CN109192570A - 一种直流pc级双电源开关灭弧结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流PC级双电源开关灭弧结构，包括双层电源结构；所述电源结构包括基座和罩壳；所述基座上安装有四个静触头组和一个动触头；每个静触头组包括两个静触头，两个静触头相对安装于动触头两侧；所述动触头包括动触头杆；所述动触头杆与基座的横向边缘平行；动触头杆沿基座横向边缘的方向运动时，动触头触点和静触头触点闭合或者断开；在所述基座和所述罩壳之上分别固定有多个永磁装置；所述永磁装置包括永磁；永磁外侧安装有隔弧板；当罩壳覆盖于基座之上时，所述静触头触点位于两个永磁装置之间。本发明可以快速灭弧，有效地解决了电源断开时的产生的拉弧现象，加快了双电源开关的断开速度，提高了双电源开关的分断能力。
Description
技术领域
本发明涉及PC级双电源开关，具体涉及一种直流PC级双电源开关灭弧结构。
背景技术
直流PC级双电源开关一般用于医院手术室、火车等用电设备不能断电的场合，在这些场合中，用电设备如果断电，会影响工作进度，造成严重后果。为了防止临时断电，这些场合的用电设备一般要设置备用电源。直流PC级双电源开关就是用于当常用电源出现问题时，将用电设备从常用电源切换到备用电源的用电装置。
双电源开关一般包括双层电源结构，第一层电源结构的电力输入端连接常用电源，第二层电源结构的电力输入端连接备用电源，第一层电源结构的电力输出端和第二层电源结构的电力输出端短接，作为双层电源结构的输出端，连接用电设备。当常用电源出现问题时，双层电源结构迅速将用电设备切换至备用电源。为了使得用电设备工作不中断，对双电源结构的要求就是转换速度要尽量快。但是当电源断开时，会出现拉弧现象，减小电源断开速度，且对电源造成安全隐患。
现有技术针对交流电弧的灭弧方法已经比较成熟了。但是，直流PC级双电源开关的燃弧及熄弧过程与交流断路器是不同的。交流断路器分断时产生的交流电弧每秒钟有2f(f为电网频率)次经过零点。通过近极效应，使电弧熄灭。交流断路器只要解决电弧重燃问题，即解决由导电状态恢复到介质绝缘状态的介质强度恢复过程。而在直流电源中，触头分离时产生的直流电弧恒定不变，电流愈大，时间常数愈大，电弧就愈难熄灭。现常用的灭弧方式是将产生的电弧通过引弧片引入灭弧室进行灭弧，但存在电弧导向性不强，灭弧时间长，灭弧效果差等缺陷，造成双电源结构的灭弧能力不强。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种直流PC级双电源开关灭弧结构。
本发明所采用的技术方案如下：
一种直流PC级双电源开关灭弧结构，包括双层电源结构；所述电源结构包括基座和罩壳；所述基座上安装有四个静触头组和一个动触头；每个静触头组包括两个静触头，两个静触头相对安装于动触头两侧；所述静触头固定于基座的横向边缘处；所述静触头的内侧端头处有静触头触点；所述静触头的外侧端头处为电路接线端；所述动触头包括动触头杆；所述动触头杆与基座的横向边缘平行；所述动触头杆的杆身两边固定有多个向外伸出的动触头触点；动触头杆沿基座横向边缘的方向运动时，动触头触点和静触头触点接触或者分离；在所述基座和所述罩壳之上分别固定有多个永磁装置；所述永磁装置包括永磁；永磁外侧安装有隔弧板；当罩壳覆盖于基座之上时，所述静触头触点位于两个永磁装置之间。
其进一步的技术方案为：所述基座上还安装有多组灭弧片；所述灭弧片安装于永磁装置的旁侧。
其进一步的技术方案为：在所述基座上固定有多个灭弧片固定槽；灭弧片固定槽设置于永磁装置的旁侧；每个灭弧片固定槽中固定有一组灭弧片；灭弧片固定槽包括多个平行等距排列的槽口；灭弧片下端固定于槽口中；灭弧片的平面与所述动触头的运动方向垂直。
其进一步的技术方案为：当罩壳覆盖于基座之上时，所述静触头触点两侧的两个永磁装置中的永磁磁极相反。
其进一步的技术方案为：固定于基座的同一个横向边缘处的四个静触头平行、等距安装。
其进一步的技术方案为：所述基座和罩壳上均固定有多个圆柱组；沿基座或者罩壳的同一横向边缘处固定的圆柱组排列在一条直线上；每个圆柱组包括两个圆柱；隔弧板上设置有两个通孔，通孔穿过圆柱，将隔弧板固定于基座或者罩壳之上。
其进一步的技术方案为：动触头杆沿基座横向边缘的方向运动时，动触头触点在两个位置之间移动，当动触头触点移动至第一位置时，动触头触点和静触头触点接触，当动触头触点移动至第二位置时，动触头触点和静触头触点分离。
本发明的有益效果如下：。
本发明将灭弧装置安装于直流PC级双电源开关中，两个永磁装置之间产生磁性相拆的磁场，当动触头和静触头之间有电弧产生时，电弧产生的电子能够快速被磁场吸引，产生磁吹，使电弧快速被引向灭弧片，从而快速灭弧，有效地解决了电源断开时的产生的拉弧现象，加快了电源断开速度，提高了电源分断能力，也即加快了电源的切换速度，使得用电设备断电时间减小，减轻断电对用电设备造成的不利影响。
本发明的两个永磁装置分别安装于基座和罩壳之上，且永磁灭弧装置为扁平结构，所以两个永磁装置紧贴于基座和罩壳的内壁安装，不会额外增加电源的体积，也不会影响现有电源中的部件，维持了双层电源的紧凑结构。
本发明还增加了隔弧板，防止了电弧泄露，确保了电源的操作安全。
本发明通过安装灭弧片进行灭弧，相对于现有技术中的灭弧室，结构简单，制作成本低，灭弧效果好。且体积更小，不会额外增加电源整体的体积。
附图说明
图1是一层电源结构中基座的上视图。
图2是图1中I部分中拆去隔弧板后永磁和灭弧片的示意图。
图3是一层电源结构中罩壳的上视图。
图4是一层电源结构的截面图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。
本发明包括两层电源结构，第一层电源结构用于连接常用电源，第二层电源结构用于连接备用电源。第一层电源结构和第二层电源结构的内部结构相同。
图1是一层电源结构中基座的上视图。图2是图1中I部分中拆去隔弧板后永磁和灭弧片的示意图。图3是一层电源结构中罩壳的上视图。
如图1～图3所示，在一层电源结构中，包括基座7和罩壳6。基座7上安装有四个静触头组和一个动触头5。每个静触头组包括两个静触头1，两个静触头1相对安装于动触头5两侧。静触头1固定于基座7的横向边缘处。固定于基座7的同一个横向边缘处的四个静触头1平行、等距安装。
静触头1的内侧端头处有静触头触点，用于与动触头触点接触。静触头1的外侧端头处为电路接线端，四个静触头组中，一边的四个静触头1连接三相四线电源的四个电源端子，另一边的四个静触头1连接用电设备的四个电源端子。如图1所示，静触头1为刀状，刀柄处为静触头触点，刀头处为电路接线端。
动触头5包括动触头杆。动触头杆安装于基座7的中线处，动触头杆与基座7的横向边缘平行。动触头杆的杆身两边固定有多个向外伸出的动触头触点，与静触头触点对应。
动触头杆可沿基座7横向边缘的方向运动。具体的，动触头杆沿基座7的横向边缘的方向运动时，动触头触点在相邻的两个静触头1之间移动。当动触头杆移动到第一位置时，动触头触点和静触头触点接触，电源闭合，当动触头杆移动到第二位置时，动触头触点和静触头触点分离，电源断开。
在基座7和罩壳6之上分别固定有多个永磁装置。永磁装置包括永磁4。永磁4外侧安装有隔弧板3。永磁装置安装于罩壳6之上时，永磁4固定在隔弧板3和罩壳6之间。永磁装置安装于基座7之上时，永磁4固定在或者固定在隔弧板3和基座7之间。
如图1和图3所示，具体的，基座7的两个横向边缘处有多个圆柱组。沿同一横向边缘处固定的圆柱组排列在一条直线上。每个圆柱组包括两个圆柱。隔弧板3上设置有两个通孔，通孔穿过圆柱，使用螺钉或者焊接等固定方式，将隔弧板3固定于基座7之上。同理，罩壳6之上也有多个圆柱组，永磁装置固定在罩壳6之上时，固定位置和固定方法与其固定在基座7上时相同。
当罩壳6覆盖于基座7之上时，基座7上的永磁装置和罩壳6之上的永磁装置分别位于每个静触头触点的上下两侧。且每个静触头触点的上下两侧的永磁装置中的永磁4的磁极相反。
如图1、图4所示，还包括多组灭弧片2，灭弧片2安装于永磁装置的旁侧。具体的，灭弧片2是安装在灭弧片固定槽中的。
在基座7上固定有多个灭弧片固定槽。灭弧片固定槽设置于永磁装置4的旁侧。每个灭弧片固定槽中固定有一组灭弧片2。灭弧片固定槽包括多个平行等距排列的槽口，灭弧片2下端固定于槽口中，灭弧片2的平面与所述动触头5的运动方向垂直。在图4所示的实施例中，灭弧片固定槽包括三个平行等距排列的槽口，每个灭弧片组中有三个灭弧片3，三个灭弧片3下端分别对应固定于三个槽口中。
灭弧片相对于现有技术的灭弧室，结构简单，制作成本低，灭弧效果好。且体积更小，不会额外增加电源整体的体积。
双电源开关的包括双层电源结构，第一层电源结构的电力输入端连接常用电源，第二层电源结构的电力输入端连接备用电源，第一层电源结构的电力输出端和第二层电源结构的电力输出端短接，作为双层电源结构的输出端，连接用电设备。当常用电源正常工作时，第一层电源结构中的动触头5移动至第一位置，动触头触点和静触头触点接触，常用电源闭合，第二层电源结构中的动触头5移动至第二位置，动触头触点和静触头触点之间分离，备用电源断开。当常用电源出现问题，需要切换备用电源时，电源结构外部的电机运动，拉动第一层电源结构中的动触头5移动至第二位置，动触头触点和静触头触点分离，常用电源断开，同时推动第二层电源结构中的动触头5移动至第一位置，动触头触点和静触头触点之间接触，备用电源闭合。
为了避免电源切换过慢，使得设备断电过久，影响设备正常工作，所以要求双电源系统切换速度尽量快。
当动触头触点和静触头触点刚开始分离时，其间隙很小，电场强度极大，易产生高热和强场，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极。同时这自由电子在电场中撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，电子在强电场作用下继续向阳极移动时，还要撞击其他中性分子，因此，在触头间隙中就产生大量的正离子和电子的带电粒子。使气体导电形成炽热的电子流，即电弧。也就是说这个过程中会产生拉弧现象，减慢电源的断开速度，也就减慢了电源的切换速度，且增加了安全隐患。要熄灭电弧，就要抑制游离因素和加强去游离因素，如将电弧拉入窄缝，增加动触头与栅片之间的距离等，缩小电弧直径，使其内部的离子浓度增大，就可以加强扩散和冷却作用，把电弧拉长，或在电弧内部设置障碍，是局部离子和电子复合，使去游离作用大于游离作用，就能将电弧熄灭。
本发明就是利用动触头触点和静触头触点接触位置旁侧安装的两个磁极相反的永磁4产生强力磁吹，使电弧快速吹向灭弧片2，从而达到快速灭弧的效果。
本发明中，在基座7和罩壳6上都安装了永磁装置，并且两边永磁装置中的永磁4磁性相对，两边产生磁性相拆的磁场。当有电弧产生时，电弧产生的电子能够快速被磁场吸引，产生磁吹，使电弧快速被引向灭弧片2，从而快速灭弧，有效地解决了直流PC级双电源开关燃弧时间长的问题，缩短了双电源开关的断开时间，有利于提高双电源开关的分断能力，延长了双电源开关的使用寿命。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (7)
1.一种直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：包括双层电源结构；所述电源结构包括基座(7)和罩壳(6)；所述基座(7)上安装有四个静触头组和一个动触头(5)；每个静触头组包括两个静触头(1)，两个静触头(1)相对安装于动触头(5)两侧；所述静触头(1)固定于基座(7)的横向边缘处；所述静触头(1)的内侧端头处有静触头触点；所述静触头(1)的外侧端头处为电路接线端；所述动触头(5)包括动触头杆；所述动触头杆与基座(7)的横向边缘平行；所述动触头杆的杆身两边固定有多个向外伸出的动触头触点；动触头杆沿基座(7)横向边缘的方向运动时，动触头触点和静触头触点接触或者分离；在所述基座(7)和所述罩壳(6)之上分别固定有多个永磁装置；所述永磁装置包括永磁(4)；永磁(4)外侧安装有隔弧板(3)；当罩壳(6)覆盖于基座(7)之上时，所述静触头触点位于两个永磁装置之间。
2.如权利要求1所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：所述基座(7)上还安装有多组灭弧片(2)；所述灭弧片(2)安装于永磁装置(4)的旁侧。
3.如权利要求2所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：在所述基座(7)上固定有多个灭弧片固定槽；灭弧片固定槽设置于永磁装置(4)的旁侧；每个灭弧片固定槽中固定有一组灭弧片(2)；灭弧片固定槽包括多个平行等距排列的槽口；灭弧片(2)下端固定于槽口中；灭弧片(2)的平面与所述动触头(5)的运动方向垂直。
4.如权利要求1所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：当罩壳(6)覆盖于基座(7)之上时，所述静触头触点两侧的两个永磁装置中的永磁(4)磁极相反。
5.如权利要求1所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：固定于基座(7)的同一个横向边缘处的四个静触头(1)平行、等距安装。
6.如权利要求1所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：所述基座(7)和罩壳(6)上均固定有多个圆柱组；沿基座(7)或者罩壳(6)的同一横向边缘处固定的圆柱组排列在一条直线上；每个圆柱组包括两个圆柱；隔弧板(3)上设置有两个通孔，通孔穿过圆柱，将隔弧板(3)固定于基座(7)或者罩壳(6)之上。
7.如权利要求1所述的直流PC级双电源开关灭弧结构，其特征在于：动触头杆沿基座(7)横向边缘的方向运动时，动触头触点在两个位置之间移动，当动触头触点移动至第一位置时，动触头触点和静触头触点接触，当动触头触点移动至第二位置时，动触头触点和静触头触点分离。
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