CN212695087U - 结构改进的断路器的触头灭弧装置 - Google Patents

Abstract

一种结构改进的断路器的触头灭弧装置，属于断路器技术领域。包括触头系统和灭弧室，所述的触头系统包括动触头和静触头，所述动触头和静触头通过接触或分离控制断路器电路的通断；所述灭弧室包括用于与静触头连接的静触头引弧板；在静触头引弧板的宽度方向两侧设有一对绝缘板，特点是:在一对绝缘板之间形成可容纳动触头运动的狭窄腔体，在断路器分断时，动触头和静触头分离产生的电弧沿着狭窄腔体向灭弧室运动，并且在绝缘板对应于静触头引弧板处设有凹陷部，使得绝缘板与静触头引弧板保持有空气间隙。优点：使静触头和动触头爬电距离增加，提高断路器的工频耐压。

Description

结构改进的断路器的触头灭弧装置

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种结构改进的断路器的触头灭弧装置。

背景技术

低压断路器在配电线路中所起作用是分断和接通电路，更具体地讲，通过触头系统的一对可分离的触头的闭合或分离实现对线路的接通或断开来保护线路和设备。当线路出现异常故障时，例如短路时，由触头对的分离而快速地分断线路，以避免设备损坏。如业界周知之理，在载流情况下，触头分离会在触头区产生电弧，尤其是在断开短路大电流时，电弧的能量大，对触头的烧蚀严重，因此在断路器、接触器等各种开关电器中，通常都设置灭弧室来熄灭电弧，以保证电器设备运行安全。

请参考图1、图2，触头灭弧装置由触头系统、跑弧通道、灭弧室4组成，触头系统包括固定接触部分和可动接触部分，固定接触部分包括静触头2，可动接触部分包括动触头3。跑弧通道包括动触头引弧板41和静触头引弧板43，静触头引弧板43与静触头2直接电连接，形成静触头系统。灭弧室4一般包括多片按适当间隔距离排列安装的灭弧栅片，用于隔断并熄灭电弧。

所述动触头3可旋转地枢接在动触头支撑架内，正常工作时，动触头3在触头弹簧的作用下与静触头2相接触，实现电路的导通。当回路出现短路电流时，触头间的电动斥力大于触头接触力，动触头3则会被斥开与静触头2分离产生电弧，产生的电弧在磁吹与气吹力的共同作用下，沿着跑弧通道进入灭弧室4内部，在灭弧室4内部，电弧被灭弧栅片切割成多个串联的短弧，从而提高电弧电压，使电弧熄灭。

为了加快电弧在跑弧通道上的运动，在触头区和跑弧通道两侧通常会安装铁磁片5，在静触头引弧板43的下方安装铁磁物6，铁磁物6与两侧铁磁片5形成接近U形的结构。为了对铁磁片5进行绝缘，在铁磁片5面向跑弧通道的一侧安装绝缘板7，因而形成了一对绝缘板7。

随着配电系统的发展，高电压直流塑壳断路器成为研究热点，随着断路器电压等级的提高，对断路器的工频耐压提出更高的要求。断路器工频耐压是由爬电距离保证的。现有技术中，静触头2和动触头3之间的爬电距离接近两者的电气间隙，限制断路器断口耐压的提高。

鉴于上述已有技术，有必要对现有断路器的触头灭弧装置结构加以合理的改进。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型的任务是要提供一种结构改进的断路器的触头灭弧装置，使静触头和动触头不能通过绝缘板形成爬电距离，从而增加断路器断口之间的爬电距离，提高断路器的工频耐压。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种结构改进的断路器的触头灭弧装置，包括触头系统和灭弧室，所述的触头系统包括动触头和静触头，所述动触头和静触头通过接触或分离控制断路器电路的通断；所述灭弧室包括用于与静触头连接的静触头引弧板；在静触头引弧板的宽度方向两侧设有一对绝缘板，在一对绝缘板之间形成可容纳动触头运动的狭窄腔体，在断路器分断时，动触头和静触头分离产生的电弧沿着狭窄腔体向灭弧室运动，并且在绝缘板对应于静触头引弧板处设有凹陷部，使得绝缘板与静触头引弧板保持有空气间隙。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述灭弧室还包括动触头引弧板和一组由多枚灭弧栅片排列成“┐”字形的灭弧栅片组。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，在所述的静触头引弧板的一端为第一直段与静触头固定连接，另一端为第二直段延伸至“┐”字形的灭弧栅片组的下端，中间具有向动触头打开方向凸起的过渡部, 所述的过渡部为呈三角形状的凸起段，所述凹陷部位于三角形状的凸起段处。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，在所述一对绝缘板的相背离的两侧面紧贴安装有一对铁磁片；在静触头引弧板的过渡部下方安装有铁磁物，所述铁磁物与两侧的一对铁磁片组合形成接近U形的结构。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述铁磁物的宽度大于静触头引弧板的宽度，并且铁磁物与静触头引弧板之间具有电气间隙。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述一对绝缘板靠近静触头引弧板的过渡部区域向外具有折弯部，使绝缘板与静触头引弧板之间具有空气间隙，并且一对绝缘板在静触头引弧板的过渡部区域之间的宽度增加，使得一对绝缘板外侧的一对铁磁片在静触头引弧板的过渡部区域之间的宽度随着一对绝缘板之间的宽度的增加而增加。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述铁磁片由短铁磁片与长铁磁片两片组成，长铁磁片叠设在短铁磁片的外侧且短铁磁片位于静触头引弧板的上方，使得一对铁磁片在靠近静触头引弧板的及以下区域之间的宽度增加，使紧贴安装于该对铁磁片内侧的绝缘板与静触头引弧板之间具有空气间隙。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的动触头引弧板包括设置在“┐”字形的灭弧栅片组一端的动触头引弧板上端和自动触头引弧板上端向打开位置时的动触头所在位置方向延伸的动触头引弧板延伸体。

在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述空气间隙大于1mm。

本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：第一、一对铁磁片的位于静触头引弧板上方的区域宽度不变，使动触头和动触头引弧板附近的电场强度不被削弱；所述一对铁磁片的靠近静触头引弧板的及以下区域宽度加宽，使紧贴安装于该对铁磁片内侧的绝缘板与静触头引弧板之间具有空气间隙，因而静触头和动触头之间的爬电距离大大增加，从而提高了断路器的工频耐压；第二、铁磁物的宽度增加，铁磁物的宽度大于静触头引弧板的宽度，从而减小铁磁片与铁磁物形成的U形磁回路的磁阻，避免动触头引弧板与静触头引弧板区域的磁场强度的消弱。

附图说明

图1为现有技术中断路器触头灭弧装置的内部结构示意图。

图2为现有技术中断路器触头灭弧装置的外观示意图。

图3为本实用新型所述触头灭弧装置一实施例的结构示意图。

图4为图3的C-C剖面图。

图5为本实用新型所述触头灭弧装置另一实施例的结构示意图。

图6为图5的E-E剖视图。

图7为图5中去掉灭弧室的触头灭弧装置结构示意图。

图8为图5中去掉灭弧室的剖面示意图。

图中：2.静触头；3.动触头、31.自由端；4.灭弧室、41.动触头引弧板、411.动触头引弧板上端、412.动触头引弧板延伸体、42.灭弧栅片组、421.上部灭弧栅片组、422.下部灭弧栅片组、43.静触头引弧板、431.连接段、432.凸起段、433.直段；5.铁磁片、51.短铁磁片、52.长铁磁片；6.铁磁物；7.绝缘板、71.狭窄腔体；8.隔弧罩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以对应附图所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

在塑料外壳式断路器中，通常含有用于每一极的至少一个固定接触部分(例如静触头)和至少一个可动接触部分(例如动触头)，在断路器的闭合/断开时，固定接触部分与可动接触部分相互连接或相互断开，同时在接触区域还设置有一个灭弧装置和一套操作机构(图中未显示)，所述灭弧装置用于熄灭可动接触部分与固定接触部分连接或断开时产生的电弧，所述操作机构用于操作可动接触部分的运动，以驱动可动接触部分与固定接触部分连接或断开。

本实用新型涉及该类断路器中的固定接触部分、可动接触部分和灭弧装置，具体的，如图3所示，本实用新型涉及一种结构改进的断路器的触头灭弧装置，所述的断路器包括绝缘壳体（图中未示出）和设置在绝缘壳体内的触头灭弧装置，所述的触头灭弧装置包括灭弧室4和触头系统，所述触头系统包括相互接触或分离的静触头2和动触头3，所述动触头3位于静触头2的上方且相对于静触头2转动，实现与静触头2接触或分离从而控制断路器电路的通断。所谓的动触头3相对于静触头2转动是指所述的动触头3一端相对于其固定部件转动设置，而另一端为自由端31，整根动触头3绕着枢置点转动。

具体的，如图3所示，所述灭弧室4包括动触头引弧板41和一组由多枚灭弧栅片排列成的大致呈“┐”字形的灭弧栅片组42及静触头引弧板43。“┐”字形的所述灭弧栅片组42包括灭弧栅片横向延伸排列的位于上方的上部灭弧栅片组421和灭弧栅片竖向延伸排列的位于侧下方的下部灭弧栅片组422。“┐”字形的所述灭弧栅片组42中灭弧栅片呈辐射状排列。所谓辐射状就是有明显的中心，自中心向外辐射有若干径线，灭弧栅片呈辐射状排列也就是灭弧栅片依次排列在若干径线上，本实施例优选的，中心为圆心，呈辐射状排列的所述灭弧栅片排列在圆心辐射线上，如图3所示。更优选的，所述灭弧栅片排列在等角度分布的辐射线上，这样空间利用最大化。当然所述灭弧栅片也可排列在不均等角度分布的辐射线上。本实施例中，只需一种灭弧栅片呈辐射状排列并排列呈“┐”字形。

请继续参阅图3，所述的动触头引弧板41包括设置在“┐”字形的灭弧栅片组42的左端也就是上部灭弧栅片组421左侧的动触头引弧板上端411和自动触头引弧板上端411向打开位置时的动触头所在位置方向延伸的动触头引弧板延伸体412。优选的，所述动触头引弧板延伸体412为呈长脚“∪”形的向下延伸体。所述动触头引弧板41的长脚“∪”形的动触头引弧板延伸体412与所述动触头3的自由端31端部相对应。当断路器分断时，也就是在所述动触头3向上打开至最大位置的状态下，所述动触头引弧板41的长脚“∪”形的动触头引弧板延伸体412与所述自由端31的端部之间能够形成电流路径。并且长脚“∪”形的动触头引弧板延伸体412的“∪”形结构将大大加强此处的电场强度，将更有利于将电弧引至灭弧室4内，拉长电弧的长度，提高电弧电压，将大幅提高分断能力。

请继续参阅图3，所述静触头引弧板43设置在下部灭弧栅片组422的底部，所述静触头引弧板43一端为第一直段与静触头2固定连接，另一端为第二直段延伸至“┐”字形的灭弧栅片组42的下端即下部灭弧栅片组422的底部下方，中间具有向动触头3打开方向凸起的过渡部。具体的，所述静触头引弧板43的一端为连接段431、中间的过渡段为呈三角形状的凸起段432、另一端为直段433。所述的连接段431与静触头2固定连接，所述的直段433置于“┐”字形的灭弧栅片组42的下部灭弧栅片组422的下方且与下部灭弧栅片组422平行，所述凸起段432置于连接段431与直段433之间。长脚“∪”形的所述动触头引弧板延伸体412与凸起段432之间形成电气间隙，可供电弧向灭弧室4运动。

请继续参阅图3并结合图4，在静触头引弧板43的宽度方向两侧设有一对绝缘板7，在一对绝缘板7之间形成可容纳动触头3运动的狭窄腔体71。在断路器分断时，动触头3和静触头2分离产生的电弧沿着狭窄腔体71向灭弧室4运动，并且在绝缘板7对应于静触头引弧板43处设有凹陷部，使得绝缘板7与静触头引弧板43保持一定空气间隙A。优选的，所述凹陷部位于三角形状的凸起段432处。更优选的，该空气间隙A为1～2.5mm。 请继续参阅图3，在静触头引弧板43的与静触头2固定连接的连接段431处设有隔弧罩8，并且隔弧罩8和绝缘板7之间留有绝缘间隙，使得绝缘板7与静触头2不抵触。

请继续参阅图3并结合图4，在静触头引弧板43和动触头引弧板41的两侧且在一对绝缘板7的相背离的两侧面紧贴安装有一对铁磁片5。在静触头引弧板43的下方安装有铁磁物6，也就是所述铁磁物6设置在凸起段432的下方，并且铁磁物6的宽度大于静触头引弧板43的宽度，并且铁磁物6与静触头引弧板43之间具有空气间隙B。这里所述的绝缘板7是一种非常薄的薄板，所以所述铁磁物6与两侧的一对铁磁片5组合形成接近U形的结构。

请继续参阅图3并结合图4，本实施例中，所述一对绝缘板7靠近静触头引弧板43的过渡部区域向外具有折弯部，形成凹陷部，使得绝缘板7与静触头引弧板43之间具有空气间隙A，并且使得一对绝缘板7在静触头引弧板43的过渡部区域之间的宽度增加，使得一对绝缘板7外侧的一对铁磁片5在静触头引弧板43的过渡部区域之间的宽度随着一对绝缘板7之间的宽度的增加而增加。简单的说，也就是绝缘板7靠近静触头引弧板43的凸起段432区域到静触头引弧板43的凸起段432的距离大于安全值，也就是使绝缘板7与静触头引弧板43之间具有空气间隙A，所述空气间隙A大于1mm。同时随着两侧铁磁片5在靠近静触头引弧板43的凸起段432区域之间的距离增大，设置在凸起段432下方的铁磁物6的宽度也随之增加，使铁磁物6的宽度大于静触头引弧板43的宽度，并且铁磁物6与静触头引弧板43之间具有电气间隙B，电气间隙B也大于1mm。该结构中，静触头2和动触头3的爬电距离大大增加。并且该结构中两侧铁磁片5的上部区域宽度不变，从而使动触头3和动触头引弧板41附近的电场强度不被削弱。同时该结构中铁磁物6的宽度增加，铁磁物6的宽度大于静触头引弧板43的宽度，从而减小铁磁片5与铁磁物6形成的U形磁回路的磁阻，避免动触头引弧板41与静触头引弧板43区域的磁场强度的削弱。

请继续参阅图5至图8，所述铁磁片5还可以由短铁磁片51与长铁磁片52两片组成，长铁磁片52叠设在短铁磁片51的外侧且短铁磁片51位于静触头引弧板43的上方，长铁磁片52到静触头引弧板43的电气间隙都大于安全值，使得紧贴安装于一对铁磁片5内侧面的一对绝缘板7到静触头引弧板43的距离大于安全值，也就是使绝缘板7与静触头引弧板43之间具有空气间隙A，空气间隙A大于1mm。优选的，该空气间隙A为1～2.5mm。该结构中静触头2和动触头3的爬电距离大大增加。

该结构中短铁磁片51安装在内侧使两短铁磁片51之间的宽度距离不变，从而使动触头3和动触头引弧板41附近的电场强度不被削弱。长铁磁片52安装在外侧，使铁磁片5在静触头引弧板43附近区域的宽度增加，铁磁物6的宽度也随之增加，使下铁磁物6的宽度大于静触头引弧板43的宽度，并且铁磁物6与静触头引弧板43之间具有电气间隙B，电气间隙B大于1mm。从而减小铁磁片5与铁磁物6形成的U形磁回路的磁阻，避免动触头引弧板41与静触头引弧板43区域的磁场强度的削弱。

Claims (9)

1.一种结构改进的断路器的触头灭弧装置，包括触头系统和灭弧室，所述的触头系统包括动触头和静触头，所述动触头和静触头通过接触或分离控制断路器电路的通断；所述灭弧室包括用于与静触头连接的静触头引弧板；在静触头引弧板的宽度方向两侧设有一对绝缘板，其特征在于:在一对绝缘板之间形成可容纳动触头运动的狭窄腔体，在断路器分断时，动触头和静触头分离产生的电弧沿着狭窄腔体向灭弧室运动，并且在绝缘板对应于静触头引弧板处设有凹陷部，使得绝缘板与静触头引弧板保持有空气间隙。

2.根据权利要求1所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述灭弧室还包括动触头引弧板和一组由多枚灭弧栅片排列成“┐”字形的灭弧栅片组。

3.根据权利要求2所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于在所述的静触头引弧板的一端为第一直段与静触头固定连接，另一端为第二直段延伸至“┐”字形的灭弧栅片组的下端，中间具有向动触头打开方向凸起的过渡部, 所述的过渡部为呈三角形状的凸起段，所述凹陷部位于三角形状的凸起段处。

4.根据权利要求3所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于在所述一对绝缘板的相背离的两侧面紧贴安装有一对铁磁片；在静触头引弧板的过渡部下方安装有铁磁物，所述铁磁物与两侧的一对铁磁片组合形成接近U形的结构。

5.根据权利要求4所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述铁磁物的宽度大于静触头引弧板的宽度，并且铁磁物与静触头引弧板之间具有电气间隙。

6.根据权利要求5所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述一对绝缘板靠近静触头引弧板的过渡部区域向外具有折弯部，使绝缘板与静触头引弧板之间具有空气间隙，并且一对绝缘板在静触头引弧板的过渡部区域之间的宽度增加，使得一对绝缘板外侧的一对铁磁片在静触头引弧板的过渡部区域之间的宽度随着一对绝缘板之间的宽度的增加而增加。

7.根据权利要求4所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述铁磁片由短铁磁片与长铁磁片两片组成，长铁磁片叠设在短铁磁片的外侧且短铁磁片位于静触头引弧板的上方，使得一对铁磁片在靠近静触头引弧板的及以下区域之间的宽度增加，使紧贴安装于该对铁磁片内侧的绝缘板与静触头引弧板之间具有空气间隙。

8.根据权利要求2所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述的动触头引弧板包括设置在“┐”字形的灭弧栅片组一端的动触头引弧板上端和自动触头引弧板上端向打开位置时的动触头所在位置方向延伸的动触头引弧板延伸体。

9.根据权利要求1所述的结构改进的断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述空气间隙大于1mm。

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