CN213936098U - 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，包括触头机构、灭弧室和引弧机构，触头机构包括静触头和动触头，灭弧室由沿着动、静触头的打开方向延伸的第一灭弧室及与第一灭弧室邻接的第二灭弧室构成，引弧机构包括静触头引弧板和动触头引弧板，静触头引弧板的一端与静触头连接，另一端延伸至第一灭弧室远离第二灭弧室的一端端部，动触头引弧板的一端延伸至动触头在断路器分闸状态下所在的位置，另一端延伸至第二灭弧室远离第一灭弧室的一端端部，静触头引弧板与动触头引弧板之间的空间为跑弧通道，动触头引弧板具有动触头引弧板第一节段，动触头引弧板第一节段与第一灭弧室平行。改善断路器在额定高压服役状况下的分断能力，满足断路器向小型化方向发展的要求。

Description

一种断路器的触头灭弧系统

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的触头灭弧系统。

背景技术

前述的断路器主要指塑壳断路器，但并非绝对限于塑壳断路器。如业界所知，断路器是低压配电系统中的用于确保额定负载下对电路接通或断开以及在电路异常状态﹙如过载和短路﹚时自动断开电路的重要配电设备，随着电力工程对电源和输配电设施要求的不断提高，对作为用于保护电路的属于开关电器范畴的前述断路器的电性能要求日益严苛，并且小型化、高性能、模块化、高可靠性等成为了目前对塑壳断路器的发展方向。仍如业界所知，触头灭弧系统是塑壳断路器的重要组成部分，并且塑壳断路器的触头系统的结构体系的触头形状及其尺寸设计的合理与否会直接关系到塑壳断路器的分断能力和电气寿命。前述灭弧系统的灭弧室的功用是：在电路发生过载或短路故障时，因触点断开即在动触点与静触点断开时会产生电弧，于是由灭弧室将前述电弧拉长、分断（也可称切断或分割），直至熄灭。目前，通常以加大灭弧室的设计理念来实现低压断路器的高电压、高分段能力。但是，这种设计理念存在顾此失彼的问题：所谓的顾此，即为在一定程度上可以实现前述低压断路器的高电压及高分断能力；所谓的失彼即为导致断路器的体积显著增大，一方面提高断路器的制造成本乃至影响断路器的市场应用空间，另一方面在一定程度上造成资源浪费，尤其是在增大灭弧室后，因灭弧栅片的叠置高度相应增加，导致上方的灭弧栅片所在的高度位置远远高于（即“大于”）动触头打开时的行程最高点的位置，然而实际的情形是，由于电弧在形成后很难进入上方的灭弧栅片，因而上方的灭弧栅片的有效利用率是相对偏低的，对断路器分断能力的提升不具有客观的积极意义。由前述说明可知，以加大灭弧室来提升断路器分断能力的设计具有一定的盲目性，因此有必要加以改进，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

本实用新型的任务在于提供一种有利于摆脱受增大灭弧室的设计模式影响而通过对引弧机构的合理改进使断路器在额定高压的服役状态下的分断能力得以显著提升的断路器的触头灭弧系统。

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，包括触头机构、灭弧室和引弧机构，触头机构包括静触头和动触头，灭弧室的形状呈┐字形，并且灭弧室由沿着所述动触头与所述静触头的打开方向延伸的第一灭弧室Ⅰ以及与第一灭弧室Ⅰ邻接的并且向断路器分闸时动触头所在的位置延伸的第二灭弧室Ⅱ构成，引弧机构包括静触头引弧板和动触头引弧板，静触头引弧板的一端与所述静触头连接，而另一端延伸至第一灭弧室Ⅰ远离第二灭弧室Ⅱ的一端端部，动触头引弧板的一端延伸至动触头在断路器分闸状态下所在的位置，而另一端延伸至所述第二灭弧室Ⅱ远离所述第一灭弧室Ⅰ的一端端部，静触头引弧板与动触头引弧板之间的空间构成为用于供由所述动触头与所述静触头分离过程中产生的电弧向所述灭弧室的方向运动的跑弧通道，所述动触头引弧板具有一动触头引弧板第一节段Ⅰ，该动触头引弧板第一节段Ⅰ与所述第一灭弧室Ⅰ平行。

在本实用新型的一个具体的实施例中，由所述动触头引弧板第一节段Ⅰ与所述第一灭弧室Ⅰ之间的空间构成为跑弧通道的第一喉部Ⅰ，在电弧行进方向上，所述第一喉部Ⅰ前后的跑弧通道的宽度大于第一喉部Ⅰ的宽度。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述引弧机构的动触头引弧板还具有动触头引弧板第二节段Ⅱ、动触头引弧板第三节段Ⅲ、动触头引弧板第四节段Ⅳ和动触头引弧板第五节段Ⅴ，动触头引弧板第四节段Ⅳ位于所述第二灭弧室Ⅱ远离所述第一灭弧室Ⅰ的一端端部，动触头引弧板第三节段Ⅲ由动触头引弧板第四节段Ⅳ折弯并向所述第一灭弧室Ⅰ的方向延伸构成，所述的动触头引弧板第一节段Ⅰ由该动触头引弧板第三节段Ⅲ折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ由动触头引弧板第一节段Ⅰ折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ折弯后向断路器分闸时所述动触头所在的位置延伸的部分构成为动触头引弧板第五节段Ⅴ。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述引弧机构的静触头引弧板包括静触头引弧板第一节段Ⅰ、静触头引弧板第二节段Ⅱ和静触头引弧板第三节段Ⅲ，静触头引弧板第二节段Ⅱ位于所述第一灭弧室Ⅰ远离所述第二灭弧室Ⅱ的一端端部，静触头引弧板第二节段Ⅱ折弯后并且向所述动触头引弧板延伸而形成所述的静触头引弧板第三节段Ⅲ，而该静触头引弧板第三节段Ⅲ折弯后构成与所述静触头连接的所述静触头引弧板第一节段Ⅰ；所述跑弧通道具有一第二喉部Ⅱ，该第二喉部Ⅱ位于所述动触头引弧板第二节段Ⅱ与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ之间。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，在电弧行进方向上，所述第二喉部Ⅱ前后的跑弧通道宽度大于第二喉部Ⅱ的宽度。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述动触头引弧板第二节段Ⅱ与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ彼此平行。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述动触头引弧板第二节段Ⅱ与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ之间的距离小于所述动触头的开距。

本实用新型提供的技术方案的技术效果在于：由于将引弧机构的结构体系的动触头引弧板的动触头引弧板第一节段Ⅰ与灭弧室的结构体系的第一灭弧室Ⅰ平行，并且将动触头引弧板第一节段Ⅰ与第一灭弧室Ⅰ之间的空间构成为跑弧道的第一喉部Ⅰ，又由于在电弧向灭弧室的行进方向上，第一喉部Ⅰ前后的跑弧通道的宽度大于第一喉部Ⅰ的宽度，进一步地，将动触头引弧板的动触头引弧板第二节段Ⅱ与静触头引弧板的静触头引弧板第一节段Ⅰ之间构成第二喉部Ⅱ，第二喉部Ⅱ前后的跑弧通道的宽度大于第二喉部Ⅱ的宽度，因而在电弧行进方向上，形成两个拉瓦尔喷口，使电弧在产生后更容易转移，有助于断路器在高压使用环境中进一步有效地对触点断开时产生的电弧拉长、分断、熄灭，得以显著改善断路器在额定高压服役状况下的分断能力，并且由于摒弃了传统的以加大灭弧室来试图提高分断能力的设计偏见，因而得以满足断路器向小型化方向发展的要求。

附图说明

图1为本实用新型的实施例示意图。

具体实施方式

请参见图1，示出了触头机构1、灭弧室2和引弧机构3，触头机构1包括静触头11和动触头12，灭弧室2的形状呈┐字形，即大体上呈倒置的L字形，并且灭弧室2由沿着前述动触头12与前述静触头11的打开方向延伸的第一灭弧室Ⅰ21以及与第一灭弧室Ⅰ21邻接的并且向断路器分闸时动触头12所在的位置延伸的第二灭弧室Ⅱ22构成，以目前图1所示的位置状态为例，第一灭弧室Ⅰ21表现为纵向（即竖向），而第二灭弧室Ⅱ22表现为横向，由此可知，不能以图1所示位置状态的变化来限制本实用新型。由图1所示，第一灭弧室Ⅰ21的延伸方向是与动触头12与静触头11的打开方向一致的。第一灭弧室Ⅰ21由数片第一灭弧栅片Ⅰ211沿着动触头12与静触头11的打开方向排列构成；第二灭弧室Ⅱ22由数片第二灭弧栅片Ⅱ221沿着图1所示的方向横向排列构成。各第一灭弧栅片Ⅰ211以及各第二灭弧栅片Ⅱ221的偏置角度不同。在第一灭弧室Ⅰ21最底部的第一灭弧栅片Ⅰ211基本呈横向布置，越往上（越接近第一灭弧室Ⅰ21和第二灭弧室Ⅱ22的邻接区域），第一灭弧栅片Ⅰ211的布置越向竖直方向倾斜，在第二灭弧室Ⅱ22最左端的第二灭弧栅片Ⅱ221基本呈竖向布置，越接近第一灭弧室Ⅰ21和第二灭弧室Ⅱ22的邻接区域，第二灭弧栅片Ⅱ221的布置越向横向倾斜，使得在第一灭弧室Ⅰ21和第二灭弧室Ⅱ22的邻接区域，彼此相邻的一片第一灭弧栅片Ⅰ211和一片第二灭弧栅片Ⅱ221基本呈平行。引弧机构3包括静触头引弧板31和动触头引弧板32，静触头引弧板31的一端与前述静触头11连接，而另一端延伸至第一灭弧室Ⅰ21远离第二灭弧室Ⅱ22的一端端部，动触头引弧板32的一端延伸至动触头12在断路器分闸状态下所在的位置，而另一端延伸至前述第二灭弧室Ⅱ22远离前述第一灭弧室Ⅰ21的一端端部，静触头引弧板31与动触头引弧板32之间规划出了一个跑弧通道4，也就是说，静触头引弧板31和动触头引弧板32之间的空间构成为用于供由前述动触头12与前述静触头11分离过程中产生的电弧向前述灭弧室2的方向运动的跑弧通道4，其（跑弧通道4）一端开口对准分闸时的动静触头，另一端将┐字形的灭弧室2的左侧端部和底端部包络。由动触头12和静触头11分离产生的电弧，在跑弧通道4内向灭弧室2运动。

作为本实用新型提供的技术方案的技术要点：前述动触头引弧板32具有一动触头引弧板第一节段Ⅰ321，该动触头引弧板第一节段Ⅰ321与前述第一灭弧室Ⅰ21平行，并且由该动触头引弧板第一节段Ⅰ321与前述第一灭弧室Ⅰ21之间的空间构成为跑弧通道4的第一喉部Ⅰ41，在电弧行进方向上，前述第一喉部Ⅰ41前后的跑弧通道的宽度大于第一喉部Ⅰ41的宽度。

前述引弧机构3的动触头引弧板32还具有动触头引弧板第二节段Ⅱ322、动触头引弧板第三节段Ⅲ323、动触头引弧板第四节段Ⅳ324和动触头引弧板第五节段Ⅴ325，动触头引弧板第四节段Ⅳ324位于前述第二灭弧室Ⅱ22远离前述第一灭弧室Ⅰ21的一端端部，动触头引弧板第三节段Ⅲ323由动触头引弧板第四节段Ⅳ324折弯并向前述第一灭弧室Ⅰ21的方向延伸构成，前述的动触头引弧板第一节段Ⅰ321由该动触头引弧板第三节段Ⅲ323折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ322由动触头引弧板第一节段Ⅰ321折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ322折弯后向断路器分闸时前述动触头12所在的位置延伸的部分构成为动触头引弧板第五节段Ⅴ325。

由上面的说明并且结合图1的示意可以毫无疑问地确定：动触头引弧板32为连续折弯的构造。动触头引弧板第一节段Ⅰ321是以平行于第一灭弧室Ⅰ21延伸方向的方向延伸构成，具体为：第一灭弧室Ⅰ21由数片第一灭弧栅片Ⅰ211沿着动触头12与静触头11的打开方向排列构成，数片第一灭弧栅片Ⅰ211的靠近触头机构1的一端的端部构成一竖向直线210，动触头引弧板第一节段Ⅰ321平行于该竖向直线210。

前述引弧机构3的静触头引弧板31包括静触头引弧板第一节段Ⅰ311、静触头引弧板第二节段Ⅱ312和静触头引弧板第三节段Ⅲ313，静触头引弧板第二节段Ⅱ312位于前述第一灭弧室Ⅰ21远离前述第二灭弧室Ⅱ22的一端端部，即位于第二灭弧室Ⅱ22的底部，静触头引弧板第二节段Ⅱ312折弯后并且向前述动触头引弧板32延伸而形成前述的静触头引弧板第三节段Ⅲ313，而该静触头引弧板第三节段Ⅲ313折弯后构成与前述静触头11连接的前述静触头引弧板第一节段Ⅰ311；前述跑弧通道4具有一第二喉部Ⅱ42，该第二喉部Ⅱ42位于前述动触头引弧板第二节段Ⅱ322与前述静触头引弧板第一节段Ⅰ311之间。

在本实施例中，上述静触头引弧板31为连续折弯的构造，但是并不受该实施例结构的制约，也就是说，静触头引弧板31的折弯形态不受图1所示的弯折状态的限制，例如也可以是平滑曲线的构造。

在电弧行进方向上，前述第二喉部Ⅱ42前后的跑弧通道宽度大于第二喉部Ⅱ42的宽度；前述动触头引弧板第二节段Ⅱ322与前述静触头引弧板第一节段Ⅰ311彼此平行；前述动触头引弧板第二节段Ⅱ322与前述静触头引弧板第一节段Ⅰ311之间的距离小于前述动触头12的开距。

如前述，动触头引弧板第一节段Ⅰ321和第一灭弧室Ⅰ21之间构成跑弧通道4的第一喉部Ⅰ41，在电弧行进方向上，第一喉部Ⅰ41前后的跑弧通道宽度大于第一喉部Ⅰ41的宽度，因此如图1所示，第一喉部Ⅰ41前部区域为由动触头引弧板第二节段Ⅱ322和第一灭弧室Ⅰ21之间的区域，第一喉部Ⅰ41后部区域为由动触头引弧板第三节段Ⅲ323和第一灭弧室Ⅰ21之间的区域，由此可见，在第一喉部Ⅰ41前后，呈现了由大变小逐渐收缩至第一喉部Ⅰ41，第一喉部Ⅰ41之后又由小变大向外扩张的通道，形成了一个拉瓦尔喷口，使得电弧在跑弧通道4内加速进入灭弧室2，经过电弧拉长、分断、熄灭后，气体A快速从灭弧室的出气口排出。

如前述，动触头引弧板第二节段Ⅱ322和静触头引弧板第一节段Ⅰ311之间构成跑弧通道4的第二喉部Ⅱ42，在本实施例中，动触头引弧板第二节段Ⅱ322和静触头引弧板第一节段Ⅰ311平行，动触头引弧板第二节段Ⅱ322和静触头引弧板第一节段Ⅰ311之间的距离小于动静触头之间的开距。在电弧行进方向上，第二喉部Ⅱ42前后的跑弧通道宽度大于第二喉部Ⅱ42的宽度。同样，第二喉部Ⅱ42前部区域为由动触头引弧板第五节段Ⅴ325和静触头引弧板第一节段Ⅰ311的接近静触头部分之间的区域，第二喉部Ⅱ42后部区域为由动触头引弧板第二节段Ⅱ322和第一灭弧室Ⅰ21之间的区域，由此可见，在第二喉部Ⅱ42前后，呈现了由大变小逐渐收缩至第二喉部Ⅱ42，第二喉部Ⅱ42之后又由小变大向外扩张的通道，形成了一个拉瓦尔喷口，有利于电弧从动静触点间产生向灭弧室2内部转移。

综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (7)

1.一种断路器的触头灭弧系统，包括触头机构(1)、灭弧室(2)和引弧机构(3)，触头机构(1)包括静触头(11)和动触头(12)，灭弧室(2)的形状呈┐字形，并且灭弧室(2)由沿着所述动触头(12)与所述静触头(11)的打开方向延伸的第一灭弧室Ⅰ(21)以及与第一灭弧室Ⅰ(21)邻接的并且向断路器分闸时动触头(12)所在的位置延伸的第二灭弧室Ⅱ(22)构成，引弧机构(3)包括静触头引弧板(31)和动触头引弧板(32)，静触头引弧板(31)的一端与所述静触头(11)连接，而另一端延伸至第一灭弧室Ⅰ(21)远离第二灭弧室Ⅱ(22)的一端端部，动触头引弧板(32)的一端延伸至动触头(12)在断路器分闸状态下所在的位置，而另一端延伸至所述第二灭弧室Ⅱ(22)远离所述第一灭弧室Ⅰ(21)的一端端部，静触头引弧板(31)与动触头引弧板(32)之间的空间构成为用于供由所述动触头(12)与所述静触头(11)分离过程中产生的电弧向所述灭弧室(2)的方向运动的跑弧通道(4)，其特征在于：所述动触头引弧板(32)具有一动触头引弧板第一节段Ⅰ(321)，该动触头引弧板第一节段Ⅰ(321)与所述第一灭弧室Ⅰ(21)平行。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于由所述动触头引弧板第一节段Ⅰ(321)与所述第一灭弧室Ⅰ(21)之间的空间构成为跑弧通道(4)的第一喉部Ⅰ(41)，在电弧行进方向上，所述第一喉部Ⅰ(41)前后的跑弧通道的宽度大于第一喉部Ⅰ(41)的宽度。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述引弧机构(3)的动触头引弧板(32)还具有动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)、动触头引弧板第三节段Ⅲ(323)、动触头引弧板第四节段Ⅳ(324)和动触头引弧板第五节段Ⅴ(325)，动触头引弧板第四节段Ⅳ(324)位于所述第二灭弧室Ⅱ(22)远离所述第一灭弧室Ⅰ(21)的一端端部，动触头引弧板第三节段Ⅲ(323)由动触头引弧板第四节段Ⅳ(324)折弯并向所述第一灭弧室Ⅰ(21)的方向延伸构成，所述的动触头引弧板第一节段Ⅰ(321)由该动触头引弧板第三节段Ⅲ(323)折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)由动触头引弧板第一节段Ⅰ(321)折弯后延伸构成，动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)折弯后向断路器分闸时所述动触头(12)所在的位置延伸的部分构成为动触头引弧板第五节段Ⅴ(325)。

4.根据权利要求3所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述引弧机构(3)的静触头引弧板(31)包括静触头引弧板第一节段Ⅰ(311)、静触头引弧板第二节段Ⅱ(312)和静触头引弧板第三节段Ⅲ(313)，静触头引弧板第二节段Ⅱ(312)位于所述第一灭弧室Ⅰ(21)远离所述第二灭弧室Ⅱ(22)的一端端部，静触头引弧板第二节段Ⅱ(312)折弯后并且向所述动触头引弧板(32)延伸而形成所述的静触头引弧板第三节段Ⅲ(313)，而该静触头引弧板第三节段Ⅲ(313)折弯后构成与所述静触头(11)连接的所述静触头引弧板第一节段Ⅰ(311)；所述跑弧通道(4)具有一第二喉部Ⅱ(42)，该第二喉部Ⅱ(42)位于所述动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ(311)之间。

5.根据权利要求4所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于在电弧行进方向上，所述第二喉部Ⅱ(42)前后的跑弧通道宽度大于第二喉部Ⅱ(42)的宽度。

6.根据权利要求4所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ(311)彼此平行。

7.根据权利要求6所述的一种断路器的触头灭弧系统，其特征在于所述动触头引弧板第二节段Ⅱ(322)与所述静触头引弧板第一节段Ⅰ(311)之间的距离小于所述动触头(12)的开距。

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