CN117877940A - 单极断路器内部布局结构以及多极断路器布局结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单极断路器内部布局结构以及多极断路器布局结构，该多极断路器布局结构包括多个单极断路器内部布局结构，该单极断路器内部布局结构包括壳体、操作机构、转轴、动触头、灭弧系统以及脱扣器，灭弧系统安装在壳体内，灭弧系统半包围于脱扣器以及操作机构，转轴与动触头连接，且转轴与动触头均位于壳体内的右方。该单极断路器内部布局结构可在不增加外形尺寸的前提下获得最大的灭弧栅片数量，提升高压的分断能力，加快电弧的快速转移，充分利用了断路器外壳长度尺寸，还提高了电弧的跑弧速度，从而提高灭弧效率。

Description

单极断路器内部布局结构以及多极断路器布局结构

技术领域

发明涉及开关设备技术领域，尤其涉及一种单极断路器内部布局结构以及多极断路器布局结构。

背景技术

随着市场应用环境不断变化，当前的低压交直流系统中，电源电压已经提高到AC1000V、DC1500V，断路器的传统内部结构布局对高电压要求越来越表现出短板，不能满足现行条件下对高分断能力的需求，传统结构的产品只能通过不断加大触头开距的方案，来提升分断能力，但是出于对产品外形尺寸的限制，逐渐会到达一个瓶颈。且在传统的结构形式中，电弧能否完全进入灭弧室内，能否有效灭弧也存在一定的技术难点，需要一种新的断路器布局结构来解决相关问题，从而满足高电压应用场景的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种单极断路器内部布局结构以及多极断路器布局结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构建一种单极断路器内部布局结构，其包括壳体、操作机构、转轴、动触头、灭弧系统以及脱扣器，所述灭弧系统安装在所述壳体内，所述灭弧系统半包围于所述脱扣器以及所述操作机构，所述转轴与所述动触头连接，且所述转轴与所述动触头均位于所述壳体内的右方。

在一些实施例中，所述单极断路器内部布局结构还包括静触头，所述静触头设置在所述灭弧系统内。

在一些实施例中，所述脱扣器以及所述操作机构均位于所述壳体内的中上方，所述操作机构位于所述脱扣器的右方。

在一些实施例中，所述单极断路器内部布局结构还包括灭弧栅片组，所述灭弧栅片组位于所述灭弧系统内；

所述灭弧栅片组包括第一灭弧组以及第二灭弧组，所述第一灭弧组位于所述壳体内的左方，所述第二灭弧组位于所述壳体内的下方；

在一些实施例中，所述单极断路器内部布局结构还包括引弧部，所述引弧部位于所述灭弧系统内，所述引弧部包括与所述静触头连接的连接部以及与所述连接部一体成形的作用部；

所述作用部相对于所述第二灭弧组所形成的角度为锐角。

在一些实施例中，所述单极断路器内部布局结构还包括产气片，所述产气片位于所述灭弧系统内。

在一些实施例中，所述壳体包括基座以及与所述基座可拆卸连接的盖体，所述盖体的侧面上设有用于排出高压气体的排气孔。

在本实施例中，还构建了一种多极断路器布局结构，其包括N个上述的单极断路器内部布局结构，则N个单极断路器内部布局结构并排布置成为所述多极断路器布局结构，2≤N≤4。

在一些实施例中，各个所述单极断路器内部布局结构的操作机构通过一连接结构串接联动，以实现各个所述单极断路器内部布局结构的动触头以及静触头的同步运动。

在一些实施例中，任意两相邻的所述单极断路器内部布局结构的灭弧系统以壳体隔离。

实施本发明具有以下有益效果：该单极断路器内部布局结构的灭弧系统半包围于脱扣器以及操作机构，这样使得整个灭弧腔室的容积更大，能够容纳安装更多的栅片，可在不增加外形尺寸的前提下获得最大的灭弧栅片数量，提升高压的分断能力，且灭弧系统上带有相关引弧部以及灭弧腔室具有产气材料，高压电弧可以被有效拉长，且在气吹、磁吹、引弧部的共同作用下，加快电弧的快速转移，同时灭弧系统涵盖静触头的运动轨迹能使电弧完全进入灭弧室内，以达到有效快速灭弧的目的。该单极断路器内部布局结构的整体布局并辅以灭弧系统的设计，一方面使灭弧腔室的长度和灭弧栅片的数量达到最大化，充分利用了断路器外壳长度尺寸，还提高了电弧的跑弧速度，从而提高灭弧效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，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，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：

图1是本发明一些实施例中的一种单极断路器内部布局结构的总体结构立体示意图；

图2是本发明一些实施例中的一种单极断路器内部布局结构的内部剖视结构示意图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图4是本发明一些实施例中的一种单极断路器内部布局结构的布置示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图4，是本发明一些实施例中的一种单极断路器内部布局结构，其包括壳体1、操作机构2、转轴3、动触头4、灭弧系统6以及脱扣器7，如图2所示，该灭弧系统6安装在壳体1内，灭弧系统6半包围于脱扣器7以及操作机构2，该灭弧系统6大致呈L形设置，转轴3与动触头4连接，且转轴3与动触头4均位于壳体内的右方。

单极断路器内部布局结构还包括静触头5，静触头5设置在灭弧系统6内，脱扣器7以及操作机构2均位于壳体1内的中上方，操作机构2位于脱扣器7的右方。该操作机构2、转轴3、静触头5、灭弧系统6、脱扣器7的布局如图4所示，图2中的虚线为上述部件在壳体1内大致的分隔位置。可以理解地，该动触头4以及静触头5二者配合用于实现断路器的导通或分断，动触头4与静触头5配合使用，当动触头4与静触头5结合时，断路器处于连通状态即合闸状态；而当动触头4与静触头5分开时，断路器处于断路状态即分闸状态，该灭弧系统6涵盖动触头4与静触头5的运动轨迹。进一步地，该转轴3连接于动触头4，该操作机构2连接于转轴3，该操作机构2用于驱动动触头4远离或者靠近静触头5，动触头4能够与转轴3同步运动，且动触头4能在操作机构2的驱动下进行运动。

脱扣器7被配置为当断路器内电流异常时令动触头4远离静触头5，当断路器在连接状态时，动触头4与静触头5之间相互接触，当断路器发生故障时，脱扣器7发生作用，将动触头4与静触头5分离，这时断路器将断开，保护电路安全。

单极断路器内部布局结构还包括灭弧栅片组62，灭弧栅片组62位于灭弧系统6内，灭弧栅片组62包括第一灭弧组621以及第二灭弧组622，第一灭弧组621位于壳体1内的左方，第二灭弧组622位于壳体1内的下方，第一灭弧组621与第二灭弧组622垂直设置。其中，该第一灭弧组621的高度大致等于壳体1内部空间的最大高度，第二灭弧组622的长度大致等于壳体1内部空间下方的最大长度，该布置方式能充分利用壳体1内的空间，使灭弧栅片排布数量最大化，灭弧能力更强，也提高了灭弧效率。

该单极断路器内部布局结构还包括引弧部61，引弧部61包括与静触头5连接的连接部611以及与连接部611一体成形的作用部612，作用部612相对于第二灭弧组622所形成的角度为锐角α，该锐角α如图3所示。另外，该单极断路器内部布局结构还包括产气片63，产气片63位于灭弧系统6内。可以理解地，由于灭弧系统6带有引弧部61以及产气片63，且作用部612相对于壳体1的底平面所形成的角度为锐角，可将动触头4和静触头5分断时产生的电弧在洛伦兹力及产气片63的共同作用下，将电弧有效拉长并均匀送入灭弧室内实现灭弧。

如图1和图2所示，该壳体1包括基座15以及与基座15可拆卸连接的盖体17，盖体17的侧面上设有用于排出高压气体的排气孔171，基座15与盖体17连接后其内部具有大致密闭的安装空间。该盖体17可将灭弧系统6分别与操作机构2和脱扣器7有效隔离，也降低电弧粒子附着在脱扣器7和操作机构2的风险，保证了断路器的分断效果，也避免灭弧系统6分别与脱扣器7和操作机构2之间的运动件发生干涉。另外，在此安装空间中，在动触头4和静触头5分断时，产生的电弧灼烧产气片63，此时产气片63会产生具有高压气体，高压气体具体是从壳体1的左上方位置的排气孔171排出。

可以理解地，如图2所示，该灭弧系统6总体位于壳体1的左方和下方，其总体呈L型，这样使得整个灭弧系统6的容积更大，能够容纳安装更多的灭弧栅片，在该L型的结构形式下可在不增加外形尺寸的前提下获得最大的灭弧栅片数量，提升高压的分断能力，且灭弧系统6上带有引弧部61以及产气片63，高压电弧可以被有效拉长，且在气吹、磁吹、引弧部61的共同作用下，加快电弧的快速转移，同时灭弧系统6涵盖动触头4和静触头5的运动轨迹，能使电弧完全进入灭弧室内，以达到有效快速灭弧的目的。该单极断路器内部布局结构的整体布局并辅以灭弧系统6的设计，一方面使灭弧系统6的长度和灭弧栅片的数量达到最大化，充分利用了断路器外壳长度尺寸，还提高了电弧的跑弧速度，从而提高灭弧效率。

在本实施例中，还构建了一种多极断路器布局结构，其包括N个上述的单极断路器内部布局结构，则N个单极断路器内部布局结构并排布置成为该多极断路器布局结构，其中，2≤N≤4。即该单极断路器内部布局结构包括但不限于应用在二极、三极和四极断路器中。

优选地，为提高多极断路器的通用程度，减少零部件数量，各个单极断路器内部布局结构的操作机构2通过一连接结构串接联动，以实现各个单极断路器内部布局结构的动触头4以及静触头5的同步运动。更为具体地，该连接结构可与各单极断路器内部布局结构的操作机构2固定连接，实现各个单极断路器的联动，有利于提高多级断路器的分合闸动作的同步性，各个独立的单极断路器结构可以互相拼接在一起形成多极断路器结构，并在各自的触头系统之间通过一连接机构例如连接销串联在一起来实现同步联动。

进一步地，任意两相邻的单极断路器内部布局结构的灭弧系统6以壳体1隔离，能够避免其中一个单极断路器电弧产生的游离气体逸出到相邻其他单极断路器，防止串弧，提高分断的可靠性，保证安全性。

可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种单极断路器内部布局结构，其包括壳体(1)、操作机构(2)、转轴(3)、动触头(4)、灭弧系统(6)以及脱扣器(7)，其特征在于，所述灭弧系统(6)安装在所述壳体(1)内，所述灭弧系统(6)半包围于所述脱扣器(7)以及所述操作机构(2)，所述转轴(3)与所述动触头(4)连接，且所述转轴(3)与所述动触头(4)均位于所述壳体内的右方。

2.根据权利要求1所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述单极断路器内部布局结构还包括静触头(5)，所述静触头(5)设置在所述灭弧系统(6)内。

3.根据权利要求1所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述脱扣器(7)以及所述操作机构(2)均位于所述壳体(1)内的中上方，所述操作机构(2)位于所述脱扣器(7)的右方。

4.根据权利要求2所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述单极断路器内部布局结构还包括灭弧栅片组(62)，所述灭弧栅片组(62)位于所述灭弧系统(6)内；

所述灭弧栅片组(62)包括第一灭弧组(621)以及第二灭弧组(622)，所述第一灭弧组(621)位于所述壳体(1)内的左方，所述第二灭弧组(622)位于所述壳体(1)内的下方。

5.根据权利要求4所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述单极断路器内部布局结构还包括引弧部(61)，所述引弧部(61)位于所述灭弧系统(6)内，所述引弧部(61)包括与所述静触头(5)连接的连接部(611)以及与所述连接部(611)一体成形的作用部(612)；

所述作用部(612)相对于所述第二灭弧组(622)所形成的角度为锐角。

6.根据权利要求1所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述单极断路器内部布局结构还包括产气片(63)，所述产气片(63)位于所述灭弧系统(6)内。

7.根据权利要求6所述的单极断路器内部布局结构，其特征在于，所述壳体(1)包括基座(15)以及与所述基座(15)可拆卸连接的盖体(17)，所述盖体(17)的侧面上设有用于排出高压气体的排气孔(171)。

8.一种多极断路器布局结构，其特征在于，包括N个如权利要求1至7任一项所述的单极断路器内部布局结构，则N个单极断路器内部布局结构并排布置成为所述多极断路器布局结构，2≤N≤4。

9.根据权利要求8所述的多极断路器布局结构，其特征在于，各个所述单极断路器内部布局结构的操作机构(2)通过一连接结构串接联动，以实现各个所述单极断路器内部布局结构的动触头(4)以及静触头(5)的同步运动。

10.根据权利要求8所述的多极断路器布局结构，其特征在于，任意两相邻的所述单极断路器内部布局结构的灭弧系统(6)以壳体(1)隔离。