CN204390941U - 磁吹灭弧开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁吹灭弧开关，该磁吹灭弧开关包括静触头和与静触头配合的动触头，静触头通过第一导电件与第一线路连接，动触头通过第二导电件与第二线路连接，磁吹灭弧开关还包括：磁吹部件，磁吹部件设置在静触头处，并连接在静触头和第一导电件之间；灭弧部件，设置在动触头和静触头的连接处。应用本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中负荷开关灭弧装置灭弧特性差的问题。

Description

磁吹灭弧开关

技术领域

本实用新型涉及开关技术领域，具体而言，涉及一种磁吹灭弧开关。

背景技术

随着我国城市电网的建设和改造，电力负荷开关大量应用于12～40.5kV的开关柜、环网供电单元和箱式变电站中。负荷开关除了需要具有开断负载电流的功能，还需要在与熔断器组合时具备一定的故障电流的开断功能，包括转移电流和交接电流的功能。这些功能特别适用于变压器的故障保护。

负荷开关多种多样，在设计之时都会考虑到其灭弧性能。从灭弧原理来看，分为灭弧栅片式、永磁旋弧式或压气式等。其中灭弧栅式结构形式最为简单，已取得了越来广泛的应用。灭弧栅式结构在灭弧过程中，动触头分闸电弧向栅片内运动，利用栅片切割和熄灭电弧，达到电流开断的目的。但目前传统的灭弧栅式结构拉弧时仅靠电弧自身磁场力作用，磁吹作用非常弱，电弧运动速度慢，并且燃弧位置集中在前几片栅片，导致静触头、灭弧栅片烧蚀严重，弧后击穿很容易发生。

于此同时，随着系统中负载容量的提高，对负荷开关电流开断能力的要求也不断提高，目前传统的灭弧栅式结构转移电流和交接电流的开断变得更加困难，因此需要提高负荷开关的灭弧能力来满足各种要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种磁吹灭弧开关，以解决现有技术中负荷开关灭弧装置灭弧特性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种磁吹灭弧开关，包括静触头和与静触头配合的动触头，静触头通过第一导电件与第一线路连接，动触头通过第二导电件与第二线路连接，磁吹灭弧开关还包括：磁吹部件，磁吹部件设置在静触头处，并连接在静触头和第一导电件之间；灭弧部件，设置在动触头和静触头的连接处。

进一步地，磁吹部件包括安装部和连接部，安装部与静触头连接，连接部与第一导电件连接，安装部和连接部之间电连接有可生成磁场的线圈部。

进一步地，线圈部包括第一线圈部和第二线圈部，第一线圈部和第二线圈部并列设置生成磁场方向相反的第一磁场和第二磁场，构成双极性磁场。

进一步地，磁吹部件为凹字型结构，在凹字型结构的凹口底端形成为安装部，凹字型结构的凹口底端相对的一条边上形成为连接部，凹字型结构的右半边形成为第一线圈部，凹字型结构的左半边形成为第二线圈部。

进一步地，灭弧部件包括多片互相间隔叠置的灭弧栅片组成的灭弧栅，灭弧栅设置在磁吹部件的上方。

进一步地，灭弧部件还包括固定设置的固定板以及设置在固定板上的固定柱，灭弧栅设置在固定柱上。

进一步地，灭弧栅片为U形，灭弧栅片的U口处对应于动触头的活动空间。

进一步地，静触头为板状，动触头为形状与静触头相适配的双闸刀片。

进一步地，磁吹灭弧开关还包括驱动部件，驱动部件驱动动触头转动。

进一步地，驱动部件包括驱动杆、拐臂以及拉套。拉套套设在动触头上，拐臂的第一端与拉套连接，拐臂的第二端与驱动杆连接。

应用本实用新型的技术方案，磁吹开关在进行电流开断、分闸操作过程中，静触头与动触头间隙形成燃弧。由于磁吹部件与静触头电连接，电弧电流将会流经磁吹部件构成电流环路，于是在磁吹部件上产生自生磁场，触头间隙中的电弧在磁场力的作用下被引至灭弧部件进行快速灭弧，达到电流开断的目的。本实施例的磁吹灭弧开关并不需要额外增设电源给磁吹部件供电，应用电弧电流环路产生的自生磁场对电弧进行磁吹作用，实现自能磁吹的效果，解决以往负荷开关灭弧装置电弧运动速度慢、灭弧特性差、电流开断能力低等问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的磁吹灭弧开关的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的磁吹灭弧开关的磁吹部件的结构示意；

图3示出了图1的磁吹灭弧开关的磁吹部件处的磁吹效果分析图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、静触头；20、动触头；30、第一导电件；40、第二导电件；50、磁吹部件；51、安装部；52、连接部；53、第一线圈部；54、第二线圈部；60、灭弧部件；61、灭弧栅片；62、固定板；63、固定柱；70、驱动部件；71、驱动杆；72、拐臂；73、拉套。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实施例的磁吹灭弧开关，该磁吹灭弧开关包括静触头10和与静触头10配合的动触头20。静触头10通过第一导电件30与第一线路连接，动触头20通过第二导电件40与第二线路连接。磁吹灭弧开关还包括：磁吹部件50和灭弧部件60。其中，磁吹部件50设置在静触头10处，并连接在静触头10和第一导电件30之间。灭弧部件60设置在动触头20和静触头10的连接处。

应用本实施例的技术方案，磁吹开关分闸操作过程中，静触头10与动触头20间隙形成燃弧。由于磁吹部件50与静触头10电连接，电弧电流将会流经磁吹部件50构成电流环路，于是在磁吹部件50上产生自生磁场，触头间隙中的电弧在磁场力的作用下被引至灭弧部件60进行快速灭弧。本实施例的磁吹灭弧开关并不需要额外增设电源给磁吹部件50供电，应用电弧电流环路产生的自生磁场对电弧进行磁吹作用，实现自能磁吹的效果，解决以往负荷开关灭弧装置电弧运动速度慢、灭弧特性差、电流开断能力低等问题。

需要说明的是，在本实施例中，静触头10采用耐烧蚀的铜钨材料，第一导电件30和第二导电件40都为铜联件。为了增强第一导电件30和第二导电件40处的绝缘性能，第一导电件30和第二导电件40外设置有绝缘端子。

具体地，图2示出了本实施例的磁吹部件50，该磁吹部件50包括安装部51和连接部52，安装部51与静触头10连接，连接部52与第一导电件30连接，安装部51和连接部52之间电连接有可生成磁场的线圈部。由于电弧电流值很高，线圈部应当满足瞬时大电流的使用，同时考虑一定的机械强度以满足静触头10与动触头20之间分合闸操作时的撞击力。

在本实施例中，为了增强磁吹部件50的磁吹作用，线圈部包括第一线圈部53和第二线圈部54，第一线圈部53和第二线圈部54并列设置生成磁场方向相反的第一磁场和第二磁场，构成双极性磁场。具体地，图2示出了本实施例磁吹部件50的结构示意图。磁吹部件50为凹字型结构，在凹字型结构的凹口底端形成为安装部51，凹字型结构的凹口底端相对的一条边上形成为连接部52，凹字型结构的右半边形成为第一线圈部53，凹字型结构的左半边形成为第二线圈部54。在本实施例中，磁吹部件50可以采用导电性能优良的铜材料，回路电阻小，温升低，励磁效果强。当然，本实用新型中磁吹部件50的具体结构并不局限于本实施例中记载的凹字型结构，只要是能生成上述双极性磁场的结构都是可行的，也应当属于本实用新型保护的范围。

假设燃弧过程中电弧电流方向由静触头指向动触头，那么凹字型的磁吹部件50就会顺着第一线圈部53和第二线圈部54将电流分离成两个导电回路，第一线圈部53产生的第一磁场B₁方向朝上，第二线圈部54产生的第二磁场B₂方向朝下。电弧将受到双极型磁场B₁和B₂的共同磁吹作用快速熄弧。

具体过程为：如图3所示，相对于电弧的运动方向，第一磁场B₁和第二磁场B₂可分别分解为纵向分量和横向分量。电弧受到第一磁场B₁纵向分量B_1a的作用，产生一个纵向的磁箍缩力F_1a，在磁箍缩力F_1a的磁吹作用下，静触头10与动触头20之间的电弧被快速引弧到灭弧部件60上并被拉长，分隔燃弧，提高燃弧时的电弧电压，有利于隙弧。同时使得燃弧更加均匀，减少了静触头10、动触头20和灭弧部件60上的集中烧蚀，有利于开断成功。

同理，电弧受到第二磁场B₂纵向分量B_2a的作用，产生纵向的磁箍缩力F_2a，方向与F_1a相反，电弧磁吹效果同F_1a。电弧受到磁场B₁横向分量B_1t的作用，产生一个横向垂直的电磁力F_1t，在电磁力F_1t磁吹作用下，引起电弧向旁侧灭弧部件60内快速螺旋型跑弧，增大了灭弧部件60的有效灭弧面积，提高了灭弧部件60的灭弧能力。同理，电弧受到第二磁场B₂横向分量B_2t的作用，产生横向垂直的电磁力F_2t，方向与F_1t相反，电弧向灭弧部件60内快速跑弧，电弧磁吹效果同F_1t。

此外，当电弧电流方向与图2中电弧电流方向相反时，双极型磁场第一磁场B₁和第二磁场B₂的电弧磁吹效果仍然同上。

如图1所示，在本实施例中，灭弧部件60包括多片互相叠置的灭弧栅片61组成的灭弧栅，灭弧栅设置在磁吹部件50的上方。多片灭弧栅片61互相间隔叠置，增大了灭弧面积，能够有效隔断燃弧，提高燃弧时的电弧电压，增强了灭弧栅的灭弧性能。同时，配合上述的磁吹部件50可以有效地增强磁吹灭弧开关的使用寿命。

如图1所示，灭弧部件60还包括固定设置的固定板62以及设置在固定板62上的固定柱63，灭弧栅设置在固定柱63上。通过固定板62和固定柱63可以稳固地固定灭弧部件60。在本实施例中，固定板62和固定柱63采用非金属材料。

在本实施例中，灭弧栅片61为U形，灭弧栅片61的U口处对应于动触头20的活动空间。这样，增大了灭弧面积，配合上述的磁吹部件50可以有效地增强灭弧效果。优选地，灭弧栅片61采用导磁性能良好的硅钢片或不锈钢材料，以增大电弧磁吹作用。

如图1所示，静触头10为板状，动触头20为形状与静触头10相适配的双闸刀片。当然，静触头10也并不局限为为板状，动触头20也不局限为双闸刀片。其他形状的静触头10和动触头20只要满足使用要求都是可行的。

在本实施例中，磁吹灭弧开关还包括驱动部件70，驱动部件70驱动动触头20转动。动触头20通过转动与静触头10配合实现导电回路的合分。具体地，图1示出了本实施例的驱动部件70，该驱动部件70包括驱动杆71、拐臂72以及拉套73。拉套73套设在动触头20上，拐臂72的第一端与拉套73连接，拐臂72的第二端与驱动杆71连接。驱动杆71通过动力设备驱动，驱动杆71转动带动拐臂72运动，拐臂72带着拉套73驱动动触头20转动。如图1所示，在本实施例中，驱动杆71上设置有可与方轴连接的方孔，驱动杆71通过方轴驱动。优选地，驱动部件70采用非金属材料，保证绝缘特性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁吹灭弧开关，包括静触头(10)和与所述静触头(10)配合的动触头(20)，所述静触头(10)通过第一导电件(30)与第一线路连接，所述动触头(20)通过第二导电件(40)与第二线路连接，其特征在于，所述磁吹灭弧开关还包括：

磁吹部件(50)，所述磁吹部件(50)设置在所述静触头(10)处，并连接在所述静触头(10)和所述第一导电件(30)之间；

灭弧部件(60)，设置在所述动触头(20)和所述静触头(10)的连接处。

2.根据权利要求1所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述磁吹部件(50)包括安装部(51)和连接部(52)，所述安装部(51)与所述静触头(10)连接，所述连接部(52)与所述第一导电件(30)连接，所述安装部(51)和所述连接部(52)之间电连接有可生成磁场的线圈部。

3.根据权利要求2所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述线圈部包括第一线圈部(53)和第二线圈部(54)，所述第一线圈部(53)和所述第二线圈部(54)并列设置生成磁场方向相反的第一磁场和第二磁场，构成双极性磁场。

4.根据权利要求3所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述磁吹部件(50)为凹字型结构，在所述凹字型结构的凹口底端形成为所述安装部(51)，所述凹字型结构的凹口底端相对的一条边上形成为所述连接部(52)，所述凹字型结构的右半边形成为所述第一线圈部(53)，所述凹字型结构的左半边形成为所述第二线圈部(54)。

5.根据权利要求1所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述灭弧部件(60)包括多片互相间隔叠置的灭弧栅片(61)组成的灭弧栅，所述灭弧栅设置在所述磁吹部件(50)的上方。

6.根据权利要求5所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述灭弧部件(60)还包括固定设置的固定板(62)以及设置在所述固定板(62)上的固定柱(63)，所述灭弧栅设置在所述固定柱(63)上。

7.根据权利要求5所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述灭弧栅片(61)为U形，所述灭弧栅片(61)的U口处对应于所述动触头(20)的活动空间。

8.根据权利要求1所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述静触头(10)为板状，所述动触头(20)为形状与所述静触头(10)相适配的双闸刀片。

9.根据权利要求1所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述磁吹灭弧开关还包括驱动部件(70)，所述驱动部件(70)驱动所述动触头(20)转动。

10.根据权利要求9所述的磁吹灭弧开关，其特征在于，所述驱动部件(70)包括驱动杆(71)、拐臂(72)以及拉套(73)；所述拉套(73)套设在所述动触头(20)上，所述拐臂(72)的第一端与所述拉套(73)连接，所述拐臂(72)的第二端与所述驱动杆(71)连接。