CN112908798A - 一种环状磁屏蔽罩及使用其的低压直流断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环状磁屏蔽罩，其包括相对布置的第一罩壁和第二罩壁，所述第一罩壁的两端分别与第二罩壁的两端连接形成环状结构，所述第一罩壁和第二罩壁之间存在间隙，所述第一罩壁和第二罩壁共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽，所述容纳槽的槽壁均由第一罩壁或第二罩壁构成，所述第一罩壁和第二罩壁均采用导磁材料制成。本发明还公开了一种使用上述环状磁屏蔽罩的低压直流断路器。其目的是为了提供一种环状磁屏蔽罩及使用其的低压直流断路器，该环状磁屏蔽罩应用于低压直流断路器的灭弧室，使灭弧室具有磁屏蔽功能，从而避免断路器在开断时产生侧烧，使断路器能够安全有效地进行开断。
Description
技术领域
本发明涉及断路器领域，特别是涉及一种用于低压直流断路器的磁屏蔽装置及使用该磁屏蔽装置的断路器。
背景技术
低压直流断路器作为低压直流配电系统中最重要的元器件之一，广泛应用于重要的发电站、变电站、通信基站和数据中心等。其稳定可靠的运行保证了电力系统、通信等关键部门的安全。此外，低压直流断路器还大量应用于城市轨道交通体系、舰船电力系统以及新兴的光伏系统中，确保配电系统、用电设备以及光伏系统的安全。
与工频电流不同，直流电流没有自然过零点，在直流电流的开断过程中，其电弧熄灭和调控要比开断交流电流情况难得多。低压直流空气电弧高性能开断成为低压电器领域的研究热点问题之一。直流分断的方法有限流法、强制过零法、机械-电力电子混合式开关法。其中耗能限流是通过不断提高电弧电压来实现电流开断的，而常用的低压直流断路器单断口的工作电压一般只能达DC200～300V，所以常采用多断口串联的方法来提高其工作电压，进而实现直流开断。
如图1、2所示，对于多断口技术方案，开断时对多断口触头间的同步性要求很高，各断口分担的电压要一致，同时由于多断口采用电气串联，物理位置并联的连接方式，所以在开断时，其中一断口直流电弧受到旁路断口横向磁吹作用产生侧烧，横向磁吹是由断口间的电弧电动力作用产生的，结果导致各断口燃弧能量不同，造成触头和灭弧栅片烧毁严重，使得开断失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环状磁屏蔽罩及使用其的低压直流断路器，该环状磁屏蔽罩应用于低压直流断路器的灭弧室，使灭弧室具有磁屏蔽功能，从而避免断路器在开断时产生侧烧，使断路器能够安全有效地进行开断。
本发明中的环状磁屏蔽罩，包括相对布置的第一罩壁和第二罩壁，所述第一罩壁的两端分别与第二罩壁的两端连接形成环状结构，所述第一罩壁和第二罩壁之间存在间隙，所述第一罩壁和第二罩壁共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽，所述容纳槽的槽壁均由第一罩壁或第二罩壁构成，所述第一罩壁和第二罩壁均采用导磁材料制成。
本发明中的环状磁屏蔽罩，其中所述第一罩壁和第二罩壁均呈长方体形，所述第一罩壁和第二罩壁在自身长度方向上共同沿S型弯折形成两个以上的所述容纳槽。
本发明中的环状磁屏蔽罩，其中所述容纳槽设为三个或四个。
本发明中的使用上述环状磁屏蔽罩的低压直流断路器，包括基座，所述基座的内腔设有两个以上并排布置的灭弧室，所述灭弧室的外围设有所述环状磁屏蔽罩，所述灭弧室和容纳槽的数量相同，所述灭弧室和容纳槽一一对应布置，每个所述灭弧室分别位于对应的容纳槽内。
本发明中的低压直流断路器，其中所述环状磁屏蔽罩浇注于所述基座内。
本发明中的低压直流断路器，其中所述灭弧室和容纳槽均设为三个或四个。
本发明环状磁屏蔽罩及使用其的低压直流断路器与现有技术不同之处在于环状磁屏蔽罩为采用导磁材料制成的环状结构，并且第一罩壁和第二罩壁共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽，使用的时候，将环状磁屏蔽罩置于低压直流断路器的灭弧室外围，容纳槽和灭弧室的数量相同并且一一对应布置，使每个灭弧室分别位于对应的容纳槽内。对每个灭弧室来说，环状磁屏蔽罩能够屏蔽其周围磁场的干扰。因此，本发明能够避免断路器在开断时产生侧烧，使断路器能够安全有效地进行开断。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为现有技术中的低压直流断路器四断口串联示意图；
图2为现有技术中的低压直流断路器三断口串联示意图；
图3为本发明中的低压直流断路器的结构示意图；
图4为沿图3中A-A线的剖视图；
图5为本发明中基座的结构示意图；
图6为沿图5中B-B线的剖视图；
图7为本发明中环状磁屏蔽罩的结构示意图；
图8为图7中C处的局部放大图；
图9为本发明中环状磁屏蔽罩的磁屏蔽原理图。
具体实施方式
如图7所示，并结合图8所示，本发明中的环状磁屏蔽罩09包括相对布置的第一罩壁091和第二罩壁092，第一罩壁091和第二罩壁092平行布置，所述第一罩壁091的两端分别与第二罩壁092的两端连接形成环状结构，所述第一罩壁091和第二罩壁092之间存在间隙093。所述第一罩壁091和第二罩壁092共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽094，所述容纳槽094的槽壁均由第一罩壁091或第二罩壁092构成，在本实施例中，容纳槽094的槽壁均由第一罩壁091构成，也就是说，容纳槽094位于环状磁屏蔽罩09的同一侧。所述第一罩壁091和第二罩壁092均采用导磁材料制成。
如图7所示，本发明中的环状磁屏蔽罩09，其中所述第一罩壁091和第二罩壁092均呈长方体形，第一罩壁091和第二罩壁092均具有一定的厚度。所述第一罩壁091和第二罩壁092在自身长度方向上共同沿S型弯折形成两个以上的所述容纳槽094。
本发明中的环状磁屏蔽罩09，其中所述容纳槽094设为三个或四个。如图7所示，在本实施例中，容纳槽094设为四个，以便与设有四个灭弧室06的低压直流断路器相匹配。
如图3所示，并结合图4-6所示，本发明中的使用上述环状磁屏蔽罩09的低压直流断路器，包括基座01，所述基座01的内腔设有两个以上并排布置的灭弧室06，所述灭弧室06的外围设有所述环状磁屏蔽罩09，所述灭弧室06和容纳槽094的数量相同，所述灭弧室06和容纳槽094一一对应布置，每个所述灭弧室06分别位于对应的容纳槽094内。环状磁屏蔽罩09在断路器中与灭弧室06位于同一水平与高度位置处，环绕在灭弧室06的周围。
如图4所示，并结合图6所示，所述环状磁屏蔽罩09浇注于所述基座01内，具体浇注于基座01的上端内部，使环状磁屏蔽罩09的四周均被绝缘材料隔离。需要说明的是，在环状磁屏蔽罩09浇注于基座01内部后，环状磁屏蔽罩09的第一罩壁091和第二罩壁092之间仍然存在间隙093。
所述灭弧室06和容纳槽094均设为三个或四个，如图3所示，并结合图5、6所示，在本实施例中，灭弧室06和容纳槽094均设为四个。
如图3所示，并结合图4-6所示，本发明中的低压直流断路器还包括静导电系统02、动导电系统03、磁脱扣系统04、转轴05、操作机构07及罩壳08。静导电系统02、动导电系统03、转轴05、操作机构07、磁脱扣系统04及灭弧室06安装在基座01的内腔，罩壳08安装在基座01的上部，灭弧室06安装在静导电系统02与动导电系统03的上端。上述低压直流断路器的部件属于现有技术，在此对其具体结构以及工作原理不予赘述。
本发明环状磁屏蔽罩及使用其的低压直流断路器与现有技术不同之处在于环状磁屏蔽罩09为采用导磁材料制成的环状结构，并且第一罩壁091和第二罩壁092共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽094，使用的时候，将环状磁屏蔽罩09置于低压直流断路器的灭弧室06外围，容纳槽094和灭弧室06的数量相同并且一一对应布置，使每个灭弧室06分别位于对应的容纳槽094内。对每个灭弧室06来说，环状磁屏蔽罩09能够屏蔽其周围磁场的干扰。因此，本发明能够避免断路器在开断时产生侧烧，使断路器能够安全有效地进行开断。
如图9所示，本发明中的环状磁屏蔽罩09的磁屏蔽原理如下：相邻的两个断口a、b在开断大的短路电流时，分别形成a电弧和b电弧。a、b电弧由于电磁感应原理分别在旁路产生横向磁场，其法向分量分别为Bat和Bbt。横向磁场Bat和Bbt磁感线在往彼此旁路断口传输过程中，受到环状磁屏蔽罩09的作用，Bat和Bbt被吸收磁极化，磁感线大部分集中在闭合相互连接的环形薄壁导磁材料里(即环状磁屏蔽罩09的第一罩壁091和第二罩壁092内)了，构成了环状磁屏蔽罩09，Bat和Bbt磁场将被环状磁屏蔽罩09吸收屏蔽，并且随着环状磁屏蔽罩09厚度的增大，这种屏蔽效果越显著。因此Bat和Bbt穿透环状磁屏蔽罩09衰减到B0，强度显著下降，对旁路的影响很小。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种环状磁屏蔽罩，其特征在于：包括相对布置的第一罩壁和第二罩壁，所述第一罩壁的两端分别与第二罩壁的两端连接形成环状结构，所述第一罩壁和第二罩壁之间存在间隙，所述第一罩壁和第二罩壁共同沿S型弯折形成两个以上的容纳槽，所述容纳槽的槽壁均由第一罩壁或第二罩壁构成，所述第一罩壁和第二罩壁均采用导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的环状磁屏蔽罩，其特征在于：所述第一罩壁和第二罩壁均呈长方体形，所述第一罩壁和第二罩壁在自身长度方向上共同沿S型弯折形成两个以上的所述容纳槽。
3.根据权利要求2所述的环状磁屏蔽罩，其特征在于：所述容纳槽设为三个或四个。
4.一种使用权利要求1-3任一项所述环状磁屏蔽罩的低压直流断路器，包括基座，所述基座的内腔设有两个以上并排布置的灭弧室，其特征在于：所述灭弧室的外围设有所述环状磁屏蔽罩，所述灭弧室和容纳槽的数量相同，所述灭弧室和容纳槽一一对应布置，每个所述灭弧室分别位于对应的容纳槽内。
5.根据权利要求4所述的低压直流断路器，其特征在于：所述环状磁屏蔽罩浇注于所述基座内。
6.根据权利要求5所述的低压直流断路器，其特征在于：所述灭弧室和容纳槽均设为三个或四个。
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