效果同样不理想。

在本发明的一个具体实施例中，灭弧装置还包括下引弧角13和上引弧角14，下引弧角14为圆弧状，下引弧角14设于底座1的底部，与隔弧壁4的圆弧段相对设置，上引弧角14为U型，一端与静触头82连接，上引弧角14和下引弧角13之间形成引弧通道，引弧通道的一端靠近静触头82和动触头81活动区域，另一端延伸向灭弧室3的入弧口一侧，通过设置下引弧角13和上引弧角14，能够将产生的电弧快速的引入灭弧室3中进行灭弧，下引弧13和上引弧角14设置成圆弧形和U型使得引弧通道形成弧状，更有利于电弧进入灭弧室3，从而提高断路器的灭弧能力和分断能力。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种断路器，包括底座，盖板，灭弧装置和触头系统，所述灭弧装置和触头系统设置在由所述底座和所述盖板组成的壳体内部，其特征在于，所述灭弧装置包括灭弧室和隔弧壁，所述隔弧壁由产气材料制成，所述隔弧壁包括正反两面，所述隔弧壁的反面设有与所述灭弧室的进弧侧对应设置的导流槽，所述导流槽上设置有用于引导气流并冷却气流的导流槽凸台，所述隔弧壁上靠近所述灭弧室的进弧侧的一端设有引导气流进入隔弧壁反面区域的通气孔。

2.如权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述导流槽至少设置为两条，且相邻的两条所述导流槽凸台之间可形成用于引导气流的气流通槽；

所述导流槽设置为弧形，且所述导流槽的一端与所述灭弧室的进弧侧对应设置，另一端沿所述隔弧壁的表面向上倾斜。

3.如权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述通气孔为圆形，所述通气孔设置为两个，并与所述导流槽间隔设置。

4.如权利要求1或2所述的一种断路器，其特征在于，还包括用于降低所述灭弧室内压力的排气口，所述排气口设置在所述隔弧壁下方。

5.如权利要求1或2所述的一种断路器，其特征在于，还包括用于降低所述灭弧室内压力的排气口，所述排气口设置在所述壳体的底部和/或所述底座的底部。

6.如权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述底座和盖板上设有固定所述隔弧壁的第一定位柱，所述隔弧壁设有与所述第一定位柱相匹配的第一定位孔。

7.如权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述隔弧壁包括第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边为平直段，所述第二侧边为圆弧段，所述第三侧边上设有凹槽缺口；在第二侧边靠近平直段处设有直角凸起。

8.如权利要求7所述的一种断路器，其特征在于，在所述第二侧边上设有第二定位孔，所述底座和盖板上分别设有与所述第二定位孔相互配合的第二定位柱。

9.如权利要求8所述的一种断路器，其特征在于，所述灭弧装置还包括上引弧角和下引弧角，所述下引弧角为圆弧状，所述下引弧角设于所述底座的底部，与所述隔弧壁的圆弧段相对设置，所述上引弧角为U型，一端与静触头连接，所述上引弧角和所述下引弧角之间形成引弧通道，所述引弧通道的一端靠近静触头和动触头活动区域，另一端延伸向灭弧室的入弧口一侧。

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