CN115881493A - 一种直流断路器触头灭弧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流断路器触头灭弧系统，包括：静触头，灭弧室，安装在静触头的上方，灭弧室具有一灭弧腔室；还包括：灭弧线圈，套设在灭弧腔室的外部或内部，灭弧线圈包括以灭弧腔室的对称中心线作对称布置的第一灭弧圈与第二灭弧圈，第一灭弧圈与第二灭弧圈均由多匝线圈缠绕组成盘状结构，中央并形成有口字型结构，且内端均朝静触头的引弧板方向延伸形成有与引弧板固定连接的第一连接部，外端均朝静触头的接电部方向延伸并形成有与接电部固定连接的第二连接部；第一灭弧圈与第二灭弧圈能够对静触头或动触头上的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力。本发明的公开，能够同时应对直流大电流与临界电流的分断。

Description

一种直流断路器触头灭弧系统

技术领域

本发明涉及低压直流塑壳断路器技术领域，更具体涉及一种直流断路器触头灭弧系统。

背景技术

随着清洁能源的广泛使用，直流系统的应用范围将进一步扩大，对于直流系统的保护，断路器起着不可替代的作用。直流相对于交流，它不存在电压、电流过零现象，因此，直流的分断一直是直流系统面临的一个难题。另一方面，光伏发电也采用直流系统进行电能传输，光伏电池组件产生电能后在串、并联过程中，由于各种故障，系统中可能产生较大的短路电流，也可能由于某一支路故障，产生较小的故障电流，当某个范围的小电流在常规开断时无法熄灭电弧，就会导致电弧长时间停滞并持续燃烧，使分断时间延长最终导致开断失败。临界电流就是指在使用条件范围内，开断时燃弧时间明显延长的分断电流，且它与时间常数相关，时间常数发生变化，临界电流也会随之变化。这样就要求作为直流系统保护元件的断路器能够适应这两种特性故障电流的开断。

对于开断较大的短路电流，各公司都有相对成熟的方案，而对于开断临界电流，一般的方法是在灭弧系统中引入永磁体，通过永磁体自身的磁力，加强对电弧的驱动。但永磁体本身价格较高，且经受高温后有退磁现象，因此，这一技术方案在实际应用中，存在着成本较高、永磁力消退的潜在风险。

有鉴于此，有必要对现有技术中的灭弧系统予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种直流断路器触头灭弧系统，解决了上述技术问题，能够同时应对直流大电流与临界电流的分断。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流断路器触头灭弧系统，包括：

静触头，用于直流断路器在分断电流时的电弧转移；

灭弧室，安装在所述静触头的上方，所述灭弧室具有一灭弧腔室；

还包括：灭弧线圈，套设在所述灭弧腔室的外部或内部，所述灭弧线圈包括以所述灭弧腔室的对称中心线作对称布置的第一灭弧圈与第二灭弧圈，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈均由多匝线圈缠绕组成盘状结构，中央并形成有口字型结构，且内端均朝所述静触头的引弧板方向延伸形成有与所述引弧板固定连接的第一连接部，外端均朝所述静触头的接电部方向延伸并形成有与所述接电部固定连接的第二连接部；

所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈能够对静触头或动触头上的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力。

作为本发明的进一步改进，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈的第一连接部固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈为一个整体。

作为本发明的进一步改进，所述第二连接部与所述接电部焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述灭弧线圈套设于所述灭弧腔室的外部，所述灭弧室支架的对向两侧均开设有供所述第一连接部贯穿的贯穿口。

作为本发明的进一步改进，所述灭弧线圈套设于所述灭弧腔室的内部，且与所述灭弧腔室的内壁相贴合，所述灭弧腔室内的灭弧栅片两端分别位于所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈的中央。

作为本发明的进一步改进，所述静触头的静触点与动触头的动触点均位于所述口字型结构的正视投影内。

作为本发明的进一步改进，所述第一灭弧圈与第二灭弧圈结构相同，均为矩形结构，且矩形结构的四个角呈弧形过渡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)一种直流断路器触头灭弧系统，灭弧线圈套设在灭弧腔室的内部或外部，其装配方式简单，生产效率高；通过第一灭弧圈与第二灭弧圈形成的口字型结构，内端与引弧板固定连接，外端与接电部固定连接，第一灭弧圈与第二灭弧圈对静触头的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力，以加快驱动电弧进入灭弧栅片；该结构不受直流系统的极性影响，都能够驱动电弧朝同一方向运动；由多匝线圈构成的口字型结构，每圈线圈在口字型结构内部都产生了同向的磁场，因此，它们能够在口字内部形成有与电弧方向垂直的侧向强磁场区域，提高了灭弧效果。

附图说明

图1为本发明一种直流断路器触头灭弧系统的结构示意图，且图中示意出了动触头；

图2为本发明一种直流断路器触头灭弧系统中静触头与灭弧线圈的位置连接关系示意图；

图3为本发明一种直流断路器触头灭弧系统中灭弧线圈的结构示意图；

图4为本发明一种直流断路器触头灭弧系统在一种状态下的电流方向与磁场方向的示意图，且图中的a代表电弧电流方向，b代表电弧被牵引方向；

图5为本发明一种直流断路器触头灭弧系统在另一种状态下的电流方向与磁场方向的示意图，且图中的a’代表电弧电流方向，b’代表电弧被牵引方向。

图中：1、静触头；2、灭弧室；3、灭弧线圈；4、动触头；11、引弧板；12、接电部；13、静触点；20、灭弧腔室；200、贯穿口；31、第一灭弧圈；32、第二灭弧圈；301、第一连接部；302、第二连接部。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

请参图1至图5所示出的本发明一种直流断路器触头灭弧系统的一种具体实施方式。

实施例一：

一种直流断路器触头灭弧系统，包括：静触头1，用于直流断路器在分断电流时的电弧转移；灭弧室2，安装在静触头1的上方，灭弧室2具有一灭弧腔室20；还包括：灭弧线圈3，套设在灭弧腔室20的外部或内部，灭弧线圈3包括以灭弧腔室20的对称中心线作对称布置的第一灭弧圈31与第二灭弧圈32，第一灭弧圈31与第二灭弧圈32均由多匝线圈缠绕组成盘状结构，中央并形成有口字型结构，且内端均朝静触头1的引弧板11方向延伸形成有与引弧板11固定连接的第一连接部301；外端均朝静触头1的接电部12方向延伸并形成有与接电部12固定连接的第二连接部302；静触头1的静触点13与动触头4的动触点均位于口字型结构的正视投影内；第一灭弧圈31与第二灭弧圈32结构相同，均为矩形结构，且矩形结构的四个角呈弧形过渡。

通过第一灭弧圈31与第二灭弧圈32形成的口字型结构，内端与引弧板11固定连接，外端与接电部12固定连接，第一灭弧圈31与第二灭弧圈32对静触头1的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力，以加快驱动电弧进入灭弧栅片；该结构不受直流系统的极性影响，都能够驱动电弧朝同一方向运动；由多匝线圈构成的口字型结构，每圈线圈在口字内部都产生了同向的磁场，因此，它们能够在口字型结构内部形成有与电弧方向垂直的侧向强磁场区域，提高了灭弧效果。

第一灭弧圈31与第二灭弧圈32能够对静触头1或动触头4上的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力。

具体的，第一灭弧圈31与第二灭弧圈32的第一连接部301固定连接。第一灭弧圈31与第二灭弧圈32可以作为一个整体。灭弧线圈3套设于灭弧腔室20的外部，灭弧室2支架的对向两侧均开设有供第一连接部301贯穿的贯穿口200。

当动触头4上下转动抵接在静触头1的静触点13处，电流经静触点13传导至第一灭弧圈31与第二灭弧圈32上，使得第一灭弧圈31与第二灭弧圈32形成有垂直于线圈方向的磁场力；当动触头4未抵接在静触点13处，电流经接电部12传导至第一灭弧圈31与第二灭弧圈32上，使得第一灭弧圈31与第二灭弧圈32形成有垂直于线圈的方向的磁场力；上述两组情形下的侧向磁场力方向相反，均能够改变电弧的长度与粗细，加快驱动电弧进入灭弧栅片。

实施例二：

灭弧线圈3套设于灭弧腔室20的内部，且与灭弧腔室20的内壁相贴合，灭弧腔室20内的灭弧栅片两端分别位于第一灭弧圈31与第二灭弧圈32的中央。其他技术特征均参考实施例一，此处不在赘述。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种直流断路器触头灭弧系统，包括：

静触头，用于直流断路器在分断电流时的电弧转移；

灭弧室，安装在所述静触头的上方，所述灭弧室具有一灭弧腔室；

其特征在于，还包括：灭弧线圈，套设在所述灭弧腔室的外部或内部，所述灭弧线圈包括以所述灭弧腔室的对称中心线作对称布置的第一灭弧圈与第二灭弧圈，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈均由多匝线圈缠绕组成盘状结构，中央并形成有口字型结构，且内端均朝所述静触头的引弧板方向延伸形成有与所述引弧板固定连接的第一连接部，外端均朝所述静触头的接电部方向延伸并形成有与所述接电部固定连接的第二连接部；

所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈能够对静触头或动触头上的短路电流进行分流，并能够形成有沿电弧的垂直方向作牵引的侧向磁场力。

2.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈为一个整体。

3.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈的第一连接部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述第二连接部与所述接电部焊接固定。

5.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述灭弧线圈套设于所述灭弧腔室的外部，所述灭弧室支架的对向两侧均开设有供所述第一连接部贯穿的贯穿口。

6.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述灭弧线圈套设于所述灭弧腔室的内部，且与所述灭弧腔室的内壁相贴合，所述灭弧腔室内的灭弧栅片两端分别位于所述第一灭弧圈与所述第二灭弧圈的中央。

7.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述静触头的静触点与动触头的动触点均位于所述口字型结构的正视投影内。

8.根据权利要求1所述的一种直流断路器触头灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧圈与第二灭弧圈结构相同，均为矩形结构，且矩形结构的四个角呈弧形过渡。

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