CN115763182A - 一种灭弧模块 - Google Patents

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CN115763182A CN202211484388.8A CN202211484388A CN115763182A CN 115763182 A CN115763182 A CN 115763182A CN 202211484388 A CN202211484388 A CN 202211484388A CN 115763182 A CN115763182 A CN 115763182A
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周荣伟
吴建宾
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Abstract

本申请实施例提供一种灭弧模块,涉及断路器领域。该灭弧模块包括:灭弧组件和引弧组件。灭弧组件包括第一栅片室和第二栅片室。引弧组件包括动引弧件、静引弧件和桥接引弧件,桥接引弧件包括相连接的第一桥臂和第二桥臂,第一桥臂和动引弧件在第一栅片室内形成第一跑弧通道,第二桥臂和静引弧件在第二栅片室内形成第二跑弧通道。在断路器分闸产生电弧时,一部分电弧能够沿第一跑弧通道进入第一栅片室,另一部分电弧能够沿第二跑弧通道进入第二栅片室,第一桥臂与第二桥臂的连接部位能够将第一栅片室和第二栅片室串联,使灭弧组件内的电阻增加,电弧电压升高,进而使电弧能够被灭弧组件快速熄灭。

Description

一种灭弧模块
技术领域
本申请实施例涉及断路器领域,具体涉及一种应用于断路器的灭弧模块。
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,并能在规定时间内承受和开断异常回路条件下的电流的机械开关装置。灭弧模块是断路器的重要组成机构,灭弧模块用于在断路器分闸时将断路器产生的电弧熄灭,以避免电弧影响或损坏断路器内的其他部件。
然而,现有灭弧模块在熄灭电弧的过程中,灭弧效果不佳,电弧不能被快速熄灭。
发明内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种灭弧模块,缓解了现有灭弧模块的灭弧效果不佳的问题。
本申请实施例提供了一种应用于断路器的灭弧模块。该灭弧模块包括:灭弧组件和引弧组件。灭弧组件包括第一栅片室和第二栅片室。引弧组件包括动引弧件、静引弧件和桥接引弧件,桥接引弧件包括相连接的第一桥臂和第二桥臂,第一桥臂和动引弧件在第一栅片室内形成第一跑弧通道,第二桥臂和静引弧件在第二栅片室内形成第二跑弧通道。
本申请实施例的技术方案中,通过将引弧组件设置为包括动引弧件、静引弧件和桥接引弧件,将灭弧组件设置为包括第一栅片室和第二栅片室,使得动引弧件与桥接引弧件的第一桥臂可以在第一栅片室内形成第一跑弧通道,静引弧件与桥接引弧件的第二桥臂可以在第二栅片室内形成第二跑弧通道,并且,在断路器分闸产生电弧时,一部分电弧能够沿第一跑弧通道进入第一栅片室,另一部分电弧能够沿第二跑弧通道进入第二栅片室,第一桥臂与第二桥臂的连接部位能够将第一栅片室和第二栅片室串联,使灭弧组件内的电阻增加,电弧电压升高,进而使电弧能够被灭弧模块快速熄灭。
在一些可行的实施例中,沿第一方向,动引弧件和第一桥臂中的一者连接于第一栅片室的第一端,另一者连接于第一栅片室的第二端,第二桥臂和静引弧件中的一者连接于第二栅片室的第一端,另一者连接于第二栅片室的第二端,其中,第一方向与第一栅片室或第二栅片室中的灭弧栅片排列方向相同。
通过上述方案,可以使一部分电弧沿第一跑弧通道到达第一栅片室的端部,另一部分电弧沿第二跑弧通道到达第二栅片室的端部,使第一栅片室和第二栅片室串联后的电阻更大,电弧电压更高,进而使灭弧组件的灭弧效率更高。
在一些可行的实施例中,桥接引弧件还包括连接于第一桥臂和第二桥臂的割弧板,割弧板位于灭弧组件与断路器的触头模块之间,割弧板朝向触头模块的面被配置为割弧面,割弧面用于将断路器分闸时产生的电弧分割为第一电弧和第二电弧,以使第一电弧沿第一跑弧通道进入第一栅片室,使第二电弧沿第二跑弧通道进入第二栅片室。
在一些可行的实施例中,割弧板被配置为直板结构。
割弧板设置为直板结构相对于其他结构来说,不仅能够对电弧起到切割作用,还能够便于割弧板的加工,进而便于灭弧组件的加工。
在一些可行的实施例中,割弧板包括相对设置且具有间隙的第一割弧板和第二割弧板,第一割弧板朝向触头模块的一侧和第二割弧板朝向触头模块的一侧通过圆弧过渡部连接,第一割弧板和第二割弧板中的一者连接于第一桥臂,另一者连接于第二桥臂。
通过上述方案,当电弧到达割弧板部位时,电流会从第一割弧板、弧形过渡部流至第二割弧板,或者,会从第二割弧板、弧形过渡部流至第一割弧板,该过程中,割弧板所在部位会产生电磁力,在电磁力的作用下,电弧更容易进入第一栅片室和第二栅片室,以提高灭弧模块的灭弧效率。
在一些可行的实施例中,割弧面设有凹口,凹口朝向割弧板连接第一桥臂和第二桥臂的一侧凹陷。
通过上述方案,凹口可以给部分电弧提供移动空间,使该部分电弧进入凹口,减少割弧板对电弧的阻隔,提高割弧板对电弧的分割效率。此外,凹口还可以降低割弧板对电弧的阻力,使驱动电弧朝灭弧组件移动的电磁力增加,进而使电弧更容易到达割弧板以被分割。
在一些可行的实施例中,灭弧模块还包括增磁组件,增磁组件设置于灭弧组件与断路器的触头模块之间,增磁组件用于给动引弧件与静引弧件之间提供电磁力,以使断路器分闸时产生的电弧朝灭弧组件移动。
通过上述方案,电弧能够在电磁力的作用下快速朝向灭弧组件移动,并进入灭弧组件。
在一些可行的实施例中,增磁组件包括增磁线圈,增磁线圈设置于引弧组件沿第一方向的至少一侧;其中,第一方向与第一栅片室或第二栅片室中的灭弧栅片排列方向相同。
通过上述方案,电磁线圈一端可以连接于静触头,另一端可以连接于静引弧板,或者,电磁线圈一端可以连接于动触头,另一端可以连接于动引弧板,并在电流流经线圈时,动引弧件与静引弧件之间会产生朝向灭弧组件的电磁力,使电弧能够在电磁力的作用下快速进入灭弧组件。
在一些可行的实施例中,增磁组件还包括铁芯,铁芯设置于增磁线圈内。
当在增磁线圈内部设置铁芯时,线圈通电后铁芯能够产生磁场,给动引弧件与静引弧件之间提供更强的电磁力,更容易使电弧快速进入灭弧组件。
在一些可行的实施例中,增磁组件还包括沿第二方向相对设置的第一导磁板和第二导磁板,动引弧件和静引弧件位于第一导磁板和第二导磁板之间;其中,第二方向基本垂直于第一方向,且垂直于触头模块与灭弧组件相对的方向。
通过上述方案,第一导磁板和第二导磁板可以将增磁线圈和铁芯产生的电磁引导至动引弧件与静引弧件之间,进一步增加动引弧件与静引弧件之间的电磁力,以及电弧进入灭弧组件的速度。或者,第一导磁板和第二导磁板可以在动引弧件和静引弧件之间形成较强的磁场,产生较强的电磁力,以使电弧在较强电磁力的作用下快速进入灭弧组件。
在一些可行的实施例中,第一栅片室和第二栅片室沿第二方向并排设置;其中,第二方向基本垂直于第一栅片室或第二栅片室中的灭弧栅片排列方向,且基本垂直于断路器的触头模块与灭弧组件相对的方向。
通过上述方案,可以使灭弧组件更为规则,有利于节省灭弧模块在断路器的壳体内占用的空间,也便于灭弧模块的加工制造以及与断路器的壳体的安装。
在一些可行的实施例中,灭弧模块还包括沿第二方向相对设置的第一绝缘件、第二绝缘件和第三绝缘件;第一绝缘件设置于第一栅片室与第二栅片室之间,灭弧组件、引弧组件和第一绝缘件均位于第二绝缘件和第三绝缘件之间。
通过设置第一绝缘件可以将第一栅片室与第二栅片室绝缘隔离,降低第一栅片室和第二栅片室被桥接引弧件之外的其他部件串联的可能性,保证第一栅片室和第二栅片室被桥接引弧件串联时的电阻,提高灭弧模块的灭弧效率。通过设置第二绝缘件和第三绝缘件,可以将灭弧组件、引弧组件与断路器内的其他导电部件绝缘隔离,降低灭弧组件和引弧组件与其他导电部件直接电连接,或者通过电弧电连接的可能性。
上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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它的附图。
图1为本申请一些实施例中第一种灭弧模块的示意图。
图2为本申请一些实施例中第一种灭弧模块与触头模块的示意图。
图3为本申请一些实施例中引弧组件的示意图。
图4为本申请一些实施例中桥接引弧件的第一种示意图。
图5为本申请一些实施例中桥接引弧件的第二种示意图。
图6为本申请一些实施例中第二种灭弧模块的示意图。
图7为本申请一些实施例中第一种增磁组件的示意图。
图8为本申请一些实施例中第二种增磁组件的示意图。
图9为本申请一些实施例中第三种灭弧模块的爆炸图。
附图标记说明:
1、引弧组件,11、动引弧件;12、静引弧件;13、桥接引弧件;131、第一桥臂;132、第二桥臂;133、割弧板;133a、第一割弧板;133b、第二割弧板;1331、凹口;2、灭弧组件;21、第一栅片室;22、第二栅片室;A、第一跑弧通道;B、第二跑弧通道;3、增磁组件;31、增磁线圈;32、铁芯;33、第一导磁板;34、第二导磁板;41、第一绝缘件;42、第二绝缘件;421、第一凹槽;43、第三绝缘件;431、第二凹槽;51、动触头;52、静触头;
X、第一方向;Y、第二方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖而不排除其它的内容。单词“一”或“一个”并不排除存在多个。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语“实施例”并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
此外,X方向和Y方向用于说明本实施例的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的,且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的,但是当这些位置改变时,这些方向应有不同的解释,以对应所述改变。
此外,本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序,可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组)。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接。电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接,还可以是指电连接或信号连接,例如,可以是直接相连,即物理连接,也可以通过中间至少一个元件间接相连,只要达到电路相通即可,还可以是两个元件内部的连通;信号连接除了可以通过电路进行信号连接外,也可以是指通过媒体介质进行信号连接,例如,无线电波。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解本申请实施例的技术方案,下面结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
断路器分闸时,触头模块中,动触头与静触头接触电阻逐渐增大,温度剧升,在动触头与静触头分开的瞬间,静触头在强电场和高温的作用下发射电子,电子在触头电压作用下高速运动并到达动触头,产生碰撞游离导致介质击穿形成电弧。
电弧由阴极区、弧柱区和阳极区组成。其中,弧柱区是动触头与静触头之间的气体形成的间隙部分。弧柱区的弧柱方向是静触头与动触头的连线方向,弧柱的形状可以为圆柱形。
通常情况下,电弧的熄灭方法包括增大回路电阻、将长电弧分割为多个短电弧、增大电弧长度、使电弧与耐弧绝缘材料紧密接触以及通过灭弧栅片灭弧等。其中,通过灭弧栅片灭弧是指将电弧拉入灭弧栅片,通过灭弧栅片将电弧分割成一串短电弧,根据近阴极效应,每个短电弧的阴极都会出现15~25V的电压,如果其总和超过触头间的电压,则电流下降,电弧熄灭。
现有的灭弧模块的在熄灭电弧时,对电弧的灭弧效果不佳,电弧难以被快速熄灭。
因此,本申请实施例提供了一种应用于断路器的灭弧模块。图1为本申请一些实施例中第一种灭弧模块的示意图。图2为本申请一些实施例中第一种灭弧模块与触头模块的示意图。图3为本申请一些实施例中引弧组件1的示意图。图4为本申请一些实施例中桥接引弧件13的第一种示意图。图5为本申请一些实施例中桥接引弧件13的第二种示意图。如图1至图5所示,该灭弧模块包括:灭弧组件2和引弧组件1。灭弧组件2包括第一栅片室21和第二栅片室22。引弧组件1包括动引弧件11、静引弧件12和桥接引弧件13,桥接引弧件13包括相连接的第一桥臂131和第二桥臂132,第一桥臂131和动引弧件11在第一栅片室21内形成第一跑弧通道A,第二桥臂132和静引弧件12在第二栅片室22内形成第二跑弧通道B。
引弧组件1是将断路器分闸时产生的电弧引入灭弧组件2的组件。引弧组件1由导电材质(比如,铁、铜等)制成,以使电弧能够沿引弧组件1到达灭弧组件2。
动引弧件11是设置于动触头51与灭弧组件2之间,以将动触头51附近的电弧引入灭弧组件2的部件。静引弧件12是设置于静触头52与灭弧组件2之间,以将静触头52附近的电弧引入灭弧组件2的部件。如图2所示,动引弧件11与动触头51之间可以设置间隙,以避免动引弧件11影响动触头51朝向靠近或远离静触头52的方向的转动。根据动触头51和灭弧组件2的位置关系,动引弧件11可以设置为具有弯折段的板状结构,其中,弯折段可以设置一处,也可以设置多处,本申请实施例对此不做限制。静触头52也可以设置为具有弯折段的板状结构。静引弧件12靠近静触头52的一端与动引弧件11靠近动触头51的一端可以相对设置,在相对的区域形成引弧区,以引导动触头51与静触头52之间产生的电弧从该引弧区进入灭弧组件2。
桥接引弧件13是与动引弧件11、静引弧件12一起在灭弧组件2内形成第一跑弧通道A和第二跑弧通道B的部件。桥接引弧件13的第一桥臂131远离触头模块的一端可以伸入灭弧组件2,并与动引弧件11在灭弧组件2内形成第一跑弧通道A,第二桥臂132远离触头模块的一端可以伸入灭弧组件2,并与静引弧件12在灭弧组件2内形成第二跑弧通道B。此外,第一桥臂131和第二桥臂132靠近触头模块的一端可以相连接,且连接部位可以位于前述的引弧区,以便于引弧区的电弧能够沿连接部位进入灭弧组件2的第一跑弧通道A和第二跑弧通道B。
第一跑弧通道A和第二跑弧通道B是用于引导电弧的通道。示例性地,当电弧沿第一跑弧通道A进入第一栅片室21时,电弧的一端可以连接动引弧件11,另一端可以连接第一桥臂131,弧柱部分可以在电磁力或者气动力的作用下沿第一跑弧通道A到达灭弧组件2远离触头模块的一端。
灭弧组件2是用于熄灭电弧的组件。灭弧组件2的第一栅片室21和第二栅片室22用于熄灭电弧。具体的,第一栅片室21和第二栅片室22内设置的多个间隔排布的灭弧栅片可以将电弧切割、熄灭。需要注意的是,第一栅片室21内的灭弧栅片数量与第二栅片室22内的灭弧栅片数量可以相同或不同,具体数量可以根据实际需求设置,本申请对此不做特殊限定。
第一桥臂131和第二桥臂132可以根据第一栅片室21和第二栅片室22的位置和尺寸呈夹角设置。示例性地,当第一栅片室21和第二栅片室22之间的距离较远时,沿第一桥臂131和第二桥臂132的连接方向,可以在第一桥臂131和第二桥臂132之间设置夹角,以使第一桥臂131和第二桥臂132相连接的一端位于引弧区,第一桥臂131远离第二桥臂132的一端能够位于第一栅片室21,第二桥臂132远离第一桥臂131的一端能够位于第二栅片室22。或者,沿灭弧栅片的排列方向,当第一栅片室21的尺寸和第二栅片室22的尺寸设置的较大时,沿第一桥臂131与第二桥臂132的延伸方向,也可以在第一桥臂131和第二桥臂132之间设置夹角,以在第一栅片室21内形成较长的第一跑弧通道A,在第二栅片室22内形成较长的第二跑弧通道B。需要说明的是,第一桥臂131和第二桥臂132之间的夹角可以是锐角、直角或钝角,本申请实施例对此不做特殊限定。
需要注意的是,当第一栅片室21内设置由动引弧件11和第一桥臂131形成的第一跑弧通道A,第二栅片室22内设置由静引弧件12和第二桥臂132形成的第二跑弧通道B,且第一桥臂131和第二桥臂132相连接时,第一桥臂131和第二桥臂132的连接部位可以将第一栅片室21和第二栅片室22串联,以使灭弧组件2内部的电阻增加,电弧电压升高,更有利于灭弧组件2将电弧熄灭。
为了便于理解本申请实施例的灭弧模块的灭弧过程,下面结合图2对电弧的位置以及断路器中电流的流向进行详细地说明。
断路器中,动触头51与静触头52分开并产生电弧时,虽然动触头51与静触头52并未直接接触,但是动触头51与静触头52之间通过电弧导通,也就是说,断路器中的电流经动触头51、电弧流至静触头52。
在电磁力或者气动力的作用下,当电弧的一端从动触头51到达动引弧件11,另一端从静触头52到达静引弧件12,电弧的弧柱部分到达引弧区时,断路器中的电流经动触头51、动引弧件11、电弧、静引弧件12流至静触头52。
随着电磁力或者气动力的持续作用,电弧的弧柱部分接触桥接引弧件13,并被第一桥臂131和第二桥臂132的连接部位分割为第一部分电弧和第二部分电弧,其中,第一部分电弧在第一桥臂131和动引弧件11之间,第二部分电弧在第二桥臂132和静引弧件12之间,断路器中的电流经动触头51、动引弧件11、第一部分电弧、第一桥臂131和第二桥臂132的连接部位、第二部分电弧、静引弧件12流至静触头52。
随着电磁力或者气动力的继续作用,当第一部分电弧到达第一栅片室21内,第二部分电弧到达第二栅片室22内时,第一部分电弧的两端分别连接动引弧件11和第一桥臂131,第二部分电弧的两端分别连接静引弧件12和第二桥臂132,此时断路器中的电流流向为:动触头51、动引弧件11、第一栅片室21、第一桥臂131、第二桥臂132、第二栅片室22、静引弧件12和静触头52,其中,电流由第一桥臂131流至第二桥臂132需要经过第一桥臂131和第二桥臂132的连接部位。
随着电磁力或者气动力的继续作用,当第一部分电弧与第一栅片室21内的多个灭弧栅片接触,并被灭弧栅片切割成多个短的弧柱,且与灭弧栅片不断接触而被冷却后,第一部分电弧会逐渐熄灭;同样的,第二部分电弧与第二栅片室22内的多个灭弧栅片接触,并被灭弧栅片切割成多个短的弧柱,且与灭弧栅片不断接触而被冷却后,第二部分电弧也会逐渐熄灭,最终使断路器中的电流被切断。需要说明的是,该过程中,由于第一栅片室21和第二栅片室22串联,因此,第一部分电弧和第二部分电弧容易被灭弧栅片切割成更多的短电弧,多个15~25V的电压总和更容易超过动触头51与静触头52间的电压,将电弧快速熄灭。
需要说明的是,前述各个过程中,电流的流向也可以与上述流向相反。
本申请实施例的技术方案中,在断路器分闸产生电弧时,一部分电弧能够沿第一跑弧通道A进入第一栅片室21,另一部分电弧能够沿第二跑弧通道B进入第二栅片室22,第一桥臂131与第二桥臂132的连接部位能够将第一栅片室21和第二栅片室22串联,使灭弧组件2内的电阻增加,电弧电压升高,进而使电弧能够被灭弧模块快速熄灭。
根据本申请的另一些实施例,请继续参见图1,沿第一方向X,动引弧件11和第一桥臂131中的一者连接于第一栅片室21的第一端,另一者连接于第一栅片室21的第二端,第二桥臂132和静引弧件12中的一者连接于第二栅片室22的第一端,另一者连接于第二栅片室22的第二端,其中,第一方向X与第一栅片室21或第二栅片室22中的灭弧栅片排列方向相同。
现有的灭弧模块中,通常情况下,当电弧进入栅片室时,栅片室中的部分灭弧栅片(比如,沿灭弧栅片排列方向的端部的灭弧栅片)可能不会与电弧接触,对电弧起不到切割作用,这使得该部分灭弧栅片没有得到有效利用,不利于提高灭弧效率。
例如,对于本申请实施例,沿第一方向X,如果动引弧件11和第一桥臂131中的一者连接在第一栅片室21的中间部位,或者两者均连接在第一栅片室21的中间部位,静引弧件12和第二桥臂132中的一者连接在第二栅片室22的中间部位,或者两者均连接在第二栅片室22的中间部位,那么,第一栅片室21端部的灭弧栅片会设置在第一跑弧通道A之外,或者,第二栅片室22端部的灭弧栅片会设置在第二跑弧通道B之外,使端部的灭弧栅片无法与电弧接触。
因此,沿第一方向X,当动引弧件11和第一桥臂131分别连接在第一栅片室21的两端,且静引弧件12和第二桥臂132分别连接在第二栅片室22的两端时,一部分电弧会沿动引弧件11和第一桥臂131到达第一栅片室21的端部,另一部分电弧会沿静引弧件12和第二桥臂132到达第二栅片室22的端部,这样,第一栅片室21端部的灭弧栅片和第二栅片室22端部的灭弧栅片也可以对电弧起到切割作用,以提高灭弧组件2的灭弧效率。
动引弧件11和第一桥臂131分别连接在第一栅片室21的两端时,可以有两种连接方式。在一种连接方式中,动引弧件11可以连接于第一栅片室21的第一端,第一桥臂131连接于第一栅片室21的第二端。在另一种连接方式中,动引弧件11可以连接于第一栅片室21的第二端,第一桥臂131连接于第一栅片室21的第一端。
根据动引弧件11和第一桥臂131在第一栅片室21内的连接方式,静引弧件12和第二桥臂132在第二栅片室22内的连接方式也可以有两种。在一种连接方式中,当动引弧件11连接于第一栅片室21的第一端,第一桥臂131连接于第一栅片室21的第二端时,静引弧件12可以连接于第二栅片室22的第二端,第二桥臂132连接于第二栅片室22的第一端。在另一种连接方式中,当动引弧件11连接于第一栅片室21的第二端,第一桥臂131连接于第一栅片室21的第一端时,静引弧件12可以连接于第二栅片室22的第一端,第二桥臂132连接于第二栅片室22的第二端。
需要说明的是,动引弧件11和第一桥臂131可以分别与第一栅片室21最外端的灭弧栅片远离其他灭弧栅片的外露面连接,静引弧件12和第二桥臂132可以分别与第二栅片室22最外端的灭弧栅片远离其他灭弧栅片的外露面连接,这样,最外端的灭弧栅片也可以起到灭弧作用,更能提高灭弧模块的灭弧效率。
还需要说明的是,如图1和图3所示,动引弧件11和第一桥臂131用于与第一栅片室21端部的灭弧栅片连接的部位,以及静引弧件12和第二桥臂132用于与第二栅片室22端部的灭弧栅片连接的部位均可以设置为板状结构,以延长引弧组件1的使用寿命。这是因为,板状结构相对于其他结构(比如,块状结构)来说,连接面积更大,被电弧烧蚀而完全损坏所需要的时间更长。
本申请实施例的技术方案中,一部分电弧可以沿第一跑弧通道A到达第一栅片室21的端部,另一部分电弧可以沿第二跑弧通道B到达第二栅片室22的端部,使第一栅片室21和第二栅片室22串联后的电阻更大,电弧电压更高,进而使灭弧组件2的灭弧效率更高。
根据本申请的另一些实施例,请继续参见图4和图5,桥接引弧件13还包括连接于第一桥臂131和第二桥臂132的割弧板133,割弧板133位于灭弧组件2与断路器的触头模块之间,割弧板133朝向触头模块的面被配置为割弧面,割弧面用于将断路器分闸时产生的电弧分割为第一电弧和第二电弧,以使第一电弧沿第一跑弧通道A进入第一栅片室21,使第二电弧沿第二跑弧通道B进入第二栅片室22。
割弧板133是用于切割前述引弧区的电弧的部件。割弧板133可以与电弧的弧柱基本垂直,以便于将电弧切割为两部分。其中,基本垂直是指割弧板与弧柱的夹角大于或等于80°,且小于或等于100°。割弧面是切割引弧区的电弧的主要部位。
本申请实施例的技术方案中,通过在触头模块与灭弧组件2之间设置与第一桥臂131和第二桥臂132连接的割弧板133,使得割弧板133可以将电弧分割为两部分,提高对电弧的分割效率。
需要说明的是,割弧板133可以设置为多种结构形式。以下结合图4和图5对割弧板133的结构形式进行示例性说明。
在一些实施例中,如图4所示,割弧板133可以设置为直板结构。
直板状结构的割弧板133朝向灭弧组件2的一端可以连接第一桥臂131和第二桥臂132。这样,可以便于第一桥臂131和第二桥臂132进入第一栅片室21和第二栅片室22,还有利于割弧板133朝向触头模块的一侧将电弧切割。
该实施例中,割弧板133朝向触头模块的平面可以设置为割弧面。
本实施例的技术方案中,直板结构的割弧板133更容易加工,使得引弧组件1更容易加工制造。
在另一些实施例中,如图5所示,割弧板133包括相对设置且具有间隙的第一割弧板133a和第二割弧板133b,第一割弧板133a朝向触头模块的一侧和第二割弧板133b朝向触头模块的一侧通过圆弧过渡部连接,第一割弧板133a和第二割弧板133b中的一者连接于第一桥臂131,另一者连接于第二桥臂132。
第一割弧板133a和第二割弧板133b相对设置是指,沿第一割弧板133a和第二割弧板133b相对的方向,第一割弧板133a的投影和第二割弧板133b的投影至少部分重合,比如,部分重合或全部重合。
该实施例中,弧形过渡部朝向触头模块的弧面可以设置为割弧面。
第一割弧板133a和第二割弧板133b之间设置间隙时,当电弧到达割弧板133部位时,电流会从第一割弧板133a、弧形过渡部流至第二割弧板133b,或者,会从第二割弧板133b、弧形过渡部流至第一割弧板133a,该过程中,割弧板133所在部位会产生电磁力,在电磁力的作用下,电弧更容易进入第一栅片室21和第二栅片室22,提高灭弧模块的灭弧效率。
根据本申请的另一些实施例,请继续参见图4和图5,割弧面设有凹口1331,凹口1331朝向割弧板133连接第一桥臂131和第二桥臂132的一侧凹陷。
凹口1331可以设置在割弧面的中间部位,也可以设置在割弧面的整个面。凹口1331可以设置为弧形口,也可以设置为方形口。本申请实施例对凹口1331的设置方式和具体形状不做特殊限定。
通过在割弧面设置凹口1331,可以给电弧中的部分电弧提供移动空间,使该部分电弧进入凹口1331,减少割弧面对电弧的阻隔,提高割弧面对电弧的分割效率。此外,凹口1331还可以降低割弧面对电弧的阻力,使驱动电弧朝灭弧组件2移动的电磁力增加,进而使电弧更容易到达割弧面以被分割。
根据本申请的另一些实施例,图6为本申请一些实施例中第二种灭弧模块的示意图。如图6所示,灭弧模块还包括增磁组件3,增磁组件3设置于灭弧组件2与断路器的触头模块之间,增磁组件3用于给动引弧件11与静引弧件12之间提供电磁力,以使断路器分闸时产生的电弧朝灭弧组件2移动。
增磁组件3用于给前述的引弧区提供电磁力,当引弧区的电磁力增加后,电弧能够在电磁力的作用下快速朝向灭弧组件2移动,并进入灭弧组件2,被灭弧组件2熄灭。
增磁组件3可以包括两个、三个或四个部件,本申请实施例对此不做特殊限定。根据部件数量的不同,增磁组件3可以设置为多种形式。
在一种设置形式中,图7为本申请一些实施例中第一种增磁组件3的爆炸图。如图7所示,增磁组件3包括增磁线圈31,增磁线圈31设置于引弧组件1沿第一方向X的至少一侧;其中,第一方向X与第一栅片室21或第二栅片室22中的灭弧栅片排列方向相同。
增磁线圈31是给动引弧件11与静引弧件12之间的引弧区提供电磁力的主体。增磁线圈31设置于引弧组件1沿第一方向X的至少一侧时,示例性地,若增磁线圈31设置一个,则增磁线圈31可以设置于动引弧件11远离静引弧件12的一侧,或者设置于静引弧件12远离动引弧件11的一侧;若增磁线圈32设置两个,则其中一个增磁线圈32可以设置于动引弧件11远离静引弧件12的一侧,另一个增磁线圈32可以设置于动引弧件11远离静引弧件12的一侧。
需要说明的是,不论增磁线圈31设置在引弧组件1沿第一方向X的哪一侧,增磁线圈31的一端可以电连接于动触头51,另一端可以电连接于动引弧件11,或者,增磁线圈31的一端可以电连接于静触头52,另一端可以电连接于静引弧件12。另外,增磁线圈31设置于引弧组件1沿第一方向X的两侧时,其中一个增磁线圈31的一端电连接于动触头51,另一端电连接于动引弧件11,另一个增磁线圈31的一端电连接于静触头52,另一端电连接于静引弧件12。
本设置形式中,电流流经增磁线圈31时,会在引弧区产生朝向灭弧组件2的电磁力,使电弧能够在电磁力的作用下快速进入灭弧组件2。
在另一种设置形式中,请继续参见图7,增磁组件3还包括铁芯32,铁芯32设置于增磁线圈31内。
铁芯32也是给引弧区提供电磁力的部件。铁芯32可以设置为柱状结构,具体可以设置为圆柱状结构或棱柱状结构,本申请对此不做特殊限定。铁芯32设置于增磁线圈31内时,增磁线圈31可以套接于铁芯32的外表面。
由于铁芯32在增磁线圈31通电后能够产生磁场,因此,当在增磁线圈31内部设置铁芯32时,铁芯32在增磁线圈31通电后产生的磁场能够给引弧区提供更强的电磁力,更容易使电弧快速进入灭弧组件2。
在又一种设置形式中,请继续参见图6和图7,增磁组件3还包括沿第二方向Y相对设置的第一导磁板33和第二导磁板34,动引弧件11和静引弧件12位于第一导磁板33和第二导磁板34之间,其中,第二方向Y基本垂直于第一方向X,且垂直于触头模块与灭弧组件2相对的方向。
第一导磁板33和第二导磁板34是用于将增磁线圈31和铁芯32产生的电磁引导至引弧区的部件。
当增磁线圈31和铁芯32设置于静引弧件12远离动引弧件11的一侧时,第一导磁板33的一端可以与铁芯32的第一端连接,另一端可以与动引弧件11的第一侧连接,第二导磁板34的一端可以与铁芯32的第二端连接,另一端可以与动引弧件11的第二侧连接。当增磁线圈31和铁芯32设置于动引弧件11远离静引弧件12的一侧时,第一导磁板33的一端可以与铁芯32的第一端连接,另一端可以与静引弧件12的第一侧连接,第二导磁板34的一端可以与铁芯32的第二端连接,另一端可以与静引弧件12的第二侧连接。
本实施例的技术方案中,通过将增磁组件3设置为包括第一导磁板33和第二导磁板34,使得第一导磁板33和第二导磁板34可以将增磁线圈31和铁芯32产生的电磁引导至引弧区,进一步增加引弧区的电磁力,以及电弧进入灭弧组件2的速度。
在再一种设置形式中,图8为本申请一些实施例中第二种增磁组件3的示意图。如图8所示,增磁组件3可以仅包括沿第二方向Y相对设置的第一导磁板33和第二导磁板34,动引弧件11和静引弧件12位于第一导磁板33和第二导磁板34之间。
通常情况下,在断路器分闸时,由于动触头51与静触头52之间产生的电弧会对周围的部件造成影响,甚至损坏周围的部件。
因此,可以通过设置第一导磁板33和第二导磁板34以将动引弧件11和静引弧件12包围,并使动引弧件11和静引弧件12之间形成较强的磁场,产生较强的电磁力,以使电弧在电磁力的作用下快速进入灭弧组件2。
根据本申请的另一些实施例,图9为本申请一些实施例中第三种灭弧模块的爆炸图。请继续参见图9,第一栅片室21和第二栅片室22沿第二方向Y并排设置;其中,第二方向Y基本垂直于第一栅片室21或第二栅片室22中的灭弧栅片排列方向,且基本垂直于触头模块与灭弧组件2相对的方向。
第一栅片室21和第二栅片室22沿第二方向Y并排设置是指:沿第二方向Y,第一栅片室21的投影与第二栅片室22的投影至少部分重合。
第一栅片室21和第二栅片室22沿第二方向Y并排设置时,第一栅片室21和第二栅片室22之间可以设置间隙,以降低第一栅片室21与第二栅片室22电连接的可能性,使第一栅片室21和第二栅片室22可以仅通过第一桥臂131和第二桥臂132的连接部位串联,或者仅通过割弧板133串联,保证灭弧组件2内部的电阻,以及电弧电压。
本申请实施例的技术方案中,通过将第一栅片室21和第二栅片室22沿第二方向Y并排设置,可以使灭弧组件2更为规则,有利于节省灭弧模块在断路器内占用的空间,也便于灭弧模块的加工制造以及与断路器的壳体的安装。
需要说明的是,第一栅片室21和第二栅片室22也可以不沿第二方向Y并排设置,而根据断路器内部的预留空间设置,只要将第一栅片室21和第二栅片室22的开口端设置为朝向触头模块,以便于电弧进入即可。
根据本申请的另一些实施例,请继需参见图9,灭弧模块还包括沿第二方向Y相对设置的第一绝缘件41、第二绝缘件42和第三绝缘件43;第一绝缘件41设置于第一栅片室21与第二栅片室22之间,引弧组件1、灭弧组件2和第一绝缘件41均位于第二绝缘件42和第三绝缘件43之间。
第一绝缘件41是绝缘隔离第一栅片室21和第二栅片室22的部件。第二绝缘件42和第三绝缘件43是将灭弧组件2、引弧组件1与灭弧模块之外的其他导电部件绝缘隔离的部件。第一绝缘件41、第二绝缘件42和第三绝缘件43均可以由聚乙烯、聚氯乙烯等绝缘材质制成,本申请实施例对此不做特殊限制。
沿第二方向Y,第一栅片室21和/或第二栅片室22的投影可以落入第一绝缘件41的投影范围内,并且第一绝缘件41和/或第二栅片室22的投影可以完全覆盖第二栅片室22的投影,这样,第一绝缘件41就可以将第一栅片室21和第二栅片室22完全绝缘隔离,以降低第一栅片室21与第二栅片室22被桥接引弧件13之外的其他部件串联的可能性,增加灭弧组件2的电阻。
进一步地,第一绝缘件41朝向第一栅片室21的一侧可以与第一栅片室21接触,朝向第二栅片室22的一侧可以与第二栅片室22接触,以减少电弧沿第一栅片室21与第一绝缘件41的间隙,或者沿第二栅片室22与第一绝缘件41的间隙穿过灭弧组件2而对其他部件造成损伤的可能性,并减少灭弧模块在第二方向Y的尺寸,使灭弧模块在断路器内部占用的空间减少。
沿第二方向Y,第二绝缘件42的投影可以将灭弧组件2、引弧组件1和第一绝缘件41的投影完全覆盖,且灭弧组件2、引弧组件1和第一绝缘件41的投影可以完全落入第三绝缘件43的投影范围内。这样,第二绝缘件42和第三绝缘件43可以将灭弧组件2、引弧组件1与灭弧模块之外的其他导电部件完全绝缘隔离,减少电弧直接与其他导电部件接触并将其损坏的可能性。进一步地,第二绝缘件42朝向灭弧组件2和引弧组件1的一侧可以与灭弧组件2和引弧组件1接触,且第三绝缘件43朝向灭弧组件2和引弧组件1的一侧也可以与灭弧组件2和引弧组件1接触,这样,可以降低电弧沿第二绝缘件42与灭弧组件2、引弧组件1的间隙,或者沿第三绝缘件43与灭弧组件2、引弧组件1的间隙穿出灭弧模块,而对其他部件造成损伤的可能性。
需要说明的是,如图9所示,第二绝缘件42可以设置与前述第二导磁板34适配的第一凹槽421,以通过第一凹槽421与第二导磁板34连接。第三绝缘件43可以设置与前述第一导磁板33适配的第二凹槽431,以通过第二凹槽431与第一导磁板33连接。
本申请实施例的技术方案中,通过设置第一绝缘件41可以将第一栅片室21与第二栅片室22绝缘隔离,降低第一栅片室21和第二栅片室22被桥接引弧件13之外的其他部件串联的可能性,保证第一栅片室21和第二栅片室22被桥接引弧件13串联时的电阻,提高灭弧模块的灭弧效率。通过设置第二绝缘件42和第三绝缘件43,可以将灭弧组件2、引弧组件1与断路器内的其他导电部件绝缘隔离,降低灭弧组件2和引弧组件1与其他导电部件直接电连接,或者通过电弧电连接的可能性。
本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种灭弧模块,应用于断路器,其特征在于,所述灭弧模块包括:
灭弧组件,包括第一栅片室和第二栅片室;
引弧组件,包括动引弧件、静引弧件和桥接引弧件,所述桥接引弧件包括相连接的第一桥臂和第二桥臂,所述第一桥臂和所述动引弧件在所述第一栅片室内形成第一跑弧通道,所述第二桥臂和所述静引弧件在所述第二栅片室内形成第二跑弧通道。
2.根据权利要求1所述的灭弧模块,其特征在于,沿第一方向,所述动引弧件和所述第一桥臂中的一者连接于所述第一栅片室的第一端,另一者连接于所述第一栅片室的第二端,所述第二桥臂和所述静引弧件中的一者连接于所述第二栅片室的第一端,另一者连接于所述第二栅片室的第二端;其中,所述第一方向与所述第一栅片室或所述第二栅片室中的灭弧栅片排列方向相同。
3.根据权利要求1所述的灭弧模块,其特征在于,所述桥接引弧件还包括连接于所述第一桥臂和所述第二桥臂的割弧板,所述割弧板位于所述灭弧组件与所述断路器的触头模块之间,所述割弧板朝向所述触头模块的面被配置为割弧面;所述割弧面用于将所述断路器分闸时产生的电弧分割为第一电弧和第二电弧,以使所述第一电弧沿所述第一跑弧通道进入所述第一栅片室,使所述第二电弧沿所述第二跑弧通道进入所述第二栅片室。
4.根据权利要求3所述的灭弧模块,其特征在于,所述割弧板被配置为直板结构。
5.根据权利要求3所述的灭弧模块,其特征在于,所述割弧板包括相对设置且具有间隙的第一割弧板和第二割弧板,所述第一割弧板朝向所述触头模块的一侧和所述第二割弧板朝向所述触头模块的一侧通过圆弧过渡部连接;
所述第一割弧板和所述第二割弧板中的一者连接于所述第一桥臂,另一者连接于所述第二桥臂。
6.根据权利要求4或5所述的灭弧模块,其特征在于,所述割弧面设有凹口,所述凹口朝向所述割弧板连接所述第一桥臂和所述第二桥臂的一侧凹陷。
7.根据权利要求1所述的灭弧模块,其特征在于,所述灭弧模块还包括增磁组件,所述增磁组件设置于所述灭弧组件与所述断路器的触头模块之间,所述增磁组件用于给所述动引弧件与所述静引弧件之间提供电磁力,以使所述断路器分闸时产生的电弧朝所述灭弧组件移动。
8.根据权利要求7所述的灭弧模块,其特征在于,所述增磁组件包括增磁线圈,所述增磁线圈设置于所述引弧组件沿第一方向的至少一侧;其中,所述第一方向与所述第一栅片室或所述第二栅片室中的灭弧栅片排列方向相同。
9.根据权利要求1所述的灭弧模块,其特征在于,所述第一栅片室和所述第二栅片室沿第二方向并排设置;其中,所述第二方向基本垂直于所述第一栅片室或所述第二栅片室中的灭弧栅片排列方向,且基本垂直于断路器的触头模块与所述灭弧组件相对的方向。
10.根据权利要求9所述的灭弧模块,其特征在于,所述灭弧模块还包括沿所述第二方向相对设置的第一绝缘件、第二绝缘件和第三绝缘件;所述第一绝缘件设置于所述第一栅片室与所述第二栅片室之间,所述引弧组件、所述灭弧组件和所述第一绝缘件均位于所述第二绝缘件和所述第三绝缘件之间。
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