CN103021706B - 具有电弧隔离套的电开关装置 - Google Patents

Abstract

一种具有电弧隔离套的电开关装置，属于电器技术领域。包括：外壳；灭弧室；触头引弧机构，其特点是：在外壳内还固设有电弧隔离套，该电弧隔离套由第一颊壁、第二颊壁和第三颊壁围隔而成，第一颊壁与第二颊壁彼此呈面对面设置，且两者之间形成有容置腔，所述容置腔的上部开口处对应有所述的上引弧板、静触头和动触头，所述容置腔的下部处对应有下引弧板，在下引弧板的下方为第三颊壁，通过第三颊壁将第一颊壁和第二颊壁连接为一体；在电弧隔离套外壁与外壳的内壁之间形成有消游离室。优点：加强对电弧运动方向的气吹；使电弧隔离套的外壁和外壳的内壁之间形成有消游离室，从而抑制了电弧的背后击穿现象；通过铁磁部件可以增强对电弧的磁吹。

Description

具有电弧隔离套的电开关装置

技术领域

本发明属于电器技术领域，具体涉及一种具有电弧隔离套的电开关装置。

背景技术

在电开关装置断开电路时，如果被断开电路的电流(电压)超过某一数值时(根据触头的材料不同，其值也不同)，开关的触点之间就会产生电弧，电弧进入灭弧室内才能被快速熄灭，如果电弧不能及时进入灭弧室，短路电流持续增加，到一定程度后，电弧释放出的能量将使电开关受到损坏而导致分断失败。所以为了提高电开关的分断能力，要求加快电弧进入灭弧室的速度。电开关装置一般包括产生电弧的触点区、电弧向灭弧室过渡流经的跑弧通道和分割熄灭电弧的灭弧室，现有技术中通常将跑弧通道的宽度相对于灭弧室设置的很窄小，使得跑弧通道内的压强远大于灭弧室的压强，从而使电弧受到气吹，快速进入灭弧室。另一方面，由于电开关装置分断能力的提高，分断的短路电流或电压越来越高，分断过程中开关释放出更多的高温金属蒸气，如果直接排放在开关外部将会增加对外部空间的污染，严重时会造成开关母排之间的击穿，酿成事故。如果高温金属蒸气进入触头区或跑弧区，将会增加电弧背后击穿的风险。所以，高分断能力的电开关装置，需要加强对高温金属气体的消游离。再者，随着电开关装置分断能力的提高，仅依靠气吹的方法，越来越难以满足电开关装置的限流要求，现有技术还在电弧产生的触点区和跑弧通道两侧安装铁磁部件，通过增加对电弧磁吹的方法，进一步加快电弧向灭弧室的运动速度。

现有的电开关装置，如中国授权公告号CN1067487C所公开的名称为“高额定值电路断路器的断路装置”，该断路装置包括单极盒，盒的两个壳是彼此邻接的，由此限定一个划分成排列在不同水平上的多个舱室的内部空间，从而在灭弧室的方向上逐渐增加电弧通道的截面，增强电弧通道对电弧的气吹效应。但是，该装置存在以下局限性：首先，虽然提供了内部出气孔和横向槽，使部分高温金属气体可以在断路器内部被消游离，但是，出气孔的上端被导体所覆盖，流通效果被削弱；为保证壳体的强度，横向槽的开口尺寸较小，同时，在有限的空间内，为了保证灭弧室的宽度，用于封装灭弧室的壳体的外壁会很靠近断路装置的外壳，壳体与断路装置外壳之间可提供的流通空间较小。以上因素都导致断路装置内部对高温金属气体的消游离作用有限，同时高温金属气体会通过外部排气孔向断路器以外排放，对外部空间造成污染。其次，该装置需要两个外壳的配合才能实现所述目的，结构比较复杂，占用空间大。最后，该装置的铁磁部件只能安装在空间狭窄的槽中，减小了铁磁部件对跑弧通道的有效面积，使电弧受到的磁吹效应被削弱，不能进一步加快电弧进入灭弧室的速度。

又譬如，中国发明专利授权公告号CN1835151B所公开的名称为“带电弧预燃室、预燃室板和限流的消弧机构的电装配设备”，它是利用高温金属蒸气在灭弧室与电弧预燃室之间进行的对流，在断路器内部对高温金属蒸气进行消游离。该结构的缺点在于：只有当电弧进入灭弧室并使灭弧室内的金属蒸气达到一定浓度，气体压强高于电弧预燃室后，上述对流才能形成。然而，为了形成所述对流，上述结构需要在电弧的上游设置对流开口，对流开口的存在削弱了电弧产生和运动区域即触点区和跑弧通道的气体压强，从而减小电弧受到的气吹力，影响电弧进入灭弧室的速度。另外，上述结构的电开关装置把铁磁体安装在壳体外侧，远离电弧，会削弱电弧受到的磁吹力，而且，上述结构的电开关装置要使高温金属蒸气在灭弧室和电弧预燃室之间进行对流，必须使预燃室板相对外壳壁呈悬挂设置，如何将预燃室板的位置进行固定是一个亟须解决的问题。

再譬如，中国发明专利公开号CN101436495A所公开的名称为“电弧隔板和带有这种电弧隔板的断路器”，它可以在颊壁与断路器外壳之间未安装永久磁体的地方形成消游离室内，在消游离室内对高温金属蒸气进行消游离，抑制电弧的背后击穿现象。但是，由于该结构对永磁体的安装需要通过颊壁与断路器外壳之间的配合来实现，在安装永磁体的地方就无法形成消游离室，所以该结构可以提供的消游离空间非常有限。

综上，现有技术所提供的加强对电弧气吹和磁吹的方案与增强对气体消游离的方案有一定的冲突，都不能很好的同时解决三个问题。为此，本申请人进行了有益的探索，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有电弧隔离套的电开关装置，该电开关装置既可以增加对电弧的气吹，加快电弧进入灭弧室的速度；又可以为高温游离气体提供消游离室，抑制电弧的背后击穿现象；更进一步，通过在电弧隔离套上安装铁磁部件，可以增加对电弧磁吹的方法来进一步加快电弧进入灭弧室的速度。

本发明的任务是这样来完成的，一种具有电弧隔离套的电开关装置，包括：外壳；设在外壳内的由层叠的且相互间彼此分开的多个灭弧栅片所构成的灭弧室；设在外壳内的触头引弧机构，所述的触头引弧机构包括静触头、动触头、上引弧板和下引弧板，所述的静触头固定在外壳上，在静触头上设置有静触点，所述的动触头转动地安装在外壳上，在动触头上设置有动触点，动触点与静触点相对应，所述的上引弧板的一端与静触头连接,上引弧板的另一端伸展至灭弧室的顶部，所述的下引弧板固定在外壳上，位于动触头的下方，并伸展至灭弧室的底部，在下引弧板与上引弧板之间形成有电弧跑道，其特点是：在所述的外壳内还固设有一电弧隔离套，该电弧隔离套由第一颊壁、第二颊壁和第三颊壁围隔而成，其中：所述的第一颊壁与所述的第二颊壁彼此呈面对面设置，且两者之间形成有用于供所述下引弧板***的容置腔，所述容置腔的上部开口处对应所述的上引弧板、静触头和动触头，所述容置腔的下部处对应下引弧板，在下引弧板的下方为第三颊壁，通过第三颊壁将第一颊壁和第二颊壁连接为一体；在所述电弧隔离套的外壁与所述外壳的内壁之间形成有用于与所述的灭弧室相通的消游离室。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的外壳上还增设有第一挡板，所述的第一挡板位于灭弧室的后端端部。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的外壳上还增设有第二挡板，所述的第二挡板位于所述电弧隔离套的一侧且对应于容置腔侧部开口的一端，所述电弧隔离套的另一侧位于所述的灭弧室旁且使容置腔侧部开口的另一端对准所述的灭弧室。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述电弧隔离套的第一颊壁、第二颊壁在高度方向的上端部形成有弧形端面，与此相对应地，在所述的外壳上增设有用于与弧形端面相配合的第一定位凸面。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的外壳上还增设有一用于与所述的第三颊壁相配合的第二定位凸面。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的第一颊壁和第二颊壁在彼此面对面的内侧侧面上形成有用于与所述的下引弧板相配合的凸起。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的第一颊壁和第二颊壁在彼此面对面的外侧侧面上分别形成有翻边，在所述的翻边与第一颊壁之间以及所述的翻边与第二颊壁之间分别形成有安装槽，所述的安装槽内固设有铁磁部件。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的第一颊壁或第二颊壁在彼此面对面的外侧侧面的任一侧面上形成有翻边，在所述的翻边与第一颊壁之间或者在所述的翻边与第二颊壁之间形成有安装槽，所述的安装槽内固设有铁磁部件。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的铁磁部件为永磁体板或铁磁板。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的铁磁部件的形状为平板式或U形的磁套。

本发明由于采用上述技术方案后，具有的有益效果：首先，通过在电开关装置的外壳内增设电弧隔离套，由电弧隔离套的三个颊壁围隔成的容置腔限定了跑弧道的空间，从而能增加跑弧道与灭弧室之间的气压差，加强对电弧运动方向的气吹；其次，由于电弧隔离套的安装独立于电开关装置的外壳的两侧壁，能够使电弧隔离套的外壁和外壳的内壁之间形成与灭弧室相通的消游离室，从而抑制了电弧的背后击穿现象；再，电弧隔离套的第一颊壁和/或第二颊壁的外侧侧面上形成有翻边，在翻边与第一颊壁和/或翻边与第二颊壁之间形成安装槽，将铁磁部件与安装槽通过嵌配而固定安装在电弧隔离套上，由于铁磁部件靠近于跑弧道，因此,通过铁磁部件可以增强对电弧的磁吹，从而进一步加快电弧向灭弧室的运动速度。

附图说明

图1为本发明的一实施例结构图。

图2 为图1中A-A＇向的剖面图。

图3为本发明的电弧隔离套与灭弧室、静触头、动触头、上引弧板、下引弧板的配合示意图。

图4为本发明的电弧隔离套的一实施例立体结构示意图。

图5为本发明的电弧隔离套与下引弧板配合的立体结构示意图。

图6为本发明的另一实施例图。

图7为本发明的电弧隔离套与铁磁部件的形状为U形的磁套相配合的示意图。

图中：1.外壳、11.第二挡板、12.第二定位凸面、13.第一定位凸面、14.第一挡板、15.出线端子；2.灭弧室、21. 灭弧栅片；3. 电弧跑道；4.触头引弧机构、41.静触点、42.动触点、43.上引弧板、44.下引弧板、45.静触头、46.动触头；5.电弧隔离套、51.第一颊壁、52.第二颊壁、53.第三颊壁、54.翻边、55.凸起、56.安装槽、57.容置腔、58. 弧形端面；6.铁磁部件；7.电弧、71.高温游离气体、9.消游离室。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请参见图1、图2、图3、图4和图5，一种具有电弧隔离套的电开关装置，包括：外壳1、设在外壳1内的由层叠的且相互间彼此分开的多个灭弧栅片21所构成的灭弧室2、设在外壳1内的触头引弧机构4、操作机构、脱扣装置和电弧隔离套5。所述的触头引弧机构4包括静触头45、动触头46、上引弧板43和下引弧板44，所述的静触头45固定在由绝缘材料制成的外壳1上，在静触头45上设置有静触点41，所述的动触头46转动地安装在外壳1上，在动触头46上设置有动触点42，动触点42与静触点41相对应，每个触点通过导体连接到开关的接线端子而连通，动触点42的分离运动可以由操作机构通过摇柄或脱扣装置（上述机构或装置均为公知技术，在图中未被示出）的方式来操纵。所述的脱扣装置可以选择电磁脱扣装置和热脱扣装置，两者在过载和/或短路时皆能引起动触点42的自动分离。所述的上引弧板43与静触头45相对应，所述的下引弧板44与动触头46相对应，上引弧板43的一端与静触头45的固定导杆的端部固定，上引弧板43的另一端延伸至灭弧室2的顶部，下引弧板44固定在外壳1上，位于动触头46的下方，下引弧板44的一端位于动触头46打开的极限位置处，并与电开关装置的出线端子15电连接，下引弧板44的另一端延伸至灭弧室2的底部，在下引弧板44与上引弧板43之间形成有电弧跑道3。所述的电弧隔离套5优选采用具有产气效果的绝缘材料如POM、PA等加工而成，该绝缘材料在受热产生气体的同时可以吸收电弧的能量，绝缘材料产生的气体可以进一步提高电弧跑道的压强，加快电弧的运动速度；而且，绝缘材料产生的气体可以改变高温蒸气的成分，进一步抑制背后击穿现象的发生。该电弧隔离套5由第一颊壁51、第二颊壁52和第三颊壁53围隔而成，其中：所述的第一颊壁51与所述的第二颊壁52彼此呈面对面设置，且两者之间形成有用于供所述下引弧板44***的容置腔57，所述容置腔57的上部开口处对应有所述的上引弧板43、静触头45和动触头46，藉由上引弧板43、静触头45和动触头46将容置腔57的上部开口所覆盖，所述容置腔57的下部对应有下引弧板44，在下引弧板44的下方为第三颊壁53，通过第三颊壁53将第一颊壁51和第二颊壁52连接为一体，通过容置腔57限定了电弧跑道3的宽度，使其远小于灭弧室2的宽度，从而可以增加电弧跑道3与灭弧室2之间的气体压强差。同时，由于电弧隔离套5的安装独立于电开关装置的外壳1的两侧壁，因此在所述电弧隔离套5的外壁和外壳1的内壁之间形成有用于与所述的灭弧室2相通的消游离室9。在开关装置的外壳1上且对应于灭弧室2的后端部安装有第一挡板14（如图2所示），防止高温游离气体向电开关装置外部泄漏，当电弧7由电弧跑道3进入灭弧室2后，释放出的高温金属蒸气使灭弧室2内的气压增高，高温金属蒸气受到第一挡板14的阻挡并且向后反射，由于消游离室9内部的气体压强比较低，高温游离气体71很容易进入该区域并在该区域内被冷却而消游离。

请参阅图1、图2和图3，本发明在所述的外壳1上还增设有第二挡板11，所述的第二挡板11位于所述电弧隔离套5的一侧且对应于容置腔57侧部开口的一端，用于封堵该侧部开口，所述电弧隔离套5的另一侧位于所述的灭弧室2旁且使容置腔57侧部开口的另一端对准所述的灭弧室2。

请参阅图1、图3和图4，本发明所述电弧隔离套5的第一颊壁51、第二颊壁52在高度方向的上端部形成有弧形端面58，与此相对应地，在所述的外壳1上增设有用于与弧形端面58相配合的第一定位凸面13，第一定位凸面13可以对电弧隔离套5的弧形端面58的开口进行封堵，从而进一步增强电弧跑道3的压强，加大电弧运动过程中受到的气吹力，加快电弧向灭弧室的运动速度。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，所述电弧隔离套5的第一颊壁51和第二颊壁52在彼此面对面的内侧侧面上形成有用于与所述的下引弧板44相配合的凸起55；所述外壳1上延设有与第三颊壁53相配合的第二定位凸面12，由此将电弧隔离套5与外壳1以及下引弧板44相固定，并使电弧隔离套5的容置腔57侧部开口的另一端对准所述的灭弧室2。在本发明的一个实施例中，所述电弧隔离套5的第一颊壁51和第二颊壁52在彼此面对面的外侧侧面上分别形成有翻边54，在所述的翻边54与第一颊壁51之间以及所述的翻边54与第二颊壁52之间分别形成有安装槽56，所述的安装槽56内固设有铁磁部件6。在本发明的另一个实施例中，所述的第一颊壁51或第二颊壁52在彼此面对面的外侧侧面的任一侧面上形成有翻边54，在所述的翻边54与第一颊壁51之间或者在所述的翻边54与第二颊壁52之间形成有安装槽56，所述的安装槽56内固设有铁磁部件6。所述的铁磁部件6为铁磁板或者永磁体板。当电开关装置为交流开关时，铁磁部件6选用铁磁板，如图2，对称地安装在安装槽56中；当电开关装置为直流开关时，铁磁部件6选用永磁体板，如图2，可对称地安装在安装槽56中，或，如图6，可非对称地安装在安装槽56中。所述的铁磁部件6的形状不受任何限制，可以是平板式或U形的磁套等。图2所示的铁磁部件6为平板式结构，有两块，对称地安装在所述的安装槽56内且与翻边54呈过盈配合，从而使两块铁磁部件6紧靠在电弧跑道3的两侧，可以有效增加电弧7受到的磁吹力，进一步加快电弧7的运动速度。图6所示的铁磁部件6也为平板式结构，有两块，非对称地安装在所述的安装槽56内，且上面一块铁磁部件6的长度小于下面一块铁磁部件6的长度，并使上面一块铁磁部件6在远离灭弧室2的方向上安装。采用非对称的铁磁部件6可以减小电弧7进入灭弧室2后铁磁体对其的反向吸力。图7所示的铁磁部件6采用U形的磁套结构，该磁套包括两个分别与第一颊壁51和第二颊壁52相贴触的侧壁和一个与所述侧壁相连接的用于包覆第三颊壁53的底壁，使所述下引弧板44的下面也安装铁磁物质，这样可以减小该区域的磁阻，进一步增加电弧7受到的磁吹力，加快电弧7向灭弧室2的运动。

当动触点42与静触点41分离时，电弧7形成于触点之间，受到磁吹和气吹的作用力，电弧7在电弧隔离套5的容置腔57内部沿着电弧跑道3向灭弧室2方向运动。在灭弧室2内，电弧7被栅片21分割成许多短弧，电极压降的叠加使电弧电压迅速上升，当电弧电压大于电源电压后，短路电流开始衰减，直至熄灭。

本发明只需要在外壳1内增设一个电弧隔离套5，就可以限制开关装置电弧跑道区的空间，增加电弧跑道区的气体压强；同时，该电弧隔离套5还可以与开关装置的外壳1之间形成对高温游离气体71进行消游离的消游离室9；另外，可以在电弧隔离套5上方便地安装铁磁部件6，通过铁磁部件6能够增强对电弧7的磁吹。因此能很好地同时解决气吹、磁吹和消游离三个问题。

综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的欠缺，达到了发明的目的并且充分体现了申请人在技术效果栏中所述的技术效果，因而不失为是一个极致的创意。

Claims (10)

1.一种具有电弧隔离套的电开关装置，包括：外壳(1)；设在外壳(1)内的由层叠的且相互间彼此分开的多个灭弧栅片(21)所构成的灭弧室(2)；设在外壳(1)内的触头引弧机构(4)，所述的触头引弧机构(4)包括静触头(45)、动触头(46)、上引弧板(43)和下引弧板(44)，所述的静触头(45)固定在外壳(1)上，在静触头(45)上设置有静触点(41)，所述的动触头(46)转动地安装在外壳(1)上，在动触头(46)上设置有动触点(42)，动触点(42)与静触点(41)相对应，所述的上引弧板(43)的一端与静触头(45)连接，上引弧板(43)的另一端伸展至灭弧室(2)的顶部，所述的下引弧板(44)固定在外壳(1)上，位于动触头(46)的下方，并伸展至灭弧室(2)的底部，在下引弧板(44)与上引弧板(43)之间形成有电弧跑道(3)，其特征在于：在所述的外壳(1)内还设有一电弧隔离套(5)，该电弧隔离套(5)由第一颊壁(51)、第二颊壁(52)和第三颊壁(53)围隔而成，其中：所述的第一颊壁(51)与所述的第二颊壁(52)彼此呈面对面设置，且两者之间形成有用于供所述下引弧板(44)***的容置腔(57)，所述容置腔(57)的上部开口处对应所述的上引弧板(43)、静触头(45)和动触头(46)，所述容置腔(57)的下部处对应下引弧板(44)，在下引弧板(44)的下方为第三颊壁(53)，通过第三颊壁(53)将第一颊壁(51)和第二颊壁(52)连接为一体；在所述电弧隔离套(5)的外壁与所述外壳(1)的内壁之间形成有用于与所述的灭弧室(2)相通的消游离室(9)；所述的消游离室(9)位于所述容置腔（57）的两侧。

2.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的外壳(1)上还增设有第一挡板(14)，所述的第一挡板(14)位于灭弧室(2)的后端端部。

3.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的外壳(1)上还增设有第二挡板(11)，所述的第二挡板(11)位于所述电弧隔离套(5)的一侧且对应于容置腔(57)侧部开口的一端，所述电弧隔离套(5)的另一侧位于所述的灭弧室(2)旁且使容置腔(57)侧部开口的另一端对准所述的灭弧室(2)。

4.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述电弧隔离套(5)的第一颊壁(51)、第二颊壁(52)在高度方向的上端部形成有弧形端面(58)，与此相对应地，在所述的外壳(1)上增设有用于与弧形端面(58)相配合的第一定位凸面(13)。

5.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的外壳(1)上还增设有一用于与所述的第三颊壁(53)相配合的第二定位凸面(12)。

6.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的第一颊壁(51)和第二颊壁(52)在彼此面对面的内侧侧面上形成有用于与所述的下引弧板(44)相配合的凸起(55)。

7.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的第一颊壁(51)和第二颊壁(52)在彼此面对面的外侧侧面上分别形成有翻边(54)，在所述的翻边(54)与第一颊壁(51)之间以及所述的翻边(54)与第二颊壁(52)之间分别形成有安装槽(56)，所述的安装槽(56)内固设有铁磁部件(6)。

8.根据权利要求1所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的第一颊壁(51)或第二颊壁(52)在彼此面对面的外侧侧面的任一侧面上形成有翻边(54)，在所述的翻边(54)与第一颊壁(51)之间或者在所述的翻边(54)与第二颊壁(52)之间形成有安装槽(56)，所述的安装槽(56)内固设有铁磁部件(6)。

9.根据权利要求7或8所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的铁磁部件(6)为永磁体板或铁磁板。

10.根据权利要求7或8所述的具有电弧隔离套的电开关装置，其特征在于所述的铁磁部件(6)的形状为平板式或U形的磁套。