CN109659209A - 一种断路器快速灭弧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器快速灭弧系统，包括灭弧室、基座以及安装在基座上的触头系统，所述触头系统包括动触头和静触头，所述基座上部开设有与触头系统位置相对应的灭弧室容置腔，所述灭弧室安装在灭弧室容置腔内，所述灭弧室包括若干个灭弧栅片、两个侧墙和灭弧盖，所述灭弧栅片固定设置在两个侧墙之间，所述灭弧盖设置在两个侧墙顶部，且灭弧盖位于灭弧栅片上部，所述灭弧室上还设置有弧形结构的引弧片，两个侧墙内壁上设置有增磁块和产气壁。因此本灭弧系统通过设置电磁场快速引弧和加强气吹同时作用加强灭弧效果，还具有结构简单的优点，不论增磁块还是气壁结构都十分简单，从原材料、设计、制造多方面考虑都极为经济。

Description

一种断路器快速灭弧系统

技术领域

本发明属于低压配电设备技术领域，尤其是涉及一种断路器快速灭弧系统。

背景技术

灭弧是低压开关的一个重要应用，开关设备不仅在设计要求实现零飞弧，而且对于电弧的试验检测也非常严格，因为电弧不仅对设备、线路造成破坏，甚至还会影响人身安全。尤其是万能断路器，由于工作电流通常较大，在触头分断瞬间，产生大量电弧。如何在短时间内快速熄灭电弧，设计最优的灭弧系统是行业一直追求的目标。

低压断路器目前常用的灭弧方法主要是多个金属栅片平行切割电弧排列，这种结构的灭弧系统工作过程在电弧能量不足以使触头下方区域的空气压强大于上方空气压强时，电弧是不会进入到灭弧室的，也就是说，电弧需要燃烧一定时间，才会利用到气吹（通过气压差）可使电弧往灭弧室移动，然后进入灭弧室被切断成若干段，使电弧得到充分冷却及将电弧被有效的拉长，这种只依靠电弧加热达到上下区域气压差来行程气吹，触头容易烧蚀，电寿命低，分断指标不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用电磁场引弧与产气材料快速产气增大气压气吹原理共同作用实现快速引弧、灭弧的系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种断路器快速灭弧系统，包括灭弧室、基座以及安装在基座上的触头系统，所述触头系统包括动触头和静触头，所述基座上部开设有与触头系统位置相对应的灭弧室容置腔，所述灭弧室安装在灭弧室容置腔内，所述灭弧室包括若干个灭弧栅片、两个侧墙和灭弧盖，所述灭弧栅片固定设置在两个侧墙之间，所述灭弧盖设置在两个侧墙顶部，且灭弧盖位于灭弧栅片上部，所述灭弧室上还设置有弧形结构的引弧片，两个侧墙内壁上设置有增磁块和产气壁，所述灭弧盖上设置有若干个导流板，两个导流板之间形成弧形气道，所述弧形气道下端与灭弧栅片一一对应设置。

作为优选，所述侧墙的内壁上设置有凹槽，所述增磁块固定安装在凹槽内，所述产气壁设置在增磁块外部，并且两个侧墙上安装的增磁块、产气壁对应设置。

作为优选，所述导流板下端设置为非平面结构。

作为优选，所述导流板下端设置为棱边或圆角结构。

作为优选，所述产气壁采用产气材料制作而成。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：

1、对称设置的增磁块和灭弧室中的灭弧栅片形成近似半圆结构，其对称聚磁的作用大大加强了电磁场对电弧的拉引作用，能快速将电弧从触头系统引开，进而减少电弧对触头的烧蚀，延长产品的使用寿命。

2、通过设置产气壁，在产生电弧的瞬间产气壁即受热产生气体以增大灭弧室内的气压，进而实现加强气吹的目的，气吹作用不仅提高电弧进入灭弧室速度，还可以促使热量快速排出灭弧室，起到降低电弧能量的作用。

3、因此本灭弧系统通过设置电磁场快速引弧和加强气吹同时作用加强灭弧效果。

4、本灭弧系统还具有结构简单的优点，不论增磁块还是气壁结构都十分简单且完全可以使用普通常见的电磁及产气材料，非常实用，且成本低廉，从原材料、设计、制造多方面考虑都极为经济。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是灭弧室应用在断路器本体上的结构示意图。

图2是灭弧室的整体结构示意图。

图3是增磁块和产气壁设置在灭弧室上的结构示意图。

图4是导流板和弧形气道的设置结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：

如图1至图4所示的一种断路器快速灭弧系统，包括灭弧室1、基座6以及安装在基座6上的触头系统，所述触头系统包括动触头21和静触头22，所述基座6上部开设有与触头系统位置相对应的灭弧室容置腔，所述灭弧室1安装在灭弧室容置腔内，所述灭弧室1包括若干个灭弧栅片11、两个侧墙12和灭弧盖13，所述灭弧栅片11固定设置在两个侧墙12之间，所述灭弧盖13设置在两个侧墙12顶部，且灭弧盖13位于灭弧栅片11上部，所述灭弧室1上还设置有弧形结构的引弧片7，两个侧墙12内壁上设置有增磁块3和产气壁4，所述产气壁4采用产气材料制作而成，且产气材料为脲醛树脂、 三聚氰胺改性脲醛树脂或聚酰亚胺粉状材料，所述灭弧盖13上设置有若干个导流板5，两个导流板5之间形成弧形气道51，顺畅的气流通道，保证气体快速带出更多的热量，及减少高气压对基座的破坏，所述弧形气道51下端与灭弧栅片11一一对应设置。

本灭弧系统的通过设置电磁场快速引弧和加强气吹同时作用实现快速灭弧，其中包括电磁场灭弧原理和去吹灭弧原理，其具体灭弧方式如下：

电磁场原理：触头系统一通电，在电流的作用下，触头系统会产生与电流垂直的磁场，由于触头系统两侧设有增磁块3，从而加长电磁场的作用范围，在当动触头21打开时，动触头21与静触头22之间产生电弧，电弧就会受到该磁场作用，磁场对电弧形成法向向上的电磁力，即该电磁力F=BIL，B为磁通密度，I为电流，L为导体长度。此时两个增磁块置于磁场之中且相对于弧柱位置对称，即对磁场的加强作用也是对称的，且与圆弧形灭弧栅片11形成半圆型磁路，因此增磁块3的聚磁作用大大提高，磁通密度B成倍增加，这样一来，磁场对电弧形成法向向上的电磁力大大加强，进而提升电弧进入灭弧室速度。

气吹原理：随着电弧燃烧而使温度升高，在高温作用使产气壁4开始快速产气，则整个腔内形成一个高温、高压的空间，整个灭弧系统内部的高温气体通过灭弧室1的上端灭弧盖13顺畅流出，同时带动电弧向灭弧室1上端移动，电弧则被进一步拉长，即随着能量被气体带出灭弧系统之外，然后电弧进一步冷却，直至熄灭。

在实际应用中保证增磁块3安装结构的稳定性，且保证增磁块3不与灭弧栅片11发生干涉，所述侧墙12的内壁上设置有凹槽，所述增磁块3固定安装在凹槽内，所述产气壁4设置在增磁块3外部，并且两个侧墙12上安装的增磁块3、产气壁4对应设置，这样一来两个对应设置的增磁块3与灭弧室1中的灭弧栅片11形成近似半圆结构，其对称聚磁的作用大大加强了电磁场对电弧的拉引作用，可将电弧快速从触头系统引开，减少电弧对触头系统的烧蚀，延长断路器产品的使用寿命。

平面结构对气流的阻碍作用较大，不利于气吹灭弧时气流顺畅的从灭弧盖的弧形通道51中流出，为了降低导流板5下部对气流的阻力，所述导流板5下端设置为非平面结构，作为导流板5优选的设置方式，所述导流板5下端设置为棱边或圆角结构，倾斜的棱边结构和圆角结构对气流的阻碍作用较小，因此也保证在气吹灭弧时，气流可快速从灭弧盖上的通道内排出。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种断路器快速灭弧系统，包括灭弧室（1）、基座（6）以及安装在基座（6）上的触头系统，所述触头系统包括动触头（21）和静触头（22），所述基座（6）上部开设有与触头系统位置相对应的灭弧室容置腔，所述灭弧室（1）安装在灭弧室容置腔内，所述灭弧室（1）包括若干个灭弧栅片（11）、两个侧墙（12）和灭弧盖（13），所述灭弧栅片（11）固定设置在两个侧墙（12）之间，所述灭弧盖（13）设置在两个侧墙（12）顶部，且灭弧盖（13）位于灭弧栅片（11）上部，所述灭弧室（1）上还设置有弧形结构的引弧片（7），其特征在于：两个侧墙（12）内壁上设置有增磁块（3）和产气壁（4），所述灭弧盖（13）上设置有若干个导流板（5），两个导流板（5）之间形成弧形气道（51），所述弧形气道（51）下端与灭弧栅片（11）一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的断路器快速灭弧系统，其特征在于：所述侧墙（12）的内壁上设置有凹槽，所述增磁块（3）固定安装在凹槽内，所述产气壁（4）设置在增磁块（3）外部，并且两个侧墙（12）上安装的增磁块（3）、产气壁（4）对应设置。

3.根据权利要求1所述的断路器快速灭弧系统，其特征在于：所述导流板（5）下端设置为非平面结构。

4.根据权利要求3所述的断路器快速灭弧系统，其特征在于：所述导流板（5）下端设置为棱边或圆角结构。

5.根据权利要求1所述的断路器快速灭弧系统，其特征在于：所述产气壁（4）采用产气材料制作而成。