CN215266167U - 灭弧系统、断路器和插入式断路器 - Google Patents

Abstract

一种灭弧系统、断路器和插入式断路器，所述灭弧系统包括设有多个灭弧栅片的灭弧室，灭弧室的一端为进气口，另一端为出气口，灭弧栅片对应进气口的一端设有灭弧缺口，灭弧室包括至少两种长度不同的灭弧栅片，所述的至少两种灭弧栅片在靠近进气口的一端齐平设置，灭弧栅片在靠近出气口的一端错位设置，灭弧系统不仅灭弧能力强，而且能避免电弧重燃；所述断路器和插入式断路器包括所述的灭弧系统，能够快速熄灭并排出电弧。

Description

灭弧系统、断路器和插入式断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种灭弧系统、断路器和插入式断路器。

背景技术

断路器的灭弧系统通常由触头系统、引弧系统、灭弧室、缓冲室等组成，用于熄灭断路器产生的电弧，现有的5G断路器(插入式断路器)不同于常规小型断路器产品，不仅体积小，而且外形狭长，灭弧系统往往设置在动触头的下方，留给灭弧系统的空间过小，导致灭弧系统熄灭电弧的能力无法达到要求。例如现有的灭弧系统中，虽然电弧切入灭弧室前端的速度基本差不多，但是电弧容易在灭弧室尾端短路重燃，容易导致断路器损坏。此外，现有的灭弧系统的缓冲室设计，电弧气体之间产生干扰，导致电弧气体排出的速度较慢，不利于提升断路器分断能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种灭弧能力强且电弧不易重燃的灭弧系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种灭弧系统，包括设有多个灭弧栅片的灭弧室，灭弧室的一端为进气口，另一端为出气口，灭弧栅片对应进气口的一端设有灭弧缺口，灭弧室包括至少两种长度不同的灭弧栅片，所述的至少两种灭弧栅片在靠近进气口的一端齐平设置，灭弧栅片在靠近出气口的一端错位设置。

优选的，位于灭弧室顶部的多个灭弧栅片构成第一栅片组件，位于灭弧室底部的多个灭弧栅片构成第二栅片组件，第一栅片组件的多个灭弧栅片的长度，大于第二栅片组件的多个灭弧栅片的长度。

优选的，还包括与出气口配合的缓冲室，所述缓冲室的中部设有隔板，缓冲室在隔板的两侧分别形成排气通道，两个排气通道一端分别与第一栅片组件和第二栅片组件对应配合，两个排气通道另一端分别与排气口连通。

优选的，所述出气口一端设有格栅，格栅中部设有多个通孔，所述格栅与第一栅片组件中部的多个灭弧栅片对应，在第一栅片组件的顶部和底部形成避让口。

优选的，所述进气口与接触系统配合，在接触系统的两侧分别设有导磁结构，导磁结构包括导磁板以及包裹在导磁板外的隔弧套。

优选的，还包括引弧板，导磁板一端从隔弧套伸出，隔弧套包裹导磁板另一端，引弧板的两侧分别与两个导磁板伸出各自隔弧套的一端电连接。

优选的，所述的两个排气通道分别为上通道和下通道，所述隔板远离灭弧室的一端向上通道弯曲，使上通道远离灭弧室一端的截面面积大于靠近灭弧室一端的截面面积，并使下通道远离灭弧室一端的截面面积小于靠近灭弧室一端的截面面积。

优选的，多个灭弧栅片中，至少有两个相邻的灭弧栅片的灭弧缺口在靠近进气口的一端齐平设置，两个相邻的灭弧栅片的灭弧缺口在靠近出气口的一端分别向两侧错位设置。

优选的，所述灭弧缺口包括延长斜边和缩短斜边，延长斜边和缩短斜边靠近进气口的一端间隔设置，延长斜边和缩短斜边靠近出气口的一端相连，延长斜边的长度大于缩短斜边；两个相邻的灭弧栅片的延长斜边在垂直于灭弧栅片方向上的投影之间的夹角α为50°-80°。

本实用新型的灭弧系统，灭弧室包括至少两种长度不同的灭弧栅片，通过至少两种灭弧栅片在靠近出气口的一端在长度方向上错位设置，不仅能够增大灭弧栅片的尺寸，提高切灭电弧的能力，而且还能够避免电弧在出气口重燃。

此外，所述缓冲室设有两个排气通道分别与出气口的顶部的第一栅片组件和底部的第二栅片组件配合，能够使电弧气体更均匀地排出，将后方电弧更快吸入灭弧室，提高熄灭电弧的速度，而且还能够防止电弧在出气口位置重燃。

此外，所述导磁结构能够增强触头引弧区域的磁场强度，使电弧能迅速从动触头上跳跃至引弧通道上，将动触头拉出的电弧更快引向灭弧室，保护动触头避免烧损。

本实用新型还提供了一种断路器，包括所述的灭弧系统。

本实用新型还提供了一种插入式断路器，其包括外壳，以及分别设置在外壳内的操作机构、接触系统、按钮、第一接线端子和第二接线端子，以及所述的灭弧系统，第一接线端子和按钮设置在外壳一端，第二接线端子设置在外壳另一端。

本实用新型的断路器和插入式断路器，通过所述灭弧系统能够快速熄灭电弧，并及时将电弧气体排出插入式断路器，不仅能够防止电弧损坏插入式断路器内部的零件，而且还能够使插入式断路器在大电流的线路中工作。

附图说明

图1是本实用新型插入式断路器的内部结构示意图；

图2是本实用新型图1的另一角度的结构示意图；

图3是本实用新型的导磁机构的结构示意图；

图4是本实用新型的导磁机构的分解图；

图5是本实用新型的导磁机构和引弧板分别与接触系统配合的示意图；

图6是本实用新型图5的局部放大图；

图7是本实用新型的灭弧室的结构示意图；

图8是本实用新型的灭弧室俯视图；

图9是本实用新型的灭弧室的侧视图；

图10是本实用新型插入式断路器的内部的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至10给出的实施例，进一步说明本实用新型的灭弧系统的具体实施方式。本实用新型的灭弧系统不限于以下实施例的描述。

如图1-2所示，本实施例的断路器为插入式断路器，所述插入式断路器包括外壳60，以及分别设置在外壳60内的操作机构、接触系统、保护机构、按钮61、第一接线端子和第二接线端子63，以及所述的灭弧系统，第一接线端子和按钮61设置在外壳60一端，第二接线端子63设置在外壳60另一端，按钮61与操作机构连接，接触系统包括动触头64和静触头65，动触头64安装在操作机构上，按钮61通过操作机构能够带动动触头64与静触头65接触和分开，动触头64与静触头65接触时导通所述线路，动触头64与静触头65分开时断开所述线路，并在分开的同时拉出电弧。

本实施例的插入式断路器，一个改进点在于灭弧系统，通过灭弧系统能够快速熄灭电弧，并及时将电弧气体排出插入式断路器，不仅能够防止电弧损坏插入式断路器内部的零件，而且还能够使插入式断路器在大电流的线路中工作。需要说明的是，本实用新型的灭弧系统不仅适用于插入式断路器，也能用于其他断路器。

如图7-9所示，本实用新型的灭弧系统包括设有多个灭弧栅片4的灭弧室10，灭弧室10的一端为进气口2，另一端为出气口3，所述的多个灭弧栅片4对应进气口2的一端分别设有灭弧缺口5；灭弧室10包括至少两种长度不同的灭弧栅片4，参见图9，所述的至少两种灭弧栅片4在靠近进气口2的一端齐平设置，在靠近出气口3的一端错位设置。灭弧室10包括至少两种长度不同的灭弧栅片4，通过至少两种灭弧栅片4在靠近出气口3的一端在长度方向上错位设置，不仅能够增大灭弧栅片4的尺寸，提高切灭电弧的能力，而且还能够避免电弧在出气口重燃。

如图7-9所示，所述灭弧室10包括相对设置的两个颊板1，以及连接在两个颊板1之间的多个栅片，在两个颊板1的一端之间形成进气口2，在两个颊板1的另一端之间形成出气口3。参见图9的优选实施例，灭弧室10包括两种长度不同的灭弧栅片，位于灭弧室10顶部的多个灭弧栅片4构成第一栅片组件43，位于灭弧室10底部的多个灭弧栅片4构成第二栅片组件44，第一栅片组件43的多个灭弧栅片4的长度，大于第二栅片组件44的多个灭弧栅片4的长度，使得灭弧室10被划分为顶部的第一部分和底部的第二部分，灭弧室10第一部分的长度大于第二部分的长度。由于电弧产生的高温气体更多的会往高处排出，可以在不增大外壳60尺寸的情况下，增大灭弧室10顶部的灭弧栅片4的尺寸，提高切灭电弧的能力，避免电弧在出气口重燃。

进一步，参见图7，多个灭弧栅片4在对应进气口2的一端分别设有灭弧缺口5，多个灭弧栅片4中，至少有两个相邻的灭弧栅片4的灭弧缺口5在靠近进气口2的一端齐平设置，在靠近出气口3的一端分别向两侧错位设置。本实用新型的灭弧室，使两个相邻的灭弧栅片4上的灭弧缺口5在靠近出气口3的一端错位设置，不仅能够提高切灭电弧的能力，而且还能够改变电弧气流转移的通道，加快排出电弧和吸引电弧的能力。

优选的，本实施例灭弧室4内的多个灭弧栅片4，所有相邻的灭弧栅片4的灭弧缺口5的底部均错位设置，包括第一栅片组件43的灭弧栅片4和第二栅片组件44的灭弧栅片4。第一栅片组件43的灭弧栅片4和第二栅片组件44的灭弧栅片4的灭弧缺口5的深度是一致的，相邻的灭弧栅片4的灭弧缺口5的底部在灭弧栅片4的平面上向两侧错位设置。当然作为另一实施例，也可以只部分相邻的灭弧栅片4的灭弧缺口5的底部均错位设置。

参见图8，基于灭弧缺口5的设置分类，所述多个栅片包括至少两种依次交替设置的灭弧栅片4，所述的至少两种灭弧栅片4对应进气口2的一端分别设有灭弧缺口5，所述的至少两种灭弧栅片4上的灭弧缺口5的底部错位设置。本实施例的多个栅片由两种灭弧栅片4交替设置构成，两种灭弧栅片4的灭弧缺口5的底部错位设置，所述的两种灭弧栅片4分别为第一栅片41和第二栅片42，多个第一栅片41上的灭弧缺口5相同，多个第二栅片42上的灭弧缺口5相同也相同，但第一栅片41和第二栅片42上的灭弧缺口5不同，第一栅片41和第二栅片42上灭弧缺口5的靠近进气口2的一端齐平设置，第一栅片41和第二栅片42上灭弧缺口5的靠近出气口3的一端分别向设有两个颊板1的两侧错位设置。

具体的，所述灭弧缺口5大致呈三角形，灭弧缺口5包括延长斜边51和缩短斜边52，延长斜边51的长度大于缩短斜边52，延长斜边51和缩短斜边52靠近出气口3的一端相连，并构成对应灭弧缺口5的靠近出气口3的一端，延长斜边51和缩短斜边52靠近进气口2的一端间隔设置，并构成对应灭弧缺口5的靠近进气口2的一端；

所述第一栅片41上的延长斜边51和第二栅片42上的延长斜边51在垂直于灭弧栅片4方向上的投影之间的夹角α为50°-80°，α取50°-80°能够保证第一栅片41和第二栅片42以合理角度交错设置，防止错位角度太大无法与电弧接触，或者错位角度太小无法提高吸引电弧的能力。

可以理解的是，所述的多个栅片也可以由三种以上灭弧栅片4构成，例如在上述第一栅片41和第二栅片42的基础上增加第三栅片，第一栅片41、第二栅片42和第三栅片构成一组交替的灭弧栅片4，多组交替栅片方向相同依次设置，多个第三栅片上的灭弧缺口5相同，但第一栅片41、第二栅片42和第三栅片上的灭弧缺口5不同，都属于本实用新型的保护范围。

本实施例断路器的所述操作机构包括第一杠杆71、传动件72、第二杠杆73、支撑件、跳扣74和锁扣75，传动件72和支撑件转动安装在外壳60内，跳扣74和锁扣75转动安装在支撑件上且搭扣配合，动触头64与支撑件连接，当跳扣74和锁扣75相互搭扣配合时，按钮61能够推动所述第一杠杆71，第一杠杆71驱动传动件72转动，传动件72通过第二杠杆73驱动跳扣74，带动支撑件转动，带动动触头64，使操作机构带动动触头64运动，实现合闸和分闸。当所述线路出现故障时，保护机构触发跳扣74和锁扣75的搭扣配合解除，操作机构脱扣带动动触头64与静触头65分开，操作机构可以采用多种结构实现，这里不做具体限定。

如图10所示，本实施例的灭弧系统还包括与灭弧室10的出气口3配合的缓冲室8，所述缓冲室8的中部设有隔板80，缓冲室8在隔板80的上、下两侧分别形成排气通道，在隔板80两侧的两个排气通道一端分别与灭弧室10的出气口3配合，通过两个排气通道另一端分别与外壳60上的排气口配合，不仅能够使电弧气体更均匀地排出，将后方电弧更快吸入灭弧室10，提高熄灭电弧的速度，而且还能够有利于电弧的冷却及熄灭，防止电弧在灭弧室10的出气口3位置重燃。此外，通过将缓冲室8分割出两个排气通道后，每个排气通道会更狭窄，更容易形成气流气压差，保证将电弧从动触头64上快速转移至灭弧室10，而且两个排气通道也不会互相干扰。

进一步，两个排气通道一端分别与第一栅片组件43和第二栅片组件44对应配合，两个排气通道另一端分别与排气口连通。所述的两个排气通道分别与灭弧室10的出气口3的顶部和底部配合，分别从出气口3的顶部和底部牵引电弧气体，将电弧尾气隔成两个独立的缓冲室缓冲，两个独立的排气通道产生的气压差，提升了灭弧栅片对电弧的有效切割作用，提升了灭弧室的利用率，有利于电弧的冷却及熄灭。

进一步，所述的两个排气通道分别为上通道81和下通道82，所述隔板80远离灭弧室10的一端向上通道81弯曲，使上通道81远离灭弧室10一端的截面面积大于靠近灭弧室10一端的截面面积，并使下通道82远离灭弧室10一端的截面面积小于靠近灭弧室10一端的截面面积，使通过改变上通道81和下通道82各自的截面面积，能够产生更明显的气压差，有利于牵引电弧沿灭弧室上端排出，加速电弧气体排出断路器。当然，也可以不改变上通道81和下通道82的截面面积，都属于本实用新型的保护范围。

如图7、10所示，所述灭弧室10的出气口3设有连接在两个颊板1之间的格栅83，在格栅83中部设有多个通孔84。优选的，格栅83呈“工”字形结构，所述格栅83与第一栅片组件43中部的多个灭弧栅片4对应，不与第一栅片组件43中的顶部的灭弧栅片4，以及底部的灭弧栅片4对应，在第一栅片组件43的顶部和底部形成避让口85。通过在格栅83与两个颊板1连接的其余两侧，即格栅83的顶侧和底侧分别设有避让口85，格栅83顶侧和底侧的避让口85能够将电弧气体向栅格83的顶侧和底侧吸引，避免电弧气体集中在栅格83中部的通孔84位置排出，不仅能够进一步提高吸引电弧进入灭弧室10的速度，而且还可让电弧最大力度往灭弧室10尾部跳跃，极大提升了电弧的切割和冷却作用。

具体的，所述位于灭弧室10顶部的多个灭弧栅片4构成第一栅片组件43，所述位于灭弧室10底部的多个灭弧栅片4构成第二栅片组件44，第一栅片组件43的多个灭弧栅片4的长度，分别大于第二栅片组件44的多个灭弧栅片4的长度，与第一栅片组件43对应的位置设有格栅83，所述缓冲室8的两个排气通道分别与第一栅片组件43和第二栅片组件44配合。

如图2-4所示，本实施例的灭弧系统还包括设置在动触头64和静触头65引弧区域与灭弧室10的进气口2之间的导磁结构，所述导磁结构用于增强触头引弧区域的磁场强度，使电弧能迅速从动触头64上跳跃至引弧通道上，将动触头64拉出的电弧更快引向灭弧室10，保护动触头64避免烧损。在动触头64的两侧相对设置有两个导磁结构，两个导磁结构分别包括导磁板91以及套在导磁板91外的隔弧套92，隔弧套92包裹在导磁板91的顶部并装配在外壳60的卡槽上，设置两个导磁结构能够增强引弧磁场，将电弧更快地引向灭弧室10。

如图5-6所示，还包括与所述导磁结构配合的引弧板93，引弧板93的一端与接触系统的静触头65连接，引弧板93的另一端延长至灭弧室10的进气口2下方，并延伸到出气口3下方，即延长至灭弧室10的尾部，导磁板91一端从隔弧套92伸出，隔弧套92包裹导磁板91另一端，引弧板93的两侧分别与两个导磁板91伸出各自隔弧套92的一端电连接，引弧板93不仅能够将电弧拉至灭弧室10的出气口3，大幅拉长电弧，便于对电弧进行切灭，而且导磁板91为钢铁或其它导电材质，且由于导磁板91的底部未被所述的隔弧套92包裹，使引弧板93能够与导磁板91底部裸露出的导电部接触，使引弧板93与两个引弧板93以及接触系统的动静触头形成导电回路，进一步增强触头引弧区域的磁场强度，使电弧从动触头64上更快速转移至引弧通道上，进一步减少了电弧在动触头64上的停留时间，避免动触头64过渡烧损，对电弧的转移和熄灭起至关重要的作用。

本实施例的灭弧系统由接触系统、引弧板93、导磁板91、隔弧套92、灭弧室10、缓冲室8等组成，导磁结构、缓冲室、灭弧室各系统结构相互配合作用，促使电弧快速熄灭，主要应用于5G断路器上实现电弧的快速引弧和熄弧，大幅提升断路器分断能力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种灭弧系统，包括设有多个灭弧栅片(4)的灭弧室(10)，灭弧室(10)的一端为进气口(2)，另一端为出气口(3)，灭弧栅片(4)对应进气口(2)的一端设有灭弧缺口(5)，灭弧室(10)包括至少两种长度不同的灭弧栅片(4)，其特征在于：所述的至少两种灭弧栅片(4)在靠近进气口(2)的一端齐平设置，灭弧栅片(4)在靠近出气口(3)的一端错位设置。

2.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：位于灭弧室(10)顶部的多个灭弧栅片(4)构成第一栅片组件(43)，位于灭弧室(10)底部的多个灭弧栅片(4)构成第二栅片组件(44)，第一栅片组件(43)的多个灭弧栅片(4)的长度，大于第二栅片组件(44)的多个灭弧栅片(4)的长度。

3.根据权利要求2所述的灭弧系统，其特征在于：还包括与出气口(3)配合的缓冲室(8)，所述缓冲室(8)的中部设有隔板(80)，缓冲室(8)在隔板(80)的两侧分别形成排气通道，两个排气通道一端分别与第一栅片组件(43)和第二栅片组件(44)对应配合，两个排气通道另一端分别与排气口连通。

4.根据权利要求2所述的灭弧系统，其特征在于：所述出气口(3)一端设有格栅(83)，格栅(83)中部设有多个通孔(84)，所述格栅(83)与第一栅片组件(43)中部的多个灭弧栅片(4)对应，在第一栅片组件(43)的顶部和底部形成避让口(85)。

5.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：所述进气口(2)与接触系统配合，在接触系统的两侧分别设有导磁结构，导磁结构包括导磁板(91)以及包裹在导磁板(91)外的隔弧套(92)。

6.根据权利要求5所述的灭弧系统，其特征在于：还包括引弧板(93)，导磁板(91)一端从隔弧套(92)伸出，隔弧套(92)包裹导磁板(91)另一端，引弧板(93)的两侧分别与两个导磁板(91)伸出各自隔弧套(92)的一端电连接。

7.根据权利要求3所述的灭弧系统，其特征在于：所述的两个排气通道分别为上通道(81)和下通道(82)，所述隔板(80)远离灭弧室(10)的一端向上通道(81)弯曲，使上通道(81)远离灭弧室(10)一端的截面面积大于靠近灭弧室(10)一端的截面面积，并使下通道(82)远离灭弧室(10)一端的截面面积小于靠近灭弧室(10)一端的截面面积。

8.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：多个灭弧栅片(4)中，至少有两个相邻的灭弧栅片(4)的灭弧缺口(5)在靠近进气口(2)的一端齐平设置，两个相邻的灭弧栅片(4)的灭弧缺口(5)在靠近出气口(3)的一端分别向两侧错位设置。

9.根据权利要求8所述的灭弧系统，其特征在于：所述灭弧缺口(5)包括延长斜边(51)和缩短斜边(52)，延长斜边(51)和缩短斜边(52)靠近进气口(2)的一端间隔设置，延长斜边(51)和缩短斜边(52)靠近出气口(3)的一端相连，延长斜边(51)的长度大于缩短斜边(52)；两个相邻的灭弧栅片(4)的延长斜边(51)在垂直于灭弧栅片(4)方向上的投影之间的夹角α为50°-80°。

10.一种断路器，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的灭弧系统。

11.一种插入式断路器，其特征在于：包括外壳(60)，以及分别设置在外壳(60)内的操作机构、接触系统、按钮(61)、第一接线端子和第二接线端子(63)，以及如权利要求1-9任一所述的灭弧系统，第一接线端子和按钮(61)设置在外壳(60)一端，第二接线端子(63)设置在外壳(60)另一端。

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