CN117174512A - 一种开关单元及隔离开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关单元及隔离开关，涉及电器技术领域。该开关单元包括壳体、设置在壳体内的动触头，以及与所述动触头对应的静触头，所述动触头相对壳体转动以使与所述静触头之间导通或分离；所述壳体内还设置有与所述静触头对应的永磁体，且所述永磁体位于所述动触头转动的外圈，所述永磁体上还罩设有U型增磁罩，所述U型增磁罩的开口方向朝向所述动触头；所述壳体内形成有喷弧通道，所述喷弧通道与所述静触头对应，以引导所述静触头处产生的电弧。能够提升拉弧效果，保证使用时的稳定性。

Description

一种开关单元及隔离开关

技术领域

本申请涉及电器技术领域，具体而言，涉及一种开关单元及隔离开关。

背景技术

隔离开关的动触头与静触头之间断开时，触头间便会产生电弧，电弧的实质是一种气体放电现象。电弧的存在延长了开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。同时，电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。

目前，为了减小电弧造成危害，通常采用迅速拉长电弧，以减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质(如空气)的接触面积，加强冷却和扩散作用来提高灭弧能力。然而，触头间产生的部分电弧在经过壳体内部飞向喷弧通道的过程中，电弧可能发生偏转，造成电弧复燃或开关短路等问题，影响使用时的稳定性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种开关单元及隔离开关，能够提升拉弧效果，保证使用时的稳定性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种开关单元，包括壳体、设置在壳体内的动触头，以及与所述动触头对应的静触头，所述动触头相对壳体转动以使与所述静触头导通或分离；所述壳体内还设置有与所述静触头对应的永磁体，且所述永磁体位于所述动触头转动的外圈，所述永磁体上还罩设有U型增磁罩，所述U型增磁罩的开口方向朝向所述动触头；所述壳体内形成有喷弧通道，所述喷弧通道与所述静触头对应，以引导所述静触头处产生的电弧。

可选地，所述U型增磁罩的开口处设置有罩盖，所述罩盖采用绝缘产气材料。

可选地，所述罩盖包括相互连接的遮挡部和连接部，所述遮挡部与所述永磁体朝向所述U型增磁罩的开口的一侧贴合，所述连接部与所述U型增磁罩卡接。

可选地，所述永磁体的长度方向为直线形或圆弧形；所述永磁体的长度方向为圆弧形时，所述圆弧形的凹面朝向所述动触头。

可选地，所述壳体内设置有导向凸起，所述导向凸起位于所述永磁体和所述静触头之间，用于引导产生的电弧。

可选地，所述壳体的内壁设置有凹槽，所述凹槽用于卡持所述U型增磁罩。

可选地，所述喷弧通道包括相互连通的喷弧入口和喷弧出口，所述喷弧入口朝向所述动触头，所述喷弧出口位于所述壳体的侧壁上，且所述喷弧入口的宽度大于所述喷弧出口的宽度。

可选地，所述喷弧通道内设置有至少一个隔条。

可选地，所述U型增磁罩的材料为铁。

本申请实施例的另一方面，提供一种隔离开关，包括操作机构、与操作机构连接的手柄，以及如上所述任意一项所述的开关单元，所述开关单元与所述操作机构连接。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的开关单元及隔离开关，通过设置在壳体内的动触头，以及与动触头对应的静触头，在动触头相对壳体转动时，实现与静触头之间的导通或分离。在动触头与静触头分离时，产生的电弧在向喷弧通道的移动过程中，受永磁体磁场的作用力具有向动触头转动平面远离的分力，在电弧移动的过程中，又使U型增磁罩产生自励磁场，使电弧具有向壳体侧边移动的分力。采用上述形式，能够通过喷弧通道产生的吹弧力、永磁体的磁场力和U型增磁罩产生的自励磁场的作用力相结合，在两种分力的合力作用下，实现有限的空间内电弧被进一步拉长，更容易被冷却的同时，对电弧具有更强的束缚力，避免电弧随意偏转，有利于保证使用时的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的开关单元的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的开关单元的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的永磁体和U型增磁罩配合的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的永磁体、U型增磁罩和罩盖配合的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的壳体的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的隔离开关的结构示意图。

图标：100-开关单元；110-壳体；112-喷弧通道；1122-喷弧入口；1124-喷弧出口；114-导向凸起；116-凹槽；120-动触头；130-静触头；140-永磁体；150-U型增磁罩；160-罩盖；162-遮挡部；164-连接部；200-隔离开关；210-操作机构；220-手柄。

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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

目前，为了减小电弧造成危害，通常采用迅速拉长电弧，以减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质(如空气)的接触面积，加强冷却和扩散作用来提高灭弧能力。然而，触头间产生的部分电弧在经过壳体内部飞向喷弧通道的过程中，电弧可能发生偏转，造成电弧复燃或开关短路等问题，影响使用时的稳定性。针对上述问题，本申请实施例提供以下方案，以克服上述问题。

请参照图1、图2和图3，本实施例提供一种开关单元100，包括壳体110、设置在壳体110内的动触头120，以及与动触头120对应的静触头130，动触头120相对壳体110转动以使与静触头130导通或分离；壳体110内还设置有与静触头130对应的永磁体140，且永磁体140位于动触头120转动的外圈，永磁体140上还罩设有U型增磁罩150，U型增磁罩150的开口方向朝向动触头120；壳体110内形成有喷弧通道112，喷弧通道112与静触头130对应，以引导静触头130处产生的电弧。

具体的，动触头120能够在操作机构的带动下，相对壳体110转动，在动触头120相对壳体110转动时，动触头120具有与静触头130导通的状态，以及与静触头130分离的状态。以双触点为例(即静触头130设置为两个)，动触头120在特定的转动角度内实现上述两种状态的转变过程中，为了便于动触头120与静触头130分离时具有更大的分断距离，可将与动触头120配合的两个静触头130设置在壳体110的两个对角处。另外，由于动触头120在特定的角度内转动，使得静触头130与动触头120导通或分离时均位于静触头130的同一侧，所以在静触头130与动触头120分离时，产生的电弧的位置也具有特定性。

通过设置两个静触头130，静触头130与动触头120分断的位置具有两处，为了保证产生的电弧及时熄灭，以免对开关单元100造成影响，喷弧通道112也对应设置为两个，且喷弧通道112与静触头130交错设置，这样一来，在静触头130与动触头120分离时产生的电弧能够进入喷弧通道112处，以便于进行灭弧处理。其中，两个静触头130可以设置在壳体110的两个对角处，两个喷弧通道112设置在另外的两个对角处，采用上述方式，在进行灭弧时，可以具有更大的灭弧距离，以提升灭弧效果。

另外，通过在壳体110内设置永磁体140，并将永磁体140设置在壳体110的相对两侧，且位于动触头120转动的外圈，永磁体140上还罩设有U型增磁罩150，U型增磁罩150的开口方向朝向动触头120，在静触头130与动触头120分离产生电弧时，由于电弧的温度较高，使得开关单元100内的气体受热膨胀，气体膨胀向喷弧通道112流动时，带动电弧向喷弧通道112处移动，此时，在永磁体140的作用下，电弧受永磁体140的磁场作用力，在向喷弧通道112的移动过程中具有一定的偏转，使得喷弧距离加长。在此同时，受到电弧移动的影响，使得U型增磁罩150产生自励磁场，自励磁场又反过来作用于电弧，使得电弧在永磁体140作用下偏转的基础上又增加了另外一个方向偏转的作用力，能够进一步的提升拉弧效果。

可以理解的，开关单元也可以设置为单触点或三触点的形式(即静触头130设置为一个，或静触头130设置为三个)，本领域技术人员可根据实际情况进行合理的选择和设计，只需开关单元100能够满足所接入的电路的实际需求即可，这里不作具体限制。其中，不管采用单触点、双触点或三触点的形式，只需将永磁体140和喷弧通道112分别与静触头130对应即可，再将U型增磁罩150与永磁体140配合，以保证所需的拉弧效果，永磁体140和喷弧通道112的设置位置可以根据静触头130设置的形式进行适时调整，本申请实施例对此不做具体限制。

本申请实施例提供的开关单元100，通过设置在壳体110内的动触头120，以及与动触头120对应的静触头130，在动触头120相对壳体110转动时，实现与静触头130之间的导通或分离。在动触头120与静触头130分离时，产生的电弧在向喷弧通道112的移动过程中，受永磁体140磁场的作用力具有向动触头120转动平面远离的分力，在电弧移动的过程中，又使U型增磁罩150产生自励磁场，使电弧具有向壳体110侧边移动的分力。采用上述形式，能够通过喷弧通道112产生的吹弧力、永磁体140的磁场力和U型增磁罩150产生的自励磁场的作用力相结合，在两种分力的合力作用下，实现有限的空间内电弧被进一步拉长，更容易被冷却的同时，对电弧具有更强的束缚力，避免电弧随意偏转，有利于保证使用时的稳定性。

如图1和图2所示，U型增磁罩150的开口处设置有罩盖160，罩盖160采用绝缘产气材料。

具体的，通过将罩盖160设置为绝缘产气材料，避免电弧接触罩盖160时发生短路，有利于保证使用时的稳定性，还能防止电弧的热量直接传导至永磁体140，致使永磁体140升温而消磁，有利于保证永磁体140产生磁场的稳定性。同时，罩盖160在电弧的作用下具有产气的特性，以使壳体110内将电弧向喷弧通道112引导的气流更大，以提升灭弧效果。在本申请的可选实施例中，罩盖160的材质可以是聚酰胺(Polyamide，PA)，即尼龙，也可以是聚甲醛(Polyformaldehyde，POM)，还可以是聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide，PPA)等吸热产气材料。

如图4所示，罩盖160包括相互连接的遮挡部162和连接部164，遮挡部162与永磁体140朝向U型增磁罩150的开口的一侧贴合，连接部164与U型增磁罩150卡接。

具体的，罩盖160的遮挡部162主要用于遮挡永磁体140，避免永磁体140直接暴露于壳体110内，使电弧与永磁体140之间直接接触，通过将遮挡部162与永磁体140朝向U型增磁罩150的开口的一侧贴合，以保证遮挡的效果。另外，连接部164具有定位槽，且定位槽的宽度与U型增磁罩150的厚度相当，长度与U型增磁罩150的长度相当，以便于U型增磁罩150与连接部164的定位槽处卡接定位，并且有利于减小组装时的装配难度。

在本申请的可选实施例中，永磁体140的长度方向为直线形或圆弧形；永磁体140的长度方向为圆弧形时，圆弧形的凹面朝向动触头120。

具体的，永磁体140可以采用长方体，且与壳体110的一侧面平行设置，只要能够起到所需的引弧效果即可。可以理解的，永磁体140也可以采用圆弧形，以使永磁体140与动触头120端部之间的距离具有一致性，而且使壳体110内就有更大的电弧可通过空间，减小因永磁体140造成的对电弧的遮挡。

如图5所示，壳体110内设置有导向凸起114，导向凸起114位于永磁体140和静触头130之间，用于引导产生的电弧。

具体的，通过在壳体110内设置导向凸起114，产生的电弧可以沿导向凸起114的导向面移动，并通过导向面使得电弧更顺畅的向喷弧通道112所在的位置移动，避免产生的电弧碰撞到壳体110内的不规则位置处发生偏离，有利于保证使用时的稳定性。

如图5所示，壳体110的内壁设置有凹槽116，凹槽116用于卡持U型增磁罩150。

采用上述形式，在U型增磁罩150与壳体110之间配合时，能够对U型增磁罩150进行限位，以保证U型增磁罩150与壳体110之间相对位置的稳定性，避免U型增磁罩150发生位置的偏移，有利于降低装配难度，并提升使用时的稳定性。

请继续参考图5，喷弧通道112包括相互连通的喷弧入口1122和喷弧出口1124，喷弧入口1122朝向动触头120，喷弧出口1124位于壳体110的侧壁上，且喷弧入口1122的宽度大于喷弧出口1124的宽度。

采用上述方式，在壳体110内的气体向外喷出时，由于喷弧入口1122的宽度大于喷弧出口1124的宽度，使得喷弧出口1124处的气流更大，根据流体的基本形式，流速大的地方压强就小，使得进入喷弧通道112内的电弧具有更强的推送力，以提升灭弧效果。

在本申请的可选实施例中，喷弧通道112内设置有至少一个隔条。这样一来，在电弧进入喷弧通道112内时，能够通过隔条将电弧分割，以使电弧更快的冷却，提升灭弧效果。

在本申请的可选实施例中，U型增磁罩150的材料为铁。这样一来，可以更好的与电弧配合，以产生所需自励磁场。

如图6所示，本申请实施例还公开了一种隔离开关200，包括操作机构210、与操作机构210连接的手柄220，以及前述实施例中的开关单元100，开关单元100与操作机构210连接。其中，开关单元100可以设置为多个，多个开关单元100层叠设置，以控制多个电路同时通断。该隔离开关200包含与前述实施例中的开关单元100相同的结构和有益效果。开关单元100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关单元(100)，其特征在于，包括壳体(110)、设置在壳体(110)内的动触头(120)，以及与所述动触头(120)对应的静触头(130)，所述动触头(120)相对壳体(110)转动以使与所述静触头(130)导通或分离；所述壳体(110)内还设置有与所述静触头(130)对应的永磁体(140)，且所述永磁体(140)位于所述动触头(120)转动的外圈，所述永磁体(140)上还罩设有U型增磁罩(150)，所述U型增磁罩(150)的开口方向朝向所述动触头(120)；所述壳体(110)内形成有喷弧通道(112)，所述喷弧通道(112)与所述静触头(130)对应，以引导所述静触头(130)处产生的电弧。

2.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述U型增磁罩(150)的开口处设置有罩盖(160)，所述罩盖(160)采用绝缘产气材料。

3.根据权利要求2所述的开关单元(100)，其特征在于，所述罩盖(160)包括相互连接的遮挡部(162)和连接部(164)，所述遮挡部(162)与所述永磁体(140)朝向所述U型增磁罩(150)的开口的一侧贴合，所述连接部(164)与所述U型增磁罩(150)卡接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述永磁体(140)的长度方向为直线形或圆弧形；所述永磁体(140)的长度方向为圆弧形时，所述圆弧形的凹面朝向所述动触头(120)。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述壳体(110)内设置有导向凸起(114)，所述导向凸起(114)位于所述永磁体(140)和所述静触头(130)之间，用于引导产生的电弧。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述壳体(110)的内壁设置有凹槽(116)，所述凹槽(116)用于卡持所述U型增磁罩(150)。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述喷弧通道(112)包括相互连通的喷弧入口(1122)和喷弧出口(1124)，所述喷弧入口(1122)朝向所述动触头(120)，所述喷弧出口(1124)位于所述壳体(110)的侧壁上，且所述喷弧入口(1122)的宽度大于所述喷弧出口(1124)的宽度。

8.根据权利要求7所述的开关单元(100)，其特征在于，所述喷弧通道(112)内设置有至少一个隔条。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述U型增磁罩(150)的材料为铁。

10.一种隔离开关(200)，其特征在于，包括操作机构(210)、与所述操作机构(210)连接的手柄(220)，以及权利要求1-9任意一项所述的开关单元(100)，所述开关单元(100)与所述操作机构(210)连接。