CN112420462A - 一种断路器的触头灭弧装置 - Google Patents

Abstract

一种断路器的触头灭弧装置，属于断路器技术领域。包括相互配对的动触头和静触头，用于合分线路；灭弧装置，用于熄灭动触头和静触头分离所产生的电弧，灭弧装置包括灭弧栅片组和隔弧罩，灭弧栅片组包括层叠设置的多枚灭弧栅片和设置在灭弧栅片上方的引弧栅片，特点：隔弧罩在靠近动触头的两侧具有挡弧板一和挡弧板二，挡弧板一和挡弧板二之间形成一用于容纳动触头运动的狭窄腔体，狭窄腔体上设有顶板，顶板与引弧栅片抵触形成封闭灭弧装置的上部空间的封闭部，在封闭部上设置有排气口，且排气口对应动触头在打开位置时动触头与引弧栅片之间的间隙。优点：提升磁吹力，有助于电弧转移至引弧栅片上，实现高分断性能。

Description

一种断路器的触头灭弧装置

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器的触头灭弧装置。

背景技术

为了确保用户自身的用电安全，通常在供电系统中均会安装断路器作为保护元件。塑壳断路器的一个重要功能是分断故障电流，其关键功能是由断路器的灭弧室完成的。当有短路电流时，动触头在电磁斥力作用下快速斥开，动静触头之间的电压引起空气放电，形成电弧，电弧在电动斥力和空气流场的作用下进入灭弧栅片，形成电弧电压，快速分断短路电流。

如果没有良好的气吹引导元件，电弧不能充分进入，甚至不能进入灭弧栅片，以至不能建立电弧电压，断路器不能有效分断短路电流，严重时整个断路器被烧损。而气吹的形成需要有产气材料在电弧的灼烧下产生气体，另外需要有一个利于气体快速流动的通道和条件，使得电弧在气吹的作用下快速进入灭弧栅片中，同时消游离的气体需要快速流向大气中。所以，如何优化断路器内部结构，实现内部高气压，增强气吹作用力，助推电弧向灭弧栅片转移，实现高效切割，成为目前断路器满足预期开断性能的一个研究课题。

鉴于上述已有技术，有必要对现有断路器结构加以合理的改进。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务是要提供一种具有高分断性能的断路器的触头灭弧装置，采用了多重强增磁引弧与气吹复合技术，引弧栅片与紧邻的灭弧栅片在动触头打开位置对电弧及弧根形成复合增磁效应，提升磁吹力，并且在隔弧罩上部设置有排气口，有助于电弧转移至引弧栅片上，实现高分断性能。

本发明的任务是这样来完成的，一种断路器的触头灭弧装置，包括相互配对的动触头和静触头，用于合分线路；灭弧装置，用于熄灭动触头和静触头分离所产生的电弧，所述灭弧装置包括灭弧栅片组和隔弧罩，所述的灭弧栅片组包括层叠设置的多枚灭弧栅片和设置在灭弧栅片上方的引弧栅片，所述的隔弧罩在靠近动触头的两侧具有挡弧板一和挡弧板二，所述挡弧板一和挡弧板二之间形成一用于容纳动触头运动的狭窄腔体，所述狭窄腔体上设有顶板,所述顶板与引弧栅片抵触形成封闭灭弧装置的上部空间的封闭部，在封闭部上设置有排气口，且所述排气口对应动触头在打开位置时动触头与引弧栅片之间的间隙。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的排气口位于狭窄腔体上方，且位于顶板与引弧栅片抵触的边缘上。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述动触头的动触臂的端部具有倾斜的凸起部，当断路器分断故障电流，动触头处于打开位置时，所述引弧栅片、引弧栅片和凸起部之间的间隙、凸起部以及动触臂形成了一个“Z”字形的电流路径。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述挡弧板一和挡弧板二端面呈阶梯状，在动触头移动轨迹全行程约一半的位置时挡弧板一和挡弧板二端面存在一变化点形成上下两部分，即所述挡弧板一分为位于上部的上部边缘一和位于下部的下部边缘一，所述挡弧板二分为位于上部的上部边缘二和位于下部的下部边缘二。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述上部边缘一和上部边缘二呈倾斜状，所述下部边缘一和下部边缘二呈竖直状。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述挡弧板一和挡弧板二的上下两部分夹角均呈钝角。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述隔弧罩的左右两侧的半包围槽形空间一和半包围槽形空间二包裹住灭弧栅片的灭弧栅片腿部。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述隔弧罩采用产气材料制成。

在本发明的又进而一个具体的实施例中, 所述静触头上覆盖有隔弧件；所述隔弧罩设置在隔弧件上；隔弧罩具有两卡脚，分别为卡脚一和卡脚二，所述的卡脚一和卡脚二分别与隔弧件的突起部的侧面一和侧面二相配合。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述静触头上增设有延长型强增磁的引弧结构。

本发明由于采用了上述结构，具有的有益效果：第一、灭弧栅片组包括引弧栅片、层叠设置的多个灭弧栅片，引弧栅片、引弧栅片和动触头的凸起部之间的间隙、凸起部以及动触臂形成了一个“Z”字形的电流路径，该“Z”字形的电流路径使得引弧栅片与凸起部之间的电弧向着上方运动；第二、在隔弧罩上部设置有排气口，有助于电弧转移至引弧栅片上，实现高分断性能；第三、静触头上增设有延长型强增磁引弧结构，使得电弧在开距长度方向上被充分拉伸，利于电弧电压的提升；第四、采用多重强增磁引弧与气吹复合技术，引弧栅片与紧邻的灭弧栅片在动触头打开位置对电弧及弧根形成复合增磁效应，提升磁吹力。

附图说明

图1为本发明所述断路器在短路分断时的结构示意图。

图2为本发明所述断路器在短路分断时灭弧装置与动触头配合的结构示意图。

图3为本发明所述断路器在短路分断时灭弧装置的引弧栅片与动触头中的电弧电流示意图。

图4为本发明所述断路器的灭弧装置的结构示意图。

图5为本发明所述断路器的灭弧装置的爆炸示意图。

图6为本发明所述的隔弧罩的结构示意图。

图7为本发明所述隔弧罩与静触头上的隔弧件的装配示意图。

图中：1.壳体；2.动触头、21.动触臂、211.凸起部；3.灭弧装置、30.隔弧壁一、31.隔弧壁二、32.灭弧栅片组、321.引弧栅片、322.灭弧栅片、3221.灭弧栅片腿部、3222. 灭弧栅片安装角、33.隔弧罩、331.挡弧板一、3311.上部边缘一、3312.下部边缘一、332.挡弧板二、3321.上部边缘二、3322.下部边缘二、333.狭窄腔体、334.半包围槽形空间一、3341.侧壁一、3342.连接壁一、335.半包围槽形空间二、3351. 侧壁二、3352. 连接壁二、336.顶板、3361.排气口、337.卡脚一、338.卡脚二；4.静触头、41.引弧结构；5.隔弧件、51.突起部、511.侧面一、512.侧面二；6.操作机构；7.电弧柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以对应附图所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

在塑料外壳式断路器中，通常含有用于每一极的至少一个固定接触部分(例如静触头)和至少一个可动接触部分(例如动触头)，在断路器的闭合/断开时，固定接触部分与可动接触部分相互连接或相互断开，同时在接触区域还设置有一个灭弧装置和一套操作机构，所述灭弧装置用于熄灭可动接触部分连接或断开时产生的电弧，所述操作机构用于操作可动接触部分的运动，以驱动可动接触部分与固定接触部分连接或断开。

本发明涉及该类断路器中的固定接触部分、可动接触部分和灭弧装置，具体的，如图1、图2所示，本发明涉及一种断路器的触头灭弧装置，其包括壳体1、设置在壳体1内的触头灭弧装置，所述的触头灭弧装置包括灭弧装置3和触头系统；所述触头系统包括相互配合的静触头4和动触头2，所述动触头2位于所述静触头4的上方且相对于静触头2转动。所述断路器还包括作用于动触头2以实现断路器接通与分断操作的操作机构6。所谓的动触头3相对于静触头2转动是指所述的动触头3一端相对于其固定部件转动设置，而另一端为自由端，整根动触头3绕着枢置点转动。所述动触头2具有两个停留位置，一个停留位置为闭合位置，也就是动触头2与静触头4连接时停留的位置；另一个位置为打开位置，也就是动触头2绕着枢置点转动与静触头4断开向上打开至最终停留的位置。所述动触头2在闭合位置和打开位置之间切换实现断路器闭合或断开。

如图2至图4所示，所述灭弧装置3用于熄灭动触头2和静触头4分离时所产生的电弧。所述灭弧装置3包括彼此面对面设置的隔弧壁一30和隔弧壁二31、隔弧壁一30和隔弧壁二31之间的灭弧栅片组32和隔弧罩33。所述的灭弧栅片组32从上到下包括一引弧栅片321、层叠设置的多枚灭弧栅片322。本实施例中，隔弧壁一30和隔弧壁二31相对设置于灭弧栅片组32的宽度方向上的两侧。优选的，灭弧栅片组32的每一枚灭弧栅片322宽度方向上的边缘与隔弧壁一30和隔弧壁二31固定连接，具体如图4所示，灭弧栅片组32的每一枚灭弧栅片322是以其灭弧栅片安装角3222卡嵌于隔弧壁一30和隔弧壁二31上对应孔中铆接。当然，所述灭弧栅片322的安装方式不限，也可以在隔弧壁一30和隔弧壁二31上开设安装槽，所述灭弧栅片322插接对应的安装槽中实现连接。

如图3所示，所述动触头2的动触臂21的端部具有倾斜的凸起部211，当断路器分断故障电流，动触头2和静触头4处于打开位置时，所述引弧栅片321、引弧栅片321和凸起部211之间的间隙、凸起部211以及动触臂21形成了一个“Z”字形的电流路径，所述“Z”字形的电流路径使得引弧栅片321与凸起部211之间的电弧向着上方运动。

如图4至图6所示，所述的多片灭弧栅片322呈扇形排列设置，所述隔弧罩33采用产气材料制成。所述的隔弧罩33包裹住灭弧栅片322的灭弧栅片腿部3221；具体的，所述隔弧罩33左右两侧具有半包围槽形空间一334和半包围槽形空间二335，用于容纳灭弧栅片腿部3221，所述的半包围槽形空间一334和半包围槽形空间二335在靠近动触头2侧具有相对设置的挡弧板一331和挡弧板二332，所述挡弧板一331和挡弧板二332之间形成一用于容纳动触头2运动的狭窄腔体333，以形成动静触头分离放电区域。所述的半包围槽形空间一334和半包围槽形空间二335在远离动触头2另一侧具有相对设置的侧壁一3341和侧壁二3351。如图4所示，所述侧壁一3341与侧壁二3351相对设置于灭弧栅片组32的宽度方向上的两侧。且所述侧壁一3341与隔弧壁一30拼接，侧壁二3351和隔弧壁二31拼接。侧壁一3341与挡弧板一331具有连接壁一3342，侧壁二3351与挡弧板二332具有连接壁二3352。侧壁一3341、挡弧板一331、连接壁一3342共同组成半包围槽形空间一334。侧壁二3351、挡弧板二332、连接壁二3352共同组成半包围槽形空间二335。所述狭窄腔体333及半包围槽形空间一334和半包围槽形空间二335上设有顶板336。所述顶板336与侧壁一3341、挡弧板一331、连接壁一3342和侧壁二3351、挡弧板二332、连接壁二3352一体构成。当然，也可以所述隔弧罩33的顶板336与侧壁一3341、挡弧板一331、连接壁一3342和侧壁二3351、挡弧板二332、连接壁二3352分离，成独立部件覆盖在所述狭窄腔体333及半包围槽形空间一334和半包围槽形空间二335上。在本实施例中，所述隔弧罩33一体注塑构成，也就是所述顶板336与侧壁一3341、挡弧板一331、连接壁一3342和侧壁二3351、挡弧板二332、连接壁二3352一体构成。所述顶板336与引弧栅片321抵触形成封闭灭弧装置3的上部空间的封闭部，在封闭部上设置有排气口3361，且所述排气口3361对应动触头2在打开位置时动触头2与引弧栅片321之间的间隙。更优选的，所述的排气口3361位于狭窄腔体333上方，且位于顶板336与引弧栅片321抵触的边缘上。当然，其它实施例中，所述的排气口3361可位于与位于引弧栅片321与顶板336抵触的边缘上。也就是排气口3361处于图1中电弧柱7在狭窄腔体333上方区域即可。当断路器分断故障电流，动触头2处于打开位置时，所述排气口3361对应引弧栅片321与动触头2之间的电弧区域，有助于电弧转移至引弧栅片321上。上述实施例还可以有其它的变形方案，如去掉侧壁一3341和侧壁二3351也是可行的。

如图6所示，所述挡弧板一331和挡弧板二332端面呈阶梯状，在动触头2移动轨迹全行程约一半的位置时挡弧板一331和挡弧板二332端面存在一变化点形成上下两部分，分别为位于挡弧板一331上部的上部边缘一3311、位于挡弧板一331下部的下部边缘一3312、以及位于挡弧板二332上部的上部边缘二3321、位于挡弧板二332下部的下部边缘二3322。所述上部边缘一3311和上部边缘二3321呈倾斜状，有利于动触头斥开位置时电弧的快速扩散与转移。所述下部边缘一3312和下部边缘二3322呈竖直状。挡弧板一331和挡弧板二332的上下两部分夹角均呈钝角。

如图7所示，所述静触头4上覆盖有隔弧件5；所述隔弧罩33设置在隔弧件5上；隔弧罩33具有两卡脚，分别为卡脚一337和卡脚二338，所述的卡脚一337和卡脚二338分别与隔弧件5的突起部51的侧面一511和侧面二512相配合，可以确保狭窄腔体333的窄缝宽度在分断气压作用下不发生变化。同时如图2所示，所述静触头4增设有延长型强增磁的引弧结构41，可使得电弧在开距长度方向上被充分拉伸，利于电弧电压的提升。

Claims (10)

1.一种断路器的触头灭弧装置，包括相互配对的动触头(2)和静触头(4)，用于合分线路；灭弧装置(3)，用于熄灭动触头(2)和静触头(4)分离所产生的电弧，所述灭弧装置(3)包括灭弧栅片组(32)和隔弧罩(33)，所述的灭弧栅片组(32)包括层叠设置的多枚灭弧栅片(322)和设置在灭弧栅片(322)上方的引弧栅片(321)，其特征在于：所述的隔弧罩(33)在靠近动触头(2)的两侧具有挡弧板一(331)和挡弧板二(332)，所述挡弧板一(331)和挡弧板二(332)之间形成一用于容纳动触头(2)运动的狭窄腔体(333)，所述狭窄腔体(333)上设有顶板(336)， 所述顶板(336)与引弧栅片(321)抵触形成封闭灭弧装置(3)的上部空间的封闭部，在封闭部上设置有排气口(3361)，且所述排气口(3361)对应动触头(2)在打开位置时动触头(2)与引弧栅片(321)之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述的排气口(3361)位于狭窄腔体(333)上方，且位于顶板(336)与引弧栅片(321)抵触的边缘上。

3.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述动触头(2)的动触臂(21)的端部具有倾斜的凸起部(211)，当断路器分断故障电流，动触头(2)处于打开位置时，所述引弧栅片(321)、引弧栅片(321)和凸起部(211)之间的间隙、凸起部(211)以及动触臂(21)形成了一个“Z”字形的电流路径。

4.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述挡弧板一(331)和挡弧板二(332)端面呈阶梯状，在动触头(2)移动轨迹全行程约一半的位置时挡弧板一(331)和挡弧板二(332)端面存在一变化点形成上下两部分，即所述挡弧板一(331)分为位于上部的上部边缘一(3311)和位于下部的下部边缘一(3312)，所述挡弧板二(332)分为位于上部的上部边缘二(3321)和位于下部的下部边缘二(3322)。

5.根据权利要求4所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述上部边缘一(3311)和上部边缘二(3321)呈倾斜状，所述下部边缘一(3312)和下部边缘二(3322)呈竖直状。

6.根据权利要求4所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述挡弧板一(331)和挡弧板二(332)的上下两部分夹角均呈钝角。

7.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述隔弧罩(33)的左右两侧的半包围槽形空间一(334)和半包围槽形空间二(335)包裹住灭弧栅片(322)的灭弧栅片腿部(3221)。

8.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述隔弧罩(33)采用产气材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述静触头(4)上覆盖有隔弧件(5)；所述隔弧罩(33)设置在隔弧件(5)上；隔弧罩(33)具有两卡脚，分别为卡脚一(337)和卡脚二(338)，所述的卡脚一(337)和卡脚二(338)分别与隔弧件(5)的突起部(51)的侧面一(511)和侧面二(512)相配合。

10.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述静触头(4)上增设有延长型强增磁的引弧结构(41)。

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