CN109559947A - 一种多极断路器 - Google Patents

Abstract

一种多极断路器，包括至少一个第一、第二极单元，第一极单元包括第一静触头、第一动触头及第一灭弧装置，第一灭弧装置包括数枚第一栅片，数枚第一栅片以间隔状态层叠设置，第二极单元包括第二静触头、第二动触头及第二灭弧装置，第二灭弧装置包括数枚第二栅片，数枚第二栅片以间隔状态层叠设置，还包括有等电位连接件，其连接数枚第一栅片中的一片与数枚第二栅片中的一片或者连接数枚第一栅片中的一片与第二静触头，由等电位连接件与第一静触头之间的第一栅片和/或等电位连接件与第二静触头之间的第二栅片将第一、第二静触头之间的电弧切割分断。缩短电弧在动触头上的燃烧时间，提高断路器分断能力，延长电寿命。

Description

一种多极断路器

技术领域

本发明属于低压电气技术领域，具体涉及一种多极断路器。

背景技术

多极断路器作为电网的保护元件，其功能是当电路中出现短路电流或者过载电流时，能够及时切断回路以保证回路中的电器不受损坏。当断路器分断时，会在动、静触头之间产生电弧，由于电弧能量较大，因而电弧不能在动静触头之间停留较长的时间，否则会造成触头的严重烧蚀，甚至烧坏断路器。

如何快速地将电弧从触头区引导至灭弧栅片区成为断路器的关键技术，通常的手段包括在静触头附近设置磁性引弧片，人为地给电弧一条引导通路，使电弧能够转移至栅片组，或者在动触头附近的栅片上利用合理的引弧措施，使动触头上的电弧引导至栅片组，从而达到转移电弧的目的。

事实上，由于断路器的设计是以电网中最严酷的三相短路作为基准的，而短路大部分又是出现在负载端，此时一旦发生短路，任意两相之间都会形成回路，其中动静触头之间的电流是以电弧的形式传导的。

图1所示为已有技术中的多极断路器的内部结构示意图，图中：A、B和C分别表示A相、B相和C相；dA、dB和dC分别表示A相动触头、B相动触头和C相动触头；jA、jB和jC分别表示A相静触头、B相静触头和C相静触头；pA、pB和pC分别表示A相引弧栅片、B相引弧栅片和C相引弧栅片。

以A相为例，一旦出现三相短路，则A相负载端与B相负载端导通，同时各相动、静触头打开形成电弧，此时电流路径如图所示，依次为A相进线端子、A相静触头、A相栅片、A相动触头、短路发生点、B相动触头、B相栅片、B相静触头、B相进线端子，电弧会在动触头和引弧栅片之间燃烧，直至电弧熄灭，此时会造成触头的大量烧蚀。

断路器在三相短路开断过程中，总会存在从动触头到静触头的电流路径，换句话说电弧总会在动触头和引弧栅片之间燃烧一段时间，直至电弧被熄灭，触头被烧蚀程度视燃弧能量决定，燃弧能量越高，则触头的烧损越严重，尤其是，在直流回路中，由于不存在过零点，因此电弧的熄灭难度还会提高。

因此，如何减少电弧在动触头和引弧栅片上的燃烧是提高断路器分断能力和电寿命的关键，其中一个思想是在三相短路开断过程中避开上述回路而藉以使电弧仅在引弧栅片上燃烧直至熄灭。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于通过改变短路电流路径来避免在短路开断过程中动触头上流过短路电流而藉以减少电弧在动触头上的燃烧并且提高分断能力以及电寿命的多极断路器。

本发明的任务是这样来完成的，一种多极断路器，包括至少一个第一极单元和一个第二极单元，第一极单元包括一第一静触头、一与第一静触头接触或分离的第一动触头以及一第一灭弧装置，该第一灭弧装置包括数枚第一栅片，该数枚第一栅片沿着第一动触头相对于第一静触头分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，第二极单元包括一第二静触头、一与第二静触头接触或分离的第二动触头以及一第二灭弧装置，该第二灭弧装置包括数枚第二栅片，该数枚第二栅片沿着第二动触头相对于第二静触头分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，还包括有一等电位连接件，该等电位连接件连接所述数枚第一栅片中的一片与所述数枚第二栅片中的一片或者连接数枚第一栅片中的一片与所述的第二静触头，由等电位连接件与所述第一极单元的第一静触头之间的第一栅片和/或等电位连接件与第二极单元的第二静触头之间的第二栅片将第一、第二静触头之间的电弧切割分断。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的数枚第一栅片包括位于顶部的一第一引弧片和位于该第一引弧片下方的数枚第一灭弧栅片，所述的数枚第二栅片包括位于顶部的一第二引弧片和位于该第二引弧片下方的数枚第二灭弧栅片。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的等电位连接件连接第一引弧片和第二引弧片或者连接第一引弧片和第二静触头或者连接数枚第一灭弧栅片中的一片和数枚第二灭弧栅片中的一片或者连接第一引弧片和数枚第二灭弧栅片中的一片。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的等电位连接件在对应于所述第一引弧片和第二引弧片之间的位置直接与第一引弧片以及第二引弧片构成一体结构。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的等电位连接件由所述第一引弧片朝向所述第二引弧片的一侧的边缘部位向上折弯而形成的第一折弯部以及由第二引弧片朝向第一引弧片的一侧的边缘部位并且在对应于第一折弯部的位置向上折弯而形成的第二折弯部组成，该第一、第二折弯部彼此固定连接。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的第一折弯部以及第二折弯部由折弯部固定连接件固定连接，所述的折弯部固定连接件为螺钉或铆钉。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的第一极单元和第二极单元彼此并排设置，所述的第一栅片、第二栅片以及等电位连接件为导磁材料。

根据相同的发明思路，还可以得到：一种多极断路器，包括至少一个第一极单元和一个第二极单元，第一极单元包括一第一静触头、一与第一静触头接触或分离的第一动触头以及一第一灭弧装置，该第一灭弧装置包括数枚第一栅片，该数枚第一栅片沿着第一动触头相对于第一静触头分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，第二极单元包括一第二静触头、一与第二静触头接触或分离的第二动触头，其特征在于：还包括有一等电位连接件，所述的等电位连接件连接数枚第一栅片中的一片与所述的第二静触头，由等电位连接件与第一极单元的第一静触头之间的第一栅片将第一、第二静触头之间的电弧切割分断。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的数枚第一栅片包括位于顶部的一第一引弧片和位于该第一引弧片下方的数枚第一灭弧栅片。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的等电位连接件连接第一引弧片和第二静触头或者连接数枚第一灭弧栅片中的一片和第二静触头。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于采用了等电位连接件，由等电位连接件改变短路电流路径，避免在短路开断过程中动触头上流过短路电源，起到显著缩短电弧在动触头上的燃烧时间，避免动触头烧蚀，既可提高断路器分断能力，又能延长断路器的电寿命。

附图说明

图1为已有技术中的多极断路器的内部结构示意图。

图2为本发明的实施例1和实施例2的多极断路器的内部结构示意图。

图3为本发明实施例1的详细结构图。

图4为本发明实施例2的详细结构图。

图5为本发明实施例3的多极断路器的内部结构图。

图6为本发明实施例3的详细结构图。

具体实施方式

实施例1：

请参见图2，图2中示意的A、B和C分别表示多极断路器的A相、B相和C相；图2中示意的dA、dB和dC分别表示多极断路器的A相动触头、B相动触头和C相动触头；图2中示意的jA、jB和jC分别表示多极断路器的A相静触头、B相静触头和C相静触头；图2中示意的pA、pB和pC分别表示多极断路器的A相引弧栅片、B相引弧栅片和C相引弧栅片。

请参见图3，示出了一个第一极单元1和一个第二极单元2，其在多极断路器中并排设置，第一极单元1包括一第一静触头11、一与第一静触头11接触或分离的第一动触头12以及一第一灭弧装置13，该第一灭弧装置13包括数枚第一栅片131，该数枚第一栅片131沿着第一动触头12相对于第一静触头11分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，第二极单元2包括一第二静触头21、一与第二静触头21接触或分离的第二动触头22以及一第二灭弧装置23，该第二灭弧装置23包括数枚第二栅片231，该数枚第二栅片231沿着第二动触头22相对于第二静触头21分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置。由于前述的第一极单元1和第二极单元2属于现有技术，因而申请人不再展开说明。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：在上述多极断路器的结构体系还包括有一等电位连接件3，该等电位连接件3连接数枚第一栅片131中的一片与数枚第二栅片231中的一片。

在本实施例中，前述的数枚第一栅片131包括位于顶部的一第一引弧片1311和位于该第一引弧片1311下方的数枚第一灭弧栅片1312，前述的数枚第二栅片231包括位于顶部的一第二引弧片2311和位于该第二引弧片2311下方的数枚第二灭弧栅片2312。等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二引弧片2311。

前述的等电位连接件3在对应于前述第一、第二引弧片1311、2311之间的位置直接与第一引弧片1311以及第二引弧片2311构成一体结构，也就是说第一、第二引弧片1311、2311以及等电位连接件3三者彼此构成为一体结构。在本实施例中，前述的第一、第二引弧片1311、2311以及等电位连接件3由硅的质量%含量为0.5-4%的高导磁材料即硅钢片制作。

实施例2：

请参见图4并且结合图2，在本实施例中，前述的等电位连接件3由前述第一引弧片1311朝向前述第二引弧片2311的一侧的边缘部位向上折弯而形成的第一折弯部31以及由第二引弧片2311朝向第一引弧片1311的一侧的边缘部位并且在对应于第一折弯部31的位置向上折弯而形成的第二折弯部32组成，该第一、第二折弯部31、32彼此固定连接（也可称“电气连接”）。

前述的第一折弯部31以及第二折弯部32由折弯部固定连接件33固定连接，具体而言由螺钉固定连接，但也可以用铆接固定连接（铆接），甚至可以采用焊接或其它等效的方式将第一、第二折弯部31、32固定连接。其余均同对实施例1的描述。

上述实施例1和实施例2的效果如下：

如图2所示并且结合图1，以A相为例，由于A相即第一极单元1的第一灭弧装置13的第一引弧片1311与B相即第二极单元2的第二灭弧装置23的第二引弧片2311之间由等电位连接件3连接，动触头上的电弧转移至第一极单元1的第一灭弧装置13和第二极单元2的第二灭弧装置23之后，电流路径不再经过第一动触头12和第二动触头22，而是从A相接线端子、第一静触头11流经第一极单元1的第一灭弧装置13、经过等电位连接件3、第二极单元2的第二灭弧装置23之后再从第二静触头21、B相接线端子流出，等电位连接件3与第一静触头11之间的第一栅片131和等电位连接件3与第二静触头21之间的第二栅片231切割分断第一静触头11和第二静触头21之间的电弧。此时，动触头上不再流过短路电流，得以极大地减少电弧在动触头上的燃烧时间，从而能避免动触头的烧蚀，提高断路器的分断能力和电寿命。

实施例3：

请参见图5和图6，所述的数枚第一栅片131包括位于顶部的一第一引弧片1311和位于该第一引弧片1311下方的数枚第一灭弧栅片1312。等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二极单元2的第二静触头21。由于图5中示意的A、B和C，dA、dB和dc， jA、jB和jC，pA、pB和pC的含意同上面对图2的说明，因而不再赘述。

实施例3的效果如下：

如图5所示，仍以A相为例，由于A相的第一引弧片1311与B相的第二静触头21相连，动触头上的电弧转移至灭弧装置之后，电流路径不再经过动触头，而是从A相接线端子、A相静触头（即第一静触头11）流经其自身相栅片（第一栅片131）之后经由等电位连接件3再从B相的第二静触头21、B相接线端子流出，等电位连接件3与第一静触头11之间的第一栅片131切割分断第一静触头11和第二静触头21之间的电弧。应用本发明的技术方案后，改变传统的短路电流路径，动触头上不再流过短路电流，从而极大地减少了电弧在动触头上的燃烧时间，避免了动触头的烧蚀，提高了断路器的分断能力和电寿命。

本发明不限于上述实施例，等电位连接件3也可以连接第一极单元1的数枚第一灭弧栅片1312中的高度方向的中部位置的一片第一灭弧栅片，和第二极单元2的数枚第二灭弧栅片2312中的高度方向的中部位置的一片第二灭弧栅片，或者，等电位连接件3也可以连接第一极单元1的第一引弧片1311，和第二极单元2的数枚第二灭弧栅片2312中的高度方向的中部位置的一片第二灭弧栅片，只要能满足等电位连接件3与第一静触头11之间的第一灭弧栅片1312和等电位连接件3与第二静触头21之间的第二灭弧栅片2312两者串联叠加后，所有栅片能够切割分断第一静触头11和第二静触头21之间的电弧。

本发明多极断路器，当其额定电流小的时候，其第二极单元2的动静触头之间也可不设置灭弧装置，即第二极单元2的第二静触头21和第二动触头22之间没有第二栅片231，借用图6所示，而多极断路器仅在第一极单元1的动静触头之间设置第一灭弧装置13，此种情况仅限于小电流规格的断路器，此时，电位连接件3连接数枚第一栅片131中的一片与第二静触头21，由等电位连接件3与第一极单元1的第一静触头11之间的第一栅片131将第一、第二静触头11、21之间的电弧切割分断。数枚第一栅片131包括位于顶部的一第一引弧片1311和位于该第一引弧片1311下方的数枚第一灭弧栅片1312。等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二静触头21或者连接数枚第一灭弧栅片1312中的一片和第二静触头21。

综上所述，本发明的多极断路器通过设置一等电位连接件3，在多极断路器的任意两个极单元中，等电位连接件3连接数枚第一栅片131中的一片与数枚第二栅片231中的一片或者连接数枚第一栅片131中的一片与所述的第二静触头21，可以是：等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二引弧片2311，也可以是等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二极单元2的第二静触头21，也或者是等电位连接件3连接第一极单元1的数枚第一灭弧栅片1312中的高度方向的中部位置的一片第一灭弧栅片和第二极单元2的数枚第二灭弧栅片2312中的高度方向的中部位置的一片第二灭弧栅片，再或者是等电位连接件3连接第一引弧片1311和第二极单元2的数枚第二灭弧栅片2312中的高度方向的中部位置的一片第二灭弧栅片，由等电位连接件3与第一极单元1的第一静触头11之间的第一栅片131和/或等电位连接件3与第二极单元2的第二静触头21之间的第二栅片231将第一、第二静触头11、21之间的电弧切割分断。

Claims (10)

1.一种多极断路器，包括至少一个第一极单元(1)和一个第二极单元(2)，第一极单元(1)包括一第一静触头(11)、一与第一静触头(1)接触或分离的第一动触头(12)以及一第一灭弧装置(13)，该第一灭弧装置(13)包括数枚第一栅片(131)，该数枚第一栅片(131)沿着第一动触头(12)相对于第一静触头(11)分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，第二极单元(2)包括一第二静触头(21)、一与第二静触头(21)接触或分离的第二动触头(22)以及一第二灭弧装置(23)，该第二灭弧装置(23)包括数枚第二栅片(231)，该数枚第二栅片(231)沿着第二动触头(22)相对于第二静触头(21)分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，其特征在于还包括有一等电位连接件(3)，该等电位连接件(3)连接所述数枚第一栅片(131)中的一片与所述数枚第二栅片(231)中的一片或者连接数枚第一栅片(131)中的一片与所述的第二静触头(21)，由等电位连接件(3)与所述第一极单元(1)的第一静触头(11)之间的第一栅片(131)和/或等电位连接件(3)与第二极单元(2)的第二静触头(21)之间的第二栅片(231)将第一、第二静触头(11、21)之间的电弧切割分断。

2.根据权利要求2所述的一种多极断路器，其特征在于所述的数枚第一栅片(131)包括位于顶部的一第一引弧片(1311)和位于该第一引弧片(1311)下方的数枚第一灭弧栅片(1312)，所述的数枚第二栅片(231)包括位于顶部的一第二引弧片(2311)和位于该第二引弧片(2311)下方的数枚第二灭弧栅片(2312)。

3.根据权利要求2所述的一种多极断路器，其特征在于所述的等电位连接件(3)连接第一引弧片(1311)和第二引弧片(2311)或者连接第一引弧片(1311)和第二静触头(21)或者连接数枚第一灭弧栅片(1312)中的一片和数枚第二灭弧栅片(2312)中的一片或者连接第一引弧片(1311)和数枚第二灭弧栅片(2312)中的一片。

4.根据权利要求3所述的一种多极断路器，其特征在于所述的等电位连接件(3)在对应于所述第一引弧片(1311)和第二引弧片(2311)之间的位置直接与第一引弧片(1311)以及第二引弧片(2311)构成一体结构。

5.根据权利要求3所述的一种多极断路器，其特征在于所述的等电位连接件(3)由所述第一引弧片(1311)朝向所述第二引弧片(2311)的一侧的边缘部位向上折弯而形成的第一折弯部(31)以及由第二引弧片(2311)朝向第一引弧片(1311)的一侧的边缘部位并且在对应于第一折弯部(31)的位置向上折弯而形成的第二折弯部(32)组成，该第一、第二折弯部(31、32)彼此固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种多极断路器，其特征在于所述的第一折弯部(31)以及第二折弯部(32)由折弯部固定连接件(33)固定连接，所述的折弯部固定连接件(33)为螺钉或铆钉。

7.根据权利要求1所述的一种多极断路器，其特征在于所述的第一极单元(1)和第二极单元(2)彼此并排设置，所述的第一栅片(131)、第二栅片(231)以及等电位连接件(3)为导磁材料。

8.一种多极断路器，其特征在于包括至少一个第一极单元(1)和一个第二极单元(2)，第一极单元(1)包括一第一静触头(11)、一与第一静触头(11)接触或分离的第一动触头(12)以及一第一灭弧装置(13)，该第一灭弧装置(13)包括数枚第一栅片(131)，该数枚第一栅片(131)沿着第一动触头(12)相对于第一静触头(11)分离的运动轨迹以间隔状态层叠设置，第二极单元(2)包括一第二静触头(21)、一与第二静触头(21)接触或分离的第二动触头(22)，其特征在于：还包括有一等电位连接件(3)，所述的等电位连接件(3)连接数枚第一栅片(131)中的一片与所述的第二静触头(21)，由等电位连接件(3)与第一极单元(1)的第一静触头(11)之间的第一栅片(131)将第一、第二静触头(11、21)之间的电弧切割分断。

9.根据权利要求8所述的一种多极断路器，其特征在于所述的数枚第一栅片(131)包括位于顶部的一第一引弧片(1311)和位于该第一引弧片(1311)下方的数枚第一灭弧栅片(1312)。

10.根据权利要求9所述的一种多极断路器，其特征在于所述的等电位连接件(3)连接第一引弧片(1311)和第二静触头(21)或者连接数枚第一灭弧栅片(1312)中的一片和第二静触头(21)。