CN118098867A - 一种断路器及配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断路器及配电箱，涉及断路器领域，包括弹簧操控机构盒、极柱、灭弧室、动触头、静触头、上出线端子、下出线端子、铜排软连接件、触头弹簧、绝缘拉杆、双臂连杆，极柱安装于弹簧操控机构盒上表面的前部处，灭弧室位于极柱的内部，上出线端子、下出线端子均与极柱固定安装；该断路器，电流超过预定值时，气体能够从三通管的两个底端排出，实现纵吹灭弧，当电流超过预定值过大时，三个喷气孔分别移动至与三个喷气头齐平的位置，纵吹工作停止，实现从纵吹灭弧转换为横吹灭弧的目的，提高了灭弧能力，涂层高温熔化后形成的玻璃状液体，在接触电弧时迅速氧化并吸收电弧能量，达到彻底灭弧的效果。

Description

一种断路器及配电箱

技术领域

本发明涉及断路器领域，具体为一种断路器及配电箱。

背景技术

断路器是一种用于保护电气系统安全运行的电气部件，它可以帮助控制电路中的电流大小，当电流过载或短路时，它能够及时中断电路，保护电气部件免受损伤，断路器属于基本电气元件，能够作为电气系统中重要的保护部件，不仅可以控制电路中的电流大小，同时也可以帮助维护电气部件的正常运行，断路器和配电箱都是在电力系统中常见的电气部件，一般情况下,断路器被安装在配电箱内部,起保护电器部件和电路的作用，断路器的组成主要包括触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳、灭弧介质、弹簧机构、绝缘部件。

当电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA时，高压空气断路器的动静触头分离瞬间，触头间会产生电弧，现有的高压空气断路器，通过六氟化硫灭弧，而当高压空气断路器的工作环境存在潮湿、有腐蚀性气体时，会导致灭弧室内部件的绝缘性能下降,影响部件的正常运行，而且当电流变大时，电弧的能量也随之增加，如果接触器的灭弧能力不足，电弧将无法得到有效消除，导致接触器灭弧失败，会影响接触器电弧的消除，接触器灭弧失败会给电路带来安全隐患，甚至导致部件损坏，从而影响设备的保护和运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种断路器及配电箱，解决了以上背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种断路器，包括弹簧操控机构盒、极柱、灭弧室、动触头、静触头、上出线端子、下出线端子、铜排软连接件、触头弹簧、绝缘拉杆、双臂连杆，极柱安装于弹簧操控机构盒上表面的前部处，灭弧室位于极柱的内部，上出线端子、下出线端子均与极柱固定安装，下出线端子与铜排软连接件固定连接，绝缘拉杆与双臂结构铰接，双臂连杆安装于弹簧操控机构盒的内部，双臂连杆能够蓄能，触头弹簧的上端固定连接有推拉件，动触头的底端固定连接有导电柱A，铜排软连接件的一端与推拉件和导电柱A固定连接，静触头的上方放置有导电柱B，导电柱B与静触头之间安装铁芯，铁芯的外表面安装有高压电磁线圈，上出线端子与导电柱B固定连接，绝缘拉杆贯穿极柱并延伸至弹簧操控机构盒的内部，绝缘拉杆能够做直线往复移动。

灭弧室的内壁固定安装有气筒，气筒的底端固定连通有陶瓷管，陶瓷管的另一端固定连通有三通管，三通管与静触头固定镶嵌，动触头与静触头接触时，能够堵塞三通管的两个底端，陶瓷管的外表面设有涂层，三通管的两个底端均安装有单向阀A，两个单向阀A的打开方向均设为向下，气筒的外表面固定连通有三个等距离排列的喷气头，电流超过预定值时双臂连杆能够使动触头与静触头延时分闸。

优选的，铜排软连接件是由镀锡铜编织而成，能够适应高压环境。

优选的，推拉件的底端能够沿着绝缘触头的上端直线往复移动，触头弹簧的底端与绝缘拉杆固定连接。

优选的，气筒的上端呈圆形，其底端呈锥形状。

优选的，陶瓷管的两端呈弧形状，陶瓷管和涂层均呈螺旋状。

优选的，陶瓷管采用氧化铝陶瓷材质。

优选的，涂层设为石英砂材质。

优选的，气筒的上端固定连通有供气管，供气管呈L状，供气管的另一端贯穿极柱并延伸至极柱的外侧，且与空气压缩机连接。

优选的，三个喷气头的正面放置有挡板，挡板能够沿着喷气头的一端直线升降，挡板的上表面固定连接有铁片，挡板的内部开设有三个等距离排列的喷气孔，每个喷气孔均呈锥形状，挡板的背面固定镶嵌有三个等距离排列的密封垫，三个密封垫分别与三个喷气头的一端接触，三个喷气孔移动三个喷气头的位置时，两个单向阀A关闭，三个喷气头开始喷气，喷气孔的圆孔尺寸大于三通管的圆孔尺寸，喷气头排出的气量大于三通管排出的气量，铁片的上表面固定连接有推板，推板贯穿极柱的上端，且能够沿着极柱的上端直线往复移动，推板的上端和外表面均固定连接有固定板，两个固定板相互靠近的一侧面均固定连接有两个磁体A,极柱的上端固定镶嵌有两个磁体B，两组磁体A与两个磁体B接触时，均相互吸引，当高压电磁线圈电流过大时，可以通过其产生的磁场克服上方的两个磁体A与磁体B之间的引力并带动铁片上升，并使下方的两个磁体A与两个磁体B接触并相互吸引，此时三个喷气孔能够分别移动至与三个喷气头齐平的位置；

极柱的上端固定连通有两个相对称的排气管，两个排气管的内部均安装有单向阀B，两个单向阀B的打开方向均为向上，极柱的底端固定连通有进气管，进气管的内部安装有单向阀C，单向阀C的打开方向设置为向下。

一种配电箱，包括上述方案的断路器。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

该断路器，通过设置陶瓷管，能够输送气体，将气体从三通管的两个底端排出，实现纵吹灭弧，通过设置高压电磁线圈，静触头与动触头合闸时，电磁线圈开始通电，当电流超过预定值过大时，高压电磁线圈产生的磁力克服上方两个磁体A与两个磁体B之间的吸附力，使铁片上升，从而可以使三个喷气孔分别移动至与三个喷气头齐平的位置，三通管内部的单向阀A关闭，气筒内的气体通过三个喷气头从挡板内的三个喷气孔处喷出，实现从纵吹灭弧转换为横吹灭弧的目的，提高了灭弧能力，横吹时，电弧能够与陶瓷管表面涂层的前部接触，通过设置陶瓷管呈螺旋状，能够提高电弧与涂层的接触面积，涂层为石英砂材质，硬度高、熔点高，利用石英砂高温熔化后形成的玻璃状液体，在接触电弧时迅速氧化并吸收电弧能量，从而进一步达到灭弧的目的，达到彻底灭弧的效果，从而解决了背景技术中提出的问题。

该断路器，灭弧室内能够通过进气管将六氟化硫灭弧气体充入灭弧室内，有利于提高灭弧室的灭弧能力，灭弧室内部气压增大时，两个单向阀B打开，灭弧时内多余的气体能够从两个排气管排出，使灭弧室内部保持恒定气压，避免气压过大造成对部件的损坏。

该断路器，电流超过预定值时，能够采用纵吹灭弧的方式，气体输送较少，六氟化硫灭弧气体的排出量和损耗较少，不需要补充新的六氟化硫灭弧气体，电流超过预定值过大时，能够从纵吹灭弧切换至横吹灭弧的方式，空气输送较大，增大灭弧效果，此时六氟化硫灭弧气体的排出量和损耗较大，可以通过进气管补充新的六氟化硫灭弧气体，六氟化硫排出后，又可以将灭弧室内旧的六氟化硫灭弧气体置换为新的六氟化硫灭弧气体，以保持灭弧室内能够处于适宜灭弧的工作环境，避免因工作环境存在潮湿、有腐蚀性气体时，而导致灭弧室内部件的绝缘性能下降,影响部件的正常运行的情况。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明极柱正视图的剖视图；

图3为本发明极柱侧视图的剖视图；

图4为本发明部分结构示意图；

图5为本发明纵吹灭弧过程示意图；

图6为本发明横吹灭弧过程示意图；

图7为本发明喷气头停止喷气时结构示意图；

图8为本发明喷气头开始喷气时结构示意图；

图9为本发明陶瓷管结构示意图；

图10为本发明涂层结构示意图。

其中，1、弹簧操控机构盒；2、极柱；3、灭弧室；4、动触头；5、静触头；6、上出线端子；7、下出线端子；8、铜排软连接件；9、触头弹簧；10、绝缘拉杆；11、双臂连杆；12、推拉件；13、导电柱A；14、导电柱B；15、高压电磁线圈；16、气筒；17、陶瓷管；18、涂层；19、三通管；20、挡板；21、铁片；22、喷气孔；23、密封垫；24、推板；25、固定板；26、排气管；27、进气管；28、喷气头。

具体实施方式

如图1-图10所示，一种断路器，包括弹簧操控机构盒1、极柱2、灭弧室3、动触头4、静触头5、上出线端子6、下出线端子7、铜排软连接件8、触头弹簧9、绝缘拉杆10、双臂连杆11，极柱2安装于弹簧操控机构盒1上表面的前部处，灭弧室3位于极柱2的内部，上出线端子6、下出线端子7均与极柱2固定安装，下出线端子7与铜排软连接件8固定连接，绝缘拉杆10与双臂结构铰接，双臂连杆11安装于弹簧操控机构盒1的内部，双臂连杆11能够蓄能，双臂连杆11能够摆动并能够带动绝缘拉杆10直线升降，触头弹簧9的上端固定连接有推拉件12，动触头4的底端固定连接有导电柱A13，铜排软连接件8的一端与推拉件12和导电柱A13固定连接，铜排软连接件8是由镀锡铜编织而成，能够适应高压环境，推拉件12的底端能够沿着绝缘触头的上端直线往复移动，触头弹簧9的底端与绝缘拉杆10固定连接，绝缘拉杆10能够通过触头弹簧9带动导电柱A13升降，并且能够起到缓冲作用。

静触头5的上方放置有导电柱B14，导电柱B14与静触头5之间安装铁芯，铁芯的外表面安装有高压电磁线圈15，上出线端子6与导电柱B14固定连接，绝缘拉杆10贯穿极柱2并延伸至弹簧操控机构盒1的内部，绝缘拉杆10能够做直线往复移动，弹簧操控机构盒1和极柱2安装于配电箱内，弹簧操控机构盒1内能够安装断路器弹簧机构，断路器弹簧机构是一种常见的断路器控制机构，能够结合双臂连杆11用于控制绝缘拉杆10升降，从而能够控制动触头4和静触头5的接触和分离。

灭弧室3的内壁固定安装有气筒16，气筒16的底端固定连通有陶瓷管17，气筒16的上端呈圆形，其底端呈锥形状，有利于增大气压，进而有利于增大陶瓷管17内部气流的流速，陶瓷管17的两端呈弧形状，陶瓷管17和涂层18均呈螺旋状，能够增大与电弧的接触面积，进而有利于灭弧，陶瓷管17采用氧化铝陶瓷材质，具有绝缘性能、耐高温性能和抗腐蚀性能，且硬度高，气筒16的上端固定连通有供气管，供气管呈L状，供气管的另一端贯穿极柱2并延伸至极柱2的外侧，且与空气压缩机连接，空气压缩机可以将高压气体通过供气管输送至气筒16内，增大气筒16内部的气压，三个喷气头28的正面放置有挡板20，挡板20能够沿着喷气头28的一端直线升降，挡板20的上表面固定连接有铁片21，挡板20的内部开设有三个等距离排列的喷气孔22，每个喷气孔22均呈锥形状，有利于增大气流，挡板20的背面固定镶嵌有三个等距离排列的密封垫23，三个密封垫23分别与三个喷气头28的一端接触，能够对喷气头28起到密封的作用，三个喷气孔22移动三个喷气头28的位置时，两个单向阀A关闭，三个喷气头28开始喷气，喷气孔22的圆孔尺寸大于三通管19的圆孔尺寸，喷气头28排出的气量大于三通管19排出的气量，铁片21的上表面固定连接有推板24，推板24贯穿极柱2的上端，且能够沿着极柱2的上端直线往复移动，推板24的上端和外表面均固定连接有固定板25，两个固定板25相互靠近的一侧面均固定连接有两个磁体A,极柱2的上端固定镶嵌有两个磁体B，两组磁体A与两个磁体B接触时，均相互吸引，当高压电磁线圈15电流过大时，可以通过其产生的磁场克服上方的两个磁体A与磁体B之间的引力并带动铁片21上升，并使下方的两个磁体A与两个磁体B接触并相互吸引，此时三个喷气孔22能够分别移动至与三个喷气头28齐平的位置，能够完成纵吹切换至横吹的工作，从而增大灭弧能力。

陶瓷管17的另一端固定连通有三通管19，三通管19与静触头5固定镶嵌，三通管19设为绝缘材料，动触头4与静触头5接触时，能够堵塞三通管19的两个底端，陶瓷管17的外表面设有涂层18，涂层18设为石英砂材质，石英砂是一种高硬度、高熔点、化学性质稳定的天然矿物，利用石英砂高温熔化后形成的玻璃状液体，在接触电弧时迅速氧化并吸收电弧能量，从而达到灭弧的目的，三通管19的两个底端均安装有单向阀A，两个单向阀A的打开方向均设为向下，便于纵吹灭弧，气筒16的外表面固定连通有三个等距离排列的喷气头28，便于横吹灭弧,电流超过预定值时双臂连杆11能够使动触头4与静触头5延时分闸，极柱2的上端固定连通有两个相对称的排气管26，两个排气管26的内部均安装有单向阀B，两个单向阀B的打开方向均为向上，极柱2的底端固定连通有进气管27，进气管27的内部安装有单向阀C，单向阀C的打开方向设置为向下，进气管27用于注入二氟化硫灭弧气体，有利于提高灭弧能力，当灭弧室3内部气压增大时，两个单向阀B打开，可以将多余气体从两个排气管26排出，从而保持灭弧室3内部气压的恒定，避免对部件造成损坏。

在使用时，将整体安装至配电箱内，通过进气管27将六氟化硫气体注入灭弧室3内，六氟化硫有利于达到灭弧的作用，然后通过双臂连杆11带动绝缘拉杆10上升，绝缘拉杆10通过触头弹簧9带动推拉杆上升，推拉杆带动铜排软连接件8的一端和导电柱A13上升，导电柱A13带动动触头4上升并与静触头5接触，使上出线端子6导电柱B14、高压电磁线圈15、静触头5、导电柱A13、铜排软连接件8和下出线端子7可以形成回路，将空气压缩机产生的高压气体通过供气管输送至气筒16内，使气筒16内部气压增大，气筒16内的气体进入三个喷气头28内，并在三个密封垫23的密封作用下，能够防止气体泄漏，并为纵吹灭弧工作做准备，气筒16内的气体又能够进入陶瓷管17，进而进入三通管19内，动触头4与静触头5接触时，能够堵塞三通管19的两个底端，防止气体泄漏，并为横吹灭弧工作做准备。

紧接着，当电流超过预定值时，静触头5与动触头4开始延时分离，三通管19内的气压克服两个单向阀A的阻力并使两个单向阀A打开，气体从三通管19的两个底端喷出，使静触头5与动触头4分离时产生的电弧在气流中冷却和拉长，造成强烈的去游离效果，实现纵吹灭弧的目的，当电流超过预定值过大时，高压电磁线圈15产生的磁力对铁片21产生向上吸附力并克服上方两个磁体A与两个磁体B之间的吸附力，使铁片21带动推板24和固定板25上升，固定板25带动下方的两个磁体A分别与两个磁体B吸附，此时铁片21带动挡板20上移，并使三个喷气孔22分别移动至与三个喷气头28齐平的位置，由于单向阀A的打开存在阻力，三通管19内部的两个单向阀A关闭，气筒16内的气体通过三个喷气头28从挡板20内的三个喷气孔22处喷出，实现从纵吹灭弧转换为横吹灭弧的目的，提高了灭弧能力，横吹时，将电弧能够与陶瓷管17表面涂层18的前部接触，涂层18为石英砂材质，利用石英砂高温熔化后形成的玻璃状液体，在接触电弧时迅速氧化并吸收电弧能量，从而进一步达到灭弧的目的，达到彻底灭弧的效果。

一种配电箱，包括上述方案中的断路器结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种断路器，包括弹簧操控机构盒（1）、极柱（2）、灭弧室（3）、动触头（4）、静触头（5）、上出线端子（6）、下出线端子（7）、铜排软连接件（8）、触头弹簧（9）、绝缘拉杆（10）、双臂连杆（11），极柱（2）安装于弹簧操控机构盒（1）上表面的前部处，灭弧室（3）位于极柱（2）的内部，上出线端子（6）、下出线端子（7）均与极柱（2）固定安装，下出线端子（7）与铜排软连接件（8）固定连接，绝缘拉杆（10）与双臂结构铰接，双臂连杆（11）安装于弹簧操控机构盒（1）的内部，双臂连杆（11）能够蓄能，其特征在于：所述触头弹簧（9）的上端固定连接有推拉件（12），动触头（4）的底端固定连接有导电柱A（13），铜排软连接件（8）的一端与推拉件（12）和导电柱A（13）固定连接，静触头（5）的上方放置有导电柱B（14），导电柱B（14）与静触头（5）之间安装铁芯，铁芯的外表面安装有高压电磁线圈（15），上出线端子（6）与导电柱B（14）固定连接，绝缘拉杆（10）贯穿极柱（2）并延伸至弹簧操控机构盒（1）的内部，绝缘拉杆（10）能够做直线往复移动；

灭弧室（3）的内壁固定安装有气筒（16），气筒（16）的底端固定连通有陶瓷管（17），陶瓷管（17）的另一端固定连通有三通管（19），三通管（19）与静触头（5）固定镶嵌，动触头（4）与静触头（5）接触时，能够堵塞三通管（19）的两个底端，陶瓷管（17）的外表面设有涂层（18），三通管（19）的两个底端均安装有单向阀A，两个单向阀A的打开方向均设为向下，气筒（16）的外表面固定连通有三个等距离排列的喷气头（28），电流超过预定值时双臂连杆（11）能够使动触头（4）与静触头（5）延时分闸。

2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述铜排软连接件（8）是由镀锡铜编织而成，能够适应高压环境。

3.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述推拉件（12）的底端能够沿着绝缘触头的上端直线往复移动，触头弹簧（9）的底端与绝缘拉杆（10）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述气筒（16）的上端呈圆形，其底端呈锥形状。

5.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述陶瓷管（17）的两端呈弧形状，陶瓷管（17）和涂层（18）均呈螺旋状。

6.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述陶瓷管（17）采用氧化铝陶瓷材质。

7.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述涂层（18）设为石英砂材质。

8.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述气筒（16）的上端固定连通有供气管，供气管呈L状，供气管的另一端贯穿极柱（2）并延伸至极柱（2）的外侧，且与空气压缩机连接。

9.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：三个所述喷气头（28）的正面放置有挡板（20），挡板（20）能够沿着喷气头（28）的一端直线升降，挡板（20）的上表面固定连接有铁片（21），挡板（20）的内部开设有三个等距离排列的喷气孔（22），每个喷气孔（22）均呈锥形状，挡板（20）的背面固定镶嵌有三个等距离排列的密封垫（23），三个密封垫（23）分别与三个喷气头（28）的一端接触，三个喷气孔（22）移动三个喷气头（28）的位置时，两个单向阀A关闭，三个喷气头（28）开始喷气，喷气孔（22）的圆孔尺寸大于三通管（19）的圆孔尺寸，喷气头（28）排出的气量大于三通管（19）排出的气量，铁片（21）的上表面固定连接有推板（24），推板（24）贯穿极柱（2）的上端，且能够沿着极柱（2）的上端直线往复移动，推板（24）的上端和外表面均固定连接有固定板（25），两个固定板（25）相互靠近的一侧面均固定连接有两个磁体A,极柱（2）的上端固定镶嵌有两个磁体B，两组磁体A与两个磁体B接触时，均相互吸引，当高压电磁线圈（15）电流过大时，可以通过其产生的磁场克服上方的两个磁体A与磁体B之间的引力并带动铁片（21）上升，并使下方的两个磁体A与两个磁体B接触并相互吸引，此时三个喷气孔（22）能够分别移动至与三个喷气头（28）齐平的位置；

所述极柱（2）的上端固定连通有两个相对称的排气管（26），两个排气管（26）的内部均安装有单向阀B，两个单向阀B的打开方向均为向上，极柱（2）的底端固定连通有进气管（27），进气管（27）的内部安装有单向阀C，单向阀C的打开方向设置为向下。

10.一种配电箱，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的断路器。