CN212848279U - 一种断路器的触头灭弧系统 - Google Patents

Abstract

一种断路器的触头灭弧系统，属于断路器技术领域。包括动触头、静触头、灭弧室和一对分设在动触头和静触头两侧的绝缘板，一对绝缘板之间形成有供动触头运动的触头运动区，所述一对绝缘板的对应分闸时的动触头的位置处设置有凹陷部，使得分闸时动触头到绝缘板的距离大于合闸时动触头到绝缘板的距离。优点：保证动触头到静触头之间的爬电距离，保证断路器断口之间的耐压强度；增加气吹加快电弧向灭弧室的转移，增加触头系统和通道的绝缘强度，降低短路分断中发生背后击穿的风险。

Description

一种断路器的触头灭弧系统

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器的触头灭弧系统。

背景技术

塑壳断路器的触头灭弧室系统由触头系统、灭弧室组成。触头系统包括静触头、动触头。动触头通过旋转运动实现与静触头的接触或分离，完成断路器的分闸、合闸操作。所述灭弧室包括由数片灭弧栅片层叠排列构成的灭弧栅片组，且还包括对应静触头的静触头引弧板和对应动触头的动触头引弧板，所述静触头引弧板与静触头连接，所述动触头引弧板与分闸位置时的动触头相对应，并保持一定间隙。由绝缘材料加工的一对绝缘板安装在触头系统、动触头引弧板和静触头引弧板的左右两侧，形成一个狭窄的通道。在动触头打开和闭合过程中，动触头均在该通道内运动。

断路器短路分断过程中，产生在动触头的动触点和静触头的静触点之间的电弧经过通道进入灭弧室，在灭弧室内部被灭弧栅片组切割形成多个短弧。通过绝缘板形成狭窄的通道，一方面可以增加气吹加快电弧向灭弧室的转移，另一方面可以增加触头系统和通道的绝缘强度，降低短路分断中发生背后击穿的风险。减小通道的宽度，即减小两绝缘板之间的间隔距离，有利于提高断路器的灭弧能力，因此，通常将绝缘板靠近静触头引弧板的两侧安装。但是，动触头旋转运动时会发生左右侧偏，在分闸状态下，动触头会因为侧偏而与绝缘板接触，使动触头到静触头之间的爬电距离为动触头沿着绝缘板到静触头的最短距离，从而使动触头到静触头之间的爬电距离大大减小，制约断路器试后工频耐压的提高。

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，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。断路器断口之间的耐压强度是由动、静触头之间的爬电距离保证的。

鉴于上述已有技术，有必要对现有断路器的触头灭弧系统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断路器的触头灭弧系统，其能保证动触头到静触头之间的爬电距离，保证断路器断口之间的耐压强度。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种断路器的触头灭弧系统，包括动触头、静触头、灭弧室和一对分设在动触头和静触头两侧的绝缘板，一对绝缘板之间形成有供动触头运动的触头运动区，所述一对绝缘板的对应分闸时的动触头的位置处设置有凹陷部，使得分闸时动触头到绝缘板的距离大于合闸时动触头到绝缘板的距离。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述凹陷部包围并大于分闸时动触头在绝缘板上的投影。

在本实用新型的另一个具体实施例中，在电弧行进方向上，一对绝缘板之间还形成有分别与触头运动区和灭弧室相衔接的跑弧区；在触头运动区，一对绝缘板上的凹陷部之间构成有第一距离D1，一对绝缘板的对应合闸时的动触头的位置之间构成有第二距离D2；在跑弧区，一对绝缘板之间构成有第三距离D3，D1＞D2，D2≥D3。

在本实用新型的又一个具体实施例中，在电弧行进方向上，所述跑弧区分为前跑弧区和后跑弧区，所述前跑弧区相对于后跑弧区形成一个狭窄的电弧行进通道。

在本实用新型的再一个具体实施例中，所述灭弧室包括由数片灭弧栅片层叠排列构成且呈横向延伸的第一灭弧区域和由数片灭弧栅片层叠排列且呈纵向延伸的第二灭弧区域，所述第一灭弧区域和第二灭弧区域构成“┐”形，所述一对绝缘板与第一灭弧区域和第二灭弧区域紧邻；所述断路器的触头灭弧系统还包括动触头引弧板和静触头引弧板，动触头引弧板包括向分闸时的动触头位置延伸的动触头引弧板一、动触头引弧板二和延伸至第一灭弧区域的靠近动触头位置的横向端部的动触头引弧板三，上述三者依次连接，静触头引弧板包括与静触头电连接的静触头引弧板一和与静触头引弧板一连接并延伸至第二灭弧区域的靠近静触头的下端部的静触头引弧板二，其中动触头引弧板二和静触头引弧板一之间的距离接近动触点和静触点之间的开距；所述前跑弧区对应动触头引弧板二至静触头引弧板一之间的区域，所述后跑弧区对应于前跑弧区后部至灭弧室之间；一对绝缘板的对应前跑弧区的位置之间构成有第四距离，一对绝缘板的对应后跑弧区的位置之间构成有第五距离，其中第四距离小于或等于第五距离。

在本实用新型的还有一个具体实施例中，所述的凹陷部具有凹陷部底面，绝缘板的对应合闸时的动触头的位置具有触头运动区内侧面，凹陷部底面与触头运动区内侧面的交界处具有过渡面，过渡面为平面或曲面。

在本实用新型的进而一个具体实施例中，所述一对绝缘板的外侧分别设置有由铁磁物质构成的增磁板。

在本实用新型的更而一个具体实施例中，所述增磁板包括以一对绝缘板的凹陷部底面之间的距离为间距间隔设置的一对第一增磁板。

在本实用新型的又进而一个具体实施例中，所述增磁板还包括以一对绝缘板的触头运动区内侧面之间的距离为间距间隔设置的一对第二增磁板，该对第二增磁板分别对应叠设在一对第一增磁板的外侧。

在本实用新型的又更而一个具体实施例中，所述静触头呈U形，所述静触头的面向动触头的导体上固定有所述的静触点，在静触头的U形结构的内腔且对应静触点的位置设置有铁磁物质一。

本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：第一、一对绝缘板的对应分闸时的动触头的位置处设置有凹陷部，使得分闸时动触头到绝缘板的距离大于合闸时动触头到绝缘板的距离，动触头即使在旋转运动时发生左右侧偏，在分闸状态下动触头也不会因为侧偏而与绝缘板接触，保持与一对绝缘板不干涉，保证动触头到静触头之间的爬电距离，进而保证断路器断口之间的耐压强度；第二、一对绝缘板的跑弧区内形成的狭窄的通道，一方面可以增加气吹加快电弧向灭弧室的转移，另一方面可以增加触头系统和通道的绝缘强度，降低短路分断中发生背后击穿的风险。

附图说明

图1为本实用新型所述断路器触头灭弧系统（除去灭弧栅片）的示意图。

图2为图1的C-C剖视图。

图3为本实用新型所述断路器触头灭弧系统的截面图。

图4为本实用新型所述触头灭弧系统的侧视图。

图5为本实用新型所述触头灭弧系统的静触头和绝缘板的配合立体图。

图6a为本实用新型所述触头灭弧系统的静触头和绝缘板一实施例配合的立体图。

图6b为本实用新型所述触头灭弧系统的静触头和绝缘板一实施例配合的剖视图。

图7a为本实用新型所述触头灭弧系统的静触头和绝缘板另一实施例配合的立体图。

图7b为本实用新型所述触头灭弧系统的静触头和绝缘板另一实施例配合的剖视图。

图8为本实用新型所述一对第一增磁板立体图。

图9为本实用新型所述一对第一增磁板和一对第二增磁板配合的示意图。

图10为本实用新型通道的另一实施例图。

图中：1.动触头、11.动触点；2.静触头、21.静触点；3.灭弧室、31.第一灭弧区域、32.第二灭弧区域；4.绝缘板、40.通道、401.触头运动区、402.跑弧区、4021.前跑弧区、4022.后跑弧区、41.凹陷部底面、411.过渡面、412.分界面为界、413.前后分界面、42.触头运动区内侧面；5.增磁板、51.第一增磁板、52.第二增磁板；6.铁磁物质一；7.铁磁物质二；8.动触头引弧板、81.动触头引弧板一、82.动触头引弧板二、83.动触头引弧板三；9.静触头引弧板、91.静触头引弧板一、92.动触头引弧板二。

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。

请参阅图1至图5所示，本实用新型涉及一种断路器的触头灭弧系统，包括动触头1、静触头2、灭弧室3和一对分设在动触头1和静触头2两侧的绝缘板4，一对绝缘板4之间形成有供动触头1运动的触头运动区401。

所述一对绝缘板4的对应分闸时的动触头1的位置处设置有凹陷部，使得分闸时动触头1到绝缘板4的距离大于合闸时动触头1到绝缘板4的距离。所述凹陷部的面积大于分闸时动触头1在绝缘板4上的投影面积，并且所述凹陷部将该投影包围在内部。该结构使得即使动触头1在旋转运动时发生左右侧偏，在分闸状态下动触头1也不会因为侧偏而与绝缘板4接触，保持与一对绝缘板4不干涉，保证动触头1到静触头2之间的爬电距离，从而保证了断路器断口之间的耐压强度。

在电弧行进方向上，一对绝缘板4之间还形成有分别与触头运动区401和灭弧室3相衔接的跑弧区402，由此，一对绝缘板4之间的通道40由触头运动区401和跑弧区402共同构成。在触头运动区401，一对绝缘板4上的凹陷部之间构成有第一距离D1，一对绝缘板4的对应合闸时的动触头1的位置之间构成有第二距离D2；在跑弧区402，一对绝缘板4之间构成有第三距离D3，D1＞D2，D2≥D3。

优选地，在本实施例中，所述的第二距离D2等于所述的第三距离D3。

如图3，所述静触头2呈U形，所述静触头2的面向动触头1的导体上固定有前述的静触点21。为增强通道40的磁场强度，在静触头2的U形结构的内腔且对应静触点21的位置设置有铁磁物质一6。

如图3所示，所述灭弧室3包括数片层叠布置的灭弧栅片，具体包括由数片灭弧栅片层叠排列构成且呈横向延伸的第一灭弧区域31和由数片灭弧栅片层叠排列且呈纵向延伸的第二灭弧区域32，所述第一灭弧区域31和第二灭弧区域32构成“┐”形。

如图1、图3所示，所述的一对绝缘板4大致呈矩形，所述第一灭弧区域31与绝缘板4的上方侧部紧邻，即所述第一灭弧区域31的灭弧栅片的下端构成的直线与绝缘板4的上边沿相邻；所述第二灭弧区域32与绝缘板4的右侧部紧邻，即所述第二灭弧区域32的灭弧栅片的左端构成的直线与绝缘板4的右边沿紧邻。所述绝缘板4通常采用产气材料加工，所述一对绝缘板4之间的形成狭窄的通道40，一方面可以增加气吹加快电弧向灭弧室3的转移，另一方面可以增加触头系统和通道40的绝缘强度，降低短路分断中发生背后击穿的风险。

如图3所示，所述断路器的触头灭弧系统还包括动触头引弧板8和静触头引弧板9，动触头引弧板8包括向分闸时的动触头1位置延伸的动触头引弧板一81、动触头引弧板二82和延伸至第一灭弧区域31的靠近动触头1位置的横向端部的动触头引弧板三83，上述三者依次连接。静触头引弧板9包括与静触头2电连接的静触头引弧板一91和与静触头引弧板一91连接并延伸至第二灭弧区域32的靠近静触头2的下端部的静触头引弧板二92。动触头引弧板二82和静触头引弧板一91之间的距离接近动触点11和静触点21之间的开距。所述动触头引弧板8的除延伸至第一灭弧区域31横向端部即图3所示的左端外的其余部分和静触头引弧板9的除延伸至第二灭弧区域32的底部外的其余部分均位于一对绝缘板4之间。所述动触头引弧板8、静触头引弧板9、一对绝缘板4共同围隔成通道40。

如图3所示，所述静触头引弧板9的下方设置有铁磁物质二7，所述铁磁物质二7位于一对绝缘板4之间，增强通道40的磁场强度。

所述的凹陷部具有凹陷部底面41，绝缘板4的对应合闸时的动触头1的位置具有触头运动区内侧面42，由此绝缘板4的对应触头运动区401内具有不同的内表面，即凹陷部底面41和触头运动区内侧面42，由于两个凹陷部底面41之间的第一距离D1与两个触头运动区内侧面42之间的第二距离D2不同，因此凹陷部底面41与触头运动区内侧面42的交界处会形成台阶，为了避免侧偏的动触头1在合闸过程中受到该台阶的卡阻，所以将台阶设置为过渡面411，所述的过渡面411可以为平面，更具体的，为倾斜面，如图6a、图6b所示；所述的过渡面411还可以为曲面，更具体的，为圆弧面，如图7a、图7b所示。

如图8所示，为进一步增强通道41的磁场强度，在绝缘板4的外侧分别安装有由铁磁物质构成的增磁板5。具体的，所述增磁板5包括以一对绝缘板4的凹陷部底面41之间的距离为间距间隔设置的一对第一增磁板51。一对第一增磁板51对应设置在一对绝缘板4的彼此背对的面上。

如图9所示，所述增磁板5还可以由两对增磁板组成，包括以一对绝缘板4的凹陷部底面41之间的距离为间距间隔设置的一对第一增磁板51、和以一对绝缘板4的触头运动区内侧面42之间的距离为间距间隔设置的一对第二增磁板52，所述一对第二增磁板52分别对应叠设在一对第一增磁板51的外侧，即一对第一增磁板51对应设置在一对绝缘板4的彼此背对的面上，一对第二增磁板52对应设置在一对第一增磁板51的彼此背对的面上。

当然，本实用新型所述的灭弧室不限于上述结构，也可以由数片灭弧栅片层叠排列且仅呈纵向延伸，即单独由上述第二灭弧区域32构成呈“︱”形。此时一对绝缘板分设在动触头和静触头的两侧，并且，一对绝缘板4的右侧部与该“︱”形灭弧室紧邻，动触头引弧板从灭弧室的顶端部延伸至分闸时动触头所在位置，静触头引弧板从灭弧室底部向动触头延伸，并与动触头电连接。动触头引弧板、静触头引弧板、一对绝缘板共同围隔成通道，通道包括两部分：触头运动区和跑弧区。

在上述“┐”形灭弧室3的结构情况下，如图10，在电弧行进方向上，还可以将跑弧区402进一步划分为前跑弧区4021和后跑弧区4022，具体结构是：所述前跑弧区4021对应动触头引弧板二82至静触头引弧板一91之间的区域，所述后跑弧区4022对应于前跑弧区4021后部至灭弧室3之间；一对绝缘板4的对应前跑弧区4021的位置之间构成有第四距离，一对绝缘板4的对应后跑弧区4022的位置之间构成有第五距离，第四距离可以与第五距离相等，或者第四距离小于第五距离，此时，通道40中由触头运动区401（对应这个区的绝缘板4的内表面具有凹陷部底面41和触头运动区内侧面42，两者以过渡面411为分界）、前跑弧区4021、后跑弧区4022三个区域构成，其中触头运动区401和前跑弧区4021以分界面412为界，前跑弧区4021和后跑弧区4022以前后分界面413为界。当第四距离小于第五距离时候，所述前跑弧区4021相对于后跑弧区4022更为狭窄，前跑弧区4021的气压相对于后跑弧区4022的气压更高，前跑弧区4021和后跑弧区4022形成了一个由窄变宽的电弧行进通道，在两者的边界处形成了一个类似喇叭口的形状，更有利于电弧快速进入灭弧室3。

Claims (10)

1.一种断路器的触头灭弧系统，包括动触头(1)、静触头(2)、灭弧室(3)和一对分设在动触头(1)和静触头(2)两侧的绝缘板(4)，一对绝缘板(4)之间形成有供动触头(1)运动的触头运动区(401)，其特征在于：所述一对绝缘板(4)的对应分闸时的动触头(1)的位置处设置有凹陷部，使得分闸时动触头(1)到绝缘板(4)的距离大于合闸时动触头(1)到绝缘板(4)的距离。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述凹陷部包围并大于分闸时动触头(1)在绝缘板(4)上的投影。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于在电弧行进方向上，一对绝缘板(4)之间还形成有分别与触头运动区(401)和灭弧室(3)相衔接的跑弧区(402)；在触头运动区(401)，一对绝缘板(4)上的凹陷部之间构成有第一距离D1，一对绝缘板(4)的对应合闸时的动触头(1)的位置之间构成有第二距离D2；在跑弧区(402)，一对绝缘板(4)之间构成有第三距离D3，D1＞D2，D2≥D3。

4.根据权利要求3所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于在电弧行进方向上，所述跑弧区(402)分为前跑弧区(4021)和后跑弧区(4022)，所述前跑弧区(4021)相对于后跑弧区(4022)形成一个狭窄的电弧行进通道。

5.根据权利要求4所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述灭弧室(3)包括由数片灭弧栅片层叠排列构成且呈横向延伸的第一灭弧区域(31)和由数片灭弧栅片层叠排列且呈纵向延伸的第二灭弧区域(32)，所述第一灭弧区域(31)和第二灭弧区域(32)构成“┐”形，所述一对绝缘板(4)与第一灭弧区域(31)和第二灭弧区域(32)紧邻；所述断路器的触头灭弧系统还包括动触头引弧板(8)和静触头引弧板(9)，动触头引弧板(8)包括向分闸时的动触头(1)位置延伸的动触头引弧板一(81)、动触头引弧板二(82)和延伸至第一灭弧区域(31)的靠近动触头(1)位置的横向端部的动触头引弧板三(83)，上述三者依次连接，静触头引弧板(9)包括与静触头(2)电连接的静触头引弧板一(91)和与静触头引弧板一(91)连接并延伸至第二灭弧区域(32)的靠近静触头(2)的下端部的静触头引弧板二(92)，其中动触头引弧板二(82)和静触头引弧板一(91)之间的距离接近动触点(11)和静触点(21)之间的开距；所述前跑弧区(4021)对应动触头引弧板二(82)至静触头引弧板一(91)之间的区域，所述后跑弧区(4022)对应于前跑弧区(4021)后部至灭弧室(3)之间；一对绝缘板(4)的对应前跑弧区(4021)的位置之间构成有第四距离，一对绝缘板(4)的对应后跑弧区(4022)的位置之间构成有第五距离，其中第四距离小于或等于第五距离。

6.根据权利要求5所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述的凹陷部具有凹陷部底面(41)，绝缘板(4)的对应合闸时的动触头(1)的位置具有触头运动区内侧面(42)，凹陷部底面(41)与触头运动区内侧面(42)的交界处具有过渡面(411)，过渡面(411)为平面或曲面。

7.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述一对绝缘板(4)的外侧分别设置有由铁磁物质构成的增磁板(5)。

8.根据权利要求7所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述增磁板(5)包括以一对绝缘板(4)的凹陷部底面(41)之间的距离为间距间隔设置的一对第一增磁板(51)。

9.根据权利要求7所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述增磁板(5)还包括以一对绝缘板(4)的触头运动区内侧面(42)之间的距离为间距间隔设置的一对第二增磁板(52)，该对第二增磁板(52)分别对应叠设在一对第一增磁板(51)的外侧。

10.根据权利要求5所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述静触头(2)呈U形，所述静触头(2)的面向动触头(1)的导体上固定有所述的静触点(21)，在静触头(2)的U形结构的内腔且对应静触点(21)的位置设置有铁磁物质一(6)。

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