CN221352643U - 一种断路器的灭弧结构 - Google Patents

Abstract

一种断路器的灭弧结构，它包括触头系统(1)、灭弧室(2)和永磁体(3)，所述触头系统(1)包括动触头(1a)和静触头(1b)，所述动触头(1a)和静触头(1b)的接合与分离控制断路器的接通和断开，所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁场能够拉长断路器分断时产生的电弧施加作用力，所述作用力与所述动触头(1a)运动轨迹所在平面相交。通过在动触头运动轨迹的一侧设置永磁体，利用永磁体的磁场将电弧拉长并压缩，电弧最终被拉长并压缩后进入灭弧室内快速熄灭。

Description

一种断路器的灭弧结构

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体讲就是涉及一种断路器的灭弧结构。

背景技术

断路器是配电电器中的重要部分，主要用于工业用低压电力系统，用来接通及分断电网电路中的电流和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害。断路器对过载或短路电流进行分断的功能主要是通过安装在断路器中的灭弧室完成的。当电路中出现故障电流，并且电流值超过智能控制器的设定保护范围时，驱动操作机构动作，使断路器的动、静触头迅速断开，此时在动、静触头间的电压导致空气介质放电从而产生高温电弧。电弧在燃烧过程中导致灭弧装置内的空气温度急剧上升从而加速空气电离。另一方面，电弧在灭弧室中的磁场和流体效应的推动下，被多个隔弧栅片分隔成多个短弧，依靠金属隔弧片强化电弧的去电离效果，电弧变小并且电压急速升高，使电弧熄灭。

常规低压开关的灭弧系统一般采用平行布置或辐射状布置的多片灭弧栅片组成的灭弧室。在分闸时，电弧被拉长进入灭弧栅片组，在灭弧栅片的作用下将电弧分割以达到快速熄弧，但随着低压开关向高电压方向的发展。在开断直流高电压电弧时，由于没有电流过零点，电弧进入灭弧室后难以熄灭。在分断直流小电流时，现有技术中，尤其在DC1000V条件下，直流断路器在开断小于100A的电流时，出现燃弧时间急剧加长的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有的低压开关在小电流场景下电弧进入灭弧室后很难熄灭的缺陷，提供一种断路器的灭弧结构，在动触头运动轨迹的一侧设置永磁体，利用永磁体的磁场将电弧拉长并压缩，电弧最终被拉长并压缩后在灭弧室内快速熄灭。

技术方案

为了实现上述技术目的，本实用新型提供的一种断路器的灭弧结构，它包括触头系统、灭弧室和永磁体，所述触头系统包括动触头和静触头，所述动触头和静触头的接合与分离控制断路器的接通和断开，其特征在于：所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁场能够拉长断路器分断时产生的电弧施加作用力，所述作用力与所述动触头运动轨迹所在平面相交。

在其中的一个实施例中，所述动触头的触头端装有动触点，所述静触头上装有静触点，所述永磁体位于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点垂直连线的中点的上方。

在其中的一个实施例中，至少有一个所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁极方向平行于所述动触头运动轨迹所在平面，且所述永磁体的磁极方向平行于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点连线的方向。

在其中的一个实施例中，至少有一个所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁极方向平行于所述动触头运动轨迹所在平面，且所述永磁体的磁极方向垂直于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点连线的方向。

在其中的一个实施例中，至少有一对所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁极方向平行于所述动触头运动轨迹所在平面，且其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点连线的方向，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点连线的方向。

在其中的一个实施例中，至少有一对所述永磁体中的一个永磁体位于所述动触头处于分闸位置时的上方。

在其中的一个实施例中，至少有一个所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁极方向垂直于所述动触头运动轨迹所在平面。

在其中的一个实施例中，至少有一对所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头运动轨迹所在平面，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头运动轨迹所在平面，同时平行于所述动触头处于分闸位置时，所述动触点与静触点连线的方向。

在其中的一个实施例中，至少有一对所述永磁体中的一个永磁体位于所述动触头的上方。

在其中的一个实施例中，至少有一对的所述永磁体中位于上方的永磁体比下方的永磁体窄。

有益效果

本实用新型提供一种断路器的灭弧结构，它包括触头系统、灭弧室和永磁体，所述触头系统包括动触头和静触头，所述动触头和静触头的接合与分离控制断路器的接通和断开，所述永磁体位于所述动触头运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体的磁场能够拉长断路器分断时产生的电弧施加作用力，所述作用力与所述动触头运动轨迹所在平面相交。通过在动触头运动轨迹的一侧设置永磁体，利用永磁体的磁场将电弧拉长并压缩，电弧最终被拉长并压缩后在灭弧室内快速熄灭。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

附图1是本实用新型实施例1中动触头处于分闸位置时灭弧结构示意图；

附图2是本实用新型实施例1中动触头处于分闸位置时动触头、静触头、永磁体的位置示意图；

附图3a是本实用新型实施例2中动触头处于分闸位置时动触头、静触头、永磁体的位置示意图；

附图3b是本实用新型实施例2中动触头处于分闸位置时永磁体的磁场对电弧磁场力的示意图；

附图4是本实用新型实施例3中动触头处于分闸位置时动触头、静触头、永磁体的位置示意图；

附图5是本实用新型实施例4中动触头处于分闸位置时动触头、静触头、永磁体的位置示意图；

附图6是本实用新型实施例5中动触头处于分闸位置时动触头、静触头、永磁体的位置示意图；

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

现有的低压开关在小电流场景下电弧进入灭弧室后很难熄灭，为了解决这一难题，一种断路器的灭弧结构，如附图1所示，它包括触头系统1、灭弧室2和永磁体3，所述触头系统1包括动触头1a和静触头1b，所述动触头1a和静触头1b的接合与分离控制断路器的接通和断开，所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体3的磁场能够拉长断路器分断时产生的电弧施加作用力，所述作用力与所述动触头1a运动轨迹所在平面相交。所述动触头1a的触头端装有动触点1a01，所述静触头1b上装有静触点1b01，所述永磁体3位于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01垂直连线的中点的上方。

本实施例中，至少有一个所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，具体讲就是，所述永磁体3的数量为一个，所述永磁体3的磁极方向平行于所述动触头1a运动轨迹所在平面，且所述永磁体3的磁极方向平行于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01连线的方向，本实施例中，优选地是至少有一个的所述永磁体3位于同一个平面上，当然，至少有一个的所述永磁体3也可以不在同一个平面上。

如附图2所示，所述永磁体3的N极在上部，S极在下部，且永磁体位于动触头打开位置时，动触点与静触点垂直连线的中点的上方，如附图2所示，把永磁体放置于动触头断开位置时动触点与静触点垂直连线的中点的上方，可以使电弧进入灭弧室上部时，磁场力F作用于电弧的上部使其朝灭弧室垂直于纸面方向的其中一侧拉长并压缩变细，快速熄灭。当然也可以N极在上部，S极在下部。

实施例2

本实用新型还提供一种实施例中，至少有一个所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体3的磁极方向平行于所述动触头1a运动轨迹所在平面，且所述永磁体3的磁极方向垂直于所述动触头1a处于分闸位置时，动触点1a01与静触点1b01连线的方向；如附图3a所示，本实施例中，永磁体3只有一个，永磁体3的N极在左侧，S极在右侧，且永磁体位于动触头打开位置时，动触点与静触点垂直连线的中点的上方；该种永磁体的位置布置下，磁场力作用于电弧使其朝灭弧室垂直于纸面方向的其中一侧拉长并压缩变细，从而快速熄灭。其它结构和实施例1相同。

如附图3b所示，附图3b为附图3a沿箭头方向的视图。本实施例中，磁力线垂直于纸面向外，电流I方向为从静触头流向动触头，此时电弧受力F方向向右。反之，当电流方向为从动触头流向静触头时，电弧受力方向向左。

实施例3

本实用新型还提供一种实施例中，至少有一对所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体3的磁极方向平行于所述动触头1a运动轨迹所在平面，且其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头1a处于分闸位置时，动触点1a01与静触点1b01连线的方向，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01连线的方向。同时，至少有一对所述永磁体3中的一个永磁体位于所述动触头1a处于分闸位置时的上方。

如附图4所示，本实施例中，永磁体有两个，两个永磁体优选在一个平面上，一个永磁体一3’平行于动触头1a运动平面且磁极方向垂直于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01连线的方向，N极在左侧，S极在右侧；另一个永磁体二3”的磁极方向平行于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01连线的方向，N极在上部，S极在下部；永磁体一3’位于永磁体二3”的下方；永磁体一3’位于动触头打开位置时，动触点与静触点垂直连线的中点的上方。则该种情形下，磁场力作用于电弧使其被拉长并压缩变细，从而快速熄灭。具体为，永磁体一3’和永磁体二3”使电弧朝灭弧室垂直于纸面方向的其中一侧拉长，使电弧被拉长并压缩变细，从而快速熄灭。其它结构和实施例1相同。

实施例4

本实用新型还提供一种实施例中，至少有一个所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体3的磁极方向垂直于所述动触头1a运动轨迹所在平面。如附图5所示，本实施例中，所述永磁体3的数量为一个，永磁体的N极在垂直纸面的外侧，S极在垂直纸面的内侧；且永磁体位于动触头打开位置时，动触点与静触点垂直连线的中点的上方；该种永磁体的位置布置下，磁场力作用于电弧使其朝垂直于纸面的方向的一侧拉长并压缩变细，从而快速熄灭。

实施例5

本实用新型还提供一种实施例中，至少有一对所述永磁体3位于所述动触头1a运动轨迹所在平面的一侧，其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头1a运动轨迹所在平面，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头1a运动轨迹所在平面，同时平行于所述动触头1a处于分闸位置时，动触点1a01与静触点1b01连线的方向。至少有一对所述永磁体3中的一个永磁体位于所述动触头1a的上方。

如附图6所示，本实施例中，永磁体有两个，两个永磁体优选在一个平面上，一个永磁体三3”’平行于动触头1a运动平面且磁极方向垂直于动触头1a运动平面，N极在垂直纸面的外侧，S极在垂直纸面的内侧；另一个永磁体四3””的磁极方向平行于所述动触头1a运动轨迹所在平面，同时平行于所述动触头1a处于分闸位置时，所述动触点1a01与静触点1b01连线的方向。N极在上部，S极在下部；永磁体三位于永磁体四下方。永磁体三和永磁体四位于动触头打开位置时，动触点与静触点垂直连线的中点的上方。其它结构和实施例1相同。则该种情形下，磁场力作用于电弧使其被拉长并压缩变细，从而快速熄灭。具体为，永磁体三和永磁体四使电弧朝垂直于纸面的方向的一侧拉长。

上述实施例中，灭弧室包括第一组栅片，第二组栅片和第三组栅片，其中，所述第一组栅片位于静触头下方，所述第二组栅片位于动触头断开位置时的动触头和静触头之间，所述第三组栅片位于动触头上方。

当实施例中至少有一个所述永磁体3的时候，所述至少有一个所述永磁体3位于第三组栅片的位置。

当实施例中，至少有一对所述永磁体3的时候，其中，下方的永磁体位于第二组栅片的位置，上方的永磁体位于第三组栅片的位置，为了避免引弧角对磁场的影响，所以上方的永磁体往右移，又因为避免上方的永磁体与灭弧栅片干涉，所以上方永磁体比下方永磁体窄。

本实用新型提供的一种断路器的灭弧结构，通过在动触头运动轨迹的一侧设置永磁体，利用永磁体的磁场将电弧拉长并压缩，电弧最终被拉长并压缩后进入灭弧室内快速熄灭。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种断路器的灭弧结构，它包括触头系统(1)、灭弧室(2)和永磁体(3)，所述触头系统(1)包括动触头(1a)和静触头(1b)，所述动触头(1a)和静触头(1b)的接合与分离控制断路器的接通和断开，其特征在于：所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁场能够拉长断路器分断时产生的电弧施加作用力，所述作用力与所述动触头(1a)运动轨迹所在平面相交。

2.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：所述动触头(1a)的触头端装有动触点(1a01)，所述静触头(1b)上装有静触点(1b01)，所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)处于分闸位置时，所述动触点(1a01)与静触点(1b01)垂直连线的中点的上方。

3.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一个所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁极方向平行于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面，且所述永磁体(3)的磁极方向平行于所述动触头(1a)处于分闸位置时，动触点(1a01)与静触点(1b01)连线的方向。

4.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一个所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁极方向平行于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面，且所述永磁体(3)的磁极方向垂直于所述动触头(1a)处于分闸位置时，动触点(1a01)与静触点(1b01)连线的方向。

5.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一对所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁极方向平行于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面，且其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头(1a)处于分闸位置时，动触点(1a01)与静触点(1b01)连线的方向，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头(1a)处于分闸位置时，动触点(1a01)与静触点(1b01)连线的方向。

6.如权利要求5所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一对的所述永磁体(3)位于同一个平面上，至少有一对所述永磁体(3)中的一个永磁体位于所述动触头(1a)处于分闸位置时的上方。

7.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一个所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，所述永磁体(3)的磁极方向垂直于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面。

8.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一对所述永磁体(3)位于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面的一侧，其中的一个永磁体的磁极方向垂直于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面，另一个永磁体的磁极方向平行于所述动触头(1a)运动轨迹所在平面，同时平行于所述动触头(1a)处于分闸位置时，动触点(1a01)与静触点(1b01)连线的方向。

9.如权利要求8所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一对所述永磁体(3)中的一个永磁体位于所述动触头(1a)处于分闸位置时的上方。

10.如权利要求1所述的一种断路器的灭弧结构，其特征在于：至少有一对的所述永磁体(3)中位于上方的永磁体比下方的永磁体窄。