CN207303017U - 一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器 - Google Patents

Abstract

一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，包括壳体、静触头、动触头、操作机构、储能机构、磁通脱扣器和灭弧室，还包括绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括绝缘屏蔽罩、衔铁和磁轭，所述磁轭固定在断路器静触头的一侧；所述绝缘屏蔽罩和衔铁位于静触头的另一侧，绝缘屏蔽罩与衔铁固定连接，绝缘屏蔽罩的两个侧板通过转轴与静触头转动连接；在绝缘屏蔽罩与静触头之间设有扭簧。本实用新型的绝缘屏蔽罩可在断路器分断短路电流时迅速插入覆盖在动触头与静触头之间，使动、静触头之间的电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，从而大大提高了断路器分断交、直流短路电流的能力，扩大了断路器的应用范围。

Description

一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器

技术领域

本实用新型涉及一种具有强短路电流分断能力的交、直流通用万能式断路器，属于紧急保护装置技术领域。

背景技术

万能式断路器(ACB)是工业与民用低压配电设备中的重要电器元件，多用作配电系统低压侧的总开关，对配电线路的过载和短路故障进行保护。其中短路故障保护是其最重要的功能，由于短路故障时线路的短路电流非常大，断路器在分断短路电流时其动、静触头之间会产生能量很大的等离子体电弧，只有通过某些技术措施快速将电弧熄灭，断路器才能完成分断短路电流的任务。

目前，国内外ACB均采用灭弧室技术对分断短路电流时所产生的高温高压电弧进行冷却和熄灭，这种技术的灭弧原理是：分断短路电流时，待动、静触头之间产生电弧并拉长到一定长度、能量相应放大后，采用磁场电动力或其它方式驱动高能电弧进入灭弧室，使其在灭弧室内金属栅片的冷却作用下熄灭。这种方法的灭弧效果受到诸如灭弧室材料、触头开断速度、触头开距、触头材料等因素的影响，特别是对于单断点结构的断路器，其分断短路电流的能力比较差，一般不超过交流400V，50～80kA，如果再提高这个性能参数，制造成本将大幅提高。且直流短路电流由于没有过零过程更不易分断。

随着电网的建设和发展及人们对电网可靠性要求的提高，客观上需要一种新的灭弧方案，以大幅提高ACB分断交、直流短路电流的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，以提高万能式断路器分断短路电流的能力，扩大其应用范围。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，包括壳体、静触头、动触头、操作机构、储能机构、磁通脱扣器和灭弧室，还包括绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括绝缘屏蔽罩、衔铁和磁轭，所述磁轭固定在断路器静触头的一侧；所述绝缘屏蔽罩和衔铁位于静触头的另一侧，绝缘屏蔽罩与衔铁固定连接并与断路器的动触头和静触头之间的间隙相对应，绝缘屏蔽罩的两个侧板通过转轴与静触头转动连接；在绝缘屏蔽罩与静触头之间设有扭簧。

上述具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，所述扭簧和转轴均设置两个，它们对称安装在断路器静触头的两侧。

上述具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，所述绝缘屏蔽罩的宽度大于静触头和动触头的宽度。

上述具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，在断路器壳体内还设有脱扣机构、智能控制模块及磁通脱扣器。

上述具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，所述绝缘屏蔽罩与衔铁通过螺钉固定为一体。

本实用新型的绝缘屏蔽罩可在断路器分断短路电流时迅速插入覆盖在动触头与静触头之间，使动、静触头之间的电弧熄灭，这样就缩短了电弧能量的放大时间，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，从而大大提高了断路器分断交、直流短路电流的能力，扩大了断路器的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型的合闸状态示意图；

图2是本实用新型的分闸瞬间状态示意图；

图3是本实用新型的分闸完成状态示意图；

图4是绝缘灭弧罩与衔铁组合示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是静触头1与转轴B组合示意图；

图7是图6的左视图；

图8是磁轭3和衔铁5的外形示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是智能控制模块及磁通脱扣器动作原理图；

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、磁轭；4、绝缘屏蔽罩；5、衔铁；6、扭簧；7、灭弧室；8、脱扣机构；9、储能机构；10、智能控制模块及磁通脱扣器，CT、电流互感器；A、销轴；B、转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

本实用新型是在万能式断路器(ACB)静触头侧设计增加一个特殊的绝缘灭弧机构，在线路出现短路故障电流的瞬间，断路器智能控制器模块发出瞬时脱扣指令和动作机构瞬时动作的同时，绝缘灭弧机构的绝缘屏蔽罩迅速插入动、静触头之间，瞬间起到高效屏蔽灭弧的作用。

参看图1～图10，本实用新型包括设置在断路器壳体内的静触头1、动触头2、脱扣机构8、储能机构9、绝缘灭弧机构、智能控制模块及磁通脱扣器10，其中，绝缘灭弧机构包括磁轭3、绝缘屏蔽罩4、衔铁5、扭簧6、和转轴B。

绝缘灭弧机构采用罩壳结构，绝缘屏蔽罩4与衔铁5为一组合体，绝缘屏蔽罩4与衔铁5组合体由于扭簧6的作用为顺时针打开状态(图1位置)，绝缘屏蔽罩4在动、静触头接触处的下方。衔铁5和绝缘屏蔽罩4的组合体在外力作用下可以克服扭簧6的弹力向静触头1、磁轭3一侧摆动。在线路出现短路故障电流时，由于静触头1周围产生很强的电磁场，磁轭3被磁化后吸引衔铁5，衔铁5与绝缘屏蔽罩4的组合体克服扭簧6的阻力向静触头1、磁轭3一侧快速摆动，同时开关的智能控制模块及磁通脱扣器10依据电流互感器CT采集的信息发出瞬时脱扣指令并瞬时动作致使脱扣机构8动作，在动触头2绕销轴A顺时针方向转动打开的同时，绝缘屏蔽罩4迅速插入动触头2与静触头1之间(图2位置)，起到迅速绝缘屏蔽灭弧的作用。短路电流消失后，衔铁5受到的吸引力随之消失，衔铁5与绝缘屏蔽罩4的组合体在扭簧6的弹力作用下回复原位，断路器完成整个分断短路电流的过程(图3位置)。灭弧室7和储能机构9(均为成熟设计)作为熄灭残余电弧和合闸储能之用。

本实用新型的绝缘灭弧机构采用罩壳结构，所谓罩壳结构是指绝缘屏蔽罩4由罩面、两侧的侧壁以及后壁构成半封闭的罩壳，衔铁5采用片状铁磁体，固定在后壁上部，后壁下部靠近转轴处开口，开口部分的面积可占后壁总面积的30％-50％，这样既可以减少绝缘屏蔽罩4在灭弧动作过程中空气的阻力，加快旋转速度，又可以将残余电弧引向灭弧室。本实用新型绝缘屏蔽罩4的罩面沿纵切面的厚度是不同的，中间部分较厚，两侧厚度逐渐减少，最大厚度为5-10毫米，采用介电常数大的绝缘材料制作。本实用新型的转轴B用作绝缘屏蔽罩4旋转的支承轴，转轴B的轴心应该和动、静触头中点连线垂直并相交，这样的安排，可以在灭弧过程中使两侧弧长路径基本相等，避免不平衡引发的灭弧效果减弱的后果。本实用新型绝缘屏蔽罩4的罩面也以此为对称面前后延伸。

本实用新型的绝缘灭弧机构作为辅助灭弧机构与灭弧室形成两级灭弧装置，辅助灭弧机构在动、静触头尚未完全打开时灭弧，而灭弧室则是在动、静触头完全打开后具有良好的熄灭残余电弧作用。

绝缘屏蔽罩4采用高强度、耐高温的工程塑料材料。可保证产品标准规定的有效分断短路电流的次数(最多3次)。

由于ACB的灭弧装置采用以上技术方案，可取得如下的技术进步：

1能够大幅提高产品分断短路电流的能力；

2.可以达到交、直流通用的目的；

3.在分断短路故障电流时，可限制电弧能量的进一步扩大，从而可实现产品的短飞弧或无飞弧。

Claims (5)

1.一种具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，包括壳体、静触头(1)、动触头(2)、操作机构、储能机构(9)、磁通脱扣器和灭弧室(7)，其特征是，构成中还包括绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括绝缘屏蔽罩(4)、衔铁(5)和磁轭(3)，所述磁轭(3)固定在断路器静触头(1)的一侧；所述绝缘屏蔽罩(4)和衔铁(5)位于静触头(1)的另一侧，绝缘屏蔽罩(4)与衔铁(5)固定连接并与断路器的动触头(2)和静触头(1)之间的间隙相对应，绝缘屏蔽罩(4)的两个侧板通过转轴(B)与静触头(1)转动连接；在绝缘屏蔽罩(4)与静触头(1)之间设有扭簧(6)。

2.根据权利要求1所述的具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，其特征是，所述扭簧(6)和转轴(B)均设置两个，它们对称安装在断路器静触头(1)的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，其特征是，所述绝缘屏蔽罩(4)的宽度大于静触头(1)和动触头(2)的宽度。

4.根据权利要求3所述的具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，其特征是，在断路器壳体内还设有脱扣机构(8)、智能控制模块及磁通脱扣器(10)。

5.根据权利要求4所述的具有较强灭弧效果的交直流两用万能式断路器，其特征是，所述绝缘屏蔽罩(4)与衔铁(5)通过螺钉固定为一体。