CN117637405A - 断路器、灭弧室及其降阻栅片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种灭弧室的降阻栅片，降阻栅片与灭弧室入口对应的端部边沿居中位置设有缺口，且该缺口两侧朝灭弧室外凸出尺寸不同，分别为长、短进弧端。降阻栅片的长、短进弧端交替排布，使电弧进入灭弧室时由降阻栅片的长、短进弧端于不同时间先后反复多次切割，将电弧先切割为较长的电弧段，减少首次切割电弧的栅片数量，减小电弧的进入阻力，确保电弧继续快速进入灭弧室内部再切割为较短的电弧段，从而提高电弧熄灭速度。本发明还提供应用上述降阻栅片的灭弧室、应用该灭弧室的断路器，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室，提高电弧熄灭速度。

Description

断路器、灭弧室及其降阻栅片

技术领域

本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种灭弧室的降阻栅片，一种灭弧室，还涉及一种断路器。

背景技术

直流电流与交流电流相比没有电流过零点特性，因此直流断路器无法像交流断路器利用电流过零点的这一特性来熄灭电弧，直流断路器只能通过灭弧室来熄灭电弧。灭弧室内设有多个逐个等间距平行排列的栅片，当断路器分合闸产生电弧时，电弧进入灭弧室由各栅片切割成短弧并冷却，使电弧电压升高，电弧电阻增大，当电弧电压大于电源电压时电弧熄灭。

灭弧室熄灭电弧的速度受电弧进入灭弧室的阻力影响，现有灭弧室中栅片与灭弧室入口对应端部的边沿居中设置缺口，缺口两侧对称，相邻栅片同时切割电弧，阻力大，不利于电弧快速进入灭弧室，影响电弧熄灭速度。

另外，断路器中静触头模块位于灭弧室的后端，动静触头模块分开一瞬间产生大量金属颗粒的情况下，灭弧室后端先接触电弧，造成灭弧室后端易堵塞，导致灭弧室后端处多个相邻的栅片通过金属颗粒串联，电位相等，仅起到一片栅片的作用，栅片切割电弧段数变少，电弧电压变低，不利于灭弧。

综上所述，如何优化栅片的结构设计，减小电弧进入灭弧室的阻力，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种降阻栅片，其与灭弧室入口对应的端部边沿居中位置设有缺口，且该缺口两侧的部分朝灭弧室入口外凸出的尺寸不同，分别为长、短进弧端，使电弧进入灭弧室时由降阻栅片的长、短进弧端于不同时间反复多次切割，相比于现有技术中相邻栅片同时切割电弧的方式，使电弧先切割为较长的电弧段，减小阻力，确保电弧继续快速进入灭弧室内部再切割为较短的电弧段，从而提高电弧熄灭速度。本发明还提供应用上述降阻栅片的灭弧室、应用该灭弧室的断路器，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室，提高电弧熄灭速度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种灭弧室的降阻栅片，所述降阻栅片中与所述灭弧室的入口对应的端部的边沿居中位置设有缺口，该端部位于所述缺口两侧的两部分中，一部分比另一部分朝所述灭弧室的入口外凸出尺寸更多，为长进弧端，所述另一部分为短进弧端。

一种灭弧室，用于断路器，包括多个层状排列的栅片，所述栅片包括多个第一栅片，所述第一栅片为上述技术方案提供的降阻栅片；各所述第一栅片逐个排布，相邻两个所述第一栅片的长、短进弧端交替排布。

优选的，上述灭弧室中，还包括第二栅片，所述第二栅片中与所述灭弧室的入口对应的端部边沿居中位置设有缺口，且该端部中位于所述缺口两侧的部分相互对称。

优选的，上述灭弧室中，所述栅片沿层状排列方向分为多组；相邻两组中，先接触所述断路器所产生电弧的一组栅片内相邻栅片的间隙尺寸较大。

优选的，上述灭弧室中，每组所述栅片中任意相邻两个所述栅片的间隙尺寸相同。

优选的，上述灭弧室中，所述栅片分为三组，第一、二、三组栅片沿接触所述电弧的先后顺序依次排列；其中，第一组和第二组栅片分别采用所述第一栅片；第三组栅片采用所述第二栅片。

优选的，上述灭弧室中，第三组中各所述栅片的长度沿接触所述电弧的先后顺序逐渐减小；所述栅片的长度为所述栅片中与所述灭弧室的开口对应的一端到相对的另一端的尺寸。

优选的，上述灭弧室中，若干所述栅片与所述灭弧室的入口对应的端部逐个排列成弧形，该弧形的形状与所述断路器中动触头模块的活动轨迹形状一致。

优选的，上述灭弧室中，各所述栅片相互平行；所述灭弧室包括背板，固定于所述背板的左隔弧侧板和固定于所述背板的右隔弧侧板；所述栅片固定于两个隔弧侧板，并与所述背板垂直。

一种断路器，包括壳体，以及分别安装在所述壳体内的灭弧室、动触头模块和静触头模块，所述灭弧室为上述技术方案中任意一项所述的灭弧室；所述静触头模块贴近所述灭弧室的后端。

本发明提供一种灭弧室的降阻栅片，降阻栅片中与灭弧室的入口对应的端部的边沿居中位置设有缺口，该端部位于缺口两侧的两部分中，一部分比另一部分朝灭弧室的入口外凸出尺寸更多，为长进弧端，相应的上述另一部分为短进弧端。

应用上述降阻栅片时，使降阻栅片逐个排布，并使相邻两个降阻栅片的长进弧端、短进弧端交替排布，则电弧进入灭弧室时由降阻栅片的长、短进弧端于不同时间先后反复多次切割，相比于现有技术中栅片结构对称且所有栅片同时切割电弧的方式，使电弧先被切割为较长的电弧段，减少首次切割电弧的栅片数量，减小电弧的进入阻力，确保电弧继续快速进入灭弧室内部再切割为较短的电弧段，从而提高电弧熄灭速度。

可见，本发明提供的降阻栅片能够减小电弧进入灭弧室的阻力，提高电弧进入灭弧室的速度，从而提高电弧熄灭速度。

本发明还提供应用上述降阻栅片的灭弧室、应用该灭弧室的断路器，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室内部，提高电弧熄灭速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的降阻栅片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的灭弧室中栅片的排布结构图；

图3为本发明实施例提供的灭弧室中第一组栅片、第二组栅片的装配图；

图4为本发明实施例提供的灭弧室中所有栅片的装配图；

图5为图4所示结构的俯视图；

图6为本发明实施例提供的第二栅片的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的灭弧室的立体结构图；

图8为本发明实施例提供的灭弧室的主视图；

图9为图8所示灭弧室的左视图；

图10为图8所示灭弧室的仰视图；

图11为本发明实施例提供的断路器中灭弧室与动触头模块的装配示意图；

其中，图1-图11中：

降阻栅片101；长进弧端111；缺口112；短进弧端113；第一组栅片1；第二组栅片2；第三组栅片3；区域4；第一栅片21、22、23、24；第二栅片31、32、33、34；左隔弧侧板102；左产气防护罩103；引弧板104；右隔弧侧板105；右产气防护罩106；动触头模块200。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种降阻栅片，其与灭弧室入口对应的端部边沿居中位置设有缺口，且该缺口两侧的部分朝灭弧室入口外凸出的尺寸不同，分别为长、短进弧端，使电弧进入灭弧室时由降阻栅片的长、短进弧端于不同时间反复多次切割，相比于现有技术中相邻栅片同时切割电弧的方式，使电弧先切割为较长的电弧段，减小阻力，确保电弧继续快速进入灭弧室内部再切割为较短的电弧段，从而提高电弧熄灭速度。本发明实施例还公开应用上述降阻栅片的灭弧室、应用该灭弧室的断路器，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室，提高电弧熄灭速度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，本发明实施例提供一种灭弧室的降阻栅片101，降阻栅片101中与灭弧室的入口对应的端部的边沿居中位置设有缺口112，该端部位于缺口112两侧的部分中，一部分比另一部分朝灭弧室的入口外的凸出尺寸更多，为长进弧端111，相应的，上述另一部分为短进弧端113。灭弧室的入口是供电弧进入的开口。

应用上述降阻栅片101时，使多个降阻栅片101逐个排布，并使相邻两个降阻栅片101的长进弧端111、短进弧端113交替排布，则电弧进入灭弧室时由降阻栅片101的长进弧端111、短进弧端113于不同时间反复多次切割，相比于现有技术中栅片结构对称且所有栅片同时切割电弧的方式，使电弧先被切割为较长的电弧段，减少首次切割电弧的栅片数量，减小电弧的进入阻力，确保电弧继续快速进入灭弧室内部再切割为较短的电弧段。

可见，本实施例提供的降阻栅片能够减小电弧进入灭弧室的阻力，提高电弧进入灭弧室的速度，从而提高电弧熄灭速度。

本发明实施例还提供一种灭弧室，用于断路器，包括多个层状排列的栅片，栅片包括多个第一栅片，第一栅片为上述实施例提供的降阻栅片101；各第一栅片逐个排布，相邻两个第一栅片的长进弧端111、短进弧端113交替排布，如：一个第一栅片的长进弧端111位于灭弧室左侧、短进弧端113位于灭弧室右侧，则相邻第一栅片的长进弧端111位于灭弧室右侧、短进弧端113位于灭弧室左侧。栅片层状排列是指相邻栅片间隔设置，且相邻栅片的表面呈面面相对的状态。

上述灭弧室还包括第二栅片，第二栅片中与灭弧室的入口对应的端部边沿居中位置设有缺口112，且该端部中位于缺口112两侧的部分相互对称。

栅片沿层状排列方向分为多组；相邻两组中，先接触断路器所产生电弧的一组栅片内(即相邻两组中靠近断路器的静触头模块的一组栅片内)相邻栅片的间隙尺寸较大。具体的，灭弧室沿栅片层状排列方向的两端分别为后端和前端，如图2所示；灭弧室的后端靠近断路器的静触头模块；断路器分闸时其动触头模块逐渐远离静触头模块，电弧随动触头模块运动而具有由灭弧室的后端到前端的运动状态，使得灭弧室中靠近后端处的栅片先接触电弧。

具体的，上述灭弧室中，每组栅片中任意相邻两个栅片的间隙尺寸相同。

本实施例提供的灭弧室中，栅片呈后疏前密的排列形式，如此设计有如下好处：断路器的动、静触头模块分开瞬间，温度急速上升，产生的金属颗粒多且大，灭弧室后端(即靠近静触头模块的端部)处相邻栅片的间距大，能够防止栅片之间堵塞，避免因堵塞导致两片或多片栅片串联后仅起到一片栅片作用，避免切割电弧的栅片数量减少，从而提高电弧电压。

上述灭弧室中，栅片分为三组，第一组栅片1、第二组栅片2和第三组栅片3沿接触电弧的先后顺序(即沿灭弧室的后端到前端方向)依次排列。第一组栅片1和第二组栅片2均采用第一栅片(即降阻栅片101)，第三组栅片3采用第二栅片。

第一和第二组中栅片的长进弧端111、短进弧端113交替排布，如图3所示。第二组栅片2中第一栅片21、22、23、24等的长进弧端111、短进弧端113沿灭弧室的前后方向交替布置。

第三组栅片3约占所有栅片数量的三分之一。

约1/3的第三组栅片3中相邻栅片的间距尺寸设计为较小，是因为随着动、静触头模块的分开，电弧能量逐渐减弱，产生的金属颗粒较小，第三组栅片3不易发生堵塞，栅片之间的间距设计较小可以将不需要的间距分给需要增大栅片间距的区域，实现按需求设计，充分发挥每片栅片的作用，能在同样结构的灭弧室中，在不减少栅片总数量的基础上根据需求增大后端处栅片的间距，减小电弧进入灭弧室的阻力，并使电弧被切割为更多段，提高电弧熄灭效果。

第三组栅片3中各栅片的长度沿接触电弧的先后顺序(即沿灭弧室的后端到前端的方向)逐渐减小，如图4所示，第三组栅片3中第二栅片31、第二栅片32、第二栅片33、第二栅片34的长度尺寸逐渐减小，如此设计能减小电弧进入灭弧室的阻力，有效切割电弧，增加电弧电压，快速熄灭电弧。栅片的长度为栅片中与灭弧室的入口对应的一端到相对的另一端的尺寸，即栅片的长度为栅片沿如图2所示上下方向的尺寸。

上述灭弧室中，若干栅片与灭弧室的入口对应的端部逐个排列成弧形，该弧形的形状与断路器中动触头模块的活动轨迹形状一致，如图2中区域4内各栅片中与灭弧室的入口对应的端部所排列形状。具体的，上述若干栅片中第一栅片的长进弧端111排列成弧形。

若干栅片中与灭弧室入口对应的端部根据动触头模块的运动轨迹排列，使动触头模块远离静触头模块时一直与上述若干栅片中与灭弧室入口对应的端部尽量保持同等的间距，降低电弧进入灭弧室的阻力，充分发挥每片栅片的作用，起到快速灭弧的作用。

上述若干栅片包括第一组栅片1，第二组栅片2，以及第三组栅片3中的一个或多个第二栅片，本实施例不做限定，具体可根据动触头模块的运动轨迹进行设计。

上述灭弧室中，各栅片相互平行；灭弧室包括背板，固定于背板的左隔弧侧板102，以及固定于背板的右隔弧侧板105；两个隔弧侧板平行设置并分别垂直于背板；栅片固定于两个隔弧侧板，并与背板垂直。灭弧室还包括引弧板104，以及左、右产气防护罩；引弧板104固定于隔弧侧板前端和背板前端；左产气防护罩103固定于左隔弧侧板102，并罩设所有栅片的左侧，右产气防护罩106固定于右隔弧侧板105，并罩设所有栅片的右侧。

本实施例提供的灭弧室能够使电弧快速进入该灭弧室内部，使栅片及时切割电弧，从而提高电弧电压，迫使直流电弧迅速熄灭，同时该灭弧室也能够解决直流小电流熄弧困难的问题，从而达到提高断路器分断能力和提升触头寿命的效果。

本发明实施例提供的灭弧室应用上述实施例提供的降阻栅片101，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室，提高电弧熄灭速度。

本发明实施例还提供一种断路器，包括壳体，以及分别安装在壳体内的灭弧室、动触头模块和静触头模块，灭弧室为上述实施例提供的灭弧室；静触头模块贴近灭弧室的后端。

上述断路器可设置为直流断路器或交流断路器，本实施例不做限定。

本实施例提供的断路器应用上述实施例提供的灭弧室，能减小阻力，使电弧快速进入灭弧室，提高电弧熄灭速度。当然，本实施例提供的断路器还具有上述实施例提供的有关灭弧室的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种灭弧室的降阻栅片，其特征在于，所述降阻栅片中与所述灭弧室的入口对应的端部的边沿居中位置设有缺口，该端部位于所述缺口两侧的两部分中，一部分比另一部分朝所述灭弧室的入口外凸出尺寸更多，为长进弧端，所述另一部分为短进弧端。

2.一种灭弧室，用于断路器，包括多个层状排列的栅片，其特征在于，所述栅片包括多个第一栅片，所述第一栅片为权利要求1所述的降阻栅片；各所述第一栅片逐个排布，相邻两个所述第一栅片的长、短进弧端交替排布。

3.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，还包括第二栅片，所述第二栅片中与所述灭弧室的入口对应的端部边沿居中位置设有缺口，且该端部中位于所述缺口两侧的部分相互对称。

4.根据权利要求3所述的灭弧室，其特征在于，所述栅片沿层状排列方向分为多组；相邻两组中，先接触所述断路器所产生电弧的一组栅片内相邻栅片的间隙尺寸较大。

5.根据权利要求4所述的灭弧室，其特征在于，每组所述栅片中任意相邻两个所述栅片的间隙尺寸相同。

6.根据权利要求4所述的灭弧室，其特征在于，所述栅片分为三组，第一、二、三组栅片沿接触所述电弧的先后顺序依次排列；其中，第一组和第二组栅片分别采用所述第一栅片；第三组栅片采用所述第二栅片。

7.根据权利要求6所述的灭弧室，其特征在于，第三组中各所述栅片的长度沿接触所述电弧的先后顺序逐渐减小；所述栅片的长度为所述栅片中与所述灭弧室的开口对应的一端到相对的另一端的尺寸。

8.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，若干所述栅片与所述灭弧室的入口对应的端部逐个排列成弧形，该弧形的形状与所述断路器中动触头模块的活动轨迹形状一致。

9.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，各所述栅片相互平行；所述灭弧室包括背板，固定于所述背板的左隔弧侧板和固定于所述背板的右隔弧侧板；所述栅片固定于两个隔弧侧板，并与所述背板垂直。

10.一种断路器，包括壳体，以及分别安装在所述壳体内的灭弧室、动触头模块和静触头模块，其特征在于，所述灭弧室为权利要求2-9任意一项所述的灭弧室；所述静触头模块贴近所述灭弧室的后端。