CN109509691B - 一种断路器的触头灭弧装置及其断路器 - Google Patents

Abstract

一种断路器的触头灭弧装置及其断路器，触头灭弧装置包括动导杆、静导杆、可旋转的引弧片和灭弧栅片组，动导杆和静导杆上分别固定有正对的动触点和静触点，特点：引弧片旋转设置在静导杆上且与静导杆通过软连接实现电连接，动导杆和引弧片上分别设置有正对且可接触的第一引弧面和第二引弧面，在动触点与静触点接触过程中，动导杆上的第一引弧面和引弧片上的第二引弧面先于动触点与静触点接触；在动触点与静触点分离过程中，动导杆上的第一引弧面和引弧片上的第二引弧面后于动触点与静触点分离。断路器包括多个上面所述的触头灭弧装置。实现动触点与静触点无弧接触和无弧分断，减少动触点与静触点的烧蚀；提高断路器的分断能力和电寿命。

Description

一种断路器的触头灭弧装置及其断路器

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的触头灭弧装置，并且还涉及使用该触头灭弧装置的断路器。

背景技术

低压断路器作为低压电网的重要元件，特别是在电路中出现短路大电流时，能够迅速分断电路，从而保证电网不受损害。低压断路器在分断电流的过程中，会产生电弧，如果电弧长时间的在动静触头上烧灼而不被引入灭弧室，则会造成分断电流失败；即使电弧能被引入灭弧室，如果不能以很快的速度离开动静触头，仍然会造成动静触头表面的大量烧损，从而影响断路器的整体电寿命。

因此，在触头材料的耐电弧性能尚未有革命性的突破之前，为了能够提高断路器的电寿命，提高电弧的转移速度是关键，通常的做法是在触点的附近安装一个用于引弧的结构即引弧片，人为地给电弧一个引导通路，使得电弧快速离开动静触头而进入灭弧室。如图1所示，为现有技术中采用引弧片结构的触头灭弧装置，其包括动导杆1、静导杆2、引弧片3、灭弧栅片组6，所述的动导杆1、静导杆2上分别固定有正对的动触点11和静触点21，所述的引弧片3的一端34与静触点21并排焊接在静触头2上，当分断电流时，动导杆1带动动触点11与静触点21分离，在动触点11与静触点21间产生电弧7，然后电弧7在磁场力作用下转移到引弧板3上，从而减少静触点21表面烧蚀。此外，现有技术中还有通过动导杆端部设置弧触头并且动导杆错轴安装来实现电弧的快速转移的方案。对于前者即采用引弧片结构的断路器，由于引弧片材料、结构形式的不同，转移电弧的效果也不同；对于后者即动导杆错轴安装则会增大动触头系统的体积，增大转动惯量，不利于断路器的小型化和高分断能力、高寿命要求。因此如何设计一个合理的引弧结构是当前的研究热点。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种断路器的触头灭弧装置，能将电弧迅速转移到灭弧室从而将电弧熄灭，实现动触点与静触点无弧接触和无弧分断，相对于现有技术，有效减少动触点与静触点的烧蚀。

本发明的另一任务在于提供应用此触头灭弧装置的断路器，能够提高断路器的电寿命且保障触头灭弧装置所述技术效果的全面体现。

为完成首要任务，本发明所提供的技术方案是：一种断路器的触头灭弧装置，包括一动导杆、一静导杆、一可旋转的引弧片和一灭弧栅片组，所述的动导杆和静导杆上分别固定有正对的动触点和静触点，所述的引弧片枢置在静导杆上且与静导杆通过软连接实现电连接，所述的动导杆和引弧片上分别设置有正对且可接触的第一引弧面和第二引弧面，在动触点与静触点接触过程中，所述的动导杆上的第一引弧面和引弧片上的第二引弧面先于动触点与静触点接触；在动触点与静触点分离过程中，所述的动导杆上的第一引弧面和引弧片上的第二引弧面后于动触点与静触点分离。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的引弧片包括靠近静触点的支撑部、远离静触点的引弧部及连接支撑部与引弧部的折弯部，在动触头和静触头接触时，所述的支撑部与静导杆不接触。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的动触头和静触头接触时，所述的支撑部垂直于静导杆。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的支撑部通过软连接与静导杆电连接。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的引弧片与静导杆之间安装有复位弹簧，所述的复位弹簧保持引弧片绕着其转动中心线向着远离静导杆方向转动的趋势。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的引弧片的支撑部侧面加工有铰接孔，所述的静导杆对应支撑部的位置上开设有凹槽，所述的凹槽的槽底加工有安装孔，所述的凹槽的右侧槽壁为限位面，所述的引弧片的支撑部插入静导杆的凹槽中，且引弧片与静导杆通过销穿过铰接孔和安装孔来实现铰接。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的引弧片绕铰接孔和安装孔的中心线O2旋转实现引弧片相对于静导杆的铰接旋转，所述的复位弹簧保持引弧片绕着铰接孔和安装孔的中心线O2向着远离静导杆方向转动的趋势。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的凹槽的限位面与所述的支撑部相配合而限制引弧片作进一步旋转，从而保证引弧片不与灭弧栅片组接触。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的引弧片的材料是高导磁材料。

为完成另一任务，本发明所提供的技术方案是：一种断路器，该断路器包括多个上面所述的触头灭弧装置。

本发明由于采用了上述结构，具有的优点之一、由于在静导杆上设置可旋转的引弧片，在动触点与静触点处于闭合接触状态时，引弧片在复位弹簧作用力下与动导杆引弧面接触，并且在动触点与静触点接触过程中，引弧片上的引弧面与动导杆上的引弧面先于动触点与静触点接触；在动触点与静触点分离过程中，引弧片上的引弧面与动导杆上的引弧面后于动触点与静触点分离 ，实现动触点与静触点无弧接触和无弧分断，相对于传统的触头灭弧装置，减少动触点与静触点的烧蚀；优点之二、具有上述触头灭弧装置的断路器用于分断电流时，由于上述的动触点与静触点无弧接触和无弧分断，有利于提高断路器的分断能力和电寿命。

附图说明

图1为现有技术所述断路器的触头灭弧装置的实施例结构示意图。

图2a为本发明所述断路器的触头灭弧装置的动、静触头接触时的结构示意图。

图2b为本发明所述断路器的触头灭弧装置的动、静触头刚分离时且第一引弧面和第二引弧面仍接触时的结构示意图。

图2c为本发明所述断路器的触头灭弧装置的动、静触头刚分离时且第一引弧面和第二引弧面分离产生电弧时的结构示意图。

图2d为本发明所述断路器的动导杆打开至最大位置时的结构示意图。

图2e为本发明所述断路器的触头灭弧装置的动、静触头接触过程中，第一引弧面和第二引弧面刚接触且动、静触头未接触时的结构示意图。

图3 为本发明所述断路器的触头灭弧装置的静导杆和引弧片的安装示意图。

图中：1.动导杆、11.动触点、12.第一引弧面；2.静导杆、21.静触点、22.凹槽、221.安装孔、222.限位面；3.引弧片、31.支撑部、311.铰接孔、32.引弧部、33.折弯部、331.第二引弧面、34.一端；4.软连接；5.复位弹簧；6.灭弧栅片组；7.电弧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

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2a所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

请参阅图2a～图2d并结合图3，本发明涉及一种断路器的触头灭弧装置，包括动导杆1、静导杆2、引弧片3、软连接4、复位弹簧5和灭弧栅片组6，所述的动导杆1和静导杆2上分别固定有正对的动触点11和静触点21，所述的引弧片3可使用高导磁材料，本实施例中优选的高导磁材料为铁。所述的引弧片3铰接于静导杆2上，其由三部分组成，分别是靠近静触点21的支撑部31，远离静触点21的引弧部32、连接支撑部31与引弧部32的折弯部33。所述的引弧片3与静导杆2通过软连接4实现电连接，具体的，所述的支撑部31通过软连接4与静导杆2电连接。所述的引弧片3的支撑部31侧面加工有铰接孔311。所述的静导杆2对应支撑部31的位置上开设有凹槽22，所述的凹槽22的槽底加工有安装孔221，所述的凹槽22的右侧槽壁为限位面222。所述的引弧片3插入静导杆2的凹槽22中，且引弧片3与静导杆2通过销穿过铰接孔311和安装孔221实现铰接，实现引弧片3绕着铰接孔311和安装孔221的中心线相对于静导杆2旋转，这里铰接孔311和安装孔221的中心线设为O2，即引弧片3绕中心线O2旋转。在静触点21和动触点11接触时，所述的支撑部31与静导杆2不接触，如图2a所示，所述的支撑部31与静导杆2之间间隔距离d，本实施例中优选为支撑部31垂直于静导杆2，同时所述的动导杆1和折弯部33上分别设置有正对且可接触的第一引弧面12和第二引弧面331。所述的动导杆1在动触点11离开静触点21的过程中，动导杆1绕着中心线O1旋转。所述的引弧片3与静导杆2之间安装有复位弹簧5，所述的复位弹簧5保持引弧片3绕着中心线O2逆时针转动的趋势，即所述的复位弹簧5保持引弧片3绕着其转动中心线向着远离静导杆2方向转动的趋势。所述凹槽22的限位面222的作用是通过与所述支撑部31的配合而限制引弧片3作进一步旋转，从而保证引弧片3不与灭弧栅片组6接触。

请继续参阅图2a～图2d，所述的断路器的触头灭弧装置具体的灭弧过程如下：

如图2a所示，所述的动导杆1处于闭合位置，即动导杆1上的动触点11与静导杆2上的静触点21接触，所述的引弧片3在复位弹簧5弹簧力的作用下其上的第二引弧面331与动导杆1的第一引弧面12接触，此时，所述的引弧片3上的引弧部32与静导杆2夹角为θ2。

如图2b所示，所述的动导杆1绕中心线O1逆时针转动即向上打开触头过程中，所述的动触点11与静触点21断开后，动导杆1的第一引弧面12仍与引弧片3上的折弯部33的第二引弧面331接触，当动导杆1继续向上打开时，所述的引弧片3在复位弹簧5弹簧力的作用下绕中心线O2逆时针转动，使得引弧部32与静导杆2的夹角逐渐增大。

如图2c所示，所述的动导杆1继续绕中心线O1逆时针转动，直至动导杆1的第一引弧面12与引弧片3上的第二引弧面331分离后，所述的引弧片3上的支撑部31在复位弹簧5弹簧力的作用下绕中心线O2逆时针旋转，直至支撑部31与限位面222接触，此时，所述的引弧片3上的引弧部32与静导杆2夹角变为θ1，并且动导杆1的第一引弧面12与引弧片3之间产生电弧7。

如图2d所示，所述的动导杆1继续绕中心线O1逆时针转动至最大位置时即动导杆1打开至最大位置时，所述的动导杆1的第一引弧面12与引弧片3之间产生的电弧7被拉长，并且电弧7受电动力作用进入灭弧室被灭弧栅片组6切割，从而熄灭电弧7，实现了断路器的分断，同时避免了电弧7在动触点11、静触点12上的烧灼。

如图2e所示，当动触点11和静触点12重新接触时，所述的动导杆1绕中心线O1顺时针转动，在动触点11与静触点21接触之前，动导杆1上的第一引弧面12已与引弧片3上的折弯部33的第二引弧面331接触了，所述的动导杆1继续绕中心线O1顺时针转动，直至动触点11与静触点21接触，实现断路器的接通。

综上所述，当动导杆1顺时针旋转也就是在动触点11与静触点21接触过程中，引弧片3上的第二引弧面331与动导杆1上的第一引弧面12先于动触点11与静触点21接触；在动触点11与静触点21分离过程中，所述的引弧片3上的第二引弧面331与动导杆1上的第一引弧面12后于动触点11与静触点21分离。本发明所述的触头灭弧装置实现了动触点11与静触点21无弧接触和无弧分断，从而减少动触点11与静触点21的烧蚀，有利于提高断路器的电寿命。

Claims (10)

1.一种断路器的触头灭弧装置，包括一动导杆(1)、一静导杆(2)、一可旋转的引弧片(3)和一灭弧栅片组(6)，所述的动导杆(1)和静导杆(2)上分别固定有正对的动触点(11)和静触点(21)，其特征在于：所述的引弧片(3)枢置在静导杆(2)上且与静导杆(2)通过软连接(4)实现电连接，所述的动导杆(1)和引弧片(3)上分别设置有正对且可接触的第一引弧面(12)和第二引弧面(331)，在动触点(11)与静触点(21)分离过程中，所述的动导杆(1)上的第一引弧面(12)和引弧片(3)上的第二引弧面(331)后于动触点(11)与静触点(21)分离；在动触点(11)与静触点(21)接触过程中，所述的动导杆(1)上的第一引弧面(12)和引弧片(3)上的第二引弧面(331)先于动触点(11)与静触点(21)接触；在触头打开过程中，动导杆(1)逆时针转动使动触点(11)与静触点(21)分离后，第一引弧面(12)仍与第二引弧面(331)接触，动导杆(1)继续逆时针转动时，引弧片(3)逆时针转动后被限位，动导杆(1)进一步转动使第一引弧面(12)与第二引弧面(331)分离，第一引弧面(12)与引弧片(3)之间产生电弧；在触头闭合过程中，动导杆(1)顺时针转动，在动触点(11)与静触点(21)接触之前，第一引弧面(12)已与第二引弧面(331)接触，动导杆(1)继续顺时针转动使动触点(11)与静触点(21)接触，实现断路器接通。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的引弧片(3)包括靠近静触点(21)的支撑部(31)、远离静触点(21)的引弧部(32)及连接支撑部(31)与引弧部(32)的折弯部(33)，在动触点(11)和静触点(21)接触时，所述的支撑部(31)与静导杆(2)不接触。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的动触点(11)和静触点(21)接触时，所述的支撑部(31)垂直于静导杆(2)。

4.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的支撑部(31)通过软连接(4)与静导杆(2)电连接。

5.根据权利要求2所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的引弧片(3)与静导杆(2)之间安装有复位弹簧(5)，所述的复位弹簧(5)保持引弧片(3)绕着其转动中心线向着远离静导杆(2)方向转动的趋势。

6.根据权利要求5所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的引弧片(3)的支撑部(31)侧面加工有铰接孔(311)，所述的静导杆(2)对应支撑部(31)的位置上开设有凹槽(22)，所述的凹槽(22)的槽底加工有安装孔(221)，所述的凹槽(22)的右侧槽壁为限位面(222)，所述的引弧片(3)的支撑部(31)插入静导杆(2)的凹槽(22)中，且引弧片(3)与静导杆(2)通过销穿过铰接孔(311)和安装孔(221)来实现铰接。

7.根据权利要求6所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的引弧片(3)绕铰接孔(311)和安装孔(221)的中心线(O2)旋转实现引弧片(3)相对于静导杆(2)的铰接旋转，所述的复位弹簧(5)保持引弧片(3)绕着铰接孔(311)和安装孔(221)的中心线(O2)向着远离静导杆(2)方向转动的趋势。

8.根据权利要求6所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于：所述的凹槽(22)的限位面(222)与所述的支撑部(31)相配合而限制引弧片(3)作进一步旋转，从而保证引弧片(3)不与灭弧栅片组(6)接触。

9.根据权利要求1所述的一种断路器的触头灭弧装置，其特征在于所述的引弧片(3)的材料是高导磁材料。

10.一种断路器，其特征在于：包括多个上述权利要求1～9中任一项所述的一种断路器的触头灭弧装置。