CN216528708U - 一种断路器的灭弧系统及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种断路器的灭弧系统，包括至少二片支撑板、至少二片灭弧栅片、至少二块电弧集束板；所述的灭弧栅片上下排列设置在支撑板的后部或/和前部，电弧集束板分别设置在支撑板的前部且中间留有空间通道，所述电弧集束板的高度高于所述灭弧系统高度的40％，设置有电弧集束板的灭弧系统形成T型通道。本实用新型的灭弧系统形成有T型通道，上部横向通道作为泄压通道，避免下部竖向通道中电弧电压过大造成对灭弧系统、外壳等零件的损坏；电弧从竖向通道流向横向通道形成气压差，有利于电弧快速熄灭排出，同时，电弧在气流的带动下向上运动，可将电弧往上部引，提高上部灭弧栅片的利用率。

Description

一种断路器的灭弧系统及断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的灭弧系统及断路器。

背景技术

在工业用低压电力系统中，万能断路器作为配电网络中的重要组成部分，用来分配电能、接通及分断电网电路中的电流和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害，断路器对过载或短路电流进行分断的功能主要是通过安装在断路器中的灭弧系统完成的。当电路中出现故障电流，并且电流值超过断路器的设定保护范围时，驱动脱扣机构动作，使断路器的动、静触头迅速断开，此时在动、静触头间电压导致空气介质放电从而产生高温电弧。电弧在燃烧过程中一方面导致灭弧装置内的空气温度急剧上升从而加速空气电离。另一方面，电弧在灭弧系统中的磁场和流体效应的推动下，被多个隔弧栅片分割成多个短弧，依靠金属隔弧片强化电弧的去电离效果，电弧变小且电压急速升高，使电弧熄灭。

现有的灭弧系统技术存在以下问题：

1、现有断路器，在比较高的额定工作电压下，为了保证分断能力，常将电弧通道进行压缩，并在触头两侧设置产气材料；由于电弧通道压缩，分断时产生巨大的气压，会冲击灭弧系统各零件，同时容易导致电弧往动触头后部喷，电弧无法快速通过栅片切割、冷却，电弧电压下降，导致分断失败。

2、由于开距的限制，分断时，动触头无法将电弧引至灭弧系统最上部的栅片，栅片的利用率不高，大幅降低灭弧效果压。

3、触头之间分离时产生电弧到达灭弧栅片时，电弧不能与两侧灭弧栅片有效接触，电弧在灭弧栅片之间形成击穿，降低电弧电压。

实用新型内容

基于上述背景，本实用新型提供一种断路器的灭弧系统，电弧集束板中间留有空间通道且其高度高于灭弧系统高度的40％，使灭弧系统形成T型通道，上部横向通道作为泄压通道，避免下部竖向通道中电弧电压过大造成对灭弧系统、外壳等零件的损坏，可有效克服上述问题的至少之一。

本实用新型的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种断路器的灭弧系统，包括至少二片支撑板、至少二片灭弧栅片、至少二块电弧集束板；所述的灭弧栅片上下排列设置在支撑板的后部或/和前部，电弧集束板分别设置在支撑板的前部且中间留有空间通道，所述电弧集束板的高度高于所述灭弧系统高度的40％，设置有电弧集束板的灭弧系统形成T型通道。

在一优选的实施例中，由二块所述电弧集束板形成竖向通道，所述竖向通道向灭弧出气口方向的距离W2不小于灭弧系统的长度W1的1/3。

在一优选的实施例中，由二片所述支撑板形成横向通道，所述横向通道的宽度设为W1，所述竖向通道的宽度设为W2，则W1≥2W2。

在一优选的实施例中，由二片所述支撑板形成横向通道，所述横向通道的高度设为H1，所述竖向通道的高度设为H2，则H1≤1/2H2。

在一优选的实施例中，所述电弧集束板上形成有用于容纳所述灭弧栅片的腿部的容纳腔。

在一优选的实施例中，所述电弧集束板包括竖板、顶板和基板，所述竖板、顶板和基板共同围合形成所述容纳腔。

在一优选的实施例中，所述基板上设置有多个筋，多个所述筋之间形成插槽。

在一优选的实施例中，至少二片所述的灭弧栅片的腿部之间相互隔离、绝缘。

在一优选的实施例中，所述电弧集束板为非金属材料。

在一优选的实施例中，所述非金属材料为DMC、尼龙、POM、JPO或环氧玻璃层压板。

在一优选的实施例中，还包括盖板和连接板，所述盖板的顶部开设有通气孔，且所述盖板通过螺钉与所述连接板的孔可拆卸连接。

在一优选的实施例中，还包括过滤网组件，所述过滤网组件由上过滤网板、下过滤网板、上垫框、下垫框组成，所述过滤网组件设置于所述连接板与盖板之间。

另一方面，本实用新型还提供一种断路器，包括所述的灭弧系统、触头系统、脱扣系统和操作机构，所述触头系统的触头部伸入至所述电弧集束板中间的空间通道。

本实用新型的有益效果如下：

1、灭弧系统形成T型通道，上部横向通道作为泄压通道，避免下部竖向通道中电弧电压过大造成对灭弧系统、外壳等零件的损坏。

2、灭弧系统的T型通道上下部形成气压差，电弧在气流的带动下向上运动，可将电弧往上部引，提高上部灭弧栅片的利用率。

3、电弧从横向通道和竖向通道2个通道流向灭弧系统的后部，有利于电弧快速熄灭排出，避免电弧反喷。

4、灭弧栅片的腿部相互隔开、绝缘，可防止电弧在灭弧栅片腿部击穿、串联，同时可避免动触头在分闸位置与灭弧栅片形成击穿，降低电弧电压。

5、电弧集束板上设置多个筋，起到加固作用，使电弧集束板不易在高温电弧电压下变形或折断，保证电弧通道的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的灭弧系统的剖视结构示意图。

图2为本实用新型的灭弧系统的立体结构示意图。

图3为本实用新型的灭弧系统的分解示意图。

图4为本实用新型的第一灭弧栅片的结构示意图。

图5为本实用新型的第二灭弧栅片的结构示意图。

图6为本实用新型的引弧板的结构示意图。

图7为本实用新型的电弧集束板的结构示意图。

图8为本实用新型的气吹增强原理示意图。

图9为本实用新型的灭弧系统的T型通道尺寸示意图。

图10为本实用新型的灭弧室出气口结构示意图。

图中：2上盖板，201上盖板通气孔，3过滤网组件，301上过滤网，302上垫框， 303下垫框，304下过滤网，4连接板，5螺钉，6支撑件,7第一灭弧栅片，703 第一腿部，704第二腿部，8第二灭弧栅片，803第三腿部，804第四腿部,9电弧集束板，901基板，902罩孔，903插槽，904顶板，905竖板，11引弧板。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。

如图1-10所示，本实施例公开一种断路器的灭弧系统，包括位于左右两侧的二片支撑板6、位于左右两侧的二块电弧集束板9、由上向下依次设置的引弧片11、第一灭弧栅片组、第二灭弧栅片组，所述第一灭弧栅片组包括多片第一灭弧栅片 7，所述第二灭弧栅片组包括多片灭弧栅片8，所述引弧片11、第一灭弧栅片7、第二灭弧栅片8的两侧通过所述支撑板6固定。

所述第一灭弧栅片7和第二灭弧栅片8设置左右两侧的支撑板6之间的后部，二块所述电弧集束板9位于左右两侧的支撑板6之间的前部，两块所述电弧集束板 9中间留有空间通道，所述电弧集束板9的高度高于所述灭弧系统高度的40％，即电弧集束板9的高度大于40％的所述灭弧系统的高度，两块所述电弧集束板9之间形成具有一定深度的竖向通道，两片所述支撑板6前部的上部之间形成宽度大的横向通道，所述竖向通道和所述横向通道相连通，共同组成所述灭弧系统的T型通道。其中所述竖向通道向灭弧出气口方向的距离W2不小于于灭弧系统的长度W1 的1/3，所述横向通道的宽度设为L2，竖向通道的宽度设为L1，则L2≥2L1；所述横向通道的高度设为H2，所述竖向通道的高度设为H1，则H2≤1/2H1，如此设置的好处是，竖向通道的高度可以保证动触头和静触头的打开开距，使动、静触头分离时产生的电弧位于竖向通道内。灭弧系统的T型通道，上部的横向通道为泄压通道，避免下部狭窄的竖向通道中电弧电压过大造成对灭弧系统、外壳等零件的损坏。

如图8为本实用新型的气吹增强原理示意图，如图8所示，所述T型通道上部的横向通道宽度是下部的竖向通道宽度的2倍以上，使横向通道与竖向通道之间形成气压差，电弧在气流的带动下向上运动，可将电弧往上部引，提高上部灭弧栅片的利用率。

如图2所示，所述T型通道形成上部的横向通道和下部的竖向通道，电弧可从竖向通道和横向通道2个通道流向灭弧系统的后部，有利于电弧快速熄灭排出，消除了电弧在灭弧系统后部形成反喷的现象。

如图4和图5所示，所述第一灭弧栅片7和所述第二灭弧栅片8均呈U形且具有多片，第一灭弧栅片7由第一基部和位于所述第一基部两侧的第一腿部703、第二腿部704组成，所述第二灭弧栅片8由第二基部和位于所述第二基部两侧的第三腿部803、第四腿部804组成，所述第一腿部703、第二腿部704的长度小于第三腿部 803、第四腿部804的长度，其中第一腿部703的内侧面与所述第一灭弧栅片7的U 形槽底呈锐角，多片第一灭弧栅片7叠设时，上下方向上所述第一腿部703与第二腿部704相邻，多片第一灭弧栅片7的第一腿部703左右交错地叠设，有利于拉长、冷却电弧提高电弧电压，第二栅片8的第三腿部和第四腿部分设于压缩区的两侧，当动触头与静触头分离后产生电弧，电弧可与两侧灭弧栅片有效接触，可快速冷却电弧，提高灭弧效果。

如图2和图7所示，所述电弧集束板9在前后方向上自竖向通道的入口延伸至所述第一灭弧栅片8的U形槽底，所述电弧集束板9包括竖直设于所述竖向通道两侧的竖板905、位于所述竖板905上方且与所述竖板905垂直的顶板904和基板901，所述竖板905、顶板904和基板901形成用于容纳所述第三腿部803 和第四腿部804的容纳腔，所述基板上设置有多个筋，多个所述筋之间形成插槽 903。所述基板901上设有罩孔902，所述电弧集束板9将所述第三腿部803和第四腿部804包裹，多个筋使所述第二灭弧栅片8的腿部804相互隔开、绝缘，可防止电弧在栅片腿部击穿、串联。

如图7，所述电弧集束板9上设置多个插槽903，起到加固作用并用于第二灭弧栅片8的第三腿部803和第四腿部804插入，使电弧集束板不易在高温电弧电压下变形或折断，保证电弧通道的可靠性。

本实施例中，所述电弧集束板9为非金属材料，可以为DMC、尼龙、POM、JPO 或环氧玻璃层压板，选用尼龙材料效果较好。

本实施例的灭弧系统还包括位于灭弧系统后部的盖板2、过滤网组件3和连接板4，所述过滤网组件3设置于所述盖板2和连接板4之间，所述过滤网组件3由上过滤网板301、下过滤网板304、上垫框302和下垫框303组成，所述盖板2的顶部开设有通气孔201，且所述盖板2通过螺钉5与所述连接板4的孔401可拆卸连接。

本实施例中，当断路器的动、静触头合分闸产生电弧时，电弧被引弧板引导从T型通道经过，从电弧进入T型通道经过竖向通道后被压缩后，电弧运动速度加快进入横向通道，由于横向通道空间突然增大，电弧变冷从横向通道末端开口过滤网口组件3排出，提高了电弧熄灭能力。

断路器的动触头和静触头在断开过程中产生的电弧是触头表面熔融形成游离态的金属离子，金属离子与其周围的加热空气和电弧集束板一起产生灭弧气体云，其体积通过加热而扩大，动触头的部分伸入至电弧集束板形成的空间狭窄紧凑的竖向通道a1内，当竖向通道a1内压力升高后，电弧气体云在竖向通道a1内压力和温度逐渐升高，形成更高的高温高压气体，由于电弧集束板后部的空间变大，电弧自狭窄的竖向通道进入电弧集束板后部较大的空间内，竖向通道与其后部的较大空间之间形成气压差，使竖向通道内的电弧迅速进入至其后部较大空间内，灭弧栅片组件快速冷却电弧。由于灭弧栅片的两腿部之间相互错开排列，引弧板, 前端设置小弯角111，使动触头与静触头打开时，动触头与引弧板之间不会干涉，动触头与静触头之间的触头开距不会受到影响。

本实用新型实施例所附图式绘示的结构、比例、大小、数量等，均尽用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实际意义，任何结构的修饰，比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应乃落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (13)

1.一种断路器的灭弧系统，包括至少二片支撑板、至少二片灭弧栅片、至少二块电弧集束板；所述的灭弧栅片上下排列设置在支撑板的后部或/和前部，电弧集束板分别设置在支撑板的前部且中间留有空间通道，所述电弧集束板的高度高于所述灭弧系统高度的40％，其特征在于：设置有电弧集束板的灭弧系统形成T型通道。

2.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：由二块所述电弧集束板形成竖向通道，所述竖向通道向灭弧出气口方向的距离W2不小于灭弧系统的长度W1的1/3。

3.根据权利要求2所述的灭弧系统，其特征在于：由二片所述支撑板形成横向通道，所述横向通道的宽度设为L2，所述竖向通道的宽度设为L1，则L2≥2L1。

4.根据权利要求2所述的灭弧系统，其特征在于：由二片所述支撑板形成横向通道，所述横向通道的高度设为H2，所述竖向通道的高度设为H1，则H2≤1/2H1。

5.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：所述电弧集束板上形成有用于容纳所述灭弧栅片的腿部的容纳腔。

6.根据权利要求5所述的灭弧系统，其特征在于：所述电弧集束板包括竖板、顶板和基板，所述竖板、顶板和基板共同围合形成所述容纳腔。

7.根据权利要求6所述的灭弧系统，其特征在于：所述基板上设置有多个筋，多个所述筋之间形成插槽。

8.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：至少二片所述的灭弧栅片的腿部之间相互隔开、绝缘。

9.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：所述电弧集束板为非金属材料。

10.根据权利要求9所述的灭弧系统，其特征在于：所述非金属材料为DMC、尼龙、POM、JPO或环氧玻璃层压板。

11.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于：还包括盖板和连接板，所述盖板的顶部开设有通气孔，且所述盖板通过螺钉与所述连接板的孔可拆卸连接。

12.根据权利要求11所述的灭弧系统，其特征在于：还包括过滤网组件，所述过滤网组件由上过滤网板、下过滤网板、上垫框、下垫框组成，所述过滤网组件设置于所述连接板与盖板之间。

13.一种断路器，其特征在于：包括如权利要求1-12任一项所述的灭弧系统、触头系统、脱扣系统和操作机构，所述触头系统的触头部伸入至所述电弧集束板中间的空间通道。

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