提高断路器开断能力的触头灭弧装置.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010554013.9 (22)申请日 2020.06.17 (71)申请人 江苏辉能电气有限公司 地址 212132 江苏省镇江市镇江新区大港 五峰山路97号 (72)发明人 邱广庭江长生胡义琴闫棚 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 汤磊 (51)Int.Cl. H01H 73/18(2006.01) (54)发明名称 提高断路器开断能力的触头灭弧装置 (57)摘要 本发明公开了一种提高断路器开断能力的 触头灭弧装置， 两块相

2、对设置的隔弧壁其内侧壁 面上安装有两块相对设置的产气板； 灭弧栅片组 安装在两块隔弧壁之间， 并位于两块产气板同一 竖向侧； 静触头设置在灭弧栅片组下方； 动触头 设置在两块产气板之间， 且以定点竖向转动， 使 动触头前端穿过灭弧栅片组； 动触头前端具有突 出于动触点的圆弧形弧角， 弧角的厚度自动触头 前端向动触点递增， 两块产气板在靠近灭弧栅片 组一侧的间距小于远离灭弧栅片组一侧的间距。 该装置通过增强动触头引弧能力， 以及压缩电弧 弧柱直径， 使电弧拉长， 适用于提高直流和交流 断路器的开断能力。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 111584323 A 2020.08.25 C

3、N 111584323 A 1.一种提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 包括隔弧壁(1)、 产气板(2)、 动触头(3)、 静触头(4)、 灭弧栅片组(5)； 两块相对设置的所述隔弧壁(1)其内侧壁面上安装有两块相对 设置的所述产气板(2)； 所述灭弧栅片组(5)安装在两块所述隔弧壁(1)之间， 并位于两块所 述产气板(2)同一竖向侧； 所述静触头(4)设置在所述灭弧栅片组(5)下方； 所述动触头(3) 设置在两块所述产气板(2)之间， 且以定点竖向转动， 使所述动触头(3)前端穿过所述灭弧 栅片组(5)； 其特征在于： 所述动触头(3)前端具有突出于动触点(31)的圆弧形弧角(32)， 所

4、述弧角(32)的厚度自所述动触头(3)前端向所述动触点(31)递增， 两块所述产气板(2)在靠 近所述灭弧栅片组(5)一侧的间距小于远离所述灭弧栅片组(5)一侧的间距。 2.根据权利要求1所述的提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 其特征在于： 所述产气 板(2)与所述动触头(3)相对面之间的间距为23mm。 3.根据权利要求1所述的提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 其特征在于： 所述动触 头(3)向上转动分闸时， 所述动触点(31)斥开极限位置不高于所述产气板(2)。 4.根据权利要求1所述的提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 其特征在于： 所述产气 板(2)的材料为三聚氰胺、 聚甲醛、 尼

5、龙。 5.根据权利要求1所述的提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 其特征在于： 所述动触 头(3)上方设置有对分闸向上转动进行上限位的挡块(6)。 6.根据权利要求1所述的提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 其特征在于： 所述静触 头(4)上的引弧脚(42)位于所述灭弧栅片组(5)最下栅片下方并与之平行。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111584323 A 2 提高断路器开断能力的触头灭弧装置 技术领域 0001 本发明涉及低压电气技术领域， 特别是一种解决断路器开断问题的触头灭弧装 置。 背景技术 0002 随着轨道交通、 光伏发电等需直流供电系统的迅速发展， DC1500V及以下的直

6、流电 器得到广泛运用， 由此， 直流断路器应运而生。 断路器开断电流时， 会产生电弧， 由于直流电 弧不像交流电弧存在过零点的现象， 因此， 直流断路器开断直流电流时， 相比于交流断路器 开断交流电流， 会存在灭弧比较困难的问题。 0003 在GB/T 34581-2017中9.3.9明确提出直流临界负载电流试验要求。 直流临界负载 电流是指产品在最大允许工作电压下， 工作电流分别从4A以2倍递增(不应超过额定电流 值)， 针对每一电流进行10次开断试验， 取其平均燃弧时间最大值， 再以最长燃弧时间， 进行 100次电寿命试验。 在整个试验程序中， 由于较长时间的燃弧， 往往会造成触头烧损严重

7、， 试 验无法顺利进行； 同时产品实际使用中， 长时间的燃弧会缩短产品的使用寿命， 甚至会引起 火灾事故。 对于直流临界负载电流开断时难以灭弧的问题， 并不能通过以往的磁吹来解决， 主要是由于电流值较小， 所产生的磁吹力小， 难以把电弧吹进灭弧栅片。 目前几乎没有解决 直流断路器临界负载电流开断时灭弧问题的完整方案。 发明内容 0004 发明目的： 针对上述问题， 本发明的目的是提供一种断路器上的触头灭弧装置， 特 别是解决直流断路器开断时难以灭弧的问题。 0005 技术方案： 一种提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 包括隔弧壁、 产气板、 动触 头、 静触头、 灭弧栅片组； 两块相对设置的所

8、述隔弧壁其内侧壁面上安装有两块相对设置的 所述产气板； 所述灭弧栅片组安装在两块所述隔弧壁之间， 并位于两块所述产气板同一竖 向侧； 所述静触头设置在所述灭弧栅片组下方； 所述动触头设置在两块所述产气板之间， 且 以定点竖向转动， 使所述动触头前端穿过所述灭弧栅片组； 所述动触头前端具有突出于动 触点的圆弧形弧角， 所述弧角的厚度自所述动触头前端向所述动触点递增， 两块所述产气 板在靠近所述灭弧栅片组一侧的间距小于远离所述灭弧栅片组一侧的间距。 0006 弧角有利于电弧沿着弧角的圆弧形弧面运动， 圆弧面的弧角能够降低电弧由动触 点经过弧角向灭弧栅片组转移的阻力。 0007 弧角的厚度结构， 能

9、够对电弧进行维持， 电弧顺利往弧角区域转移后， 能够有效拉 伸电弧长度， 提升弧柱电压， 增加灭弧效果。 0008 产气板的结构， 间距小的一侧， 一方面， 能够压缩电弧的弧柱直径， 提升弧压， 利于 灭弧， 另一方面， 产气板能与电弧接触更充分， 能产生更多的中性游离气体。 0009 最佳的， 所述产气板与所述动触头相对面之间的间距为23mm。 0010 进一步的， 所述动触头向上转动分闸时， 所述动触点斥开极限位置不高于所述产 说明书 1/3 页 3 CN 111584323 A 3 气板。 0011 进一步的， 所述产气板的材料为三聚氰胺、 聚甲醛、 尼龙。 0012 进一步的， 所述动

10、触头上方设置有对分闸向上转动进行上限位的挡块。 0013 进一步的， 所述静触头上的引弧脚位于所述灭弧栅片组最下栅片下方并与之平 行。 0014 有益效果： 与现有技术相比， 本发明的优点是： 该触头灭弧装置可在保持断路器原 有体积大小的前提下改进实现， 通过增强动触头的引弧能力， 以及压缩电弧弧柱直径， 使电 弧拉长， 从而提高直流断路器临界负载电流的开断能力， 同时， 也适用于提高直流断路器和 交流断路器的开断能力。 附图说明 0015 图1为本发明立体结构示意图； 0016 图2为图1去除同侧的一块隔弧壁和产气板的内部结构示意图； 0017 图3为动触头主视图； 0018 图4为图3的俯

11、视图； 0019 图5为图1的A向端面视图； 0020 图6为动触头向上转动分闸时的电弧示意图。 具体实施方式 0021 下面结合附图和具体实施例， 进一步阐明本发明。 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。 0022 一种提高断路器开断能力的触头灭弧装置， 如附图1、 2、 5、 6所示， 包括隔弧壁1、 产 气板2、 动触头3、 静触头4、 灭弧栅片组5。 0023 两块隔弧壁1竖向相对设置， 之间具有间距， 隔弧壁1下端可安装在直流断路器的 底座上， 上端可与直流断路器的上盖接触， 通过直流断路器的底座和上盖对隔弧壁约束固 定。 两块隔弧壁1相对的内侧壁面上分别铆接一块产

12、气板2， 两块产气板2竖向相对设置， 之 间具有间距； 产气板2的材料为三聚氰胺、 聚甲醛、 尼龙或其他产气材料。 灭弧栅片组5在两 块隔弧壁1之间， 位于两块产气板2同一竖向侧， 与隔弧壁1铆接安装。 0024 静触头4设置在灭弧栅片组5下方， 与直流断路器的底座安装固定， 静触头4上的引 弧脚42位于灭弧栅片组5最下栅片下方并与之平行。 动触头3设置在两块产气板2之间， 动触 头3后端与转轴7连接， 以转轴7为定点绕其竖向转动， 转轴7与直流断路器固定， 动触头3转 动时， 其前端穿过灭弧栅片组5。 动触头3向下转动合闸时， 动触头3前端下方的动触点31与 静触头4上的静触点41接触， 动

13、触头3向上转动分闸时， 动触头3前端处于两块产气板2之间， 且动触点31斥开极限位置不高于产气板2， 对应于该位置， 动触头3上方设置一个与直流断 路器固定的挡块6， 对动触头3分闸向上转动进行上限位。 动触头3的分闸和合闸可通过动作 机构由四连杆到五连杆的变化来控制实现。 0025 结合附图3、 4所示， 动触头3前端具有突出于动触点31的圆弧形弧角32， 弧角32在 厚度方向上自其侧壁面倒角， 形成自动触头3前端向动触点31厚度递增。 0026 结合附图5所示， 动触头3在两块产气板2之间， 两块产气板2在靠近灭弧栅片组5一 说明书 2/3 页 4 CN 111584323 A 4 侧的间

14、距a小于远离灭弧栅片组5一侧的间距b， 即两块产气板2之间的间距自远离灭弧栅片 组5一侧向靠近灭弧栅片组5一侧收缩， 并且产气板2与动触头3相对面之间具有23mm间 距。 0027 直流断路器在通电情况下， 人为操作将直流断路器断开时， 动触头、 静触头由合闸 到分闸状态， 在动触头、 静触头之间形成电弧， 由于此时系统回路中的电流值较小， 电弧的 磁吹力不能很好的将电弧吹进灭弧栅片组， 因此， 在动触头、 静触头之间存在持续燃弧， 电 弧存在于动触头、 静触头之间。 0028 为此， 在分闸过程中， 电弧随动触头转动而运动转移， 产气板在电弧作用下产生高 温而促进产生中性游离气体， 由于两块

15、产气板在靠近灭弧栅片组一侧的间距a相对较小， 一 方面， 能够压缩电弧的弧柱直径， 提升弧压， 利于灭弧， 另一方面， 产气板能与电弧接触更充 分， 能产生更多的中性游离气体； 游离气体冷却电弧温度， 同时将电弧吹进灭弧栅片组， 在 游离气体作用的带动下， 电弧沿着动触头前端弧角的圆弧形弧面运动， 圆弧面的弧角能够 降低电弧由动触点经过弧角向灭弧栅片组转移的阻力， 加之弧角厚度自动触点向动触头前 端递减， 能够对电弧进行维持， 电弧顺利往弧角区域转移后， 能够有效拉伸电弧长度， 提升 弧柱电压， 增加灭弧效果。 0029 该触头灭弧装置可在保持直流断路器原有体积大小的前提下改进实现， 通过增强 动触头的引弧能力， 以及压缩电弧弧柱直径， 使电弧拉长， 从而提高直流断路器临界负载电 流的开断能力， 同时， 也适用于提高直流断路器和交流断路器的开断能力。 说明书 3/3 页 5 CN 111584323 A 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 111584323 A 6 图2 图3 图4 说明书附图 2/3 页 7 CN 111584323 A 7 图5 图6 说明书附图 3/3 页 8 CN 111584323 A 8