CN219106053U - 灭弧机构和断路器 - Google Patents

Abstract

灭弧机构和断路器，包括配合设置于触头机构一侧的灭弧室，触头机构包括相对设置的动触头和静触头，动触头、静触头分别与一对接线端子连接，在灭弧室与触头机构之间还设置有灭弧回路，所述灭弧回路包括第一引弧板和引弧导体，所述第一引弧板与静触头间隔相对，引弧导体的第一导电臂与动触头连接于同一个接线端子，引弧导体的第二导电臂沿从静触头至第一引弧板的第一方向延伸并与第一引弧板连接，所述第二导电臂与第一引弧板的连接处设有绝缘挡板，使分闸时流经第二导电臂的电流与电弧电流方向相反。通过增设引弧导体和绝缘挡板，在分闸时，使流过引弧导体的第二导电臂的电流与电弧电流方向相反，从而使引弧回路激励磁场将电弧推向灭弧室。

Description

灭弧机构和断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及一种灭弧机构和断路器。

背景技术

断路器是一种用来切断和接通负载电路，以及切断故障电路防止事故扩大从而保证负载电路安全运行的一种开关装置。由于断路器的分断能力是判断断路器安全可靠性的重要指标，也就是在断路器分断时，产生于动触头与静触头之间的电弧能否被快速熄灭是影响分断能力的因素之一。

在现有产品中，在触头机构一侧通常设置用于熄灭电弧的灭弧机构，但电弧常常因磁吹力不够而无法快速进入灭弧机构的灭弧室内，这种灭弧效果不佳的灭弧机构会严重影响断路器的安全可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高且熄弧效果好的灭弧机构和断路器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

灭弧机构，包括设置于触头机构一侧的灭弧室，触头机构包括相对设置的动触头和静触头，动触头、静触头分别与一对接线端子连接，在灭弧室与触头机构之间还设置有灭弧回路，所述灭弧回路包括第一引弧板和引弧导体，所述第一引弧板与静触头间隔相对，引弧导体的第一导电臂与动触头连接于同一个接线端子，引弧导体的第二导电臂沿从静触头至第一引弧板的第一方向延伸并与第一引弧板连接，所述第二导电臂与第一引弧板的连接处设有绝缘挡板，使分闸时流经第二导电臂的电流与电弧电流方向相反。

优选的，所述绝缘挡板位于动触头的分断位置和连接处之间。

优选的，所述第二导电臂在第二方向与动触头层叠设置，所述绝缘挡板在第二方向的长度大于连接处的长度。

优选的，所述第二导电臂的首端位于静触头与第一引弧板之间，第二导电臂的尾端与第一引弧板连接；或者，第二导电臂的首端与静触头相对，第二导电臂的尾端与第一引弧板连接。

优选的，所述引弧导体包括U形导电体，所述U形导电体在第二方向与动触头层叠设置，U形导电体的开口背对静触头，U形导电体的两个导电臂分别作为引弧导体的第一导电臂、第二导电臂,引弧导体的第一导电臂与动触头连接于同一个接线端子。

优选的，所述第一导电臂相对于第二导电臂远离灭弧室设置，第一导电臂相对于动触头的动触点的摆动轨迹远离灭弧室设置。

优选的，还包括隔弧壁，所述隔弧壁在第二方向层叠设置于引弧导体与动触头之间。

优选的，所述隔弧壁上凸起形成所述绝缘挡板。

优选的，第一引弧板沿隔弧壁远离静触头的一侧边缘延伸至灭弧室内，所述第二导电臂的导电部分与第一引弧板连接形成连接处，所述第一引弧板位于绝缘挡板与第二导电臂的导电部分之间。

优选的，所述静触头包括静触板，所述静触板的板面设有与动触头配合的静触点，静触板的第二端延伸至灭弧室内作为第二引弧板，第二引弧板与第一引弧板相对设置分别配合设置于灭弧室的两侧。

本实用新型还提供了一种断路器，包括外壳，所述外壳的一端设置有至少一对接线端子，设置于外壳中部的触头机构分别与一对接线端子电连接，在所述外壳内设置有如上所述的灭弧机构。

进一步，在所述外壳内设有过载保护机构，所述过载保护机构包括连接板和双金属组件，所述双金属组件与连接板相互连接后与一个接线端子连接，动触头、引弧导体分别与双金属组件、连接板连接。

本实用新型的灭弧机构和断路器，灭弧机构增设引弧导体和绝缘挡板，在分闸时，绝缘挡板使得动触头的电弧只能转移至连接处，使流过引弧导体的第二导电臂的电流与电弧电流方向相反，从而使引弧回路激励磁场将电弧推向灭弧室，提高了电弧的运动速度，加速电弧进入灭弧室，从而优化灭弧机构的灭弧效果。

特别是，第二导电臂沿动触头摆动方向层叠设置，且第二导电臂的首端、尾端分别对应静触头、第一引弧板，增大了第二导电臂与电弧电流对应的区域，有利于增大与电弧配合的磁场面积，利于将电弧推动至灭弧室内。

此外，隔弧壁层叠设置在引弧导体与动触头之间，将引弧导体和动触头隔开，避免电弧直接跳到动触头下面引弧导体上；隔弧壁的表面凸出设置形成导流通道隔弧筋，利于使电弧气体被引入灭弧室内。

此外，在灭弧室的一侧配合设置缓冲室，由缓冲室的挡板减缓电弧气体流速，防止电弧气体的金属颗粒喷出。

附图说明

图1是本实用新型的断路器在合闸时的结构示意图；

图2是本实用新型的断路器在分闸时的电流走向示意图；

图3是本实用新型的断路器在分闸时的结构示意图；

图4是本实用新型的断路器在分闸时的结构示意图(含隔弧壁)。

具体实施方式

以下结合附图1-4给出的实施例，进一步说明本实用新型的灭弧机构和断路器的具体实施方式。本实用新型的灭弧机构和断路器不限于以下实施例的描述。

如图1-4所示的一种断路器，本实施例的断路器为插入式断路器。

所述断路器包括外壳1，外壳1的一端作为接线端设有一对接线插口，设置于外壳1内的一对接线端子2分别对应装配于一对接线插口内，其中接线端子2采用母线夹用于实现插拔接线，一对接线端子2包括进线端子和出线端子，在本实施例中，进线端子设置于图中的上端左侧，出线端子设置于图中的上端右侧；如图1-4所示，在两个接线插口之间的外壳1侧壁开设有连通外壳1内部的排气孔11；外壳1的另一端作为操作端，操作机构3和触头机构设置于外壳1内靠近操作端的一侧，连接在操作机构3上的操作件伸出外壳1，触头机构分别与一对接线端子2电连接，触头机构包括相互配合的动触头41和静触头42，其中动触头41与操作机构3联动连接，静触头42固定于外壳1内部并与动触头41相对，通过操作件可以手动带动动触头41与静触头42接触或分离，从而接通或断开连接在一对接线端子2之间的主线路，本实施例操作件为手柄，根据需要操作件也可以为按钮；在触头机构与接线端子2之间的外壳1内设置有灭弧机构，灭弧机构的两端分别对应触头机构和设置于外壳1的排气孔11，使触头机构分断时产生的电弧被灭弧机构熄灭后排出外壳1。

在外壳1内还设置有过载保护机构6和短路保护机构7，优选过载保护机构6与短路保护机构7分别设置于外壳1的两侧且分别与一对接线端子2连接，过载保护机构6包括双金属组件61和连接板62，连接板62与双金属组件61的一端连接并通过一个导电板81与一个接线端子2电连接，短路保护机构7通过另一个导电板81与另一个接线端子2电连接，在本实施例中，过载保护机构6、动触头41以及进线端子位于外壳1的同一侧，动触头41通过过载保护机构6与进线端子连接，也就是动触头41通过软连接82与连接板62连接，短路保护机构7与出线端子位于外壳1的另一侧，静触头42通过短路保护机构7与出线端子连接，在触头机构合闸时，如图1所示，依次流经进线端子、过载保护机构6、动触头41、静触头42、短路保护机构7和出线端子，图1中带箭头实线为电流流动方向。当然，当图1中上端右侧接线端子2为出线端子，上端左侧接线端子2为进线端子时，电流流动方向相反。

在本实施例中，灭弧机构包括灭弧室51、引弧回路、隔弧壁54以及至少一个缓冲区，其中灭弧室51位于接线端子2与触头机构之间的外壳1中部，引弧回路设置于触头机构与灭弧室51之间，引弧回路包括第一引弧板52和引弧导体53，如图1-4所示，第一引弧板52与动触头41位于同一侧，第一引弧板52沿着外壳1的一侧设置并与静触头42间隔相对，引弧导体53的第一导电臂531与动触头41连接于同一个接线端子2，也就是第一导电臂531与过载保护机构6的连接板62连接，沿从静触头42至第一引弧板52的第一方向延伸并与第一引弧板52连接，第二导电臂532与第一引弧板52形成的连接处91设有绝缘挡板542，分闸时，绝缘挡板542使得动触头41的电弧只能转至连接处91靠近灭弧室51的一侧，从而在动触头41至灭弧室51方向上，使得流经第二导电臂532的电流与电弧电流方向相反(参见图2)，通过增设引弧导体53和绝缘挡板542，在分闸时，流过第二导电臂532的电流与电弧电流方向相反，使引弧回路激励磁场将电弧推向灭弧室51，也就是，反向电流产生相斥力(参见图2中虚线F和箭头表示相斥力及其方向)推动电弧向灭弧室51方向流动，提高了电弧的运动速度，加速了电弧进入灭弧室51，从而优化灭弧机构的灭弧效果。

进一步的，第二导电臂532层叠于动触头41的下方，以附图1中断路器操作端至接线端为断路器长度方向，从过载保护机构6至短路保护机构7方向为断路器宽度方向，在本实施例中，以断路器宽度方向为第一方向，断路器厚度方向为第二方向，断路器长度方向为第三方向，也即触头机构至灭弧室51的方向，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，第二导电臂532与动触头41沿断路器厚度方向层叠设置，也就是本实施例中，第二导电臂532设置在动触头41的下方，第二导电臂532的首端与静触头42相对，第二导电臂532的尾端与第一引弧板52对应并连接，第二导电臂532基本沿第一方向延伸，增大了第二导电臂532与电弧电流对应的区域，有利于增大与电弧配合的磁场面积，利于将电弧推动至灭弧室内。当然，第二导电臂532的首端也可以位于静触头42与第一引弧板52之间，第二导电臂532的尾端与第一引弧板52连接，此时第二导电臂532的长度较短，使得由引弧回路激励产生的磁场面积较小，因而产生的相斥力较弱，不利于电弧被快速推入灭弧室51内。

如图4所示，在第二方向，隔弧壁54层叠设置在动触头41与引弧导体53之间，第一引弧板52沿着隔弧壁54远离静触头42的一侧边缘设置。在本实施例中，所述隔弧壁54上凸起形成所述绝缘挡板542，绝缘挡板542设置于隔弧壁54的一端，绝缘挡板542对应于第一引弧板52与第二导电臂532的连接处91，优选绝缘挡板542在第二方向的长度大于连接处91的长度，也可以理解为，绝缘挡板54的凸出高度大于连接处91的凸出高度，由第二导电臂532的导电部分与第一引弧板52连接形成连接处91，例如第一引弧板52为绝缘导线时，第二导电臂532的导电部分为端部去除绝缘的用于接线部分；第一引弧板52为本实施例的导电片时，第二导电臂532的导电部分指第二导电臂532与第一引弧板52焊接的部分。所述绝缘挡板542遮挡在动触头41的分断位置和连接处91之间，第一引弧板52位于绝缘挡板542与第二导电臂532的导电部分之间，在分闸时，使得电弧从动触头41只能转移至第二导电臂532导电部分，绝缘挡板542阻挡使得动触头41的电弧只能转至连接处91的右侧即靠近灭弧室51的一侧,从而第二导电臂532的电流磁场作用电弧向灭弧室51内推入。优选的，隔弧壁54采用绝缘的产气材料制成，用于分隔动触头41与引弧导体53的同时还能起到吹灭弧的作用，在隔弧壁54面向动触头41的一侧凸出设置有多个隔弧筋541，由相邻两个隔弧筋541之间的间隔形成导流通道，动触头41层叠于多个隔弧筋541的上方，每个导流通道的一端与触头机构衔接，另一端对应与灭弧室51的进弧端衔接，利于将电弧引入灭弧室51内。在本实施例中，隔弧壁54还可以分隔引弧导体53和动触头41，可以避免电弧直接跳到动触头41下方的引弧导体53上。

灭弧机构还包括与灭弧室51配合的第二引弧板，第二引弧板与静触头42位于外壳1的同一侧，第二引弧板与第一引弧板52相对设置分别配合设置于灭弧室51的两侧，第二引弧板与静触头42电连接，第一引弧板52对应动触头41的分断位置，第二引弧板与第一引弧板52分别用于将分断时静触头42和动触头41的电弧引入灭弧室51。在本实施例中，静触头42包括静触板421和静触点422，静触板421的板面与动触头41相对，静触点422设置于静触板421的板面中部用于与动触头41配合，静触板421的第一端弯折延伸与设置于外壳1内的短路保护机构7连接，静触板421的第二端作为第二引弧板延伸至灭弧室51内，优选第二引弧板沿着隔弧壁54靠近静触头42一侧的边缘延伸至灭弧室51内，当然也可以在外壳1内单独设置与静触头42同侧的第二引弧板。

如图3、4所示，在灭弧室51与排气孔11之间的外壳1内设置至少一个缓冲室55，缓冲室55对应灭弧室51远离触头机构的一端，也就是，缓冲室55与灭弧室51的排气端相对应，在缓冲室55的侧壁设有挡板551，如图3、4所示，挡板551与排气孔11的中心轴线呈一定夹角，优选挡板551与排气孔11的中心轴线近似垂直，由挡板551减缓电弧气体的流动速度，防止电弧气体的金属颗粒被喷出外壳1，需要说明的是，挡板551的形状不做具体限制。

优选的，提供一种适用于本实施例的引弧导体53结构，如1-3图所示，引弧导体53包括一体成型的U形导电体，U形导电体包括两个间隔相对的导电臂，U形导电体的两个导电臂分别作为第一导电臂531和第二导电臂532，第一导电臂531与第二导电臂532的首端连接形成弧形连接部，在U形导电体层叠装配于动触头41与隔弧壁54之间时，弧形连接部对应于静触头42一侧，U形导电体的开口背对静触头42，第二导电臂532的中心轴线近似平行于动触头41的动触点的摆动轨迹，第一导电臂531相对于第二导电臂532远离灭弧室51设置，第一导电臂531相对于动触头41的动触点的摆动轨迹远离灭弧室51设置，第二导电臂532相对于动触头41的动触点的摆动轨迹靠近灭弧室51设置，第二导电臂532位于第一导电臂531与隔弧壁54之间，第二导电臂532对应于静触头42与第一引弧板52之间，第二导电臂532的首端位于静触头42与第一引弧板52之间，第二导电臂532的尾端与第一引弧板52连接，第一导电臂531的尾端向背离静触头42的方向延伸，使得第一导电臂531的长度大于第二导电臂532的长度，由第一导电臂531的尾端与过载保护机构6的连接板62连接。需要说明的是，U形导电体所在平面与隔弧壁54所在平面相可以平行(参见图1-3)，也可以相垂直，此时第一导电臂531与第二导电臂532沿断路器的厚度方向并列设置。

另外，引弧导体53也不限于U形结构，引弧导体53可以一段导线，但需要保证第二导电臂532位于静触头42与第一引弧板52之间，第一导电臂531、动触头41直接或间接连接在同一个接线端子2上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示相对重要性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.灭弧机构，包括设置于触头机构一侧的灭弧室(51)，触头机构包括相对设置的动触头(41)和静触头(42)，动触头(41)、静触头(42)分别与一对接线端子(2)连接，其特征在于：在灭弧室(51)与触头机构之间还设置有灭弧回路，所述灭弧回路包括第一引弧板(52)和引弧导体(53)，

所述第一引弧板(52)与静触头(42)间隔相对，引弧导体(53)的第一导电臂(531)与动触头(41)连接于同一个接线端子(2)，引弧导体(53)的第二导电臂(532)沿从静触头(42)至第一引弧板(52)的第一方向延伸并与第一引弧板(52)连接，所述第二导电臂(532)与第一引弧板(52)的连接处(91)设有绝缘挡板(542)，使分闸时流经第二导电臂(532)的电流与电弧电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：所述绝缘挡板(542)位于动触头(41)的分断位置和连接处(91)之间。

3.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：所述第二导电臂(532)在第二方向与动触头(41)层叠设置，所述绝缘挡板(542)在第二方向的长度大于连接处(91)的长度。

4.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：所述第二导电臂(532)的首端位于静触头(42)与第一引弧板(52)之间，第二导电臂(532)的尾端与第一引弧板(52)连接；

或者，第二导电臂(532)的首端与静触头(42)相对，第二导电臂(532)的尾端与第一引弧板(52)连接。

5.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：所述引弧导体(53)包括U形导电体，所述U形导电体在第二方向与动触头(41)层叠设置，U形导电体的开口背对静触头(42)，U形导电体的两个导电臂分别作为引弧导体(53)的第一导电臂(531)、第二导电臂(532),引弧导体(53)的第一导电臂(531)与动触头(41)连接于同一个接线端子(2)。

6.根据权利要求5所述的灭弧机构，其特征在于：所述第一导电臂(531)相对于第二导电臂(532)远离灭弧室(51)设置，第一导电臂(531)相对于动触头(41)的动触点的摆动轨迹远离灭弧室(51)设置。

7.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：还包括隔弧壁(54)，所述隔弧壁(54)在第二方向层叠设置于引弧导体(53)与动触头(41)之间。

8.根据权利要求7所述的灭弧机构，其特征在于：所述隔弧壁(54)上凸起形成所述绝缘挡板(542)。

9.根据权利要求7所述的灭弧机构，其特征在于：第一引弧板(52)沿隔弧壁(54)远离静触头(42)的一侧边缘延伸至灭弧室(51)内，所述第二导电臂(532)的导电部分与第一引弧板(52)连接形成连接处(91)，所述第一引弧板(52)位于绝缘挡板(542)与第二导电臂(532)的导电部分之间。

10.根据权利要求1所述的灭弧机构，其特征在于：所述静触头(42)包括静触板(421)，所述静触板(421)的板面设有与动触头(41)配合的静触点(422)，静触板(421)的第二端延伸至灭弧室(51)内作为第二引弧板，第二引弧板与第一引弧板(52)相对设置分别配合设置于灭弧室(51)的两侧。

11.一种断路器，包括外壳(1)，所述外壳(1)的一端设置有至少一对接线端子(2)，设置于外壳(1)中部的触头机构分别与一对接线端子(2)电连接，其特征在于：在所述外壳(1)内设置有如权利要求1-10任一项所述的灭弧机构。

12.根据权利要求11所述的断路器，其特征在于：在所述外壳(1)内设有过载保护机构(6)，所述过载保护机构(6)包括连接板(62)和双金属组件(61)，所述双金属组件(61)与连接板(62)相互连接后与一个接线端子(2)连接，动触头(41)、引弧导体(53)分别与双金属组件(61)、连接板(62)连接。

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