CN114360980A - 灭弧装置和断路器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种灭弧装置和断路器，本申请的灭弧装置包括：灭弧室、产气件和引弧板，产气件设于灭弧室内，且产气件上设有安装凸块；引弧板具有与安装凸块相配的分割通孔，分割通孔将引弧板分割为多个跑弧道。故本申请通过增加电弧的运动路径，提高了灭弧装置的灭弧性能。当该灭弧装置应用于断路器时，可以提高断路器的短路分断能力。

Description

灭弧装置和断路器

技术领域

本申请涉及电器的技术领域，具体而言，涉及一种灭弧装置和断路器。

背景技术

断路器是配电系统中重要的组成部分，主要用于低压配电系统，用来接通及分断电网电路中的故障电流和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害。断路器对短路电流进行分断的功能主要是通过安装在断路器中的灭弧装置完成的。

但是现有技术中灭弧装置的灭弧性能较低，不利于电弧熄灭，降低了断路器的分断能力。

发明内容

本申请的目的是提供一种灭弧装置和断路器，其通过增加电弧的运动路径，提高了灭弧装置的灭弧性能。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种灭弧装置，包括：灭弧室、产气件和引弧板，产气件设于所述灭弧室内，且所述产气件上设有至少一个安装凸块；引弧板至少一个具有与所述安装凸块相配的分割通孔，所述分割通孔将所述引弧板分割为多个跑弧道。

于一实施例中，所述产气件上设有第一安装通孔，所述引弧板连接有连接片，所述连接片穿设于所述第一安装通孔内。

于一实施例中，所述引弧板相对于所述连接片为倾斜或垂直设置。

于一实施例中，所述产气件包括依次连接的第一板、第二板和第三板；所述第二板相对于所述第一板为倾斜或垂直设置，所述第二板相对于所述第三板为倾斜或垂直设置。

于一实施例中，所述安装凸块设于所述第一板和所述第二板的连接处，所述第一安装通孔设于所述第三板。

于一实施例中，所述第三板上还设有第二安装通孔，所述第二安装通孔用于与静触头的静触点相配。

于一实施例中，所述第一安装通孔和所述第二安装通孔为间隔设置或为一体设置。

于一实施例中，所述第三板包括相互连接的连接部和延伸部，所述连接部与所述第二板连接，所述延伸部的平均高度大于所述连接部的平均高度。

于一实施例中，所述延伸部上设有至少一个限位凸起，所述限位凸起用于与所述引弧板相抵。

于一实施例中，所述灭弧室包括：两个间隔设置的外侧板以及多个栅片，多个栅片夹设于两个所述外侧板之间，且为阵列分布。其中，所述产气件夹设于所述两个外侧板之间，且位于所述多个栅片的一侧，所述安装凸块设于所述产气件朝向所述栅片的外表面。

于一实施例中，所述产气件在背向所述栅片的外表面上设有安装凹槽，所述安装凹槽用于与静触头相配。

于一实施例中，所述产气件的外侧面上设有限位凸边，所述限位凸边用于与所述外侧板相抵。

第二方面，本申请提供一种断路器，包括：外壳以及至少一个灭弧装置，灭弧装置为上述任一实施例的灭弧装置；所述灭弧装置设于所述外壳内。

于一实施例中，所述外壳内设有静触头，所述产气件和所述引弧板均固定于所述静触头。

本申请与现有技术相比的有益效果是：

本申请的灭弧装置通过在引弧板上设置分割通孔，在产气件上设置安装凸块，并将安装凸块嵌入分割通孔内，从而使得引弧板上具有多个跑弧道。故本申请通过增加电弧的运动路径，提高了电弧的运动速度，加快了电弧运动至灭弧室内部的速度，从而能更好、更快地将电弧引入灭弧室，能更好的冷却电弧，使得灭弧室对电弧的切割和冷却更为充分，更有利于电弧熄灭，提高了灭弧装置的灭弧性能。当该灭弧装置应用于断路器时，可以提高断路器的短路分断能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的断路器的部分结构示意图。

图2为本申请一实施例示出的断路器的部分结构爆炸图。

图3为本申请一实施例示出的断路器的部分结构爆炸图。

图4为本申请一实施例示出的断路器的部分结构爆炸图。

图5为本申请一实施例示出的断路器的部分结构爆炸图。

图标：10-断路器；12-静触头；121-静触点；122-连接槽；123-第一U型端部；124-限位延伸凸杆；13-动触头；131-动触点；14-灭弧装置；200-灭弧室；210-外侧板；220-栅片；300-产气件；301-安装凸块；302-第一安装通孔；303-限位凸起；304-限位凸边；305-安装凹槽；306-围边；307-限位槽；310-第一板；320-第二板；330-第三板；331-连接部；332-延伸部；400-引弧板；410-分割通孔；411-跑弧道；500-连接片；510-第二U型端部；520-圆角。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的断路器10的部分结构示意图。一种断路器10包括：外壳，外壳可以是塑料等材质制成的，外壳内设有静触头12、动触头13以及至少一个灭弧装置14。外壳内还可以设有磁脱扣机构、操作机构、零序互感器、线路板、电线和/或开关等电子元器件。

断路器10可以应用于高压或低压的配电系统中，当配电系统正常工作时，扳动断路器10的手柄，静触头12和动触头13闭合，断路器10正常运行。当配电系统中出现故障电流，并且电流值超过磁脱扣机构的动作电流时，磁脱扣机构就会动作，磁脱扣机构会驱动操作机构动作，进而使动触头13和静触头12迅速断开、分离，此时在动触头13和静触头12间的电压导致空气介质电离放电，从而产生高温电弧，电弧在燃烧过程中导致灭弧装置14内的空气温度急剧上升从而加速空气电离，而当电弧电压大于电源电压时，电源电压不能维持电弧的持续燃烧，电弧就会熄灭，从而实现电流回路分断，进行断电保护。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的断路器10的部分结构爆炸图。一种灭弧装置14包括：灭弧室200、产气件300和引弧板400，产气件300设于灭弧室200内，且产气件300上设有至少一个安装凸块301；引弧板400具有至少一个与安装凸块301相配的分割通孔410，分割通孔410将引弧板400分割为多个跑弧道411(请参照图5)。其中，产气件300和引弧板400均固定于静触头12。

灭弧室200包括：两个间隔设置的外侧板210以及多个栅片220，多个栅片220夹设于两个外侧板210之间，且为阵列分布。其中，产气件300夹设于两个外侧板210之间，且位于多个栅片220的一侧，安装凸块301设于产气件300朝向栅片220的外表面。栅片220可以是由金属制成的。静触头12上设有静触点121，动触头13上设有动触点131。静触点121和动触点131可以是由银等导电金属制成的。

于一操作过程中，当断路器10流经短路故障电流时，动触头13转动，使得动触头13的动触点131和静触头12的静触点121分离，此时动触点131和静触点121之间就会产生电弧，电弧的高温会使断路器10内部压强增加，电弧在灭弧室200中的磁场(磁吹)和流体效应(气吹)的作用下会沿着引弧板400移动而进入灭弧室200，灭弧室200内部的多个栅片220会切割电弧，将电弧切割成多个短弧，且在栅片220的去电离和冷却作用下，电弧变小同时电弧电压急速升高，则当外施电源电压小于电弧电压时，电弧就会熄灭，实现电流回路分断，进行断电保护。

申请人经过试验发现，现有技术的断路器10分断能力较低，主要是因为灭弧室200内的栅片220对电弧的切割和冷却存在不充分的问题，不利于电弧熄灭，申请人发现这是由于现有技术中引弧板400仅为一个直板，引弧效果不理想，电弧进入灭弧室200的深度不够且速度过慢，使得电弧在静银点上的停留时间过长。

故本实施例中的灭弧装置14，在引弧板400上设置分割通孔410，在产气件300上设置安装凸块301，并将安装凸块301嵌入分割通孔410内，从而使得引弧板400上具有多个跑弧道411。如此设置，则在电弧沿着引弧板400移动的过程中时，基于多个跑弧道411的结构，可以将移动的电弧一分为多，则在电弧磁场和内部压强不变的情况下，提高了电弧的移动速度，从而更好、更快地将电弧引入灭弧室200，减少了电弧在静触点121上的停留时间，减少电弧对静触点121的烧蚀，使得灭弧室200对电弧的切割和冷却更为充分，更有利于电弧熄灭，提高了灭弧装置14的灭弧性能，并可以提高断路器10的短路分断能力。

其中，安装凸块301和分割通孔410的个数相等，一个安装凸块301与一个分割通孔410对应，本实施例中，安装凸块301和分割通孔410各设有一个，从而可以形成位于分割通孔410两侧的两个跑弧道411以将移动的电弧一分为二。于一其他的实施例中，安装凸块301和分割通孔410各设有2个，从而可以形成至少3个跑弧道411以将移动的电弧一分为三。于一其他的实施例中，安装凸块301和分割通孔410各设有3个，从而可以形成至少4个跑弧道411以将移动的电弧一分为四。当安装凸块301和分割通孔410设有4个以上时，可以是单向线性阵列分布、双向线性阵列分布或圆周阵列分布。

安装凸块301的尺寸可以小于或者等于分割通孔410的尺寸。本实施例中，安装凸块301的尺寸略小于分割通孔410的尺寸，则当安装凸块301设于分割通孔410内时，留有一定的空隙。

静触头12设于灭弧室200的下方，产气件300和引弧板400都设于静触头12和栅片220之间，并设于灭弧室200中两个外侧板210之间。产气件300上设有第一安装通孔302，引弧板400连接有连接片500，引弧板400通过连接片500穿过产气件300的第一安装通孔302与静触头12连接固定。如此设置，灭弧装置14的结构更为紧凑，同时本实施例通过分割通孔410和安装凸块301的配合以及连接片500和第一安装通孔302的配合，更能适应电弧的灼烧特点，增加烧结面积，提高灭弧装置14的灭弧性能。

其中，产气件300可以是尼龙材料或三聚氰胺层压玻璃布板制成，引弧板400可以是金属等导电材料制成的。另外，引弧板400与连接片500可以是一体成型的，也可以是通过铆接、螺栓连接或焊接等方式连接在一起的。引弧板400和连接片500的材质可以相同或者不同。连接片500的尺寸小于或者等于第一安装通孔302的尺寸。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的断路器10的部分结构爆炸图。产气件300在背向栅片220的外表面上设有安装凹槽305，安装凹槽305用于与静触头12相配。具体的，静触头12的一端部为第一U型端部123，静触点121设于第一U型端部123上，第一U型端部123嵌入安装凹槽305内。

产气件300上设有与安装凹槽305相通的第二安装通孔，第二安装通孔用于与静触头12的静触点121相配，以使静触点121外露能与动触点131接触。为利于制造，本实施例中，第一安装通孔302和第二安装通孔为一体设置，即第一安装通孔302和第二安装通孔为同一个尺寸较大的孔。于一其他的实施例中，第一安装通孔302和第二安装通孔为间隔设置，即第一安装通孔302和第二安装通孔为分开的两个独立小孔。

产气件300的两个相对的外侧面上各设有一个限位凸边304，限位凸边304用于与两个外侧板210相抵，从而可以用于限制产气件300与外侧板210的相对位置，以使灭弧装置14结构稳定。

请参照图4，其为本申请一实施例示出的断路器10的部分结构爆炸图。引弧板400相对于连接片500为倾斜或垂直设置。

产气件300包括从左至右依次连接的第一板310、第二板320和第三板330；第二板320相对于第一板310为倾斜或垂直设置，第二板320相对于第三板330为倾斜或垂直设置，其中，安装凸块301设于第一板310和第二板320的连接处，第一安装通孔302和第二安装通孔均设于第三板330。本实施例中，引弧板400与连接片500之间的角度为120度。且多个栅片220相对于静触点121的上表面也为倾斜设置，安装凸块301相对于静触点121的上表面也为倾斜设置，从而可以增大安装凸块301面向栅片220的面积。

第一板310、第二板320和第三板330可以是一体的，也可以是通过铆接、螺栓连接或焊接等方式连接在一起的。

连接片500的一端部为第二U型端部510，静触头12的左右侧面上各设有一个连接槽122，第二U型端部510的两个支脚分别通过两个连接槽122与静触头12铆接或者焊接。

请参照图5，其为本申请一实施例示出的断路器10的部分结构爆炸图。第三板330包括相互连接的连接部331和延伸部332，连接部331与第二板320连接，延伸部332的平均高度大于连接部331的平均高度。连接部331可以是厚度较小的长方体结构，延伸部332可以是厚度较厚的长方体或异形结构。本实施例中，延伸部332的纵向截面为等腰梯形与长方形的组合。

连接部331和延伸部332可以是一体的，也可以是通过铆接、螺栓连接或焊接等方式连接在一起的。

延伸部332上设有至少一个限位凸起303，限位凸起303用于与引弧板400相抵，从而可以用于限制产气件300与引弧板400的相对位置，以使灭弧装置14结构稳定。本实施例中，限位凸起303设有两个，为分别位于第一安装通孔302两侧的两个三角板。

第一板310和第二板320以及连接部331的外边缘处设有围边306，围边306的设置不仅可以限制产气的流通范围，而且可以增加与外侧板210的接触面积，以使灭弧装置14结构稳定。

产气件300的左右两侧面上分别设有一个与安装凹槽305相通的限位槽307，第一U型端部123的左右两侧面各设有一个与限位槽307相配的限位延伸凸杆124。当第一U型端部123嵌入安装凹槽305内时，两个限位延伸凸杆124分别嵌入限位槽307内，从而可以用于限制产气件300与静触头12的相对位置，以使灭弧装置14与静触头12连接结构稳定。

引弧板400与连接片500的连接处设有圆角520，使得引弧板400与连接片500为圆滑过渡，更利于电弧的流动。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭弧装置，其特征在于，包括：

灭弧室；

产气件，设于所述灭弧室内，且所述产气件上设有至少一个安装凸块；以及

引弧板，具有至少一个与所述安装凸块相配的分割通孔，所述分割通孔将所述引弧板分割为多个跑弧道。

2.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述产气件上设有第一安装通孔，所述引弧板连接有连接片，所述连接片穿设于所述第一安装通孔内。

3.根据权利要求2所述的灭弧装置，其特征在于，所述引弧板相对于所述连接片为倾斜或垂直设置；

所述产气件包括依次连接的第一板、第二板和第三板；所述第二板相对于所述第一板为倾斜或垂直设置，所述第二板相对于所述第三板为倾斜或垂直设置，

其中，所述安装凸块设于所述第一板和所述第二板的连接处，所述第一安装通孔设于所述第三板。

4.根据权利要求3所述的灭弧装置，其特征在于，所述第三板上还设有第二安装通孔，所述第二安装通孔用于与静触头的静触点相配；

其中，所述第一安装通孔和所述第二安装通孔为间隔设置或为一体设置。

5.根据权利要求3所述的灭弧装置，其特征在于，所述第三板包括相互连接的连接部和延伸部，所述连接部与所述第二板连接，所述延伸部的平均高度大于所述连接部的平均高度，

其中，所述延伸部上设有至少一个限位凸起，所述限位凸起用于与所述引弧板相抵。

6.根据权利要求1至5任一项所述的灭弧装置，其特征在于，所述灭弧室包括：

两个间隔设置的外侧板；以及

多个栅片，夹设于两个所述外侧板之间，且为阵列分布；

其中，所述产气件夹设于所述两个外侧板之间，且位于所述多个栅片的一侧，所述安装凸块设于所述产气件朝向所述栅片的外表面。

7.根据权利要求6所述的灭弧装置，其特征在于，所述产气件在背向所述栅片的外表面上设有安装凹槽，所述安装凹槽用于与静触头相配。

8.根据权利要求6所述的灭弧装置，其特征在于，所述产气件的外侧面上设有限位凸边，所述限位凸边用于与所述外侧板相抵。

9.一种断路器，其特征在于，包括：

外壳；

至少一个灭弧装置，为权利要求1至8任一项所述的灭弧装置；所述灭弧装置设于所述外壳内。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，所述外壳内设有静触头，所述产气件和所述引弧板均固定于所述静触头。

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