一种双断口等电位连接灭弧室

技术领域

本发明属于开关电器灭弧技术领域，具体设计了一种适用于开关电器的双断口等电位连接灭弧室。

背景技术

开关电器的灭弧一直以来都是设计中绕不开的难题。在开关电器的工作过程中，大部分情况下，其开断电压和开断电流均大于生弧电压和生弧电流，因此出头之间会不可避免的产生电弧。此时高温的电子束会迅速熔化触头表面，极大损耗开关寿命。电弧长时间的燃烧更会破坏开关自身结构，绝缘性能，甚至起火影响周围设备。因此如何快速的熄灭电弧是开关设计的重中之重。

金属栅片灭弧是目前普遍采用的一种灭弧方法。它原理简单，成本较低，灭弧效果好，被广泛应用于各种场合。

它的灭弧原理属于典型的短弧灭弧方式，当电弧进入栅片之后，被分割成许多串联的短弧，每一段短弧均产生独立的近极区压降。由于在电弧稳定燃烧时，电弧的近极区压降几乎为定值，因此通过将长弧分割成多段短弧，可翻倍提高弧压总和。还可以通过增加栅片数量的方式提高开关的分断能力，即能够分断的最大电压。当短弧数量足够多，弧压超过电源电压时，就可以保证电弧熄灭。但是增加栅片数量也会导致灭弧室体积的增加，而在大部分场合下留给开关电器灭弧室的空间是非常有限的。

为了在有限的空间内尽量提升灭弧能力，可以采用双断口的布局方式。双断口触头在分断时会在两端同时起弧，因此当两段串联的电弧进入栅片后，总弧压会增加至单断口触头的两倍以上。双断口设计能提高断开速度并通过两个电弧产生更高的弧压。由于具有第二对触点，触头的行程也更小，使触头能够快速断开并达到最大间隙，有效的缩小触头系统所需空间。此外，通过在双断口的两侧布置金属栅片，可使整体结构设计更加紧凑，最大化利用有限的空间。

对于目前的双断口设计而言，影响开关分断性能的另一个重要因素是一致性。理想状态下，每次分断时两段电弧会同时进入栅片，以快速建立弧压并熄灭电弧。然而在实际应用场景下，由于气流、温度、磁场以及触头表面情况等多种因素的复合影响下，两端的电弧很难保证同时进入栅片，而是有一段时间差。在这段时间差内，一端的电弧成功进入栅片被分割，而另一端仍在触头上燃烧。这会导致触头两端产生不均匀的磨损和退化，而随着时间推移该退化也会进一步的影响一致性，对开关寿命和性能造成巨大的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双断口等电位连接灭弧室，以提高双断口分断电流时的一致性和稳定性，提升开关电器的分断性能以及电寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双断口等电位连接灭弧室，包括平行排列的上下侧板和左右对称布置的栅片组件，还包括设置在两个侧板和两个栅片组件之间的动触头组件，以及分别设置在动触头组件左上角和右下角的一对静触头组件，所述的动触头组件上设置有转轴用于与转换开关操纵机构形成机械连接，所述的栅片组件包括灭弧栅片和设置在灭弧栅片两侧的导磁板，还包括与导磁板连接的永磁体，采用永磁体磁吹灭弧，所述的灭弧栅片包括夹持在两片夹板之间的若干叠置金属栅片以及沿顶部金属栅片延伸出的1组引弧角，引弧角具有折弯部，所述的折弯部形成容纳动触头组件的收容空间，两个引弧角分别设置在动触头组件左下侧和右上侧，从而在静触头组件与动触头组件连接处及夹板、引弧角之间形成左右双断口，引弧角上连接导线以形成等电位连接，两组栅片组件的导线通过螺钉相互连接固定。

所述的一种双断口等电位连接灭弧室，其金属栅片设置在断口两侧。

所述的一种双断口等电位连接灭弧室，其动触头组件布置在侧板和栅片组件构成的灭弧室中央。

所述的一种双断口等电位连接灭弧室，其栅片组件布置在断口外侧。

本发明的有益效果是：本发明仅需将各断口处布置的金属栅片上的引弧角通过导线（固定排）连接即可形成等电位；两侧栅片形成等电位后，电弧与导体间没有电势差，可轻易攀上引弧角，整个过程无需电控系统干预控制，效果稳定，没有其他的干扰因素。本发明通过等电位连接促进了双断口触头两侧电弧同时进入栅片，提高了双断口分断电流时的一致性和稳定性，避免在分断过程中在触头两端上产生不均匀的磨损和退化，从而提高了灭弧系统整体的可靠性。

附图说明

图1本发明灭弧室的结构示意图用；

图2为本发明分闸状态时的内部结构图（隐藏导磁板）；

图3为本发明合闸状态时的内部结构图（隐藏导磁板）；

图4为本发明栅片组件的结构图；

图5为本发明灭弧栅片的结构图；

各附图标记为：1—侧板，2—静触头组件，3—动触头组件，4—栅片组件，41—灭弧栅片，411—引弧角，412—导线，413—金属栅片，414—夹板，42—导磁板，43—永磁体。

实施方式

以下结合具体实例和附图对本发明的实施方式进行进一步阐述。

电弧稳定燃烧时电弧的近极区压降和高弧压总和满足公式，式中为弧压总和，为近极压降，是一个定值，为串联的短弧数，E为弧柱电场强度，为全部短弧的长度之和，因此可以通过增加栅片数量的方式提高开关的分断能力，即能够分断的最大电压。

参照图1所示，本发明公开的一种双断口等电位连接灭弧室，包括平行排列的上下1和左右对称布置的栅片组件4，还包括设置在两个侧板1和两个栅片组件4之间的动触头组件3，以及分别设置在动触头组件3左上角和右下角的一对静触头组件2，其中动触头组件3布置在侧板1和栅片组件4构成的灭弧室中央，所述的动触头组件3上设置有转轴用于与TDTSZG-1000转换开关操纵机构形成机械连接，动触头组件3在合闸时两端与两侧的静触头组件2接触，从而形成双断口夹持式结构，栅片组件4布置在断口外侧。

TDTSZG-1000转换开关分、合闸时灭弧室内部主要部件情况如图2和图3所示：转换开关分闸时，动触头组件3在操纵机构的作用下迅速转动分闸；分闸到位时，动触头组件3两端穿过引弧角411中心折弯部，电弧被引弧角411切割并在磁吹作用下进入栅片41；当任意一侧电弧攀上引弧角411后，对侧引弧角411将通过互相连接的导线412形成等电位，从而帮助该侧的电弧同时进入栅片41以迅速建立弧压。

所述的栅片组件4结构如图4所示，包括灭弧栅片41和设置在灭弧栅片41两侧的导磁板42，还包括与导磁板42连接的永磁体43，采用永磁体43磁吹灭弧，灭弧栅片41两侧布置的导磁板42与永磁体43连接后即可在灭弧栅片41两侧形成稳定磁场。

所述的灭弧栅片41组成如图5所示，包括夹持在两片夹板414之间的若干叠置铜制金属栅片413以及沿顶部金属栅片413延伸出的1组引弧角411，引弧角411具有折弯部，所述的折弯部形成容纳动触头组件3的收容空间，引弧角411中部的让出空间以便动触头组件3穿过，两个引弧角411分别设置在动触头组件3左下侧和右上侧，从而在静触头组件2与动触头组件3连接处及夹板414、引弧角411之间形成左右双断口，引弧角411上连接导线412以形成等电位连接，导线412每组两根，通过银焊连接在引弧角411端部，两组栅片组件4的导线412通过螺钉相互连接固定。

所述的金属栅片413设置在断口两侧，各断口侧均布置金属栅片413，导线412连接双断口侧金属栅片413的引弧角411后形成等电位，当任意一侧的电弧攀上引弧角411时，对侧引弧角411会立刻获得电弧等电位，并吸引此侧的电弧攀上引弧角411。

本发明通过将两个断口处的金属栅片413进行等电位连接，有效促进断口处电弧同步转移到引弧角411上，避免出现单侧电弧在触头上持续燃烧的情况。本发明通过等电位连接促进了双断口触头两侧电弧同时进入栅片3，提高了双断口分断电流时的一致性和稳定性，避免在分断过程中在触头两端上产生不均匀的磨损和退化，从而提高了灭弧系统整体的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。