CN112017881A - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器，在动、静触头上分别设置对应的上、下排触头组，靠近灭弧室的触头组作为起弧触头，而另一组触头作为载流触点，触头组之间以产气绝缘件隔开，保护载流触头不受电弧烧蚀。同时以产气绝缘件安装在触头上，电弧产生时能够产生大量气体推动电弧朝灭弧室运动，加速灭弧效率，提高分断能力。同时还在灭弧室中设置有分割电弧的绝缘隔弧板，辅助进行电弧的灭弧和冷却，且通过将动触头和引弧片靠近设置，能够使电弧快速从动触头跃迁到引弧片上进行跑弧。总体上节约了触头，提高了灭弧效率。

Description

一种断路器

技术领域

本发明涉及一种断路器，尤其涉及其中触头系统的改进。

背景技术

框架断路器是一种常用的断路器，当前市场上常见的框架断路器如图1所示，包括大致左右布置的静触头100和动触头200、以及布置在动触头200上方的灭弧室300，动触头200由一组相同规格的接触板并联组成，静触头100触点部分为一整体平面结构，灭弧室300包括有灭弧栅片，灭弧栅片两端具有引弧片301、302，这种常规的结构中，动、静触头系统和灭弧室的结构较为简单，通常具有以下缺陷：

1.灭弧室结构简单，灭弧栅片数量有限，断路器在高电压、大电流下工作时，电弧能量大，灭弧室的灭弧能力不足；

2.电弧在触头至灭弧室以及灭弧室内的移动速度慢，导致电弧的灭弧效率低，难以被熄灭；

3.动触头和引弧片具有一定距离，动触头上电弧的弧根不易转移至引弧片。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种断路器。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种断路器，包括可转动设置的动触头组件和固定设置的静触头，还包括设置在动触头组件自由端外侧的灭弧室组件，所述动触头组件具有分隔设置的第一动触头和第二动触头，所述静触头具有分隔设置的、分别与第一动触头和第二动触头相对应的第一静触头和第二静触头，第一动触头和第一静触头相对靠近所述灭弧室组件，第一静触头和第二静触头相对远离所述灭弧室组件，所述断路器分闸时，所述第二动触头和第二静触头先分离，而所述第一动触头和第一静触头后分离，所述动触头和/或静触头上还设置有隔离件，所述动触头和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述隔离件能够大致将所述第一动触头、所述第一静触头与所述第二动触头、所述第二静触头相隔绝。

其中，为借助电弧的烧灼作用快速产气推动电弧向灭弧室灭弧，在一个实施例中，所述隔离件由绝缘产气材料制成。

其中，为了避免电弧窜动烧蚀载流触点，在一个实施例中，所述隔离件包括安装设置在所述动触头组件上的第一隔离件，所述第一隔离件具有呈窗口状的窗口部，所述窗口部合围住所述第二动触头，从而将所述第一动触头和第二动触头分隔开。

其中，为了增加产气结构面积，且为了提高产气效率，在一个实施例中，所述第一动触头是具有间隙的梳齿状结构，所述第一隔离件的至少一部分延伸插入到所述第一动触头的间隙中。

其中，为保护载流触点，避免电弧窜动烧蚀载流触点，在一个实施例中所述动触头组件和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述第一隔离件的窗口部能够将第二动触头和第二静触头一并笼罩合围。

其中，为了进一步加强对第二静触头和第二动触头包围隔绝保护，在一个实施例中，所述静触头在所述第一静触头和第二静触头之间设有为所述第一隔离件的窗口部进行让位的凹槽，所述隔离件还包括安装设置在所述凹槽内的第二隔离件，所述动触头和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述第二隔离件配合所述第一隔离件的窗口部进一步将所述第一动触头、所述第一静触头与所述第二动触头、所述第二静触头相隔绝。

其中，为增加产气结构面积，且为了提高产气效率，在一个实施例中，所述第一静触头是具有间隙的梳齿状结构，所述第二隔离件的至少一部分延伸插入到所述第一静触头的间隙中。

其中，为切割电弧，使得分断时电弧能量降低，提高分断可靠性，在一个实施例中，所述第一动触头是具有间隙的梳齿状结构，灭弧室组件包括多个间隔设置的绝缘隔弧板，所述绝缘隔弧板朝向所述动触头组件设置，并且间隔设置的所述绝缘隔弧板插入到间隔设置的所述第一动触头的间隙之中，使每两相邻的所述绝缘隔弧板大致包围住所述第一动触头的运动路径。

其中，基于制造及安装考虑，在一个实施例中，所述动触头组件包括逐个交错并排设置的长接触片和短接触片，所述长接触片和短接触片层叠设置，且所述长接触片具有与所述短接触片大致重叠的第一部分，所述长接触片还朝所述灭弧室组件向外延伸有延伸部，从而所述延伸部呈具有间隙的梳齿状结构，所述第一动触头设置在所述延伸部上，所述绝缘隔弧板插入到所述延伸部的间隙之中。

其中，为提高跑弧长度，提高灭弧栅片的设置数量，增强灭弧效果，在一个实施例中，所述灭弧室组件包括由多个灭弧栅片排列组成的灭弧栅片组，所述灭弧室组件还包括第一引弧片和第二引弧片，所述第一引弧片和第二引弧片分别靠近所述动触头组件和所述静触头设置，所述第一引弧片和第二引弧片折弯延伸至所述灭弧栅片组的两端。

其中，为将动触头与第一引弧片靠近设置，使电弧容易从动触头跃迁到第一引弧片进行跑弧，在一个实施例中，所述第一引弧片周围还设置有挡块，所述动触头组件和静触头分离时，所述挡块挡止所述动触头组件，从而使所述第一引弧片和第一动触头相靠近但不接触，所述第一引弧片和所述第一动触头等电位连接。

其中，为使电弧容易从动触头跃迁到第一引弧片进行跑弧，在一个实施例中，所述动触头组件的自由端向所述第一引弧片呈“J”字型钩状延伸靠近。

本发明具有以下有益效果：本发明在动、静触头上分别设置对应的上、下排触头组，靠近灭弧室的触头组作为起弧触头，而另一组触头作为载流触点，触头组之间以产气绝缘件隔开，保护载流触头不受电弧烧蚀。同时以产气绝缘件安装在触头上，电弧产生时能够产生大量气体推动电弧朝灭弧室运动，加速灭弧效率，提高分断能力。同时还在灭弧室中设置有分割电弧的绝缘隔弧板，辅助进行电弧的灭弧和冷却，且通过将动触头和引弧片靠近设置，能够使电弧快速从动触头跃迁到引弧片上进行跑弧。总体上节约了触头，提高了灭弧效率。

附图说明

图1是现有技术中框架断路器的示意图；

图2是实施例中框架断路器的示意图；

图3是实施例中静母排、静触头以及第二引弧片的示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是实施例中动母排和动触头组件的示意图；

图6是实施例中动母排和动触头组件的示意图(动触头上不安装绝缘罩)；

图7是实施例中绝缘罩的示意图；

图8是实施例中动、静触头即将接触导通或刚刚分离的示意图；

图9是实施例中灭弧室组件的示意图；

图10是实施例中框架断路器的剖视图；

图11是实施例中绝缘隔弧板与静触头相配合的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

作为本发明的优选实施例，提供一种断路器，更具体地，参阅图2所示，本实施例一种框架断路器为例进行说明，框架断路器包括静触头2、动触头4组件、与静触头2电连接的静母排1、与动触头组件4电连接的动母排3、以及灭弧室组件5。本实施例中，以框架断路器的安装使用状态，即图2所示的状态的静态方位为方向，静母排1和动母排3作为断路器的两接线端，静触头2和动触头组件4大致呈左右相对布置，动触头组件4能够左右摆动从而相对靠近或远离静触头2，以控制断路器的导通和分断。灭弧室组件5设置在静触头2和动触头组件4的上方，对断路器分断时产生的电弧进行灭弧。参阅图3-4，静触头2包括与静母排1电连接的基体21，该基体21上设有上下两排触头，包括相对位于上方的上排静触头23和相对位于下方的下排静触头24，上排静触头23更为靠近灭弧室组件5，而下排静触头24更为远离灭弧室组件5，上排静触头23呈间隔排列的梳齿状，下排静触头24呈长条片状，上排静触头23和下排静触头24之间以凹槽25将上排静触头23和下排静触头24分隔开，同时凹槽25形成了供动触头组件4的绝缘罩44伸入的空间，该凹槽25中固定设置有绝缘隔离片22，绝缘隔离片22包括在凹槽25折弯延伸的L形延伸部220、和插入设置在上排静触头23的每个间隙中的条状延伸部221，条状延伸部221呈T型键条状，其能够和绝缘隔弧板51上具有的键槽510相配合，提高安装的稳定性。绝缘隔离片22由绝缘产气材料制成(如尼龙，三聚氰胺，PA46等)，填充在上排静触头23的每个间隙中的条状延伸部221增大产气结构面积，靠近电弧弧根，容易被烧蚀产气，在断路器分断产生电弧时，绝缘隔离片22在电弧的烧灼下产生大量的气体以冷却电弧，并推动电弧朝灭弧室组件5运动。基体21上端固定设置有第二引弧片6，第二引弧片6是大致呈L字型延伸的片状，其下端与上排静触头23等电位连接。由于第二引弧片6是呈L字型弯折延伸，也帮助增大了灭弧室组件5的长度以及灭弧栅片的设置数量。

参阅图5-7，动触头组件4包括与动母排3电连接的基体41，基体41上枢接有接触片，接触片包括长接触片45和短接触片46，长接触片45和短接触片46逐个交错并排设置，长接触片45和短接触片46层叠设置，且长接触片45具有与短接触片46大致重叠的第一部分片体(也就是与短接触片46形体重叠的部分片体)，长接触片45还朝灭弧室组件5向外延伸有延伸部451，使得长接触片45的长度大于短接触片46的长度，同时由于长接触片45和短接触片46逐个交错并排设置，使得多个延伸部451呈间隔排列的梳齿状。动触头组件4也具有上下两排触点，包括成排设置在延伸部451的上排动触头42，以及成排设置在长接触片45和短接触片46的重叠部分片体上的下排动触头43，上排动触头42更为靠近灭弧室组件5，下排动触头43更为远离灭弧室组件5，上排动触头42对应静触头2的上排静触头23，下排动触头43则对应静触头2的下排静触头24。以及动触头组件4还包括固定连接在基体41上的绝缘罩44，绝缘罩44由绝缘产气材料制成(如尼龙，三聚氰胺，PA46等)，绝缘罩44包括呈方框形窗口状的窗口部441以及成排间隔设置的隔片442，隔片442与窗口部441一体成型，隔片442插入到长接触片45和短接触片46的间隙之间，以增加安装的稳定性，同时填充在长接触片45和短接触片46的间隙之间的隔片442增大产气结构面积，靠近电弧弧根，容易被烧蚀产气，窗口部441罩设住下排动触头43，以将下排动触头43包围隔绝。

参阅图8，示出了静触头2和动触头组件4即将接触导通或刚刚分离的位置，以静触头2和动触头组件4刚刚分离的情况为例说明，断路器分闸时，由于下排动触头43较为靠近接触片在基体41上的枢接位置(亦即较为靠近转动中心B)，在基体41的摆动带动下，下排动触头43先与下排静触头24分离，下排动触头43与下排静触头24刚刚分离时，上排动触头42和上排静触头23仍然接触导通，动、静触头间不产生电弧，进一步分闸后，上排动触头42和上排静触头23分离，则电弧在后分离的上排动触头42和上排静触头23之间产生，上排动触头42和上排静触头23作为起弧触头，下排动触头43和下排静触头24作为载流触点受到保护。并且，静触头2和动触头组件4接触导通和刚刚分闸时绝缘罩44的窗口部441上部能够伸入到凹槽25内，凹槽25和窗口部441在截面上呈互为配合的“[”型和“]”型，以将下排动触头43和下排静触头24合围隔绝，起到良好的封闭隔绝效果，且凹槽25内还具有L形延伸部220，能够进一步配合绝缘罩44隔绝上排触点和下排触点。需要说明的是，绝缘罩44的窗口部441本身即能起到隔绝上、下排触点的效果，实际应用中，基于成本考虑也可以只设置一个绝缘罩44，但设置了凹槽25和L形延伸部220之后能够进一步增强隔绝和产气效果，提高灭弧效率，保护载流触点。绝缘隔离片22和绝缘罩44均由绝缘产气材料制成(如尼龙，三聚氰胺，PA46等)，在断路器分断、上排动触头42和上排静触头23之间产生电弧时，绝缘隔离片22和绝缘罩44一方面阻隔电弧向下移动烧蚀下排触头，另一方面能够在电弧高温灼烧下产生气体，在压缩并冷却电弧的同时气体推动电弧向上快速进入灭弧室。

参阅图9-11，灭弧室组件5包括数个间隔设置在灭弧室中的绝缘隔弧板51，绝缘隔弧板51朝向动触头组件4设置，并且间隔设置的绝缘隔弧板51插入到间隔设置的上排静触头23和延伸部451的间隙之中(上排静触头23和延伸部451的位置互为对应)，绝缘隔弧板51上的键槽510与上述的条状延伸部221相配合，绝缘隔弧板51配合绝缘隔离片22将上排动触头42上的各个触头进一步隔绝，同时也配合绝缘罩44将上排静触头23上的各个触头进一步隔绝，以避免电弧在各个触头间窜动使得灭弧过程不够稳定，绝缘隔弧板51也由绝缘产气材料制成，以增强产气效果。绝缘隔弧板51还大致包围住延伸部451的运动路径，以充分利用电弧的烧灼作用产气，绝缘隔弧板51将灭弧室组件5的灭弧区域分为多个独立的走弧和灭弧通道，延伸部451上产生电弧并进入灭弧室时，电弧被绝缘隔弧板51分割成若干份，以压缩并冷却电弧，使得分断时电弧能量降低，提高分断可靠性。

参阅图10，在第二引弧片6的相对侧设有第一引弧片7，第二引弧片6和第一引弧片7大致向灭弧室的两侧延伸，以将电弧向灭弧室两侧引导跑弧，从而使电弧被灭弧室内的灭弧栅片灭弧。第一引弧片7呈一折弯的片状结构，以使第一引弧片7的一端尽量接近动触头组件4的自由端，同时第二引弧片6和第一引弧片7都向灭弧室两侧折弯延伸，既能增加跑弧长度也有助于增加灭弧室的长度和灭弧栅片的排布数量，提高灭弧效果。第一引弧片7下方设有挡块8，挡块8设置在延伸部451的运动路径上，动触头组件4与静触头2分离运动时，挡块8挡止延伸部451从而使延伸部451和第一引弧片7相对靠近，但不接触，动触头组件4的延伸部451的上端是与第一引弧片7的延伸形状大致衔接的平面，且其形状是向所述第一引弧片7呈“J”字型钩状延伸靠近，第一引弧片7和动触头组件4以导线9等电位连接，总体上通过上述的各设计使得第一引弧片7和动触头组件4距离较近，分断时动触头组件4上的电弧弧根能够快速跃迁至第一引弧片7上，提高灭弧室整体灭弧效果，同时挡块8能避免动触头组件4的长接触片45与第一引弧片7接触，导致两者熔焊粘连在一起。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种断路器，包括可转动设置的动触头组件和固定设置的静触头，还包括设置在动触头组件自由端外侧的灭弧室组件，所述动触头组件具有分隔设置的第一动触头和第二动触头，所述静触头具有分隔设置的、分别与第一动触头和第二动触头相对应的第一静触头和第二静触头，第一动触头和第一静触头相对靠近所述灭弧室组件，第一静触头和第二静触头相对远离所述灭弧室组件，所述断路器分闸时，所述第二动触头和第二静触头先分离，而所述第一动触头和第一静触头后分离，其特征在于：所述动触头和/或静触头上还设置有隔离件，所述动触头和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述隔离件能够大致将所述第一动触头、所述第一静触头与所述第二动触头、所述第二静触头相隔绝。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述隔离件由绝缘产气材料制成。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于：所述隔离件包括安装设置在所述动触头组件上的第一隔离件，所述第一隔离件具有呈窗口状的窗口部，所述窗口部合围住所述第二动触头，从而将所述第一动触头和第二动触头分隔开。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于：所述第一动触头是具有间隙的梳齿状结构，所述第一隔离件的至少一部分延伸插入到所述第一动触头的间隙中。

5.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于：所述动触头组件和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述第一隔离件的窗口部能够将第二动触头和第二静触头一并笼罩合围。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于：所述静触头在所述第一静触头和第二静触头之间设有为所述第一隔离件的窗口部进行让位的凹槽，所述隔离件还包括安装设置在所述凹槽内的第二隔离件，所述动触头和静触头接触导通或者刚刚分离时，所述第二隔离件配合所述第一隔离件的窗口部进一步将所述第一动触头、所述第一静触头与所述第二动触头、所述第二静触头相隔绝。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于：所述第一静触头是具有间隙的梳齿状结构，所述第二隔离件的至少一部分延伸插入到所述第一静触头的间隙中。

8.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述第一动触头是具有间隙的梳齿状结构，灭弧室组件包括多个间隔设置的绝缘隔弧板，所述绝缘隔弧板朝向所述动触头组件设置，并且间隔设置的所述绝缘隔弧板插入到间隔设置的所述第一动触头的间隙之中，使每两相邻的所述绝缘隔弧板大致包围住所述第一动触头的运动路径。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于：所述动触头组件包括逐个交错并排设置的长接触片和短接触片，所述长接触片和短接触片层叠设置，且所述长接触片具有与所述短接触片大致重叠的第一部分，所述长接触片还朝所述灭弧室组件向外延伸有延伸部，从而所述延伸部呈具有间隙的梳齿状结构，所述第一动触头设置在所述延伸部上，所述绝缘隔弧板插入到所述延伸部的间隙之中。

10.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述灭弧室组件包括由多个灭弧栅片排列组成的灭弧栅片组，所述灭弧室组件还包括第一引弧片和第二引弧片，所述第一引弧片和第二引弧片分别靠近所述动触头组件和所述静触头设置，所述第一引弧片和第二引弧片折弯延伸至所述灭弧栅片组的两端。

11.根据权利要求10所述的断路器，其特征在于：所述第一引弧片周围还设置有挡块，所述动触头组件和静触头分离时，所述挡块挡止所述动触头组件，从而使所述第一引弧片和第一动触头相靠近但不接触，所述第一引弧片和所述第一动触头等电位连接。

12.根据权利要求10所述的断路器，其特征在于：所述动触头组件的自由端向所述第一引弧片呈“J”字型钩状延伸靠近。

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