CN218647802U - 开关的灭弧装置 - Google Patents

Abstract

一种开关的灭弧装置，属于低压电器技术领域。所述的开关包括静触头以及与静触头接触或分离的动触头，该灭弧装置用于熄灭动静触头分离时产生的电弧，所述灭弧装置具有相对于该动触头的运动平面呈对称的结构，所述灭弧装置包括壳体，壳体构成四周侧壁从而界定吹弧通道，壳体上具有一开口，动触头通过开口探入吹弧通道，所述灭弧装置还包括分设在壳体两侧的一对永磁体，该对永磁体的内部磁场方向相同且平行于该动触头的运动平面，由该对永磁体产生的磁场使电弧发生偏转，在吹弧通道内向壳体两侧的其中一侧运动。提高开关分断能力，实现了无极性开断，解决了小电流情况下以及直流情况下难以熄灭电弧的问题，使应用场所的适应性得到有效扩展。

Description

开关的灭弧装置

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种开关的灭弧装置。

背景技术

开关例如断路器、接触器、隔离开关、自动转换开关等等在供配电线路中起到接通和分断电路的作用。具体而言，通过开关的一对可分离的触头对（动触头和静触头）的闭合或分离实现对电路的接通或断开以保护线路和用电设备。

如业界所知，当开关分断时，动触头与静触头之间会产生电弧，由于电弧能量相对较大，因而如果在动触头上长时间停留，则会严重烧蚀触头。鉴于此，在断路器、接触器、隔离开关、自动转换开关等各开关电器中通常设置灭弧装置，以期望快速熄灭电弧，保证电器设备的运行安全。

灭弧装置的灭弧机理是通过拉长电弧，提高电弧电压，从而使电弧熄灭。在通电电流为大电流情形下，通常采用的灭弧措施即灭弧手段有：增加层叠灭弧栅片的数量以拉长电弧而达到提高电弧电压并最终使电弧熄灭的目的；采用导磁件来集中电流产生的磁场以增强磁场强度，从而提高对电弧的磁驱动力并最终使电弧熄灭；灭弧装置在辅助以产气材料，通过灭弧室内外的气压差来驱动电弧运动，最终电弧熄灭。但是在小电流情况下，由于通过电弧自身产生的磁场驱动电弧运动的驱动力较小，因而难以拉长电弧而直至使电弧熄灭。另外，在通电电流为直流的情况下，由于其不存在零点，因而同样存在难以熄灭电弧的问题。基于前述，探索开关的灭弧装置的结构合理性来达到有效熄灭电弧和提高开关的分断能力具有积极意义，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型

本实用新型的任务在于提供一种有助于可靠地将动触头与静触头分离时产生的电弧有效熄灭、有利于提高分断能力并且其分断状况与电流的流向无关而得以体现无极性开断的开关的灭弧装置。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种开关的灭弧装置，所述的开关包括静触头以及与静触头接触或分离的动触头，该灭弧装置用于熄灭动静触头分离时产生的电弧，所述灭弧装置具有相对于该动触头的运动平面呈对称的结构，所述灭弧装置包括壳体，壳体构成四周侧壁从而界定吹弧通道，壳体上具有一开口，动触头通过开口探入吹弧通道，所述灭弧装置还包括分设在壳体两侧的一对永磁体，该对永磁体的内部磁场方向相同且平行于该动触头的运动平面，由该对永磁体产生的磁场使电弧发生偏转，在吹弧通道内向壳体两侧的其中一侧运动。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述壳体包括后侧壁、左侧壁、右侧壁、第一前侧壁Ⅰ和第二前侧壁Ⅱ，左侧壁在后侧壁的左侧向前折展构成，右侧壁在后侧壁的右侧向前折展构成，该左侧壁以及右侧壁彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ在左侧壁的前侧向右折展构成，第二前侧壁Ⅱ在右侧壁的前侧向左折展构成，该第一前侧壁Ⅰ与第二前侧壁Ⅱ彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ与第二前侧壁Ⅱ的之间的间隔空间构成为与吹弧通道相通的开口，第一永磁体Ⅰ设置在所述左侧壁背对所述吹弧通道的一侧，第二永磁体Ⅱ设置在所述右侧壁背对所述吹弧通道的一侧。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述第一永磁体Ⅰ朝向所述第一前侧壁Ⅰ的一侧的磁极的极性是与所述第二永磁体Ⅱ朝向所述第二前侧壁Ⅱ的一侧的磁极的极性相同的。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述左侧壁与所述右侧壁的宽度是相等的；所述第一前侧壁Ⅰ与所述第二前侧壁Ⅱ的宽度是相等的。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述第一永磁体Ⅰ的宽度小于或等于所述左侧壁的宽度，而第一永磁体Ⅰ的高度小于或等于左侧壁的高度；所述第二永磁体Ⅱ的宽度小于或等于所述右侧壁的宽度，而第二永磁体Ⅱ的高度小于或等于右侧壁的高度。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述第一永磁体Ⅰ是以固定方式设置于所述左侧壁背对所述吹弧通道的一侧的，所述第二永磁体Ⅱ是以固定方式设置于所述右侧壁背对所述吹弧通道的一侧。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的固定方式为粘固，通过胶粘物将所述第一永磁体Ⅰ与左侧壁背对所述吹弧通道的一侧固定，同时通过胶粘物将所述第二永磁体Ⅱ与右侧壁背对所述吹弧通道的一侧固定。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的固定方式为嵌固，在所述左侧壁背对所述吹弧通道的一侧构成有一第一永磁体插嵌凹腔，将第一永磁体Ⅰ与所述第一永磁体插嵌凹腔嵌配，同时在所述右侧壁背对所述吹弧通道的一侧构成一第二永磁体插嵌凹腔，将第二永磁体Ⅱ与所述第二永磁体插嵌凹腔嵌配。

在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述壳体为由绝缘材料制成的绝缘壳体。

本实用新型提供的技术方案的技术效果在于：由于将第一永磁体Ⅰ以及第二永磁体Ⅱ分别设置在了壳体的两侧，因而不管电流的方向如何，电弧在第一永磁体Ⅰ以及第二永磁体Ⅱ产生的磁场内受到洛伦磁力驱动，使得电弧发生偏转，从而被拉长，能够被有效熄灭，提高开关分断能力，实现了无极性开断，解决了小电流情况下以及直流情况下难以熄灭电弧的问题，使应用场所的适应性得到有效扩展。

图1为本实用新型开关的灭弧装置的实施例结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型开关的灭弧装置，动触头打开位置时状态图。

图4为本实用新型的开关的灭弧装置的工作原理图。

图5为第一永磁体Ⅰ以及第二永磁体Ⅱ的设置方式的另一实施例示意图。

实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人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实用新型方案的限制，任何依据本实用新型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实用新型的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1所处的位置状态为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，并且结合图3，本实用新型所述的开关包括断路器、接触器、隔离开关或自动转换开关等具有触头***的开关电器，触头***中的动触头2与静触头1分离时，动触点21和静触头1上的静触点之间会产生电弧，设置本实用新型的灭弧装置，驱动电弧在下面将要提及的壳体31内部发生偏转，从而被拉长，提高电弧电压，有效熄灭电弧。

以断路器为例，断路器除了触头***外，还包括操作机构、脱扣装置和灭弧装置，操作机构带动动触头2转动，实现与静触头1的接触和分离。在本实施例的断路器中采用动触头2绕主轴转动的方式，当然不限于上述转动方式与静触头配合，也可以是平动的方式；动静触头的配合也不限于上述拍合式结构，也可以是双片动触头对静触头的夹持式结构。

依据上面所述：前述的开关包括静触头1以及与静触头1接触或分离的动触头2，灭弧装置用于熄灭动静触头分离时产生的电弧。

作为本实用新型提供的技术方案的技术要点：前述灭弧装置3具有相对于该动触头2的运动平面A呈对称的结构，所述灭弧装置3包括壳体31，壳体31构成四周侧壁从而界定吹弧通道30，壳体31上具有一开口310，动触头2通过开口310探入吹弧通道30，所述灭弧装置3还包括分设在壳体31两侧的一对永磁体32，该对永磁体32的内部磁场方向相同且平行于该动触头2的运动平面A，由该对永磁体32产生的磁场使电弧发生偏转，在吹弧通道30内向壳体31两侧的其中一侧运动。

在本实施例中，前述壳体31包括后侧壁311、左侧壁312、右侧壁313、第一前侧壁Ⅰ314和第二前侧壁Ⅱ315，左侧壁312在后侧壁311的左侧向前折展构成，右侧壁313在后侧壁311的右侧向前折展构成，该左侧壁312以及右侧壁313彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ314在左侧壁312的前侧向右折展构成，第二前侧壁Ⅱ315在右侧壁313的前侧向左折展构成，该第一前侧壁Ⅰ314与第二前侧壁Ⅱ315彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ314与第二前侧壁Ⅱ315的之间的间隔空间构成为与吹弧通道30相通的开口310，由此，由后侧壁311、左侧壁312、右侧壁313、第一前侧壁Ⅰ314和第二前侧壁Ⅱ315界定了吹弧通道30，第一永磁体Ⅰ32a设置在左侧壁312背对所述吹弧通道30的一侧，第二永磁体Ⅱ32b设置在右侧壁313背对所述吹弧通道30的一侧。

前述第一永磁体Ⅰ32a朝向第一前侧壁Ⅰ314的一侧的磁极的极性是与前述第二永磁体Ⅱ32b朝向第二前侧壁Ⅱ315的一侧的磁极的极性相同的。

前述左侧壁312与前述右侧壁313的宽度是相等的；前述第一前侧壁Ⅰ314与前述第二前侧壁Ⅱ315的宽度是相等的。

前述第一永磁体Ⅰ32a的宽度小于或等于前述左侧壁312的宽度，而第一永磁体Ⅰ32a的高度小于或等于左侧壁312的高度；前述第二永磁体Ⅱ32b的宽度小于或等于前述右侧壁313的宽度，而第二永磁体Ⅱ32b的高度小于或等于右侧壁313的高度。

前述第一永磁体Ⅰ32a是以固定方式设置于左侧壁312背对吹弧通道30的一侧的，前述第二永磁体Ⅱ32b是以固定方式设置于右侧壁313背对吹弧通道30的一侧。

前述的固定方式可为粘固，通过胶粘物将第一永磁体Ⅰ32a与左侧壁312背对吹弧通道30的一侧固定，同时通过胶粘物将第二永磁体Ⅱ32b与右侧壁313背对吹弧通道30的一侧固定。

前述的固定方式也可采用嵌固，在左侧壁312背对吹弧通道30的一侧构成有一第一永磁体插嵌凹腔，将第一永磁体Ⅰ32a与第一永磁体插嵌凹腔嵌配，同时在右侧壁313背对吹弧通道30的一侧构成一第二永磁体插嵌凹腔，将第二永磁体Ⅱ32b与第二永磁体插嵌凹腔嵌配。

前述壳体31为由绝缘材料制成的绝缘壳体。

请参见图2至图3并且结合图1，依据专业常识，前述开口310的宽度尺寸应设置为不干涉动触头2的转动行程，对于开口310的高度尺寸以及开口310与动触头2以及静触头1的相对位置，应设置为：在动触头2与静触头1分离和接触的整个动作行程中，动触头2上的动触点21的运动轨迹a为弧形，该轨迹a的至少部分应处于吹弧通道30内，本实施例中，静触头1上的静触点位于开口310的底部位置并位于吹弧通道30内，运动轨迹a的从动触点21与静触点接触开始的大部分位于吹弧通道30内，由此保证，动静触点间产生的电弧至少部分地位于吹弧通道30内。

请参见图4，在本实施例中，上面已提及，该对永磁体32的内部磁场方向相同且平行于该动触头2的运动平面A，因此，同一永磁体32的N极和S极的两个磁极的布置方向是平行于动触头2的运动平面A，且第一永磁体Ⅰ32a朝向前述第一前侧壁Ⅰ314的一侧的磁极的极性是与前述第二永磁体Ⅱ32b朝向前述第二前侧壁Ⅱ315的一侧的磁极的极性相同的。在本实施例中，第一永磁体Ⅰ32a以及第二永磁体Ⅱ32b的右侧（对应灭弧装置的前部）为N极，而左侧（对应灭弧装置的后部）为S极，具体由图2示意。永磁体产生磁场，在开口310处，磁力线方向如图4所示，在开口310处，指向吹弧通道内侧。若电流从动触头2流向静触头1，电弧电流方向为垂直纸面向内，在该磁场内，受到洛伦磁力F，电弧被洛伦磁力F驱动，在吹弧通道30内运动，并向右侧壁313（图4中表示为上方的侧壁）运动，电弧被拉长，从而快速熄灭。若电流从静触头1流向动触头2，电弧电流方向为垂直纸面向外，在上述同样磁场内，受到洛伦磁力，电弧被洛伦磁力驱动，在吹弧通道30内运动，并向左侧壁312（图4中表示为下方的侧壁）运动，电弧被拉长，同样实现了快速熄弧的目的。由此，其分断状况与电流的流向无关，实现了无极性开断。

请参见图5，本实用新型的第一永磁体Ⅰ32a以及第二永磁体Ⅱ32b的永磁体极性设置也可如图5所示的另一种实施方式，磁极极性与图2以及图4相反。由于磁力线方向发生了改变，在开口310处，磁力线方向为从吹弧通道30指向壳体31的外侧。若电流从动触头2流向静触头1，电弧电流方向为垂直纸面向内，在该磁场内，受到洛伦磁力F，电弧被洛伦磁力F驱动，在吹弧通道30内运动，并向左侧壁312（图4中表示为下方的侧壁）运动，电弧被拉长，从而快速熄灭。若电流从静触头1流向动触头2，电弧电流方向为垂直纸面向外，则受到洛伦磁力使得电弧被洛伦磁力驱动，在吹弧通道30内运动，并向右侧壁313（图4中表示为上方的侧壁）运动。

综上，永磁体32产生的磁场使电弧的运动发生了偏转，不再像现有技术的灭弧装置中，电弧向着正对动触头2的灭弧装置的后部（例如本实用新型的后侧壁311所在位置）运动，而是在吹弧通道30内向壳体31两侧的其中一侧，即左侧壁312或右侧壁313运动。

除了上面提及的固定方式外，第一永磁体Ⅰ32a以及第二永磁体Ⅱ32b可通过开关的外壳固定，保持其与壳体31的相对位置，还可以通过在左、右侧壁312、313的外壁上增设卡脚等的方式将第一永磁体Ⅰ32a以及第二永磁体Ⅱ32b固定在壳体31上，实现永磁体与壳体31的一体化设置。

进一步地，可减小第一前侧壁Ⅰ314和后侧壁311之间以及第二前侧壁Ⅱ315和后侧壁311之间的距离，使得第一前侧壁Ⅰ314和后侧壁311之间以及第二前侧壁Ⅱ315和后侧壁311之间构成狭缝状的吹弧通道，增加吹弧效果。另外，壳体可以采用产气材料构成，增加对电弧的冷却效果，进一步提高电弧电压，从而使电弧熄灭。

优选地，在上述实施例中，左侧壁312以及右侧壁313均与后侧壁311相垂直，第一前侧壁Ⅰ314与左侧壁312相垂直，第二前侧壁Ⅱ315与右侧壁313相垂直；但是，侧壁与后壁不限于上述垂直设置方式，两个壁之间的夹角可以为钝角，前壁与侧壁不限于上述垂直设置方式，同样，两个壁之间的夹角可以为钝角。另外，由于电弧最终向左侧壁312或右侧壁313运动，因此，后侧壁311可以为图示的连续的平面，也可以是中间位置具有如开口310结构的间隔的不连续的平面。在上述实施例中，前壁、后壁、侧壁均为平面结构，侧壁与后壁之间、前壁与侧壁之间具有夹角，当然，前壁、后壁、侧壁可以均为曲面结构，侧壁与后壁之间、前壁与侧壁之间为连续平滑的曲面结构，例如，左侧的前壁、侧壁和后壁可以构成连续的半圆，右侧的前壁、侧壁和后壁可以构成连续的半圆。

综上所述，本实用新型的灭弧装置，不管电流的方向如何，电弧在永磁体产生的磁场内，受到洛伦磁力驱动，将电弧驱动至左侧壁或右侧壁，电弧被拉长，能够有效熄灭电弧，提高开关分断能力，实现了无极性开断。解决了小电流情况以及直流情况下电弧难以熄灭的问题，适用于多种应用场合。

Claims (9)

1.一种开关的灭弧装置，所述的开关包括静触头(1)以及与静触头(1)接触或分离的动触头(2)，该灭弧装置用于熄灭动静触头分离时产生的电弧，其特征在于所述灭弧装置(3)具有相对于该动触头(2)的运动平面(A)呈对称的结构，所述灭弧装置(3)包括壳体(31)，壳体(31)构成四周侧壁从而界定吹弧通道(30)，壳体(31)上具有一开口(310)，动触头(2)通过开口(310)探入吹弧通道(30)，所述灭弧装置(3)还包括分设在壳体(31)两侧的一对永磁体(32)，该对永磁体(32)的内部磁场方向相同且平行于该动触头(2)的运动平面(A)，由该对永磁体(32)产生的磁场使电弧发生偏转，在吹弧通道(30)内向壳体(31)两侧的其中一侧运动。

2.根据权利要求1所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述壳体(31)包括后侧壁(311)、左侧壁(312)、右侧壁(313)、第一前侧壁Ⅰ(314)和第二前侧壁Ⅱ(315)，左侧壁(312)在后侧壁(311)的左侧向前折展构成，右侧壁(313)在后侧壁(311)的右侧向前折展构成，该左侧壁(312)以及右侧壁(313)彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ(314)在左侧壁(312)的前侧向右折展构成，第二前侧壁Ⅱ(315)在右侧壁(313)的前侧向左折展构成，该第一前侧壁Ⅰ(314)与第二前侧壁Ⅱ(315)彼此左右对应，第一前侧壁Ⅰ(314)与第二前侧壁Ⅱ(315)的之间的间隔空间构成为与吹弧通道(30)相通的开口(310)，第一永磁体Ⅰ(32a)设置在所述左侧壁(312)背对所述吹弧通道(30)的一侧，第二永磁体Ⅱ(32b)设置在所述右侧壁(313)背对所述吹弧通道(30)的一侧。

3.根据权利要求2所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述第一永磁体Ⅰ(32a)朝向所述第一前侧壁Ⅰ(314)的一侧的磁极的极性是与所述第二永磁体Ⅱ(32b)朝向所述第二前侧壁Ⅱ(315)的一侧的磁极的极性相同的。

4.根据权利要求2所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述左侧壁(312)与所述右侧壁(313)的宽度是相等的；所述第一前侧壁Ⅰ(314)与所述第二前侧壁Ⅱ(315)的宽度是相等的。

5.根据权利要求2所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述第一永磁体Ⅰ(32a)的宽度小于或等于所述左侧壁(312)的宽度，而第一永磁体Ⅰ(32a)的高度小于或等于左侧壁(312)的高度；所述第二永磁体Ⅱ(32b)的宽度小于或等于所述右侧壁(313)的宽度，而第二永磁体Ⅱ(32b)的高度小于或等于右侧壁(313)的高度。

6.根据权利要求2所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述第一永磁体Ⅰ(32a)是以固定方式设置于所述左侧壁(312)背对所述吹弧通道(30)的一侧的，所述第二永磁体Ⅱ(32b)是以固定方式设置于所述右侧壁(313)背对所述吹弧通道(30)的一侧。

7.根据权利要求6所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述的固定方式为粘固，通过胶粘物将所述第一永磁体Ⅰ(32a)与左侧壁(312)背对所述吹弧通道(30)的一侧固定，同时通过胶粘物将所述第二永磁体Ⅱ(32b)与右侧壁(313)背对所述吹弧通道(30)的一侧固定。

8.根据权利要求6所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述的固定方式为嵌固，在所述左侧壁(312)背对所述吹弧通道(30)的一侧构成有一第一永磁体插嵌凹腔，将第一永磁体Ⅰ(32a)与所述第一永磁体插嵌凹腔嵌配，同时在所述右侧壁(313)背对所述吹弧通道(30)的一侧构成一第二永磁体插嵌凹腔，将第二永磁体Ⅱ(32b)与所述第二永磁体插嵌凹腔嵌配。

9.根据权利要求1所述的开关的灭弧装置，其特征在于所述壳体(31)为由绝缘材料制成的绝缘壳体。

Images