CN104124086A - 一种电气灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电气灭弧装置，包括用于切割电弧的栅片装置，用于横吹电弧的吹气装置，用于在所述动触头与所述静触头之间创造磁场的电磁装置。本发明通过栅片装置将电弧分割成一串短弧；并且通过吹气装置横吹电弧，可以将电弧吹弯吹长，通过冷却和扩散作用灭弧，并且电弧向栅片装置弯曲，进一步加强了栅片装置切割电弧的作用，电磁装置用于在触头之间创造磁场，通过洛伦兹力使电弧向栅片装置弯曲也加强了栅片装置切割电弧的作用，通过栅片装置、吹气装置、电磁装置相互配合灭弧，并且驱动装置驱动栅片装置向电弧方向移动、吹气装置和电磁装置驱动电弧向栅片装置移动，大大的提高了灭弧速度。

Description

一种电气灭弧装置

 

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种电气灭弧装置。

 

背景技术

灭弧装置用于中断或熄灭一对载流触头断开时所产生的电弧。触头彼此分开时，电流在一个相应逐渐变小的接触区内流动，使得这个区域上的温度逐渐升高。触头分离前的一瞬会产生一个熔桥，电流小时，熔桥最终会拉断；电流大时，熔桥就会蒸发掉。因此电流只能通过一个以导电等离子体柱形式出现的电弧继续流动。 

开关电流的类型和强度会对这个电弧的强度产生影响。当一个由一个线路保护开关保护的电路发生短路时，会产生高达15000A的短路电流。此时，电弧在其燃烧持续时间内可使开关外罩内的温度最高达到20000K。然而如此高的热负荷会给开关部件带来不利影响。例如金属件和绝缘件就会由于电弧影响而受损或遭到破坏。因此，有必要以最快的速度熄灭电弧开最小化热能转换程度。

 

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种灭弧效果好，灭弧速度快的电气灭弧装置。 

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种电气灭弧装置，包括壳体，设于所述壳体内部的开关触头，还包括一用于切割电弧的栅片装置，用于横吹电弧的吹气装置，用于在所述动触头与所述静触头之间创造磁场的电磁装置，

所述栅片装置与所述吹气装置相对设置，所述触头位于所述栅片装置与所述吹气装置之间，所述电磁装置设于所述触头的两侧，

所述栅片装置包括一与所述触头位置相对的多组相互平行的金属栅片，每个所述金属栅片均与一驱动装置相连接，所述触头断开时所述驱动装置驱动所述金属栅片向所述触头中间移动，所述触头连接时，所述驱动装置驱动所述金属栅片从所述触头中间移出， 

所述吹气装置包括安装于汽缸安装块中的汽缸，所述汽缸的一端设有一气口，所述气口与所述金属栅片的位置相对，与所述汽缸配合的活塞杆从所述汽缸的另一端伸出与一吸盘相连接，所述吸盘与一第一电磁铁相对，所述第一电磁铁和所述汽缸安装块嵌设于所述壳体内部，

所述电磁装置包括设置于所述触头两侧相对设置的第二、第三电磁铁，

所述触头接通时，第一电磁铁通电，第二电磁铁与第三电磁铁断电，所述触头断开时，第一电磁铁断电，第二电磁铁与第三电磁铁通电。

进一步地，所述驱动装置包括一滑杆，所述滑杆一端与每个所述金属栅片相连接，所述滑杆的另一端设有一嵌于一滑套内的第四电磁铁，所述滑杆穿设于所述滑套中，所述滑套与所述壳体相连接，所述滑套与所述滑杆之间还设有第一弹簧。

进一步地，所述驱动装置包括一导向杆，所述导向杆的一端与每个所述金属栅片相连接，所述导向杆穿设于一导向套中，所述导向杆的另一端设有一动铁芯，所述动铁芯与所述导向杆的连接处的导向套中设有一第五电磁铁，还包括一驱动所述动铁芯复位的第二弹簧。

进一步地，所述壳体内部密封并且内部填充有六氟化硫气体，所述壳体包括相互扣合的上壳体和下壳体，还包括一用于安装吹气装置的左壳体，用于安装栅片装置的右壳体。

进一步地，所述上、下壳体设置有第一凸台或/和第一凹槽，所述左、右壳体设置有与所述上、下壳体上设置的第一凸台或/和第一凹槽相适配的第二凹槽或/和第二凸台，所述上、下壳体上的第一凸或/和第一凹槽与所述左、右壳体上的第一凹槽或/和第一凸台相适配，形成回旋式的密封结构，所述上、下壳体与所述左、右壳体之间还凃设有密封胶。

进一步地，所述汽缸安装座上开设有连通所述壳体内腔与所述汽缸吸气口的凹槽或通孔。

进一步地，该装置还包括一控制***，所述控制***包括一驱动所述第一电磁铁、第五电磁铁通电或断电的控制模块，所述控制模块还通过一计时模块与第二、第三电磁铁相连接。

进一步地，所述多组相互平行的金属栅片截面共同组成一直角梯形，梯形的直角端与导向杆相连接，梯形的的斜角端还连接有一斜砌，所述斜砌的材料为绝缘耐高温材料。

进一步地，所述第一电磁铁、第五电磁铁的电路与所述触头的电路串联。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置用于切割电弧的栅片装置，用于横吹电弧的吹气装置，用于在所述动触头与所述静触头之间创造磁场的电磁装置，栅片装置用于将电弧分割成一串短弧，作用于触头间的电压小于各短弧阴极介质强度之和时，电弧熄灭；并且通过吹气装置横吹电弧，可以将电弧吹弯吹长，通过冷却和扩散作用灭弧，并且电弧向栅片装置弯曲，进一步加强了栅片装置切割电弧的作用，电磁装置用于在触头之间创造磁场，通过洛伦兹力使电弧向栅片装置弯曲也加强了栅片装置切割电弧的作用，通过栅片装置、吹气装置、电磁装置相互配合灭弧，并且驱动装置驱动栅片装置向电弧方向移动、吹气装置和电磁装置驱动电弧向栅片装置移动，大大的提高了灭弧速度。

 

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一的电气灭弧装置的结构示意图；

图2是图1中沿A-A线的剖视图；

图3是图1中沿B-B线的剖视图；

图4是本发明实施例二的驱动装置的结构示意图；

图5是本发明的电气原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一

参阅图1至图3所示，本发明提供的一种电气灭弧装置，包括壳体1，设于壳体1内部的开关触头2，触头包括一动触头与一静触头，还包括一用于切割电弧的栅片装置3，用于横吹电弧的吹气装置4，用于在动触头与静触头之间创造磁场的电磁装置5，

栅片装置3与吹气装置4相对设置，触头2位于栅片装置3与吹气装置4之间，电磁装置设于触头2的两侧，

栅片装置3包括一与触头2位置相对的多组相互平行的金属栅片31，每个金属栅片31均与一驱动装置32相连接，触头2断开时驱动装置32驱动金属栅片31向触头2中间移动，触头2连接时，驱动装置32驱动金属栅片31从触头2中间移出， 

吹气装置4包括安装于汽缸安装块41中的汽缸42，汽缸42的一端设有一气口43，气口43与金属栅片31的位置相对，与汽缸42配合的活塞杆44从汽缸42的另一端伸出与一吸盘45相连接，吸盘45与一第一电磁铁46相对，第一电磁铁46和汽缸安装块41嵌设于壳体1内部，

电磁装置5包括设置于触头2两侧相对设置的第二、第三电磁铁（51、52），

触头2接通时，第一电磁铁46通电，第二电磁铁51与第三电磁铁52断电，触头2断开时，第一电磁铁46断电，第二电磁铁51与第三电磁铁52通电。

通过设置用于切割电弧的栅片装置3，用于横吹电弧的吹气装置4，用于在动触头与所述静触头之间创造磁场的电磁装置5，栅片装置3用于将电弧分割成一串短弧，作用于触头1间的电压小于各短弧阴极介质强度之和时，电弧熄灭；并且通过吹气装置4横吹电弧，可以将电弧吹弯吹长，通过冷却和扩散作用灭弧，并且电弧向栅片装置3弯曲，进一步加强了栅片装置3切割电弧的作用，电磁装置5用于在触头之间创造磁场，通过洛伦兹力使电弧向栅片装置3弯曲也加强了栅片装置3切割电弧的作用，通过栅片装置3、吹气装置4、电磁装置5相互配合灭弧，并且驱动装置32驱动栅片装置3向电弧方向移动、吹气装置4和电磁装置5驱动电弧向栅片装置3移动，使电弧进入栅片装置的时间大大减小，提高了灭弧速度。

在本实施例中，驱动装置32包括一导向杆331，导向杆331的一端与每个金属栅片31相连接，导向杆331穿设于一导向套332中，导向杆331的另一端设有一动铁芯333，动铁芯333与导向杆331的连接处的导向套332中设有一第五电磁铁334，还包括一驱动动铁芯333复位的第二弹簧335。通过导向杆331与导向套332配合导向，当触头1断开产生电弧时，第五电磁铁334通电，吸合动铁芯333，动铁芯333推动导向杆331从而推动31向触头1方向移动，当第五电磁铁334断电时通过第二弹簧335的会弹作用，金属栅片31从触头1之间复位。

优选的，壳体1内部密封并且内部填充有六氟化硫气体，六氟化硫为惰性气体，具有很好的抑制电弧的作用，壳体1包括相互扣合的上壳体11和下壳体12，还包括一用于安装吹气装置4的左壳体13，用于安装栅片装置3的右壳体14，通过上、下壳体（11、12）和左、右壳体（13、14）配合共同组成该灭弧装置的壳体，并且由于吹气装置4安装于左壳体13内，栅片装置3安装于右壳体14内，在生产时，各零部件可单独组装，组装完成后再总装，具有装配方便易流水化生产的优点，上、下壳体（11、12）与左、右壳体（13、14）之间通过密封胶连接，密封胶用于为各壳体密封。上、下壳体（11、12）上设置有第一凸台111或/和第一凹槽112，左、右壳体（13、14）设置有与上、下壳体（11、12）上设置的第一凸台111或/和第一凹槽112相适配的第二凹槽113或/和第二凸台114，上、下壳体（11、12）上的第一凸台111或/和第一凹槽112与左、右壳体（13、14）上的第二凹槽113或/和第二凸台114相适配，通过第一凸台111与第二凹槽113配合，第一凹槽112与第二凸台114配合，使各壳体之间形成回旋式的密封结构，密封性能好，使用寿命长。

汽缸安装座41上开设有连通壳体内腔115与汽缸吸气口116的凹槽411或通孔。用于方便吹气装置4的吹气与吸气的循环。参阅图4所示，该装置还包括一控制***6，控制***6包括一驱动第一电磁铁46、第五电磁铁334通电或断电的控制模块61，控制模块61还通过一计时模块62与第二、第三电磁铁（51、53）相连接。当触点控制电路需要控制触点1接通时，控制模块61控制第一电磁铁46、第五电磁铁334通电，当触点控制电路控制触点1断开时，控制模块61控制第一电磁铁46、第五电磁铁334断电，并且控制第一电磁铁51、第二电磁铁52通电，当通电到预设时间时，控制模块61再控制第一电磁铁51、第二电磁铁52断电，计时模块62用于为控制模块计时。

最优的，多组相互平行的金属栅片31截面共同组成一直角梯形，梯形的直角端与导向杆331相连接，梯形的的斜角端还连接有一斜砌33，斜砌33的材料为绝缘耐高温材料。第一电磁铁46、第五电磁铁334的电路与触头2的电路串联。该斜砌33用于防止动触点与静触点分离时，动触点会弹的速度跟不上金属栅片进入动触点与静触点之间的速度。

实施例二

参阅图5所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，驱动装置32包括一滑杆321，滑杆321一端与每个金属栅片31相连接，滑杆321的另一端设有一嵌于一滑套323内的第四电磁铁322，滑杆321穿设于滑套323中，滑套323与壳体1相连接，滑套323与滑杆321之间还设有一第一弹簧324。也可以用其他驱动装置32来驱动金属栅片31也并不影响本发明的实施。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电气灭弧装置，包括壳体（1），设于所述壳体（1）内部的开关触头（2），所述触头包括一动触头与一静触头，其特征在于：还包括一用于切割电弧的栅片装置（3），用于横吹电弧的吹气装置（4），用于在所述动触头与所述静触头之间创造磁场的电磁装置（5），

所述栅片装置（3）与所述吹气装置（4）相对设置，所述触头（2）位于所述栅片装置（3）与所述吹气装置（4）之间，所述电磁装置设于所述触头（2）的两侧，

所述栅片装置（3）包括一与所述触头（2）位置相对的多组相互平行的金属栅片（31），每个所述金属栅片（31）均与一驱动装置（32）相连接，所述触头（2）断开时所述驱动装置（32）驱动所述金属栅片（31）向所述触头（2）中间移动，所述触头（2）连接时，所述驱动装置（32）驱动所述金属栅片（31）从所述触头（2）中间移出， 

所述吹气装置（4）包括安装于汽缸安装块（41）中的汽缸（42），所述汽缸（42）的一端设有一气口（43），所述气口（43）与所述金属栅片（31）的位置相对，与所述汽缸（42）配合的活塞杆（44）从所述汽缸（42）的另一端伸出与一吸盘（45）固定连接，所述吸盘（45）与一第一电磁铁（46）相对，所述第一电磁铁（46）和所述汽缸安装块（41）嵌设于所述壳体（1）内部，所述吹气装置（4）还包括一驱动所述活塞杆（44）复位的第一弹簧（47）；

所述电磁装置（5）包括设置于所述触头（2）两侧相对设置的第二和第三电磁铁（51、52），

所述触头（2）接通时，第一电磁铁（46）通电，当第一电磁铁（46）通电时，所述吸盘（45）被吸引，并且所述第一弹簧（47）被压缩；所述触头（2）接通时，第二电磁铁（51）与第三电磁铁（52）断电，所述触头（2）断开时，第一电磁铁（46）断电，第二电磁铁（51）与第三电磁铁（52）通电；

所述吹气装置（4）用于在纵向方向上将电弧吹弯吹向所述栅片装置（3），所述电磁装置（5）用于在横向方向上将电弧向所述栅片装置（3）弯曲，所述栅片装置（3）用于将向自身弯曲的电弧分割成连串短弧，在所述吹气装置（4）的一段时间的吹气作用下，所述连串短弧能够被吹灭；

壳体（1）包括相互扣合的上壳体（11）和下壳体（12），还包括一用于安装吹气装置（4）的左壳体（13），用于安装栅片装置（3）的右壳体（14），通过上、下壳体（11、12）和左、右壳体（13、14）配合共同组成该灭弧装置的壳体，并且由于吹气装置（4）安装于左壳体（13）内，栅片装置（3）安装于右壳体（14）内，在生产时，各零部件可单独组装，组装完成后再总装。

2.根据权利要求1所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述驱动装置（32）包括一滑杆（321），所述滑杆（321）一端与每个所述金属栅片（31）相连接，所述滑杆（321）的另一端设有一嵌于一滑套（323）内的第四电磁铁（322），所述滑杆（321）穿设于所述滑套（323）中，所述滑套（323）与所述壳体（1）相连接，所述滑套（323）与所述滑杆（321）之间还设有一第二弹簧（324）。

3. 根据权利要求1所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述驱动装置（32）包括一导向杆（331），所述导向杆（331）的一端与每个所述金属栅片（31）相连接，所述导向杆（331）穿设于一导向套（332）中，所述导向杆（331）的另一端设有一动铁芯（333），所述动铁芯（333）与所述导向杆（331）的连接处的导向套（332）中设有一第五电磁铁（334），还包括一驱动所述动铁芯（333）复位的第三弹簧（335）。

4. 根据权利要求3所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述壳体（1）内部密封并且内部填充有六氟化硫气体，所述壳体（1）包括相互扣合的上壳体（11）和下壳体（12），还包括一用于安装吹气装置（4）的左壳体（13），用于安装栅片装置（3）的右壳体（14）。

5. 根据权利要求4所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述上、下壳体（11、12）设置有第一凸台（111）或/和第一凹槽（112），所述左、右壳体（13、14）设置有与所述上、下壳体（11、12）上设置的第一凸台（111）或/和第一凹槽（112）相适配的第二凹槽（113）或/和第二凸台（114），所述上、下壳体（11、12）上的第一凸台（111）或/和第一凹槽（112）与所述左、右壳体（13、14）上的第二凹槽（113）或/和第二凸台（114）相适配，形成回旋式的密封结构，所述上、下壳体（11、12）与所述左、右壳体（13、14）之间还凃设有密封胶。

6. 根据权利要求4所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述汽缸安装座（41）上开设有连通所述壳体内腔（115）与所述汽缸吸气口（116）的凹槽（411）或通孔。

7. 根据权利要求6所述的电气灭弧装置，其特征在于：该装置还包括一控制***（6），所述控制***（6）包括一驱动所述第一电磁铁（46）、第五电磁铁（334）通电或断电的控制模块（61），所述控制模块（61）还通过一计时模块（62）与第二、第三电磁铁（51、53）相连接。

8. 根据权利要求7所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述多组相互平行的金属栅片（31）截面共同组成一直角梯形，梯形的直角端与导向杆（331）相连接，梯形的的斜角端还连接有一斜砌（33），所述斜砌（33）的材料为绝缘耐高温材料。

9. 根据权利要求6所述的电气灭弧装置，其特征在于：所述第一电磁铁（46）、第五电磁铁（334）的电路与所述触头（2）的电路串联。