CN111883389A - 一种大电流双断口接触器灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大电流双断口接触器灭弧装置，包括绝缘框架、磁吹单元、导弧回路单元和灭弧单元，所述磁吹单元和导弧回路单元位于绝缘框架内，所述磁吹单元包括对称布置于绝缘框架内部的两个磁吹线圈组件，所述磁吹线圈组件具有外延的第一引线端子和第二引线端子，所述磁吹线圈组件上方设置有主回路线排，所述第一引线端子与主回路线排连接，所述导弧回路单元通过第二引线端子与磁吹线圈组件连接，所述导弧回路单元包括引弧片，所述灭弧单元包括引弧角，所述引弧片与引弧角搭接。相较于传统的接触器灭弧装置，本发明具有分断电流电弧效果好、熄灭电弧时间短、结构简单、外形尺寸小、维护方便、制造及使用成本低、使用寿命长等优点。

Description

一种大电流双断口接触器灭弧装置

技术领域

本发明属于中压直流开关设备技术领域，具体涉及一种大电流双断口接触器灭弧装置，主要用于直流接触器与直流断路器中，也可用于电力、冶金、矿山、石油、交通运输等中压直流配电设备中。

背景技术

研究如何快速熄灭电弧对直流接触器的设计具有重要意义，提升接触器开断过程的灭弧速度，减小触头间燃弧时间能有效减轻电弧对接触器触头的烧蚀。提高直流接触器的开断能力，减小触头燃弧时间可为中压直流接触器的设计和开发带来诸多积极影响，包括提高接触器短时耐受电流能力、提升短路接通电流能力、延长接触器使用寿命，降低接触器运行维护成本等。

目前市场上常见的大电流直流接触器多采用磁吹灭弧技术，为增强吹弧效果，磁吹线圈通常采用单磁吹线圈结构，并增加磁吹线圈匝数。然而，这种结构在双断口回路中磁吹力分布不均匀，容易导致两个分断容量不均衡；且磁吹线圈体积过大，既不利于接触器的小型化设计，也难以降低接触器设计开发、制造和运行维护成本；或者受限于安装空间、接触器结构尺寸制约，采用永磁体磁吹装置，导致大电流分断吹弧效果不佳，且需区分极性，直接影响接触器性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大电流双断口接触器灭弧装置，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种大电流双断口接触器灭弧装置，包括绝缘框架、磁吹单元、导弧回路单元和灭弧单元，所述磁吹单元和导弧回路单元位于绝缘框架内，所述磁吹单元包括对称布置于绝缘框架内部的两个磁吹线圈组件，所述磁吹线圈组件具有外延的第一引线端子和第二引线端子，所述磁吹线圈组件上方设置有主回路线排，所述第一引线端子与主回路线排连接，所述导弧回路单元通过第二引线端子与磁吹线圈组件连接，所述导弧回路单元包括引弧片，所述灭弧单元包括引弧角，所述引弧片与引弧角搭接。

进一步的，所述磁吹线圈组件包括磁吹线圈和磁吹铁芯，所述磁吹线圈通过磁吹铁芯安装在绝缘框架上，所述第一引线端子和第二引线端子分别由磁吹线圈的两端部外延。

进一步的，所述导弧回路单元包括一对引弧片和一对导弧体，所述导弧体通过导弧体固定座安装于对应磁吹线圈组件上方，所述导弧体固定座一侧设有黄铜嵌件，所述磁吹线圈组件的第二引线端子与对应侧导弧体固定座上的黄铜嵌件连接，所述引弧片连接在导弧体端部。

进一步的，上述大电流双断口接触器灭弧装置还包括静弧触头和动触头组，所述静弧触头设置在导弧体上表面，所述动触头组位于导弧体上方，且布置于两个导弧体之间，所述动触头组两端设置有动弧触头，且动弧触头与对应侧导弧体上的静弧触头相对应。

进一步的，所述灭弧单元还包括灭弧室，所述灭弧室可拆卸连接于绝缘框架上，所述引弧角有两个，分别设置在灭弧室的两端。

进一步的，所述灭弧室的两端部设有弧室扣锁机构，所述绝缘框架对应设置有与弧室扣锁机构配合的卡槽；所述弧室扣锁机构包括锁位杆、反力弹簧、弹簧片和按钮，所述锁位杆一端通过反力弹簧安装于绝缘框架的卡槽处，另一端通过弹簧片与按钮连接，所述按钮安装于灭弧室端部。

进一步的，所述灭弧室由两个相对布置的凹槽结构的绝缘侧板围合而成，且两个绝缘侧板之间夹设有若干平行布置的灭弧栅片。

进一步的，所述灭弧栅片采用高铝氧陶瓷材料压制烧结而成，所述灭弧栅片的切口为偏心结构，且其切口将灭弧栅片分为长面侧和短面侧。

进一步的，所述引弧角为由不锈钢制成的大分弧平面结构，且引弧角与灭弧栅片平行布置。

进一步的，所述绝缘框架两侧位于磁吹单元和导弧回路单元部位设有可拆卸连接的导磁板。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的这种大电流双断口接触器灭弧装置中主回路电流无极性要求，导弧回路和磁吹线圈的耦合设计，使接触器主回路无论是分断大电流还是小电流都能受到导弧回路和磁吹线圈的双重作用，能够将触头间的电弧迅速引向灭弧室进行拉长、分割、冷却和熄灭，无需额外增加磁吹线圈匝数也能显著提高接触器分断电弧的效果；而且该灭弧装置具有分断电弧速度快、燃弧时间短、灭弧能力强，断口间介质强度恢复迅速、防电弧复燃效果好等优点，并益于接触器的小型化和轻量化设计。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明大电流双断口接触器灭弧装置的结构示意图；

图2是本发明大电流双断口接触器灭弧装置的剖视图；

图3是本发明中磁吹单元和导弧回路单元的安装结构示意图。

附图标记说明：1、绝缘框架；2、导磁板；3、主回路线排；4、灭弧室；5、弧室扣锁机构；6、绝缘侧板；7、灭弧栅片；8、动触头组；9、动弧触头；10、静弧触头；11、引弧角；12、按钮；13、弹簧片；14、反力弹簧；15、锁位杆；16、引弧片；17、第一引线端子；18、磁吹铁芯；19、磁吹线圈；20、第二引线端子；21、导弧体固定座；22、黄铜嵌件；23、导弧体。

具体实施方式

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种大电流双断口接触器灭弧装置，包括绝缘框架1、磁吹单元、导弧回路单元和灭弧单元，所述磁吹单元和导弧回路单元位于绝缘框架1内；所述磁吹单元包括对称布置于绝缘框架1内部的两个磁吹线圈组件，所述磁吹线圈组件具有外延的第一引线端子17和第二引线端子20，所述磁吹线圈组件上方设置有主回路线排3，所述第一引线端子17与主回路线排3连接，具体的，该主回路线排3包括主回路进线排和主回路出线排，两个磁吹线圈组件上的第一引线端子17分别对应连接主回路进线排和主回路出线排；所述导弧回路单元通过第二引线端子20与磁吹线圈组件连接，所述导弧回路单元包括引弧片16，所述灭弧单元包括引弧角11，所述引弧片16与引弧角11搭接，使引弧片16与引弧角11相互接触并有一定的接触压力。

在本实施例中，采用两个磁吹线圈组件对称布置的结构形式，使得磁吹力分布均匀，特别是应用在双断口回路，双断口分断容量均匀，可以有效的减少触头烧蚀，提高接触器短时耐受电流能力、提升短路接通电流能力、延长接触器使用寿命，降低接触器运行维护成本等；而且磁吹线圈组件通过外延引线（即第一引线端子17和第二引线端子20）并联接入主回路中的结构设计，既保证了磁吹线圈组件与主回路的连接可靠，提高了磁吹灭弧系统响应速度，增加了灭弧装置的可靠性，且电流无极性要求，同时也降低了磁吹线圈组件的设计难度，节约空间，使接触器结构紧凑，降低接触器外形尺寸和整机重量。另外，本实施例中引弧片16与引弧角11搭接的设计提高了触头电弧特别是小电流电弧的拉弧效果，从而显著提升接触器在分断宽范围电流时的灭弧能力，且在无需额外增加磁吹线圈匝数的情况下实现了接触器分断电弧效果的提高。

作为本实施例的优化方案，如图2和图3所示，所述磁吹线圈组件包括磁吹线圈19和磁吹铁芯18，所述磁吹线圈19通过磁吹铁芯18安装在绝缘框架1上，所述第一引线端子17和第二引线端子20分别由磁吹线圈19的两端部外延。该磁吹线圈19放弃传统封闭式安装盒的设计结构，采用开放式的简单结构直接安装在绝缘框架1上，有益于解决现有接触器磁吹装置安装空间狭窄、设计难度大、制造成本高的问题。

进一步优化上述方案，如图1和图3所示，所述绝缘框架1两侧位于磁吹单元和导弧回路单元部位设有可拆卸连接的导磁板2。

作为本实施例的优化方案，如图2和图3所示，所述导弧回路单元包括一对引弧片16和一对导弧体23，两个所述导弧体23通过导弧体固定座21分别安装于对应磁吹线圈组件的上方，所述导弧体固定座21一侧设有黄铜嵌件22，所述磁吹线圈组件的第二引线端子20与对应侧导弧体固定座21上的黄铜嵌件22通过螺钉安装连接，所述引弧片16连接在导弧体23端部。

进一步优化上述方案，如图2所示，本大电流双断口接触器灭弧装置还包括静弧触头10和动触头组8，所述静弧触头10设置在导弧体23上表面，所述动触头组8位于导弧体23上方，且布置于两个导弧体23之间，所述动触头组8两端设置有动弧触头9，且动弧触头9与对应侧导弧体23上的静弧触头10相对应。本实施例中，通过将导弧回路和磁吹线圈的耦合设计，使得接触器无论是分断大电流还是小电流都能受到导弧回路和磁吹线圈的双重作用，可以将触头间的电弧迅速拉向灭弧室进行分割、冷却和熄灭；并且动静弧触头与磁吹线圈安全隔离，使得磁吹线圈不受电动力及电弧的影响，安全可靠。

作为本实施例的优化方案，如图1、图2和图3所示，所述灭弧单元还包括灭弧室4，所述灭弧室4可拆卸连接于绝缘框架1上，所述引弧角11有两个，分别设置在灭弧室4的两端；本实施例中，通过绝缘框架1和灭弧室4将弧区安全隔离，同时灭弧室4的可拆卸结构设计便于灭弧室4的安装及更换，大大降低了接触器使用后的维护成本，延长了该接触器的使用寿命。具体的，所述灭弧室4由两个相对布置的凹槽结构的绝缘侧板6围合而成，且两个绝缘侧板6之间夹设有若干平行布置的灭弧栅片7。

在灭弧室4安装后，引弧角11与对应的引弧片16相互接触并有一定的接触压力，引弧片16与引弧角11连接搭建的灭弧回路使得接触器分断过程中，电弧一方面受磁吹线圈19的吹磁力作用，将电弧吹向灭弧室4；另一方面主回路断开后，动静弧触头间的电阻瞬间变得很大，弧电流变小，动静弧触头间的电弧沿弧触头→导弧回路→引弧角→灭弧室自然传导。

进一步优化上述方案，所述灭弧栅片7采用高铝氧陶瓷材料压制烧结而成，所述灭弧栅片的切口为偏心结构，且其切口将灭弧栅片分为长面侧和短面侧，便于灭弧栅片长短交错布置，实现分级灭弧，提高了灭弧室4分弧、冷却和熄灭电弧的能力和速度。所述引弧角11由304不锈钢制成，与灭弧栅片7平行安装布置于灭弧室4两端，同时引弧角11采用大分弧平面设计，使得电弧在较大面积的灭弧栅片7表面上分散传导，有益于将一股大电流电弧分割成多股小电流电弧，小电流电弧在灭弧室4更容易冷却和熄弧。

作为灭弧室4可拆卸连接的一种具体实施方式，如图1和图2所示，所述灭弧室4的两端部设有弧室扣锁机构5，所述绝缘框架1对应设置有与弧室扣锁机构5配合的卡槽；所述弧室扣锁机构5包括锁位杆15、反力弹簧14、弹簧片13和按钮12，所述锁位杆15一端通过反力弹簧14安装于绝缘框架1的卡槽处，另一端通过弹簧片13与按钮12连接，所述按钮12安装于灭弧室4端部。该弧室扣锁机构5在灭弧室4安装后，锁位杆15受到反力弹簧14的弹簧反力作用向外运动进入绝缘框架1的卡槽中将灭弧室4锁紧；需要取下灭弧室4时，只需按压按钮12，锁位杆15受到反力弹簧14的弹簧力作用离开绝缘框架1的卡槽即可；此弧室扣锁机构5的结构设计，使得灭弧室4的安装与拆卸方便快捷且安全可靠，其冲击与振动条件完全满足GB/T21563-2018中1类B级设备的规定。

综上所述，本发明提供的这种大电流双断口接触器灭弧装置相较于传统双断口大电流接触器灭弧装置，具有分断电流电弧效果好、熄灭电弧时间短、结构简单、外形尺寸小、维护方便、制造及使用成本低、使用寿命长等优点。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：包括绝缘框架、磁吹单元、导弧回路单元和灭弧单元，所述磁吹单元和导弧回路单元位于绝缘框架内，所述磁吹单元包括对称布置于绝缘框架内部的两个磁吹线圈组件，所述磁吹线圈组件具有外延的第一引线端子和第二引线端子，所述磁吹线圈组件上方设置有主回路线排，所述第一引线端子与主回路线排连接，所述导弧回路单元通过第二引线端子与磁吹线圈组件连接，所述导弧回路单元包括引弧片，所述灭弧单元包括引弧角，所述引弧片与引弧角搭接。

2.如权利要求1所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述磁吹线圈组件包括磁吹线圈和磁吹铁芯，所述磁吹线圈通过磁吹铁芯安装在绝缘框架上，所述第一引线端子和第二引线端子分别由磁吹线圈的两端部外延。

3.如权利要求1所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述导弧回路单元包括一对引弧片和一对导弧体，所述导弧体通过导弧体固定座安装于对应磁吹线圈组件上方，所述导弧体固定座一侧设有黄铜嵌件，所述磁吹线圈组件的第二引线端子与对应侧导弧体固定座上的黄铜嵌件连接，所述引弧片连接在导弧体端部。

4.如权利要求3所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：还包括静弧触头和动触头组，所述静弧触头设置在导弧体上表面，所述动触头组位于导弧体上方，且布置于两个导弧体之间，所述动触头组两端设置有动弧触头，且动弧触头与对应侧导弧体上的静弧触头相对应。

5.如权利要求1所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述灭弧单元还包括灭弧室，所述灭弧室可拆卸连接于绝缘框架上，所述引弧角有两个，分别设置在灭弧室的两端。

6.如权利要求5所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述灭弧室的两端部设有弧室扣锁机构，所述绝缘框架对应设置有与弧室扣锁机构配合的卡槽；所述弧室扣锁机构包括锁位杆、反力弹簧、弹簧片和按钮，所述锁位杆一端通过反力弹簧安装于绝缘框架的卡槽处，另一端通过弹簧片与按钮连接，所述按钮安装于灭弧室端部。

7.如权利要求5所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述灭弧室由两个相对布置的凹槽结构的绝缘侧板围合而成，且两个绝缘侧板之间夹设有若干平行布置的灭弧栅片。

8.如权利要求7所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述灭弧栅片采用高铝氧陶瓷材料压制烧结而成，所述灭弧栅片的切口为偏心结构，且其切口将灭弧栅片分为长面侧和短面侧。

9.如权利要求7所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述引弧角为由不锈钢制成的大分弧平面结构，且引弧角与灭弧栅片平行布置。

10.如权利要求1所述的一种大电流双断口接触器灭弧装置，其特征在于：所述绝缘框架两侧位于磁吹单元和导弧回路单元部位设有可拆卸连接的导磁板。

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