CN217444295U - 一种高压直流继电器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高压直流继电器，属于继电器技术领域，继电器包括壳体、触点系统和灭弧系统，壳体内具有灭弧腔室，触点系统和灭弧系统均位于灭弧腔室内；触点系统包括两个静触点和一块动触板，动触板具有长度方向、宽度方向和高度方向，动触板沿长度方向的两端分别设置动触点，动触点与静触点沿动触板的高度方向相对设置；灭弧系统包括两个主磁源和两个副磁源；两个主磁源分别设置在动触板长度方向的两侧，两个副磁源分别设置在动触板宽度方向的两侧；主磁源与副磁源的相对面极性相反；副磁源在动触板上的正投影位于两个动触点之间。本申请实施例能够有效利用磁吹灭弧，达到高效、彻底的灭弧效果，从而避免继电器触点的烧蚀及损耗。

Description

一种高压直流继电器

技术领域

本申请属于继电器技术领域，特别涉及一种高压直流继电器。

背景技术

继电器是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，是用较小电流去控制较大电流的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。高压直流继电器是一种具有自动处理高功率的继电器，在高压、大电流等条件下仍具有常规继电器所无法比拟的可靠性及使用寿命长等特点，被广泛应用于各种不同领域中，比如应用于新能源汽车领域等。

一般用于新能源汽车，逆变电源等领域的高压直流继电器，其电流和电压都较高，当电压越来越高时，电弧的问题也变得越来越严重，具体地讲，继电器在切换负载的瞬间，继电器的动触点与静触点之间的空气被电离击穿而导电，从而产生电弧，电弧的大小随系统电压呈指数增加，电压越高则电弧越大。电弧会对继电器的触点系统造成烧蚀和损耗，导致继电器的使用寿命大大缩短，增加了使用成本。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了高压直流继电器，其能够有效利用磁吹灭弧，达到高效、彻底的灭弧效果，从而避免继电器触点系统的烧蚀及损耗。

本申请实施例提供了一种高压直流继电器，包括壳体、触点系统和灭弧系统，壳体内具有灭弧腔室，触点系统和灭弧系统均位于灭弧腔室内；触点系统包括两个静触点和一块动触板，动触板具有长度方向、宽度方向和高度方向，动触板沿长度方向的两端分别设置动触点，动触点与静触点沿动触板的高度方向相对设置；灭弧系统包括两个主磁源和两个副磁源；两个主磁源分别设置在动触板长度方向的两侧，两个副磁源分别设置在动触板宽度方向的两侧；主磁源与副磁源的相对面极性相反；副磁源在动触板上的正投影位于两个动触点之间。

通过采用上述方案，当继电器在切换负载的瞬间，动触点与静触点之间会产生高温电弧，灭弧系统中主磁源与副磁源的相对面极性相反，主磁源和副磁源在触点系统处形成横向磁场，增强了触点系统处的磁场强度；这样，在工作时，在该横向磁场的作用下，高温电弧被横向拉长发生变形，变得更稀薄且与周围介质发生接触后得到快速冷却，熄灭电弧，实现磁吹灭弧的效果，从而减少动触点和静触点的烧蚀和损耗；并且，根据“左手定则”，因为受到主磁源和副磁源之间磁场的作用力，两个动触点和与其分别配合的静触点产生的电弧会进入对应侧的主磁源和副磁源之间的区域，两处电弧进入的两区域位于动触板外侧的对角位置，且电弧均被拉长远离触点系统，两处电弧不容易连接，能够避免电弧被拉回动触板而导致电弧重燃，进一步减少触点系统的烧蚀与损耗。

在一些实施例中，每个副磁源包括两个间隔设置的磁钢，两个磁钢相对面的极性相反。

通过采用上述方案，两个主磁源之间产生的磁场在磁钢所在位置分别进行一次加强，从而使动触点与静触点周围的的磁感线更加密集，磁场强度更高，这样，在受到主磁源和磁钢形成的磁场作用下，电弧被横向拉长时，电弧受到的拉力更大，磁吹灭弧的效果更显著。

在一些实施例中，主磁源和磁钢外部均包覆有绝缘隔热护套。

通过采用上述方案，绝缘隔热护套可以使主磁源和磁钢与电弧导致的高温环境进行物理隔绝，防止高温减弱主磁源和副磁源的磁性，保证主磁源和磁钢的磁性强度，从而保证主磁源和磁钢能够为灭弧系统提供相对稳定的磁场，确保灭弧系统的稳定的灭弧效果和延长灭弧系统的寿命。

在一些实施例中，灭弧系统还包括灭弧栅片组，灭弧栅片组包括多个栅片和设于相邻栅片之间的栅格，灭弧栅片组设于主磁源和副磁源之间且位于动触板宽度方向的两侧。

通过采用上述方案，受主磁源和副磁源之间磁场作用，电弧被拉长至灭弧栅片组时，灭弧栅片组可以对电弧切割或/和分割，冷却，加快灭弧速度，进一步减少电弧对触点系统的损耗。

在一些实施例中，栅片沿着动触板高度方向设置。

通过采用上述方案，多个栅片之间形成多个细长狭窄的栅格，当电弧会被拉长至灭弧栅片组时，被栅片分割成多个较细较弱的电弧，被分割后的电弧进入栅格中且与栅片相接触而产生热量交换，使电弧的温度迅速降低而熄灭，从而迅速灭弧，进一步减少电弧对触点系统的烧蚀和损耗。

在一些实施例中，栅片包括靠近动触板的第一侧边，第一侧边设有V形的缺口，缺口中心朝向静触点与动触点的接触位置。

通过采用上述方案，因为继电器在频繁开断时，如果栅片的尺寸较大，则灭弧后残存的游离气体在栅格内不易排出，而在栅片上设置缺口，则使得栅片在电弧被拉长的方向上尺寸减小，栅格内的气体容易排出，有利于熄弧以及灭弧栅片组的快速降温；此外，电弧在初期时温度较高，为防止栅片被初期的电弧加热致使灭弧效果降低的情况发生，需使电弧被拉长至一定阶段并得到降温后再进入灭弧栅片组，缺口可以给要接触到栅片的电弧足够的拉长空间，电弧温度得以降低，进而保证灭弧栅片组对电弧的灭弧效果。

在一些实施例中，缺口边缘设有槽口，电弧沿槽口的深度方向逐渐远离触点系统。

通过采用上述方案，槽口使得栅片对应处的电弧可被拉得更长，有利于电弧的衰减；槽口可以使得栅片的散热面积进一步增大，更有利于栅片的冷却，从而更加有利于电弧的冷却和熄灭，起到缩短灭弧时间的作用。

在一些实施例中，相邻的两个栅片上的槽口的位置不同和/或深度方向不同。

通过采用上述方案，受到主磁源和磁钢之间作用力，电弧进入栅格中继续被拉长且与栅片紧密接触的过程中会不断移动改变与栅片的接触部位，因为相邻两个栅片的槽口错开，使得电弧从一个栅格向相邻栅格上跳转时，需要经历一个斜向的路径，而非沿着与栅片垂直的方向直向传导，这样可以有效地拉长电弧，使得电弧更快地熄灭，从而提高灭弧效果，结构简单，易于实现。

在一些实施例中，灭弧腔室内设有插接板，插接板与壳体连接，插接板设置有多个用于插接栅片的插槽。

通过采用上述方案，插接板通过插槽实现与栅片插接连接，进而实现栅片与壳体的可靠连接，简化了栅片的装配。

在一些实施例中，栅片为耐弧陶瓷或耐弧塑料材质。

通过采用上述方案，耐弧陶瓷或耐弧塑料材质具有稳定的绝缘性能，并且受电弧高温作用也不会变形，机械强度好且易加工制造。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

本申请中每个主磁源和两个副磁源间产生磁场，每对动触点和静触点分离时所产生的高温电弧在其相对的主磁源和两个副磁源的磁场力作用下，被横向拉长、拉开，电弧变得稀薄并与周围介质发生相对运动而得到快速冷却，实现灭弧；还会因为受到主磁源和副磁源之间磁场的作用力，电弧被拉长至动触板外侧的对角位置，避免两个动触点处对应的两处电弧之间连接致使电弧重燃的情况发生，进一步降低发生触点系统被烧蚀和损耗的可能性，实现高效、彻底的灭弧效果。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种高压直流继电器沿平行于XOZ平面的剖面示意图；

图2为图1的高压直流继电器沿平行于XOY平面的剖面示意图；

图3为图1的高压直流继电器沿平行于YOZ平面的剖面示意图；

图4为图1的高压直流继电器工作时的磁场示意图；

图5为本申请实施例提供的高压直流继电器中动触点与静触点间电弧拉长的示意图；

图6为本申请实施例提供的栅片的示意图；

图7为本申请实施例提供的灭弧栅片组件沿X轴视角方向的示意图；

图8为本申请实施例提供的灭弧栅片组件沿Y轴视角方向的示意图；

图9为本申请实施例提供的灭弧栅片组件沿Z轴视角方向的示意图；

附图标记：1-壳体，11-灭弧腔室，11-1-第一区域，11-2-第二区域，11-3- 第三区域，11-4-第四区域，21-静触点，22-动触板，221-动触点，31-主磁源， 32-副磁源，33-栅片，332-安装角，333-限位槽，334-第一侧边，34-栅格，3313- 缺口，3314-槽口，35-插接板，351-插槽，4-绝缘隔热护套，51-轴杆，52-动铁芯，53-控制线圈，54-反力弹簧，55-无油轴承，6-导磁板，8-密封顶。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的具体实施方式进行详细描述，但应当理解为本申请的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。

本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖而不排除其它的内容。单词“一”或“一个”并不排除存在多个。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语“实施例”并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地或隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

下面描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的除皱辊及极片除皱装置的具体结构进行限定。例如，在本申请的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

此外，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，机械机构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其他固定件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘结或一体成型形成连接进行连接。电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，还可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

一般用于新能源汽车，逆变电源等领域的高压直流继电器，其电流和电压都较高，当电压越来越高时，电弧的问题也变得越来越严重，具体地讲，继电器在切换负载的瞬间，动触点和静触点之间的空气被电离击穿而导电，在此时，即使继电器触点之间是分离的，电离的气体也会使得分离的回路导通，即继电器的触点系统会产生电弧，而电弧的大小是随系统电压呈指数增加，电压越高则电弧越大。电弧会对继电器的触点造成烧蚀和损耗，导致继电器的使用寿命大大缩短，增加了使用成本。

鉴于上述问题，本申请实施例提供一种高压直流继电器，如图1、图2和图 3所示，高压直流继电器包括壳体1、触点系统和灭弧系统，壳体1内具有灭弧腔室，触点系统和灭弧系统均位于灭弧腔室内；触点系统包括两个静触点21和一块动触板22，动触板22具有长度方向、宽度方向和高度方向，动触板22沿长度方向的两端分别设置动触点221，动触点221与静触点21沿动触板22的高度方向相对设置；灭弧系统包括两个主磁源31和两个副磁源32；两个主磁源31 分别设置在动触板22长度方向的两侧，两个副磁源32分别设置在动触板22宽度方向的两侧；主磁源31与副磁源32的相对面极性相反；副磁源32在动触板 22上的正投影位于两个动触点221之间。

其中，动触板22的长度方向为平行于X轴的方向，动触板22的宽度方向为平行于Y轴的方向，动触板22的高度为平行于Z轴的方向。

副磁源32在动触板22上的正投影位于两个动触点221之间，而主磁源31 分别设置在动触板22长度方向的两侧，即在动触板22的长度方向上，每一对动触点221和静触点21均位于相应侧的主磁源31与副磁源32之间，所以，动触点221和静触点21产生的电弧均会处于主磁源31和副磁源32产生的横向磁场中。

壳体1的形状通常为环形筒体状，其顶部可以进行绝缘密封处理；壳体1通常为金属材质，如铁材质，其外表面可以涂覆绝缘层，例如，在壳体1的外周表面及底面涂覆铁氟龙材质的绝缘层，可以减少壳体1的磁外漏，以及提高壳体1 的绝缘性能和耐高温性能。

触点系统用于接通和断开外部直流负载电路，其中，动触点221可以为单独的零件而固定在动触板22上，也可以是由动触板22一体形成的凸出，或者是由动触板22的端部直接构成动触点221，这样，动触板22两端的动触点221分别与两个静触点21接触形成桥式接触系统；当动触板22两端的动触点221与两个静触点21相接触时，电流由其中一个静触点21流入，经过动触板22后从另一个静触点21流出。

主磁源31和副磁源32可以均为永磁钢。

极性相反是指磁极相反，在本实施例中主磁源31与副磁源32的相对面极性相反，则当主磁源31靠近副磁源32的一侧极性为N极时，副磁源32与主磁源 31相对的一侧的极性为S极；当主磁源31靠近副磁源32的一侧极性为S极时，副磁源32与主磁源31相对的一侧的极性为N极。

因为主磁源31与副磁源32的相对面极性相反，例如，如图4所示，左边的主磁源31的一端与两个副磁源32的一端相对且极性相反，两个副磁源32的另一端与右边的主磁源31的一端相对且极性相反，所以本实施例中两个主磁源31 间相对面对极性也会是相反的。

例如，一种高压直流继电器采用螺管式磁路系统，如图1、图2和图3所示，该继电器还包括导磁板6、电磁系统；该继电器的壳体1通过密封顶8进行绝缘密封，电磁系统包括轴杆51、动铁芯52、控制线圈53以及无油轴承55，无油轴承55内置于控制线圈53内，轴杆51的底部与动铁芯52连接，动触板22安装在轴杆51上；当对控制线圈53施加一定电压后，电流经过控制线圈53而在其周围产生电磁场，电磁场在由无油轴承55、壳体1和导磁板6所形成的磁回路内循环流动，进而对动铁芯52产生螺管力，从而推动铁芯52向上滑动并压缩反力弹簧54，动铁芯52再通过轴杆51带动动触板22上移至与静触点21可靠吸合，实现主电路的接通。当控制线圈53断电后，因其失去电流使得电磁场消失，动铁芯52将在反力弹簧54的弹力作用下向下移动至复位，进而带动动触板22上的动触点221与静触点21分离并最终将主电路断开。其中，在该高压直流继电器中，灭弧腔室11为壳体1、导磁板6与密封顶8之间构成的密封空间；主磁源 31和副磁源32的底部均可以设置在导磁板6上。

该继电器在工作时，灭弧腔室11内的主要的磁场方向如图4所示，该磁场由两个主磁源31和两个副磁源32共同形成，其中，两个主磁源31之间距离较远，两者之间磁场强度较小，每个主磁源31与两个副磁源32之间磁场强度较大，由于磁场相互叠加，而使得两个副磁源32与主磁源31相对面之间的磁感线密度最高、磁场强度也更强，动触点221与静触点21的接触位置恰好靠近该位置，当动触点221和静触点21分离产生电弧时，电弧受磁场力的作用而被横向拉长，电弧变得更加稀薄，并且和在灭弧腔室11内介质接触后迅速冷却，熄灭电弧，实现磁吹灭弧的效果，减少触点系统的烧蚀和损耗；其中，电弧的横向拉长是指沿着垂直于电弧的轴向进行拉长，如图5所示。

如图4所示，在该直流继电器的灭弧腔室11中，在两个主磁源31和两个副磁源32之间且位于动触板22宽度方向两侧的区域有四个，分别记作第一区域 11-1、第二区域11-2、第三区域11-3、第四区域11-4。当主磁源31和副磁源 32的N极和S极分别如图4所示，且继电器在接入电路时，电流在两个静触点 21之间的流通方向为“右进左出”(“左”、“右”仅以图示方向为参考标准) 时，根据“左手定则”，左边的动触点221与静触点21之间的电弧朝第一区域 11-1被拉长(如图4中箭头A方向)，右边的动触点221与静触点21之间的电弧朝第三区域11-3被拉长(如图4中箭头B方向)。同样的，当电流在两个静触点21之间的流通方向为“左进右出”时，左边的动触点221与静触点21之间的电弧朝第四区域11-4被拉长，右边的动触点221与静触点21之间的电弧朝第二区域11-2被拉长。可见，继电器采用任意一种接入方式时，两处电弧均会朝动触板22外侧的对角位置被拉长，且被拉向远离触点系统的方向，这两个区域间隔距离大，这样可以避免电弧向动触板22的方向被拉回致使电弧重燃的情况发生，进一步降低发生触点系统被烧蚀和损耗的可能性。

如图3、4所示，在一些实施例中，每个副磁源32包括两个间隔设置的磁钢，两个磁钢相对面的极性相反。

每个副磁源32的两个磁钢可以关于动触板22对称布置，这样能够使得每个磁钢分别与对应侧主磁源31之间的距离相等，磁场强度相同，磁场力相同，这样，继电器无论是在正向还是反向接入电路时，灭弧系统的灭弧效果不会有大的差异。

相比于整体结构的副磁源32，两个间隔设置的磁钢可以节省副磁源32占用灭弧腔室11的空间。

通过采用上述方案，两个主磁源31之间产生的磁场在磁钢所在位置分别进行一次加强，从而使动触点221与静触点21周围的的磁感线更加密集，磁场强度更高，这样，在受到主磁源31和磁钢形成的磁场作用下，电弧被横向拉长时，电弧受到的拉力更大，磁吹灭弧的效果更显著。

在一些实施例中，主磁源31和磁钢外部均包覆有绝缘隔热护套4。

如图1、图2和图3所示，绝缘隔热护套4可以采用一体式结构安装在灭弧腔室11内，将主磁源31和磁钢包覆在其中，起到绝缘和隔热的保护作用。

绝缘隔热护套4可以选择耐高温塑料件，例如选用聚苯并咪唑、聚酰亚胺等材料的制成件。

因为动触点221和静触点21产生的电弧具有电能和大量热量，处于灭弧腔室11内的主磁源31和磁钢会对灭弧腔室11内的零部件有电传导和热传递，会对主磁源31和磁钢的性能产生影响，例如磁性强度变弱，长期受烧蚀寿命会减小，致使主磁源31和磁钢之间的磁场力变小进而影响磁吹灭弧的效果，以及降低灭弧系统的寿命。本实施例中绝缘隔热护套4可以使主磁源31和磁钢与电弧导致的高温环境进行物理隔绝，防止高温减弱主磁源31和副磁源32的磁性，保证主磁源31和磁钢的磁性强度，从而保证主磁源31和磁钢能够为灭弧系统提供相对稳定的磁场，确保灭弧系统的稳定的灭弧效果和延长灭弧系统的寿命。

如图2和图4所示，在一些实施例中，灭弧系统还包括灭弧栅片组，灭弧栅片组包括多个栅片33和设于相邻栅片33之间的栅格34，灭弧栅片组设于主磁源 31和副磁源32之间且位于动触板22宽度方向的两侧。

如图2和图4所示，栅片33为薄片结构件，用于对电弧进行切割或/和分割，有利于加快电弧的冷却和熄灭。

本申请实施例中，切割是指当栅片33与电弧的轴向垂直或基本垂直时，栅片33将电弧分为若干短弧；分割是指栅片33与电弧的轴向平行或近似平行时，栅片33将电弧分隔为多个窄的电弧。

如图1、图2和图3，在该直流继电器中，每个灭弧栅片组包括四个栅片33，相邻的两个栅片33的间距为1毫米，栅片33本体表面也可以涂覆耐灼烧、耐高温的薄金属涂层，如钨或铬等薄金属涂层，这些金属涂层可以提高栅片33的使用寿命。

栅格34为相邻栅片33之间间隔的狭缝空间，该空间用于使电弧通过以及用于熄弧后游离气体的排出。

灭弧栅片组的多个栅片33层叠布置，一般来说，在固定的安装空间和间距情况下，灭弧栅片组的栅片33数量越多，切割电弧分段越多，或/和分割后的电弧多窄，灭弧效果越好。

灭弧栅片组的多个栅片33可以与电弧的轴向垂直或基本垂直，这种情况下，栅片33选用磁性材料的金属片，置于灭弧腔室11中。工作时，利用短弧灭弧原理，栅片33将电弧分为若干短弧，利用电弧的近极压降来达到熄灭电弧的目的；除了主磁源31和副磁源32的磁场作用外，由于栅片33为磁性材料，栅片33本身就具有一定把电弧拉入栅格34的磁场力，当电弧靠近灭弧栅片组后，被多个栅片33分为许多串联短弧，每个栅片33就成为短电弧的电极，电流回路产生作用于各短弧上的点动力使短弧继续发生运动，一方面使每个栅片33间的电弧电压不足以达到燃弧电压，另一方面，栅片33将电弧的热量传出而使电弧迅速冷却，促使电弧熄灭。其中，当栅片33选用铁板或钢板时，一般在其外表面镀上一层铜，以增大传热能力和防止铁片生锈。

灭弧栅片组的多个栅片33也可以与电弧的轴向平行，栅片33采用绝缘材料，置于灭弧腔室11中。工作时，受主磁源31和副磁源32的磁场作用，当电弧被拉入灭弧栅片组后，电弧被栅片33分割，利用纵缝灭弧原理，电弧在灭弧栅片组中被多个栅片33分为直径较原来小的电弧，进而电弧在栅格34中继续运动并与栅片接触冷却，促使电弧熄灭。

灭弧栅片组可以设置在电弧集中的区域，实现高效的灭弧效果。参考图4，因为灭弧腔室11内的电弧受主磁源31和副磁源32的作用后，会主要集中在第一区域11-1和第三区域11-3或者第二区域11-2和第四区域11-4，因此灭弧栅片组设置在第一区域11-1、第二区域11-2、第三区域11-3、第四区域11-4中就可以达到较好的灭弧效果。

通过采用上述方案，受主磁源31和副磁源32之间磁场作用时，电弧被拉长至灭弧栅片组，灭弧栅片组可以对电弧切割或/和分割，冷却，加快灭弧速度，进一步减少电弧对触点系统的损耗。

如图1和图2所示，在一些实施例中，栅片33沿着动触板22的高度方向设置。

栅片33沿着动触板22的高度方向设置是指栅片33平行于动触点221和静触点21的配合方向，如图1或2所示，栅片33为垂直设置，这样的栅片33与电弧的轴向平行。

该方案中，栅片33采用绝缘材料，如耐弧陶瓷和耐弧塑料。当电弧进入灭弧栅片组后，利用纵缝灭弧原理，被多个栅片33分割成多个电弧，一方面，被分隔到栅格34内的电弧受到主磁源31和磁钢的磁场力，继续运动，直到与栅片 33紧密接触，电弧在移动过程中不断改变与栅片33接触的部位，将热量传递给栅片33，受到迅速冷却，另一方面，电弧进入栅格34中被缩短，弧径被压小，弧电阻增大，促使电弧熄灭。

在灭弧栅片组利用短弧灭弧原理进行灭弧时，由于栅片33压降值较小，要想达到较好的灭弧效果，栅片33的数量较大，会造成灭弧系统体积庞大，即在一定的灭弧腔室11中可能无法布置足够多的栅片33来保证灭弧效果；本实施例中灭弧栅片组的栅格34形成纵向多缝，且主磁源31和副磁源32之间磁场力作用，栅格34内残余的游离气体能够及时排出，灭弧效果显著，无需较大数量的栅片33，因此灭弧栅片组体积小，节省空间。

栅片33可以连接在灭弧腔室11的顶部和底部之间，这样的栅片33相当于灭弧腔室11腔壁的加强筋，起到加强灭弧腔室11腔壁的强度和防止灭弧腔室11 腔壁变形的作用。

通过采用上述方案，灭弧栅片组中多个细长的栅格34成为纵向多缝，当电弧会被拉长至灭弧栅片组进行分割时，受主磁源31和副磁源32的磁场作用，电弧在灭弧栅片组中被多个栅片33分为直径较原来小的电弧，进而电弧进入栅格 34中运动并与栅片33相接触，使电弧的温度迅速降低而熄灭，从而迅速灭弧，进一步减少电弧对触点系统的烧蚀和损耗。

如图6所示，在一些实施例中，栅片33包括靠近动触板22的第一侧边334，第一侧边334设有V形的缺口3313，缺口3313中心朝向静触点21与动触点221 的接触位置。

V形的缺口3313是指边缘呈一定夹角的缺口3313，缺口3313的开口大小可以是锐角、直角或钝角。

第一侧边334是相对于栅片33上其他侧边距离发生电弧最近的侧边，也是电弧接触到栅片33时最先接触到的边。

缺口3313在第一侧边334上的正投影可以与整个第一侧边334重合，也可以仅仅与第一侧边334的一部分重合；缺口3313的边缘与栅片33的边缘之间可以由圆弧光滑过渡，其底部也可以为圆弧状。

电弧经灭弧栅片组后，熄弧后残存的游离气体在栅格34内，当继电器应用在频繁开断的场合时，如果游离气体不能及时从栅格内及时排出，会影响到灭弧栅片组的灭弧效果，本实施例通过缺口3313使得栅格34的狭缝空间较浅，游离气体更容易及时从栅格34内排出，在后续继电器开断时，保证灭弧栅片组对电弧的冷却和熄灭效果。缺口3313也可以使得栅片33的散热面积更大，有利于栅片33对电弧的冷却降温，进而可以提高灭弧效率。

此外，电弧在初期时温度较高，如果此时直接与栅片33接触会加热栅片33，集中了太多热量的栅片33无法在对电弧迅速冷却，影响灭弧效果；在电弧受力拉长时也是电弧与灭弧腔室11内气体热交换的一个过程，缺口3313的底部和边缘距离动触点221和静触点21的接触位置会有一段距离，电弧在接触栅片33实体之前，可以得到充分的拉长和能够与气体进行热交换，之后，再与栅片33接触时，栅片33可以迅速冷却电弧，从而实现良好的灭弧效果。

在一些实施例中，缺口3313边缘设有槽口3314，电弧沿槽口3314的深度方向逐渐远离触点系统。

如图6所示，缺口3313边缘是指缺口3313的底部或者缺口3313呈夹角的两条边缘上。

槽口3314的深度方向是指槽口3314的边缘与槽口3314和缺口3313相交处的最长连线的方向。

在工作时，电弧接触到栅片33的过程中，电弧不仅与栅片33接触面积越来越大，而且长度越来越长，在槽口3314处被继续被拉长，电弧逐渐变得稀薄，越有利于衰减，越容易被降温冷却实现熄灭。

通过采用上述方案，槽口3314使得电弧的路径更长，有利于电弧的衰减；槽口3314可以使得栅片33的散热面积进一步增大，更有利于电弧的冷却和熄灭，从而缩短了灭弧的时间。

如图7所示在一些实施例中，相邻的两个栅片33上的槽口3314的位置不同和/或深度方向不同。

为了提高制造效率，在开设栅片33上的槽口时，可以仅生产一种栅片33，在安装栅片33时通过将相邻的两个栅片33反向交错安装，可实现相邻的两个栅片33上的槽口3314的位置不同或者深度方向不同，而无需设置不同的栅片33 来实现槽口3314的错开。

通过采用上述方案，受到主磁源31和磁钢之间作用力，电弧进入栅格34中继续运动且与栅片33紧密接触的过程中会不断移动改变与栅片33的接触部位，因为相邻两个栅片的槽口3314错开的结构，使得电弧从一个栅格34向相邻栅格 34上跳转时，需要经历一个斜向的路径，而非沿着与栅片33垂直的方向直向传导，这样可以有效地拉长电弧，使得电弧更快地熄灭，从而提高灭弧效果，该方案结构简单，易于实现。

如图8、9所示在一些实施例中，灭弧腔室内设有插接板35，插接板35与壳体1连接，插接板35设置有多个用于插接栅片33的插槽351。

插接板35的数量可以是两个，分别安装在栅片33在第一侧边334的两端；插接板35的数量也可以是一个，设置在第一侧边334的任意一端。

插槽351的数量应当与灭弧栅片组的栅片33的数量对应；插接板35上的插槽351之间间距相等，可以保证灭弧栅片组的所有栅片33之间的间距一致，即保证灭弧栅片组的所有栅格34的窄缝尺寸一致。

栅片33的第一侧边334的一端或两端，可以直接安装在插接板35的插槽351 上；参照图6和7，栅片33的第一侧边334的一端或两端也可以设置限位槽333 和安装角332，其中安装角332设置在限位槽333中部，限位槽333的槽侧面与插接板35两侧面配合，安装角332与插槽351止口配合，这样，通过插接板35 与限位槽333和安装角332的配合连接，能够使插接板35与栅片33实现可靠连接，进而实现栅片33与壳体1的可靠连接，简化了栅片33的装配。

在一些实施例中，栅片33为耐弧陶瓷或耐弧塑料材质。

耐弧塑料材质的栅片可以选用BMC模塑料(Bulk molding compound，团状模塑料)，其具有优良的机械性能，耐热性，耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，易加工制造，可满足灭弧栅片组在耐弧性能与机械强度方面性能的要求。

通过采用上述方案，耐弧陶瓷或耐弧塑料材质具有稳定的绝缘性能，且受电弧高温作用也不会变形，机械强度好且易加工制造。

以上公开的仅为本申请的具体实施例，但是，本申请实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压直流继电器，其特征在于：包括壳体、触点系统和灭弧系统，所述壳体内具有灭弧腔室，所述触点系统和所述灭弧系统均位于所述灭弧腔室内；

所述触点系统包括两个静触点和一块动触板，所述动触板具有长度方向、宽度方向和高度方向，所述动触板沿长度方向的两端分别设置动触点，所述动触点与所述静触点沿所述动触板的高度方向相对设置；

所述灭弧系统包括两个主磁源和两个副磁源；两个所述主磁源分别设置在所述动触板长度方向的两侧，两个所述副磁源分别设置在所述动触板宽度方向的两侧；所述主磁源与所述副磁源的相对面极性相反；所述副磁源在所述动触板上的正投影位于两个所述动触点之间。

2.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：每个所述副磁源包括两个间隔设置的磁钢，两个所述磁钢相对面的极性相反。

3.根据权利要求2所述的高压直流继电器，其特征在于：所述主磁源和所述磁钢外部均包覆有绝缘隔热护套。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高压直流继电器，其特征在于：所述灭弧系统还包括灭弧栅片组，所述灭弧栅片组包括多个栅片和设于相邻所述栅片之间的栅格，所述灭弧栅片组设于所述主磁源和所述副磁源之间且位于所述动触板宽度方向的两侧。

5.根据权利要求4所述的高压直流继电器，其特征在于：所述栅片沿着所述动触板高度方向设置。

6.根据权利要求5所述的高压直流继电器，其特征在于：所述栅片包括靠近所述动触板的第一侧边，所述第一侧边设有V形的缺口，所述缺口中心朝向所述静触点与所述动触点的接触位置。

7.根据权利要求6所述的高压直流继电器，其特征在于：所述缺口边缘设有槽口，电弧沿所述槽口的深度方向逐渐远离所述触点系统。

8.根据权利要求7所述的高压直流继电器，其特征在于：相邻的两个所述栅片上的所述槽口的位置不同和/或深度方向不同。

9.根据权利要求4所述的高压直流继电器，其特征在于：所述灭弧腔室内设有插接板，所述插接板与所述壳体连接，所述插接板设置有多个用于插接所述栅片的插槽。

10.根据权利要求5所述的高压直流继电器，其特征在于：所述栅片为耐弧陶瓷或耐弧塑料材质。

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