一种磁吹系统、灭弧装置、单极断路器以及多极断路器的制作方法

本发明涉及领域低压电器技术领域，具体涉及一种磁吹系统，本发明同时设计一种断路器灭弧装置、单极断路器以及多极断路器。

背景技术：

电弧是一种气体放电现象，在开关电器中的动触头和静触头断开时会产生电弧。电弧是高温高导电的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长，对供配电系统的安全运行有很大的影响。

运用外加磁场将电弧推向灭弧室实现强迫灭弧是低压电器常见的灭弧手段。在直流领域目前通常采用永久磁铁作为外加磁场。此种结构形式的产品实用中接线具有极性，如果接线错误，反而会将电弧推离灭弧室，会导致严重的质量事故。且无法应用于电流方向反向经常发生的应用场合，例如光伏系统。

公开号为cn104124118b的发明专利公开了一种直流断路器磁吹装置，包括设置在灭弧室两端的静端引弧角和动端引弧角；两端分别与静端引弧角及静触头连接的静端磁吹线圈；两端分别与动端引弧角及通过导线与动触头连接的动端磁吹线圈。静端引弧角与静触头有间隙，动端引弧角与动触头有间隙。

上述专利中的断路器虽然吹弧磁场方向能够随主回路电流的改变自动发生相应改变，但是具有一定局限性。上述断路器只有当电弧转移到动(静)端引弧角时，电弧将动(静)触头、动(静)端引弧角与动(静)端磁吹线圈串联在一起，电流流经磁吹线圈感应出磁场。然而如果当电弧电流为临界电流或小于临界电流时，电弧则会停留在动静触头之间，其磁吹线圈无电流通过，磁吹作用失效，电弧持续燃烧，容易导致质量事故的发生。因此上述断路器具有较大的额定电流，应用场合具有一定局限性，无法适应小电流的应用场合。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的应用场合有限，无法适应小电流应用场合缺陷，从而提供一种磁吹系统。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的应用场合有限，无法适应小电流应用场合缺陷，从而提供一种灭弧装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的应用场合有限，无法适应小电流应用场合缺陷，从而提供一种单极断路器。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的应用场合有限，无法适应小电流应用场合缺陷，从而提供一种多极断路器。

本发明提供了一种磁吹系统，包括用于将断路器的动触头和静触头之间产生的电弧吹至灭弧室的磁吹线圈，所述磁吹线圈设置于具有设定电流的断路器主回路的分流支路，或，串联于具有设定电流的所述断路器主回路。

可选的，所述断路器对应所述动触头设置有用于外接第一连接线的动接线端，所述磁吹线圈并联于所述动触头与所述动接线端之间的所述断路器主回路中具有设定电阻的零部件两侧。

可选的，所述动触头通过第一软联接、双金属片与所述动接线端相连，所述磁吹线圈两端连接于所述双金属片两端。

可选的，所述双金属片通过联接片和接线板与所述动接线端相连，所述磁吹线圈一端通过引弧角、第二软联接与所述动触头相连；另一端通过固定板与所述联接片相连，形成分流支路，所述双金属片安装于所述固定板。

可选的，所述断路器对应所述动触头设置有用于外接第一连接线的动接线端，所述磁吹线圈串联于所述动触头与所述动接线端之间的所述断路器主回路。

可选的，所述磁吹线圈的一端通过第二软联接与所述动触头相连，另一端通过双金属片、第三软联接、接线板与所述动接线端相连。

可选的，所述磁吹线圈的一端通过第二软联接与所述动触头相连；另一端通过双金属片、电阻丝、接线板与所述动接线端相连。

可选的，所述磁吹线圈由漆包线绕制而成，所述磁吹系统还包括由铁磁材料制成磁轭，所述磁轭扦入磁吹线圈之中，且与所述磁吹线圈绝缘。

可选的，所述磁轭两端相对设置有将电弧导向灭弧室的导磁板，所述导磁板与所述磁轭接触。所述磁吹线圈产生的磁通通过所述磁轭和所述导磁板分配到电弧运动的电弧通道上,以推动电弧向所述灭弧室方向运动。

可选的，所述导磁板相对侧面设置有绝缘板，所述绝缘板由受热产气且耐高温的热塑性材料制成。

可选的，所述绝缘板上设置筋条结构，所述筋条交错叒加在所述电弧通道形成迷宫式灭弧结构。

可选的，所述绝缘板具有容置腔，所述导磁板固定嵌入所述绝缘板的所述容置腔中。

本发明同时提供了一种灭弧装置，包括上述任一项所述的磁吹系统。

本发明还提供了一种单极断路器，包括上述灭弧装置。

本发明还提供了一种多极断路器，包括多个拼装的上述单极断路器，相邻所述单极断路器之间设置有屏蔽片。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种磁吹系统，动触头和静触头接通电路时有电流从磁吹线圈中流过产生磁通。当动触头和静触头之间断开产生电弧时，磁吹线圈产生的磁通能够推动电弧向灭弧室运动，本技术方案结构简单，能够适应电流较小的应用场合，解决了难于分断小电流的困境，满足光伏发电系统等对小型断路器的要求，适应了新能源行业未来发展的需求。另外，通过对电磁分析可知，在本技术方案中，无论电流流向如何，电弧受到磁吹线圈产生的磁吹力均将电弧推向灭弧室，因此对接线端极性无要求，可以应用于直流交流场合。

2.本发明提供的一种磁吹系统，磁吹系统还包含两个绝缘板，绝缘板由产气且耐高温材料制成，它放在两个导磁板的上方。如此设计，绝缘板除了隔绝电弧与导磁板的接触外，绝缘材料能产生气体既加强了对电弧的吹拂作用，既可以加速电弧向灭弧室的运动，又吸收电弧中相当大的热量，使电弧的运动速度加快，增加电弧电压，对加速电弧熄灭十分有利。

3.本发明提供的一种磁吹系统，两个绝缘板上设置有筋条结构。如此设计，组合后的两个绝缘板的筋条结构相互交错于电弧运动的通道上，形成迷宫式灭弧，进一步拉长电弧的运动轨迹，又进一步增加电弧电压，加速了电弧的熄灭。从而提高了短路电流的分断能力，又解决了难于分断小电流的困境。

4.本发明提供的一种磁吹系统，根据额定工作电流的大小，可通过改变双金属片与第一软联接电阻值大小或励磁线圈与双金属片联接形式的变化(串联或并联)来调节励磁电流的大小，从而实现对磁吹线圈所产生的磁场强度的调控，以避免在大额定电流时磁场强度过大，小电流磁场强度过小的缺陷。

4.本发明提供的一种多极断路器，为适应直流250v、500v、1000、1500v电压的需要，应将多个单极断路器串联拼装而成，在相邻单极断路器之间设置有屏蔽片，以屏蔽两断路器由于电流方向的不同所造成的反向磁通之间的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种单极断路器实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种单极断路器实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的另一种单极断路器实施例的结构示意图；

图4为图1至图3中磁吹系统的结构示意图；

图5为磁吹系统中导磁板的结构示意图；

图6为磁吹系统中绝缘板的结构示意图；

图7为本发明提供的一种多极断路器的结构示意图。

附图标记说明：

1-绝缘板、2-导磁板、3-磁轭、4-磁吹线圈、5-联接片、6-固定板、7-接线板、8-双金属片、9-引弧角、10-第一软联接、11-第一接线螺钉、12-第二软联接、13-动触头、14-静触头、15-电磁线圈、16-第二接线螺钉、17-灭弧室、18-屏蔽片、19-第三软联接、20-电阻丝、101-容置腔、102-筋条结构、103-电弧通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示的单极断路器适用电流范围为16a-63a，该单极断路器包括动触头13和静触头14，以及对应动触头13和静触头14设置的第一接线螺钉11和第二接线螺钉16。第一接线螺钉11和第二接线螺钉16即动接线端和静接线端。第一接线螺钉11和第二接线螺钉16分别用于连接单极断路器外接的第一连接线和第二连接线。动触头13通过第一软联接10、双金属片8、联接片5、接线板7、第一接线螺钉11与外接第一连接线导通。静触头14通过第二接线螺钉16与外接第二连接线导通，两者之间还连接有用于脱扣的电磁线圈15。动触头13和静触头14接触合闸时，导通外接第一连接线和第二连接线。第二连接线、第二接线螺钉16、静触头14、动触头13、第一接线螺钉11与第一连接线导通的回路称为断路器主回路。

动触头13和静触头14断开时会产生电弧，为此该单极断路器还设置有用于灭弧的灭弧装置。该灭弧装置包括磁吹系统和灭弧室17。磁吹系统用于将电弧吹至灭弧室17从而实现快速灭弧。灭弧室17可根据实际条件选择合适类型。

磁吹系统包括设置于动触头13附近的磁轭3和磁吹线圈4。磁轭3为由铁磁材料制成圆柱状结构，位于引弧角9一侧，其外周缠绕有磁吹线圈4。磁吹线圈4由漆包线绕制而成且与磁轭3绝缘，漆包线的缠绕方向应能使其通过的电流产生的磁场力推动电弧向灭弧室17运动一致。磁吹线圈4一端依次通过引弧角9、第二软联接12与动触头13相连；另一端通过联接片5、固定板6、接线板7与第一接线螺钉11相连。固定板6用于固定双金属片8。

磁吹线圈4与双金属片8形成并联的结构型式，即磁吹线圈4所在回路并联于双金属片8和第一软联接10两端，为断路器主回路的分流支路。当动触头13、静触头14接通电路时，有电流通过磁吹线圈4感应出磁通。本申请中如此设计，还可以根据额定工作电流的大小，通过改变双金属片8和第一软联接10的电阻大小，以实现对流经磁吹线圈4励磁电流大小的调节，进而实现对磁吹线圈4所产生的磁场强度的调控，从而避免在大额定电流时磁场强度过大，小额定电流时磁场强度过小的缺陷。

本实施例中，磁吹线圈4和第二软联接12并联于双金属片8和第一软联接10两端；当然，也可仅仅并联于双金属片8或第一软联接10两端，或者其他零部件两端，也可仅仅是磁吹线圈4直接并联于某个具有设定电阻的零部件两端，只要能够保证流经磁吹线圈4的电流满足设计要求即可。

显而易见地，本技术方案也不局限于本实施例描述的动触头13与第一接线螺钉11之间的连接结构。连接结构可以根据实际情况确定。

请参考图1、图4、图5和图6，磁吹系统还包括导磁板2和绝缘板1。其中，导磁板2设置于磁轭3的两端，且与磁轭3紧密接触。相对导磁板2之间形成的电弧运动通道称为电弧通道103。导磁板2同样为铁磁材料制成。磁吹线圈4所产生的磁通通过磁轭3和导磁板2分配到电弧运动的电弧通道103上，以推动电弧向灭弧室方向运动，从而实现快速灭弧。

导磁板2相对的侧面，即靠近电弧通道103的侧面，设置有绝缘板1。绝缘板1由受热产气且耐高温的热塑性材料制成，而且具有容置导磁板2的容置腔101。导磁板2嵌装于容置腔101中。如此设计，电弧通道103内的电弧仅在绝缘板1上运动，以隔绝电弧与导磁板2的直接接触。由于电弧温度极高，使绝缘板1产生大量的气体形成高压气流，一方面在高压气流的作用下，加速电弧向灭弧室运动，另一方面产气过程也是吸收大量电弧能量的过程，对提高电弧电压十分有利。

两个绝缘板1相对的侧面设置有若干条筋条结构102，当两绝缘板1安装后，其筋条结构102相互交错于电弧通道103，从而构成迷宫式通道。当电弧在磁吹线圈4产生的磁场力和高压气流躯动力的共同作用下进入相互交错的筋条结构102所形成的迷宫式通道上，使电弧拉的更长，极大的提升电弧电压，加快熄灭。

作为另一种实施方式，磁吹系统不包括磁轭3。

图2所示单极断路器适用电流范围为6a-10a，即用于小额定电流的内部结构。其与图1的区别在于，磁吹系统中的磁吹线圈4串联于动触头13与动接线端之间的断路器主回路。本实施例中，磁吹线圈4的一端通过第二软联接12与动触头13相连，另一端通过固定板6、双金属片8、第三软联接19、接线板7相连。即通过双金属片8与磁吹线圈4的电流是同一电流。可根据额定工作电流的大小、通过改变双金属片8、第二软联接12和第三软联接19中至少一个电阻的大小，或者改变磁吹线圈4的线圈匝数来调控磁场强度，从而避免小额定电流时磁场强度过小的缺陷。

图3所示单极断路器适用电流范围为4a以下，即用于小额定电流的内部结构。其与图1的区别在于，磁吹系统中的磁吹线圈4串联于动触头13与动接线端之间的断路器主回路。本实施例中，该单极断路器采用如下连接方式。动触头13依次通过第一软连接10、磁吹线圈4、双金属片8以及电阻丝20与接线板7相连。其中，电阻丝20与双金属片绝缘，并缠绕于双金属片8外周。显而易见地，本技术方案不局限本实施例中的实施方式，磁吹线圈4串联于动触头13与接线板7之间的断路器主回路，能够获得合适的励磁电流即可。

通过对电磁分析可知，在本技术方案中，磁吹线圈的绕向及连接方式应能确保无论电流流向如何，电弧受到磁吹线圈产生的磁吹力均将电弧推向灭弧室，因此对接线端极性无要求，可以应用于直流交流场合。

请参考图7，本申请同时提供了一种多极断路器，该多极断路器由多个单极断路器拼装组成。由于单极断路器与单极断路器之间的电流相反，相互反向电流所产生的磁通是互为反向的，互为反向的磁通对各单极的电弧电流的相互作用使电弧停滞不前，对熄灭电弧十分不利，从而在相邻单极断路器之间设置有屏蔽片18，以屏蔽两断路器由于电流方向的不同所造成的反向磁通之间的影响。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。