具有灭弧机构的断路器

摘要

本发明公开了一种具有灭弧机构的断路器，其包括：沿纵向布置的多个栅板，每个栅板在其两端处具有凸出部从而限定所述凸出部之间的空间；固定部，其支撑所述栅板；绝缘板，其固定在所述栅板的两侧；定子，其位于所述栅板之下，所述定子包括电弧滚道和布置在所述电弧滚道的上侧的固定触点；以及推进器，其在所述空间内上下运动以与固定触点接触或者分开，其中所述空间内的绝缘板之间的间隔比所述推进器的宽度短。

权利要求

1.一种断路器，包括：

沿纵向布置的多个栅板，每个栅板在其两端处具有凸出部从而限定所述凸出部之间的空间；

固定部，其支撑所述栅板；

绝缘板，其固定在所述栅板的两侧；

定子，其位于所述栅板之下，所述定子包括电弧滚道和布置在所述电弧滚道的上侧的固定触点；以及推进器，其在所述空间内上下运动以与固定触点接触或者分开，其中所述绝缘板包括：

第一绝缘板，其布置在所述栅板的两侧；以及第二绝缘板，其联接到第一绝缘板并且延伸进入所述空间，其中每个第二绝缘板包括：

联接部，其联接到所述第一绝缘板；以及倾斜部，其从所述联接部倾斜地朝向所述栅板延伸，并且其中所述空间内的所述第二绝缘板的所述倾斜部之间的间隔，比所述电弧滚道的宽度短，并且比所述推进器的宽度短。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述第二绝缘板位于所述栅板的所述凸出部与所述推进器之间。

说明书

具有灭弧机构的断路器

技术领域

[0001] 本说明书涉及一种具有灭弧机构的断路器，特别涉及一种具有用于熄灭在由于故障电流而使活动触头与固定触头分开时产生的电弧的灭弧机构的断路器。

背景技术

[0002] 断路器是一种当发生电过载状态或短路状态时通过自动地断开电路或线路从而保护所述电路或线路的电气装置。一般地，流经电路的电流通常被划分为额定电流和由于诸如短路、接地等的故障而流动的故障电流。

[0003] 故障电流远大于额定电流，因此很难切断故障电流。因此，将断路器设计为阻断额定电流和故障电流两者。额定开关仅仅能够阻断与额定电流一样低的电流，从而其与断路器相区别。电力系统包括发电机、变压器、输电线等等。当期望停止它们其中的一些时，被期望停止的发电机或输电线的电流由断路器阻断，从而使得发电机或输电线能够从电力系统中隔离出来。同样地，当在系统中产生如短路或接地的故障时，相当大的故障电流流经该系统。如果该系统停留在那个状态，则可能会加剧对损坏部件或部分的损害并且其它部件也可能由于大电流而发生故障。于是，将断路器用于阻断损坏部分。

[0004] 一般地，当断路器具有较高的灭弧能力时，断路器展现更加优良的电流限制并且在更短时间内断开电流。

[0005] 图1是示出了现有技术的断路器的结构的示意图，图2是示出了现有技术的断路器的灭弧机构的结构的分解立体图，图3是示出了现有技术的灭弧机构的操作的示图，而图4是示出了从现有技术的断路器产生的电弧的排出方向的平面图。

[0006] 如图1所示，现有技术的断路器100包括：第一定子110，其实施为诱导电流向内流动的导体；推进器130，其能够通过切换机构120的机械操作选择性地与第一定子110接触；灭弧机构140，其用于熄灭在推进器130和第一定子110的触点之间产生的电弧；连接触头150，其与推进器130的一端联接；第二定子160，其连接到连接件150上并且实施为诱导电流向外流动的导体；跳闸机构170，其通过检测故障电流和异常电流的产生而操作切换机构120；以及手柄180，其用于人工地驱动切换机构120。

[0007] 如图2所示，现有技术的断路器100的灭弧机构140包括第一定子141和推进器142。固定触点141a和活动触点142a分别地被焊接在第一定子141和推进器142处。固定触点141a的后端突出以起到电弧滚道(arc runner)141b的作用。邻近第一定子141和推进器142的位置被示出具有灭弧室143。灭弧室143包括多个由具有铁磁性的金属制成的栅板143a，以及用于固定栅板143a的由绝缘材料制成的固定板143b。第一定子141、上栅板144和灭弧室143被整体地组装在一起并且安装在由绝缘材料制成的壳体145中。

[0008] 以下将描述现有技术的断路器的灭弧机构的操作。

[0009] 结合图3，在现有技术的断路器100中，当额定电流流动时，固定触点141a和活动触点142a保持接触。然而，当产生故障电流如过电流或短路电流时，推进器142由于电磁排斥力被分离开，因此切断电流，所述电磁排斥力产生于固定触点141a和活动触点142a之间。当推进器142被分离开时，在固定触点141a和活动触点142a之间产生电弧。产生的电弧被诱导至电弧滚道141b从而流动到灭弧室143。电弧由灭弧室143的栅板143a分割，因此使电弧电压增加为高于电源电压，这样限制了短路电流并且结果是熄灭电弧。灭弧效果也可以由灭弧气体获得，所述灭弧气体从固定灭弧室143的栅板143b的绝缘板143b产生。

[0010] 然而，在现有技术的断路器的灭弧机构中，在由于推进器142的旋转运动产生的电弧通过电弧滚道141b流动到灭弧室143之后，当电弧在灭弧室143内被拉伸时，电弧柱不会被诱导向上到上栅板144，要获得电弧电压的显著提高是不可能的。而且，用于支撑栅板143a的绝缘板143b由于电弧能而不能产生显著的灭弧气体。因此，不可能期望电弧电压响应于压力的增加而增加。此外，结合图4，现有技术的断路器的灭弧机构仅仅是通过将电弧由栅板143a分割成各个方向a、b、c并且冷却电弧来熄灭电弧，因此需要较长的时间来熄灭电弧并且电弧加热气体在安装有推进器142的旋转轴的方向d上反向排出，这样会导致再起弧以及对活动触点142a和固定触点141a损害的问题。

发明内容

[0011] 因此，针对现有技术的缺陷，详细说明书的一个方案提供了一种用于断路器的灭弧机构，其能够将在断开故障电流时产生的电弧均匀地分散进入栅板以便提高灭弧效率。

[0012] 为了实现这些和其它的优点并且根据本说明书的目的，如在这里所广泛描述和具体实施的，提供有一种断路器，其包括：沿纵向布置的多个栅板，每个栅板在其两端处具有凸出部从而限定所述凸出部之间的空间；固定部，其支撑所述栅板；绝缘板，其固定在所述栅板的两侧；定子，其位于所述栅板之下，所述定子包括电弧滚道和布置在所述电弧滚道的上侧的固定触点；以及推进器，其在所述空间内上下运动以与固定触点接触或者分开，其中所述空间内的绝缘板之间的间隔比所述推进器的宽度短。

[0013] 根据所述方案，在一对绝缘板之间的间隔可比所述推进器的宽度短，即，所述绝缘板的端部能够突出进入所述空间，使得允许产生的电弧更加平稳地被引入到所述栅板并且同时增加由所述绝缘板产生的灭弧气体的量，因此提高灭弧性能。

[0014] 这里，所述绝缘板可以包括：第一绝缘板，其布置在所述栅板的两侧；以及第二绝缘板，其联接到第一绝缘板并且延伸进入所述空间。每个第二绝缘板可以包括：联接部，其联接到所述第一绝缘板；以及倾斜部，其从所述联接部倾斜地朝向所述栅板延伸。

[0015] 所述第二绝缘板也可位于所述栅板的所述凸出部与所述推进器之间。

[0016] 此外，所述空间内的所述绝缘板之间的间隔可比所述电弧滚道的宽度短，从而允许更多的电弧被引入到所述栅板。

[0017] 根据具有所述配置的本公开的方案，能够更多地将在断开操作期间产生的电弧引入到栅板，并且能够增加所述电弧和所述绝缘板之间的接触区域，结果增强了灭弧效率。

[0018] 本申请的进一步的应用范围将通过在下文中给出的详细描述变得更加清晰。然而，当指示本发明的优选实施例时，应当理解的是详细描述和特定实施例仅以阐释性的方式给出，因为在本发明的精神和范围内的各种改变和修改将通过详细的描述对本领域的技术人员变得显而易见。

附图说明

[0019] 所包含的附图提供了对本发明的进一步的理解并且被结合于此构成本说明书的一部分，附图说明了示例性实施例并且和说明书一起用于解释本发明的原理。

[0020] 在附图中：

[0021] 图1是示意地示出了现有技术的断路器的结构的剖面图；

[0022] 图2是示出了现有技术的断路器的灭弧机构的结构的分解立体图；

[0023] 图3是示出了现有技术的灭弧机构的操作的示图；

[0024] 图4是示出了从现有技术的断路器产生的电弧的排出方向的平面图；

[0025] 图5是示出了根据本说明书的断路器的一个示例性实施例的立体图；

[0026] 图6是图5所示的一个示例性实施例的剖面图；以及

[0027] 图7是图5所示的一个示例性实施例的平面图。

具体实施方式

[0028] 现在将结合附图对根据示例性实施例的断路器进行详细描述。为了结合附图简要说明的缘故，相同的或等效的部件将被设置有相同的附图标记并且不再重复描述。

[0029] 图5是示出了根据本说明书的断路器的一个示例性实施例的立体图，图6是图5所示的一个示例性实施例的剖面图，而图7是图5所示的一个示例性实施例的平面图。

[0030] 结合图5至图7，根据示例性实施例的断路器10可以包括沿纵向(竖直)方向以预先确定的间隔层叠的多层栅板20。

[0031] 栅板20可以由具有铁磁性的金属制成。基于图5，凸出部22可以形成在每个栅板20的前面的两端处。形成在凸出部22之间的空间可以限定灭弧空间24，由于稍后将解释的推进器的纵向(竖直的，上下的)运动而生成的电弧会在该灭弧空间中扩散和熄灭。这里，上栅板26可以位于栅板20之上。上栅板26可以掩盖灭弧空间24的上侧从而防止产生的电弧从栅板20的上方泄漏出。

[0032] 固定部30可以安装在栅板20的后面。固定部30可以用于固定栅板20，使得栅板20能够以预先确定的间隔保持固定的状态。此外，固定部30可以与断路器主体(未示出)紧固。

[0033] 第一绝缘板40可以固定在栅板20的两个侧表面。第一绝缘板40可以与上栅板26配合以防止电弧泄漏到外部，并且第一绝缘板40也可以用于固定栅板20。第一绝缘板
40可以由当接触电弧时能够产生灭弧气体的材料制成以便快速地熄灭所述电弧。

[0034] 第一绝缘板40可以形成为比栅板20长，使得第一绝缘板40的前侧能够从栅板20的前侧突出。第二绝缘板50可以固定在所述凸出部上。如图5所示，每一个第二绝缘板50都可以包括联接部52和倾斜部54，其中所述联接部52联接到第一绝缘板40，并且所述倾斜部54从联接部52倾斜地延伸到所述灭弧空间的内部。因此，倾斜部54的两端之间的间隔可以比联接部52之间的间隔短。

[0035] 推进器60可以安装在第二绝缘板50的前面。推进器60可以具有与典型断路器的推进器相同的结构。推进器60可以包括多个串联布置的活动触头62。

[0036] 定子70可以布置在推进器60的下面。定子70可以包括与推进器60接触的固定触点72，以及用于诱导在断开过程期间产生的电弧的电弧滚道74。这里，结合图5，倾斜部54之间的间隔a、电弧滚道74的宽度b以及推进器60的宽度c三者之间的关系可以被解释如下。

[0037] a＜b＜c

[0038] 下文中，将会给出根据一个示例性实施例的断路器的操作的描述。

[0039] 在正常状态下，推进器60和定子70相互接触从而允许电流流动，当推进器60由电磁排斥力分离开时，在两个电极之间产生电弧，所述电磁排斥力是当由于特定原因而产生故障电流时在固定触点72和推进器60之间产生的。这里，所述电弧在固定触点72处作短时间停留之后被诱导到电弧滚道74。被诱导到电弧滚道74的所述电弧随后从第一绝缘板40和第二绝缘板50产生灭弧气体，第一绝缘板40和第二绝缘板50限定了灭弧空间的内壁。

[0040] 这里，产生的灭弧气体通过在灭弧空间中瞬时快速上升的压力压缩和拉伸电弧柱使得电弧电压变高，因此提高了电流限制性能(效率)。然后所述电弧通过由栅板20产生的磁力引起的吸引力和压力快速运动进入栅板20，以便被分割和冷却。

[0041] 这里，第二绝缘板50突出进入灭弧空间，因此电弧能够通过接触绝缘板50而更加快速地产生灭弧气体。此外，第二绝缘板50的倾斜部54能够额外地屏蔽灭弧空间。因此，在电弧产生时，灭弧空间内的压力能够进一步被增大，这使得电弧能够更加快速地扩散进入栅板20。

[0042] 第二绝缘板50的倾斜部54也能够防止电弧反向朝向推进器60排出。结果，金属微粒被在灭弧空间内的加热气体和电弧热熔化并能够被防止朝向推进器60排出。这会导致防止固定触点72和推进器60的损害和防止由于电弧的反向排出而引起的再起弧，这样结果是提高了电流限制的效果。

[0043] 前述实施例和优点仅仅是示例性的并且不被解释为限制本公开。本教导能够容易地被应用于其它类型的装置。本说明书是说明性的，并且不能限制权利要求的范围。许多方案、修改和变化对于本领域的技术人员将是显而易见的。这里描述的示例性实施例的装置、结构、方法和其它特征可能以各种方式结合从而获得额外的和/或选择的示例性实施例。

[0044] 本特征可能以多种形式具体化而不会偏离其特性，还应当理解的是上述实施例不限于前述的任何一个细节，除非另外说明，但是应当在如附属的权利要求中限定的范围内作宽泛的解释，并且因此落在权利要求的边界和界限或者等效的边界和界限中的所有改变和修改都因此意图由所附的权利要求包括。