CN220731439U - 低压开关设备及其触头装置、灭弧模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压开关设备及其触头装置、灭弧模块，其中灭弧模块包括间隔且相对排布的两个隔弧件以及间隔排布于两个隔弧件之间的多个第二栅片，两个隔弧件与多个第二栅片配合界定出一灭弧室；灭弧模块还包括固定在灭弧室中的第一栅片，第一栅片包括用于与低压开关设备的静触头导电连接的第一连接部，以及与第一连接部连接且用于配合实现电弧转移的引弧部。该第一栅片可与动触头的动触头主体相配合，将电弧从动触点和静触点之间转移到引弧部和动触头主体之间。

Description

低压开关设备及其触头装置、灭弧模块

技术领域

本实用新型涉及低压开关设备的领域，尤其涉及一种低压开关设备及其触头装置、灭弧模块。

背景技术

低压开关设备，比如断路器、电源转换开关等等，其在额定电流或其以下(临界负荷)进行通断会产生电弧。由于在额定电流或其以下断开的时候，断开电流只有额定电流或其以下的大小，不如短路时的电流大，导致低压开关设备内部的磁吹力不大，电弧难以被磁吹力吹入灭弧室中，所以电弧一般形成在动、静触点之间，并在交流过零点熄灭，然而断开的电弧容易对动、静触点造成烧损，久而久之会则会导致动、静触点无法正常接触，此现象在额定电流较小的低压开关设备更为明显，所以额定电流较小(一般在150A以下，比如小于125A)的低压开关设备的电气寿命普遍不高，比如大壳架塑壳的断路器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于背景技术中提及到的至少一个技术缺陷，提供一种低压开关设备及其触头装置、灭弧模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于低压开关设备的灭弧模块，其包括间隔且相对排布的两个隔弧件以及间隔排布于所述两个隔弧件之间的多个第二栅片，所述两个隔弧件与所述多个第二栅片配合界定出一灭弧室；

所述灭弧模块还包括固定在所述灭弧室中的第一栅片，所述第一栅片包括用于与所述低压开关设备的静触头导电连接的第一连接部，以及与所述第一连接部连接且用于与动触头的动触头主体配合实现电弧转移的引弧部。

在一些实施例中，所述第一连接部所处平面和所述引弧部所处平面连接形成钝角。

在一些实施例中，所述第一栅片包括与所述引弧部连接的固定部，所述固定部的相对两侧分别与所述两个隔弧件内侧面相固定。

在一些实施例中，所述固定部位于所述多个第二栅片中位于最底层的第二栅片的下方，且所述固定部所处平面与所述多个第二栅片中任一第二栅片所处平面相平行。

本实用新型还包括一种用于低压开关设备的触头装置，其包括动触头和静触头，所述动触头包括动触点，所述静触头包括静触点，所述触头装置还包括上述的灭弧模块，

所述动触头包括在所述动触点和所述静触点接触时朝向所述引弧部的前端面，

所述动触点在分闸时与所述静触点分离所形成的距离处于可产生电弧的距离时，所述引弧部和所述前端面之间的第一最小距离保持小于所述动触点和所述静触点之间的第二最小距离，以将电弧转移到所述引弧部和所述前端面之间。

在一些实施例中，所述引弧部所处平面和所述静触点所处平面连接形成夹角，所述夹角为钝角。

在一些实施例中，所述静触点设置在所述灭弧室中。

在一些实施例中，所述动触头还包括动触头本体，所述前端面位于所述动触头本体靠近所述灭弧模块的一端上，所述动触点设置于所述动触头本体上，且介于所述前端面和所述动触头本体远离所述灭弧模块的一端之间。

在一些实施例中，所述前端面在所述动触点和所述静触点接触时与所述引弧部之间具有第三最小距离。

本实用新型还包括一种低压开关设备，包括控制及操作装置，还包括上述的触头装置，所述控制及操作装置与所述触头装置机械连接，并控制所述静触头和所述动触头完成合闸动作或者分闸动作。

实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型用于低压开关设备的灭弧模块包括有第一栅片，该第一栅片可与动触头的动触头主体相配合，将电弧从动触点和静触点之间转移到引弧部和动触头主体之间，从而有效避免动触点和静触点烧损，得以提高低压开关设备的电气寿命。

其中，在装配时，第一连接部与静触头导电连接，且引弧部在合闸时可朝向动触头主体的一端；而在分闸的过程中，在动触点与静触点分离所形成的距离处于可产生电弧的距离时，引弧部和动触头主体的一端之间的第一最小距离保持小于动触点和静触点之间的第二最小距离，从而将电弧从动触点和静触点之间转移为引弧部和动触头主体之间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型低压开关设备在一些实施例中触头装置部分结构的纵向剖视图；

图2是本实用新型触头装置在一些实施例中灭弧模块在俯视角度下的结构示意图；

图3是本实用新型触头装置在一些实施例中灭弧模块的纵向剖视图；

图4是本实用新型触头装置在一些实施例中灭弧模块、动触头和静触头之间在分闸下的结构配合示意图；

图5是本实用新型触头装置在一些实施例中灭弧模块、动触头和静触头之间在合闸下的结构配合示意图。

附图标记：

触头装置100；动触头1；动触头主体11；动触点12；前端面13；静触头2；静触头主体21；静触点22；转轴3；灭弧模块4；灭弧室41；第一栅片42；引弧部421；第一连接部422；固定部423；第二连接部424；隔弧件43；第二栅片44；第一最小距离51；第二最小距离52；第三最小距离53；负载触头6；外壳7。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，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。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，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”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

本实用新型构造了一种低压开关设备，该低压开关设备除了可完成正常的通断工作外，还可以实现电弧转移，将容易在动、静触点之间产生的电弧转移到其他合适的地方，有效减少动、静触点的烧损，从而提高电气寿命。

在一些实施例中，低压开关设备可为断路器，其可包括触头装置100(可参阅图1)以及控制及操作装置(未图示)，触头装置100用于分别与负载和电源连接，控制及操作装置可控制触头装置100将负载和电源接通，以及在短路、过载等故障情况下自动抑或者人工地操纵触头装置100断开负载和电源，以达到保护的效果。本触头装置100可实现将容易在动、静触点之间产生的电弧转移到其他合适的地方的功能，而控制及操作装置的构造以及如何控制触头装置100通断的过程可参考现有技术，在这不做赘述。

当然，本触头装置100亦可应用在电源转换开关中。触头装置100的数量可包括一个或者多个，在一些实施例中，触头装置100可包括多个，且多个触头装置100并排连接。

在一些实施例中，参阅图1，触头装置100可包括外壳7，设置在外壳7中的动触头1和静触头2，还包括与动触头1机械连接的转轴3，外壳7用于为内部结构提供安装基础和保护，外壳7可以包括可拆卸相连的数个部分，为了便于展示断路器的结构，在图1中至少省略了外壳7的一部分。动触头1和静触头2位于同一平面，转轴3在控制及操作装置的传动下，可带动动触头1在外壳7中转动，完成合闸或者分闸动作，合闸动作即为动触头1的动触点12与静触头2的静触点22接触，分闸动作即为动触头1的动触点12与静触头2的静触点22分离。

触头装置100还包括设置在外壳7中的灭弧模块4，该灭弧模块4界定出一个灭弧室41，用于熄灭合、分闸时产生的电弧，防止电弧逸出灭弧室41外烧损其他物件。可选地，静触点22可设置在灭弧室41中，利于灭弧。

当然，触头装置100还包括其他为了实现通断的部件，比如负载触头6、用于将负载触头6与动触头1导电连接的软导线(未标注)等等，在这不展开说明。在双电源转换开关中，触头装置100还可包括两个动触头1和两个静触头2，灭弧模块4可以对应设置两个。

在一些实施例中，如图1所示，动触头1除了包括动触点12，还包括纵长的动触头主体11，动触头主体11的一端与转轴3机械连接，且动触头主体11可绕该转轴3进行转动，而动触头主体11的另一端在转轴3的带动下，可靠近或者远离静触头2。

动触头主体11具有一前端面13，该前端面13位于动触头主体11远离转轴3的一端上，其可与灭弧模块4相配合以实现电弧转移，将容易在动触点12和静触点22之间产生的电弧转移到该前端面13和灭弧模块4的部分结构之间，从而有效减少动触点12和静触点22的烧损。可选地，该前端面13为弧形的凸面。

动触点12设置在动触头主体11上，可以是固定在动触头主体11的底部表面，亦可以是固定在动触头主体11的顶部表面，当然，动触点12具体的位置需要根据静触点22的位置而定，在这不做具体限定。在本实施例中，动触点12设置在动触头主体11的底部表面，且介于前端面13和转轴3之间。

在一些实施例中，如图1所示，静触头2除了包括静触点22，还包括静触头主体21，静触头主体21可为弯折延伸的片状结构，其可包括两端，一端用于接入电源，另一端用于供静触点22固定于其上。

在一些实施例中，如图1所示，灭弧模块4设置在静触头主体21远离静触头2的一端和转轴3之间。

参阅图1、图2，在一些实施例中，灭弧模块4可包括间隔且相对排布的两个隔弧件43，以及纵向、均匀间隔排布于两个隔弧件43之间的多个第二栅片44，两个隔弧件43与多个第二栅片44配合界定出灭弧室41。

两个隔弧件43可竖直地设置在外壳7中，用于隔离电弧，以免电弧逸出破坏其他零部件。第二栅片44的两侧分别固定在两个隔弧件43的内侧面上，其中可选地，每个第二栅片44可为呈U形的板状结构，朝动触头1的一侧向下倾斜，第二栅片44的下沿靠近动触头1的一侧，当然，第二栅片44亦可以是其他形状，比如是长直板，拼接成U形板，第二栅片44的角度可根据动触头的位置进行调整，并非仅限定倾斜。第二栅片44可采用磁性材料制成，比如铁，第二栅片44可以用于当产生的电弧靠近第二栅片44时，将电弧拉向自身。

灭弧室41的体积可供动触头主体11的部分结构和动触点12进入或离开，灭弧室41可包括多个第二栅片44的内周空间(图未标)，以及位于最底层的第二栅片44的下方空间(图未标)，静触头主体21的部分结构和静触点22可位于下方空间，动触头主体11的部分结构和动触点12可在合闸时从多个第二栅片44的内周空间位移到下方空间。当然，静触头2和动触头1设置在灭弧室41的周边亦可，并非一定需要进入灭弧室41中，能够将电弧拉入灭弧室41中即可。

如图1所示，灭弧模块4还包括设置在灭弧室41，且分别固定在两个隔弧件43的内侧面上的第一栅片42，该第一栅片42与静触头2导电连接。而且，该第一栅片42和动触头主体11之间的距离在动触点12与静触点22分离所形成的距离处于可产生电弧的距离的过程中，保持小于动触点12和静触点22之间的距离，从而将电弧产生的位置从动触点12和静触点22之间转为第一栅片42和动触头主体11之间。

在一些实施例中，参阅图3，第一栅片42可为板状结构，其可包括固定部423、第二连接部424、引弧部421和第一连接部422。引弧部421介于多个第二栅片44的内周，用于与动触头主体11相配合，以实现电弧转移；第一连接部422与静触头2导电连接，且与引弧部421的一端连接；固定部423分别与两个隔弧件43固定连接，并通过第二连接部424与引弧部421的另一端连接，当然，固定部423亦可以选择与其一第二栅片44固定连接。优选地，固定部423、第二连接部424、引弧部421和第一连接部422可是一体形成。

可选地，如图3所示，固定部423可位于多个第二栅片44中位于最底层的第二栅片44的下方，且固定部423所处平面与多个第二栅片44中任一第二栅片44所处平面相平行。固定部423的两侧分别与两个隔弧件43内侧面相固定，固定部423纵向向下倾斜，使得固定部423靠近引弧部421的一侧位于引弧部421顶端的下方，且与引弧部421顶端存在横向上的距离，通过第二连接部424将引弧部421的顶端和固定部423的一侧连接在一起。

可选地，如图3所示，引弧部421朝动触头1一侧向下倾斜，引弧部421的底端偏向于动触头1一侧，引弧部421的底端与第一连接部422的一侧相连接，引弧部421所处平面和第一连接部422所处平面连接形成钝角。当然，引弧部421所处平面与第一连接部422所处平面之间的夹角角度可根据引弧部421和前端面13之间的位置关系进行调整，在这不做具体限定。

可选地，参阅图4，第一连接部422的固定连接在静触头2本体上，相邻于静触头2，第一连接部422所处平面平行或者重合于静触点22所处平面。

再参阅图5，图5示出了触头装置100在合闸状态，即动触头1与静触头2完全接触的状态下，动触头1、静触头2、第一栅片42之间的位置关系。可图5上可见，动触头1的前端面13在动触点12和静触点22接触时朝向引弧部421。

可以理解地，由于引弧部421通过第一连接部422与静触头2导通，故引弧部421与前端面13之间存在与动触点12和静触点22之间相同的电位差。再参阅图4，图4示出了触头装置100在进行分闸状态，即动触头1与静触头2正在分离的状态，且动触点12和静触点22之间的距离足以产生电弧的情况下，动触头1、静触头2、第一栅片42之间的位置关系。从图4可见，当动触点12在分闸时与静触点22分离所形成的距离处于可产生电弧的距离时，引弧部421和前端面13之间的第一最小距离51是保持小于动触点12和静触点22之间的第二最小距离52，根据电弧产生的特性，电弧会产生于引弧部421和前端面13之间电弧会产生于引弧部421和前端面13之间，使得引弧部421和前端面13更容易被击穿，从而实现不依靠磁吹力实现电弧转移，有效避免动触点12和静触点22烧损，得以提高低压开关设备的电气寿命。

需要说明的是，动触点12和静触点22和静触点22存在一个从而完全抵接的状态逐渐变为完全分离的状态的过程，在该过程中包括一小段过程部分，动触点12和静触点22的距离是小于或等于引弧部421和前端面13之间的最小距离，但是由于动触点12和静触点22的距离十分相近，甚至动触点12和静触点22之间还有部分表面是接触的，所以还不足以产生电弧。

可选地，如图4所示，前端面13在动触点12和静触点22接触时与引弧部421之间具有第三最小距离53，即前端面13在动触点12和静触点22接触时与引弧部421是不接触的。该可有利于在动触点12与静触点22分离所形成的距离处于可产生电弧的距离的时候，第一最小距离51保持小于第二最小距离52，且可避免动触点12和静触点22接触之前，引弧部421和前端面13先于接触。因为栅片一般采用铁等磁性材料制成，所以引弧部421的电阻更大，假若引弧部421和前端面13先于动触点12和静触点22接触，在分闸时引弧部421和前端面13则会先于分离，引弧部421处会产生更大的热量，容易烧坏低压开关设备中的部件。

其次，通过固定部423和第二连接部424，配合第一连接部422，将引弧部421稳固地固定在灭弧室41中，有利于实现电弧转移，因为引弧部421和前端面13之间有可能会产生斥力，久而久之会排斥引弧部421远离前端面13，导致引弧部421和前端面13之间的距离变大，继而使得电弧转移失效。

综上，本实用新型低压开关设备的灭弧模块4中设置有与动触头1的动触头主体11相配合的引弧部421，得以将电弧从动触点12和静触点22和动触头主体11之间，实现不依靠磁吹力实现电弧转移，并有效避免动触点12和静触点22的烧损，达到提高低压开关设备的电气寿命的目的。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本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，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于低压开关设备的灭弧模块，其特征在于，其包括间隔且相对排布的两个隔弧件(43)以及间隔排布于所述两个隔弧件(43)之间的多个第二栅片(44)，所述两个隔弧件(43)与所述多个第二栅片(44)配合界定出一灭弧室(41)；

所述灭弧模块还包括固定在所述灭弧室(41)中的第一栅片(42)，所述第一栅片(42)包括用于与所述低压开关设备的静触头(2)导电连接的第一连接部(422)，以及与所述第一连接部(422)连接且用于配合实现电弧转移的引弧部(421)。

2.根据权利要求1所述的用于低压开关设备的灭弧模块，其特征在于，所述第一连接部(422)所处平面和所述引弧部(421)所处平面连接形成钝角。

3.根据权利要求1所述的用于低压开关设备的灭弧模块，其特征在于，所述第一栅片(42)包括与所述引弧部(421)连接的固定部(423)，所述固定部(423)的相对两侧分别与所述两个隔弧件(43)内侧面相固定。

4.根据权利要求3所述的用于低压开关设备的灭弧模块，其特征在于，所述固定部(423)位于所述多个第二栅片(44)中位于最底层的第二栅片(44)的下方，且所述固定部(423)所处平面与所述多个第二栅片(44)中任一第二栅片(44)所处平面相平行。

5.一种用于低压开关设备的触头装置，其包括动触头(1)和静触头(2)，所述动触头(1)包括动触点(12)，所述静触头(2)包括静触点(22)，其特征在于，所述触头装置还包括权利要求1至4任一项所述的灭弧模块，所述第一连接部(422)与所述静触头(2)导电连接，

所述动触头(1)包括在所述动触点(12)和所述静触点(22)接触时朝向所述引弧部(421)的前端面(13)，

所述动触点(12)在分闸时与所述静触点(22)分离所形成的距离处于可产生电弧的距离时，所述引弧部(421)和所述前端面(13)之间的第一最小距离(51)保持小于所述动触点(12)和所述静触点(22)之间的第二最小距离(52)，以将电弧转移到所述引弧部(421)和所述前端面(13)之间。

6.根据权利要求5所述的用于低压开关设备的触头装置，其特征在于，所述引弧部(421)所处平面和所述静触点(22)所处平面连接形成夹角，所述夹角为钝角。

7.根据权利要求5所述的用于低压开关设备的触头装置，其特征在于，所述静触点(22)设置在所述灭弧室(41)中。

8.根据权利要求5所述的用于低压开关设备的触头装置，其特征在于，所述动触头(1)还包括动触头本体(11)，所述前端面(13)位于所述动触头本体(11)靠近所述灭弧模块的一端上，所述动触点(12)设置于所述动触头本体(11)上，且介于所述前端面(13)和所述动触头本体(11)远离所述灭弧模块的一端之间。

9.根据权利要求8所述的用于低压开关设备的触头装置，其特征在于，所述前端面(13)在所述动触点(12)和所述静触点(22)接触时与所述引弧部(421)之间具有第三最小距离(53)。

10.一种低压开关设备，包括控制及操作装置，其特征在于，还包括权利要求5至9任一项所述的触头装置，所述控制及操作装置与所述触头装置机械连接，并控制所述静触头(2)和所述动触头(1)完成合闸动作或者分闸动作。