CN113012979B - 一种使用紫外线触发的真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种使用紫外线触发的真空灭弧室，包括：真空灭弧室外壳、位移传感器、环状紫外线发射器、紫外线发射器控制器和设于真空灭弧室外壳内侧的静端屏蔽罩、主屏蔽罩、静触头、动触头、动端屏蔽罩和真空灭弧室波纹管；位移传感器设置于动导电杆上，位移传感器、紫外线发射器控制器和环状紫外线发射器顺次连接，紫外线发射器控制器用于根据位移传感器发送的信号控制环状紫外线发射器；主屏蔽罩在靠近环状紫外线发射器的一侧设有主屏蔽罩开口，环状紫外线发射器通过主屏蔽罩开口将紫外线照射静触头和动触头之间的空间。本申请的真空灭弧室减少了合闸涌流和分闸截流过电压，具有结构简单和成本低廉等优点，特别适用于无功投切等场合。

Description

一种使用紫外线触发的真空灭弧室

技术领域

本申请涉及真空开关领域，尤其涉及一种使用紫外线触发的真空灭弧室。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并且能够关合、承载和开断异常回路条件下的电流。常见的断路器有真空断路器和六氟化硫断路器，其中真空断路器凭借其体积小、重量轻、适用于频繁开断、灭弧介质清洁无污染等优点成为了使用频率最高的断路器。

真空灭弧室是真空断路器的核心部件，真空灭弧室的性能往往决定了真空断路器的性能。当真空灭弧室进行合闸操作时，真空灭弧室内的动静触头距离不断减小直至发生击穿，此时触头间金属或金属蒸汽发射的电子并不均匀，会开始产生位于触头局部的集中预击穿电流，触头间的集中式电弧会使触头发生严重烧蚀，显著降低了真空灭弧室的开断性能。当真空灭弧室进行分闸操作时，真空灭弧室内的触头间距开始逐渐增大，触头间电流会在电流尚未达到自然过零点时强制变零，此时分闸距离尚未达到预期值，会产生较大的截流过电压，对真空灭弧室和操作人员的安全产生了威胁。

然而，目前尚未出现能够避免合闸涌流和分闸截流过电压危害且结构简单成本低的真空灭弧室。

发明内容

本申请提供了一种使用紫外线触发的真空灭弧室，以解决合闸涌流和分闸截流过电压危害的问题，并且结构简单成本低。

一种使用紫外线触发的真空灭弧室，包括：真空灭弧室外壳、位移传感器、环状紫外线发射器、紫外线发射器控制器和设于所述真空灭弧室外壳内侧的静端屏蔽罩、主屏蔽罩、静触头、动触头、动端屏蔽罩和真空灭弧室波纹管；

所述真空灭弧室外壳上端设有静导电杆，所述静导电杆在位于所述真空灭弧室外壳内侧的一端设有所述静触头；

所述真空灭弧室外壳下端设有动导电杆，所述动导电杆在位于所述真空灭弧室外壳内侧的一端设有所述动触头；

所述真空灭弧室外壳的内侧壁上设有所述静端屏蔽罩、所述主屏蔽罩和所述动端屏蔽罩；

所述真空灭弧室波纹管套装于位于真空灭弧室外壳内侧的所述动导电杆上；

所述位移传感器设置于所述动导电杆上，所述位移传感器、所述紫外线发射器控制器和所述环状紫外线发射器顺次连接，所述紫外线发射器控制器用于根据所述位移传感器发送的信号控制所述环状紫外线发射器；

所述主屏蔽罩在靠近所述环状紫外线发射器的一侧设有主屏蔽罩开口，所述环状紫外线发射器通过所述主屏蔽罩开口将紫外线照射所述静触头和所述动触头之间的空间。

进一步地，在所述静触头和所述动触头处于完全打开的状态下，所述主屏蔽罩开口的大小与所述静触头和所述动触头之间形成的空间的横截面相一致；

所述主屏蔽罩开口的上端与所述静触头的下端对应。

进一步地，所述位移传感器设置于所述动导电杆的下端。

进一步地，当所述真空灭弧室开始合闸动作时，所述动导电杆开始向上运动，所述位移传感器向所述紫外线发射器控制器发送合闸信号；

当所述真空灭弧室开始分闸动作时，所述动导电杆开始向下运动，所述位移传感器向所述紫外线发射器控制器发送分闸信号。

进一步地，所述紫外线发射器控制器接收到所述位移传感器发送的合闸信号后，所述紫外线发射器控制器控制所述环状紫外线发射器开启，在间隔第一预设时间后，所述紫外线发射器控制器控制所述环状紫外线发射器关闭；

所述紫外线发射器控制器接收到所述位移传感器发送的分闸信号后，所述紫外线发射器控制器控制所述环状紫外线发射器开启，在间隔第二预设时间后，所述紫外线发射器控制器控制所述环状紫外线发射器关闭。

进一步地，所述环状紫外线发射器由多个紫外线灯等间距环绕组成。

进一步地，所述真空灭弧室外壳采用透紫外线材料，所述透紫外线材料包括但不限于：石英。

本申请的有益效果为：

首先，结构改进简单易实现。仅需对真空灭弧室的主屏蔽罩处开一个合适的开口，在对应位置放置环状紫外线发射器即可实现，可通过紫外线发射器控制器和位移传感器的联合实现对环状紫外线发射器进行控制。

其次，改进成本低，实现效果好。真空灭弧室本身仅对其主屏蔽罩作了开口处理，额外增加的位移传感器、紫外线发射器控制器和环状紫外线发射器成本较低，却可以有效减小合闸涌流和分闸截流的过电压。

总之，本申请提供的一种使用紫外线触发的真空灭弧室在不影响开断性能的前提下有效降低了合闸涌流和分闸截流的过电压，特别适用于无功投切等场合。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种使用紫外线触发的真空灭弧室的结构示意图。

图中：1-静端屏蔽罩，2-静导电杆，3-主屏蔽罩，4-静触头，5-动触头，6-动端屏蔽罩，7-真空灭弧室波纹管，8-紫外线发射器控制器，9-动导电杆，10-真空灭弧室外壳，11-主屏蔽罩开口，12-位移传感器，13-环状紫外线发射器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

参见图1，为本申请一种使用紫外线触发的真空灭弧室的结构示意图。

一种使用紫外线触发的真空灭弧室，包括：真空灭弧室外壳10、位移传感器12、环状紫外线发射器13、紫外线发射器控制器8和设于所述真空灭弧室外壳10内侧的静端屏蔽罩1、主屏蔽罩3、静触头4、动触头5、动端屏蔽罩6和真空灭弧室波纹管7；

所述真空灭弧室外壳10上端设有静导电杆2，所述静导电杆2在位于所述真空灭弧室外壳10内侧的一端设有所述静触头4；

所述真空灭弧室外壳10下端设有动导电杆9，所述动导电杆9在位于所述真空灭弧室外壳10内侧的一端设有所述动触头5；

所述真空灭弧室外壳10的内侧壁上设有所述静端屏蔽罩1、所述主屏蔽罩3和所述动端屏蔽罩6；

所述真空灭弧室波纹管7套装于位于真空灭弧室外壳10内侧的所述动导电杆9上；可以将所述位移传感器12设置于所述动导电杆9的下端，所述位移传感器12用于监测所述动导电杆9的位移。

当所述真空灭弧室开始合闸动作时，所述动导电杆9开始向上运动，所述位移传感器12向所述紫外线发射器控制器8发送合闸信号；

当所述真空灭弧室开始分闸动作时，所述动导电杆9开始向下运动，所述位移传感器12向所述紫外线发射器控制器8发送分闸信号。

将动导电杆9向上移动的信号设为合闸信号，那么当动导电杆9开始向上移动时，位移传感器12便向紫外线发射器控制器8发送合闸信号；这里将动导电杆9向下移动的信号设为分闸信号，那么当动导电杆9开始向下移动时，位移传感器12便向紫外线发射器控制器8发送分闸信号。

进一步地，在所述紫外线发射器控制器8接收到所述位移传感器12发送的合闸信号后，所述紫外线发射器控制器8控制所述环状紫外线发射器13开启，环状紫外线发射器13将紫外线经主屏蔽罩开口11均匀照射真空灭弧室的动触头5和静触头4之间的空间，动触头5与静触头4间的金属或金属蒸汽在紫外线照射下均匀发射电子，使得预击穿电流更加均匀，避免了触头严重烧蚀并减小了合闸涌流，在间隔第一预设时间后，所述紫外线发射器控制器8控制所述环状紫外线发射器13关闭，可以将所述第一预设时间设为20ms,在20ms后，紫外线发射器控制器8控制环状紫外线发射器13关闭；

所述紫外线发射器控制器8接收到所述位移传感器12发送的分闸信号后，所述紫外线发射器控制器8控制所述环状紫外线发射器13开启，环状紫外线发射器13将紫外线经主屏蔽罩开口11均匀照射

真空灭弧室的动触头5和静触头4之间的空间，动触头5与静触头4间的金属或金属蒸汽在紫外线照射下均匀发射电子，使触头间电弧保持燃烧，直至分闸距离足够时熄灭，避免了截流过电压的出现，在间隔第二预设时间后，所述紫外线发射器控制器8控制所述环状紫外线发射器13关闭，可以将所述第一预设时间设为10ms,在10ms后，紫外线发射器控制器8控制环状紫外线发射器13关闭；

所述位移传感器12设置于所述动导电杆9上，所述位移传感器12、所述紫外线发射器控制器8和所述环状紫外线发射器13顺次连接，所述紫外线发射器控制器8用于根据所述位移传感器12发送的信号控制所述环状紫外线发射器13；

所述主屏蔽罩3在靠近所述环状紫外线发射器13的一侧设有主屏蔽罩开口11，所述环状紫外线发射器13通过所述主屏蔽罩开口11将紫外线照射所述静触头4和所述动触头5之间的空间。

进一步地，在所述静触头4和所述动触头5处于完全打开的状态下，所述主屏蔽罩开口11的大小与所述静触头4和所述动触头5之间形成的空间的横截面相一致；所述主屏蔽罩开口11的上端与所述静触头4的下端对应。可以有效地将环状紫外线发射器13发射的紫外线完全照射到所述静触头4和所述动触头5之间的空间，同时主屏蔽罩开口11的大小适中。

进一步地，所述环状紫外线发射器13由多个紫外线灯等间距环绕组成。将紫外线灯等间距的环绕，可以确保环状紫外线发射器13将紫外线均匀照射真空灭弧室的动触头5和静触头4之间的空间。

进一步地，所述真空灭弧室外壳10采用透紫外线材料，所述透紫外线材料包括但不限于：石英。

具体操作时，当真空灭弧室开始合闸动作时，固定于动导电杆9下方的位移传感器12向紫外线发射器控制器8发送合闸信号，紫外线发射器控制器8控制环状紫外线发射器13开启，紫外线经主屏蔽罩开口11均匀照射真空灭弧室的动触头5和静触头4之间的空间，动触头5与静触头4间的金属或金属蒸汽在紫外线照射下均匀发射电子，使得预击穿电流更加均匀，避免了触头严重烧蚀并减小了合闸涌流，20ms后紫外线发射器控制器控制环状紫外线发射器关闭；在真空灭弧室开始分闸动作时，位移传感器12给紫外线发射器控制器8发送分闸信号，紫外线发射器控制器8控制环状紫外线发射器13开启，紫外线经主屏蔽罩开口11均匀照射真空灭弧室的动触头5和静触头4之间的空间，动触头5与静触头4间的金属或金属蒸汽在紫外线照射下均匀发射电子，使触头间电弧保持燃烧，直至分闸距离足够时熄灭，避免了截流过电压的出现，10ms后紫外线发射器控制器控制环状紫外线发射器关闭。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，包括：真空灭弧室外壳(10)、位移传感器(12)、环状紫外线发射器(13)、紫外线发射器控制器(8)和设于所述真空灭弧室外壳(10)内侧的静端屏蔽罩(1)、主屏蔽罩(3)、静触头(4)、动触头(5)、动端屏蔽罩(6)和真空灭弧室波纹管(7)；

所述真空灭弧室外壳(10)上端设有静导电杆(2)，所述静导电杆(2)在位于所述真空灭弧室外壳(10)内侧的一端设有所述静触头(4)；

所述真空灭弧室外壳(10)下端设有动导电杆(9)，所述动导电杆(9)在位于所述真空灭弧室外壳(10)内侧的一端设有所述动触头(5)；

所述真空灭弧室外壳(10)的内侧壁上设有所述静端屏蔽罩(1)、所述主屏蔽罩(3)和所述动端屏蔽罩(6)；

所述真空灭弧室波纹管(7)套装于位于真空灭弧室外壳(10)内侧的所述动导电杆(9)上；

所述位移传感器(12)设置于所述动导电杆(9)上，所述位移传感器(12)、所述紫外线发射器控制器(8)和所述环状紫外线发射器(13)顺次连接，所述紫外线发射器控制器(8)用于根据所述位移传感器(12)发送的信号控制所述环状紫外线发射器(13)；

所述主屏蔽罩(3)在靠近所述环状紫外线发射器(13)的一侧设有主屏蔽罩开口(11)，所述环状紫外线发射器(13)通过所述主屏蔽罩开口(11)将紫外线照射所述静触头(4)和所述动触头(5)之间的空间。

2.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，在所述静触头(4)和所述动触头(5)处于完全打开的状态下，所述主屏蔽罩开口(11)的大小与所述静触头(4)和所述动触头(5)之间形成的空间的横截面相一致；

所述主屏蔽罩开口(11)的上端与所述静触头(4)的下端对应。

3.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，所述位移传感器(12)设置于所述动导电杆(9)的下端。

4.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，当所述真空灭弧室开始合闸动作时，所述动导电杆(9)开始向上运动，所述位移传感器(12)向所述紫外线发射器控制器(8)发送合闸信号；

当所述真空灭弧室开始分闸动作时，所述动导电杆(9)开始向下运动，所述位移传感器(12)向所述紫外线发射器控制器(8)发送分闸信号。

5.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，所述紫外线发射器控制器(8)接收到所述位移传感器(12)发送的合闸信号后，所述紫外线发射器控制器(8)控制所述环状紫外线发射器(13)开启，在间隔第一预设时间后，所述紫外线发射器控制器(8)控制所述环状紫外线发射器(13)关闭；

所述紫外线发射器控制器(8)接收到所述位移传感器(12)发送的分闸信号后，所述紫外线发射器控制器(8)控制所述环状紫外线发射器(13)开启，在间隔第二预设时间后，所述紫外线发射器控制器(8)控制所述环状紫外线发射器(13)关闭。

6.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，所述环状紫外线发射器(13)由多个紫外线灯等间距环绕组成。

7.如权利要求1所述的一种使用紫外线触发的真空灭弧室，其特征在于，所述真空灭弧室外壳(10)采用透紫外线材料。

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