CN114639577A - 开关电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关电器，包括基座和安装在基座中的触头组件、灭弧室组件，所述基座上设有用于排出电离气体的喷弧口，所述喷弧口处还固定设有隔弧罩，所述隔弧罩内设有曲折的出气通道。进一步地，所述隔弧罩包括一入气口，在所述隔弧罩中还设有一导流件，所述导流件包括一头端和一尾端，所述导流件为头端和尾端更尖锐、并自头端向尾端是呈先展宽后收窄的外形，其中所述头端朝向所述入气口，以经由所述头端将冲入所述隔弧罩的气体分为两条气流，而后在所述尾端使气流交汇并形成涡流。本发明实现了开关电器排出电离气体的完全消游离，从而实现产品零飞弧。

Description

开关电器

技术领域

本发明涉及一种开关电器，具体涉及一种零飞弧的开关电器。

背景技术

为响应国家节能减排的大政策，配电产品小型化、紧凑型是主要的发展趋势。配电箱的小型化使得断路器电源端接线端子到开关柜的金属框架距离大幅减小，在线路出现大短路电流时，动静触点断开产生电弧，电弧进入灭弧室加速冷切，但在电弧未熄灭前，有部分电弧或电离气体从断路器喷弧口喷出时，有可能直接喷到开关柜金属框架上，此时将产生金属导体烧毁，线路出现非正常浪涌电压，空间有导电尘埃、金属粉末等物质，最终会烧毁断路器、电缆以及接在线路上的用电设备。配电箱尺寸与低压断路器的飞弧距离有极大的关系，飞弧距离影响产品使用时安全性能，市场对零飞弧产品需求也越来越迫切。

目前国内许多厂家主要通过在喷弧口安装飞弧罩实现零飞弧，但是飞弧罩内安装的金属网并不能完全消灭电弧能量，特别是大短路电流引起的电弧能量。如果断路器本身没有足够的限流能力，仅采用飞弧罩时罩住电弧使其不外喷，在长期绝缘老化，最终导致电、热击穿，其后果也十分严重。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种零飞弧的的开关电器。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出开关电器，包括基座和安装在基座中的触头组件、灭弧室组件，所述基座上设有用于排出电离气体的喷弧口，其特征在于：所述喷弧口处还固定设有隔弧罩，所述隔弧罩内设有曲折的出气通道。

其中，为提高对带电气体的消游离效果，在一个实施例中，优选所述隔弧罩包括一入气口，在所述隔弧罩中还设有一导流件，所述导流件包括一头端和一尾端，所述导流件为头端和尾端更尖锐、并自头端向尾端是呈先展宽后收窄的外形，其中所述头端朝向所述入气口，以经由所述头端将冲入所述隔弧罩的气体分为两条气流，而后在所述尾端使气流交汇并形成涡流。

其中，基于制造和安装考虑，在一个实施例中，优选所述导流件呈菱形结构，以菱形的所述导流件的两个相对的尖端作为所述头端和尾端。

其中，在一个实施例中，优选还包括依次排列的第一出气通道、第二出气通道、第三出气通道和第四出气通道，所述第二出气通道和第三出气通道的起始端汇合在所述尾端一侧，以排出形成涡流的气流。

其中，基于制造和安装考虑，在一个实施例中，所述第二出气通道和第三出气通道均呈U型弧状弯曲，所述第二出气通道和第三出气通道相对接以组成一个环形通道。

其中，为提高对带电气体的消游离效果，在一个实施例中，优选所述第一出气通道和第四出气通道是具有数段V型弯折路径的通道，被所述头端所分流的两条气流部分交汇形成涡流，部分分流至所述第一出气通道和第四出气通道排出。

其中，为提高对电离气体的排气效率，在一个实施例中，所述基座上设有两个所述喷弧口，所述基座内还设有分流锥，以将冲出所述灭弧室组件的气体分流至两个所述喷弧口。

其中，在一个实施例中，优选所述开关电器是断路器。

本发明具有以下有益效果：本发明通过在开关电器喷弧口处设置隔弧罩，使部分电离气体在回旋过程中进一步冷却消游离，部分电离气体通过弯折路径的延伸形状通道出气，经过多次反射接触加快带电离子的消游离，实现了排出气体的完全消游离，从而实现产品零飞弧。

附图说明

图1是实施例中断路器的结构爆炸图(角度一)；

图2是实施例中断路器的结构爆炸图(角度二，隐去第一隔弧罩和第二隔弧罩)；

图3是实施例中灭弧室组件的示意图；

图4是实施例中断路器的正视图(隐去部分结构以便于观察)；

图5是实施例中第二隔弧罩的示意图。

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。

参阅图1-2所示，作为本发明的优选实施例，提供一种断路器，包括基座和安装设置在基座上的触头组件、灭弧室组件5、第一隔弧罩6和第二隔弧罩7，还包括操作机构、脱扣机构和手柄(此三者图中未示出)等功能单元以满足断路器的基本功能。其中，断路器基座包括第一基座1和第二基座2，第一基座1和第二基座2相向接合以组成断路器的壳体，所述触头组件和灭弧室组件5被包夹在第一基座1和第二基座2之间。触头组件进一步包括动触头组件4和静触头组件3，其中动触头组件4具有动触点端，静触头组件3具有静触点端，通过动触点端相对静触点端的运动实现二者的接触或分离，从而实现断路器的接通或分断。灭弧室组件5用于对动、静触点端分断时产生的电弧进行灭弧处理，第一隔弧罩6和第二隔弧罩7用于阻止电弧产生时带电粒子喷出断路器，具体结构将在下面说明。为了便于描述，参阅图1，本实施例中定义：

第一基座1相对处于第二基座2的前方，第二基座2相对处于第一基座1的后方，即图示Y、Y＇方向分别为前、后方向；

灭弧室组件5的长度延伸方向为左右方向，即图示X、X＇方向分别为左、右方向。

如图2、3，灭弧室组件5包括栅片支持53、灭弧栅片54、第一产气隔板51和第二产气隔板52。该栅片支持53具有在前后方向对置的两个，数个在左右方向排列成排的灭弧栅片54装夹在两个栅片支持53之间。第一产气隔板51和第二产气隔板52分别固定安装在两个栅片支持53上端，第一产气隔板51和第二产气隔板52在前后方向镜像对置。动触头组件4包括动触点端41，本实施例中该静触头组件3设置在动触点端41的右侧，动触点端41是沿左右方向进行摆动活动，从而实现断路器的接通和分断。该动触点端41是设置在第一产气隔板51和第二产气隔板52之间，在第一产气隔板51和第二产气隔板52在之间形成供动触点端41通过的、呈左右延伸的间隙50。第一产气隔板51和第二产气隔板52均由绝缘产气材料如如尼龙，三聚氰胺，PA46制成，当动、静触点端之间产生电弧时，通过电弧烧蚀第一产气隔板51和第二产气隔板52产生大量气体推动电弧加速进入灭弧室，从而通过灭弧栅片54切割电弧来达到灭弧的效果。

进一步的，在第一产气隔板51和第二产气隔板52各上设有八道弧形延伸的弧形凹槽，以第一产气隔板51为例，参阅图3，第一产气隔板51上设有八道弧形凹槽511，该弧形凹槽511可有效增大电弧与第一产气隔板51的接触面积，在电弧的高温作用下提高第一产气隔板51产气效率，有效提高灭弧室压力，加速驱动电弧进入灭弧室实现快速灭弧。同时，该弧形凹槽511可有效增大动、静触点端之间的爬电距离，提升产品试后绝缘能力。上述弧形凹槽的数量在其他实施例中可以是四道、六道等其他的数量，可根据数据产品的规格来决定。

如图4、5，在断路器基座的底端设有分流锥8，断路器基座左右两端分别设有第一喷弧口22和第二喷弧口23，通过分流锥8将冲出灭弧室组件5的包含有带电离子的气体向基座的左右两侧的第一喷弧口22和第二喷弧口23分流，从而提高排气效率，防止断路器内部温度过高。在基座的左右两侧分别固定安装有第一隔弧罩6和第二隔弧罩7，以分别将冲出第一喷弧口22和第二喷弧口23的气体进行消游离，第一隔弧罩6和第二隔弧罩7结构类似且呈左右镜像布置，下面以第二隔弧罩7为例进行说明。如图4和图5，第二隔弧罩7内设有处于上游的菱形件71(作为导流件)和处于下游的四个出气通道，所述四个出气通道是曲折的且通径很小，四个出气通道从上至下依次排列，分别为第一出气通道701、第二出气通道702、第三出气通道703和第四出气通道704，出气通道的弯曲结构能够增大气体中带电离子与通道侧壁接触面积，经过多次反射接触可以加快带电离子的消游离。

该第二隔弧罩7具有与第二喷弧口23相接的入气口，该菱形件71包括头端711和尾端712，头端711朝向该入气口(也即朝向第二喷弧口23)，从而将从第二喷弧口23喷出的气体分为上下两条气流。第二出气通道702和第三出气通道703的起始端交汇在该菱形件71背离第二喷弧口23的一侧；从而被菱形件71分出的上下两条气流一部分通过第一出气通道701和第四出气通道704出气，另一部分在尾端712引导下交汇在菱形件71背离第二喷弧口23的一侧而形成涡流，气体在回旋过程中进一步冷却消游离再从第二出气通道702和第三出气通道703排出。第二出气通道702和第三出气通道703进一步地是弯曲的，从而其弯曲形状能够进一步确保电离气体的消游离，本实施例中，第二出气通道702和第三出气通道703呈U型弧状，二者相对接以组成一个环形通道，更有利于第二隔弧罩7的制造。另一方面，本实施例中，第一出气通道701和第四出气通道704是具有数段V型弯折路径的延伸形状通道，能够进一步增大气体中带电离子与通道侧壁接触面积，经过多次反射接触加快带电离子的消游离。则通过第一出气通道701和第四出气通道704的数段V型弯折的延伸形状通道的结构设计以及第二出气通道702和第三出气通道703起始端涡流回旋消游离的结构设计，实现了第一出气通道701、第二出气通道702、第三出气通道703和第四出气通道704排出气体的完全消游离，从而实现产品零飞弧。同时，第二隔弧罩7内的曲折小通径气道结构可防止灭弧室区域气压快速下降，导致灭弧室不能进一步压缩电弧，金属栅片切割电弧数量减少，电弧电压下降，电弧弧柱变粗加剧灭弧室烧蚀，从而影响分断性能。

在其他实施例中，菱形件71可以被替换为其他的导流件，只要该导流件包括一头端和一尾端，该导流件是头端和尾端更尖锐、并自头端向尾端是呈先展宽后收窄的外形即可，通过所述头端将冲入所述隔弧罩的气体分为两条气流，而后在所述尾端使气流交汇并形成涡流。例如该菱形件71可以被替换为一橄榄型的导流件。本实施例采用菱形结构的菱形件71可以便于制造和安装。

本实施例一种断路器为例说明了触头组件、灭弧室组件5、第一隔弧罩6、第二隔弧罩7和基座的技术效果，除此之外，亦可以将上述的触头组件、灭弧室组件5、第一隔弧罩6、第二隔弧罩7和基座应用于其他的不同类别的开关电器中。其中，所述开关电器是指GB/T5226.1-2019/IEC 60204-1：2016中的术语与定义的开关电器，即用于接通或断开一个或几个电路电流的电器，其具体元件形式可以是断路器、继电器、隔离开关等。

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 (8)

1.开关电器，包括基座和安装在基座中的触头组件、灭弧室组件，所述基座上设有用于排出电离气体的喷弧口，其特征在于：所述喷弧口处还固定设有隔弧罩，所述隔弧罩内设有曲折的出气通道。

2.根据权利要求1所述的开关电器，其特征在于：所述隔弧罩包括一入气口，在所述隔弧罩中还设有一导流件，所述导流件包括一头端和一尾端，所述导流件为头端和尾端更尖锐、并自头端向尾端是呈先展宽后收窄的外形，其中所述头端朝向所述入气口，以经由所述头端将冲入所述隔弧罩的气体分为两条气流，而后在所述尾端使气流交汇并形成涡流。

3.根据权利要求2所述的开关电器，其特征在于：所述导流件呈菱形结构，以菱形的所述导流件的两个相对的尖端作为所述头端和尾端。

4.根据权利要求2所述的开关电器，其特征在于：还包括依次排列的第一出气通道、第二出气通道、第三出气通道和第四出气通道，所述第二出气通道和第三出气通道的起始端汇合在所述尾端一侧，以排出形成涡流的气流。

5.根据权利要求4所述的开关电器，其特征在于：所述第二出气通道和第三出气通道均呈U型弧状弯曲，所述第二出气通道和第三出气通道相对接以组成一个环形通道。

6.根据权利要求4所述的开关电器，其特征在于：所述第一出气通道和第四出气通道是具有数段V型弯折路径的通道，被所述头端所分流的两条气流部分交汇形成涡流，部分分流至所述第一出气通道和第四出气通道排出。

7.根据权利要求1所述的开关电器，其特征在于：所述基座上设有两个所述喷弧口，所述基座内还设有分流锥，以将冲出所述灭弧室组件的气体分流至两个所述喷弧口。

8.根据权利要求1-7任一所述的开关电器，其特征在于：所述开关电器是断路器。

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