一种模块化塑料外壳式断路器消弧装置

技术领域

本发明涉及开关设备技术领域，具体为一种模块化塑料外壳式断路器消弧装置。

背景技术

传统的塑料外壳式断路器，一般额定工作电压在400-690V之间，如果应用到800V以上，比如光伏发电系统保护用高电压等级塑壳断路器，要求额定工作电压在1000V，则现有的塑料外壳是断路器的结构已经不能满足应用要求，存在温升高问题，且动触头、静触头开断时，产生的电弧过长，即使经过灭弧栅片灭弧，依然存在部分电弧烧坏接线端子问题，造成短路事故的发生。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种模块化塑料外壳式断路器消弧装置，结构设计合理，温升低、消弧效果好。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种模块化塑料外壳式断路器消弧装置，它包括动触头、静触头、灭弧室，动触头与静触头活动接触连接，动触头设置在灭弧室内，灭弧室内设置有排列固定的灭弧栅片，还包括灭弧模块，灭弧模块设置在灭弧室静触头端，灭弧模块分一体式连接的上下两层结构，上层为消弧通道，下层为电缆通道，两层中间为座板，电缆通道用以安置静触头接线端子，消弧通道设置有间隔开的灭弧孔板；所述的灭弧模块与灭弧室之间为隔板Ⅰ，隔板Ⅰ上端设置有孔Ⅰ与消弧通道连通。

所述的灭弧孔板之间的间距由进弧方向向出弧方向设置有逐渐减小的区域段。即从入弧方向起数，第一块灭弧孔板与第二块灭弧孔板的间距最大，第二块灭弧孔板与第三块灭弧孔板的间距次之，直到第若干块灭弧孔板起，后方的灭弧孔板之间间距为定距。

所述的灭弧室内设置有吹弧板，吹弧板为两块，并列固定在动触头两侧，吹弧板前端为灭弧栅片，两个吹弧板构成竖向通道，电弧产生时，吹弧板内电弧向灭弧栅片方向走向；所述的吹弧板为PA46板，对电弧起到气吹作用，所述的灭弧室下端基座设置有槽，两侧的吹弧板下端一体式连接，下端安装在槽内固定限位，上端通过灭弧室上盖压接固定。

所述的灭弧模块包括一体式连接的座板、通道侧板，上端通过上盖板封住，下端与断路器的基座固定连接。

所述的灭弧孔板为铁板，均布有孔Ⅱ，具有消弧作用。

所述的每组动、静触头对应一个独立的灭弧室、消弧通道、电缆通道，多个灭弧室及消弧通道之间通过绝缘板隔开。

所述的静触头为U形回旋静触头，静触头U形弯内固定有铁质磁吹片，静触头的端部弯折朝下形成引弧角，当静触头出产生电弧后，U形静触头带电产生磁场，电弧会从静触头的U形弯内吹向底部的灭弧栅片。

模块化塑料外壳式断路器消弧装置组成四级开关断路器，共包含四个静触头、四个动触头，动触头包括动触头Ⅰ、动触头Ⅱ、动触头Ⅲ、动触头Ⅳ，静触头包括静触头Ⅰ、静触头Ⅱ、静触头Ⅲ、静触头Ⅳ，静触头Ⅰ和静触头Ⅳ连接电源正负极，动触头Ⅰ、动触头Ⅱ、动触头Ⅲ、动触头Ⅳ分别与对应静触头Ⅰ、静触头Ⅱ、静触头Ⅲ、静触头Ⅳ活动接触连接，动触头Ⅰ通过软连接与静触头Ⅱ串联，动触头Ⅳ通过软连接与静触头Ⅲ串联。

所述的软连接两端分别与动触头Ⅰ的接线端和静触头Ⅱ焊接，所述的软连接为铜带。负载端和接线端分开，使得负载接入端与电源正极之间设置有两个断点，可标准化生产，且该结构的断路器温升低。

进一步地，直流塑料外壳式断路器壳体下端设置有软连接通道，软连接一端与动触头Ⅰ的转轴部位焊接，另一端与静触头Ⅱ所在的导电板下端焊接；壳体下端基座背面单独设置一绝缘腔用以安置软连接，该绝缘腔设置有两个连接口分别连通动触头Ⅰ室和相邻的静触头Ⅱ腔室。

所述的灭弧栅片包括多排竖向排列的栅片板，最下端的栅片板较上端临近的栅片板厚，具体地，最下端的三块栅片板由下往上，厚度依次为3mm、2mm、1.5mm，其余栅片板厚度为1.5mm；栅片板通过两端侧绝缘板固定，具体为三聚氰胺材质的绝缘板。灭弧栅片的栅片板厚度设计有利于延长灭弧栅片的使用寿命，有利于消除静触头处的电弧。

基座前端安装灭弧室处左右两侧壁断路器壳体分别加厚2mm，由4mm增加到6mm，同时最边侧的两个灭弧室的外侧壁设置减压排气孔，避免基座左右两侧面受分断时产生的高压气体冲破。

灭弧室相比低压等级的塑壳断路器高度增高，动触头的开断角度和开断距离增大。

本发明的有益效果为：该装置可应用于800V、1000V高电压等级塑料外壳是断路器，相比传统的低电压等级断路器，消弧模块设计成两层结构，上层为消弧通道，下层为接电缆线，形成消弧和接线独立分开，既起到消弧，又可以保护电缆；动、静触头结构设计，有利于降低温升；灭弧室内结构设计，有利于提高灭弧效果，避免造成相间短路、对地短路、烧毁电缆或带绝缘铜排。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明实施例吹弧板结构示意图；

图3为本发明动静触头Ⅰ背面结构连接示意图；

图4为图3电路接线示意图；

1-静触头Ⅰ，2-静触头Ⅱ，3-静触头Ⅲ，4-静触头Ⅳ，5-软连接，6-动触头Ⅰ，7-动触头Ⅳ，8-基座，9-灭弧室，10-消弧通道，11-电缆通道，12-座板，13-上盖板，14-灭弧栅片，16-引弧角，17-磁吹片，18-吹弧板，19-隔板Ⅰ，20-灭弧孔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利进行详细的阐述，如附图所示的一种模块化塑料外壳式断路器消弧装置，它包括动触头、静触头、灭弧室9，动触头与静触头活动接触连接，动触头设置在灭弧室9内，灭弧室9内设置有排列固定的灭弧栅片14，还包括灭弧模块，灭弧模块设置在灭弧室9静触头端，灭弧模块分一体式连接的上下两层结构，上层为消弧通道10，下层为电缆通道11，两层中间为座板12，电缆通道11用以安置静触头接线端子，消弧通道10设置有间隔开的灭弧孔板20；所述的灭弧模块与灭弧室9之间为隔板Ⅰ19，隔板Ⅰ19上端设置有孔Ⅰ与消弧通道10连通。

所述的灭弧孔板20之间的间距由进弧方向向出弧方向设置有逐渐减小的区域段。即从入弧方向起数，第一块灭弧孔板20与第二块灭弧孔板20的间距最大，第二块灭弧孔板20与第三块灭弧孔板20的间距次之，直到第若干块灭弧孔板20起，后方的灭弧孔板20之间间距为定距。

所述的灭弧室9内设置有吹弧板18，吹弧板18为两块，并列固定在动触头两侧，吹弧板18前端为灭弧栅片14，两个吹弧板18构成竖向通道，电弧产生时，吹弧板18内电弧向灭弧栅片14方向走向；所述的吹弧板18为PA46板，对电弧起到气吹作用，所述的灭弧室9下端基座8设置有槽，两侧的吹弧板18下端一体式连接，下端安装在槽内固定限位，上端通过灭弧室9上盖压接固定。

所述的灭弧模块包括一体式连接的座板12、通道侧板，上端通过上盖板13封住，下端与断路器的基座8固定连接。

所述的灭弧孔板20为铁板，均布有孔Ⅱ，具有消弧作用。

所述的每组动、静触头对应一个独立的灭弧室9、消弧通道、电缆通道11，多个灭弧室9及消弧通道之间通过绝缘板隔开。

所述的静触头为U形回旋静触头，静触头U形弯内固定有铁质磁吹片17，静触头的端部弯折朝下形成引弧角16，当静触头出产生电弧后，U形静触头带电产生磁场，电弧会从静触头的U形弯内吹向底部的灭弧栅片14。

模块化塑料外壳式断路器消弧装置组成四级开关断路器，共包含四个静触头、四个动触头，动触头包括动触头Ⅰ6、动触头Ⅱ、动触头Ⅲ、动触头Ⅳ7，静触头包括静触头Ⅰ1、静触头Ⅱ2、静触头Ⅲ3、静触头Ⅳ4，静触头Ⅰ1和静触头Ⅳ4连接电源正负极，动触头Ⅰ6、动触头Ⅱ、动触头Ⅲ、动触头Ⅳ7分别与对应静触头Ⅰ1、静触头Ⅱ2、静触头Ⅲ3、静触头Ⅳ4活动接触连接，动触头Ⅰ6通过软连接5与静触头Ⅱ2串联，动触头Ⅳ7通过软连接5与静触头Ⅲ3串联。

所述的软连接5两端分别与动触头Ⅰ6的接线端和静触头Ⅱ2焊接，所述的软连接5为铜带。负载端和接线端分开，使得负载接入端与电源正极之间设置有两个断点，可标准化生产，且该结构的断路器温升低。

进一步地，直流塑料外壳式断路器壳体下端设置有软连接5通道，软连接5一端与动触头Ⅰ6的转轴部位焊接，另一端与静触头Ⅱ2所在的导电板下端焊接；壳体下端基座8背面单独设置一绝缘腔用以安置软连接5，该绝缘腔设置有两个连接口分别连通动触头Ⅰ6室和相邻的静触头Ⅱ2腔室。

所述的灭弧栅片14包括多排竖向排列的栅片板，最下端的栅片板较上端临近的栅片板厚，具体地，最下端的三块栅片板由下往上，厚度依次为3mm、2mm、1.5mm，其余栅片板厚度为1.5mm；栅片板通过两端侧绝缘板固定，具体为三聚氰胺材质的绝缘板。灭弧栅片14的栅片板厚度设计有利于延长灭弧栅片14的使用寿命，有利于消除静触头处的电弧。

基座8前端安装灭弧室9处左右两侧壁断路器壳体分别加厚2mm，由4mm增加到6mm，同时最边侧的两个灭弧室9的外侧壁设置减压排气孔，避免基座8左右两侧面受分断时产生的高压气体冲破。

灭弧室9相比低压等级的塑壳断路器高度增高，动触头的开断角度和开断距离增大。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。