CN216562920U - 一种断路器的灭弧室及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种断路器的灭弧室，包括隔板、至少两片上下叠设的灭弧栅片、电弧挡板，所述灭弧栅片的两侧通过所述隔板固定，两侧的所述电弧挡板形成所述灭弧室的电弧通道，所述电弧挡板包括平行地插设于所述灭弧栅片后端两侧部的后挡板，两侧的所述后挡板之间形成所述电弧通道的后通道，所述后通道的宽度小于所述灭弧栅片后端的宽度或小于左右两侧的隔板之间的宽度，还提供一种包括所述灭弧室的断路器，本实用新型通过收窄灭弧室前端至后端出气口的电弧通道，大幅提升电弧电压及上升速度，提高灭弧室的灭弧能力，电弧挡板采用产气材料，受热产气，可快速冷却电弧。

Description

一种断路器的灭弧室及断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的灭弧室及断路器。

背景技术

随着新能源技术的发展，如光伏、风电、储能的发展，***的工作电压不断提升，交流***电压已经达到了AC1500V，直流***电压达到了DC1500V，随着***电压的不断升高，随之配套的元器件的额定工作电压也需要满足***电压要求；然而随着工作电压的提高，对断路器的可靠分断性能提出了更高的要求。

特别是对于直流产品开发、运用，因直流电流不存在过零点的特性，导致在分断直流故障电流时，变得更加困难；目前为了满足直流***电压的需求，常用多极或多断口进行串接来分担电压，每一断口分担的电压变低后，灭弧才会变得可靠；然后随着柜体或箱体的体积缩小，以及要求成本降低，多断口的串联将失去优势；单断口能承受更高的工作电压将变得越来越重要和迫切。

为了解决较高额定工作电压产品的可靠灭弧难题，特别是小体积、少断口的产品，提出了一种增加气吹、能快速冷却电弧，大幅提升电弧电压的解决方案。

电弧灭弧的条件是电弧电压大于电源电压，介质强度恢复，电弧熄灭；根据电弧电压公式得知：Uarc＝Uc+Ua+Ul＝Ul+△U，式中，Uc为阴极压降，Ua为阳极压降，Ul为弧柱压降，△U为近极压降，其为阴极压降和阳极压降之和，△U与触头材料有关，对于常用的触头材料，△U一般可以取20V-25V。所以增加电弧电压，主要是想办法提高Ul弧柱压降，Ul的公式为：Ul＝(l/σA)i,式中，l为电弧长度，σ为电弧等效导电系数，A为电弧截面，i为电弧电流；根据上式可知，增大电弧长度，缩小电弧截面，可提高电弧弧柱的压降。

实用新型内容

基于上述背景，本实用新型提供一种断路器的灭弧室，通过收窄灭弧室后端电弧通道宽度，大幅提升电弧电压及上升速度，提到产品的灭弧能力，可有效克服上述问题的至少之一。

本实用新型的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种断路器的灭弧室，包括隔板、至少两片上下叠设的灭弧栅片、电弧挡板，所述灭弧栅片的两侧通过所述隔板固定，两侧的所述电弧挡板形成所述灭弧室的电弧通道，所述电弧挡板包括平行地插设于所述灭弧栅片后端两侧部的后挡板，两侧的所述后挡板之间形成所述电弧通道的后通道，所述后通道的宽度小于所述灭弧栅片后端的宽度或小于左右两侧的隔板之间的宽度。

在一优选的实施例中，所述电弧挡板还包括设于所述灭弧栅片前端两侧的前挡板，两侧的所述前挡板之间形成所述电弧通道的前通道，所述前通道与所述后通道相连通。

在一优选的实施例中，所述前通道的宽度小于所述后通道的宽度。

在一优选的实施例中，所述灭弧栅片包括基部和自所述基部向前伸出的两腿部，所述前挡板上设有插设于所述腿部之间层板，相邻的所述层板之间形成插槽。

在一优选的实施例中，所述后挡板插设与叠设的至少两片灭弧栅片的基部之间。

在一优选的实施例中，左右两侧的所述后挡板对称地设置或/和左右两侧的所述前挡板对称地设置。

在一优选的实施例中，同侧的所述前挡板与所述后挡板为各自独立的分体式结构或相连的一体式结构。

在一优选的实施例中，同侧的所述前挡板和所述后挡板相连呈“L”型。

在一优选的实施例中，所述隔板包括左隔板和所述右隔板，所述左隔板和所述右隔板为各自独立的分体式结构或相连的一体式结构。

在一优选的实施例中，所述前挡板或/和所述后挡板为耐高温产气非金属材料，所述耐高温产气非金属材料为POM、JPO、DMC、环氧层压板或尼龙材料。

在一优选的实施例中，所述前挡板和所述后挡板为耐高温产气非金属材料，所述耐高温产气非金属材料为POM、JPO、DMC或环氧层压板。

另一方面，本实用新型还提供一种断路器，包括绝缘外壳和设于所述绝缘外壳内的内部元件，所述内部元件包括所述的灭弧室和触头***。

与现有技术相比，本申请的优点是：

1、本实用新型通过收窄灭弧室前端至后端出气口的电弧通道，大幅提升电弧电压及上升速度，提高灭弧室的灭弧能力。

2、所述灭弧室后端的灭弧栅片之间插设后挡板，后挡板和灭弧室前端的前挡板采用产气材料，让电弧与产气材料充分接触，产气材料释放大量惰性气体，进一步冷却电弧，大幅提升灭弧室的气压和电弧电压，可驱动电弧快速移动和熄灭。

3、前挡板将灭弧栅片腿部隔开并使腿部之间相互绝缘，防止电弧往栅片腿部运动，并避免电弧在栅片腿部之间击穿而串接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型所提供的灭弧室的立体结构示意图；

图2为本实用新型所提供的灭弧室的部分结构示意图；

图3为本实用新型所提供的灭弧室的主视图；

图4为本实用新型所提供的灭弧室去除前、后挡板的主视图；

图5为本实用新型所提供的灭弧栅片的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的前挡板和后挡板的结构示意图；

图7为本实用新型所提供的断路器的动触头与静触头处于打开状态示意图；

图8为本实用新型所提供的断路器的动触头的结构示意图；

图9为本实用新型所提供的断路器的动触头与静触头处于接通过程中的示意图；

图10为本实用新型所提供的断路器处于闭合状态的示意图；

图11为本实用新型所提供的灭弧室的隔板的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于描述，本文所提到的灭弧室的后方为图1所示X方向，灭弧室的上方为图1所示Y方向，需要说明的是，上述指示的方向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。

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚的描述。

如图1-图4所示，本实施例提供一种断路器的灭弧室1，包括至少两片灭弧栅片上下叠加组成的灭弧栅片组110、用于固定所述灭弧栅片的左隔板101和右隔板102、设于所述灭弧室左右两侧的电弧挡板、设于在所述灭弧室1后端的端盖103和灭焰片104，所述灭焰片104安装于所述端盖内，共同设置于所述灭弧室的电弧出口后方，两侧的所述电弧挡板形成灭弧室的电弧通道，所述左隔板101和所述右隔板102为各自独立的分体式结构，所述左隔板101与所述右隔板102平行地设置在所述灭弧栅片组110的左右两侧，灭弧栅片两侧与左隔板101和右隔板102铆接，所述灭焰片104的数量可以为一个或多个，其中，电弧挡板包括设于所述灭弧栅片组110前端的前挡板121和平行地插设于所述灭弧栅片组110后端的后挡板122，本实施例中同侧的所述前挡板121和所述后挡板122为相连接的一体式结构，所述前挡板121和所述后挡板122形成“L”型电弧挡板，两侧的“L”型电弧挡板对称地设置，使两侧电弧挡板之间形成后部宽度大于前部宽度的电弧通道。

其中，所述电弧挡板为耐高温产气非金属材料，可以为POM、JPO、DMC或环氧层压板，本实施例中，所述前挡板121和所述后挡板122为尼龙材料。

在其他具体实施方式中，同侧的所述前挡板121与所述后挡板122还可以设置为各自独立的分体式结构，所述前挡板121与所述后挡板122设置为分体时，所述后挡板122可以通过左隔板或右隔板来进行固定。

请继续参考图1和图5，所述灭弧栅片组110前端呈开口状，后端为电弧出口，所述灭弧栅片包括位于所述灭弧室后端的基部112和位于前端的腿部111，左侧的所述后挡板122插设于左侧的两片灭弧栅片的基部之间，右侧的所述后挡板122插设于右侧的两片灭弧栅片的基部之间，同一平面内，左右两侧的后挡板122之间的间隙宽度小于所述基部沿左右方向上的宽度。

请参考图6，所述前挡板121上设置有插设于所述腿部111之间的层板，相邻的所述层板之间形成插槽1211，所述前挡板121能够将所述腿部111包裹，左右两侧的所述前挡板121之间形成前通道，左右两侧所述后挡板之间形成后通道，所述前通道与所述后通道连通共同形成所述灭弧室的电弧通道，本实施例中所述后通道的宽度大于所述前通道的宽度。

本实施例还公开一种断路器，包括绝缘外壳和设于所述绝缘外壳内的内部元件，所述内部元件包括所述的灭弧室1、触头***、操作机构和脱扣***。

如图7-图10所示，所述触头***包括动触头***2和静触头***3，所述灭弧室1在所述动触头***2和所述静触头***3分断过程中能够快速熄灭电弧。

请继续参考图7和图8，所述动触头***2包括长接触片组件21，所述长接触片组件21两端对称设置有短接触片组件20，所述长接触片组件21和短接触片组件20可以绕同一中心进行旋转。所述长接触片组件21包括长接触片212、动弧触点211和隔弧壁213，所述隔弧壁213的材料为耐高温产气非金属材料，所述动弧触点211位于长接触片212的后端，所述隔弧壁213位于动弧触点211的前端，所述短接触片组件20包括短接触片202和动主触点203，所述动主触点203位于短接触片202的后端。

所述静触头***3包括静触头30，所述静触头30上设置有引弧片301、引弧块302、静弧触点303、引弧板304和静主触点306。所述静弧触点303与动弧触点211对应，所述静主触点306与动主触点203对应。所述引弧片301、引弧块302和引弧板304采用相同或者不同的材料，结构可以设置为一体式或分体式。

如图9所示，所述动触头***2和静触头***3接通过程中，所述动弧触点211与所述静弧触点302之间的接触先于所述动主触点203与所述静主触点306的接触。

如图10所示，所述动触头***2和静触头***3分断过程中，所述动弧触点211与所述静弧触点302之间的分断后于所述动主触点203与所述静主触点306的分断。

本实施例的断路器在带电进行分断的过程中，所述动弧触点211与所述静弧触点302之间的分断后于所述动主触点203与所述静主触点306的分断，所以电弧只会在所述动弧触点211与所述静静弧触点303之间产生。所述动弧触点211与所述静弧触点303分断的瞬时，接触处电阻和温度不断升高，当温度达到触头材料熔点温度时，接触点会形成融化金属的金属桥，所述动弧触点211与所述静弧触点302继续拉开从而产生电弧。两侧的前挡板121之间形成的前通道，两侧的后挡板122之间形成后通道，前通道和后通道都形成窄缝通道结构，减小了电弧截面,使电弧充分与产气材料接触，产生大量的惰性气体，大幅增大了电弧电压，提高了电弧上升的速度。所述前挡板121受电弧侵蚀而产生惰性气体，对前通道内电弧可以起到快速冷却的作用，同时产生的惰性气体使前通道压力增高，与所述的后通道形成压力差，形成气流惰性气体气流驱动电弧向后通道转移。同时前挡板121产生的气流也推动所述长接触片组件21，加快了动触头***2与静触头***3的斥开速度。所述后挡板122受前通道转移的电弧侵蚀而产生惰性气体，对后通道内电弧起到冷却的作用，同时产生的惰性气体与所述灭弧室1出气口形成压力差，形成气流，驱动电弧通过灭焰片104向灭弧室1出气口转移，灭焰片104可熄灭经过前通道、后通道后剩余的电弧。同时，当电弧与设于灭弧栅片组110前端的腿部111之间的层板接触时，层板受侵蚀产生的惰性气体对电弧既能冷却电弧又产生了驱动电弧的驱动力，并使栅片背后区域的游离程度降低，因而抑制了电弧背后击穿的现象，防止腿部111之间击穿，进一步达到了快速灭弧的目的。快速灭弧减轻了电弧对触点、栅片的灼烧，降低故障电流的峰值及电弧能量，保证试后电寿命、温升试验可靠通过。

在其他实施例中，所述灭弧室的左右两侧的隔板还可以是一体式的，即左右两侧的隔板100一体成型，如图11所示。

本申请可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (11)

1.一种断路器的灭弧室，包括隔板、至少两片上下叠设的灭弧栅片、电弧挡板，所述灭弧栅片的两侧通过所述隔板固定，两侧的所述电弧挡板形成所述灭弧室的电弧通道，其特征在于，所述电弧挡板包括平行地插设于所述灭弧栅片后端两侧部的后挡板，两侧的所述后挡板之间形成所述电弧通道的后通道，所述后通道的宽度小于所述灭弧栅片后端的宽度或小于左右两侧的隔板之间的宽度。

2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述电弧挡板还包括设于所述灭弧栅片前端两侧的前挡板，两侧的所述前挡板之间形成所述电弧通道的前通道，所述前通道与所述后通道相连通。

3.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，所述前通道的宽度小于所述后通道的宽度。

4.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，所述灭弧栅片包括基部和自所述基部向前伸出的两腿部，所述前挡板上设有插设于所述腿部之间层板，相邻的所述层板之间形成插槽。

5.根据权利要求4所述的灭弧室，其特征在于，所述后挡板插设与叠设的至少两片灭弧栅片的基部之间。

6.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，左右两侧的所述后挡板对称地设置或/和左右两侧的所述前挡板对称地设置。

7.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，同侧的所述前挡板与所述后挡板为各自独立的分体式结构或相连的一体式结构。

8.根据权利要求7所述的灭弧室，其特征在于，同侧的所述前挡板和所述后挡板相连呈“L”型。

9.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述隔板包括左隔板和右隔板，所述左隔板和所述右隔板为各自独立的分体式结构或相连的一体式结构。

10.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于，所述前挡板或/和所述后挡板为耐高温产气非金属材料，所述耐高温产气非金属材料为POM、JPO、DMC、环氧层压板或尼龙材料。

11.一种断路器，包括绝缘外壳和设于所述绝缘外壳内的内部元件，其特征在于，所述内部元件包括如权利要求1-10任一项所述的灭弧室和触头***。

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