CN219800739U - 一种灭弧系统及电路保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电器装置技术领域，具体公开了一种灭弧系统及电路保护装置，灭弧系统用于在电路保护装置中熄灭分断电流时产生的电弧，包括由若干支架堆叠排布成的多个灭弧腔室，各灭弧腔室之间相互隔离；在各灭弧腔室内均间隔的层叠布置有若干灭弧栅片，各灭弧腔室内的灭弧栅片电气上串联；各灭弧腔室具有进弧口和排气口，进弧口位于灭弧腔室的底部，排气口位于灭弧腔室的顶部，进弧口和排气口引导电弧进入灭弧栅片，以拉长电弧使其快速熄灭，排气口下方设有电气独立的消游离网，消游离网用于杜绝电弧外窜。本实用新型结构具有提升分断高电压下电弧的能力，可解决临界负载电流难分断问题，降低对空间的要求，有利于电路保护装置体积小型化。

Description

一种灭弧系统及电路保护装置

技术领域

本实用新型涉及电器装置技术领域，具体是一种灭弧系统及电路保护装置。

背景技术

断路器是指能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在所规定的非正常电路(例如短路)下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

隔离开关是指在断开位置上能满足对隔离器隔离要求的一种开关。

灭弧室是断路器和隔离开关等电路保护装置中的重要组成部分，是用来使电弧熄灭并阻止电弧重燃的装置。

目前低压断路器等电路保护装置一般利用栅片灭弧方式，栅片将故障电弧分割成很多段小的电弧，通过增加电弧的电压来使故障电流下降来达到灭弧的效果。因此，分断更高电压下电弧的能力，取决于可利用的栅片数量。

为了确保栅片的最佳利用效率，栅片厚度及栅片间的间隙需保证在一定范围内，因此，分断更高的电弧电压时，需要增加栅片的数量，随着栅片数量增多，灭弧室的高度也随之加高。但作为小型电路保护装置的断路器内部空间有限，仅靠常规的堆叠栅片的方式，已无法满足交直流1500V系统的使用要求。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电路保护装置及其灭弧系统，以至少解决现有电路保护装置分断能力有限，难以满足高电压等级的使用需求问题。采用多级灭弧系统并列排布结构，在提升分断高电压下电弧能力及解决临界负载电流难分断问题的同时，降低了对空间的要求，有利于电路保护装置体积小型化。动触头设计有分组接触片稀疏布置，用来有效引导电弧弧根在不同接触片上转移后快速进入多个灭弧腔室。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种灭弧系统，用于在电路保护装置中熄灭分断电流时产生的电弧，包括由若干支架堆叠排布成的多个灭弧腔室，各所述灭弧腔室之间相互隔离；在各灭弧腔室内均间隔的层叠布置有若干灭弧栅片，各灭弧腔室内的灭弧栅片电气上串联；各所述灭弧腔室具有进弧口和排气口，所述进弧口位于灭弧腔室的底部，所述排气口位于灭弧腔室的顶部，所述进弧口和排气口引导电弧进入灭弧栅片，以拉长电弧使其快速熄灭，所述排气口下方设有相互电气隔离的独立消游离网，所述消游离网用于杜绝电弧外窜。

可选地，所述灭弧系统包括三个并排排布且相互隔离的灭弧腔室，第一灭弧腔室、第二灭弧腔室和第三灭弧腔室。

可选地，所述第一灭弧腔室的左下方开第一进弧口，右上方开排气口；所述第二灭弧腔室下方中间开第二进弧口，上方左右两侧均开有排气口；所述第三灭弧腔室右下方开第三进弧口，左上方开排气口。

可选地，所述第一灭弧腔室内具有静触头引弧栅片和引弧连接栅片一，所述第二灭弧腔室具有引弧连接栅片二和引弧连接栅片三，所述第三灭弧腔室具有引弧连接栅片四和动触头引弧栅片；所述静触头引弧栅片的首端在所述第一进弧口左侧，所述引弧连接栅片一的首端在所述第一进弧口右侧；所述静触头引弧栅片的末端与所述引弧连接栅片一的末端之间平行排布有若干片灭弧栅片；所述引弧连接栅片二的首端在所述第二进弧口左侧，且首端与所述引弧连接栅片一的首端连接，所述引弧连接栅片三的首端在所述第二进弧口右侧，且末端与所述引弧连接栅片二的末端之间平行排布有若干灭弧栅片；所述引弧连接栅片四的首端在所述第三进弧口左侧，其首端与所述引弧连接栅片三首端连接，其末端与所述动触头引弧栅片的末端之间平行排布有若干灭弧栅片。

可选地，所述引弧连接栅片一、引弧连接栅片二、引弧连接栅片三、引弧连接栅片四的首端与末端之间采用多次平滑折弯结构。

可选地，所述第一灭弧腔室、第二灭弧腔室和第三灭弧腔室中的灭弧栅片均为14片。

可选地，所述灭弧腔室内还包括多个导流板，所述导流板位于各灭弧腔室的灭弧栅片和排气口之间，与灭弧栅片呈一定角度倾斜设置，以引导电弧向排气口移动。

一种电路保护装置，包括灭弧系统，包括上述灭弧系统，所述灭弧系统为上述任一项所述的灭弧系统，但不限于上述灭弧腔室的数量，不限于上述灭弧腔室的排布位置。同时为配合灭弧室，将动触头触头支持与静触头宽度尺寸加长，动触头设计有分组，接触片稀疏布置在触头支持上，分成三组来配合三个灭弧腔室，用来有效引导电弧弧根在不同接触片上转移后快速进入多个灭弧腔室。

可选的，所述电路保护装置还包括触头系统，所述触头系统具有静触头和动触头，所述动触头具有多组稀疏布置的接触片，每组接触片对应一个灭弧腔室，以引导电弧的弧根在不同接触片上转移后快速进入灭弧腔室。

可选的，所述动触头的接触片包括三组，第一组具有五片接触片，对应第一灭弧腔室；第二组具有四片接触片和一片加长接触片，所述加长接触片位于四片接触片的中间位置，对应第二灭弧腔室；第三组具有四片接触片和一片加长接触片，所述加长接触片位于四片接触片的中间位置，对应第三灭弧腔室。

本实用新型中的灭弧系统及电路保护装置，采用多个灭弧系统并列结构，在提升分断高电压下电弧能力及解决临界负载电流难分断问题的同时，降低了对空间的要求，有利于万能式电路保护装置体积小型化。断路器动触头设计有分组接触片稀疏布置，用来有效引导电弧弧根在不同接触片上转移后快速进入多个灭弧腔室。基于上述结构和效果，本实用新型的灭弧系统及电路保护装置，能够解决现有电路保护装置分断能力有限，难以满足高电压等级使用需求的问题及难以分断临界负载电流的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实施例的电路保护装置的结构示意图；

图2为本实施例中触头系统与灭弧系统的结构示意图；

图3为本实施例中灭弧系统的结构示意图一；

图4为本实施例中灭弧系统的结构示意图二；

图5为本实施例中灭弧系统的俯视图；

图6为本实施例中灭弧系统的仰视图；

图7为本实施例中灭弧系统中第一灭弧腔室的结构示意图；

图8为本实施例中灭弧系统中第一灭弧腔室的主视图；

图9为本实施例中灭弧系统中第二灭弧腔室的结构示意图；

图10为本实施例中灭弧系统中第二灭弧腔室的主视图；

图11为本实施例中灭弧系统中第二灭弧腔室的俯视图；

图12为本实施例中灭弧系统中第三灭弧腔室的结构示意图；

图13为本实施例中灭弧系统中第三灭弧腔室的主视图；

图14为本实施例中灭弧系统中第三灭弧腔室的俯视图；

图15为本实施例的断路器中动触头的结构示意图；

图16为本实施例的断路器中动触头的主视图；

图17为本实施例的断路器中动触头的左视图；

图18为本实施例的断路器中动触头的加长接触片的结构示意图；

图19为本实施例的断路器中静触头的结构示意图；

图20为本实施例的断路器中静触头的主视图；

图21、图22、图23为本实施例的断路器中动触头和静触头闭合时，动触头接触片与第一灭弧腔室、第二灭弧腔室、第三灭弧腔室的位置示意图；

图24、图25、图26为本实施例的断路器中动触头和静触头分开过程中，动触头接触片与第一灭弧腔室、第二灭弧腔室、第三灭弧腔室的位置及电弧走向示意图；

图27、图28、图29为本实施例的断路器中动触头和静触头完全分开时，动触头接触片与第一灭弧腔室、第二灭弧腔室、第三灭弧腔室的位置及电弧走向示意图。

图中：

100、灭弧系统；200、触头系统；201、静触头；202、动触头；

1、盖板；2、支架一；3、支架二；4、支架三；5、消游离网一；6、消游离网二；7、消游离网三；8、消游离网四；9、静触头引弧栅片；10、导流板一；11、灭弧栅片一；12、引弧连接栅片一；13、引弧连接栅片二；14、导流板二；15、灭弧栅片二；16、引弧连接栅片三；17、引弧连接栅片四；18、导流板三；19、灭弧栅片三；20、动触头引弧栅片；21、接触片；22、加长接触片一；23、加长接触片二；24、触头支持；25、耐烧蚀触电；26、等电位连接片；28、第一进弧口；29、第二进弧口；30、第三进弧口。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种灭弧系统及包含其的电路保护装置做进一步详细的描述。

参照图1，示出了根据本实用新型实施例的一种电路保护装置。

参照图2，示出了根据本实用新型实施例的一种电路保护装置中触头系统与灭弧系统。

该电路保护装置以断路器为例，包括有壳体、灭弧系统100和触头系统200。其中，壳体带有排气孔及安装定位结构；触头系统包括静触头201和动触头202，静触头201包括静引弧结构，动触头202可相对静触头201旋转实现线路电流接通和分断，分断电流时，静触头201和动触头202之间可产生电弧，静触头201亦可为非完全固定的可动触头。

参照图图3、图4、图5、图6，示出了根据本实用新型实施例的一种电路保护装置中的灭弧系统。

灭弧系统的主要结构是，盖板1以铆钉固定的方式与支架一2、支架二3、支架三4固定在一起，支架一2、支架二3、支架三4与盖板1以图5方式堆叠排布，以此形成三个并列排布且相互隔离的灭弧腔室。

支架一2、支架二3、支架三4设计有相互配合连接的连接结构，用来定位及增强连接强度。

盖板1、支架一2、支架二3和支架三4设计有插槽，用来定位和固定消游离网一5、消游离网二6、消游离网三7、消游离网四8、静触头引弧栅片9、导流板一10、灭弧栅片一11、引弧连接栅片一12、引弧连接栅片二13、导流板二14、灭弧栅片二15、引弧连接栅片三16、引弧连接栅片四17、导流板三18、灭弧栅片三19、动触头引弧栅片20。

支架一2为第一灭弧腔室的重要构成部件如图8所示，支架一2左下方开口为第一灭弧腔室的第一进弧口28。右上方开口为第一灭弧腔室的排气口，排气口在右上方是为了引导电弧从左侧进入灭弧腔室后向右移动，以此引导电弧进入灭弧栅片组，拉长电弧使电弧快速熄灭。排气口下方的消游离网7起到杜绝电弧外窜的作用。静触头引弧栅片9的首端在第一进弧口28左侧，静触头引弧栅片9与等电位连接片26形成电气连接，有利于电弧弧根从静触头的银点转移到静触头引弧栅片9上；引弧连接栅片一12的首端在第一进弧口28右侧，末端与静触头引弧栅片9的末端之间平行排布有14片灭弧栅片一11，引弧连接栅片一12初始端与末端之间采用多次平滑折弯结构，折弯结构与初始端呈一定角度并逐渐变化，是为了引导电弧，让电弧更容易进入灭弧腔室。

支架二3为第二灭弧腔室的重要构成部件如图10所示，支架二3下方中间开口是灭弧系统的第二进弧口29。上方左右两侧开口为第二灭弧腔室的排气口，排气口在上方左右两侧是为了引导电弧从中间进入灭弧腔室后向两侧移动，以此引导电弧进入灭弧栅片组，拉长电弧使电弧快速熄灭。排气口下方的消游离网二6、消游离网四8起到杜绝电弧外窜的作用。引弧连接栅片二13的首端在第二进弧口29左侧，引弧连接栅片二13首端与引弧连接栅片一12首端连接在一起，形成电气连接，有利于电弧弧根引弧连接栅片一12首端从转移到引弧连接栅片二13首端上；引弧连接栅片三16的首端在第二进弧口29右侧，末端与引弧连接栅片二13的末端之间平行排布有14片灭弧栅片二15，引弧连接栅片二13和引弧连接栅片三16初始端与末端之间采用多次平滑折弯结构，折弯结构与初始端呈一定角度并逐渐变化，是为了引导电弧，让电弧更容易进入灭弧腔室。

支架三4为第三灭弧腔室的重要构成部件如图13所示，支架三4右下方开口是灭弧系统的第三进弧口30。左上方开口为第三灭弧腔室的排气口，排气口在左上方是为了引导电弧从右下方进入灭弧腔室后向左上方移动，以此引导电弧进入灭弧栅片组，拉长电弧使电弧快速熄灭。排气口下方的消游离网一5起到杜绝电弧外窜的作用。引弧连接栅片四17的首端在第三进弧口30左侧，引弧连接栅片四17首端与引弧连接栅片三16首端连接在一起，形成电气连接，有利于电弧弧根引弧连接栅片三16首端从转移到引弧连接栅片四17首端上；引弧连接栅片四17的首端在第三进弧口30左侧，末端与动触头引弧栅片20的末端之间平行排布有14片灭弧栅片三19，弧连接栅片四17初始端与末端之间采用多次平滑折弯结构，折弯结构与初始端呈一定角度并逐渐变化，是为了引导电弧，让电弧更容易进入灭弧腔室。

导流板(导流板一10、导流板二14、导流板三18)位于各灭弧腔室的上方，位于灭弧栅片和排气口之间，以引导电弧向排气口移动，灭弧腔室内的导流板设置为多个，各导流板与灭弧栅片呈一定角度倾斜设置。

引弧连接栅片一12与引弧连接栅片二13电气连接，引弧连接栅片三16与引弧连接栅片四17电气连接，两组电气连接使三个灭弧腔室形成串联形式，三个灭弧腔室的灭弧栅片电气上串联堆叠，以此来满足交直流1500V系统的使用要求。

参照图15、图16、图17，示出了根据本实用新型实施例的一种断路器中的动触头。

动触头的结构是，触头支持24比常规万能式断路器触头支持在宽度上进行了加长，是为了更好配合灭弧系统做的改进，动触头设计有分组接触片稀疏布置，接触片分成三组，分别对应第一灭弧腔室、第二灭弧腔室和第三灭弧腔室。第一组接触片由五片接触片21组成，对应着第一灭弧腔室。第二组接触片由四片接触片21和一片加长接触片一22组成，加长接触片一22在第二组接触片最中间位置，对应着第二灭弧腔室。第三组接触片由四片接触片21和一片加长接触片二23组成，加长接触片二23在第二组接触片最中间位置，对应着第三灭弧腔室。动触头分组设计能有效引导电弧弧根在不同接触片上转移后快速进入多个灭弧腔室。

本申请实施例的运行过程及原理：

图24为分断初期，电弧走向示意图；电弧产生前，动触头和静触头未分开前，加长接触片一22上的耐烧蚀触点25与引弧连接栅片二13接触如图22所示。动触头和静触头分开时电弧产生，从动触头和静触头刚打开至动触头运动到引弧连接栅片一12初始端时所产生的初期电弧在等电位连接片26、静触头引弧片9和引弧连接栅片一12的引导下从第一进弧口28进入第一灭弧腔室。此位置时加长接触片一22运动到引弧连接栅片三16首端下方3mm处，如图25所示，加长接触片二23运动到引弧连接栅片三17首端下方3mm处，如图26所示，随着动触头继续向右转动，电弧在第一灭弧腔室向右拉长的同时，引弧连接栅片一12初始端上的弧根开始转移到弧连接栅片二13初始端上，在引弧连接栅片二13和引弧连接栅片三16的引导下中期电弧开始进入第二灭弧腔室。随着动触头进一步向右转动，直到动触头和静触头完全打开，此时加长接触片二23运动到动触头引弧栅片20上，与其形成电气连接，在引弧连接栅片四17和动触头引弧栅片20的引导下后期电弧进入第三灭弧腔室。

在整个分断过程中，电弧通过静触头引弧栅片9，第一灭弧腔室的灭弧栅片一11，引弧连接栅片一12与引弧连接栅片二13，第二灭弧腔室的灭弧栅片15，引弧连接栅片三16与引弧连接栅片四17，第三灭弧腔室的灭弧栅片19，动触头引弧栅片20的引弧结构之间形成串联型式，大幅提升了电弧电压。

可以理解，本实施例以断路器为例，示出了一种包含灭弧系统的电路保护装置，具有相同灭弧系统的隔离开关等其他电路保护装置均可以作为等效替代装置。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所要保护的内容。

Claims (10)

1.一种灭弧系统，用于在电路保护装置中熄灭分断电流时产生的电弧，其特征在于，包括由若干支架堆叠排布成的多个灭弧腔室，各所述灭弧腔室之间相互隔离；在各灭弧腔室内均间隔的层叠布置有若干灭弧栅片，各灭弧腔室内的灭弧栅片电气上串联；各所述灭弧腔室具有进弧口和排气口，所述进弧口位于灭弧腔室的底部，所述排气口位于灭弧腔室的顶部，所述进弧口和排气口引导电弧进入灭弧栅片，以拉长电弧使其快速熄灭，所述排气口下方设有电气独立的消游离网，所述消游离网用于杜绝电弧外窜。

2.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于，包括三个并排排布且相互隔离的灭弧腔室，第一灭弧腔室、第二灭弧腔室和第三灭弧腔室。

3.根据权利要求2所述的灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧腔室的左下方开第一进弧口(28)，右上方开排气口；所述第二灭弧腔室下方中间开第二进弧口(29)，上方左右两侧均开有排气口；所述第三灭弧腔室右下方开第三进弧口(30)，左上方开排气口。

4.根据权利要求3所述的灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧腔室内具有静触头引弧栅片(9)和引弧连接栅片一(12)，所述第二灭弧腔室具有引弧连接栅片二(13)和引弧连接栅片三(16)，所述第三灭弧腔室具有引弧连接栅片四(17)和动触头引弧栅片(20)；所述静触头引弧栅片(9)的首端在所述第一进弧口(28)左侧，所述引弧连接栅片一(12)的首端在所述第一进弧口(28)右侧；所述静触头引弧栅片(9)的末端与所述引弧连接栅片一(12)的末端之间平行排布有若干片灭弧栅片；所述引弧连接栅片二(13)的首端在所述第二进弧口(29)左侧，且首端与所述引弧连接栅片一(12)的首端连接，所述引弧连接栅片三(16)的首端在所述第二进弧口(29)右侧，且末端与所述引弧连接栅片二(13)的末端之间平行排布有若干灭弧栅片；所述引弧连接栅片四(17)的首端在所述第三进弧口(30)左侧，其首端与所述引弧连接栅片三(16)首端连接，其末端与所述动触头引弧栅片(20)的末端之间平行排布有若干灭弧栅片。

5.根据权利要求4所述的灭弧系统，其特征在于，所述引弧连接栅片一(12)、引弧连接栅片二(13)、引弧连接栅片三(16)、引弧连接栅片四(17)的首端与末端之间采用多次平滑折弯结构。

6.根据权利要求4所述的灭弧系统，其特征在于，所述第一灭弧腔室、第二灭弧腔室和第三灭弧腔室中的灭弧栅片均为14片。

7.根据权利要求1所述的灭弧系统，其特征在于，所述灭弧腔室内还包括多个导流板，所述导流板位于各灭弧腔室的灭弧栅片和排气口之间，与灭弧栅片呈一定角度倾斜设置，以引导电弧向排气口移动。

8.一种电路保护装置，包括灭弧系统，其特征在于，所述灭弧系统为权利要求1～7中任一项所述的灭弧系统。

9.根据权利要求8所述的电路保护装置，其特征在于，还包括触头系统，所述触头系统具有静触头和动触头，所述动触头具有多组稀疏布置的接触片，每组接触片对应一个灭弧腔室，以引导电弧的弧根在不同接触片上转移后快速进入灭弧腔室。

10.根据权利要求9所述的电路保护装置，其特征在于，所述动触头的接触片包括三组，第一组具有五片接触片，对应第一灭弧腔室；第二组具有四片接触片和一片加长接触片，所述加长接触片位于四片接触片的中间位置，对应第二灭弧腔室；第三组具有四片接触片和一片加长接触片，所述加长接触片位于四片接触片的中间位置，对应第三灭弧腔室。