CN216528713U - 一种灭弧装置及灭弧式断路器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种灭弧装置及灭弧式断路器，灭弧装置包括：灭弧栅片、产气件、外挡板、静触头、动触头、第一弹性元件以及绝缘挡位板。多个灭弧栅片层叠式排布且嵌套在两个产气件外侧的栅栏上；外挡板设于多个灭弧栅片外侧，且与多个灭弧栅片、多个产气件构成灭弧室；静触头的一端设有静触点且设于灭弧室的底部；动触头的一端设有连接轴以及动触点，连接轴设于产气件的弧形导向槽内；第一弹性元件设于产气件内；绝缘挡位板与第一弹性元件连接；动、静触点接触时，第一弹性元件被连接轴推动以带动绝缘挡位板远离静触点；动、静触点脱离时，第一弹性元件恢复形变以带动绝缘挡位板覆盖静触点。本申请具有提升灭弧能力、延长断路器使用寿命的优点。

Description

一种灭弧装置及灭弧式断路器

技术领域

本申请涉及断路器的技术领域，具体而言，涉及一种灭弧装置及灭弧式断路器。

背景技术

现有技术中，断路器对短路电流进行分断的功能往往是通过设有多个灭弧栅片的灭弧室实现的。检测到电路中有故障电流时。断路器通过磁脱扣机构驱动其动、静触头分离形成高温电弧，进而通过灭弧室切分电弧升高电压达到灭弧目的。但因为灭弧栅片的安装数量有限使得断路器的灭弧能力有限，静触头的接触面缺少有效保护也容易被停滞的电弧烧蚀，由此失效造成断路器使用寿命较短。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种灭弧装置及灭弧式断路器，其能够通过绝缘挡位板增强灭弧效果，并保护元件以延长灭弧装置的使用寿命。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请第一方面提供了一种灭弧装置，包括：多个灭弧栅片、多个产气件、至少一个外挡板、静触头、动触头、第一弹性元件以及绝缘挡位板。其中，多个灭弧栅片层叠式排布；多个灭弧栅片嵌套在两个产气件外侧的栅栏上，产气件上设有弧形导向槽；至少一个外挡板，外挡板设于多个灭弧栅片外侧，且与多个灭弧栅片、多个产气件构成灭弧室；静触头的一端设有静触点，静触点设于灭弧室的底部；动触头的一端设有连接轴以及动触点，连接轴设于弧形导向槽内；至少一个第一弹性元件，第一弹性元件设于产气件内；绝缘挡位板，绝缘挡位板与第一弹性元件连接；在动触点与静触点接触时，第一弹性元件被连接轴推动，以带动绝缘挡位板远离静触点；在动触点与静触点脱离时，第一弹性元件恢复形变，以带动绝缘挡位板覆盖静触点。

于一实施例中，产气件的底部设有平移限位槽，绝缘挡位板能移动地设于平移限位槽内。

于一实施例中，动触头和第一弹性元件设于一个产气件的两侧，弧形导向槽为通孔，其中，连接轴伸入弧形导向槽内，以推动第一弹性元件。

于一实施例中，第一弹性元件为扭簧；扭簧的一端设于弧形导向槽处，与绝缘挡位板连接，扭簧的另一端固定于产气件。

于一实施例中，产气件设有多个栅栏。

于一实施例中，灭弧装置还包括：一个主轴，旋转轴，限位轴以及第二弹性元件。主轴内还设有第二弹性元件容置槽与两个旋转轴容置槽；动触头设有旋转轴孔位，旋转轴从旋转轴孔位内穿过，旋转轴的两端分别与旋转轴容置槽连接；限位轴设于动触头一端；第二弹性元件一端通过限位轴与动触头连接，另一点抵靠于第二弹性元件容置槽。

本申请第二方面提供了一种灭弧式断路器，包括安装壳以及本申请第一方面提供的任一实施例中的灭弧装置。灭弧装置设于安装壳内。

于一实施例中，灭弧装置设有4个。

于一实施例中，一个灭弧装置包括一个主轴，安装壳内设有多个主轴，多个主轴一体成型。

于一实施例中，灭弧式断路器还包括一个手柄，手柄与一个主轴连接。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请通过在产气件上设置可移动地绝缘挡位板，实现了动静触点接触时挡位板远离静触点，动、静触点分离时绝缘挡位板平移覆盖静触点以防止电弧烧蚀，并提高灭弧装置的灭弧效果。本申请提高了断路器的灭弧效率，延长了断路器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的灭弧式断路器的整体结构示意图；

图2为本申请一实施例示出的灭弧装置的整体结构示意图；

图3为本申请一实施例示出的灭弧装置的局部结构示意图；

图4为本申请一实施例示出的灭弧装置的局部剖面示意图；

图5为本申请一实施例示出的灭弧装置的整体爆炸示意图；

图6为本申请一实施例示出的灭弧装置的局部爆炸示意图。

图标：1-灭弧式断路器；10-手柄；20-灭弧装置；21-灭弧室；211-灭弧栅片；212-外挡板；213-产气件；2131-第一产气件；2132-第二产气件；2133-栅栏；2134-弧形导向槽；2135-平移限位槽；22-主轴；220-限位孔；221-限位面；222-第二弹性元件容置槽；223-旋转轴容置槽；224-固定轴孔；231-第二弹性元件；232-固定轴；233-限位板；234-限位凹槽；235-旋转轴；237-限位轴；24-静触头；241-静触点；25-动触头；251-动触点；252-连接轴；253-旋转轴孔位；26-第一弹性元件；261-连接环；27-绝缘挡位板；30-安装壳；310-固定组件；320-固定架。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，图1为本申请一实施例示出的灭弧式断路器1的整体结构示意图。如图1所示，灭弧式断路器1包括安装壳30、一个手柄10和至少一个灭弧装置20。如图1所示，灭弧装置20有四个。灭弧装置20与手柄10均设于安装壳30内。每个灭弧装置20都包括一个灭弧室21和一个主轴22，手柄10与四个主轴22中的其中一个主轴22连接，以与主轴22同步运动。

在低压配电系统中，塑壳类灭弧式断路器1常作为配电系统重要的组成部分，用于接通电网电路以及分断电网电路中的故障电流、保护电路系统中的线路及相关电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害。其中，灭弧室21只要用于分断故障电流产生的电弧以提升电弧电压，直至电源电压不能维持电弧的持续燃烧进而熄灭电弧，最终达到保护电路系统的目的。

灭弧式断路器1中安装壳30内至少设有一个灭弧装置20，于本申请其他实施例中，灭弧装置20数量可以为其他，具体情况基于安装壳30体积与电路灭弧等需要另行设置。

请参见图2，图2为本申请一实施例示出的灭弧装置20的整体结构示意图。如图2所示，灭弧装置20包括动触头25、静触头24、灭弧室21以及主轴22。请结合图1与图2，4个主轴22一体成型，每个主轴22上均设有限位孔220以及设于限位孔220一端的限位面221，动触头25的一端伸入限位孔220内且与主轴22连接，主轴22带动动触头25旋转时，通过限位面221抵靠动触头25进而向动触头25提供推力的方式带动动触头25旋转。静触头24与固定组件310连接，进而通过固定组件310固定在如图1所示的安装壳30上。

请参见图3，图3为本申请一实施例示出的灭弧装置20的局部结构示意图。请结合图2、图3所示，灭弧室21内部设有多个产气件213、动触头25、静触头24、第一弹性元件26以及绝缘挡位板27。产气件213包括一个第一产气件2131，第一弹性元件26通过设于第一产气件2131上的连接环261固定在第一产气件2131的一侧，动触头25设于第一产气件2131的另一侧，静触头24的一端设于第一产气件2131的底部且与动触头25同侧设置。

如图3所示，第一弹性元件26可以为扭簧；第一产气件2131设有弧形导向槽2134，底部设有平移限位槽2135，弧形导向槽2134与平移限位槽2135连通且均为通孔。第一弹性元件26的一端设于弧形导向槽2134处且与绝缘挡位板27连接，第一弹性元件26的另一端固定于第一产气件2131内。动触头25的一端设有连接轴252，且连接轴252伸入弧形导向槽2134内。

请参见图4，图4为本申请一实施例示出的灭弧装置20的局部剖面示意图。请结合图2、图3以及图4所示，多个灭弧栅片211层叠式排布；产气件213设于多个灭弧栅片211内侧，且产气件213的一侧设有多个平行式栅栏2133，外挡板212设于多个灭弧栅片211外侧，外挡板212与多个灭弧栅片211、产气件213构成灭弧室21。

动触头25的一端设有动触点251，静触头24的一端设有静触点241，静触点241设于灭弧室21的底部。在动触点251与静触点241逐渐靠近并接触时，伸入弧形导向槽2134内的连接轴252会挤压并推动第一弹性元件26的一端，第一弹性元件26在受力形变时可以带动绝缘挡位板27于平移限位槽2135内移动，向远离静触点241方向移动。在动触点251与静触点241脱离并逐渐远离时，第一弹性元件26恢复形变，以带动绝缘挡位板27覆盖静触点241。

于一操作过程中，当电路中出现故障电流，且电流值超过灭弧式断路器1中设有的磁脱扣机构的动作电流时，磁脱扣机构会驱动主轴22旋转。主轴22通过限位面221带动动触头25旋转，使动触点251与静触点241迅速断开，此时动触点251、静触点241之间的电压使得空气介质电离放电，进而产生高温电弧。电弧在燃烧过程中会让灭弧装置20内的空气温度急剧上升从而加速空气介质电离。另外，电弧在灭弧室21的流体效应(气吹作用)以及磁场效应(磁吹作用)的推动下，被吹进灭弧室21内进而由多个灭弧栅片211分隔成多个短弧，通过灭弧栅片211的去电离以及冷却作用下，电弧的弧长变短而电弧电压急速升高，当电源电压不能维持电弧的持续燃烧时，电弧就会自动熄灭，达到了良好的灭弧效果。而在静触点241与动触点251分离时，覆盖在静触点241上方的绝缘挡位板27更准确快速地推动电弧朝向灭弧室21运动，提高了灭弧装置20的分断能力进而达到更好的灭弧效果；同时，绝缘挡位板27覆盖在静触点241上，可以在电弧产生时有效保护静触点241，减少电弧烧蚀静触点241的时间，进而延长灭弧装置20以及灭弧式断路器1的寿命。

绝缘挡位板27设于静触点241上方且覆盖静触点241的结构设计，可以避免灭弧室21内因压强增大、产生强大气流而强烈影响绝缘挡位板27的运动速度，绝缘挡位板27可以及时覆盖静触点241以保护其不被电弧长时间烧蚀；另一方面，本申请中绝缘挡位板27的设置不影响灭弧栅片211的安装，避免使灭弧室21底端的灭弧栅片211因其他干涉而大幅减小自有长度与数量，进而维护了自身的灭弧效果。

本申请通过在产气件213上设置可移动地绝缘挡位板27，实现了动触点251与静触点241闭合时绝缘挡位板27远离静触点241，动触点251与静触点241分离时绝缘挡位板27平移覆盖静触点241，以防止电弧烧蚀，本申请提升了灭弧装置20及灭弧式断路器1的灭弧效率及灭弧效果，延长了灭弧装置20及灭弧式断路器1的使用寿命。

请参见图5，图5为本申请一实施例示出的灭弧装置20的整体爆炸示意图。请结合图1至图5所示，多个灭弧栅片211嵌套在两个产气件213外侧的栅栏2133上。产气件213还包括一个第二产气件2132，第一产气件2131与第二产气件2132对称设置且结构相似，在装配时两个产气件213上的弧形导向槽2134、平移限位槽2135、栅栏2133以及第一弹性元件26等相关结构相同，均呈镜像对称式设置。第一产气件2131的栅栏2133与第二产气件2132的栅栏2133背向设置。外挡板212设有两个，同样呈对称式设置在多个灭弧栅片211的外侧。

于本申请一实施例中，动触头25一端设有的连接轴252，一端伸入第一产气件2131的弧形导向槽2134内，另一端伸入第二产气件2132的弧形导向槽2134内，当动触点251与静触点241逐渐贴近时，连接轴252同时挤压并推动两个产气件213内分别设有的第一弹性元件26的一端。两个第一弹性元件26的一端均与同一个绝缘挡位板27连接，绝缘挡位板27一端设于第一产气件2131的平移限位槽2135内，另一端设于第二产气件2132的平移限位槽2135内，两个第一弹性元件26在同步受力形变时可以带动一个绝缘挡位板27于平移限位槽2135内移动，向远离静触点241方向移动。在动触点251与静触点241脱离并逐渐远离时，两个第一弹性元件26同步恢复形变，以带动绝缘挡位板27覆盖静触点241。

于本申请其他实施例中，本申请中提供的第一弹性元件26或弧形导向槽2134等其他相关结构也可以仅设于一个产气件213内，以实现第一弹性元件26带动绝缘挡位板27在灭弧室21内，基于静触点241与动触点251之间的距离做往返运动。

动触头25与主轴22通过旋转轴235连接在固定架320上，进而可旋转地设于安装壳30内，动触头25内设有旋转轴孔位253，旋转轴235从动触头25的旋转轴孔位253内穿过且两端与主轴22连接；静触头24通过固定组件310固定在安装壳30上。

请参见图6，图6为本申请一实施例示出的灭弧装置20的局部爆炸示意图。请结合图2、图6所示，主轴22内还设有第二弹性元件容置槽222、两个旋转轴容置槽223与。动触头25设有旋转轴孔位253，以使旋转轴235从旋转轴孔位253内穿过后，两端分别与旋转轴容置槽223连接。

灭弧装置20还包括限位板233与两个第二弹性元件231，第二弹性元件231可以为弹簧。动触头25的一端还设有限位轴237，第二弹性元件231分别设于动触头25的两侧，且每个第二弹性元件231一端抵靠在限位板233的一侧，另一端抵靠在第二弹性元件容置槽222内。动触头25上的限位轴237抵靠在限位板233另一侧的限位凹槽234上，限位板233通过固定轴232与主轴22上的固定轴孔224连接，以使第二弹性元件231可伸缩的设于限位板233与第二弹性元件容置槽222之间。

请结合图1、图2与图6，于一操作过程中，当灭弧装置20灭弧以后，灭弧式断路器1需要操作人员手动复位以使动触点251旋转且与静触点241接触，操作人员扳动手柄10并带动主轴22旋转，主轴22旋转过程中第二弹性元件容置槽222的内壁会对第二弹性元件231施加推力，以使第二弹性元件231产生收缩的趋势，第二弹性元件231因自身的弹性恢复力由另一端释放推力，以使动触头25通过限位板233获得推力绕旋转轴235旋转，进而使动触点251与静触点241接触。在动触点251与静触点241接触以后，主轴22仍会按原来运动方向相对于动触头25小范围旋转，第二弹性元件231继续向动触头25提供推力，以使动触点251与静触点241贴合紧密，避免静触点241因局部被电弧烧蚀，造成动触点251与静触点241贴合不紧密而使灭弧装置20及灭弧式断路器1失效。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭弧装置，其特征在于，包括：

多个灭弧栅片，多个所述灭弧栅片层叠式排布；

多个产气件，多个所述灭弧栅片嵌套在两个所述产气件外侧的栅栏上，所述产气件上设有弧形导向槽；

至少一个外挡板，所述外挡板设于多个所述灭弧栅片外侧，且与多个所述灭弧栅片、多个所述产气件构成灭弧室；

静触头，所述静触头的一端设有静触点，所述静触点设于所述灭弧室的底部；

动触头，所述动触头的一端设有连接轴以及动触点，所述连接轴设于所述弧形导向槽内；

至少一个第一弹性元件，所述第一弹性元件设于所述产气件内；以及

绝缘挡位板，所述绝缘挡位板与所述第一弹性元件连接；

在所述动触点与所述静触点接触时，所述第一弹性元件被所述连接轴推动，以带动所述绝缘挡位板远离所述静触点；

在所述动触点与所述静触点脱离时，所述第一弹性元件恢复形变，以带动所述绝缘挡位板覆盖所述静触点。

2.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述产气件的底部设有平移限位槽，所述绝缘挡位板能移动地设于所述平移限位槽内。

3.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述动触头和所述第一弹性元件设于一个所述产气件的两侧，所述弧形导向槽为通孔，其中，所述连接轴伸入所述弧形导向槽内，以推动所述第一弹性元件。

4.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述第一弹性元件为扭簧；所述扭簧的一端设于所述弧形导向槽处，与所述绝缘挡位板连接，所述扭簧的另一端固定于所述产气件。

5.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述产气件设有多个所述栅栏。

6.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述灭弧装置还包括：

一个主轴，所述主轴内还设有第二弹性元件容置槽与两个旋转轴容置槽；

旋转轴，所述动触头设有旋转轴孔位，所述旋转轴从所述旋转轴孔位内穿过，所述旋转轴的两端分别与所述旋转轴容置槽连接；

限位轴，所述限位轴设于所述动触头一端；以及

第二弹性元件，所述第二弹性元件一端通过所述限位轴与所述动触头连接，另一点抵靠于所述第二弹性元件容置槽。

7.一种灭弧式断路器，其特征在于，包括安装壳以及至少一个如权利要求1至6任一项所述的灭弧装置，所述灭弧装置设于所述安装壳内。

8.根据权利要求7所述的灭弧式断路器，其特征在于，所述灭弧装置设有4个。

9.根据权利要求7所述的灭弧式断路器，其特征在于，一个灭弧装置包括一个主轴，所述安装壳内设有多个主轴，多个所述主轴一体成型。

10.根据权利要求9所述的灭弧式断路器，其特征在于，所述灭弧式断路器还包括一个手柄，所述手柄与一个所述主轴连接。

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