CN112017908A - 一种分断器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分断器件，包括灭弧室组件以及动触头组件，以动触头组件的运动区域为触头区，还包括气体循环通道，所述气体循环通道能够将从所述灭弧室组件冲出的气流的至少一部分引导回所述触头区，气流在流动过程中进行冷却，绝缘强度恢复后，一方面进一步推动电弧往灭弧室移动，另一方面，由于气流的空气绝缘强度已恢复，增强了触头区域绝缘介质强度，使得触头区不容易被触头两端电压电离击穿，防止电弧重燃。

Description

一种分断器件

技术领域

本发明涉及一种分断器件，尤其涉及其中灭弧系统的改进。

背景技术

断路器一般包括基座、静触头、动触头和灭弧室，断路器分断时，电弧在动、静触头之间产生，由灭弧室进行灭弧，游离气体从灭弧室排出到基座外部，这种常规的结构中，由于电弧从灭弧室排出产品外部，导致触头区(动触头的运动区域)压力减少，电弧在外部大气压作用下，容易重新回到触头区，发生重燃，影响产品的灭弧能力；并且，触头区燃弧后，温度还比较高，气体游离程度比较高，在触头两端电源电压施加产生的电场作用下，气体容易重新电离击穿，导致电弧重燃，开断失败。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的分断器件。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种分断器件，包括灭弧室组件以及动触头组件，以动触头组件的运动区域为触头区，还包括气体循环通道，所述气体循环通道能够将从所述灭弧室组件冲出的气流的至少一部分引导回所述触头区。

其中，为充分利用分断器件的内部空间，提高气体循环效率，在一个实施例中，所述动触头组件设置在所述灭弧室组件的第一侧，所述灭弧室组件背离所述动触头组件的第二侧设有分流锥，所述分流锥具有第一斜导面和第二斜导面，所述第一斜导面和第二斜导面能够将从所述灭弧室组件冲出的气流分流为方向大致相背离的第一方向和第二方向上的两股气流。

其中，为形成大致闭合的内循环通道，防止触头区压力过小，并利用循环气体推动电弧，在一个实施例中，所述气体循环通道的路径大致分为两条，分别是第一循环路径和第二循环路径，第一循环路径是由沿灭弧室组件长度在第二侧并朝向第一方向的第一段、沿灭弧室组件长度在第一侧并朝向第二方向的第三段、以及衔接二者的第二段构成的气流行进路径，第二循环路径是由沿灭弧室组件长度在第二侧并朝向第二方向的第四段、沿灭弧室组件长度在第一侧并朝向第二方向的第六段、以及衔接二者的第五段构成的气流行进路径，所述第三段和所述第六段连通至所述触头区，从而所述第一循环路径、第二循环路径、触头区、及灭弧室组件的气流通道形成大致呈闭合的内循环通道。

其中，为使气体循环通道的布置紧凑、合理，同时基于制造和安装考虑，在一个实施例中，分断器件包括基座，所述灭弧室组件安装在所述基座中，基座在灭弧室组件的第二侧与灭弧室组件之间具有安装间隙，从而形成所述第一段和第四段，所述第二段、第三段、第五段、第六段成型在所述基座上。

其中，为利用动、静触头刚分断时产生的较为集中的气体进一步推动动、静触头分断，在一个实施例中，分断器件还包括静触头，所述动触头组件具有相对靠近或远离静触头的运动轨迹以控制分断器件的导通或分断，所述分流锥的第一斜导面大致面向所述静触头，所述第一循环路径的第三段具有第一出口，所述第一出口设置在所述静触头的周侧并朝向所述动触头组件。

其中，为防止动、静触头刚分断时电弧进入第一出口，在一个实施例中，所述动触头组件包括挡板，分断器件导通时，所述挡板将所述第一出口封闭。

其中，为兼顾导电及灭弧作用，同时节省弧触头，在一个实施例中，还包括静触头，所述动触头组件具有与所述静触头接触配合的第一动触头和第二动触头，所述动触头组件包括可转动设置的支架，所述支架上枢接有多个间隔设置、逐一交错排列的第一接触片和第二接触片，所述第一接触片上具有凸起的所述第一动触头，所述第二接触片上具有凸起的所述第二动触头，所述第一动触头和第二动触头横向排列成排，其中所述第一动触头的凸起高度大于所述第二动触头的凸起高度，所述动触头组件远离所述静触头时，所述第二动触头先与所述静触头脱离接触。

其中，为借助电弧的烧灼作用快速产气推动电弧运动，在一个实施例中，所述动触头组件还包括触头防护罩，所述触头防护罩由绝缘产气材料制成，触头防护罩插入到所述第一接触片和第二接触片的间隙中。

其中，为分割电弧，提高灭弧效率，在一个实施例中，所述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。

优选地，所述的分断器件为断路器或隔离开关。

本发明具有以下有益效果：

1.通过设置气体循环通道，将从灭弧室冲出的气体引导回流至触头区，气流在流动过程中进行冷却，绝缘强度恢复后，一方面进一步推动电弧往灭弧室移动，另一方面，由于气流的空气绝缘强度已恢复，增强了触头区域绝缘介质强度，使得触头区不容易被触头两端电压电离击穿，防止电弧重燃；

2.动触头组件提供了以高低差错落设置的第一动触头和第二动触头，能够兼顾导电及灭弧作用，同时节省弧触头；

3.触头间设有触头防护罩，能够帮助产气和冷却电弧。

附图说明

图1是实施例中断路器的示意图；

图2是实施例中断路器的外壳体的示意图；

图3是实施例中断路器的示意图(包括操作机构)；

图4是实施例中断路器的剖视图；

图5是实施例中第一循环路径和第二循环路径的示意图；

图6是实施例中断路器的刚刚分断时的示意图；

图7是实施例中挡板封闭第一循环路径的出气口的示意图；

图8是实施例中动触头组件的示意图；

图9是实施例中动触头组件的结构爆炸图；

图10是实施例中动触头组件和静母排相配合的示意图(角度一)；

图11是实施例中动触头组件和静母排相配合的示意图(角度二)；

图12是实施例中灭弧室组件的剖视图；

图13是实施例中灭弧室组件的结构爆炸图。

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。

本实施例提出一种分断器件，为便于理解，本实施例以一种断路器为例进行说明，参阅图1所示，断路器包括基座1、动触头组件2、静母排3、动母排4和灭弧室组件5，其中由两基座1相向接合形成框架断路器的外壳体200(参阅图2)，动触头组件2、静母排3、动母排4和灭弧室组件5设置在该外壳体200内，其中：

以静母排3处于动母排4的上方，则动母排4处于静母排3的下方；

以动触头组件2处于灭弧室组件5的左侧，则灭弧室组件5处于动触头组件2的右侧。

动触头组件2和灭弧室组件5呈左右相对布置，灭弧室组件5沿基座1的高度方向上下延伸，以充分利用基座的高度尺寸，增大跑弧距离、增加灭弧栅片的数量，静母排3和动母排4分别设置在灭弧室组件5的上下两端，并向外延伸出外壳体200成为框架断路器的两接线端，由上下延伸具有高度的灭弧室组件5将静母排3和动母排4间隔开，提高了散热能力，避免热量聚积在容易发热的母排之间，动母排4与动触头组件2电连接，静母排3先水平延伸再竖直延伸从而大致呈L字型，静母排3竖直延伸段末端具有静触头31，对应地在动触头组件2上具有动触头21，动触头组件2整体地与基座1枢接，从而使得动触头21能够上下摆动靠近或远离静触头31，以控制框架断路器的导通和分断。框架断路器还包括操作机构6，参阅图3，操作机构6设置在动触头组件2左侧，操作机构6安装在外壳体200外，并借助连杆机构联动连接于动触头21，以带动触头21运动帮助断路器分、合闸，操作机构6的设置属于常规选择，本例中不再展开描述。整体布局上，框架断路器中，以动触头组件2设置在中间，操作机构6和灭弧室组件5分别设置在动触头组件2的左右两侧，从而合理地利用框架断路器的安装空间。

参阅图4，灭弧室组件5的右侧与基座1具有一安装间隙14，在该安装间隙14中设有分流锥11，该分流锥11一体成型在基座1上，分流锥11具有斜向上以及斜向下的两个斜导面，能够将经由灭弧室组件5向右冲出灭弧室组件5外侧的游离气体分别向上、下两个方向分流成两股气流，从而充分利用断路器的内部空间，提高气体循环效率。定义动触头组件2的运动区域为触头区，基座1还具有气体循环通道，以将经由灭弧室组件5冲出灭弧室组件5外侧的气体回流至触头区，气体循环通道包括第一循环路径12和第二循环路径13，参阅图5，第一循环路径12由上下走向的第一段123、左右走向的第二段122、上下走向的第三段121衔接形成，第一段123由安装间隙14形成，第二段122和第三段121则在基座1上成型而成；第二循环路径13由上下走向的第四段133、左右走向的第五段132、上下走向的第六段131衔接形成，第四段133由安装间隙14形成，第五段132和第六段131则在基座1上成型而成，第一循环路径12和第二循环路径13与触头区相连通，从而第一循环路径12和第二循环路径13能够将被分流锥11分流的两股气流分别引导回流至触头区，并且第一循环路径12、第二循环路径13、触头区、及灭弧室组件内的气流通道形成大致呈闭合的内循环通道，气流由于完全地经由灭弧室组件5消游离处理后，在第一循环路径12和第二循环路径13流动过程中进行能够充分冷却，绝缘强度恢复后，重新进入触头区，一方面进一步推动电弧往灭弧室移动，另一方面，由于气流的空气绝缘强度已恢复，增强了触头区域绝缘介质强度，使得触头区不容易被触头两端电压电离击穿，防止电弧重燃，同时也能防止触头区压力过小，电弧重新回到触头区，图5中示出了两股气流的流动路径，可参阅之以便于理解。另外，在气流的流经路径上还可以设有消游离过滤网7将部分游离气体排出框架断路器之外，以防止灭弧室压力过大导致基座破损，电弧从基座内溢出到产品外部。

另外，如图6，值得说明的是，分流锥11斜向上的斜导面大致面对静触头31设置，那么在动触头21和静触头31刚刚分断时，动触头21和静触头31的开距较小，气流较为集中，气流冲向分流锥11斜向上的斜导面，此时分流锥11将绝大部分气流引导至第一循环路径12，同时第一循环路径12的出气口设置在静触头31的周侧并朝向动触头组件2，那么在第一循环路径12冲出的气流的推动下能够进一步帮助动触头21和静触头31分断。

参阅图5-6，基座1上成型有挡块15，挡块15的下端面是与动触头组件2上的挡板23相配合的弧形面，断路器分、合闸过程中，挡块15与挡板23始终相配合以将动触头21和静触头31的左侧大致封闭，防止电弧外溢，并且参阅图7，合闸状态下，动触头组件2上的挡板23向上大致将第一循环路径12封闭，防止动、静触头分离时电弧进入第一循环路径12中，同时也能防止气流逆流。同时参阅图6和图8，挡板23上端是斜向的引导面，当气流从第一循环路径12回流出触头区时，挡板23还能帮助将气流重新斜向引导至灭弧室组件5。

参阅图8-11，动触头组件2包括支架22，以及安装设置在支架22上的挡板23、枢接在支架22上的接触片24，接触片24由第一接触片241和第二接触片242逐一交错并排排列组成，第一接触片241上具有凸起的第一动触头211，第二接触片上242上具有凸起的第二动触头212，第一动触头211和第二动触头212在第一接触片241和第二接触片242上横向排列组成动触头21，第一动触头211和第二动触头212具有高度差，如图10-11所示的，第二动触头212的高度大于第一动触头211的高度，从而使第二动触头212比第一动触头211更加靠近静触头31，图10中还示出了位于接触片24上、下方的限位杆201、限位轴202，以限制接触片24的转动角度范围，第一接触片241具有比第二接触片242更大的转动范围。因此，断路器合闸时，支架22朝靠近静触头31的方向摆动，由于第二动触头212高出第一动触头211，则第二动触头212先与静触头31接触导通，支架22继续摆动下，推动第一动触头211绕其在支架22上的枢接轴转动，从而使第一动触头211后与静触头31接触导通；断路器分闸时，支架22朝远离静触头31的方向摆动，则第一动触头211先与静触头31分离，第一动触头211与静触头31刚刚分离时，第二动触头212与静触头31还在导通状态，则动、静触头间不会产生电弧，支架22继续摆动下，第二动触头212后与静触头31分离，二者间产生电弧，因此在分断时由第二动触头212作为起弧触头，引导电弧进入灭弧室，第一动触头211作为载流触点受到保护。以高低差错落设置的第一动触头211和第二动触头212能够兼顾导电及灭弧作用，同时节省弧触头。在第一接触片241和第二接触片242的间隙之间还安装有触头防护罩25，触头防护罩25由绝缘产气材料如尼龙，三聚氰胺，PA46等制成，当框架断路器分断时，在电弧高温烧灼下触头防护罩25产生大量气体，一方面能够压缩并冷却电弧，另一方面能够推动电弧快速进入灭弧室。

参阅图12-13，灭弧室组件5包括多个排列成排的灭弧栅片以及设置在灭弧栅片一侧的多个竖向延伸、间隔排列的绝缘隔弧板52(绝缘隔弧板52由绝缘产气材料或绝缘材料如尼龙，三聚氰胺，PA46等制成)，绝缘隔弧板52朝向动触头组件2，当电弧进入灭弧室时，电弧会被绝缘隔弧板52分割成若干份，电弧被压缩并冷却，使得分断时电弧能量降低，提高分断可靠性。

本实施例虽然以断路器为例进行说明了分断器件的功能，但除了断路器之外，分断器件还可以是其他的分断开关结构，如隔离开关。

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 (10)

1.一种分断器件，包括灭弧室组件以及动触头组件，以动触头组件的运动区域为触头区，其特征在于：还包括气体循环通道，所述气体循环通道能够将从所述灭弧室组件冲出的气流的至少一部分引导回所述触头区。

2.根据权利要求1所述的分断器件，其特征在于：所述动触头组件设置在所述灭弧室组件的第一侧，所述灭弧室组件背离所述动触头组件的第二侧设有分流锥，所述分流锥具有第一斜导面和第二斜导面，所述第一斜导面和第二斜导面能够将从所述灭弧室组件冲出的气流分流为方向大致相背离的第一方向和第二方向上的两股气流。

3.根据权利要求2所述的分断器件，其特征在于：所述气体循环通道的路径大致分为两条，分别是第一循环路径和第二循环路径，第一循环路径是由沿灭弧室组件长度在第二侧并朝向第一方向的第一段、沿灭弧室组件长度在第一侧并朝向第二方向的第三段、以及衔接二者的第二段构成的气流行进路径，第二循环路径是由沿灭弧室组件长度在第二侧并朝向第二方向的第四段、沿灭弧室组件长度在第一侧并朝向第二方向的第六段、以及衔接二者的第五段构成的气流行进路径，所述第三段和所述第六段与连通至所述触头区，从而所述第一循环路径、第二循环路径、触头区、及灭弧室组件的气流通道形成大致呈闭合的内循环通道。

4.根据权利要求3所述的分断器件，其特征在于：分断器件还包括基座，所述灭弧室组件安装在所述基座中，所述基座在所述灭弧室组件的第二侧与所述灭弧室组件之间具有安装间隙，从而形成所述第一段和第四段，所述第二段、第三段、第五段、第六段成型在所述基座上。

5.根据权利要求3所述的分断器件，其特征在于：还包括静触头，所述动触头组件具有相对靠近或远离静触头的运动轨迹以控制分断器件的导通或分断，所述分流锥的第一斜导面大致面向所述静触头，所述第一循环路径的第三段具有第一出口，所述第一出口设置在所述静触头的周侧并朝向所述动触头组件。

6.根据权利要求5所述的分断器件，其特征在于：所述动触头组件包括挡板，分断器件导通时，所述挡板将所述第一出口封闭。

7.根据权利要求1所述的分断器件，其特征在于：还包括静触头，所述动触头组件具有与所述静触头接触配合的第一动触头和第二动触头，所述动触头组件包括可转动设置的支架，所述支架上枢接有多个间隔设置、逐一交错排列的第一接触片和第二接触片，所述第一接触片上具有凸起的所述第一动触头，所述第二接触片上具有凸起的所述第二动触头，所述第一动触头和第二动触头横向排列成排，其中所述第一动触头的凸起高度大于所述第二动触头的凸起高度，所述动触头组件远离所述静触头时，所述第二动触头先与所述静触头脱离接触。

8.根据权利要求7所述的分断器件，其特征在于：所述动触头组件还包括触头防护罩，所述触头防护罩由绝缘产气材料制成，触头防护罩插入到所述第一接触片和第二接触片的间隙中。

9.根据权利要求1所述的分断器件，其特征在于：所述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。

10.根据权利要求1-9任一所述的分断器件，其特征在于：所述分断器件是断路器或隔离开关。

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