一种具有强大灭弧性能的万能式断路器

摘要

一种具有强大灭弧性能的万能式断路器，构成中包括设置在断路器壳体内的静触头、动触头和绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括绝缘屏蔽板、衔铁、磁轭、滑杆和压簧，所述磁轭固定在断路器静触头的一侧并低于静触头与动触头的接触面；所述绝缘屏蔽板和衔铁位于静触头的另一侧，绝缘屏蔽板固定在衔铁上并与断路器的动触头和静触头之间的间隙相对应；所述滑杆的一端与磁轭固定连接，另一端依次穿过压簧和衔铁后旋入防脱螺母。本发明的绝缘屏蔽板可在断路器分断短路电流时迅速插入动触头与静触头之间，使动、静触头之间的电弧熄灭，实现了断路器的短飞弧或无飞弧，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。

说明书

技术领域

本发明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，多用作低压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。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有强大灭弧性能的万能式断路器，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。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种具有强大灭弧性能的万能式断路器，构成中包括壳体、静触头、动触头、脱扣机构和灭弧室，改进后，增设绝缘灭弧机构，所述绝缘灭弧机构包括绝缘屏蔽板、衔铁、磁轭、滑杆和压簧，所述磁轭固定在断路器静触头的一侧并低于静触头与动触头的接触面；所述绝缘屏蔽板和衔铁位于静触头的另一侧，绝缘屏蔽板固定在衔铁上并与断路器的动触头和静触头之间的间隙相对应；所述滑杆的一端与磁轭固定连接，另一端依次穿过压簧和衔铁后旋入防脱螺母。

上述具有强大灭弧性能的万能式断路器，所述滑杆和压簧均设置两个，它们对称设置在断路器静触头的两侧。

上述具有强大灭弧性能的万能式断路器，所述绝缘屏蔽板为倒放的簸箕形状，其前端与断路器的动触头和静触头之间的间隙相对应，后背板穿在滑杆上并与衔铁固定连接。

上述具有强大灭弧性能的万能式断路器，在断路器壳体内还设有脱扣机构、储能机构、智能控制模块及磁通脱扣器。

本发明增设了绝缘屏蔽板作为辅助灭弧机构，辅助灭弧机构可在断路器分断短路电流的瞬间迅速动作、插入动触头与静触头之间，使动、静触头之间刚刚产生的电弧熄灭或者减少，这样就缩短了电弧能量的放大时间，减少了电弧能量的集聚，实现了断路器的短飞弧或无飞弧。本发明采取了两级灭弧，经过初始辅助灭弧后的电弧会被引入灭弧室继续后续的灭弧操作，从而大大提高了断路器的灭弧能力，也大大提高了断路器分断短路电流的能力。

附图说明

图1是本发明的合闸状态示意图；

图2是本发明的分闸瞬间状态示意图；

图3是本发明的分闸完成状态示意图；

图4是绝缘灭弧机构示意图；

图5是智能控制模块及磁通脱扣器动作原理图；

图6是绝缘屏蔽板的结构示意图；

图7是图6的左视图。

图中各标号清单为：1、静触头；2、动触头；3、磁轭；4、绝缘屏蔽板；5、衔铁；6、压簧；7、滑杆；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。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明是在万能式断路器(ACB)静触头侧设计增加一个特殊的绝缘灭弧机构，在线路出现故障短路电流的瞬间，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板迅速插入动、静出头之间，瞬间起到高效灭弧的作用。

参看图1～图7，本发明包括设置在断路器壳体上的静触头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、绝缘屏蔽板4、衔铁5、压簧6和滑杆7。

绝缘灭弧机构采用滑杆式结构，两个滑杆7通过磁轭3和螺钉固定在静触头1上，两个压簧6装在两个滑杆7上，衔铁5、绝缘屏蔽板4通过螺钉固定成一体并安装在两个滑杆7上，两个滑杆7的端部设有防脱螺母，用于对衔铁5和绝缘屏蔽板4的组合体进行限位，防止二者从滑杆7上脱落，衔铁5和绝缘屏蔽板4的组合体在外力作用下可以克服压簧6的弹力向静触头1、磁轭3一侧滑动。在线路出现故障短路电流时，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与绝缘屏蔽板4的组合体克服压簧6的弹力向静触头1、磁轭3一侧快速滑动，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的采集信息发出瞬时脱扣指令并瞬时动作致使脱扣机构8动作，动触头2绕销轴A顺时针方向转动打开的同时，绝缘屏蔽板4迅速插入动触头2与静触头1之间，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与绝缘屏蔽板4的组合体在压簧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。储能机构9作为合闸储能之用。

绝缘屏蔽板4作为辅助灭弧机构与原有的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15则是在动、静触头完全打开后有良好的熄灭残余电弧作用。

绝缘屏蔽板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.在分断故障短路电流时，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。