CN117174546A - 触头灭弧系统的断路器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触头灭弧系统的断路器及方法，其包括外壳；外壳包括下部的基座及与基座连接的盖；在基座上分别设置有动触头系统、静触头系统、传动机构及灭弧系统；灭弧系统与动触头系统的动触头滑块隔离设置；传动机构驱动动触头系统做靠近或远离静触头系统，产生的电弧进入灭弧系统进行灭弧；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

触头灭弧系统的断路器及方法

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及触头灭弧系统的断路器及方法。

背景技术

断路器是指能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在所规定的非正常电路下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。目前低压断路器一般利用灭弧栅片的消游离作用，提升介质恢复强度，使电弧熄灭并阻止电弧重燃。通过在灭弧室中堆叠栅片，切割电弧，将电弧分为电压更小的小段电弧，当电源电压小于各栅片间的最小燃弧电压总和时，电弧熄灭。因此，分断更高电压下电弧的能力，取决于可利用的栅片数量。同时，增加断点数量，降低触头之间的电压，提升限流能力，抑制短路能量，减小触头在分断时的烧蚀，对提升断路器的电气寿命也有明显作用。

为了确保栅片的最佳利用效率，栅片厚度及栅片间的间隙需保证在一定范围内，因此，分断更高的电弧电压时，随着栅片数量增多，灭弧室高度更高，断路器的体积也随之增大，因而需更高的材料成本和空间成本。常规的单断点结构，靠堆叠栅片数量方式占用体积过大，已无法满足交直流1500V系统的使用要求，常用多极串联方式替代，但此方式不具备单极分断全电压短路电流的能力，接线不便，对安装空间要求较高，不利于降低成本，且可靠性低，飞弧距离大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种触头灭弧系统的断路器及方法。本发明采用直动式双断点结构，有效减小断路器体积，且具备单极分断全电压短路电流的能力，大幅降低飞弧距离。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种触头灭弧系统的断路器，包括外壳；

外壳包括下部的基座及与基座连接的盖；

在基座上分别设置有动触头系统、静触头系统、传动机构及灭弧系统；

灭弧系统与动触头系统隔离设置；

传动机构驱动动触头系统做靠近或远离静触头系统，产生的电弧进入灭弧系统进行灭弧；

灭弧系统包括设置在基座上的灭弧室；在灭弧室一侧设置有导流板；

灭弧室包括设置在静触头外侧设置有灭弧栅片；

灭弧栅片入弧端具有探出包裹对应侧的静触头的增磁片组，使电弧进入灭弧室；

动触头系统包括活动设置的动触头滑块及对称设置在动触头滑块两侧的动触头；

静触头系统包括设置在动触头系统下方的静触头支架；在静触头支架上分别活动设置有自动复位的静触头；

静触头分别位于动触头下方两侧，两静触头分别置于基座中相互隔离的两腔室中。

作为上述技术方案的进一步改进：

静触头下端有压轴；

静触头两侧铆接有静触头罩；

在静触头支架上有静触头弹簧及转动轴；静触头弹簧为扭簧，其盘卷部套在转动轴上；静触头弹簧一端卡在静触头支架上且另一端与压轴压接；

在静触头支架上有限制静触头摆动行程的限位块。

在静触头支架上方有绝缘罩。

静触头电连接有静触头软连线，在软连线一侧设置有连接板；

在静触头支架、软连线与灭弧室之间有挡板，挡板用于实现静触头软连线与灭弧室隔离；

软连线通过挡板下方引到连接板上。

动触头系统包括与动触头滑块配合的滑轨组件；

滑轨组件在盖与基座之间；

滑轨组件包括对合设置的上导轨与下导轨；上导轨在盖上，下导轨在基座上；

在动触头上设置有动触头罩，用于罩在动触头上；

动触头罩具有挡板部，挡板部位于滑轨组件两侧，使动触头滑块在滑动过程中，在盖与基座组成的空间中保持密封状态；

当电弧产生后，两个距离相邻的电弧电流方向相反。

传动机构包括驱动部及与驱动部连接的传动轴；

传动轴连接动触头滑块；

在传动轴带动下，动触头滑块在滑轨组件上滑动，滑轨组件对动触头系统进行约束，使动触头与滑动运动方向保持垂直，动触头始终处于水平位置。

灭弧栅片水平放置，纵向排布；

灭弧栅片具有引弧部，使各灭弧栅片切割电弧；

导流板在灭弧栅片出弧端与隔弧壁贴合布置，在导流板上分布有排气孔；引弧部包括最上端的灭弧栅片具有上引弧部及最下端的灭弧栅片具有下引弧部；

当电弧进入灭弧栅片冷却消游离后，从相邻两灭弧栅片间隙排出的高温蒸气与电弧，经排气孔排出；

排气孔设置于相邻的灭弧栅片之间的间隙处，用于蒸气与电弧排出。

当处于分闸状态时，上引弧部与动触头电连接或跳弧距离，当产生电弧时，电弧从动触头上端跳至上引弧部，使电弧拉长并进入灭弧栅片组被切割；

当短路电流大于设定值时，作为可斥的静触头在电动斥力作用下斥开转动，静触头与下引弧部电气连接或者保持跳弧距离，使电弧被引弧部拉长，并进入灭弧栅片冷却消游离；

在合闸过程中，动触头系统在传动轴的驱动下，下落至与静触头系统接触时后，静触头超程开始逐渐增大；

当动触头系统移动到位后，合闸过程结束，静触头向下转动至最大超程位置，同时由静触头弹簧给静触头提供复位力；

分断过程前期，动触头系统从合闸位置向上移动，静触头在电动斥力作用下，向下转动靠近最下端的引弧部，同时，在动触头及对应的静触头之间分别形成电弧，电弧在气吹及磁吹的共同作用下，向灭弧室方向移动；

在电弧的高温作用下，静触头罩及动触头罩产生裂解为分子蒸气，气化的分子蒸气冷却电弧并压缩弧柱直径，控制电弧向灭弧室方向运动，形成气吹作用；

动触头及静触头之间形成的电弧电流方向相反，电弧在电流形成的感应磁场中受力方向相反，受力方向分别朝向各自相邻的灭弧室，同时灭弧栅片的增磁组件对电弧进行吸引，形成磁吹作用；

静触头罩和/或动触头罩采用产气复合材料制成；

分断过程中期，动触头移动至与上引弧部电气连接位置或者保持跳弧距离，在动触头位置的电弧移动或者跳跃至上引弧部，并在上引弧部的作用下，将电弧逐渐拉长；

静触头在洛伦兹力及霍姆力形成的电动斥力作用下，以轴为转动轴，转动至与下引弧部电气连接或者保持跳弧距离，在静触头位置的电弧移动或者跳跃至下引弧部，并在下引弧部的作用下，将电弧逐渐拉长；

分断过程末期，在动触头及静触头位置产生的电弧，在上引弧部及下引弧部的作用下，拉至最长并进入灭弧室进行切割并冷却；

断路器采用双断点结构，单相电压分别施加在串联的动触头的两组触头及静触头的两组触头上；

从灭弧栅片出弧端喷出的高温蒸气与残余电弧，在导流板的作用下，交错排出。

一种触头灭弧系统的断路器的使用方法 ，借助于上述的断路器；在使用中，

步骤一，当处于分闸状态时，上引弧部与动触头电连接或跳弧距离，当产生电弧时，电弧从动触头上端跳至上引弧部，使电弧拉长并进入灭弧栅片组被切割；

当短路电流大于设定值时，作为可斥的静触头在电动斥力作用下斥开转动，静触头与下引弧部电气连接或者保持跳弧距离，使电弧被引弧部拉长，并进入灭弧栅片冷却消游离；

步骤二，在合闸过程中，动触头系统在传动轴的驱动下，下落至与静触头系统接触时后，静触头超程开始逐渐增大；

当动触头系统移动到位后，合闸过程结束，静触头向下转动至最大超程位置，同时由静触头弹簧给静触头提供复位力。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤二中包括以下步骤；

S2.1，在分断过程前期，动触头系统从合闸位置向上移动，静触头在电动斥力作用下，向下转动靠近最下端的引弧部，同时，在动触头及对应的静触头之间分别形成电弧，并在气吹及磁吹的作用下，向灭弧室方向移动；

S2.2，分断过程中期，动触头移动至与上引弧部电气连接位置或者保持跳弧距离，在动触头位置的电弧移动或者跳跃至上引弧部，并在上引弧部的作用下，将电弧逐渐拉长；

静触头在电动斥力作用下，转动至与下引弧部电气连接或者保持跳弧距离，在静触头位置的电弧移动或者跳跃至下引弧部，并在下引弧部的作用下，将电弧逐渐拉长；

S2.3，分断过程末期，在动触头及静触头位置产生的电弧，在上引弧部及下引弧部的作用下，拉至最长并进入灭弧室进行切割并冷却；

从灭弧栅片出弧端喷出的高温蒸气与残余电弧，在导流板的作用下，交错排出。

本发明有益效果不限于，动触头采用对称结构，采用铆接等方式使其完全固定至动触头滑块中；相较于动触头在静触头下方布置的，且动触头只由一只压簧支持的提供触头压力的“倒装式”直动式双断点方案：可彻底解决在较大故障电流时，由于两个动触静触头断口之间产生电动斥力不是完全相等，造成动触头发生横向扭转，致使断路器分断失败引发事故的问题。所述动触头罩具有挡板部，与盖、基座配合，使动触头滑块部分在滑动过程中，在盖与基座组成的空间中保持密封状态，防止杂物进入滑轨，亦防止分断过程中杂质以及高温气体的进入，同时与盖及基座配合，将断路器内部空间隔离成两个腔室。

所述静触头采用转动可斥开结构，通过弹簧弹力及静触头的转动，实现断路器的触头压力及超程。此种结构可以通过静触头的转动，来补偿日常使用或分断造成的触头烧蚀，使两侧的动、静触头保持可靠接触，避免由于单侧触头烧蚀严重而导致无法可靠接触，造成的温升过高或不通电问题。同时，相较于动触头在静触头下方布置的，且动触头只由一只压簧支持的提供触头压力的“倒装式”直动式双断点方案：可彻底解决为了减少动触头发生横向扭转致使动触头活动间隙小，有效超程小，电寿命和分断性能低的问题。所述静触头软连线使用绝缘材料包裹，并使用挡板部，使其与灭弧室电气隔离。所述静触头具有静触头支架，以固定静触头及其转动轴，以及静触头弹簧，同时具有限位结构，使静触头自由状态位置保持一致，使分合闸过程中，两侧触头分开及接触时刻基本一致，避免一侧触头先分后合导致的单侧触头过烧问题。

所述静触头采用转动结构，包括但不限于使用轴及扭簧或压簧实现静触头的转动及复位。

所述动触头系统和静触头系统组成具有两个并列布置的断口，一倍的动触头系统运动速度，在两个断口运动速度相加后即可形成双倍的开断速度，有利于迅速拉长电弧，使电弧更快的扩散，有效加强去游离效果，实现灭弧效果的提升。得益于两个并列布置的断口布置，当电弧产生后，由于两个距离较近的电弧电流方向相反，根据洛伦兹力原理，使两个电弧相斥，致使左侧电弧快速向左移动进入左侧灭弧室，右侧电弧快速向右移动进入右侧灭弧室，减小电弧对动触头的损伤，实现分断初期高浓度电弧的扩散消游离作用，可在直流领域有效解决临界负载电流问题。

所述灭弧栅片为相同形状的灭弧栅片，或两种不同形状的灭弧栅片交替布置。所述灭弧栅片入弧端具有加长的增磁片组，增强磁吹作用，促使电弧快速进入灭弧室，尤其对直流条件下的临界负载电流断开，能起到明显的促进作用。最上端及最下端采用具有引弧部的灭弧栅片，具有拉长电弧、增加电弧电压的作用，并可使各灭弧栅片均能切割电弧，提升灭弧栅片利用率。断路器处于分闸状态时，两侧灭弧室最上端灭弧栅片的上引弧部可与动触头两侧上端电气连接，可在电弧产生时，减小电弧进入灭弧室的阻力，同时将电弧从动触头快速引入灭弧室，减小电弧对动触头的损伤。

可选的，两侧灭弧室最上端的上引弧部与动触头两侧上端保持较小距离，当产生电弧时，电弧较易从动触头上端跳至上引弧部，使电弧拉长并进入灭弧栅片组被切割。

当产生较大短路电流时，可斥静触头在洛伦兹力和霍姆力形成的电动斥力作用下斥开转动，静触头可与灭弧室最下端灭弧栅片电气连接或者保持较小距离，与动触头引弧原理相同，这两种方式均可减小电弧进入灭弧室的阻力，使电弧被引弧部拉长，并进入灭弧栅片冷却消游离。

所述灭弧栅片为对称灭弧栅片或非对称灭弧栅片；根据电压或电流等级需求，可适当变更灭弧栅片形状；可采用对称切割灭弧栅片，电弧移动阻力小，消游离效果好，使电弧更易熄灭。也可采用非对称灭弧栅片交替布置，以起到拉长电弧，增大电弧电压，使电弧更易熄灭的作用。

可选的动触头系统和静触头系统在每个灭弧室纵向高度的中间布置，当电弧产生后，可使电弧在所有的栅片中均匀有效的运动和停滞，提高栅片的利用率和有效的热容量。

所述导流板采用阻燃、绝缘、耐电弧且具有一定厚度的复合材料，在灭弧栅片出弧端贴合布置，导流板排气孔分为两列，每一行排气孔与两相邻灭弧栅片之间的间隙一一对应排布，且相邻两灭弧栅片间隙对应的排气孔呈左右分布。当电弧进入灭弧栅片冷却消游离后，仍会有高温蒸气与少量残余电弧从灭弧栅片间隙排出。未完全消耗能量的残余电弧，可能从两相邻灭弧栅片缝隙排出后，再次短路，使电弧在灭弧栅片出弧端持续燃烧，导致分断失败。加装导流板后，从相邻两灭弧栅片间隙排出的高温蒸气与少量电弧，经排气孔分为左右两侧分别排出，增加了相邻灭弧栅片缝隙排出的两股气流的电气间隙，防止残余电弧在灭弧栅片出弧端短路，杜绝电弧在灭弧栅片出弧端重新击穿现象的发生。

进一步的，断路器外壳（基座、盖）与动触头系统配合，将动触头滑轨部分与灭弧系统隔离，防止杂物及分断产生的电弧进入，保障动触头系统分合动作不受影响。

所述断路器静触头系统采用可斥旋转静触头结构，包括但不限于上述结构的静触头。所述断路器通过传动机构的传动轴，带动各极动触头进行分合闸动作。

本发明中的断路器的灭弧系统以及断路器，采用直动式双断点触头结构，每极两侧灭弧室增加引弧及增磁片组，并加装导流板，在提升分断高电压下电弧能力的同时，降低了对空间的要求，可有效减小断路器体积，且具备单极分断全电压短路电流的能力，大幅降低飞弧距离。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明实施例中包含有触头灭弧系统的断路器的结构示意图。

图2是断路器的单极剖面图。

图3是断路器的触头系统结构图。

图4是灭弧室结构图。

图5是增磁片组结构图。

图6是导流板结构图。

图7是断路器分闸状态触头位置示意图。

图8是断路器合闸过程中，动静触头刚接触时，触头位置示意图。

图9是断路器合闸到位后，触头位置示意图。

图10是分断过程前期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

图11是分断过程中期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

图12是分断过程末期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

图13是本发明工作原理示意图。

图14是本发明爆炸示意图。

其中：1、静触头系统；2、导流板；3、灭弧室；4、动触头系统；5、传动机构；6、手柄；7、基座；8、盖；9、静触头； 11、绝缘罩；13、静触头弹簧；14、静触头支架；15、转动轴；16、压轴；17、动触头罩；18、铆钉A；19、挡板部；20、传动轴；21、滑轨组件；21a、上导轨；21b、下导轨；22、动触头滑块；23、铆钉B；24、隔弧壁；25、引弧部；25a、上引弧部；25b、下引弧部；26、灭弧栅片；27、增磁片组；28、排气孔；29、动触头；30、挡板；31、软连线；32、连接板；33、静触头罩。

具体实施方式

实施例1，如图1-14所示，本实施例的触头灭弧系统的断路器及方法，该断路器包括有外壳（基座7、盖8），动触头系统4，静触头系统1，传动机构5，及灭弧系统（灭弧室3、导流板2）。

动触头系统4包括：动触头29，动触头滑块22，动触头罩17及附属铆钉A18及铆钉B23。

静触头系统1包括：静触头9，静触头支架14，绝缘罩11，静触头弹簧13，挡板30，软连线31，连接板32及附属轴。

如图2所示，其中，盖8与基座7均具有与动触头滑块22配合的滑轨组件21，可使动触头系统4在传动机构5的传动轴20带动下，在盖8与基座7组合形成的滑轨组件21中自由滑动。所述滑轨组件21对动触头系统4进行约束，使动触头29与自身滑动运动方向保持垂直，始终处于水平位置。

如图3所示，所述动触头29采用对称结构，采用铆接等方式使其完全固定至动触头滑块22中。所述动触头29具有动触头罩17，布置于动触头滑块22两侧，动触头罩17与动触头29通过铆钉A18连接，动触头29与动触头滑块22通过铆钉B23连接，可随动触头29一起滑动，所述动触头罩17具有挡板部19，与盖8、基座7配合，使动触头滑块22部分在滑动过程中，在盖8与基座7组成的空间中保持密封状态，防止杂物进入滑轨，亦防止分断过程中杂质以及高温气体的进入，同时与盖8及基座7配合，将断路器内部空间隔离成两个腔室。

实施例2，作为进一步改进，所述静触头9分别位于动触头29下方两侧，两静触头9分别置于基座7中相互隔离的两腔室中。所述静触头系统1采用转动可斥开结构，通过弹簧弹力及静触头9的转动，实现断路器的触头压力及超程。此种结构可以通过静触头9的转动，来补偿日常使用或分断造成的触头烧蚀，使两侧的动、静触头保持可靠接触，避免由于单侧触头烧蚀严重而导致无法可靠接触，造成的温升过高或不通电问题。所述静触头软连线31使用绝缘材料包裹，并使用挡板30结构，使其与灭弧室3电气隔离。所述静触头系统1具有静触头支架14，以固定静触头9及其转动轴15，以及静触头弹簧13，同时具有限位结构，使静触头9自由状态位置保持一致，使分合闸过程中，两侧触头分开及接触时刻基本一致，避免一侧触头先分后合导致的单侧触头过烧问题。

实施例3，作为进一步改进，所述静触头9采用转动结构，包括但不限于使用轴及扭簧或压簧实现静触头的转动及复位。

所述灭弧室3分别置于两侧动、静触头位置，灭弧栅片水平放置，纵向排布。所述灭弧栅片26为相同形状的灭弧栅片，或两种不同形状的灭弧栅片交替布置。

实施例4，作为进一步改进，如图4及图5所示，所述灭弧栅片26入弧端具有加长的增磁片组27，增强磁吹作用，促使电弧快速进入灭弧室3，尤其对直流条件下的临界负载电流断开，能起到明显的促进作用。最上端的上引弧部25a及最下端的下引弧部25b的栅片，具有拉长电弧、增加电弧电压的作用，并可使各灭弧栅片26均能切割电弧，提升灭弧栅片26利用率。断路器处于分闸状态时，两侧上引弧部25a可与动触头29两侧上端电气连接，可在电弧产生时，减小电弧进入灭弧室3的阻力，同时将电弧从动触头29快速引入灭弧室3，减小电弧对动触头29的损伤。

可选的，两侧灭弧室的上引弧部25a与动触头29两侧上端保持较小距离，当产生电弧时，电弧较易从动触头29上端跳至上引弧部25a，使电弧拉长并进入灭弧栅片组26被切割。

同时，当产生较大短路电流时，可斥静触头9在电动斥力作用下斥开转动，静触头9可与下引弧部25b电气连接或者保持较小距离，与动触头29引弧原理相同，这两种方式均可减小电弧进入灭弧室3的阻力，使电弧被下引弧部25b拉长，并进入灭弧栅片26冷却消游离。

所述灭弧栅片26为对称灭弧栅片或非对称灭弧栅片；根据电压或电流等级需求，可适当变更灭弧栅片形状；可采用无切割灭弧栅片，热容量高，消游离效果好，使电弧更易熄灭。也可采用非对称灭弧栅片交替布置，以起到拉长电弧，增大电弧电压，使电弧更易熄灭的作用。

实施例5，作为进一步改进，如图6所示，导流板2采用阻燃、绝缘、耐电弧且具有一定厚度的复合材料，在灭弧栅片26出弧端贴合布置，导流板2的隔弧壁24上的排气孔28分为两列，每一行排气孔28与两相邻灭弧栅片26之间的间隙一一对应排布，且相邻两灭弧栅片26间隙对应的排气孔呈左右分布。当电弧进入灭弧栅片26冷却消游离后，仍会有高温蒸气与少量残余电弧从灭弧栅片26间隙排出。未完全消耗能量的残余电弧，可能从两相邻灭弧栅片26缝隙排出后，再次短路，使电弧在灭弧栅片26出弧端持续燃烧，导致分断失败。加装导流板后，从相邻两灭弧栅片26间隙排出的高温蒸气与少量电弧，经排气孔28分为左右两侧分别排出，增加了相邻灭弧栅片26缝隙排出的两股气流的电气间隙，防止残余电弧在灭弧栅片26出弧端短路，杜绝电弧在灭弧栅片26出弧端重新击穿现象的发生。

实施例6，作为进一步改进，一种断路器，包括灭弧系统，所述触头灭弧系统为上述触头灭弧系统。 断路器外壳（基座7、盖8）与动触头系统4配合，将动触头滑轨部分与灭弧系统隔离，防止杂物及分断产生的电弧进入，保障动触头系统分合动作不受影响。

实施例7，作为进一步改进，本申请实施例的运行原理：

图7为断路器分闸状态触头位置示意图，图8为断路器合闸过程中，动静触头刚接触时，触头位置示意图，图9为断路器合闸到位后，触头位置示意图。

如图7，在分闸状态时，动触头29与灭弧室3的上引弧部25a电气连接或者保持1mm内间隙。在合闸过程中，动触头系统4在传动机构5的传动轴20的驱动下，逐渐下落至与静触头系统1刚好接触，此时，触头超程开始逐渐增大，如图8。当动触头系统4移动到位后，合闸过程结束，此时两侧静触头9向下转动至最大超程位置，同时由静触头弹簧13提供触头压力，保证触头可靠接触。

图10为分断过程前期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

此时，动触头系统4从合闸位置向上移动，静触头9在电动斥力作用下，向下转动，逐渐向下引弧部25b靠近，同时，在动触头29及分两端的静触头9之间分别形成电弧，在电弧的高温作用下，使用产气复合材料制成的静触头罩33及动触头罩17产生裂解为小分子蒸气，气化蒸气冷却电弧并压缩弧柱直径，控制电弧向灭弧室3方向运动，形成气吹作用。每极两个动触头29及静触头9之间形成的电弧电流方向相反，电弧在电流形成的感应磁场中受力方向相反，受力方向分别朝向各自相邻的灭弧室3，同时灭弧栅片26的增磁组件27对电弧具有吸引作用，形成磁吹作用。电弧在气吹及磁吹的共同作用下，向灭弧室3方向移动；。

图11为分断过程中期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

此时，动触头9移动至与上引弧部25a电气连接位置或者保持较小间隙（1mm内）的位置，动触头29位置的电弧移动或者跳跃至上引弧部25a，并在上引弧部25a的作用下，将电弧逐渐拉长。静触头9在电动斥力作用下，转动至与下引弧部25b电气连接或者保持较小间隙（1mm内）的位置，静触头9位置的电弧移动或者跳跃至下引弧部25b，并在下引弧部25b的作用下，将电弧逐渐拉长。

图12为分断过程末期，触头位置及电流、电弧路径示意图。

此时，动触头29及静触头9位置产生的电弧，在最上端及最下端灭弧栅引弧部25的作用下，拉至最长并进入灭弧室3进行切割并冷却，在引弧部25拉长电弧后，灭弧栅片26得到充分利用，使得断路器在较小触头开距时，仍能利用较多灭弧栅片26，提升断路器熄灭较高电压电弧的能力。由于采用双断点结构，单相电压分别施加在串联的两组触头上，每组触头只承受1/2单极电压，减小触头损伤；同时，电弧分为两部分并同时被拉长，进入两个灭弧室3进行消游离，快速提升了电弧电压，抑制短路能量，提升了断路器的分断能力。从灭弧栅片26出弧端喷出的高温蒸气与残余电弧，在导流板2的作用下，交错排出，防止残余电弧在灭弧栅片26末端重新短路重燃。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种触头灭弧系统的断路器，包括外壳；

外壳包括下部的基座（7）及与基座（7）连接的盖（8）；

其特征在于：在基座（7）上分别设置有动触头系统（4）、静触头系统（1）、传动机构（5）及灭弧系统；

传动机构（5）驱动动触头系统（4）做靠近或远离静触头系统（1）产生电弧，产生的电弧进入灭弧系统进行灭弧；

灭弧系统包括设置在基座（7）上的灭弧室（3）；在灭弧室（3）一侧设置有导流板（2）；

灭弧室（3）包括设置在静触头（9）外侧设置有灭弧栅片（26）；

灭弧栅片（26）入弧端具有探出包裹对应侧的静触头（9）的增磁片组（27），使电弧进入灭弧室（3）；

动触头系统（4）包括活动设置的动触头滑块（22）及对称设置在动触头滑块（22）两侧的动触头（29）；

灭弧系统与动触头滑块（22）隔离设置；

静触头系统（1）包括设置在动触头系统（4）下方的静触头支架（14）；在静触头支架（14）上分别活动设置有自动复位的静触头（9）；

静触头（9）分别位于动触头（29）下方两侧，两静触头（9）分别置于基座（7）中相互隔离的两腔室中。

2.根据权利要求1所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：

静触头（9）下端有压轴（16）；

静触头（9）两侧铆接有静触头罩（33）；

在静触头支架（14）上有静触头弹簧（13）及转动轴（15）；静触头弹簧（13）为扭簧，其盘卷部套在转动轴（15）上；静触头弹簧（13）一端卡在静触头支架（14）上且另一端与压轴（16）压接；

在静触头支架（14）上有限制静触头（9）摆动行程的限位块。

3.根据权利要求2所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：在静触头支架（14）上方有绝缘罩（11）。

4.根据权利要求2所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：静触头（9）电连接有静触头软连线（31），在软连线（31）末端设置连接板（32）；

在静触头支架（14）、软连线（31）与灭弧室（3）之间有挡板（30），挡板（30）用于实现静触头软连线（31）与灭弧室（3）隔离；

软连线（31）通过挡板（30）下方引到连接板（32）上。

5.根据权利要求3所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于： 动触头系统（4）包括与动触头滑块（22）配合的滑轨组件（21）；

滑轨组件（21）在盖（8）与基座（7）之间；

滑轨组件（21）包括对合设置的上导轨（21a）与下导轨（21b）；上导轨（21a）在盖（8）上，下导轨（21b）在基座（7）上；

在动触头（29）上设置有动触头罩（17），用于罩在动触头（29）上；

动触头罩（17）具有挡板部（19），挡板部（19）位于滑轨组件（21）两侧，使动触头滑块（22）在滑动过程中，在盖（8）与基座（7）组成的空间中保持密封状态；

当电弧产生后，两个距离相邻的电弧电流方向相反。

6.根据权利要求5所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：传动机构（5）包括驱动部及与驱动部连接的传动轴（20）；

传动轴（20）连接动触头滑块（22）；

在传动轴（20）带动下，动触头滑块（22）在滑轨组件（21）上滑动，滑轨组件（21）对动触头系统（4）进行约束，使动触头（29）与滑动运动方向保持垂直，动触头（29）始终处于水平位置。

7.根据权利要求6所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：灭弧栅片（26）水平放置，纵向排布；

灭弧栅片（26）具有引弧部（25），使各灭弧栅片（26）切割电弧；

导流板（2）在灭弧栅片（26）出弧端与隔弧壁（24）贴合布置，在导流板（2）上分布有排气孔（28）；

引弧部（25）包括最上端的灭弧栅片（26）具有上引弧部（25a）及最下端的灭弧栅片（26）具有下引弧部（25b）；

当电弧进入灭弧栅片（26）冷却消游离后，从相邻两灭弧栅片（26）间隙排出的高温蒸气与电弧，经排气孔（28）排出；

排气孔（28）设置于相邻的灭弧栅片（26）之间的间隙处，用于蒸气与电弧排出。

8.根据权利要求7所述的触头灭弧系统的断路器，其特征在于：当处于分闸状态时，上引弧部（25a）与动触头（29）电连接或跳弧距离，当产生电弧时，电弧从动触头（29）上端跳至上引弧部（25a），使电弧拉长并进入灭弧栅片组（26）被切割；

当短路电流大于设定值时，作为可斥的静触头（9）在电动斥力作用下斥开转动，静触头（9）与下引弧部（25b）电气连接或者保持跳弧距离，使电弧被引弧部（25）拉长，并进入灭弧栅片（26）冷却消游离；

在合闸过程中，动触头系统（4）在传动轴（20）的驱动下，下落至与静触头系统（1）接触时后，静触头（9）超程开始逐渐增大；

当动触头系统（4）移动到位后，合闸过程结束，静触头（9）向下转动至最大超程位置，同时由静触头弹簧（13）给静触头（9）提供复位力；

分断过程前期，动触头系统（4）从合闸位置向上移动，静触头（9）在电动斥力作用下，向下转动靠近最下端的引弧部（25），同时，在动触头（29）及对应的静触头（9）之间分别形成电弧，电弧在气吹及磁吹的共同作用下，向灭弧室（3）方向移动；

在电弧的高温作用下，静触头罩（33）及动触头罩（17）产生裂解为分子蒸气，气化的分子蒸气冷却电弧并压缩弧柱直径，控制电弧向灭弧室（3）方向运动，形成气吹作用；

动触头（29）及静触头（9）之间形成的电弧电流方向相反，电弧在电流形成的感应磁场中受力方向相反，受力方向分别朝向各自相邻的灭弧室（3），同时灭弧栅片（26）的增磁组件（27）对电弧进行吸引，形成磁吹作用；

静触头罩（33）和/或动触头罩（17）采用产气复合材料制成；

分断过程中期，动触头（29）移动至与上引弧部（25a）电气连接位置或者保持跳弧距离，在动触头（29）位置的电弧移动或者跳跃至上引弧部（25a），并在上引弧部（25a）的作用下，将电弧逐渐拉长；

静触头（9）在洛伦兹力及霍姆力形成的电动斥力作用下，以轴（15）为转动轴，转动至与下引弧部（25b）电气连接或者保持跳弧距离，在静触头（9）位置的电弧移动或者跳跃至下引弧部（25b），并在下引弧部（25b）的作用下，将电弧逐渐拉长；

分断过程末期，在动触头（29）及静触头（9）位置产生的电弧，在上引弧部（25a）及下引弧部（25b）的作用下，拉至最长并进入灭弧室（3）进行切割并冷却；

断路器采用双断点结构，单相电压分别施加在串联的动触头（29）的两组触头及静触头（9）的两组触头上；

从灭弧栅片（26）出弧端喷出的高温蒸气与残余电弧，在导流板（2）的作用下，交错排出。

9. 一种触头灭弧系统的断路器的使用方法 ，其特征在于：借助于权利要求1-8任一项所述的断路器；在使用中，

步骤一，当处于分闸状态时，上引弧部（25a）与动触头（29）电连接或跳弧距离，当产生电弧时，电弧从动触头（29）上端跳至上引弧部（25a），使电弧拉长并进入灭弧栅片组（26）被切割；

当短路电流大于设定值时，作为可斥的静触头（9）在电动斥力作用下斥开转动，静触头（9）与下引弧部（25b）电气连接或者保持跳弧距离，使电弧被引弧部（25）拉长，并进入灭弧栅片（26）冷却消游离；

步骤二，在合闸过程中，动触头系统（4）在传动轴（20）的驱动下，下落至与静触头系统（1）接触时后，静触头（9）超程开始逐渐增大；

当动触头系统（4）移动到位后，合闸过程结束，静触头（9）向下转动至最大超程位置，同时由静触头弹簧（13）给静触头（9）提供复位力。

10.根据权利要求9所述的触头灭弧系统的断路器的使用方法，其特征在于：在步骤二中包括以下步骤；

S2.1，在分断过程前期，动触头系统（4）从合闸位置向上移动，静触头（9）在电动斥力作用下，向下转动靠近最下端的引弧部（25），同时，在动触头（29）及对应的静触头（9）之间分别形成电弧，并在气吹及磁吹的作用下，向灭弧室（3）方向移动；

S2.2，分断过程中期，动触头（29）移动至与上引弧部（25a）电气连接位置或者保持跳弧距离，在动触头（29）位置的电弧移动或者跳跃至上引弧部（25a），并在上引弧部（25a）的作用下，将电弧逐渐拉长；

静触头（9）在电动斥力作用下，转动至与下引弧部（25b）电气连接或者保持跳弧距离，在静触头（9）位置的电弧移动或者跳跃至下引弧部（25b），并在下引弧部（25b）的作用下，将电弧逐渐拉长；

S2.3，分断过程末期，在动触头（29）及静触头（9）位置产生的电弧，在上引弧部（25a）及下引弧部（25b）的作用下，拉至最长并进入灭弧室（3）进行切割并冷却；

从灭弧栅片（26）出弧端喷出的高温蒸气与残余电弧，在导流板（2）的作用下，交错排出。