CN218385094U - 灭弧装置和断路器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及灭弧装置和断路器。本公开的灭弧装置用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧，该灭弧装置可以包括：一对灭弧组件，彼此相对地设置在灭弧装置内，用于熄灭电弧；导磁部件，至少部分地设置在一对灭弧组件之间；以及永磁体，与导磁部件接触，以经由导磁部件和一对灭弧组件形成磁性回路，磁性回路将电弧引导至一对灭弧组件中的至少一个灭弧组件。根据本公开实施例的灭弧装置，能够在有效灭弧的同时使灭弧室兼容正向或反向的接电方式，从而提高了电气开关的安全性。

Description

灭弧装置和断路器

技术领域

本公开的实施例总体上涉及电力领域，特别地涉及灭弧装置和断路器。

背景技术

在电力系统中，电路通过诸如断路器的电气开关被断开时，断路器的静触头与远离静触头移动的动触头之间可能形成电弧。电弧包含电离气体，该电离气体包含大量自由电子，并且电弧的温度通常可达数千度。因此，电弧延长了断路器从导电状态至断电状态的过程，并且电弧还可能破坏断路器以及包含断路器的电气组件。如何避免这些问题，对于安全供电有着十分重要的意义。

实用新型内容

本公开的实施例提供了一种灭弧装置和断路器，旨在解决上述问题以及其他潜在的问题中的一个或多个。

根据本公开的第一方面，提供了一种灭弧装置，所述灭弧装置用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧，所述灭弧装置包括：一对灭弧组件，彼此相对地设置在所述灭弧装置内，用于熄灭所述电弧；导磁部件，至少部分地设置在所述一对灭弧组件之间；以及永磁体，与所述导磁部件接触，以经由所述导磁部件和所述一对灭弧组件形成磁性回路，所述磁性回路将所述电弧引导至所述一对灭弧组件中的至少一个灭弧组件。根据本公开实施例的灭弧装置，能够在有效灭弧的同时使灭弧室兼容正向或反向的接电方式，从而使得灭弧装置在任何接电方式下均能够稳定工作，提高了电气开关的安全性。

在一些实施例中，所述永磁体包括第一子永磁体和第二子永磁体，彼此相对地设置在所述一对灭弧组件的外侧。

在一些实施例中，所述导磁部件包括：导磁主体，设置在所述一对灭弧组件之间；导磁连接部，与所述导磁主体连接，并且所述导磁连接部的两端分别连接至所述第一子永磁体和所述第二子永磁体。

在一些实施例中，所述第一子永磁体和所述第二子永磁体均被构造为平板形状，并且所述第一子永磁体和所述第二子永磁体所在的平面均垂直于所述导磁连接部。

在一些实施例中，所述导磁部件包括：导磁主体，设置在所述一对灭弧组件之间，其中所述永磁体是单个永磁体，并且所述永磁体的上表面与所述导磁主体的下表面耦合，以使所述永磁体位于所述一对灭弧组件之间。

在一些实施例中，所述一对灭弧组件中的每个灭弧组件均由多个灭弧板组成。

在一些实施例中，所述一对灭弧组件中的每个灭弧组件均被设置为成角度地面向所述电弧。

根据本公开的第二方面，提供一种灭弧装置，所述灭弧装置用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧，所述灭弧装置包括：一对灭弧组件，彼此相对地设置在所述灭弧装置内，被配置为熄灭所述电弧；永磁体，设置在所述一对灭弧组件之间，以与所述一对灭弧组件形成磁性回路，所述磁性回路将所述电弧引导至所述一对灭弧组件中的至少一个灭弧组件。

根据本公开的第三方面，提供一种断路器，包括：静触头；动触头，相对于所述静触头活动设置，以在与所述静触头连接时导电或者在与所述静触头断开时断电；以及第一方面的灭弧装置或者第二方面的灭弧装置，设置在所述静触头与所述动触头的接触位置附近，用于熄灭在所述静触头与所述动触头断开所产生的所述电弧。

在一些实施例中，第一方面的灭弧装置中的导磁部件或者第二方面的灭弧装置中的永磁体的形状与所述动触头的运动路径相匹配。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出本公开的若干实施例。

图1示出根据本公开的实施例的用于电气开关的灭弧装置的结构的示意图。

图2示出根据本公开的实施例的包含上述灭弧装置的断路器的一部分的立体图。

图3示出根据本公开的另一实施例的用于电气开关的灭弧装置的结构的示意图。

图4示出根据本公开的另一实施例的包含上述灭弧装置的断路器的一部分的立体图。

图5示出根据本公开的另一实施例的上述灭弧装置的磁路仿真的示意图。

图6示出根据本公开的又一实施例的用于电气开关的灭弧装置的结构的示意图。

图7示出根据本公开的又一实施例的包含上述灭弧装置的断路器的一部分的立体图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示放置或者位置关系的词汇均基于附图所示的方位或者位置关系，仅为了便于描述本公开的原理，而不是指示或者暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本公开的限制。

如前所述，诸如断路器的电气开关在断电时通常会在动触头和静触头之间产生电弧。为了有效灭弧，通常会在动触头和静触头附近设置灭弧室。作为示例，传统的灭弧室中通常包含至少两个永磁体，从而形成从一个永磁体到另一个永磁体的单向磁路。因此，当电弧中的电子(电流)经过由灭弧室中的永磁体建立的磁场时，电弧会被引导至设置在灭弧室中的灭弧板上。然而，这种灭弧室的布置方式对电流的方向是有严格要求的。也就是说，灭弧室中的磁场仅能够将特定方向的电流引导至灭弧板。当电流反向时，电弧会被引导至另一侧，从而可能损坏灭弧装置或者其他电路器件。

针对此，根据本公开实施例，提供一种用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧的灭弧装置，该灭弧装置在有效灭弧的基础上，可以进一步兼容电路的正向和反向的接电方式，进而提高电气开关的安全性。下面结合附图来详细说明根据本公开实施例的用于开关设备的线圈的控制模块的原理。

图1示出根据本公开的实施例的用于电气开关的灭弧装置10的主要结构的示意图。如图1所示，灭弧装置10可以包括一对灭弧组件101和102。灭弧组件101与灭弧组件102彼此相对地设置在灭弧装置10内，以用于熄灭由断路器的静触头和动触头在断开时所产生的电弧。在某些实施例中，灭弧组件101和灭弧组件102均由多个灭弧板或多个灭弧格栅组成。

此外，灭弧装置10还可以包括导磁部件103。如图1所示，导磁部件103可以被设置为设置在灭弧组件101与灭弧组件102之间。应理解，导磁部件103用于与灭弧装置10中的其他部件配合，以形成用于引导电弧的磁性回路。

进而，灭弧装置10还可以包括永磁体104，其与导磁部件103接触，从而与导磁部件103以及灭弧组件101和灭弧组件102形成磁性回路。具体地，永磁体104可以与导磁部件103和灭弧组件101在图1的左侧形成磁性回路，并且永磁体104还可以与导磁部件103和灭弧组件102在图1的右侧形成磁性回路。应理解，形成的磁性回路可以将电弧引导至灭弧组件101和灭弧组件102中的一个灭弧组件。作为示例，假设永磁体204提供自上而下的磁通，当电弧的电流方向为垂直于图1所在的平面向外时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图1中的灭弧组件101，而当电弧的电流方向为垂直于图1所在的平面向内时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图1中的灭弧组件102。由此，本公开提供的灭弧装置实现了对电路的正向和反向的接电方式的兼容。

在一些实施例中，导磁部件103可以包括导磁主体，其设置在灭弧组件101和灭弧组件102之间，并且如图1所示，永磁体104可以被构造为单个永磁体，并且永磁体104的上表面与导磁主体的下表面耦合，以使永磁体104位于灭弧组件101和灭弧组件102之间。

在一些实施例中，如图1所示，灭弧组件101和灭弧组件102中的每个灭弧组件均被设置为成角度地面向所述电弧。

为了更清楚地描述灭弧装置10在断路器中的应用环境，下面将结合图2详细描述断路器的部分结构。图2示出了根据本公开的实施例的包含上述灭弧装置10的断路器的一部分的立体图。

图2中示出的断路器至少可以包括静触头401、相对于静触头401活动设置的动触头402、以及灭弧装置10。应理解，断路器中的动触头402的一段被固定至轴，从而可以使另一端围绕该轴运动。当动触头402与静触头401连接时电路导电，或者当动触头402与静触头401断开时电路断电。

如图2所示，灭弧装置10被设置在静触头401与动触头402的接触位置附近，用于熄灭在静触头401与动触头402断开所产生的电弧。应理解，灭弧装置10中的导磁部件103的形状可以被构造为与动触头402的运动路径相匹配。在图2中，当动触头402与静触头401断开时，产生的电弧可以被由永磁体104、导磁部件103以及灭弧组件101或灭弧组件102形成磁性回路引导至灭弧组件101或灭弧组件102。

通过上述实施例，本公开通过重新设计了灭弧装置的结构，在有效灭弧的基础上，本公开的灭弧装置可以进一步兼容电路的正向和反向的接电方式，从而使得灭弧装置在任何接电方式下均能够稳定工作，提高了电气开关的安全性。

应理解，上述实施例的灭弧装置的结构仅是示例性的。现参照图3更详细地描述其他结构中的一个结构的实施例。图3示出根据本公开的另一实施例的用于电气开关的灭弧装置20的主要结构的示意图。

如图3所示，灭弧装置20可以包括一对灭弧组件201和202。灭弧组件201与灭弧组件202彼此相对地设置在灭弧装置20内，以用于熄灭由断路器的静触头和动触头在断开时所产生的电弧。在某些实施例中，灭弧组件201和灭弧组件202均由多个灭弧板或多个灭弧格栅组成。

此外，灭弧装置20还可以包括导磁部件203。如图3所示，导磁部件203可以至少部分地设置在灭弧组件201和灭弧组件202之间。在图3中，导磁部件203可以包括设置在灭弧组件201和灭弧组件202之间的导磁主体以及横向地位于导磁主体下方的导磁连接部。应理解，导磁部件203用于与灭弧装置20中的其他部件配合，以形成用于引导电弧的磁性回路。

进而，灭弧装置20还可以包括永磁体204。如图3所示，永磁体204可以被构造为彼此相对地设置在灭弧组件201与灭弧组件202的外侧的第一子永磁体和第二子永磁体。永磁体204与导磁部件203接触，以经由导磁部件203和灭弧组件201与灭弧组件202形成磁性回路。

作为示例，假设永磁体204提供自上而下的磁通，当电弧的电流方向为垂直于图3所在的平面向外时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图3中的灭弧组件202，而当电弧的电流方向为垂直于图3所在的平面向内时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图3中的灭弧组件201。由此，本公开提供的灭弧装置实现了对电路的正向和反向的接电方式的兼容。

在一些实施例中，如图3所示，永磁体204的上述第一子永磁体和第二子永磁体均被构造为平板形状，并且第一子永磁体和第二子永磁体所在的平面均垂直于导磁部件203的导磁连接部。

为了更清楚地描述图3中的灭弧装置20在断路器中的应用环境，下面将结合图4详细描述断路器的部分结构。图4示出了根据本公开的另一实施例的包含上述灭弧装置20的断路器的一部分的立体图。

图4中示出的断路器至少可以包括静触头401、相对于静触头401活动设置的动触头402、以及灭弧装置20。应理解，断路器中的动触头402的一段被固定至轴，从而可以使另一端围绕该轴运动。当动触头402与静触头401连接时电路导电，或者当动触头402与静触头401断开时电路断电。

如图4所示，灭弧装置20被设置在静触头401与动触头402的接触位置附近，用于熄灭在静触头401与动触头402断开所产生的电弧。应理解，灭弧装置20中的导磁部件203的形状可以被构造为与动触头402的运动路径相匹配。在图4中，当动触头402与静触头401断开时，产生的电弧可以被由永磁体204、导磁部件203以及灭弧组件201或灭弧组件202形成磁性回路引导至灭弧组件201或灭弧组件202。

为了更详细的描述图3中的灭弧装置20所建立的磁场，图5示出根据本公开的另一实施例的上述灭弧装置20的磁路仿真的示意图。如图5所示，永磁体204的位于图3左侧的部分可以与导磁部件203、灭弧组件201一起在图3的左侧形成磁性回路，并且永磁体204的位于图3右侧的部分可以与导磁部件203、灭弧组件202一起在图3的右侧形成磁性回路。应理解，形成的磁性回路可以将电弧引导至灭弧组件201和灭弧组件202中的一个灭弧组件。

图6示出根据本公开的又一实施例的用于电气开关的灭弧装置的结构的示意图。

应理解，上述实施例的灭弧装置的结构仅是示例性的。现参照图6更详细地描述其他结构中的一个结构的实施例。图6示出根据本公开的又一实施例的用于电气开关的灭弧装置30的主要结构的示意图。

如图6所示，灭弧装置30可以包括一对灭弧组件301和302。灭弧组件301与灭弧组件302彼此相对地设置在灭弧装置30内，以用于熄灭由断路器的静触头和动触头在断开时所产生的电弧。在某些实施例中，灭弧组件301和灭弧组件302均由多个灭弧板或多个灭弧格栅组成。

此外，灭弧装置30还可以包括永磁体303。如图6所示，永磁体303可以被设置在灭弧组件301与灭弧组件302之间，以与灭弧组件301与灭弧组件302形成磁性回路，该磁性回路可以将电弧引导至灭弧组件301或灭弧组件302。作为示例，假设永磁体303提供自上而下的磁通，当电弧的电流方向为垂直于图6所在的平面向外时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图6中的灭弧组件301，而当电弧的电流方向为垂直于图6所在的平面向内时，通过左手法则可知，电弧会被引导至图6中的灭弧组件302。由此，本公开提供的灭弧装置实现了对电路的正向和反向的接电方式的兼容。

为了更清楚地描述图6中的灭弧装置30在断路器中的应用环境，下面将结合图7详细描述断路器的部分结构。图7示出根据本公开的又一实施例的包含上述灭弧装置30的断路器的一部分的立体图。

图7中示出的断路器至少可以包括静触头401、相对于静触头401活动设置的动触头402、以及灭弧装置30。应理解，断路器中的动触头402的一段被固定至轴，从而可以使另一端围绕该轴运动。当动触头402与静触头401连接时电路导电，或者当动触头402与静触头401断开时电路断电。

如图7所示，灭弧装置30被设置在静触头401与动触头402的接触位置附近，用于熄灭在静触头401与动触头402断开所产生的电弧。应理解，灭弧装置30中的永磁体303的形状可以被构造为与动触头402的运动路径相匹配。在图7中，当动触头402与静触头401断开时，产生的电弧可以被由永磁体304以及灭弧组件301或灭弧组件302形成磁性回路引导至灭弧组件301或灭弧组件302。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种灭弧装置(10；20)，所述灭弧装置(10；20)用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧，其特征在于，所述灭弧装置(10；20)包括：

一对灭弧组件(101，102；201，202)，彼此相对地设置在所述灭弧装置(10，20)内，用于熄灭所述电弧；

导磁部件(103；203)，至少部分地设置在所述一对灭弧组件(101，102；201，202)之间；以及

永磁体(104；204)，与所述导磁部件(103；203)接触，以经由所述导磁部件(103；203)和所述一对灭弧组件(101，102；201，202)形成磁性回路，所述磁性回路将所述电弧引导至所述一对灭弧组件(101，102；201，202)中的至少一个灭弧组件。

2.根据权利要求1所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述永磁体(204)包括第一子永磁体和第二子永磁体，彼此相对地设置在所述一对灭弧组件(201，202)的外侧。

3.根据权利要求2所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述导磁部件(203)包括：

导磁主体，设置在所述一对灭弧组件(201，202)之间；

导磁连接部，与所述导磁主体连接，并且所述导磁连接部的两端分别连接至所述第一子永磁体和所述第二子永磁体。

4.根据权利要求3所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述第一子永磁体和所述第二子永磁体均被构造为平板形状，并且所述第一子永磁体和所述第二子永磁体所在的平面均垂直于所述导磁连接部。

5.根据权利要求1所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述导磁部件(103)包括：

导磁主体，设置在所述一对灭弧组件(101，102)之间，

其中所述永磁体(104)是单个永磁体，并且所述永磁体(104)的上表面与所述导磁主体的下表面耦合，以使所述永磁体位于所述一对灭弧组件(101，102)之间。

6.根据权利要求1所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述一对灭弧组件(101，102；201，202)中的每个灭弧组件均由多个灭弧板组成。

7.根据权利要求1所述的灭弧装置(10；20)，其特征在于，所述一对灭弧组件(101，102；201，202)中的每个灭弧组件均被设置为成角度地面向所述电弧。

8.一种灭弧装置(30)，所述灭弧装置(30)用于熄灭由于静触头和动触头断开所产生的电弧，其特征在于，所述灭弧装置(30)包括：

一对灭弧组件(301，302)，彼此相对地设置在所述灭弧装置(30)内，被配置为熄灭所述电弧；

永磁体(303)，设置在所述一对灭弧组件(301，302)之间，以与所述一对灭弧组件(301，302)形成磁性回路，所述磁性回路将所述电弧引导至所述一对灭弧组件(301，302)中的至少一个灭弧组件。

9.一种断路器，其特征在于，包括：

静触头(401)；

动触头(402)，相对于所述静触头(401)活动设置，以在与所述静触头(401)连接时导电或者在与所述静触头(401)断开时断电；以及

根据权利要求1至7中任一项所述的灭弧装置(10；20)或者根据权利要求8所述的灭弧装置(30)，设置在所述静触头(401)与所述动触头(402)的接触位置附近，用于熄灭在所述静触头(401)与所述动触头(402)断开所产生的所述电弧。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，根据权利要求1至7中任一项所述的灭弧装置(10；20)中的导磁部件(103；203)或者根据权利要求8所述的灭弧装置(30)中的永磁体(303)的形状与所述动触头(402)的运动路径相匹配。

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