CN114899059A - 开断装置、断路器及电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开断装置、断路器及电气设备，包括：喷口、绝缘件、动触头组件和静触头组件。动触头组件内具有第一气室，绝缘件、动触头组件和静触头组件之间构成与第一气室连通的第二气室，喷口上开设有第一通孔，静触头组件滑动连接在喷口的外壁上；绝缘件连接在动触头组件上，并与静触头组件滑动连接。在第一状态时，第一通孔被静主触头遮挡封闭，在第二状态时，第一通孔连通第二气室与喷口内侧，从而在喷口内形成第二个高压区域进行吹弧。本发明能够在喷口内形成两个高压区域进行吹弧，从而更容易、更可靠地吹灭电弧。

Description

开断装置、断路器及电气设备

技术领域

本发明涉及电气领域，具体地，涉及高压电气领域中的开断装置、断路器及应用该开断装置的电气设备。

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能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

专利文献CN101465256A公开了一种隔离断路器用灭弧室及使用该灭弧室的隔离断路器，静弧触头和静主触头之间设有可在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩具有在断路器分闸时位于所述静弧触头下方的下屏蔽端。通过在灭弧室中设置屏蔽罩使得隔离断路器既可以作为断路器使用，又可以作为隔离开关使用。

然而在开断过程中，动弧触头和静弧触头间有高电压，会产生电弧。如图1所示，目前传统的断路器的开断装置基本原理是通过压缩气缸中的气体，气体通过喷口吹灭电弧，会在靠近动弧触头的A区间行程一个高速高压气体吹弧，而靠近静弧触头的B区间气体密度较低，容易发生击穿，由于动弧触头和静弧触头间通过A区间和B区间共同承受电压，当B区间击穿后，A区间承压过大，也容易击穿，导致开断失败。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种开断装置、断路器及电气设备。

根据本发明提供的一种开断装置，包括：动触头组件3和静触头组件4；静触头组件4包括静弧触头402和静主触头401，动触头组件3包括压气缸303、动弧触头305和动主触头306以及喷口1，其特征在于，还包括绝缘件2；

所述绝缘件2的一端与压气缸303密封连接，随压气缸303同步移动，绝缘件2的另一端与静主触头401的外壁滑动性气密连接，压气缸303内部具有第一气室301，所述绝缘件2、所述静触头组件4与压气缸303外壁合围的空间构成第二气室201，所述第一气室301与所述第二气室201之间连通；

所述喷口1的外壁与静主触头401的内壁相贴合，所述喷口1上开设有第一通孔101，在第一状态时，所述第一通孔101被所述静主触头401遮挡封闭，在第二状态时，所述第一通孔101连通第二气室201与所述喷口内侧。

优选地，还包括支座5，所述支座5包括：气缸导向结构501和活塞结构502；

所述活塞结构502与所述压气缸303的内壁滑动性气密连接，所述气缸导向结构501与所述压气缸303的外壁滑动连接，所述气缸导向结构501与所述压气缸303的外壁之间设置有第一导向环503。

优选地，所述动触头组件3还包括：拉杆302，所述动弧触头305连接在所述拉杆302的前端，所述拉杆302滑动穿设在所述活塞结构502上并与所述压气缸303连接，所述动弧触头305位于所述压气缸303的出口处，所述喷口1连接在所述出口处外侧的缸体上，所述动主触头306连接在所述喷口1外围的缸体上，所述绝缘件2连接在所述动主触头306外围的缸体上。

优选地，所述绝缘件2和所述动主触头306之间的所述缸体上开设有第二通孔307，通过所述第二通孔307连通所述第一气室301与所述第二气室201。

优选地，所述拉杆302和所述动弧触头305为中空结构，所述拉杆302的侧壁上开设有第三通孔3021。

优选地，所述静主触头401与所述绝缘件2之间设置有第二导向环202。

优选地，所述第一通孔101为斜孔，将所述第二气室201输出的吹弧介质导向所述静弧触头402的端部。

优选地，所述静主触头401与所述喷口1之间设置有第三导向环102。

根据本发明提供的一种断路器，其特征在于，包括所述的开断装置。

根据本发明提供的一种电气设备，其特征在于，包括所述的开断装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明在分闸过程中，第一气室内的吹弧介质受到压缩首先通过压气缸的出口进入喷口中的动弧触头位置处进行吹弧，随着进一步分闸，第一通孔脱离静主触头的遮挡而导通，第一气室内的吹弧介质通过第二通孔进入第二气室，随后通过第一通孔进入喷口中的静弧触头位置处进行吹弧，通过在喷口内形成两个高压区域，从而更容易、更可靠地吹灭电弧。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为传统断路器的结构示意图；

图2为本发明开断装置在合闸状态的示意图；

图3为本发明开断装置在分闸过程一中的示意图；

图4为本发明开断装置在分闸过程二中的示意图；

图5为本发明开断装置在分闸状态的示意图；

图中：

1-喷口；101-第一通孔；102-第三导向环；2-绝缘件；201-第二气室；202-第二导向环；3-动触头组件；301-第一气室；302-拉杆；3021-第三通孔；303-压气缸；305-动弧触头；306-动主触头；307-第二通孔；4-静触头组件；401-静主触头；402-静弧触头；5-支座；501-气缸导向结构；502-活塞结构；503-第一导向环；6-电弧。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图2所示，本实施例提供一种开断装置，包括绝缘件2、动触头组件3、静触头组件4和支座5。其中，绝缘件2、动触头组件3连接为一体，并可以相对于静触头组件4来回往复移动，支座5的位置相对固定，动触头组件3滑动连接在支座5上，通过往复移动实现动触头组件3和静触头组件4之间的相互连接/分离，从而实现开断的功能。

如图2至图5所示，动触头组件3包括：拉杆302、压气缸303、动弧触头305和动主触头306以及喷口1。支座5包括：气缸导向结构501和活塞结构502。活塞结构502与压气缸303的内壁滑动性气密连接，两者之间的空间形成第一气室301，第一气室301内存放有分闸时所需的吹弧介质。气缸导向结构501与压气缸303的外壁滑动连接，气缸导向结构501与压气缸303的外壁之间设置有第一导向环503，实现在压气缸303移动的时候起到导向作用。

驱动动触头组件3的方式为通过拉杆302驱动，动弧触头305连接在拉杆302的前端，拉杆302滑动穿设在活塞结构502上并与压气缸303连接，动弧触头305位于压气缸303的出口处，喷口1连接在出口处外侧的缸体上，动主触头306连接在喷口1外围的缸体上，绝缘件2连接在动主触头306外围的缸体上。通过驱动拉杆302驱动动触头组件3，实现动触头组件3和静触头组件4之间的相互连接/分离。拉杆302和动弧触头305为中空结构，拉杆302的侧壁上开设有第三通孔3021，用于在分闸时排出吹弧介质，同时带走热量。

绝缘件2连接在动触头组件3上，并与静触头组件4滑动连接，动触头组件3内部具有第一气室301。动触头组件3、绝缘件2、静触头组件4与喷口1围成的内部空间构成第二气室201，第一气室301与第二气室201连通，连通的方式可以是通过图2所示的压气缸303上的第二通孔307，也可以是单向阀，本发明对此不做限制。静主触头401与绝缘件2之间设置有第二导向环202，在静主触头401与绝缘件2相互移动时起到导向作用。

静触头组件4包括静弧触头402和静主触头401，喷口1的外壁与静主触头401的内壁相贴合，喷口1上开设有第一通孔101，在第一状态时，第一通孔101被静主触头401遮挡封闭，在第二状态时，第一通孔101连通第二气室201与喷口1的内侧。第一通孔101为斜孔，在分闸状态下，将第二气室201输出的吹弧介质导向静弧触头402的端部。为了更好的实现分合闸，静主触头401的外壁与绝缘件2之间设置有第二导向环202，静主触头401与喷口1之间设置有第三导向环102，在绝缘件2随压气缸303移动时起到静主触头401与喷口1之间的导向作用。

工作原理：

合闸：

如图2所示，通过驱动拉杆302向靠近静触头组件4方向移动，使得压气缸303同步移动，直至静弧触头402与动弧触头305连接，静主触头401与动主触头306连接，静主触头401遮挡封闭第一通孔101。此时，电流能够依次经过静主触头401--动主触头306—压气缸303--气缸导向结构501，实现两侧通电。此时第一气室301和第二气室201内的吹弧介质为常压状态。

分闸过程：

如图3所示，通过驱动拉杆302向远离静触头组件4方向移动，使得压气缸303同步移动，静主触头401与动主触头306分离，此时静弧触头402与动弧触头305尚未完全分离，而第一通孔101也还处于封闭状态。由于支座5位置固定，此时活塞结构502压缩第一气室301内的吹弧介质，由于第二气室201与第一气室301连通，两者内部的吹弧介质的压力增加。其中，图3至图5中的箭头表示吹弧介质流动方向。

如图4所示，随着拉杆302继续远离静触头组件4，静弧触头402与动弧触头305分离，同时两者之间产生电弧6。此时第一气室301内的吹弧介质能够进入喷口1中动弧触头305的位置进行吹弧，并进入拉杆302和动弧触头305的中空结构，从拉杆302的侧壁上的第三通孔3021导出，带出热量。

完全分闸：

随着拉杆302继续远离静触头组件4，第一通孔101脱离静主触头401的遮挡而导通，使第二气室201的吹弧介质通过第一通孔101进入喷口1的静弧触头402的位置进行吹弧，吹弧介质从第三通孔3021以及喷口1的开口位置同时排出并带走热量。

在本实施例中，第一通孔101为斜孔，顺着吹弧介质从第一气室301到第二气室201的流向，将第二气室201输出的吹弧介质导向静弧触头402的端部，使该位置处的压力最大化，在喷口1内形成两个高压区域进行吹弧，避免在分闸时动弧触头305处的介质密度低而导致的击穿，从而更容易吹灭电弧。

本发明提供的开断装置可以应用于各类断路器，或者各类需要开断结构的电气设备，本领域技术人员可以根据实际需求进行应用。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种开断装置，包括：动触头组件(3)和静触头组件(4)；静触头组件(4)包括静弧触头(402)和静主触头(401)，动触头组件(3)包括压气缸(303)、动弧触头(305)和动主触头(306)以及喷口(1)，其特征在于，还包括绝缘件(2)；

所述绝缘件(2)的一端与压气缸(303)密封连接，随压气缸(303)同步移动，绝缘件(2)的另一端与静主触头(401)的外壁滑动性气密连接，压气缸(303)内部具有第一气室(301)，所述绝缘件(2)、所述静触头组件(4)与压气缸(303)外壁合围的空间构成第二气室(201)，所述第一气室(301)与所述第二气室(201)之间连通；

所述喷口(1)的外壁与静主触头(401)的内壁相贴合，所述喷口(1)上开设有第一通孔(101)，在第一状态时，所述第一通孔(101)被所述静主触头(401)遮挡封闭，在第二状态时，所述第一通孔(101)连通第二气室(201)与所述喷口内侧。

2.根据权利要求1所述的开断装置，其特征在于，还包括支座(5)，所述支座(5)包括：气缸导向结构(501)和活塞结构(502)；

所述活塞结构(502)与所述压气缸(303)的内壁滑动性气密连接，所述气缸导向结构(501)与所述压气缸(303)的外壁滑动连接，所述气缸导向结构(501)与所述压气缸(303)的外壁之间设置有第一导向环(503)。

3.根据权利要求2所述的开断装置，其特征在于，所述动触头组件(3)还包括：拉杆(302)，所述动弧触头(305)连接在所述拉杆(302)的前端，所述拉杆(302)滑动穿设在所述活塞结构(502)上并与所述压气缸(303)连接，所述动弧触头(305)位于所述压气缸(303)的出口处，所述喷口(1)连接在所述出口处外侧的缸体上，所述动主触头(306)连接在所述喷口(1)外围的缸体上，所述绝缘件(2)连接在所述动主触头(306)外围的缸体上。

4.根据权利要求1所述的开断装置，其特征在于，所述绝缘件(2)和所述动主触头(306)之间的所述缸体上开设有第二通孔(307)，通过所述第二通孔(307)连通所述第一气室(301)与所述第二气室(201)。

5.根据权利要求3所述的开断装置，其特征在于，所述拉杆(302)和所述动弧触头(305)为中空结构，所述拉杆(302)的侧壁上开设有第三通孔(3021)。

6.根据权利要求1所述的开断装置，其特征在于，所述静主触头(401)与所述绝缘件(2)之间设置有第二导向环(202)。

7.根据权利要求1所述的开断装置，其特征在于，所述第一通孔(101)为斜孔，将所述第二气室(201)输出的吹弧介质导向所述静弧触头(402)的端部。

8.根据权利要求1所述的开断装置，其特征在于，所述静主触头(401)与所述喷口(1)之间设置有第三导向环(102)。

9.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的开断装置。

10.一种电气设备，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的开断装置。

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