CN114758931B - 一种具有排风降温系统的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有排风降温系统的断路器，包括断路器本体和排风降温系统，排风降温系统包括设置于断路器本体外部的鼓风装置和设置于断路器本体内部的排风管路，排风管路的进风口与鼓风装置连接，排风管路的出风口位于断路器本体内部合闸位置的下方，排风管路用于将鼓风装置产生的冷却气流向合闸位置处导出，在合闸位置，从下向上产生一个气吹效果，能够加速动触头位置的气动流动速度，提升断路器内部到外部的散热效果，降低动触头和静触头之间合闸位置的温升，解决了现有断路器在正常工作状态下，内部热量无法导出的问题。本发明可在不增加产品材料成本和加工成本的基础上，实现同体积下产品的增容，提升产品的可靠性和使用安全性。

Description

一种具有排风降温系统的断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，特别是涉及一种具有排风降温系统的断路器。

背景技术

常规断路器，比如低压框架断路器本体的内部核心部件包括动触头、静触头、操作机构、灭弧室、互感器和控制器以及控制用附件等，其中操作机构作为执行类部件，可以驱动动触头运动，使动触头和静触头保持长期接触，这个位置也就是断路器的合闸位置。断路器处于合闸位置时，主回路导通，断路器此时可以承载正常电流，在没有故障电流的前提下，断路器将一直保持在这个状态，使主回路导电畅通。由于电流在导电回路中，会使导体发热，产生热量，对于断路器整体，就有了温升这个参数指标。温升越低，证明这个断路器运行越稳定，反之，如果温升过高，会造成导电部件、周围塑料件老化等问题，大大降低产品的使用寿命。同时，温升过高，也会导致断路器内部弹簧加速老化，使弹簧力值衰减，直接导致产品分断能力降低，造成重大的安全事故。

由于温升是在断路器热稳定平衡后测量得出的数值，所以影响温升的主要两个因素就是导体发热和散热条件。导体发热指通过电流的导电零件，由于自身内阻、零件彼此之间的接触内阻产生，现有技术中多采用如下几种方式来降低导体发热：

(1)增加导体的体积，降低导体内阻；

(2)改变插刀的接触方式，由水平方向改为垂直方向，来增加散热通道；

(3)增加导体接触面面积，降低接触内阻。

上述方案虽然能够起到一定的效果，但是，都大大增加了产品自身的材料和加工成本。而且，上述降低导体发热的方案都在断路器产品外部进行，对于断路器内部，由于产品内部到外部的散热通道只能是窄缝或迷宫式，使得热量气体在向外散热的过程中，通过缝隙时具有一定的粘稠度，使得热稳定平衡点在内部温度逐步升高时就已达到，此时内部温升远高于外部温升，内部热量无法导出。散热条件主要由产品内外部温差产生，使热量同构气道向产品外部排出，热量排出越快越多，产品内部的温升值就会越低。随着低压断路器小型化的发展趋势，产品体积不断缩小，同体积产品不断增容，使得如何降低温升成为一个重要的产品开发难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有排风降温系统的断路器，以解决上述现有断路器在正常工作状态下，内部热量无法导出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具有排风降温系统的断路器，包括：

断路器本体；

排风降温系统，所述排风降温系统包括设置于所述断路器本体外部的鼓风装置和设置于所述断路器本体内部的排风管路，所述排风管路的进风口与所述鼓风装置连接，所述排风管路的出风口位于所述断路器本体内部合闸位置的下方，所述排风管路用于将所述鼓风装置产生的冷却气流向所述合闸位置处导出，所述冷却气流能够冷却所述合闸位置，并经灭弧室上端的泄压孔排出。

可选的，所述排风管路包括水平段和垂直于所述水平段的竖直段，所述水平段的进风口与所述鼓风装置的出风口密封连接，所述水平段的出风口与所述竖直段的进风口密封连接，所述竖直段的出风口位于所述合闸位置的下方。

可选的，所述断路器本体的基座外侧开设有凹槽，所述鼓风装置嵌置安装于所述凹槽内。

可选的，所述水平段位于所述动触头的母线下方；所述竖直段为L型管段，所述L型管段位于所述母线的一侧，且所述L型管段的短边管口为进风口，所述L型管段的短边管口通过转接管件与所述水平段的出风口密封连接，所述L型管段的长边管口为出风口，所述L型管段的长边管口位于所述合闸位置的下方。

可选的，所述L型管段的长边管口设置有L型导流管，所述L型导流管的短边管口与所述L型管段的长边管口密封连接，所述L型导流管的长边指向所述母线的另一侧。

可选的，所述水平段位于所述动触头的母线下方；所述竖直段为Y型管段，所述Y型管段包括第一导流支管和第二导流支管，所述第一导流支管和所述第二导流支管分别位于所述母线的两侧，所述第一导流支管的进风口和所述第二导流支管的进风口并联后与所述水平段的出风口密封连接，所述第一导流支管的出风口和所述第二导流支管的出风口均位于所述合闸位置的下方。

可选的，所述第一导流支管和所述第二导流支管均为L型导流支管，且两所述L型导流支管的短边管口并联后与所述水平段的出风口密封连接，两所述L型导流支管的长边对称布置于所述母线的两侧。

可选的，两所述L型导流支管的长边管口均设置有L型导流管，且所述L型导流管的短边管口与所述L型导流支管的长边管口密封连接，两所述L型导流管的长边管口相对设置。

可选的，所述L型导流管的长边管口为锥形口；所述水平段、所述竖直段以及所述L型导流管的任意一横截面均为矩形。

可选的，所述鼓风装置与所述断路器本体的控制器通讯连接，以通过所述断路器本体的控制器控制所述鼓风装置的启闭。

可选的，所述鼓风装置为鼓风机。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明公开的具有排风降温系统的断路器，包括断路器本体和排风降温系统，排风降温系统包括设置于断路器本体外部的鼓风装置和设置于断路器本体内部的排风管路，排风管路的进风口与鼓风装置连接，排风管路的出风口位于断路器本体内部合闸位置的下方，排风管路用于将鼓风装置产生的冷却气流向合闸位置处导出，在合闸位置，从下向上产生一个气吹效果，能够加速动触头位置的气动流动速度，提升断路器内部到外部的散热效果，降低动触头和静触头之间合闸位置的温升，解决了现有断路器在正常工作状态下，内部热量无法导出的问题。上述具有排风降温系统的断路器可在不增加产品材料成本和加工成本的基础上，实现同体积下产品的增容，提升产品的可靠性和使用安全性。

另外，本发明中排风降温系统与断路器自身的控制器通讯连接，当断路器主回路电流高于设定阀值时，控制器能够自动启动排风降温系统的鼓风装置，根据实际工况条件进行降温措施，使用灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例所公开的排风降温系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的排风降温系统的安装原理图；

图3为图2的主视图；

图4为本发明实施例所公开的排风降温系统的安装示意图；

图5为图4的右视图；

图6为本发明实施例所公开的排风降温系统的装配示意图；

图7为本发明实施例所公开的排风降温系统中鼓风装置的安装示意图；

图8为本发明实施例所公开的排风降温系统中鼓风装置与控制器的连接示意图。

其中，附图标记为：

鼓风装置100，安装通孔110；

水平段200；

竖直段300；第一导流支管310，第二导流支管320；

L型导流管400，出风口410；

断路器本体500，基座510，通孔511，凹槽512，螺纹孔513，动触头520，母线521，合闸接触面522，静触头530，控制器540，灭弧室550，泄压孔551；

风冷路径600；

电源引线700。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的之一是提供一种具有排风降温系统的断路器，以解决现有断路器在正常工作状态下，内部热量无法导出的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1～图8所示，本实施例提供一种具有排风降温系统的断路器，主要包括断路器本体500和排风降温系统，排风降温系统包括设置于断路器本体500外部的鼓风装置100和设置于断路器本体500内部的排风管路，排风管路的进风口与鼓风装置100连接，排风管路的出风口位于断路器本体500内部合闸位置的下方，排风管路用于将鼓风装置100产生的冷却气流向合闸位置处导出，从而在合闸位置(即合闸接触面522所在位置)从下向上产生一个气吹效果，能够加速动触头位置处的气动流动速度，提升断路器本体500内部到外部的散热效果，降低动触头520和静触头530之间合闸位置的温升。冷却气流的作用是冷却合闸位置，鼓风装置100开启后，气流经合闸位置后，达到灭弧室550上端的泄压孔551，并经泄压孔551排出，从而产生一个风冷路径600。

本实施例中，排风管路包括水平段200和垂直于水平段200的竖直段300，水平段200的进风口与鼓风装置100的出风口密封连接，水平段200的出风口与竖直段300的进风口密封连接，竖直段300的出风口位于合闸位置的下方，以自下至上向合闸吹送冷却气流。

本实施例中，断路器本体500的基座510外侧开设有凹槽512，鼓风装置100嵌置安装于凹槽512内，鼓风装置100上设置有安装通孔110，凹槽512内设置有螺纹孔513，安装时，将鼓风装置100的安装通孔110与螺纹孔513对齐后，插入螺栓或螺钉，将鼓风装置100固定在凹槽512内。

本实施例中，水平段200位于动触头520的母线521下方；竖直段300可以采用单侧管路设置，即将竖直段300设置为L型管段，L型管段仅位于母线521的一侧，且L型管段的短边管口为进风口，L型管段的短边管口通过转接管件(如拐角转接头、二通接头等)与水平段200的出风口密封连接，L型管段的长边管口则为出风口，L型管段的长边管口位于合闸位置的下方。进一步地，在上述L型管段的长边管口(即出风口)设置有L型导流管400，L型导流管400的短边管口与L型管段的长边管口密封连接，L型导流管400的长边指向母线521的另一侧，L型导流管400起到将气流向母线521中间位置引导的作用，以确保气流正对合闸位置导出。实际操作中，上述的水平段200、L型管段以及L型导流管400可以为分体结构，也可以是一体成型的结构，一般考虑到工艺制造成本，会将水平段200、L型管段以及L型导流管400分别生产，然后使用时进行组装，可以降低生产成本。

本实施例中，上述的母线521为断路器中常见的部件结构，其可以设置为圆柱形、方形或其他形状。相应的，灭弧室550也为断路器中常见的部件结构，其上端的泄压孔551具有多种设置形式，可以是但不限于迷宫式、交错式通孔的任意一种。

本实施例中，鼓风装置100的数量至少是一个，至多和断路器本体500的动触头520的数量相等。

本实施例中，竖直段300还可以采用双侧管路设置，即将竖直段300设置为Y型管段，Y型管段包括第一导流支管310和第二导流支管320，第一导流支管310和第二导流支管320分别位于母线521的两侧，第一导流支管310的进风口和第二导流支管320的进风口并联后与水平段200的出风口密封连接，第一导流支管310的出风口和第二导流支管320的出风口均位于合闸位置的下方。作为优选方式，第一导流支管310和第二导流支管320均为L型导流支管，且两L型导流支管的短边管口并联后与水平段200的出风口密封连接，两L型导流支管的长边对称布置于母线521的两侧。在两L型导流支管的长边管口均设置有L型导流管400，且L型导流管400的短边管口与对应的L型导流支管的长边管口密封连接，两L型导流管400的长边管口，即出风口410相对设置，形成对流结构，首先Y型管段的设置将气流分为两路，相比上述L型管段的设置，气流排出量增加一倍，同时，Y型管段上排出的两股气流经各自的L型导流管400的导流作用相向喷发，并在合闸位置的正下方汇聚为一股气流，可以提高对断路器内部的排热效率。

本实施例中，优选L型导流管400的长边管口，即出风口410设置为锥形口，具有气流增压效果，可为气流向上气吹提供足够的动力。本实施例中，上述的水平段200、Y型管段以及L型导流管400可以为分体结构，也可以是一体成型的结构，一般考虑到工艺制造成本，会将水平段200、Y型管段以及L型导流管400分别生产，然后使用时进行组装，可以降低生产成本。

本实施例中，优选上述的水平段200、Y型管段、L型管段以及L型导流管400均为矩形管，即水平段200、Y型管段、L型管段以及L型导流管400的任意一横截面均为矩形。

本实施例中，鼓风装置100可通过电源引线700与断路器本体500的控制器540通讯连接，以通过断路器本体500自身的控制器540控制鼓风装置100的启闭。比如，当主回路电流高于设定阀值时，控制器540便会启动鼓风装置100，根据实际工况条件进行降温措施。其中，控制器540兼具电流监测模块，以实时判断主回路中的电流是否高于设定阀值。

本实施例中，鼓风装置100优选为一种鼓风机。或者设置简易的风叶结构，然后通过电机等驱动装置驱动风叶结构旋转，同样能够产生气流。

本实施例的具有排风降温系统的断路器，包括断路器本体和排风降温系统，排风降温系统包括设置于断路器本体外部的鼓风装置和设置于断路器本体内部的排风管路，排风管路的进风口与鼓风装置连接，排风管路的出风口位于断路器本体内部合闸位置的下方，排风管路用于将鼓风装置产生的冷却气流向合闸位置处导出，在合闸位置，从下向上产生一个气吹效果，能够加速动触头位置的气动流动速度，提升断路器内部到外部的散热效果，降低动触头和静触头之间合闸位置的温升，解决了现有断路器在正常工作状态下，内部热量无法导出的问题。上述具有排风降温系统的断路器可在不增加产品材料成本和加工成本的基础上，实现同体积下产品的增容，提升产品的可靠性和使用安全性。

另外，本实施例中排风降温系统与断路器自身的控制器通讯连接，当断路器主回路电流高于设定阀值时，控制器能够自动启动排风降温系统的鼓风装置，根据实际工况条件进行降温措施，使用灵活方便。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种具有排风降温系统的断路器，其特征在于，包括：

断路器本体；

排风降温系统，所述排风降温系统包括设置于所述断路器本体外部的鼓风装置和设置于所述断路器本体内部的排风管路，所述排风管路的进风口与所述鼓风装置连接，所述排风管路的出风口位于所述断路器本体内部合闸位置的下方，所述排风管路用于将所述鼓风装置产生的冷却气流向所述合闸位置处导出，所述冷却气流能够冷却所述合闸位置，并经灭弧室上端的泄压孔排出；其中，所述排风管路包括水平段和垂直于所述水平段的竖直段，所述水平段的进风口与所述鼓风装置的出风口密封连接，所述水平段的出风口与所述竖直段的进风口密封连接，所述竖直段的出风口位于所述合闸位置的下方；所述水平段位于动触头的母线下方；所述竖直段为Y型管段，所述Y型管段包括第一导流支管和第二导流支管，所述第一导流支管和所述第二导流支管分别位于所述母线的两侧，所述第一导流支管的进风口和所述第二导流支管的进风口并联后与所述水平段的出风口密封连接，所述第一导流支管的出风口和所述第二导流支管的出风口均位于所述合闸位置的下方；

所述鼓风装置与所述断路器本体的控制器通讯连接，以通过所述断路器本体的控制器控制所述鼓风装置的启闭。

2.根据权利要求1所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，所述断路器本体的基座外侧开设有凹槽，所述鼓风装置嵌置安装于所述凹槽内。

3.根据权利要求1所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，所述水平段位于动触头的母线下方；所述竖直段为L型管段，所述L型管段位于所述母线的一侧，且所述L型管段的短边管口为进风口，所述L型管段的短边管口通过转接管件与所述水平段的出风口密封连接，所述L型管段的长边管口为出风口，所述L型管段的长边管口位于所述合闸位置的下方。

4.根据权利要求3所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，所述L型管段的长边管口设置有L型导流管，所述L型导流管的短边管口与所述L型管段的长边管口密封连接，所述L型导流管的长边指向所述母线的另一侧。

5.根据权利要求1所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，所述第一导流支管和所述第二导流支管均为L型导流支管，且两所述L型导流支管的短边管口并联后与所述水平段的出风口密封连接，两所述L型导流支管的长边对称布置于所述母线的两侧。

6.根据权利要求5所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，两所述L型导流支管的长边管口均设置有L型导流管，且所述L型导流管的短边管口与所述L型导流支管的长边管口密封连接，两所述L型导流管的长边管口相对设置。

7.根据权利要求3或6所述的具有排风降温系统的断路器，其特征在于，所述L型导流管的长边管口为锥形口；所述水平段、所述竖直段以及所述L型导流管的任意一横截面均为矩形。