CN117995594B - 一种直流高电压断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流高电压断路器，包括壳体和间隔设置于壳体的三个相间凹槽，以及设置于三个相间凹槽中的三个静触头，通过在壳体底部对应静触头位置开设有连通其中两个相间凹槽的安装插孔，安装插孔中匹配安装有连接其中两个静触头的串联短接排，串联短接排与两个静触头为一体结构成型，采用本技术方案实现将断路器的两极或更多极串联起来以形成多个断点，以提高直流断路器的分断性能，整体结构更紧凑，简化安装结构，接线方案灵活，还能在断路器一端省去至少两组的接线端子，减小短接回路长度，有利于降低接触电阻，从而降低断路器温升，提升产品使用性能，能够满足光伏电源直流系统中的高电压分断要求。

Description

一种直流高电压断路器

技术领域

本发明涉及光伏电源直流系统技术领域，具体涉及一种直流高电压断路器。

背景技术

随着人类社会的发展，能源、环境成为当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题，低碳经济已经成为全球经济发展的大势所趋，太阳能发电以其清洁、安装区域广、有望实现平价上网而成为最具前景的新能源，随着太阳能光伏发电产业规模的不断扩大，大型装机容量的太阳能光伏发电厂也在迅猛发展，光伏专用断路器市场将迎来良好的发展机遇。

随着光伏电厂的不断发展壮大，对直流断路器的性能指标也有了更高的要求，在光伏电源直流系统中，低压电器的额定工作电压高达DC1000V，为提高断路器的分断性能，现有的直流塑壳断路器大部分采用的是多断点串联的接线方式，通常是在断路器一端处将接线端子进行串接接线，使断路器的两极或更多极串联起来以形成串联断点。例如中国专利文献CN202268314U公开了一种多断点直流型塑壳断路器，包括具有基座的壳体、短接导体和多个接线端子，多个接线端子分别固定在基座上，并且相邻接线端子间通过基座上的隔墙相互隔开，隔墙在靠近接线端子的端部开设有凹槽，短接导体嵌入凹槽中，并且使短接导体两端分别与相邻的接线端子连接。

上述直流塑壳断路器所采用短接导体的串联短接方式，在实际使用中仍存在以下问题：这种短接导体是安装在基座一端处并将相邻两极的接线端子串联短接，具体是短接导体与接线端子采用叠加搭接的方式并用螺栓紧固，连接节点多，整个短接回路长，增大接触电阻，导致产品温升高，影响直流断路器使用性能。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的短接导体是安装在基座一端处并将相邻两极的接线端子串联短接，安装结构复杂，整个短接回路长，增大接触电阻，导致产品温升高，影响直流断路器使用性能的问题，从而提供一种结构简单，安装方便，减小短接回路长度，降低断路器温升，提升产品使用性能的直流高电压断路器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种直流高电压断路器，包括壳体和设置于壳体的静触头组件和动触头组件，所述壳体上间隔设置有至少三个的相间凹槽，所述静触头组件包括间隔设置于三个相间凹槽中的三个静触头，所述壳体底部对应静触头位置开设有连通其中两个所述相间凹槽的安装插孔，所述安装插孔中匹配安装有串联其中两个静触头的串联短接排，所述串联短接排与两个静触头为固定相连或一体结构成型，所述串联短接排固定于所述安装插孔时带动两个静触头装入到两个相间凹槽中。

上述的直流高电压断路器中，两个所述静触头一体折弯成型在所述串联短接排的一侧侧边上，两个静触头分别与串联短接排相连呈Z形结构。

上述的直流高电压断路器中，所述安装插孔连接相邻的两个相间凹槽，两个所述相间凹槽中设有两个斜面凸台，所述串联短接排带动两个静触头穿过安装穿孔后贴合抵靠于两个斜面凸台上。

上述的直流高电压断路器中，两个斜面凸台设置位于所述安装插孔的一侧，所述斜面凸台的倾斜高度向安装插孔一侧逐渐增加，两个所述静触头设有静触点的触头部呈一定倾斜角度延伸抵接于两个斜面凸台上。

上述的直流高电压断路器中，两个所述静触头的触头部上分别设置有引弧片，该引弧片向灭弧室一侧倾斜延伸设置，所述引弧片、静触头与斜面凸台之间通过紧固结构保持固定相连。

上述的直流高电压断路器中，所述串联短接排与所述安装插孔之间通过安装结构保持二者相对位置固定，所述壳体底部设有遮盖住所述安装插孔及串联短接排的底盖板。

上述的直流高电压断路器中，所述安装结构包括设置在所述安装插孔中的安装限位部，和设置于安装限位部上的安装孔，以及穿过所述串联短接排固定于安装孔中的安装螺丝，所述安装螺丝紧固时将所述串联短接排固定于所述安装插孔中；或，

所述安装结构包括设置在所述安装插孔中的安装限位部，和设置于安装限位部上的卡槽孔，以及设置于所述串联短接排且与所述卡槽孔形成卡接配合的卡接块。

上述的直流高电压断路器中，所述壳体包括设置在三个相间凹槽之间的两个绝缘隔板，其一所述绝缘隔板延伸经过所述安装插孔，所述安装限位部为所述绝缘隔板的下端面。

上述的直流高电压断路器中，所述串联短接排及其两个静触头上套设有可露出静触点的绝缘罩。

上述的直流高电压断路器中，所述绝缘罩包括匹配套设于所述串联短接排上的第一罩体，以及呈弯曲状成型连接于所述第一罩体的一侧且匹配套设于两个静触头上的两个第二罩体，所述绝缘罩安装后相匹配覆盖于所述安装插孔的一端端口处。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的直流高电压断路器中，通过在壳体底部开设有连通其中两个相间凹槽的安装插孔，并在安装插孔中匹配安装有连接两个静触头的串联短接排，具体是串联短接排与两个静触头为一体结构成型，可见本技术方案中的串联短接排与两个静触头是采用一体式结构串联设计，并可以在断路器内部实现安装，从而实现将断路器的两极或更多极串联起来以形成多个断点，以提高直流断路器的分断性能，整体结构也更紧凑，避免在接线端子处采用外接短接导体或串联接线的传统方式，简化了安装结构，安装方便快捷，同时还能在断路器一端省去至少两组的接线端子，减小短接回路长度，有利于降低接触电阻，从而降低断路器温升，这样设计既节约成本，又提升直流断路器的使用性能，能够较好满足光伏电源直流系统中的高电压分断要求，使直流高电压断路器对整个光伏电源直流系统的安全性、可靠性和实用性起着至关重要的作用。

2.本发明提供的直流高电压断路器中，根据两个静触头分别一体折弯成型于串联短接排上，这种一体式结构稳定性好，成型制造方便，无多余接点，载流能力好，降低接触电阻，触头温升低，并且在安装时，通过串联短接排带动两个静触头从壳体底部的安装插孔位置装入到断路器内部，安装占用空间也小，能够合理优化利用断路器内部空间，达到一体化和模块化的安装效果，装配更为方便，从而实现在断路器内部将其中两极的两个静触头短接后、作为直流断路器的正极或负极触头使用，使得负载端与电源正极或负极之间形成有两个断点，提升直流断路器分断能力，并明显缩短了短接回路，有利于节省接线端子及导电铜排使用，降低成本。

3.本发明提供的直流高电压断路器中，通过在两个相间凹槽中设有位于安装插孔一侧的两个斜面凸台，这两个斜面凸台的倾斜高度是向安装插孔一侧逐渐增加，这样设计的好处在于，将串联短接排安装到壳体底部的安装插孔时，同时带动两个静触头穿过安装插孔装入到两个斜面凸台，根据静触头折弯呈Z型结构正好与斜面凸台配合，通过斜面凸台对静触头在相间凹槽中起到安装支撑作用，其斜度设计有助于加大静触头与动触头之间的触头开距，也可以更好迎合动触头，保证动、静触头之间接触的稳定性和可靠性。

4.本发明提供的直流高电压断路器中，将串联短接排装入到壳体底部的安装插孔时，并带动两个静触头穿过安装插孔后抵靠于两个相间凹槽的两个斜面凸台上，根据安装插孔中设有安装限位部，使串联短接排可以通过螺丝固定或卡接固定的方式与安装限位部相连，从而实现串联短接排在安装插孔中的安装固定，然后再用底盖板安装到壳体底部将安装插孔位置遮挡住，以防止串联短接排有外露现象，防护性好，这种串联短接排连同两个静触在断路器背面实现一体化安装，并在断路器内部构成以两个静触头串联的方式形成多个串联断点，安装占用空间小，也不增加产品体积，安装结构简单，拆装都较为方便，有利于提高安装效率。

5.本发明提供的直流高电压断路器中，通过绝缘罩将串联短接排及其两个静触头遮盖住后可以露出静触点部分，这样既可以增加串联短接排与动触头之间的爬电距离，起到绝缘隔离的保护效果，又能防止电弧沿着静触头向串联短接排一侧蔓延，有效避免电弧对静触板及串联短接排造成烧损情况，从而起到隔弧作用，通过绝缘罩对整个串联短接排及其两个静触头起到防护作用，保证断路器的主电路相与相之间、以及主电路对地的密封效果和隔热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的直流高电压断路器的平面结构示意图；

图2为图1沿A-A线的剖面结构示意图；

图3为本发明的直流高电压断路器的内部结构示意图，特别示出串联短接排；

图4为本发明的串联短接排在安装插孔中的安装结构示意图；

图5为本发明的安装插孔在壳体上的结构示意图；

图6为本发明的串联短接排、静触头与绝缘罩的安装结构示意图；

图7为本发明的串联短接排与静触头的结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、相间凹槽；12、绝缘隔板；13、紧固结构；2、动触头；3、静触头；4、串联短接排；41、连接孔；5、安装插孔；51、安装限位部；52、安装孔；6、斜面凸台；7、引弧片；71、扇形部；8、安装螺丝；9、绝缘罩；91、第一罩体；92、第二罩体；10、底盖板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。

实施例

下面结合附图对本实施例进行具体说明：

本实施例提供如图1-图7所示的一种直流高电压断路器，包括壳体1和设置于壳体1的静触头组件和动触头组件，所述壳体1上间隔设置有至少三个的相间凹槽11，所述静触头组件包括间隔设置于三个相间凹槽11中的三个静触头3，所述动触头组件包括对应三个静触头3转动设置于壳体1的三个动触头2，所述壳体1底部对应静触头3位置开设有连通其中两个所述相间凹槽11的安装插孔5，所述安装插孔5中匹配安装有串联其中两个静触头3的串联短接排4，所述串联短接排4与两个静触头3为一体结构成型或固定相连，所述串联短接排4固定于所述安装插孔5时带动两个静触头3装入到两个相间凹槽11中，其中，所述串联短接排4与两个静触头3固定相连的方式可以采用焊接或铆接方式。上述结构设计是通过串联短接排将两个静触头短接串联后作为直流断路器的正极触头使用，从而以串联方式形成多断点，则另一单独静触头作为直流断路器的负极触头使用。

上述实施方式是本实施例的核心技术方案，通过在所述壳体底部的装插孔中匹配安装有连接两个静触头3的串联短接排4，优选该串联短接排4与两个静触头3为一体结构成型，由此可见，本技术方案中的串联短接排4与两个静触头3是采用一体式结构串联设计，并可以在断路器内部实现安装，从而实现将断路器的两极或更多极串联起来以形成多个断点，以提高直流断路器的分断性能，整体结构也更紧凑，避免在接线端子处采用外接短接导体或串联接线的传统方式，简化了安装结构，安装方便快捷，同时还能在断路器一端省去至少两组的接线端子，接线方案灵活，减小短接回路长度，有利于降低接触电阻，从而降低断路器温升，这样设计既节约成本，又提升直流断路器的使用性能，能够较好满足光伏电源直流系统中的高电压分断要求，使直流高电压断路器对整个光伏电源直流系统的安全性、可靠性和实用性起着至关重要的作用。

需要了解的是，根据塑壳式断路器一般都包含有A、B、C三相主电路，参考图3，为了满足直流高电压断路器的接线安装要求，本技术方案中主要是通过串联短接排将A、B两相中的两个静触头实现串联，或者是将B、C两相中的两个静触头实现串联均可，即为通过串联短接排在断路器内部将三相主电路中的任意两相短接，如此设计后形成直流高电压断路器所需的两极主电路，缩短串联回路，降低回路电阻，从而降低温升，整个接线方案灵活，采用串联多断点方式提升直流断路器的分断能力。

下面结合图2-图7对所述串联短接排的具体设置方式做详细说明：

两个所述静触头3一体折弯成型在所述串联短接排4的一侧侧边上，两个静触头3分别与串联短接排4相连呈Z形结构，其中，所述安装插孔5连接相邻的两个相间凹槽11，两个所述相间凹槽11中设有两个斜面凸台6，所述串联短接排4带动两个静触头3穿过安装穿孔后贴合抵靠于两个斜面凸台6上。从上述结构可知，根据两个静触头3分别一体折弯成型于串联短接排4上，这种一体式结构稳定性好，成型制造方便，无多余接点，载流能力好，降低接触电阻，触头温升低，并且在安装时，通过串联短接排4带动两个静触头3从壳体1底部的安装插孔5位置装入到断路器内部，安装占用空间也小，通过合理优化利用断路器内部空间，达到一体化和模块化的安装效果，装配更为方便，从而实现在断路器内部将其中两极的两个静触头短接后、作为直流断路器的正极或负极触头使用，使得负载端与电源正极或负极之间形成有两个断点，提升直流断路器分断能力，并明显缩短了短接回路，有利于节省接线端子及导电铜排使用，降低成本。

进一步优选设置的，两个斜面凸台6设置位于所述安装插孔5的一侧，所述斜面凸台6的倾斜高度向安装插孔5一侧逐渐增加，两个所述静触头3设有静触点的触头部呈一定倾斜角度延伸抵接于两个斜面凸台6上，这样设计的好处在于，将所述串联短接排4安装到壳体1底部的安装插孔5时，同时会带动两个静触头3穿过安装插孔5装入到两个斜面凸台6上，根据静触头3折弯呈Z型结构正好与斜面凸台6配合安装，通过所述斜面凸台6对静触头3在相间凹槽11中起到安装支撑作用，其斜度设计有助于增大所述静触头3与动触头2之间的触头开距，使静触头3也可以更好迎合动触头2，保证动、静触头之间接触的稳定性和可靠性。

结合图2和图6所示，两个所述静触头3的触头部上分别设置有引弧片7，所述引弧片7、静触头3与斜面凸台6之间通过紧固结构13保持固定相连，具体是在壳体底部设有贯穿至所述斜面凸台6的通孔，以及分别在所述引弧片7和静触头3上对应设置与通孔相对的螺纹孔，所述紧固结构13优选为穿过通孔后紧固连接于螺纹孔中的紧固螺丝，通过紧固螺丝将静触头3可靠固定在斜面凸台6上，同时也实现所述引弧片7与静触头3之间的固定连接。这种结构设置，根据该引弧片7具有向灭弧室一侧倾斜延伸设置的扇形部71，将引弧片7一端设计成倾斜的扇形结构，增加引弧角度范围，有利于电弧更充分吸引到灭弧室中，通过引弧片7可将静触头3上电弧快速引入至所述灭弧室内实现灭弧，缩短引弧距离，提高引弧效率，减少电弧对静触头的灼烧时间，使用安全可靠，提升触头使用寿命。

在本实施例中，所述串联短接排4与所述安装插孔5之间通过安装结构保持二者相对位置固定，所述壳体1底部设有遮盖住所述安装插孔5及串联短接排4的底盖板10。作为一种优选实施方式，如图4-图5所示，所述安装结构包括设置在所述安装插孔5中的安装限位部51，和设置于安装限位部51上的安装孔52，以及穿过所述串联短接排4固定于安装孔52中的安装螺丝8，并对应在所述串联短接排4上设有可供安装螺丝穿过的连接孔41，所述串联短接排4在装入所述安装插孔5时受到所述安装限位部51的阻挡作用，用于限定所述串联短接排4在安装插孔中的安装深度。根据所述壳体1内设有将三个相间凹槽11依次隔开的两个绝缘隔板12，由于所述安装插孔5是连通相邻两个相间凹槽11，使得其中一个所述绝缘隔板12会延伸经过所述安装插孔5，所述安装限位部51为所述绝缘隔板12的下端面，即为在所述绝缘隔板12的下端面设有与安装螺丝8配合的安装孔52。通过上述结构可知，将所述串联短接排4装入到壳体底部的安装插孔5时，会带动两个静触头3穿过安装插孔5后抵靠于两个相间凹槽11的两个斜面凸台6上，使串联短接排4通过安装螺丝与安装限位部51固定相连，所述安装螺丝8紧固时将所述串联短接排4固定于所述安装插孔5中，从而实现串联短接排4在安装插孔5中的安装固定，然后再安装所述底盖板10将安装插孔5位置遮挡住，以防止所述串联短接排有外露现象，防护性好。采用上述安装结构的串联短接排4连同两个静触头在断路器背面实现一体化安装，并在断路器内部构成以两个静触头串联的方式形成多个串联断点，安装占用空间小，也不增加产品体积，安装结构简单，拆装都较为方便，有利于提高安装效率。

作为一种可替换实施方式，所述安装结构还可以采用卡接结构的方式用于安装所述串联短接排4，具体的，所述安装结构包括设置于安装限位部51上的卡槽孔，以及设置于所述串联短接排4且与所述卡槽孔形成卡接配合的卡接块。通过卡接方式同样可以实现串联短接排4在安装插孔中的安装固定。本领域技术人员能够根据上述描述对所述安装结构的具体设置方式做出选择，在此不再对其它等同实施方式做一一赘述。

结合图2和图6-图7所示，所述串联短接排4及其两个静触头3上套设有可露出静触点的绝缘罩9，所述绝缘罩9安装后相匹配的覆盖于所述安装插孔5的端口处，从而对串联短接排与安装插孔之间的间隙进行密封隔离，确保安装插孔位置的气密性，进一步优选设置的，所述绝缘罩9包括匹配套设于所述串联短接排4上的第一罩体91，以及呈弯曲状成型连接于所述第一罩体91的一侧且匹配套设于两个静触头3上的两个第二罩体92，这样设计的好处在于，通过所述绝缘罩9将所述串联短接排4及其两个静触头3遮盖住后露出静触点部分，这样既可以增加串联短接排4与动触头2之间的爬电距离，起到绝缘隔离的保护效果，又能防止电弧沿着静触头3向串联短接排4一侧蔓延，有效避免电弧对静触头及串联短接排造成烧损情况，从而起到隔弧作用，对整个串联短接排及其两个静触头起到防护作用，通过绝缘罩保证断路器的主电路相与相之间、以及主电路对地的密封效果和隔热效果，提升产品使用寿命。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种直流高电压断路器，包括壳体(1)和设置于壳体(1)的静触头组件和动触头组件，所述壳体(1)上间隔设置有至少三个的相间凹槽(11)，所述静触头组件包括间隔设置于三个相间凹槽(11)中的三个静触头(3)，其特征在于：所述壳体(1)底部对应静触头位置开设有连通其中两个所述相间凹槽(11)的安装插孔(5)，所述安装插孔(5)中匹配安装有串联其中两个静触头(3)的串联短接排(4)，所述串联短接排(4)与两个静触头(3)为一体结构成型，所述串联短接排(4)固定于所述安装插孔(5)时带动两个静触头(3)装入到两个相间凹槽(11)中；所述安装插孔(5)连接相邻的两个相间凹槽(11)，两个所述相间凹槽(11)中设有两个斜面凸台(6)，所述串联短接排(4)带动两个静触头(3)穿过安装穿孔后贴合抵靠于两个斜面凸台(6)上，两个斜面凸台(6)设置位于所述安装插孔(5)的一侧，所述斜面凸台(6)的倾斜高度向安装插孔(5)一侧逐渐增加，两个所述静触头(3)设有静触点的触头部呈一定倾斜角度延伸抵接于两个斜面凸台(6)上。

2.根据权利要求1所述直流高电压断路器，其特征在于：两个所述静触头(3)一体折弯成型在所述串联短接排(4)的一侧侧边上，两个静触头(3)分别与串联短接排(4)相连呈Z形结构。

3.根据权利要求2所述直流高电压断路器，其特征在于：两个所述静触头(3)的触头部上分别设置有引弧片(7)，该引弧片(7)具有向灭弧室一侧倾斜延伸设置的扇形部(71)，所述引弧片(7)、静触头(3)与斜面凸台(6)之间通过紧固结构(13)保持固定相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述直流高电压断路器，其特征在于：所述串联短接排(4)与所述安装插孔(5)之间通过安装结构保持二者相对位置固定，所述壳体(1)底部设有遮盖住所述安装插孔(5)及串联短接排(4)的底盖板(10)。

5.根据权利要求4所述直流高电压断路器，其特征在于：所述安装结构包括设置在所述安装插孔(5)中的安装限位部(51)，和设置于安装限位部(51)上的安装孔(52)，以及穿过所述串联短接排(4)固定于安装孔(52)中的安装螺丝(8)，所述安装螺丝(8)紧固时将所述串联短接排(4)固定于所述安装插孔(5)中；或，

所述安装结构包括设置于安装限位部(51)上的卡槽孔，以及设置于所述串联短接排(4)且与所述卡槽孔形成卡接配合的卡接块。

6.根据权利要求5所述直流高电压断路器，其特征在于：所述壳体(1)包括设置在三个相间凹槽(11)之间的两个绝缘隔板(12)，其一所述绝缘隔板(12)延伸经过所述安装插孔(5)，所述安装限位部(51)为所述绝缘隔板(12)的下端面。

7.根据权利要求1所述直流高电压断路器，其特征在于：所述串联短接排(4)及其两个静触头(3)上套设有可露出静触点的绝缘罩(9)。

8.根据权利要求7所述直流高电压断路器，其特征在于：所述绝缘罩(9)包括匹配套设于所述串联短接排(4)上的第一罩体(91)，以及呈弯曲状成型连接于所述第一罩体(91)的一侧且匹配套设于两个静触头(3)上的两个第二罩体(92)，所述绝缘罩(9)安装后相匹配覆盖于所述安装插孔(5)的端口处。