CN218826930U - 内置消游离装置的断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置消游离装置的断路器，包括绝缘外壳、转轴系统、机构、脱扣系统、灭弧室和消游离装置；消游离装置将绝缘外壳内的第一腔体分成第二腔体和第三腔体，灭弧室位于第一腔体内，机构、脱扣系统、转轴系统位于第二腔体内。断路器的喷弧口与消游离装置的出气口连接，消游离装置的进气口与灭弧室连接；消游离装置包括绝缘外壳和金属隔板；金属隔板上开有气流流出的洞口；绝缘外壳上设有阻碍高压气流流动的凸筋。脱扣系统在故障电流作用下驱动机构解锁，实现接触系统分离，接触系统由闭合至断开中伴随电弧产生，灭弧室与消游离装置加速了电弧的熄灭和抑制高温游离金属蒸汽喷出。本实用新型增强了断路器的绝缘性能。

Description

内置消游离装置的断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器中的断路器，尤其涉及一种内置消游离装置的断路器。

背景技术

当电力系统中发生故障电流时，断路器的脱扣系统使原有机构解锁，驱动转轴系统转动，最终使动触头与静触头分离，系统中的电压超过12-20V,被开断的电流超过0.25-1A，在动、静触头之间的空气介质被击穿，形成电弧。如电弧不能快速被熄灭，将会烧损触点表面并产生高温离子气体而损坏断路器壳体并且使得灭弧室内压升高导致高温气体从断路器壳体流出，对断路器周围设备以及断路器周围工作人员的健康产生影响。特别在风、光、储行业中，随着工作电压及短路电流的提高，而由短路电弧所产生的电力设备故障时常发生，因此如何有效遏制故障电弧以及故障电弧所产生的游离金属是整个低压电器行业所亟需解决的问题。

目前的低压断路器为解决喷弧问题，通过在断路器外部的喷弧口侧增加零飞弧罩来解决电弧的喷出所带来的危害，这种方法具有一定的效果，但是需要将零飞弧罩设计的很长，让电弧在端子罩中有一定的接触时间，因此这种结构占用较大的安装空间，产生较大的制造成本。目前的零飞弧罩通常是采用多孔的金属隔板形式，在短路分断初始阶段强气流与多孔金属隔板接触后多数气体在激波作用下回弹，造成故障电弧退出灭弧室，而引起电弧重燃并再次引起电力系统故障。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种内置消游离装置的断路器，本实用新型中消游离装置的安装不同于现有技术中的低压断路器中的安装方式，本实用新型将消游离装置放置在断路器壳体内，减少产品安装空间；同时在消游离装置中增加凸筋来改变气流在消游离装置中的运动方向，从而减低电弧所产生的金属蒸汽流出断路器本体的速度；同时，将栅片与封底板所构成的角度A设计成小于55度，进而提高灭弧室中栅片组的利用率，提升断路器的灭弧能力和降低短路电弧所造成的飞弧危害。

技术方案：本实用新型内置消游离装置的断路器包括绝缘外壳、转轴系统、机构、脱扣系统、灭弧室和消游离装置；

绝缘外壳分为上盖、中盖、底座和封底板，中盖、底座和封底板构成的封闭区域为断路器的第一腔体，消游离装置安装在第一腔体内并将第一腔体分成第二腔体和第三腔体，灭弧室位于第一腔体内，机构、脱扣系统、转轴系统位于第二腔体内；

所述断路器的喷弧口与消游离装置的出气口连接，消游离装置的进气口与灭弧室连接；

所述消游离装置包括第一绝缘外壳、第二绝缘外壳和金属隔板；所述金属隔板上开有供电弧产生的高压气流流出的洞口；所述第一绝缘外壳和第二绝缘外壳设有阻碍高压气流在消游离装置中流速的凸筋。

灭弧室中的灭弧栅片组与封底板之间的角度小于55°。

灭弧室中的灭弧栅片组中的栅片与封底板之间的距离L≥3.5mm。

灭弧室中的栅片呈扇形分布。

喷弧口包括封底板、金属隔板，以及安装金属隔板的底座，金属隔板上开设有孔。

机构由多个连杆组成且安装在底座上，机构驱动转轴系统完成断路器的合闸与分闸。

灭弧室的侧板与消游离装置扣合连接。

消游离装置上设有第一平面特征，灭弧室包括第一绝缘板，第一平面特征与第一绝缘板的一端插接连接。

底座中设有第二平面特征，第二平面特征与第一绝缘板的另一端连接。

消游离装置设有第三平面特征，底座设有第四平面特征，第三平面特征与第四平面特征贴合。

工作原理：本实用新型内置消游离装置的断路器包括绝缘外壳、机构、转轴系统、灭弧室、脱扣系统和消游离装置，绝缘外壳用于安装机构、转轴系统、灭弧室、脱扣器和消游离装置。机构驱动转轴系统的导通和断开；脱扣系统作为一种断路器的保护单元，当供电回路中发生短路故障时，脱扣系统在故障电流的作用下驱动机构解锁，最终实现接触系统的分离，接触系统由闭合至断开的过程中伴随电弧产生，而灭弧室与消游离装置加速了电弧的熄灭和抑制高温游离金属蒸汽的喷出。本实用新型增强了断路器的绝缘性能以及缩短断路器短路分断过程中的飞弧距离。

机构由多连杆组成且安装在底座上且在第三腔体中，机构在弹簧的作用下驱动转轴系统完成断路器的合闸与分闸，当通过电力系统中的电流超过一定值时，安装在第三腔体中的脱扣系统在励磁的作用下驱动机构动作，完成动、静触点的分离。

脱扣系统安装在第三腔体中。动、静触点由闭合至分离所产生的电弧在气吹、磁吹与电场等的作用下，开始进入安装在第二腔体中的灭弧室。

灭弧室中的栅片其排布方式呈扇形排布，并与封底板所够成的角度A小于55度。断路器的开断电弧所产生的金属蒸汽在压力梯度的作用，从消游离装置流出断路器的喷弧口。消游离装置安装在断路器内部，且位于第一腔体中，消游离装置分为B端和C端，其中B端连接于灭弧室，C端连接于断路器喷弧口，为使分断过程中的气流经过充分进入消游离装置，将灭弧室侧板与消游离装置进行扣合连接。

消游离装置由两块塑料绝缘外壳拼装形成外壳，通过螺钉固定连接在一起，在塑料外壳上设有槽口用来插入金属隔板，金属隔板上开有洞口，便于故障电弧的气体流出，同时在塑料绝缘外壳上设有凸起筋条用来阻挡故障电弧气体的流出，从而降低故障电弧所产生的气体在消游离装置中的运动速度。

有益效果：与现有断路器相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型将消游离装置放置于断路器壳体内部，进一步减少产品的安装空间，降低制造成本。

(2)通过消游离装置将断路器的腔体分割，使灭弧室与机构、脱扣系统、转轴系统从物理结构上分开来增加断路器内部的绝缘性能，以及缩短了断路器短路分断过程中的飞弧距离。

(3)同时在消游离装置中增加凸筋来改变气流在消游离装置中的运动方向，从而减低电弧所产生的金属蒸汽流出断路器本体的速度。

(4)为增加灭弧室中栅片组的利用率，将栅片与封底板之间的角度A设计为小于55度，且栅片与封底板之间的最小距离L≥3.5mm，有助于电弧进入灭弧室，提升产品的灭弧性能，并降低短路电弧所造成的飞弧危害。

附图说明

图1为本实用新型内置消游离装置的断路器的局部剖视图；

图2为本实用新型内置消游离装置的断路器及消游离装置局部剖视图；

图3为本实用新型内置消游离装置的断路器内部组件分布图；

图4为本实用新型消游离装置的出气口和进气口结构示意图；

图5为本实用新型的消游离装置结构示意图；

图6为本实用新型的消游离装置工作示意图；

图7为本实用新型灭弧室的出气口结构示意图；

图8为本实用新型灭弧室及消游离装置安装示意图；

图9为本实用新型灭弧室及消游离装置与底座安装示意图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型内置消游离装置的断路器包括绝缘外壳、转轴系统5、机构6、脱扣系统7、灭弧室4和消游离装置3。

如图1所示，断路器的绝缘外壳包括上盖14、中盖11、底座12以及封底板13，中盖11与底座12在垂直方向通过螺钉紧固连接，底座12与封底板13在垂直方向通过螺钉紧固连接。中盖11、底座12与封底板13所构成的封闭区域为第一腔体A。

结合图2与图3，在第一腔体A中所安装的消游离装置3，将第一腔体拆分成第二腔体B与第三腔体C。在第二腔体B中放置灭弧室4，在第三腔体C中，放置机构6、转轴系统5以及脱扣系统7。从结构上将灭弧室与机构、脱扣系统、转轴系统独立区分，增加断路器的绝缘性能。

其中，机构6由多个连杆组成且安装在底座12，位于第三腔体C内，机构6在弹簧的作用下驱动转轴系统5完成断路器的合闸与分闸，当通过电力系统中的电流超过一定值时，安装在第三腔体C中的脱扣系7统在励磁的作用下驱动机构6动作，完成动、静触点的分离。

脱扣系统7安装在第三腔体内。动、静触点由闭合至分离所产生的电弧在气吹、磁吹与电场等的作用下，开始进入安装在第二腔体B中的灭弧室4。

灭弧室4中的栅片的排布方式呈扇形排布，并与封底板13所构成的角度A小于55度。断路器的开断电弧所产生的金属蒸汽在压力梯度的作用，从消游离装置流出断路器的喷弧口。消游离装置3安装在断路器内部，且位于第一腔体A内，消游离装置3分为B端和C端，其中B端连接于灭弧室4，C端连接于断路器的喷弧口，为使分断过程中的气流经过充分进入消游离装置，将灭弧室的侧板与消游离装置进行扣合连接。

如图3所示，断路器的唯一喷弧口8连接于消游离装置3的出气口33，而消游离装置3的进气口34连接于灭弧室4。参考图4与图5，消游离装置3的构成包括第一塑料绝缘外壳31、第二塑料绝缘外壳、金属隔板32以及固定螺钉。第一塑料绝缘外壳31与第二塑料绝缘外壳为对称结构，以第一塑料绝缘外壳31为例，在第一塑料绝缘外壳31上设有凸筋311，该凸筋311主要用来阻碍电弧所产生的高压气流在消游离装置中的运动，降低高温气体通过消游离装置的速度。同理，在第二塑料绝缘外壳上设有凸筋。第一塑料绝缘外壳31中的插槽312主要用来固定金属隔板32。金属隔板32上开有洞口321，允许电弧所产生的高压气流流出。

消游离装置3对电弧气流的工作原理如图6所示，在短路分断过程中，转轴系统5中的第一电极51与第二电极52之间形成高温电弧421，在高温电弧421的作用下形成压力梯度差，气体从高压强区域加速向低压强区域运动，高速气流通过灭弧室4中的灭弧栅片组中的栅片间隙422。为保证高速气流顺利通过栅片间隙，将灭弧室4中的灭弧栅片组设计成与封底板13所构成的角度A小于55度，且栅片与封底板13之间的最小距离L≥3.5mm，当高速气流经过消游离装置3时，首先通过金属隔板32中的洞口321，通过洞口321的气流在前往出气口8的过程中碰到凸筋311形成反向气流，从而降低洞口321所产生的气流速度，随着高速气流不断靠近喷弧口8，高速气流的速度不断降低，从而降低短路电弧所产生的气流经过喷弧口8的运动速度，并分断过程中的喷弧危害。

结合图1、图2、图3与图7，喷弧口8由封底板13、底座12以及第一金属隔板81组成。第一金属隔板81设有为多孔，在底座12上设有槽口121安装第一金属隔板81。

结合图8与图9，为使高速气流通过消游离装置3，在消游离装置3上设有第一平面特征351并与灭弧室4中的第一绝缘板41的一端412做插接配合；灭弧室4中的第一绝缘板41另一端411与底座12中的第二平面特征123进行贴合，消游离装置3的第三平面特征331与底座12中的第四平面特征124进行贴合。

Claims (10)

1.一种内置消游离装置的断路器，其特征在于：包括绝缘外壳、转轴系统(5)、机构(6)、脱扣系统(7)、灭弧室(4)和消游离装置(3)；

所述绝缘外壳分为上盖(14)、中盖(11)、底座(12)和封底板(13)，所述中盖(11)、底座(12)和封底板(13)构成的封闭区域为断路器的第一腔体，所述消游离装置(3)安装在第一腔体内并将第一腔体分成第二腔体和第三腔体，所述灭弧室(4)位于第一腔体内，所述机构(6)、脱扣系统(7)、转轴系统(5)位于第二腔体内；

所述断路器的喷弧口(8)与消游离装置(3)的出气口(33)连接，所述消游离装置(3)的进气口(34)与灭弧室(4)连接；

所述消游离装置(3)包括第一绝缘外壳(31)、第二绝缘外壳和金属隔板(32)；所述金属隔板(32)上开有供电弧产生的高压气流流出的洞口(321)；

所述第一绝缘外壳(31)和第二绝缘外壳设有阻碍高压气流在消游离装置中流速的凸筋(311)。

2.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述灭弧室(4)中的灭弧栅片组与封底板(13)之间的角度小于55°。

3.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述灭弧室(4)中的灭弧栅片组中的栅片与封底板(13)之间的距离L≥3.5mm。

4.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述灭弧室(4)中的栅片呈扇形分布。

5.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述喷弧口(8)包括封底板(13)、第一金属隔板(81)，以及安装第一金属隔板(81)的底座(12)，所述第一金属隔板(81)上开设有孔。

6.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述机构(6)由多个连杆组成且安装在底座(12)上，所述机构(6)驱动转轴系统(5)完成断路器的合闸与分闸。

7.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述灭弧室(4)的侧板与消游离装置扣合连接。

8.根据权利要求1所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述消游离装置(3)上设有第一平面特征(351)，所述灭弧室(4)包括第一绝缘板(41)，所述第一平面特征(351)与第一绝缘板(41)的一端插接连接。

9.根据权利要求8所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述底座(12)中设有第二平面特征(123)，所述第二平面特征(123)与所述第一绝缘板(41)的另一端连接。

10.根据权利要求8所述的内置消游离装置的断路器，其特征在于：所述消

游离装置(3)设有第三平面特征(331)，所述底座(12)设有第四平面特征(124)，

所述第三平面特征(331)与第四平面特征(124)贴合。

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