CN216957864U - 一种旋转式隔离开关灭弧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种旋转式隔离开关灭弧结构，隔离开关包括座体及安装于座体的动触头组件和静触头组件，动触头组件的转盘转动时使得动触头组件的动触头头部与静触头组件的静触头头部结合导通或分离断开，隔离开关结合或分离时电弧存在区域设置有磁体和灭弧室，其中灭弧室至少有部分栅片设置有可伸入至转盘上侧和/或下侧的栅片长腿部，且转盘的侧缘设置有凹凸结构来增加电弧与转盘的接触面积。本实用新型优化了隔离开关的磁体布局及灭弧室和转盘结构，有效地改善了灭弧效果。

Description

一种旋转式隔离开关灭弧结构

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其涉及隔离开关及其灭弧部件，更具体来说是涉及一种旋转式隔离开关灭弧结构。

背景技术

光伏逆变器通常需要配置旋转式隔离开关，其具有触头极及机构极，触头级由同轴的多组动触头和静触头构成，这些动触头和静触头相应连接至接线端子，机构级通过驱动触头旋转来与静触头离合，从而实现电路系统合闸及分闸。旋转隔离开关在动静触头分开时会产生电弧，电弧在动静触头从闭合位置到分开位置之间的空间无规则运动，会烧蚀开关器件表面而造成绝缘失效。为此，需要对隔离开关配置灭弧机构来进行保护。现有隔离开关产品主要是通过设置永磁体和灭弧栅来进行灭弧，但因磁体布局及灭弧栅布局及结构不尽合理，因而灭弧效果不够理想，由此影响了开关性能，有必要对此进行改进。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型目的在于提供一种有效提高灭弧能力的旋转式隔离开关灭弧结构。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种旋转式隔离开关灭弧结构，隔离开关包括座体及安装于座体的动触头组件和静触头组件，动触头组件的转盘转动时使得动触头组件的动触头头部与静触头组件的静触头头部结合导通或分离断开，隔离开关结合或分离时电弧存在区域设置有磁体和灭弧室，其中灭弧室至少有部分栅片设置有可伸入至转盘上侧和/或下侧的栅片长腿部，且转盘的侧缘设置有凹凸结构来增加电弧与转盘的接触面积。

进一步地，栅片的上侧和下侧分别设置有长腿部，栅片上侧的长腿部和栅片下侧的长腿部分别夹于转盘上下两侧。

进一步地，栅片上下侧的长腿部分别伸入至转盘内部，且栅片的引弧槽腹部靠近转盘边缘，以使得栅片整体包裹转盘。

进一步地，栅片的引弧槽、槽口相对于栅片的中心线对称布置或倾斜布置，栅片上下侧的长腿部相对于栅片的中心线对称布置或不对称布置。

进一步地，灭弧室包括多片栅片，其中相邻栅片的引弧槽、槽口或长腿部相对于中心线对称，或相邻栅片的引弧槽、槽口或长腿部相对于中心线不对称且交错排列。

进一步地，栅片装于带有出气口的栅片支架，且座体上设置定位槽来定位灭弧室。

进一步地，转盘包括上盘和下盘，其中上盘和/或下盘的侧缘设置有凹凸结构。

进一步地，凹凸结构包括设置于上盘和/或下盘侧缘具有导面的齿、筋或凹凸块。

进一步地，导面的倾斜方向与转盘转动方向一致。

进一步地，磁体装于座体，其中磁体分布于静触头头部位置和/或分闸状态动触头头部位置的上方、下方或附近区域；或者，磁体装于转盘，其中磁体分布于转盘边缘的上方和/或下方。

进一步地，磁体装于转盘，其中磁体分布于转盘边缘的上方和/或下方。

与现有技术相比，本实用新型旋转式隔离开关优化了磁体位置布局，增加灭弧室栅片长腿部来包裹转盘，且在转盘上设置凹凸结构，通过这些措施的综合运用，极大地提高了隔离开关灭弧效果。

附图说明

图1-图2为本实用新型隔离开关及其灭弧结构的示意图；

图3为图1去除动触头组件上盘及静触片后的示意图；

图4为图1去除座体后的示意图；

图5为图1中动触头组件的示意图；

图6为图5中上盘的示意图；

图7为图1中静触头组件的示意图；

图8-图9为图1中灭弧室的示意图；

图10-图13为本实用新型中一种栅片的排列方式示意图；

图14-图15为本实用新型中一种改进型栅片的示意图；

图16-图17为本实用新型中另一种改进型栅片的示意图；

图18-图23为本实用新型中采用两种改进型栅片的组合排列方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案来对本实用新型进一步详细说明，但不应该将此理解为本实用新型的保护范围仅限于下述实施方案。

如图1-图9所示，本实用新型隔离开关的触头极由一层或多层触头极模块层叠而成，其中除底层触头极模块的座体1略有区别外，其它各层结构相同，其中每一触头极模块的静触头组件3为左接或右接。每一触头极模块分别包括座体1及装于座体1的动触头组件2、静触头组件3、磁体4(优选为永磁体，如磁钢)及灭弧室5，当动触头组件的转盘转动时带动上下动触片23转动，从而使得动触头231与静触头311之间接触导通或分离断开，由此进行合闸或分闸。特别的，同一层触头极模块中，座体1上在合闸与分闸位置分别设置磁体4，座体1的顶角位置分别设置灭弧室。此外，动触头组件2的转盘上还同时设置凹凸结构，由此对隔离开关采用多种灭弧措施将加强灭弧。

本实施例中，隔离开关结合或分离时电弧存在区域设置有磁体4和灭弧室5，其中灭弧室5至少有部分栅片51设置有可伸入至转盘上侧和/或下侧的栅片长腿部512，且转盘的侧缘设置有凹凸结构211来增加电弧与转盘的接触面积。这样，通过优化磁体位置布局，增加灭弧室栅片长腿部来包裹转盘，且在转盘上设置凹凸结构之后，极大地提高了隔离开关灭弧效果，主要表现在以下方面。

其一，座体1上设置至少一组磁体4，一般地设置为多组磁体，其中每组磁体4紧配设置于座体1；或者，每组磁体4通过注塑工艺或铆接工艺安装于座体1。参见图1-图4，磁体4具体分布在静触头组件3的静触头311动触头组件2的动触头231的分闸位置下方；当然，磁体4的位置不一定要正下方，也可以是上方或是附近区域。此外，磁体4还可以分布在电弧运动轨迹的上方或是下方，具体如上方位置靠近机构极一侧。可以理解地是，磁体4也可以安装于转盘上，具体是位于分布于转盘边缘的上方和/或下方。这种磁体4布局摆放的目的是使磁体4对电弧产生磁吹力，其朝向灭弧室或是进入转盘内部，由此更好地进行灭弧。

其二，转盘旋转路径有凹凸结构211，其和磁体4配合进行灭弧。在灭弧性能上，可以使得进入转盘内的电弧拉长，同时电弧碰到凹凸结构后，可加大电弧和转盘的接触，其冷却效果更好，具体参见图5-图6所示。本实施例中，转盘包括上盘21和下盘22，其中上盘侧缘设置有凹凸结构211，当然下盘的侧缘也可以设置有凹凸结构。这些凹凸结构具体可以是设置于上盘和/或下盘侧缘具有导面的齿、筋或凹凸块等结构，其中的导面的倾斜方向优选地与转盘转动方向一致，好处在于：转盘转动时，在导面倾斜方向的前端相对其他区域气体压力比导面倾斜方向的前端气压高，此处前端为靠近转盘边缘一侧，由此推动气流往灭弧室运动，进而气流带着电弧进入灭弧室5，这样灭弧效果更好。

其三，灭弧室5包括支架52和栅片51，栅片51的长腿部512包裹住转盘，即灭弧室5的栅片51尾端设置长腿部512来伸入至动触头头部231运动轨迹线内。由于灭弧室5栅片51的长腿部512包裹住转盘，由此可以加强电弧转移到灭弧室5的吹弧力，具体参见图8-图9所示。优选地，栅片51的上侧和下侧分别设置有长腿部，其中栅片51上侧的长腿部512和栅片51下侧的长腿部512分别夹于转盘上下两侧，这些栅片长腿部512的腿根或是引弧槽的腹部接近转盘边缘，由此包裹住转盘灭弧效果更为明显。安装方式上，栅片51上下侧的长腿部512分别伸入至转盘内部，且栅片51的引弧槽腹部靠近转盘边缘，由此使得栅片51整体包裹转盘。这样，栅片51上下侧长腿部512包裹转盘后，引弧槽腹部靠近转盘并位于转盘外侧，当电弧运动朝向灭弧室时候，电弧接触引弧槽腹部，冷却电弧，有利于电弧熄灭。栅片51上下侧的长腿部512分别伸入至转盘内，可以有利于提升电弧柱区的磁吹力，便于拉着电弧往灭弧室运动，其中弧根区的磁吹力来自于磁体4。此处，灭弧栅片包裹转盘意指包裹电弧，具体表现在包裹动触头旋转路径，体现在结构上是包裹转盘。

上述实施例中，隔离开关产品无极性，其无论接线方式是正接还是反接，电弧被拉长的轨迹只有两种，即朝向灭弧室5或是进入转盘内部两者中的一种，使得电弧在任意一种情况下都有相应的灭弧结构使其熄灭。也可以说，假如同一层的两个电弧，一个轨迹朝向灭弧室5，一个轨迹进入转盘2内部，两者中只要有一侧的灭弧效果在一瞬间强，则这一侧的电弧先熄灭，同时另一侧的电弧随即熄灭。此处，磁体4的极性无特殊要求，图中N极圆柱面朝上或朝下均可，此处N极圆柱面另一侧为S极。

以下进一步结合图1-图9，来对本实用新型结构及工作原理及工作过程进行详细描述。

如图1-图4所示，触头极模块为多层，每一触头极模块的静触头组件3为左接或右接，相邻触头极模块的静触头组件3相应为右接或左接，其中相邻触头极模块之间磁体4的磁性方向保持一致。各层触头极模块的座体1成扣接、粘接或螺接等方式组合装配，这些座体主体中间设置动触头安装孔来安装动触头组件2，此外座体1还设置静触头组件安装位、磁体安装位及灭弧室安装位，但这些安装位的位置布局有所差别。

如图5-图6所示，本实用新型隔离开关触头极动触头组件2由转盘和动触片23构成，转盘由上盘21和下盘22卡接组合而成，上下动触片23卡接或组合成动触片组件，动触片23端部形成夹缝式的动触头231，组装时转盘装于座体1，动触片23装于转盘，这样就可以通过转盘的转动来形成动触头231的触点与静触头组件3的触点之间的接触导通和分离断开。本实施例中，转盘由上盘21和下盘22组成，其中上盘21和下盘22之间通过卡口紧密连接，其中上盘21设置有卡槽212，下盘22设置有卡槽221，上、下动触片23设置于卡槽212及卡槽221。特别地，上盘21的侧面在从合闸到分闸的运动区域设置有齿状凸起部211，这些齿状凸起部211设置在触头拉弧区域，在动静触头快速分闸时可以拉长电弧，有助于快速熄灭电弧。其中，电弧拉长的方式有两种：一种是电弧朝向转盘2内部运动，齿状凸起部211增大了电弧于转盘的接触面积，拉长电弧；另一种是齿状凸起部211旋转时，齿状凸起部211前端气压高，进而推动电弧往灭弧室5运动，推动的过程中拉长电弧。此处，齿状凸起部211也可以为设置在上盘21和/或下盘22侧缘的筋或凹凸块，它们分别具有导面，优选地导面的倾斜方向与转盘转动方向一致，以提高灭弧效果。

如图7所示，静触头组件3具体包括静触片31，静触片31的第一端固定于座体1顶角位置，静触片31的第二端横折出静触头头部311来与动触头头部231接触。具体地，静触片31的第一端配置接线螺钉32及接线片33进行固定及接线，静触头头部311通过进出动触头组件的动触片形成的夹缝来与动触头头部231接触导通或分离断开。此处，左静触头组件和右静触头组件的结构基本相同，仅仅是静触片31的长度及其两端弯折长度或角度有所差别，不再展开说明。上述结构的两组静触头组件3分别设置于同一层触头极模块的座体1的对角线位置，可以增加灭弧室5的容积。

如图8-图9所示，灭弧室5包括灭弧支架52和多片栅片51，栅片51安装于灭弧支架52进行定位，且各栅片51分别有部分位于动触头头部运动轨迹线内，具体是栅片511的尾端设置长腿部512，长腿部512伸入至动触头头部213运动轨迹线内。这样可将电弧引进灭弧室，使灭弧室效果达到更佳的效果。其中灭弧室的栅片51为多片，各栅片51中间设置有引弧槽511，有助于拉长电弧，抬高电弧电压；此外，栅片51尾端设置有长腿部512，该长腿部512伸入至动触头头部运动轨迹线内，有助于将电弧引进灭弧室，从而更加有效地灭弧。本实施例中，座体1上设置定位槽来定位灭弧室。座体1的定位槽分别固定灭弧支架52和多片栅片51之后，可以防止栅片51被灼烧后散架，或被电弧烧至粘连。如图8-图9所示，灭弧支架52顶部及背面开设支架槽口521来固定栅片51，灭弧支架52背部设置有出气口522，进一步，出气口522可以为交错布置，有助于排气散热。

这样，本实用新型综合运用上述多种灭弧措施后，灭弧效果得以明显改善。

上述的栅片51的结构及排列方式可以进一步优化，以下结合图10-图23来举例如下。

如图10-图13所示，灭弧室5具有不同规格的栅片51a及栅片51b，其中栅片51a的长腿部长度长于栅片51b的长腿部长度，栅片51a的引弧槽平均宽度小于栅片51b的引弧槽平均宽度，这些相邻栅片51a及栅片51b相对于中心线对称，其中的长腿部及引弧槽交错排列，这种交错排列方式的效果较好。

如图14-图17所示，示出两种改进型的栅片结构，具体为栅片51c及栅片51d，它们除分别设置长腿部512、引弧槽511之外，还在引弧槽腹部513的下方设置槽口514，其中：图14-图15中的栅片51c的长腿部512、引弧槽511及引弧槽腹部513及槽口514相对于其中心线对称；图14-图15中的栅片51d的长腿部512、引弧槽511及引弧槽腹部513及槽口514相对于其中心线对称，槽口514相对于中心线倾斜。此处，栅片51c的长腿部长度长于栅片51d的长腿部长度，栅片51c的引弧槽平均宽度小于栅片51d的引弧槽平均宽度，这样在组合使可形成交叉分布。

如图18-图23所示，灭弧室5由不同规格的栅片51c及栅片51d组合而成，其中栅片51d引弧槽511、槽口514及长腿部512相对于栅片51d的中心线对称布置；栅片51c的引弧槽511、长腿部512相对于栅片51c的中心线对称布置，槽口514相对于栅片51c的中心线切斜布置；栅片51c的长腿部长度长于栅片51d的长腿部长度，栅片51c的引弧槽平均宽度小于栅片51d的引弧槽平均宽度。这样，将栅片51c及栅片51d交替排列后，相邻栅片之间的引弧槽511、槽口514或长腿部512成交错排列状态。这样交错排列，好处是减小电弧进入灭弧室5的阻力，同时还具有冷却电弧的效果。可以理解的是，栅片51的交错排列还可采用其它方式，不再展开说明。

本实用新型的以上实施例优化了隔离开关的磁体布局及灭弧室和转盘结构，有效地改善了灭弧效果。

本实用新型虽然以较佳公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种旋转式隔离开关灭弧结构，隔离开关包括座体及安装于座体的动触头组件和静触头组件，动触头组件的转盘转动时使得动触头组件的动触头头部与静触头组件的静触头头部结合导通或分离断开，其特征在于，隔离开关结合或分离时电弧存在区域设置有磁体和灭弧室，其中灭弧室至少有部分栅片设置有可伸入至转盘上侧和/或下侧的栅片长腿部，且转盘的侧缘设置有凹凸结构来增加电弧与转盘的接触面积。

2.如权利要求1所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，栅片的上侧和下侧分别设置有长腿部，栅片上侧的长腿部和栅片下侧的长腿部分别夹于转盘上下两侧。

3.如权利要求2所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，栅片上下侧的长腿部分别伸入至转盘内部，且栅片的引弧槽腹部靠近转盘边缘，以使得栅片整体包裹转盘。

4.如权利要求3所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，栅片的引弧槽、槽口相对于栅片的中心线对称布置或倾斜布置，栅片上下侧的长腿部相对于栅片的中心线对称布置或不对称布置。

5.如权利要求3所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，灭弧室包括多片栅片，其中相邻栅片的引弧槽、槽口或长腿部相对于中心线对称，或相邻栅片的引弧槽、槽口或长腿部相对于中心线不对称且交错排列。

6.如权利要求1所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，栅片装于带有出气口的栅片支架，且座体上设置定位槽来定位灭弧室。

7.如权利要求1所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，转盘包括上盘和下盘，其中上盘和/或下盘的侧缘设置有凹凸结构。

8.如权利要求7所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，凹凸结构包括设置于上盘和/或下盘侧缘具有导面的齿、筋或凹凸块。

9.如权利要求8所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，导面的倾斜方向与转盘转动方向一致。

10.如权利要求1-9任一项所述的旋转式隔离开关灭弧结构，其特征在于，磁体装于座体，其中磁体分布于静触头头部位置和/或分闸状态动触头头部位置的上方、下方或附近区域；或者，磁体装于转盘，其中磁体分布于转盘边缘的上方和/或下方。

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