一种塑壳断路器的端子罩及断路器结构

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种塑壳断路器的端子罩及断路器结构。

背景技术

在新能源领域特别是光伏发电领域，新能源塑壳断路器都会直接连接转接排，转接排连接铜电缆，铜电缆埋入地内后和逆变器连接，逆变器和光伏板连接，形成一个串联送电保护电路。而在实际工作中，断路器的动静触头分断短路电流时会产生从灭弧室向外喷射的电弧，容易引发相间击穿、零件烧损甚至引起事故等问题，造成设备的损坏，所以通常会在断路器外部安装一个端子罩来减轻上述问题。

塑壳断路器与转接排连接后，转接排再与其他导电导体连接。转接排为导电材质，中间包裹绝缘皮，但和塑壳断路器、其他导体连接位置由于需要导电搭接，所以无法包裹绝缘。端子罩通常位于端子外槽上，具有让位转接排安装位置的让位空间，转接排裸露在外的金属部分与灭弧室处于连通状态，由于塑壳上方长期带有AC800V的高电压(塑壳分闸后上方也带有电压)，转接排裸露在外的金属部分容易发生电压击穿。而且，若系统中存在故障，塑壳断路器保护性分闸后，喷出的电弧会从灭弧室喷射到转接排上，导致转接排烧蚀，进而需要经常更换转接排。

同时，电弧在经过灭弧室喷射出后，喷射方向随机性较大，大部分电弧直接喷射到正上方的端子罩上，与端子罩的金属件接触，金属件圆孔间隙，可以让带有导电粒子的空气快速通过，但是非圆孔位置，形成了对气体的遮挡，在此位置，造成气体向电弧室方向反喷，使导电金属粒子从断路器内部排出的时间拉长，造成电弧熄灭时间延长，从而降低了断路器的分断能力。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种塑壳断路器的端子罩及断路器结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例第一方面提供一种塑壳断路器的端子罩，包括：罩体；

所述罩体，一端具有开口结构，具有依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体；

所述开口结构，设置在塑壳断路器的外部的端子外槽内，覆盖灭弧室的出气口；

所述第一腔体与所述开口结构相连；

所述第二腔体的体积小于所述第一腔体和所述第三腔体的体积，以将经过灭弧室流出的气流向远离所述开口结构的方向反射并以预设速度流动；

所述第三腔体与所述开口结构相对的腔壁上开设有多个通气孔。

在本发明的一个实施例中，所述第一腔体的内径由所述开口结构至所述第二腔体方向逐渐减小。

在本发明的一个实施例中，所述第一腔体与灭弧室流的出气口的气流方向相对的第一内腔壁与所述开口结构所在平面的夹角A的范围为：60°≤A≤90°；

与所述第一内腔壁相对的第二内腔壁与所述开口结构所在平面的夹角B的范围为：70°≤B＜90°。

在本发明的一个实施例中，所述第三腔体与所述开口结构相对的罩壁形成的壁面由靠近转接排的方向向远离所述转接排的方向逐渐向所述开口结构靠近。

在本发明的一个实施例中，所述第二腔体上设置有冷却栅结构。

在本发明的一个实施例中，所述冷却栅结构包括基体；

所述基体上依次开设有多个间隔的栅格通道，相邻的两个所述栅格通道之间形成栅片；

其中，所述栅格通道的两端分别与所述第一腔体和所述第三腔体连通；

所述栅片朝向所述第一腔体和所述第三腔体的两端部分的宽度逐渐减小。

在本发明的一个实施例中，所述开口结构包括：安装开口、插接部和卡扣；

所述插接部，沿所述安装开口的周向方向向外延伸，两侧与所述端子外槽的侧壁插接；

所述卡扣，位于所述端子外槽的开口的一端处，与所述插接部固定连，与所述端子外槽的槽底卡接。

在本发明的一个实施例中，所述卡扣的材料为热塑性弹性材料；

所述卡扣，一端与所述插接部固定连接，另一端抵触在所述端子外槽的槽底的卡槽中。

本发明实施例第二方面提供一种断路器结构，包括塑壳断路器和多个权利要求1-8任一项所述的端子罩；

一个所述端子罩设置在所述塑壳断路器的外部的一个端子外槽内。

本发明的有益效果：

本发明通过一端具有开口结构的罩体安装在端子外槽内，开口结构覆盖灭弧室的出气口，罩体将转接排的安装位置与罩体内完全隔离，以及罩体将转接排裸露在外的金属部分与灭弧室完全隔离，能够避免转接排裸露在外的金属部分发生电压击穿而损坏，避免灭弧室喷出的电弧会从灭弧室喷射到转接排裸露在外的金属部分上发生的烧灼，转接排不易损坏，延长了转接排的使用寿命，降低了维护成本。

同时，第一腔体、第二腔体和第三腔体能够使从灭弧室流出的气体接触到第一腔体的侧壁时可以向远离开口结构的方向反射，依次经过第二腔体和第三腔体再次反射，最终被输送至通气孔处排出，减少了气体反喷。而且，第二腔体的体积小于第一腔体和第二腔体，在第二腔体的位置形成峡谷效应，气流在经过第二腔体时，产生加速的效果，使带有金属颗粒的气流，能过快速通过第三腔体排出，由于气流速度增大，使灭弧室删片内的电弧快速从内部转移至端子罩外，降低了电弧的燃烧时间，进一步提升了塑壳断路器的分断能力。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种塑壳断路器的端子罩的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种塑壳断路器的端子罩的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的一种塑壳断路器的端子罩的立体图；

图4为本发明实施例提供的另一种塑壳断路器的端子罩的安装示意图；

图5为本发明实施例提供的冷却栅结构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种塑壳断路器的端子罩的结构意图；

图7为本发明实施例提供的塑壳断路器和端子罩的结构示意图；

图8为图7的C部放大示意图；

图9为本发明实施例提供的一种塑壳断路器的端子罩内的流体流速仿真示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的第一方面提供一种塑壳断路器的端子罩，包括：罩体10。

罩体10的一端具有开口结构11，罩体10具有依次连通的第一腔体21、第二腔体22和第三腔体23。开口结构11设置在塑壳断路器70的外部的端子外槽71内，开口结构11覆盖灭弧室30的出气口。

第一腔体21与开口结构11相连；第二腔体22的体积小于第一腔体21和第三腔体23的体积，以将经过灭弧室30流出的气流向远离开口结构11的方向反射并以预设速度流动。第三腔体23与开口结构11相对的腔壁上开设有多个通气孔234。

本实施例中，开口结构11能够覆盖灭弧室30的出气口处，开口结构11设置在塑壳断路器70的外部的端子外槽71内。因此，罩体10将转接排80的安装位置处的裸露在外的金属部分与罩体10内以及灭弧室30完全隔离，能够避免转接排80裸露在外的金属部分发生电压击穿而损坏，避免灭弧室30喷出的电弧会从灭弧室30喷射到转接排80裸露在外的金属部分上发生的烧灼，转接排80不易损坏，延长了转接排80的使用寿命，降低了维护成本。

同时，第一腔体21、第二腔体22和第三腔体23能够使从灭弧室30流出的气体接触到第一腔体21的侧壁时可以向远离开口结构11的方向反射，依次经过第二腔体22和第三腔体23再次反射，最终被输送至通气孔234处排出，减少了气体反喷。而且，第二腔体22的体积小于第一腔体21和第二腔体22，在第二腔体22的位置形成峡谷效应，气流在经过第二腔体22时，压强增大，流速变快，产生加速的效果，使带有金属颗粒的气流，能过以预设速度流动快速通过第二腔体22向第三腔体23流动排出，由于气流速度增大，使灭弧室30的删片内的电弧快速从内部转移至端子罩外，降低了电弧的燃烧时间，进一步提升了塑壳断路器70的分断能力。

这里，预设速度大于在第一腔体21、第二腔体22和第三腔体23的体积相等的情况下的气体的流速。

如图9所示，可知，在第二腔体22和第三腔体23处的气体的流速明显快于第一腔体21靠近下端处气体的流速。

进一步地，第一腔体21的内径由开口结构11至第二腔体22方向逐渐减小。本实施例中，避免罩体10出现受力突然增大的受力突变点，保证了罩体10的强度，同时，便于加工制作。

进一步地，如图1所示，第一腔体21与灭弧室30出气口的气流方向相对的第一内腔壁211与开口结构11所在平面的夹角A的范围为：60°≤A≤90°。

与第一内腔壁211相对的第二内腔壁212与开口结构11所在平面的夹角B的范围为：70°≤B＜90°。

本实施例中，在两个内腔壁的角度范围下，由灭弧室30的出气口流出的斜向上的气流，在至多经过2次折射后，可快速进入第三腔体23中，在保证气流流速较快下还能够保证罩体10的强度。需要说明的是，若角度超出上述的范围值，形成的第二腔体22宽度过小，造成腔体局部压力过大，导致罩体10破裂。

优选地，在一种可行的实现方式中，A＝87°，70°≤B＜90°。

优选地，在一种可行的实现方式中，A＝69°，B＝80°。

在一个实施例中，第三腔体23可以设置成多种形状。例如，第三腔体23的内径由第二腔体22至远离第二腔体22方向逐渐减小，使气流排出更加顺畅，同时，便于加工制作。

又例如，如图2所示，第三腔体23包括依次连通的第一子腔231和第二子腔232，第一子腔231和第二腔体22相邻相连，第一子腔231的内径由第二腔体22至远离第二腔体22方向逐渐减小，第三子腔的内径不变且与第二子腔232的最大内径相等。本实施例中，第二子腔232的设置扩大了气流从第二腔体22向第三腔体23流出时的空间，进一步使更大体积的气流更迅速的排出。

进一步地，如图2和图3所示，第三腔体23与开口结构11相对的罩壁由靠近转接排80的方向向远离转接排80的方向逐渐向开口结构11靠近的斜面结构233。

本实施例中，第三腔体23与开口结构11相对的罩壁形成斜面结构233，且形成的斜面结构233的外表面背向转接排80的安装位置，也即是背向转接排80，从而从通气孔234排出的气流向着开关斜向上的方向喷射，也即是向着背离转接排80的方向喷射，能够避免与转接排80以及与转接排80连接的导电原件接触。

进一步地，如图4所示，第二腔体22上设置有冷却栅结构40。冷却栅结构40可以加速冷却电弧，加快扩散去游离，使电弧电阻增大，从而增加电弧本身的压降使外加电压不足以维持电弧。

优选地，如图5所示，冷却栅结构40包括基体41，基体41上依次开设有多个间隔的栅格通道42，相邻的两个栅格通道42之间形成栅片43。其中，栅格通道42的两端分别与第一腔体21和第三腔体23连通。栅片43朝向第一腔体21和第三腔体23的两端的部分的宽度由靠近该两端的部分向两端逐渐减小。栅片43的宽度两端窄中间宽的结构，以使得第一腔体21通向栅格通道43的进口处44和栅格通道43通向第三腔体23的出口处45形成较宽的进出通道，以加快气体进出冷却栅结构40的速度。

在一个实施例中，如图3、图6、图7和图8所示，开口结构11包括：安装开口111、插接部112和卡扣113。安装开口111与第一腔体21相连接，插接部112沿安装开口111的周向方向向外延伸，插接部112的两侧与端子外槽71的侧壁插接。卡扣113位于端子外槽71的开口的一端处，卡扣113与插接部112固定连，卡扣113与端子外槽71的槽底卡接。

本实施例中，罩体10通过插接部112插接在端子外槽71内，并通过卡扣113进行定位，提高了拆装的便捷性，使用十分便捷。

进一步地，卡扣113的材料为热塑性弹性材料，例如TPE材料等。卡扣113的一端与插接部112固定连接，卡扣113的另一端抵触在端子外槽71的槽底的卡槽60中。本实施例中，卡扣113的另一端向安装开口111的这侧延伸。卡扣113与卡槽60相抵触，将罩体10进行定位和限位，拆卸时使用工具将卡扣113向卡槽60外部撬动即可，拆装便捷。

其中，端子外槽71的外端为开口，端子外槽71的相对的两侧壁的靠近槽底的位置处分别开设有贯穿开口的插槽50，插接部112的两侧部分别从开口处插入两个插槽50中，卡扣113与卡槽60形成抵触。

如图7和图8所示，本发明实施例第二方面提供一种断路器结构，包括塑壳断路器70和多个本发明实施例第一方面提供的端子罩。一个端子罩设置在塑壳断路器70的外部的一个端子外槽71内。

本实施例中，塑壳断路器70具有多个端子结构，每个端子结构的对应位置上设置有端子外槽71，一个端子外槽71上设置有一个端子罩，端子罩能够覆盖灭弧室30的出气口。本实施的断路器结构能够避免转接排80裸露在外的金属部分发生电压击穿而损坏，避免灭弧室30喷出的电弧会从灭弧室30喷射到转接排80裸露在外的金属部分上发生的烧灼，转接排80不易损坏，延长了转接排80的使用寿命，降低了维护成本，还能够通过端子罩减少灭弧室30流出的气体反喷，并且加速这些气体排出，降低了电弧的燃烧时间，进一步提升了产品的分断能力。

进一步地，端子外槽71的外端为开口，端子外槽71的相对的两侧壁的靠近槽底的位置处分别开设有贯穿开口的插槽50，端子罩的插接部112的两侧部分别从开口处插入两个插槽50中，端子罩的卡扣113与卡槽60形成抵触。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。