CN113678223A - 用于直流空气断路器的灭弧部结构体 - Google Patents

用于直流空气断路器的灭弧部结构体 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体包括：复数个栅构件；侧板，结合到复数个所述栅构件的两侧部，使得复数个所述栅构件以隔开的状态叠排；排气罩，位于所述侧板和复数个所述栅构件的上部；电弧引导件，与所述侧板结合以位于复数个所述栅构件的下部；以及磁体，结合于所述电弧引导件，所述磁体被磁化成以复数个所述栅构件和所述电弧引导件的上下布置方向为基准具有彼此不同的极。

Description

用于直流空气断路器的灭弧部结构体
技术领域
本发明涉及一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体。
背景技术
通常，空气断路器(Air Circuit Breaker:ACB)是设置于低压配电线路上并以空气作为灭弧介质的电器，其不仅有计划地执行低压配电网络电力的传输/接收、转换(Switching)以及停止等，而且在产生过流、短路以及接地故障等异常电流时通过分断电路来保护人员性命和负载设备。
更具体地，根据现有技术的直流空气断路器包括断路器内部的灭弧部和通电部。并且，当因线路的过流、短路以及接地故障等而产生异常电流时，产品的机械部由继电器而动作，使得固定触点和可动触点分离。
此外，固定触点和可动触点分离的同时会产生电弧。因此，产生的电弧在由于电弧电流和磁通密度而正交产生的洛伦兹力(电弧磁场驱动力)的作用下，从固定触点和可动触点移动到冷却板，从而被冷却和熄灭。
并且，电弧引导件结合于电弧室组件，并且电弧引导件用于将电弧诱导到冷却板中央，从而快速进行灭弧。
然而，在根据IEC 60947-3 ANNEX D规格标准分断小电流时，由于电流和磁场小，因此电弧产生非常小的磁场驱动力。并且，在固定触点和可动触点之间出现电弧停滞现象。
此外，高温的电弧停滞现象会对灭弧部和通电部的结构和电气造成严重的损坏，并导致产品的性能降低和设备的事故。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的一个方面在于提供一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其通过磁体的磁场产生电弧磁场驱动力，并由此能够将电弧快速地排放到灭弧部。
本发明的另一方面在于提供一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，在电弧室组件中，使磁体在电弧引导件位于栅构件的下部的上下方向上磁化为具有不同的极，由此能够防止电弧逆流。
本发明的另一方面在于提供一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其可以通过使插入到电弧引导件的磁体的磁场大小最大化来使电弧磁场驱动力最大化。
本发明的另一方面在于提供一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其可以在缩短电弧持续时间的同时确保小电流分断性能。
用于解决问题的手段
根据本发明的一实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体包括：复数个栅构件；侧板，结合到复数个所述栅构件的两侧部，使得复数个所述栅构件以隔开的状态叠排；排气罩，位于所述侧板和复数个所述栅构件的上部；电弧引导件，与所述侧板结合以位于复数个所述栅构件的下部；以及磁体，结合于所述电弧引导件，所述磁体被磁化成以复数个所述栅构件和所述电弧引导件的上下布置方向为基准具有彼此不同的极。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，在所述电弧引导件中可以形成有供所述磁体安置的磁体插入槽，所述磁体可以沿所述栅构件的叠排方向延伸，所述磁体插入槽可以沿所述栅构件的叠排方向延伸。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述磁体插入槽中可以形成有侧板固定部，所述侧板中可以形成有对应于所述侧板固定部的电弧引导件固定部。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述侧板固定部和所述电弧引导件固定部可以形成为通孔。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述磁体形成为沿所述电弧引导件的长度方向延伸，并形成有与所述通孔对应的安装孔，还包括用于结合所述电弧引导件固定部、所述安装孔以及所述侧板固定部的固定构件，在所述磁体借助所述固定构件安置于所述磁体插入槽的状态下，所述电弧引导件被固定到所述侧板。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述磁体的上部可以被磁化成S极，下部可以被磁化成N极。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述电弧引导件的形成有磁体插入槽的板部可以形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度，所述磁体插入槽可以形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度，结合到所述磁体插入槽的所述磁体的一侧宽度可以大于另一侧的宽度。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述磁体具有复数个，所述电弧引导件中形成有供所述磁体安置的复数个磁体插入槽和形成在所述磁体插入槽中的侧板固定部，在所述侧板形成有对应于所述侧板固定部的电弧引导件固定部。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述侧板固定部和所述电弧引导件固定部可以形成为通孔。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，
还可以包括用于结合所述电弧引导件固定部和所述侧板固定部的固定构件，在所述磁体借助所述固定构件安置于所述磁体插入槽的状态下，所述电弧引导件可以被固定到所述侧板。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述磁体的上部可以被磁化成S极，下部可以被磁化成N极。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述电弧引导件形成为沿长度方向从一侧部向另一侧部延伸并且从一侧部向下延伸，所述磁体插入槽形成有从所述电弧引导件的一侧部向下延伸的第一磁体插入槽和从所述电弧引导件的一侧部向另一侧部延伸的第二磁体插入槽，所述磁体包括形成为向下延伸以对应于第一磁体插入槽(2410a)的第一磁体以及形成为沿长度方向延伸以对应于述第二磁体插入槽的第二磁体。
此外，在用于直流空气断路器的灭弧部结构体中，所述栅构件中可以形成有向下倾斜部，使得所述栅构件的下部从中心部向两端部延伸，所述电弧引导件中还可以形成有引导件板部，该引导件板部形成为对应于所述向下倾斜部的向上倾斜部。
发明的效果
根据本发明，可以获得具有以下效果的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，通过磁体的磁场产生电弧磁场驱动力，并且可以通过该电弧磁场驱动力将电弧快速地排放到灭弧部，根据本发明的另一方面，在电弧室组件中，使磁体可以在电弧引导件位于栅构件的下部的上下方向上磁化成具有不同极，由此防止电弧逆流，可以通过使插入到电弧引导件的磁体的磁场大小最大化来使电弧磁场驱动力最大化，并且可以在缩短电弧持续时间的同时确保小电流分断性能。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体的构造图。
图2是示意性地示出图1所示的灭弧部结构体中的电弧引导件的构造图。
图3是示意性地示出图1所示的灭弧部结构体中的磁体的构造图。
图4是示意性地示出根据本发明的第二实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体的构造图。
图5是示意性地示出图4所示的灭弧部结构体中的电弧引导件的构造图。
图6是示意性地示出图4所示的灭弧部结构体中的磁体的构造图。
图7是示意性地示出安装有根据本发明的灭弧部结构体的直流空气断路器的构造图。
图8是图7所示的直流空气断路器中的第一实施例的灭弧部结构体的第一使用状态的示意图。
图9是图7所示的直流空气断路器中的第一实施例的灭弧部结构体的第二使用状态的示意图。
图10是图7所示的直流空气断路器中的根据第二实施例的灭弧部结构体的第一使用状态的示意图。
图11是图7所示的直流空气断路器中的根据第二实施例的灭弧部结构体的第二使用状态的示意图。
具体实施方式
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体的构造图，图2是示意性地示出图1所示的灭弧部结构体中的电弧引导件的构造图，图3是示意性地示出图1所示的灭弧部结构体中的磁体的构造图。
在包括太阳能发电设施在内的各种需要直流分断的设备中使用的直流空气断路器中，灭弧部结构体1000用于确保小电流分断性能。
如图所示，灭弧部结构体1000包括：侧板1100、栅构件1200、排气罩1300、电弧引导件1400以及磁体1500。
更具体地，栅构件1200是用于分割和冷却引入的电弧的冷却板，复数个栅构件1200在相对于排气罩1300而位于两侧的侧板1100之间以彼此隔开的状态叠排。
为此，在栅构件1200的两端部形成有固定凸起1210，在侧板1100形成有对应于固定凸起1210的通孔1110。
栅构件1200中形成有向下倾斜部1220，使得所述栅构件1200的下部从中心部向两端部延伸。
排气罩1300结合到侧板1100的上部，电弧引导件1400结合到侧板1100的下部。
为此，在侧板1100中形成有电弧引导件固定部1120和排气罩结合部1130。
排气罩1300位于侧板1100和复数个栅构件的上部。在排气罩1300中形成有对应于侧板的排气罩结合部1130的侧板结合部1310。
并且，作为上述的一实施例，图1示出了侧板结合部1310形成为凸起并且排气罩结合部1130形成为贯通部的情形。
电弧引导件1400固定到侧板，以位于复数个栅构件1200的下部。
此外，电弧引导件1400形成有磁体插入槽1410、引导件板部1420以及侧板固定部1430。磁体插入槽1410具有与磁体1500对应的形状。
此外，磁体插入槽1410沿栅构件1200的叠排方向延伸，并且引导件板部1420延伸以面向栅构件1200。
侧板固定部1430可以形成在磁体插入槽1410中。
引导件板部1420可以形成为与栅构件1200的向下倾斜部1220对应的向上倾斜部。
侧板固定部1430用于将电弧引导件1400固定到侧板1100，并对应于电弧引导件固定部1120。此外，电弧引导件固定部1120和侧板固定部1430可以形成为通孔。
磁体1500形成为在电弧引导件1400的长度方向即栅构件的叠排方向上延伸，并且以延伸方向的正交方向、即栅构件1200和电弧引导件1400的布置方向为基准，磁化为上下具有不同磁极。
作为这种情形的一例，图3中，上部的第一极1500a被磁化成S极，下部的第二极1500b被磁化成N极。
如上所述，随着磁体被磁化并结合到电弧引导件1400，磁场驱动力被最大限度地增大，从而可以实现电弧的快速冷却和灭弧。
此外，在磁体1500中形成有安装孔1510。安装孔1510形成为对应于以通孔的形式形成的所述侧板固定部和所述电弧引导件固定部。
此外，所述电弧引导件1400中形成有磁体插入槽1410的板部可以形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度。这是考虑到安装于断路器的灭弧部结构体1000的整体结构的结果。
此外，磁体插入槽1410对应于上述结构，形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度。结合到磁体插入槽1410的磁体1500也形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度。
灭弧部结构体1000还包括固定构件1600，固定构件1600用于结合电弧引导件固定部1120、安装孔1510以及侧板固定部1430。由此，可以在将磁体结合到电弧引导件的状态下使电弧引导件固定到侧板。
此外，硅等绝缘层1610可以形成在固定构件1600的外周部。
图4是示意性地示出根据本发明的第二实施例的用于直流空气断路器的灭弧部结构体的构造图，图5是示意性地示出图4所示的灭弧部结构体中的电弧引导件的构造图，图6是示意性地示出图4所示的灭弧部结构体中的磁体的构造图。
如图所示，灭弧部结构体2000与如图1至图3所示的灭弧部结构体1000的不同之处仅在于磁体和用于容纳磁体的磁体插入槽1410。
更具体地，灭弧部结构体2000包括：侧板2100、栅构件2200、排气罩2300、电弧引导件2400以及磁体2500a、2500b。
磁体包括第一磁体2500a和第二磁体2500b。
并且，侧板2100、栅构件2200以及排气罩2300与根据上述第一实施例的灭弧部结构体1000的侧板1100、栅构件2200以及排气罩2300相同，因此将省略与上述说明相同的具体说明。
电弧引导件2400中形成有磁体插入槽2410、引导件板部2420以及侧板固定部2430。磁体插入槽2410形成有供第一磁体2500a插入其中而结合的第一磁体插入槽2410a和供第二磁体2500b插入其中而结合的第二磁体插入槽2410b。
此外，第一磁体插入槽2410a和第二磁体插入槽2410b形成在没有形成有侧板固定部2430的区域中。
电弧引导件2400形成为沿长度方向从一侧部向另一侧部延伸，同时从一侧部向下延伸。因此，电弧引导件2400形成有从一侧部向下延伸的第一磁体插入槽2410a，并且形成有从一侧部向另一侧部延伸的第二磁体插入槽2410b。
第一磁体2500a形成为向下延伸以对应于第一磁体插入槽2410，第二磁体2500b形成为沿长度方向延伸以对应于第二磁体插入槽2410b。
第一磁体2500a和第二磁体2500b以与电弧引导件2400的延伸方向垂直的方向、即栅构件2200和电弧引导件2400的布置方向为基准，磁化为上下具有不同磁极。
作为一例，在图6中，上部的第一极2500a’、2500b’被磁化成S极，下部的第二极2500a”、2500b”被磁化成N极。
并且，第一磁体2500a插入到第一磁体插入槽2410a，第二磁体2500b插入到第二磁体插入槽2410b，并在该状态下，将固定构件2600结合到电弧引导件固定部2120和侧板固定部2430，从而将电弧引导件2400固定到侧板2100。
图7是示意性地示出安装有根据本发明的灭弧部结构体的直流空气断路器的构造图。
如图所示，灭弧部结构体1000、2000、固定导体组件3000以及可动导体组件4000安装到直流空气断路器的主体。
此外，可动导体组件4000安装成面对固定导体组件3000，灭弧部结构体1000、2000位于固定导体组件3000和可动导体组件4000的上部以熄灭触点分离时产生的电弧。
图8是图7所示的直流空气断路器中的第一实施例的灭弧部结构体的第一使用状态的示意图，图9是图7所示的直流空气断路器中的第一实施例的灭弧部结构体的第二使用状态的示意图。
如图8所示，当磁体1500安装于电弧引导件1400时，如箭头所示，小电流被分断时分布有磁场。
此外，在直流空气断路器中分断小电流的情况下，磁体周围的磁场是均匀分布的。
并且，如图9所示，电弧磁场驱动力的大小由磁体的磁场大小决定，而其方向与磁场和电流的方向正交。
即，以磁场分布和小电流的连接方向为基准，电弧磁场驱动力F如箭头所示向栅构件1200作用。此外，图9的(a)示出了电流方向在电弧引导件1400的延伸方向上引出时的驱动力F，图9的(b)示出了电流方向在电弧引导件1400的延伸方向上为引入时的驱动力F。
结果，基于磁场分布和小电流的连接方向，在小电流被分断时，电弧磁场驱动力向栅构件1200的侧面方向作用，并且如上所述，由于形成电弧磁场驱动力F，不仅可以快速地进行灭弧，而且不会发生电弧逆流，并且不会发生电弧停滞现象。
图10是图7所示的直流空气断路器中的第二实施例的灭弧部结构体的第一使用状态的示意图，图11是图7所示的直流空气断路器中的第二实施例的灭弧部结构体的第二使用状态的示意图。
如图10所示，当磁体2500安装于电弧引导件2400时，如箭头所示，小电流被分断时分布有磁场。
此外，在直流空气断路器中分断小电流的情况下，磁体周围的磁场是均匀分布的。
如图11所示，电弧磁场驱动力的大小由磁体的磁场大小决定，而其方向与磁场和电流方向正交。
即，以磁场分布和小电流的连接方向为基准，电弧磁场驱动力F如箭头所示向栅构件2200作用。此外，图11的(a)示出了电流的方向在电弧引导件2400的延伸方向上引出时的驱动力F，图11的(b)示出了电流的反向在电弧引导件2400的延伸方向上引入时的驱动力F。
结果，基于磁场分布和小电流的连接方向，在小电流被分断时，电弧磁场驱动力向栅构件1200的侧面方向作用，并且如上所述，由于形成电弧磁场驱动力F，不仅可以快速地进行灭弧，而且不会发生电弧逆流，并且不会发生电弧停滞现象。
如上所述，根据本发明的第一实施例的灭弧部结构体1000和根据第二实施例的灭弧部结构体2000都能够快速地进行灭弧，并且不会发生电弧逆流，而且不会发生电弧停滞现象，同时，灭弧部结构体1000确保了磁体的最大尺寸，从而使电弧磁场驱动力最大，并且灭弧部结构体2000使得磁体易于安装而与侧板固定部2430无关，从而提高了组装性和生产率。
以上，尽管参考附图说明了本发明的优选实施例，但是，应当理解的是，在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下，本发明所属领域的普通技术人员可以以其他具体形式实施。因此，应当理解为上述的实施例在所有方面是是示例性的，而不是限制性的。

Claims (14)

1.一种用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，包括：
复数个栅构件；
侧板，结合到复数个所述栅构件的两侧部，使得复数个所述栅构件以隔开的状态叠排；
排气罩，位于所述侧板和复数个所述栅构件的上部；
电弧引导件，与所述侧板结合以位于复数个所述栅构件的下部；以及
磁体，结合于所述电弧引导件，
所述磁体被磁化成以复数个所述栅构件和所述电弧引导件的上下布置方向为基准具有彼此不同的极。
2.根据权利要求1所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
在所述电弧引导件中形成有供所述磁体安置的磁体插入槽，所述磁体沿所述栅构件的叠排方向延伸，所述磁体插入槽沿所述栅构件的叠排方向延伸。
3.根据权利要求2所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述栅构件形成有向下倾斜部，使得所述栅构件的下部从中心部向两端部延伸，
所述电弧引导件还形成有引导件板部，所述引导件板部形成为对应于所述向下倾斜部的向上倾斜部。
4.根据权利要求2所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述磁体插入槽中形成有侧板固定部，所述侧板中形成有对应于所述侧板固定部的电弧引导件固定部。
5.根据权利要求2所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述侧板固定部和所述电弧引导件固定部形成为通孔。
6.根据权利要求5所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述磁体形成为沿所述电弧引导件的长度方向延伸，并形成有与所述通孔对应的安装孔，
所述灭弧部结构体还包括用于结合所述电弧引导件固定部、所述安装孔以及所述侧板固定部的固定构件，在所述磁体借助所述固定构件安置于所述磁体插入槽的状态下，所述电弧引导件被固定到所述侧板。
7.根据权利要求2所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述磁体的上部被磁化成S极，下部被磁化成N极。
8.根据权利要求1所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述电弧引导件的形成有磁体插入槽的板部形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度，
所述磁体插入槽形成为一侧的宽度大于另一侧的宽度，结合到所述磁体插入槽的所述磁体的一侧宽度大于另一侧的宽度。
9.根据权利要求1所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述磁体具有复数个，
所述电弧引导件中形成有供所述磁体安置的复数个磁体插入槽和形成在所述磁体插入槽之间的侧板固定部，
在所述侧板形成有对应于所述侧板固定部的电弧引导件固定部。
10.根据权利要求8所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述侧板固定部和所述电弧引导件固定部形成为通孔。
11.根据权利要求10所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
还包括用于结合所述电弧引导件固定部和所述侧板固定部的固定构件，在所述磁体借助所述固定构件安置于所述磁体插入槽的状态下，所述电弧引导件被固定到所述侧板。
12.根据权利要求8所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述磁体的上部被磁化成S极，下部被磁化成N极。
13.根据权利要求9所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述电弧引导件形成为沿长度方向从一侧部向另一侧部延伸并从一侧部向下延伸，所述磁体插入槽形成有从所述电弧引导件的一侧部向下延伸的第一磁体插入槽和从所述电弧引导件的一侧部向另一侧部延伸的第二磁体插入槽，
所述磁体包括形成为向下延伸以对应于第一磁体插入槽的第一磁体以及形成为沿长度方向延伸以对应于所述第二磁体插入槽的第二磁体。
14.根据权利要求9所述的用于直流空气断路器的灭弧部结构体，其中，
所述栅构件形成有向下倾斜部，使得所述栅构件的下部从中心部向两端部延伸，
所述电弧引导件还形成有引导件板部，所述引导件板部形成为对应于所述向下倾斜部的向上倾斜部。
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