CN219610255U - 灭弧室和包括其的自动转换开关 - Google Patents

Abstract

一种用于自动转换开关的灭弧室，所述自动转换开关包括静触头、多个动触头和灭弧室，所述灭弧室包括并排设置的多个灭弧室单元，每个灭弧室单元包括两个侧板和多个栅片，所述两个侧板平行地设置，所述多个栅片安装到所述两个侧板之间并且垂直于所述两个侧板，并且其中，相邻的灭弧室单元之间设置有绝缘隔板。

Description

灭弧室和包括其的自动转换开关

技术领域

本实用新型涉及低压电器开关领域，更具体地，涉及一种用于自动转换开关的灭弧室以及包括这种灭弧室的自动转换开关。

背景技术

自动转换开关(TSE)是一种重要的低压电器开关，用于为重要的负载供电，以确保其用电的连续性。通常，不允许停电的场合都需要用到自动转换开关。其中，“接通分断”是自动转换开关最重要的性能之一。

在自动转换开关接通时，动触头会发生弹跳，动触头和静触头之间形成电弧，电弧会烧蚀触头，降低自动转换开关的电气寿命。此外，动触头的弹跳还会发生在其与负载接触的部分，这同样会产生电弧，造成触头的烧蚀。

自动转换开关分闸时同样会产生电弧，为了尽快灭弧，需要让电弧进入由多片栅片组合而成的灭弧室，电弧进入栅片后，被栅片分割成多个短弧，使得总电弧的电弧电压急剧上升以帮助灭弧。

然而，现有技术中，开关分断时产生电弧，电弧的高温会将触头以及栅片表面熔化，开关分断后，冷却的金属熔渣附着在灭弧室的栅片上，这会减小相邻栅片的间距，一些大的熔渣还可能将相邻的栅片导通，这使得相邻的栅片被短接成一片，减小了电弧被分割的短弧数量，不利于电弧电压的上升，使得灭弧室的灭弧能力减弱，这会导致开关的开断性能下降，降低其电气寿命。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种能够至少部分解决上述问题的改进的灭弧室，同时提供一种包括这种灭弧室的自动转换开关，期望能够延长开关的电气寿命。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于自动转换开关的灭弧室，自动转换开关包括静触头、多个动触头和灭弧室，灭弧室包括并排设置的多个灭弧室单元，每个灭弧室单元包括两个侧板和多个栅片，灭弧室的两个侧板平行地设置，所述多个栅片安装到两个侧板之间并且垂直于两个侧板，并且其中，相邻的灭弧室单元之间设置有绝缘隔板。

根据本实用新型的优选实施例，每个灭弧室单元的多个栅片中最靠近静触头的栅片的厚度大于其余栅片的厚度。

根据本实用新型的优选实施例，所述多个动触头的数量为N个，所述多个灭弧室单元的数量为N/2个，其中N为大于等于2的偶数，每个灭弧室单元为其对应的两个动触头产生的电弧灭弧。

根据本实用新型的特别优选的实施例，所述多个灭弧室单元的数量等于所述多个动触头的数量，每个灭弧室单元为其对应的动触头产生的电弧灭弧。

根据本实用新型的优选实施例，每个栅片包括栅片主体、第一腿部和第二腿部，第一腿部和第二腿部从栅片主体平行地向下延伸，使得栅片主体的下侧与第一腿部和第二腿部围成供动触头的端部在其中运动的空间。

根据本实用新型的第二方面，还提供了一种包括如前所述的灭弧室的自动转换开关。

附图说明

图1示出了设置有根据本实用新型的灭弧室的自动转换开关的示意图；

图2A示出了包括2个静触头和4个动触头的自动转换开关；

图2B示出了图2A的自动转换开关中的电流流动的示意图；

图3A示出了两个并排设置的灭弧室单元的透视图；

图3B示出了图3A的灭弧室单元的正视图；

图4示出了根据本实用新型的灭弧室的栅片的结构；

图5示出了根据本实用新型的另一实施例的灭弧室单元的设置；

图6示出了根据本实用新型的实施例的自动转换开关的示意图，其中仅示出了一侧的静触头；

图7示出了根据本实用新型的实施例的灭弧室的栅片的侧视图，其中移除了灭弧室单元的侧板。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

以下通过描述示例性实施例的方式对本实用新型进行详细说明。

图1示出了设置有根据本实用新型的灭弧室的自动转换开关1的示意图，如图1所示，自动转换开关1包括第一电源、第二电源、负载、静触头100、动触头200和灭弧室300。静触头100连接到电源以接收电流，动触头200枢转地连接到负载上的主轴，并且能够围绕主轴在与静触头100接触的合闸位置和不与静触头100接触的分闸位置之间枢转运动。灭弧室300包括多个栅片310，电弧进入灭弧室300后，被栅片310分割成多个短弧，使得总电弧的电弧电压急剧上升以熄灭电弧。

当动触头200绕负载的主轴转动时，可以将第一电源与负载导通，或将第二电源与负载导通。如图1中所示，动触头200的端部伸入灭弧室300的栅片310中，当动触头200绕主轴枢转，与两侧的静触头100接通/分断时，动触头200端部的触点始终被灭弧室300的栅片310包围，使产生的电弧更易于被引入灭弧室300，并被栅片310分隔而被熄灭。

根据本实用新型的优选实施例，自动转换开关包括多组静触头和动触头，从而形成多回路并联结构。如图2A所示，自动转换开关1包括2个静触头和4个动触头，每1个静触头对应于2个动触头。以左侧的一组静触头和动触头为例，该组中的第一动触头200a从左侧接触静触头100，第二动触头200b从右侧接触静触头100。

图2A中的4个动触头将流经开关的大电流分成4股小电流，其对应的电路示意图在图2B中示出，相应的，在分断时，电弧也被分成4根。较小的电流相对更容易分断，并且4根电弧分别由4组触点承载，降低了对触头的烧蚀程度，有利于提高开关的电气寿命。本领域技术人员应当理解的是，图中示出的包括2个静触头和4个动触头的自动转换开关仅仅是示例，可以根据需要为自动转换开关设置任意数量的触头组，即，自动转换开关可以包括N个动触头和N/2个静触头(N为大于等于2的偶数)，每1个静触头和2个对应的动触头形成一组，每个组中的两个动触头分别接触对应静触头的两侧。

对于上述结构的自动转换开关，优选的是为每个分支回路配备单独的灭弧室，即，为每组触头(1个静触头和2个对应的动触头)配备单独的灭弧室单元。以上述包括2个静触头和4个动触头的自动转换开关为例，优选的是提供一种包括2个灭弧室单元的灭弧室。图3A和3B中示出了两个并排设置的灭弧室单元300a和300b。从图中可见，每个灭弧室单元包括两个平行设置的侧板320，多个灭弧室栅片310布置在两个侧板320之间，每个栅片310均垂直于两个侧板320。侧板320的上边缘和下边缘均为弧形，多个栅片310沿着弧形的轮廓依次排列，这种形状对应了动触头200绕负载的主轴枢转时动触头200的端部的运动轨迹。栅片310的具体结构如图4所示，包括栅片主体311、第一腿部312和第二腿部313，第一腿部312和第二腿部313从栅片主体311平行地向下延伸，使得栅片主体的下侧与第一腿部312和第二腿部313围成供动触头200的端部在其中运动的空间，特别是，动触头200端部的触点部分被灭弧室的栅片310完全包围，使产生的电弧更易于被引入灭弧室300，并被栅片310分隔而被熄灭。

优选地，如图3B所示，在两个灭弧室单元300a、300b的相邻的侧板之间设置有绝缘隔板330，以隔绝一个灭弧室单元中的电弧燃烧对相邻灭弧室单元的影响。当自动转换开关分断时，会产生金属熔渣附着在灭弧室的栅片上，这会减小相邻栅片的间距，一些大的金属熔渣还可能将相邻的栅片导通，使得相邻的栅片被短接成一片，减小了电弧被分割的短弧数量，不利于电弧电压的上升，从而影响灭弧效果。通过在相邻的灭弧室单元之间设置绝缘隔板，每个支路产生的电弧在栅片间燃烧时对相邻支路不产生影响。单个灭弧室单元的性能恶化(例如栅片烧穿、相邻栅片被金属熔渣短接等)不会影响其他灭弧室单元，极大的降低了灭弧室整体性能恶化的风险。本领域技术人员可以设想的是，灭弧室单元的数量不限于此，对于包括N个动触头和N/2个静触头(N为大于等于2的偶数)的自动转换开关，可以设置N/2个灭弧室单元，每个灭弧室单元用于为一组触头(1个静触头和2个对应的动触头)产生的电弧灭弧。同样地，每个相邻的灭弧室单元的侧板之间均设置有绝缘隔板。

在本实用新型的特别优选的实施例中，还可以为每个动触头设置单独的灭弧室单元。例如，如图5中的电路示意图所示，对于上述示例中的包括2个静触头和4个动触头的自动转换开关，可以设置4个灭弧室单元，每个灭弧室单元对应于一个动触头，用于为对应的动触头产生的电弧灭弧。本领域技术人员可以设想的是，灭弧室单元的数量不限于此，对于包括更多个动触头的自动转换开关，可以设置与动触头的数量相等数量的灭弧室。类似地，每个相邻的灭弧室单元的侧板之间也设置有绝缘隔板。这种进一步拆分的灭弧室结构进一步强化了上述优点，使得每个动触头分断产生的电弧的燃烧都不会对相邻灭弧室产生影响。

从图6中可见，根据本实用新型的静触头100大致呈钩形，由靠近电源一侧的第一部分110和靠近动触头200一侧并与动触头200接触的第二部分120组成。第一部分110与第二部分120成角度地连接，连接处大致呈V形。第一部分110包括第一部段111和第二部段112，第一部段111与第二部段112之间形成钝角。第二部分120包括第三部段121和第四部段122，第三部段121与第四部段122之间形成钝角。第一部段111、第二部段112、第三部段121和第四部段122依次连接。图2中的箭头示出了电流的流动方向，从图中可以看出，电流在第一部段111和第二部段112中的流动方向大致向下，在第三部段121和第四部段122中的流动方向大致向上，因此电流在第一部分110中的流动方向与在第二部分120中的流动方向大致相反。

如图6所示，静触头100中的电流被分为A、B、C、D、E五个部分，其中A、B段电流位于第一部段111中，C段电流位于第二部段112中，D段电流位于第三部段121中，E段电流位于第四部段122中。动触头200中的电流为F段，负载中的电流为G段。分闸时，静触头100和动触头200之间产生电弧，即在E段和F段之间产生电弧。根据图中所示的各段电流的流动方向，可以看出，A、B、C段中的电流对电弧产生的洛伦兹力向下，阻碍电弧进入灭弧室300；而D、E、F段中的电流对电弧产生的洛伦兹力向上，促使电弧进入灭弧室300。

因此，为了增强磁吹，优选的是减弱A、B、C段中的电流对电弧产生的影响。由于A段和C段电流与电弧相距较远，因此主要需要屏蔽B段电流产生的磁场。优选地，静触头100上设置有屏蔽件101，例如铁磁性材料，该屏蔽件101设置在静触头100的第一部段111面向动触头200和灭弧室300的一侧上。换句话说，该屏蔽件101布置在钩形的静触头100的四个部段围成的腔室内，用于屏蔽在静触头100的第一部分110中向下流动的电流产生的磁场，减弱该磁场对电弧产生阻碍其进入灭弧室300的洛伦兹力。

在本实用新型的优选实施例中，第四部段122朝向第一部段111的方向(图6中的左上方向)延伸，该延伸部分又被称为引弧角，这种设置使静触头100与动触头200之间的间距增加，静触头100上的弧根在磁吹作用下上移，使得电弧被拉长，更有助于灭弧。

特别地，在本实用新型的优选实施例中，如图7所示，灭弧室300的栅片310中最靠近静触头100的引弧角的栅片被设计成加厚的，其可以是两个同样的栅片叠在一起，也可以是整片的厚栅片，使得最靠近静触头100的栅片的厚度大于其余栅片的厚度。由于电弧在首片栅片处燃烧的时间最长，加厚的栅片可以提高最外侧栅片的可靠性，使其更耐烧蚀。同时，加厚栅片的热容增大，有利于对电弧降温，加速灭弧，从而提高自动转换开关的接通分断性能，延长了开关的电气寿命。

本文参照优选的实施例详细描述了根据本实用新型的改进的灭弧室以及包括这种改进的灭弧室的自动转换开关的多个示例性实施方式，然而本领域技术人员可以理解的是，在不背离本实用新型构思的前提下，可以对上述具体实施例做出各种变型和改型，还可以对本实用新型提出的各种技术特征和结构进行组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种用于自动转换开关的灭弧室，所述自动转换开关包括静触头、多个动触头和灭弧室，其特征在于，所述灭弧室包括并排设置的多个灭弧室单元，每个灭弧室单元包括两个侧板和多个栅片，所述两个侧板平行地设置，所述多个栅片安装到所述两个侧板之间并且垂直于所述两个侧板，并且其中，相邻的灭弧室单元之间设置有绝缘隔板。

2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，每个灭弧室单元的多个栅片中最靠近静触头的栅片的厚度大于其余栅片的厚度。

3.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述多个动触头的数量为N个，所述多个灭弧室单元的数量为N/2个，其中N为大于等于2的偶数，每个灭弧室单元为其对应的两个动触头产生的电弧灭弧。

4.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述多个灭弧室单元的数量等于所述多个动触头的数量，每个灭弧室单元为其对应的动触头产生的电弧灭弧。

5.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，每个栅片包括栅片主体、第一腿部和第二腿部，所述第一腿部和所述第二腿部从所述栅片主体平行地向下延伸，使得所述栅片主体的下侧与所述第一腿部和所述第二腿部围成供所述动触头的端部在其中运动的空间。

6.一种自动转换开关，其特征在于，所述自动转换开关包括根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室。