CN201117605Y

CN201117605Y - 断路器

Info

Publication number: CN201117605Y
Application number: CNU200720175806XU
Authority: CN
Inventors: 孙海涛; 张昆鹏
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2017-09-11

Abstract

断路器，包括：手柄；传动装置；动触头，手柄通过传动装置与动触头工作连接；静触头，通过动触头与静触头的接触和断开来控制电路的通断；位于静触头旁边的熄弧栅；磁体，其产生的磁场用于将动触头和静触头之间产生的电弧向熄弧栅驱动。手柄、传动装置、动触头、静触头、熄弧栅和磁体均装配在底面盖板上。动触头和静触头的接触点在底面盖板上的投影的位置落在磁体的投影区域内。熄弧栅的投影的区域与磁体的投影区域有部分重叠。导弧板将电弧向熄弧栅引导，其靠近动触头一端具有直流引弧角。磁体的面积进一步扩大到包含动触头上的和静触头接触的部分从断路器的闭合状态移动到最终打开状态过程中的路径。

Description

断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器，特别是涉及直流低压断路器，具体说涉及直流低压断路器的灭弧机构。

背景技术

直流低压断路器是一种广泛应用于电网中的电气部件，当电路中有任何异常故障(例如过载或者短路)，它可以通过将其动触头与静触头断开从而断开被保护的电路，使负载完全与电源隔离。

当直流低压断路器分断短路电流时，触头之间将产生电弧，电弧熄灭之时即电路分断完毕。电弧从电弧电流获得能量，使其弧心部分的温度可高达3700℃以上的高温，并靠着触头材料的金属蒸气和氮气等气体分子产生的热游离作用而维持燃弧。若持续燃弧将造成触头严重损耗和相邻绝缘部件老化，将断路器烧毁，甚至引起火灾事故，因此必须迅速熄灭电弧。

直流低压断路器的灭弧结构一般采用去游离金属熄弧栅灭弧室。金属熄弧栅灭弧室是由几片至十几片带有槽的铁片(去游离金属熄弧栅)按适当间隔距离放置并使用绝缘板加以支撑。绝缘板所使用的材料有红钢纸板、玻璃纤维增强三聚氰胺层压板、陶瓷等耐弧材料。

如图1为现有技术的一种直流低压断路器10的主要结构的示意图，图2为图1所示的现有技术的直流低压断路器的主要结构中去掉了防弧盖片14后的示意图，图3为局部的仰视示意图。

扳动手柄11，通过传动装置使得动触头12与静触头13分开，或者在出现短路时，脱扣器解扣使得动触头12与静触头13分开。理想状态下，当动触头12与静触头13分开时，动静触头之间产生电弧，弧柱在磁场力作用下向熄弧栅16方向运动。防弧盖片14下面为永久磁体17。永久磁体共有两块，以熄弧栅V型槽中分面为对称平面呈对称分布，如图3所示。导弧板15能引导弧柱向熄弧栅16方向运动。如图1所示，断路器的各个部件在一个底面盖板上装配。

现有技术的微型断路器有两个缺点：1。动触头12和静触头13的接触点以及动触头的触点部分的运动轨迹没有被永久磁体产生的磁场所包含。动触头与静触头分开瞬间所产生的电弧不能受到磁场有效推动，不利于电弧向熄弧栅16方向移动，而有可能向相反方向运动。2.故障电弧产生后会受到电流回路产生的电磁力和永久磁体所产生的电磁力的综合作用。当电弧电流较小时(例如电寿命试验)，电流回路产生的电磁力非常小，此时永久磁体所产生的电磁力就决定了电弧的运动方向，永久磁体会将电弧吸引到它的表面。磁体离熄弧栅边缘有一段距离，导致电弧将被吸引到磁体边缘的表面，在熄弧栅边缘附近不能受到有效的磁场力推动，无法顺利进入熄弧栅，从而不利于有效熄灭电弧，容易烧损触头，影响断路器的电气寿命。

实用新型内容

为了克服上述的缺点和不足，本实用新型的一个目的是提供一种断路器，通过扩大动静触头区域磁场覆盖范围，使得整个触头区域处于磁场的覆盖范围内，从而使得断路器在触头分开的瞬间以及动触头打开的整个过程中，电弧均可获得有效的磁场驱动力，顺利向熄弧栅方向移动。

本实用新型的另一个目的是提供一种断路器，将磁场涵盖范围扩大到熄弧栅的部分区域，使得电弧在熄弧栅边缘仍可以获得进入熄弧室的有效推力，直到电弧顺利进入熄弧栅，从而达到有效熄灭电弧的目的。

本实用新型的第三个目的是针对直流电弧弧根的运动时不易跳跃的特点，提供一种断路器，在导弧板上设计出直流引弧角，以便于动触头打开后电弧能从动触头处顺利跳跃到导弧板，进而减少电弧在触头上的停留时间，有效地减轻电弧对触头的烧损，提高断路器的电气寿命。

本实用新型提供一种断路器，包括：手柄；传动装置；动触头，其中所述手柄通过所述传动装置与所述动触头工作连接；静触头，通过所述动触头与静触头的接触和断开来控制电路的通断；位于所述静触头旁边的熄弧栅；磁体，其产生的磁场用于将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅驱动；其中，所述手柄、传动装置、动触头、静触头、熄弧栅和磁体均装配在底面盖板上。所述动触头和静触头的接触点在所述底面盖板上的投影的位置落在所述磁体在所述底面盖板上的投影区域内。

优选，所述熄弧栅在所述底面盖板上的投影区域与所述磁体在所述底面盖板上的投影区域有部分重叠。

所述断路器可以为直流低压断路器。

优选，还包括导弧板，所述导弧板的靠近动触头一端可以具有直流引弧角，从而将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅引导。

所述磁体可以包括分别安装在断路器的两侧上的一对磁体，所述断路器的两侧即顶面盖板一侧和所述底面盖板一侧。

所述一对磁体可以为永久磁铁。

所述一对磁体具有相同的极性，也可以具有相同的磁性能和几何尺寸。

所述磁体的表面可以覆盖防弧盖片来防止电弧损坏磁体。

所述磁体的面积可以进一步扩大，直到包含动触头上的和静触头接触的部分从断路器的闭合状态移动到最终打开状态的过程中所经过的路径。

附图说明

图1为现有技术的一种直流低压断路器10的主要结构的示意图；

图2为图1所示的现有技术的直流低压断路器的主要结构中去掉了防弧盖片14后的示意图；

图3为局部的仰视示意图；

图4为本实用新型的一种直流低压断路器100的主要结构的示意图；

图5为图4所示的本实用新型的直流低压断路器的主要结构中去掉了防弧盖片103后的示意图；

图6为本实用新型的局部的示意图；

图7为本实用新型的永磁体的一个实例的示意图；

图8为本实用新型的导弧板的一个实例的示意图；

图9为本实用新型的局部仰视示意图。

具体实施方式

图4为本实用新型的一种直流低压断路器100的主要结构的示意图；图5为图4所示的本实用新型的直流低压断路器的主要结构中去掉了防弧盖片103后的示意图；图6为本实用新型的局部的示意图；图7为本实用新型的永磁体的一个实例的示意图；图8为本实用新型的导弧板的一个实例的示意图；图9为本实用新型的局部仰视示意图。

如图4和5所示，当动触头101与静触头102分开时，动静触头之间产生电弧，弧柱在防弧盖片103下面的磁体106的磁场力作用下向熄弧栅105方向运动。断路器的各个部件在一个底面盖板上装配。

如图6所示，动触头101和静触头102的接触点在断路器的底面盖板上的投影的位置落在磁体106的面积内。因此，与现有技术相比，磁体的面积扩大，从而磁场的覆盖范围包含了动触头101和静触头102的接触点，使得动静触头之间的接触点完全处于磁场的覆盖中，从而使得断路器在触头分开的瞬间，电弧即可获得有效的磁场驱动力，顺利向熄弧栅方向移动。

本实用新型中，磁体的面积可以进一步扩大，从而磁场的覆盖范围可以进一步延伸，直到其在所述底面盖板上的投影区域包含动触头101上的和静触头102接触的部分从断路器的闭合状态移动到最终打开状态的过程中所经过的路径在所述底面盖板上的投影部分，参见图6的动静触头区121。这样，从而使得断路器在触头分开的瞬间以及整个断路过程中，电弧122均可以有效地被磁场驱动。

另外，熄弧栅105在断路器的底面盖板上的投影的区域与磁体106的面积有部分重叠。将永久磁体延伸至熄弧栅下，使得磁场涵盖到熄弧栅的部分区域，从而大大改善电弧在熄弧栅前的受力状况，利于电弧顺利进入灭弧熄弧栅，有效提高产品灭弧能力。如图6所示，标号123为进入熄弧栅的电弧。

图7为图6中的永磁体106的形状示意图。图8为图6的导弧板104的一个实例的示意图，其中右上侧有一个直流引弧角107起到引导电弧的作用。

图9为本实用新型的断路器的局部仰视示意图。其中可以看到，在断路器侧面安装两个对称永久磁体106，所述两个永久磁体可以具有相同的磁性能，大小和极性。所述两个磁体覆盖有防弧盖片103，所述防弧盖片由隔热材料制成，从而防止电弧损坏磁体。

由于直流电弧弧根的运动是连续的，不易跳跃，故本实用新型在导弧板上设计出如图8所示的直流引弧角107，以便于动触头打开后电弧能从动触头处顺利跳跃到导弧板，进而减少电弧在触头上的停留时间，有效地减轻电弧对触头的烧损，提高断路器的电气寿命。

根据上述结构的断路器的优点至少包括：

减少了电弧在触头附近的停留时间，减少电弧对动静触头的电腐蚀；

在洛伦兹力作用下，驱动电弧快速地走出触头区域，向灭弧栅方向运动。大大改善了熄弧栅边缘附近电弧的受力状况，从而减少了电弧从熄弧室边缘进入熄弧栅的时间。减少了电弧燃烧的总时间，进而减少了电弧的总发热量，提高产品的短路分断能力，提高产品的电气寿命。

综上所述，本实用新型提供一种断路器，包括：手柄；传动装置；动触头101，其中所述手柄通过所述传动装置与所述动触头工作连接；静触头102，通过所述动触头与静触头的接触和断开来控制电路的通断；位于所述静触头的旁边的熄弧栅105；磁体106，其产生的磁场用于将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅驱动；其中，所述手柄、传动装置、动触头、静触头、熄弧栅和磁体均装配在底面盖板上。所述动触头和静触头的接触点在所述底面盖板上的投影的位置落在所述磁体在所述底面盖板上的投影区域内。

优选，所述熄弧栅在所述底面盖板上的投影的区域与所述磁体在所述底面盖板上的投影区域有部分重叠。

直流低压断路器优选，还包括导弧板104，用于将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅引导。

所述导弧板的靠近动触头一端可以具有直流引弧角107。

所述一对磁体可以为永久磁铁。

所述一对磁体具有相同的极性，也可以具有相同的磁性能和大小。

所述磁体的表面覆盖防弧盖片103来防止电弧损坏磁体。

上面虽然结合附图描述了本实用新型的断路器的优选实施例，但是上述实施例仅为举例，而不是限定。本实用新型也不仅限于直流低压断路器，本领域技术人员显然知道本实用新型的本质可以应用于任何需要灭弧、引弧的断路器结构中。

Claims

1、一种断路器，包括：

手柄；

传动装置；

动触头，其中所述手柄通过所述传动装置与所述动触头工作连接；

静触头，通过所述动触头与静触头的接触和断开来控制电路的通断；

位于所述静触头旁边的熄弧栅；

磁体，其产生的磁场用于将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅驱动；

其中，所述手柄、传动装置、动触头、静触头、熄弧栅和磁体均装配在底面盖板上；

其特征在于，所述动触头和静触头的接触点在所述底面盖板上的投影的位置落在所述磁体在所述底面盖板上的投影区域内。

2、如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器为直流低压断路器。

3、如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述熄弧栅在所述底面盖板上的投影的区域与所述磁体在所述底面盖板上的投影区域有部分重叠。

4、如权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述断路器为直流低压断路器。

5、如权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，还包括导弧板，用于将所述动触头和静触头之间产生的电弧向所述熄弧栅引导。

6、如权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述导弧板的靠近动触头一端具有直流引弧角。

7、如权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述磁体包括分别安装在断路器的两侧上的一对磁体，所述断路器的两侧即顶面盖板一侧和所述底面盖板一侧。

8、如权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述一对磁体为永久磁铁。

9、如权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述一对磁体具有相同的极性。

10、如权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述磁体的表面覆盖防弧盖片来防止电弧损坏磁体。

11、如权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述磁体的面积进一步扩大，直到所述磁体在所述底面盖板上的投影区域包含动触头上的和静触头接触的部分从断路器的闭合状态移动到最终打开状态的过程中所经过的路径在所述底面盖板上的投影部分。