CN220731371U - 一种大电流灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大电流灭弧装置，包括壳体，壳体内设有操作部件、主触头部件和弧触头部件；操作部件包括弹簧储能机构，弹簧储能机构的输入端分别连接有电操机构和手操机构，输出端分别连接有合闸电磁铁、分闸电磁铁和输出转轴，输出转轴上并列焊接有多个拐臂，多个拐臂分别连接主触头部件和弧触头部件；主触头部件包括出线母排、安装在出线母排上的动主触头组件，及与出线母排相对设置且靠近动主触头组件的静主触头母排；弧触头部件包括动弧触头组件，及与动弧触头组件相对设置的静弧触头。本实用新型具有温升低、体积小、防护等级高、接通和分断容量大、操作和维护方便的特点，能够使横电装置操作简单可靠，体积更小，使用寿命更长。

Description

一种大电流灭弧装置

技术领域

本实用新型涉及直流开关电器技术领域，更具体的涉及一种大电流灭弧装置，特别适用于有色金属电解槽主回路大电流接通和分断。

背景技术

现有的铜、铝、镍、铅、锰等有色金属冶炼行业主要采用直流低压大电流电解或电积工艺。通常，当电解主回路电流大于20kA时，由于负载能量较大，必须采用分/合闸速度更快的电动横电装置，才能快速、安全地短接电解槽完成出装槽作业。

目前，国内有色金属电解所用的电动横电装置主要采用主开关与灭弧装置并联组合的方式，即通过控制动作时序，使主开关长期承载额定大电流，灭弧装置用于接通和分断负载，避免主开关触头烧损。其中，灭弧装置对整个横电装置的可靠性、使用寿命起着关键作用。

现有的灭弧装置主要采用永磁机构驱动多级触头的方式，且防护等级低，在使用过程中存在较多问题：开关内部易受现场酸性气体和液体腐蚀，造成触头电阻增大，降低绝缘性能；开关体积和重量大，造成横电装置需要较大的安装空间；控制回路复杂，且无应急手操功能，在控制电断开的情况下无法操作开关。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种大电流灭弧装置，其具有温升低、体积小、防护等级高、接通和分断容量大、操作和维护方便的特点，能够使横电装置操作简单可靠，体积更小，使用寿命更长。

本实用新型是根据以下技术方案实现的：

一种大电流灭弧装置，包括壳体，所述壳体内设有操作部件、主触头部件和弧触头部件；所述操作部件包括弹簧储能机构，所述弹簧储能机构的输入端分别连接有电操机构和手操机构，输出端分别连接有合闸电磁铁、分闸电磁铁和输出转轴，所述输出转轴上并列焊接有多个拐臂，多个所述拐臂分别连接主触头部件和弧触头部件；所述主触头部件包括出线母排、安装在所述出线母排上的动主触头组件，及与所述出线母排相对设置且靠近动主触头组件的静主触头母排；所述弧触头部件包括动弧触头组件，及与所述动弧触头组件相对设置的静弧触头。

进一步地，所述壳体包括主框架及设置于所述主框架上的盖板和防护罩，所述主框架与盖板和防护罩相接触的位置设有密封条。

进一步地，所述盖板包括相对设置的一组母排盖板，所述母排盖板上与母排相接触的位置设有泄压密封条。

进一步地，所述动主触头组件包括主触头架，所述主触头架的一端与转架的活动端连接，另一端设有多个触指触头；所述转架的固定端设于铜块上，所述铜块设置于出线母排的内侧端面。

进一步地，所述触指触头通过转轴串联并排安装在主触头架上，且每个所述触指触头均配置一触指弹簧，每个所述触指触头的端部均通过铜辫子焊接于铜块上。

进一步地，所述触指触头和静主触头母排上分别焊接有触头片。

进一步地，所述动主触头组件还设有连杆，所述连杆通过销轴与一拐臂联接。

进一步地，所述动弧触头组件包括固定座，所述固定座上安装有可转动的弧触头架，所述弧触头架上设有转动块，所述转动块的一侧设有转接铜板，所述转接铜板的上方设有弧触头弹簧，所述转接铜板的下方设有动弧触头，与所述动弧触头相对的位置设有静弧触头。

进一步地，所述弧触头弹簧的上部设有限位螺母，所述转接铜板的下方设有限位螺栓。

进一步地，所述动弧触头组件还设有软连接，所述软连接与出线母排之间通过直铜板导通；所述静主触头母排与静弧触头之间通过弯铜板导通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的壳体主框架采用不锈钢板整体焊接，四周用侧盖板和防护罩密封拼装，结构强度大、体积小、防护等级高；两侧的母排盖板与出线母排、静主触头母排之间安装有泄压密封条，在开关分断负载时可及时释放内部气压，提高灭弧装置的接通和分断能力。

(2)本实用新型的弹簧储能机构具有电动操作和手动操作功能，可简化控制回路，同时具备应急手操功能；输出转轴并列焊接的多个拐臂，可分别通过连杆和销轴联接驱动多组动主触头组件、动弧触头组件及辅助开关，可减小操作部件体积，提高多组触头动作同步性。

(3)本实用新型的动主触头组件由多个触指触头、触指弹簧通过转轴串起并排安装在主触头架上。在有限的空间内分布更多的接触点，可增加主触头接触面积和可靠性，提高主触头短时耐受电流。

(4)本实用新型的弧触头架可通过弧销轴安装在固定座上转动，动弧触头安装在转动块上，相对弧触头架转转动一定角度，同时静弧触头高度大于静主触头高度，且主触头片采用低电阻材料，弧触头片采用高熔点材料。可实现弧触头部件相对主触头部件先合后分的动作时序，有效避免了主触头(触指触头)的损耗，兼顾了接通分断负载能力强和触头温升低的特点。

(5)本实用新型的弧触头弹簧上部设置限位螺母，和转接铜板下方设置限位螺栓，方便调节触头开距和触头压力。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种大电流灭弧装置的整体外形示意图。

图2为根据本实用新型实施例的操作部件、主触头部件和弧触头部件的安装示意图。

图3为根据本实用新型实施例的动弧触头组件的结构示意图。

图4为根据本实用新型实施例的动主触头组件的结构示意图。

图中：1-主框架；2-防护罩；3-密封条；4-侧盖板；5-泄压密封条；6-母排盖板；7-静主触头母排；8-弯铜板；9-静弧触头；10-动弧触头组件；10.1-固定座；10.2-软连接；10.3-绝缘连杆；10.4-转动块；10.5-限位螺母；10.6-弧触头弹簧；10.7-转接铜板；10.8-动弧触头；10.9-限位螺栓；10.10-弧触头架；10.11-弧销轴；11-动主触头组件；11.1-转架；11.2-连杆；11.3-主触头架；11.4-触指弹簧；11.5-触指触头；11.6-转轴；11.7-铜辫子；11.8-铜块；12-合闸电磁铁；13-分闸电磁铁；14-手操机构；15-电操机构；16-弹簧储能机构；17-输出转轴；18-拐臂；19-直铜板；20-出线母排。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1～4所示，本实用新型提供一种大电流灭弧装置，主要由壳体及设置于壳体内的操作部件、主触头部件和弧触头部件组成。

所述壳体包括主框架及设置于所述主框架上的盖板和防护罩。主框架1由优质不锈钢板焊接组成，四周装有侧盖板4、母排盖板6和密封条3。其中母排盖板6与出线母排20、静主触头母排7之间安装有泄压密封条5。泄压密封条5常态下贴紧母排，当开关内部压力高于一定值时可打开缝隙释放压力。

操作部件安装在主框架1上部，且外部有防护罩2密封。

操作部件包括弹簧储能机构16、电操机构15、合闸电磁铁12、分闸电磁铁13、手操机构14、辅助开关。其中电操机构15和手操机构14安装在弹簧储能机构16侧面，合闸电磁铁12、分闸电磁铁13安装在弹簧储能机构16上部。电操机构15通过电机转动或者手动操作手柄均能给弹簧机构16储能，合闸电磁铁12、分闸电磁铁13通电后可快速驱动弹簧储能机构16合闸或分闸。同时弹簧储能机构16上配备有手动合闸、分闸按钮，可供应急操作。

弹簧储能机构16的输出转轴17并列焊接有多个拐臂18，可分别通过连杆和销轴联接，同时驱动多组动主触头组件11、动弧触头组件10、辅助开关动作。

主触头部件通过绝缘板隔离安装在主框架1内部一侧。主触头部件包括安装在主框架1一侧的出线母排20、动主触头组件11和安装在出线母排20对侧的静主触头母排7。

动主触头组件11由主触头架11.3、触指触头11.5、触指弹簧11.4、铜辫子11.7、铜块11.8、连杆11.2和转架11.1组成。多个触指触头11.5、触指弹簧11.4通过转轴11.6串起并排安装在主触头架11.3上，每个触指触头11.5后面单独配置有触指弹簧11.4，触指触头11.5通过铜辫子11.7焊接在铜块11.8上，铜块11.8用螺栓压接固定在出线母排20内侧端面，触指触头11.5和静主触头母排7上分别焊接有低电阻材料触头片。

转架11.1固定在铜块11.8侧面，连杆11.2与输出转轴17的其中一个拐臂18通过销轴联接，使主触头架11.3可在转架11.1上转动一定角度。

弧触头部件通过绝缘板隔离安装在主框架1内部另一侧。弧触头部件包括安装在主框架另一侧的动弧触头组件10和安装在动弧触头组件10对侧的静弧触头9。

其中动弧触头组件10由固定座10.1、弧触头架10.10、软连接10.2、转动块10.4、转接铜板10.7、销轴10.11、弧触头弹簧10.6、动弧触头10.8和绝缘连杆10.3组成。转接铜板10.7和软连接10.2用螺栓压接固定在转动块10.4上，动弧触头10.8用螺栓压接固定在转接铜板10.7下方，转接铜板10.7上方安装有弧触头弹簧10.6，弧触头架10.10通过销轴10.11安装在固定座10.1上可转动一定角度，转动块10.4通过销轴安装在弧触头架10.10上，可相对弧触头架10.10转动一定角度。

弧触头弹簧10.6上部安装有限位螺母10.5，转接铜板10.7下方安装有限位螺栓10.9，可方便调整弧触头压力和转动块10.4的初始角度。动弧触头10.8和静弧触头9上分别焊接有高熔点材料触头片。

如上所述的出线母排20与软连接10.2之间通过直铜板19导通，静主触头板7与静弧触头9之间通过弯铜板8导通，使主触头部件与弧触头部件组成并联关系。

静弧触头9高度大于静主触头母排7高度，且动弧触头10.8相比触指触头11.5有更大的转动角度，可实现弧触头部件相对主触头部件先合后分的动作时序。

灭弧装置合闸时，电操机构驱动弹簧储能机构16完成储能，合闸电磁铁12通电后可快速驱动弹簧储能机构16内部的输出转轴17转动一定角度，输出转轴17通过拐臂18同时驱动连杆11.2和绝缘连杆10.3，使动主触头组件11和动弧触头组件10分别往静主触头母排7和静弧触头9方向合闸，触指触头11.5和动弧触头10.8分别压缩触指弹簧11.4和弧触头弹簧10.6，完成合闸动作；灭弧装置分闸时，分闸电磁铁13通电后可快速驱动弹簧储能机构16的输出转轴17复位，此时触指弹簧11.4和弧触头弹簧10.6也快速复位，驱动动主触头组件11和动弧触头组件10快速复位，完成分闸动作。

本实用新型所述大电流灭弧装置具有温升低、体积小、防护等级高、接通和分断容量大、操作和维护方便的特点。本大电流灭弧装置可根据额定电流的加大，增加主触头部件和弧触头部件的极数，同时增加弹簧储能机构的输出扭矩和拐臂数量，非常方便进行系列化扩展设计。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种大电流灭弧装置，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有操作部件、主触头部件和弧触头部件；所述操作部件包括弹簧储能机构，所述弹簧储能机构的输入端分别连接有电操机构和手操机构，输出端分别连接有合闸电磁铁、分闸电磁铁和输出转轴，所述输出转轴上并列焊接有多个拐臂，多个所述拐臂分别连接主触头部件和弧触头部件；所述主触头部件包括出线母排、安装在所述出线母排上的动主触头组件，及与所述出线母排相对设置且靠近动主触头组件的静主触头母排；所述弧触头部件包括动弧触头组件，及与所述动弧触头组件相对设置的静弧触头。

2.根据权利要求1所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述壳体包括主框架及设置于所述主框架上的盖板和防护罩，所述主框架与盖板和防护罩相接触的位置设有密封条。

3.根据权利要求2所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述盖板包括相对设置的一组母排盖板，所述母排盖板上与母排相接触的位置设有泄压密封条。

4.根据权利要求1所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述动主触头组件包括主触头架，所述主触头架的一端与转架的活动端连接，另一端设有多个触指触头；所述转架的固定端设于铜块上，所述铜块设置于出线母排的内侧端面。

5.根据权利要求4所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述触指触头通过转轴串联并排安装在主触头架上，且每个所述触指触头均配置一触指弹簧，每个所述触指触头的端部均通过铜辫子焊接于铜块上。

6.根据权利要求4所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述触指触头和静主触头母排上分别焊接有触头片。

7.根据权利要求4所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述动主触头组件还设有连杆，所述连杆通过销轴与一拐臂联接。

8.根据权利要求1所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述动弧触头组件包括固定座，所述固定座上安装有可转动的弧触头架，所述弧触头架上设有转动块，所述转动块的一侧设有转接铜板，所述转接铜板的上方设有弧触头弹簧，所述转接铜板的下方设有动弧触头，与所述动弧触头相对的位置设有静弧触头。

9.根据权利要求8所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述弧触头弹簧的上部设有限位螺母，所述转接铜板的下方设有限位螺栓。

10.根据权利要求8所述一种大电流灭弧装置，其特征在于，所述动弧触头组件还设有软连接，所述软连接与出线母排之间通过直铜板导通；所述静主触头母排与静弧触头之间通过弯铜板导通。