CN115547716A - 电的开关的灭弧系统及电的开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电的开关的灭弧系统及电的开关。电的开关的灭弧系统至少设置有动触头、静触头、灭弧室，动触头包括动触杆；静触头包括与动触杆临近的第一导电体和伸向接线端的第二导电体，动触杆和第一导电体的电流相反，第一导电体上设置有静触点，所述静触头连接有第一引弧片和第二引弧片，第一引弧片设置在第一导电体的前下方，第二引弧片至少部分伸向第一引弧片的前下方。本发明的电的开关的灭弧系统具有极好的引弧效果，可加快电弧运动，减少电弧在静触点上的停滞时间，使电弧快速进入灭弧室，避免了电弧对静触点的烧蚀以及电弧的重燃和击穿，提高了使用该电的开关的灭弧系统的电的开关的分断能力和电气寿命。

Description

电的开关的灭弧系统及电的开关

技术领域

本发明涉及一种低压电器领域，具体涉及一种电的开关的灭弧系统及应用该电的开关的灭弧系统的电的开关。

背景技术

如图1所示，现有技术的电的开关包括操作机构、转轴、触头系统、灭弧系统都设置于底座中，传统的开关静触头为平板型和U型结构，静触头设置有一个引弧栅片，电弧在磁场和气压的带动下向灭弧室方向运动；在高电压、高短路电流情况下，开关分断时将产生特别大的能量；且传统的开关结构，电弧弧根在触点上停滞的时间比较长，导致电弧能量急剧上升；容易造成开关分断外壳裂开，电弧重燃等情况，致使分断失败。

随着光伏技术的发展，目前需要用到的开关额定工作电压已经上升到 AC1000V(交流)、DC1500V(直流)；由于电源的电压非常高，将使得大电流短路分断的难度成倍增加；因此对分断电弧的快速转移提出了更高的要求，要求电弧要在极短时间能够转移到灭弧室中，通过灭弧栅片切割冷却电弧，从而实现电弧熄灭。

有鉴于此，确有必要对现有技术中的电的开关进行改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种电的开关的灭弧系统及应用该电的开关的灭弧系统的电的开关。本发明的电的开关的灭弧系统通过设置第一引弧片和第二引弧片，可快速的将电弧引向灭弧室，减少了静触点的烧损，避免电弧的重燃和击穿，提高了应用该触头灭弧系统的电的开关的分断能力。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种电的开关的灭弧系统，至少设置有动触头、静触头、灭弧室，所述动触头包括动触杆；所述静触头包括与所述动触杆临近的第一导电体和伸向接线端的第二导电体，所述动触杆和所述第一导电体的电流相反，且所述第一导电体上设置有静触点，所述静触头连接有第一引弧片和第二引弧片，所述第一引弧片设置在所述静触点的旁侧并连接在所述第一导电体的前下方，所述第二引弧片至少部分位于所述静触点的后方与所述第二导电体之间，且所述第二引弧片至少部分伸向所述第一引弧片的前下方。

作为本发明的进一步改进，所述第一引弧片设置于所述第二引弧片的前下方，且所述第一引弧片通过铆接、焊接等方式连接在所述第一导电体上。

作为本发明的进一步改进，所述第二引弧片与所述第二导电体通过铆接、焊接等方式连接，所述第二引弧片通过所述第二导电体与所述接线端连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二引弧片具有呈折弯设置的延伸部和弯折部，所述弯折部呈直线状设置；且所述折弯部延伸伸向所述第一引弧片的前下方。

作为本发明的进一步改进，所述延伸部和所述弯折部弯折形成锐角或钝角。

作为本发明的进一步改进，所述第一引弧片与所述第二引弧片由铜、铁或其它导电材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述灭弧室位于所述静触头的下方，所述第二引弧片位于所述灭弧室的后上方。

作为本发明的进一步改进，所述灭弧室的灭弧栅片呈局部或全部呈扇形布置。

作为本发明的进一步改进，所述静触头还包括连接在所述第一导电体和所述第二导电体之间的直通体和绕设在所述直通体外周的线圈绕组，所述线圈绕组的一端连接于所述第二导电体远离所述接线端的一侧，另一端连接于所述第一导电体远离所述第一引弧片的一侧。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种电的开关，所述电的开关包括前述的电的开关的灭弧系统。

本发明的有益效果是：

1、本发明的触头灭弧系统通过设置第一引弧片和第二引弧片两路引弧片，能快速的将电弧弧根从第一引弧片转移至第二引弧片，并快速进入灭弧室，有效减少了燃弧时间，提高了应用该触头灭弧系统的电的开关的电寿命和短路分断能力。

2、本发明的触头灭弧系统通过将第一引弧片和第二引弧片部分层叠设置，并控制两者之间存在的空气气隙，避免了电弧弧根从第一引弧片转移至第二引弧片后重新退回至起弧区，同时，避免了电弧重燃和击穿的问题，进一步提高了应用该触头灭弧系统的电的开关的分断可靠性。

3、通过设置第一引弧片和第二引弧片位置，使得流经第一引弧片和第二引弧片中的电流流向相反，继而使得电弧弧根受到两段电流产生的磁场力的推进，使得电弧弧根朝向灭弧室的方向快速推进，实现了电弧的快速转移。

附图说明

图1为现有技术的电的开关的内部结构示意图。

图2为本发明电的开关的触头灭弧系统闭合状态下的剖面图。

图3为图2中静触头的结构示意图。

图4为图2中流经第一引弧片的电流I1、流经第二引弧片的电流I2的电流流动方向以及电弧电流受到的洛伦兹力F的方向的示意图。

图5为图2中灭弧室的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“水平”、“内”、“外”、“上方”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发明和简化描述，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发明的限制。另外，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

请参阅图2所示，为本发明提供的一种电的开关，电的开关包括壳体、收容在壳体内的电的开关的灭弧系统、用于驱动电的开关的灭弧系统的脱扣组件、接线端300以及其它现有技术中的常规结构，由于脱扣组件、接线端300和常规结构均为成熟配件，在本说明书中不再赘述。

请参阅图3并结合图2所示，电的开关的灭弧系统包括动触头100、静触头 200以及灭弧室600。动触头100具有能与静触头200接触(如图2所示)或断开的动触点102以及连接动触点102的动触杆101。动触点102连接在动触杆 101延伸的一端，动触杆101延伸的另一端连接脱扣组件上，以使得动触杆101 可在脱扣组件的驱动作用下带动动触点101转动，实现动触头100与静触头200 的接触或断开。

静触头200包括第一导电体201、与第一导电体201相对设置的第二导电体 202以及设置在第一导电体201上的静触点203；进一步的，静触头200还包括连接在第一导电体201和第二导电体202之间的直通体204以及缠绕在所述直通体204外周的线圈绕组205。

具体的，第一导电体201呈水平板状设置，第二导电体202具有与第一导电体201平行的直线部和自直线部的一端沿靠近接线端300的一侧倾斜延伸的连接部；且第二导电体202通过连接部与接线端300电性连接，在本发明的一较佳实施例中，第一导电体201与接线端300一体成型，以方便静触头200和接线端300的组装；当然在本发明的其它实施例中，第二导电体202还可与接线端300分体设置，只需保证第二导电体202和接线端300之间稳定的电性连接即可。

请一并参阅图3、图4所示，直通体204连接在第一导电体201和第二导电体202的直线部之间，继而使得静触头200大致呈“工”字形设置。进一步的，静触点203连接在第一导电体201的前方，且静触点203和直通体204分设在第一导电体201的两侧。

线圈绕组205的一端连接于第二导电体202的直线部远离接线端300的一侧，另一端连接于第一导电体201远离第一引弧片400的一侧，此时，当电流经接线端300流经静触头200时，电流自第二导电体202的连接部延伸的端部流向直线部远离连接部一侧的端部，并沿线圈绕组205流向第一导电体201，使得第一导电体201中的电流I1自连接有线圈绕组205的一端向远离连接有线圈绕组205的另一端流动(如图4)；且当动触头100和静触头200接触时，动触杆101和第一导电体201相互贴近，且此时流经动触杆101的电流流向和流经第一导电体201的电流I1的电流流向相反。

进一步的，电的开关的灭弧系统还包括连接在静触头200上的第一引弧片 400和第二引弧片500。第一引弧片400呈直线状设置，通过铆接、焊接等方式连接在第一导电体201的前下方，并位于静触头203的旁侧。

第二引弧片500设置于静触点203的后方与第二导电体202之间，且第二引弧片500至少部分延伸伸向第一引弧片400的前方。在本发明中，第二引弧片500通过铆接、焊接的形式与第二导电体202的连接部固定连接，并通过第二导电体202与接线端300电性连接。

在本发明中，第二引弧片500折弯设置，包括连接在第二导电体202的连接部上的延伸部501以及自延伸部501延伸的端部朝向第一引弧片400所在方向弯折的弯折部502，且弯折部502呈直线状延伸并延伸位于第二引弧片400的前下方；第一引弧片400延伸超出第一导电体201的边缘，并突伸进入延伸部 501和弯折部502围设形成的弯折区域内。

本实施例中，延伸部501和弯折部502之间呈锐角设置，且第一引弧片400 与弯折部502平行设置，进一步的，第一引弧片400与弯折部502之间形成一空气气隙，如此设置，当电流自接线端300进入静触头200中时，一部分电流沿第二导电体202进入第二引弧片500，另一部分电流沿第一导电体201、线圈绕组205以及第二导电体202的组合进入第一引弧片400，使得流经第一引弧片 400的电流I1和流经第二引弧片500的电流I2的电流方向相反。

在需要说明的是，在本实施例中仅以第二引弧片500具有呈折弯设置的延伸部501和弯折部502、延伸部501和弯折部502之间呈锐角、第一引弧片400 呈水平板状设置为例进行举例说明。在本发明的其他实施例中，第二引弧片500 呈折弯设置时延伸部501和弯折部502之间还可呈钝角设置，且第一引弧片400 也可呈其他形状设置，即，本实施例中第一引弧片400和第二引弧片500的设置形式和形状仅是示例性的，仅需保证第一引弧片400和第二引弧片500的弯折部502之间存在空气气隙即可。

进一步的，本发明中的第一引弧片400和第二引弧片500均为采用铜、铁或其它导电材料制成的金属引弧片，以方便通过第一引弧片400和第二引弧片 500对电的开关的灭弧系统分断时产生的电弧进行引导，使其进入灭弧室600中，完成灭弧。

灭弧室600位于静触头200的下方、第二引弧片500前下方，并沿动触头 100转动的方向延伸设置，以覆盖动触头100与静触头200分断时产生电弧的区域。在本发明中，灭弧室600包括相对设置的两隔弧板602以及设置在相邻两隔弧板602之间的多个呈片状设置的灭弧栅片601(如图5)，每个灭弧栅片601 均采用导磁材料制成，进一步的，多个灭弧栅片601依次并排间隔设置在灭弧室600内，优选的，多个灭弧栅片601之间以空气绝缘的方式间隔设置，且多个灭弧栅片601呈局部或全部呈扇形布置，如此设置，可进一步提升电的开关的灭弧系统的引弧效果，方便电弧快速进入灭弧栅片601之间，实现灭弧。

具体的，参阅图4所示，本发明的电的开关的灭弧系统在工作过程中，当电的开关故障产生时，动触头100在电动力和脱扣机构的带动下，控制动触杆 101转动继而带动连接在动触杆101上的动触点102与静触点203分离；此时，动触头100和静触头200之间产生电弧，电弧弧根从静触点203向第一引弧片 400运动，当电弧移动至第一引弧片400和弯折部502之间时，电弧串接第一引弧片400和第二引弧片500，由于第一引弧片400和第二引弧片500均与接线端 300连接，使得第一引弧片400和第二引弧片500呈等电位，电弧自第一引弧片 400转移至第二引弧片500，且由于第一引弧片400和第二引弧片500之间存在空气气隙可有效防止电弧自第二引弧片500重新返回至第一引弧片400，避免了电弧重新退回至起弧区。

进一步的，流经第一引弧片400的电流I1和流经第二引弧片500上的电流 I2产生磁场，且由于流经第一引弧片400的电流I1和流经第二引弧片500的电流I2的流向相反，根据弗莱明定则，当电弧电流由第一引弧片400流向第二引弧片500时，电弧受到洛伦兹力F的作用，且洛伦兹力F的作用方向与第一引弧片400延伸方向相同(如图4)，以将电弧推动进入灭弧室600内，使得电弧在洛伦兹力F的作用下，向灭弧栅片601所在方向快速运动，后被灭弧栅片601 切割、冷却，使得电弧熄灭，以进一步提升电的开关的灭弧系统的引弧效果，方便电弧快速进入灭弧栅片601之间，进一步减少静触点203的烧损，提高电的开关的分断能力。

综上所述，本发明的电的开关的灭弧系统通过设置第一引弧片400和第二引弧片500两路引弧片，能快速电弧弧根从第一引弧片400转移至第二引弧片 500，并快速进入灭弧室600，有效减少了燃弧时间，提高了应用该电的开关的灭弧系统的电的开关的电寿命和短路分断能力。进一步的，本发明的电的开关的灭弧系统通过将第一引弧片400和第二引弧片500部分层叠设置，使得电弧的弧根从第一引弧片400转移至第二引弧片500后，由于两者之间存在的空气气隙，避免了电弧退回至起弧区，继而避免了电弧重燃和击穿的问题，进一步提高了应用该电的开关的灭弧系统的电的开关的分断可靠性。同时，通过设置第一引弧片400和第二引弧片500的位置，使得流经第一引弧片400和第二引弧片500的电流流向相反，继而使得电弧弧根受到两段电流产生的磁场力的推进，使得电弧弧根向灭弧室600所在方向快速推进，实现了电弧的快速转移。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电的开关的灭弧系统，至少设置有动触头(100)、静触头(200)、灭弧室(600)，所述动触头(100)包括动触杆(101)；所述静触头(200)包括与所述动触杆(101)临近的第一导电体(201)和伸向接线端(300)的第二导电体(202)，所述动触杆(101)和所述第一导电体(201)的电流相反，且所述第一导电体(201)上设置有静触点(203)，其特征在于：所述静触头(200)连接有第一引弧片(400)和第二引弧片(500)，所述第一引弧片(400)设置在所述静触点(203)的旁侧并连接在所述第一导电体(201)的前下方，所述第二引弧片(500)至少部分位于所述静触点(203)的后方与所述第二导电体(202)之间，且所述第二引弧片(500)至少部分伸向所述第一引弧片(400)的前下方。

2.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述第一引弧片(400)设置于所述第二引弧片(500)的前下方，且所述第一引弧片(400)通过铆接、焊接等方式连接在所述第一导电体(201)上。

3.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述第二引弧片(500)与所述第二导电体(202)通过铆接、焊接等方式连接，且所述第二引弧片(500)通过所述第二导电体(202)与所述接线端(300)连接。

4.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述第二引弧片(500)具有呈折弯设置的延伸部(501)和弯折部(502)，所述弯折部(502)呈直线状设置；且所述折弯部(502)延伸伸向所述第一引弧片(400)的前下方。

5.根据权利要求4所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述延伸部(501)和所述弯折部(502)弯折形成锐角或钝角。

6.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述第一引弧片(400)与所述第二引弧片(500)由铜、铁或其它导电材料制成。

7.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述灭弧室(600)位于所述静触头(200)的下方，所述第二引弧片(500)位于所述灭弧室(600)的后上方。

8.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述灭弧室(600)的灭弧栅片(601)呈局部或全部呈扇形布置。

9.根据权利要求1所述的电的开关的灭弧系统，其特征在于：所述静触头(200)还包括连接在所述第一导电体(201)和所述第二导电体(202)之间的直通体(204)和绕设在所述直通体(204)外周的线圈绕组(205)，所述线圈绕组(205)的一端连接于所述第二导电体(202)远离所述接线端(300)的一侧，另一端连接于所述第一导电体(201)远离所述第一引弧片(400)的一侧。

10.一种电的开关，其特征在于：所述电的开关包括如权利要求1～9中任一项所述的电的开关的灭弧系统。

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