一种灭弧装置和隔离开关的制作方法

本实用新型涉及低压电气开关技术领域，具体而言，涉及一种灭弧装置和隔离开关。

背景技术：

随着科技的进步，人们生活水平的快速提高，对于家庭用电安全有了更高的需求。隔离开关是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”的开关器件，对线路及电器设备形成有效的保护。

伴随着使用电压的提升，开关分合闸过程中产生的电弧越来越难以熄灭，现有通过栅片缩短灭弧时间的效果不太明显，导致开关在较高电压使用领域的发展受到严重制约。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种灭弧装置和隔离开关，以解决现有开关灭弧能力较弱的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例的一方面，提供一种灭弧装置，包括壳体以及设置在壳体上的动触头、静触头和磁体；动触头可相对壳体运动，以在动触头运动时，可与静触头处于接触状态或分开状态；当处于分开状态时，在动触头和静触头之间形成灭弧区域，磁体与灭弧区域相对应，且磁体作用于灭弧区域的电弧的磁场力所在直线与直线在动触头的运动平面上正投影的夹角大于等于45度且小于等于135度。

可选的，夹角大于等于45度且小于90度。

可选的，夹角大于90度且小于等于135度。

可选的，动触头可绕自身轴线方向相对壳体转动，动触头的运动平面为动触头的转动平面。

可选的，灭弧装置还包括动触头支架，动触头支架与壳体转动连接，动触头安装于动触头支架上，驱动动触头支架转动以带动动触头与静触头处于接触状态或分开状态。

可选的，动触头支架至少包括转动部和位于灭弧区域内的气吹部；转动部和气吹部连接。

可选的，气吹部的材质为聚酰胺、聚甲醛和聚邻苯二甲酰胺中的一种。

可选的，磁体靠近灭弧区域的一侧为平面。

可选的，磁体靠近灭弧区域的一侧为弧面。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种隔离开关，包括上述任一种的灭弧装置。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型提供了一种灭弧装置，包括静触头固定安装于壳体上，动触头则活动安装于壳体，使得动触头可以相对壳体运动。在动触头相对壳体运动的过程中，可以与静触头接触或者分离，当动触头和静触头接触时，两者处于接触状态。当动触头和静触头分离时，两者处于分开状态，对应的，在动触头和静触头之间形成灭弧区域。在动触头从接触状态切换至分开状态时，在动触头和静触头之间会产生电弧，在灭弧区域的一侧设置有磁体。将磁体相对动触头的运动平面呈一定的倾角设置，即磁体对灭弧区域(动触头和静触头分开时产生)的电弧产生的磁场力所在的直线和直线在动触头的运动平面上的正投影之间的夹角大于等于45度且小于等于135度。此时，磁体产生的磁场会作用于灭弧区域内的电弧，在磁场力的作用下，使得电弧在45度至135度之间沿着磁场力的方向被拉伸，可以避免因磁场力角度过于接近动触头的运动平面而被磁体等壳体内的其它元器件阻挡电弧的拉伸空间。因此可以加快电弧熄灭的速度，有效缩短灭弧的时间，降低电弧对元器件的损伤。

本实用新型还提供了一种隔离开关，将上述的灭弧装置应用于隔离开关中，可以通过磁体的倾斜设置，有效的提高隔离开关的灭弧效果，使得隔离开关能够适用于一些电压较高的电路中，有效的扩展了隔离开关的使用范围，同时，对于电路也能够形成较好的分断效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置的结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置的结构示意图之四；

图5为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置的结构示意图之五；

图6为本实用新型实施例提供的一种灭弧装置中的磁体的结构示意图。

图标：100-壳体；210-静触头；220-动触头；221-运动平面；300-磁体；310-磁场力；320-平面；330-弧面；400-动触头支架；500-绝缘体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本实用新型的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例的一方面，提供一种灭弧装置，包括壳体100以及设置在壳体100上的动触头220、静触头210和磁体300；动触头220可相对壳体100运动，以在动触头220运动时，可与静触头210处于接触状态或分开状态；当处于分开状态时，在动触头220和静触头210之间形成灭弧区域，磁体300与灭弧区域相对应，且磁体300作用于灭弧区域的电弧的磁场力310所在直线与直线在动触头220的运动平面221上正投影的夹角a大于等于45度且小于等于135度。

示例的，如图1所示，灭弧装置包括壳体100、动触头220、静触头210和磁体300。其中，静触头210固定安装于壳体100上，动触头220则活动安装于壳体100，使得动触头220可以相对壳体100运动，动触头220活动安装于壳体100的形式可以是转动安装，对应的其运动形式为转动，也可以是滑动安装，对应的其运动形式为直线运动，本实施例对其不做限定。在动触头220相对壳体100运动的过程中，可以与静触头210接触或者分离，当动触头220和静触头210接触时，两者处于接触状态，此时，开关处于接通或导通状态，电流可以正常通过。当动触头220和静触头210分离时，两者处于分开状态，此时，开关处于断开状态，接入该开关的电路处于断路状态，对应的，在动触头220和静触头210之间形成灭弧区域。

在动触头220从接触状态切换至分开状态时，在动触头220和静触头210之间，即灭弧区域内会产生电弧，为了缩短灭弧的时间，尽量降低电弧对元器件的损伤，对应的，在灭弧区域的一侧设置有磁体300，磁体300可以是永磁体300，也可以是电磁铁等等多种形式。将磁体300相对动触头220的运动平面221呈一定的倾角设置，其中，如图2和图3所示，当磁体300为长条形或长方形或正方形时，其s端和n端相对，s面和n面均为平面，与灭弧区域相对的s面或n面所在的平面320和动触头220的运动平面221的夹角a大于等于45度且小于等于135度，使得磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和直线在动触头220的运动平面221上的正投影之间的夹角a大于等于45度且小于等于135度。当磁体300的位置和姿态发生变化时，对应的，作用于电弧的磁场力310也会发生一定角度的偏转，对应的磁场力310所在的直线也会偏转相同角度，但该直线在运动平面221内的正投影则始终不变，因此，随着磁体300的改变，磁场力310所在直线和其在运动平面221上正投影的夹角a则可以对应从45度至135度进行偏转。图3中，磁体300此时的位置作用于电弧的磁场力310所在直线和该直线在运动平面221上的正投影之间的夹角a为锐角，随着磁体300的变化，该夹角a可以从图3中的锐角逐渐增大至直角、钝角，直至135度为止。此时，磁体300产生的磁场会作用于灭弧区域内的电弧，在磁场力310的作用下，使得电弧沿着磁场力310的方向被拉伸，当磁场力310处于45度至135度(含45度和135度)之间的位置时，在电弧被拉伸时，其拉弧的空间更大，有利于加快电弧熄灭的速度。可以有效的避免因角度过于接近动触头220的运动平面221，导致在电弧被拉伸时，被磁体300等壳体100内其它部件阻挡，导致灭弧效果受到干涉。此外，还可以在壳体100上对应磁场力310的位置设置有排气口，其可以用来在电弧被磁场力310拉伸后，从该排气口排出，从而实现灭弧效果。同时，也可以使得开关的厚度能够更薄一些，有利于开关的小型化。

可选的，夹角a还可以是大于等于60度且小于等于120度，从而进一步的降低拉弧时，电弧被干涉的可能性。此外，夹角a还可以是大于等于60度且小于90度，或者大于90度且小于等于120度，在此范围内，可以有效的平衡电弧被倾斜拉伸时的行程以及从壳体100上的排气口排出的排弧时间，进一步的保证灭弧的效果。

可选的，夹角a大于等于45度且小于90度。

示例的，如图2所示，磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和直线在动触头220的运动平面221上的正投影之间的夹角a还可以大于等于45度且小于90度，此时，电弧在该角度范围内受到的磁场力310的作用较强，电弧因磁场力310作用拉伸的速度较快，同时，由于电弧在壳体100内部倾斜拉伸，其拉伸距离较远，从而有效的提高灭弧装置的灭弧能力。同时，也进一步的提高开关在使用时的安全性。同时，也可以使得开关的厚度能够更薄一些，有利于开关的小型化。

可选的，夹角a大于90度且小于等于135度。

示例的，如图2所示，磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和直线在动触头220的运动平面221上的正投影之间的夹角a还可以大于90度且小于等于135度，此时，电弧被拉伸的方向为倾斜拉伸，故，其拉伸距离较远，也可以有效的缩短灭弧的时间，提高灭弧装置的灭弧能力。

可选的，夹角a可以是等于90度。此时，磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和动触头220的运动平面221垂直，此时，电弧在磁场力310的作用下能够拉伸较短距离即从排气口排出，避免在拉弧的过程中被其他部件干扰，有效的缩短了排弧的时间，提高灭弧的效果。

可选的，动触头220可绕自身轴线方向相对壳体100转动，动触头220的运动平面221为动触头220的转动平面。

示例的，如图1所示，动触头220相对壳体100的运动形式可以是转动，即动触头220与壳体100转动连接，可以是直接转动连接，也可以是通过连接件实现转动连接，例如连接件可以是后续实施例中的动触头支架400。同时，动触头220转动时，绕自身轴线方向转动，为了保证动触头220和静触头210的稳定接触，还可以使得静触头210位于动触头220的转动迹线上，即静触头210位于动触头220的转动路径上。此时，动触头220的运动平面221为动触头220的转动平面，即磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和直线在动触头220的运动平面221上的正投影之间的夹角a，即为磁体300对灭弧区域(动触头220和静触头210分开时产生)的电弧产生的磁场力310所在的直线和直线在动触头220的转动平面上的正投影之间的夹角a。动触头220沿自身轴线转动设置的形式，可以有效的缩短其运动的行程，从而有利于开关内部的结构布设，同时，也有利于开关的小型化。

可选的，灭弧装置还包括动触头支架400，动触头支架400与壳体100转动连接，动触头220安装于动触头支架400上，驱动动触头支架400转动以带动动触头220与静触头210处于接触状态或分开状态。

示例的，还可以使得动触头220通过动触头支架400转动设置在壳体100上，设置形式可以为如图1所示，动触头支架400转动设置在壳体100上，动触头220可拆卸的安装于动触头支架400上。在外力驱动动触头支架400转动时，可以带动(带动的形式可以是如图1所示，在动触头220转动支架上设置有棱形孔，对应匹配棱形转轴，例如三角孔匹配三变形棱柱，四角孔匹配四边形棱柱等等)安装在其上的动触头220转动，由于静触头210位于动触头220的转动路径上，故，在动触头220的转动过程中，可以实现与静触头210的接触或分离，即动触头220和静触头210处于接触状态或分开状态。其中，在动触头220有部分位于灭弧区域时，可以进一步的减小电弧发生区域，即灭弧区域的空间，从而提高灭弧性能。动触头支架400可以是绝缘材料制作。

可选的，动触头支架400至少包括转动部和位于灭弧区域内的气吹部；转动部和气吹部连接。

示例的，如图1所示，动触头支架400可以包括有和壳体100转动连接的转动部，同时还可以包括有和转动部连接的气吹部。气吹部的设置位置可以是位于灭弧区域内，即在动触头220通过转动从接触状态切换至分开状态后，两者之间产生灭弧区域，同时与动触头220同步转动的动触头支架400的一部分，即气吹部随即转动进入该区域。随着动触头220和静触头210的分离，两者之间即灭弧区域内会产生电弧，此时，气吹部不仅可以通过吸收电弧的热能，从而降低其温度的方式加速电弧熄灭的速度，还可以在气吹部自身温度升高后，产生气体，基于开关内部，即壳体100内部空间较为封闭，从而使得产生的气体压缩电弧的区域，且同时推动电弧向设置在壳体100上的排气口的位置运动，从而进一步的加速电弧的熄灭速度。此外，由于磁场力310的方向和排气口位置相对应，配合磁体300对电弧的磁场力310，还可以在磁场力310较小时，依然可以达到较高的灭弧速度。气吹部还可以是如图1所示的圆盘状，将动触头220安装于圆盘之上，不仅可以提高转动时的稳定性，同时，也可以通过绝缘材质的圆盘形的动触头支架400对动触头220和静触头210进行有效的隔离，确保开关处于断开时的稳定性。

示例的，如图1、图3和图4所示，在磁体300靠近灭弧区域的一侧还可以设置有绝缘体500，以便于将磁体300和电弧进行绝缘隔离，提高内部元器件的使用寿命。绝缘体500可以是和壳体100一体成型，也可以是分开成型后进行卡接、粘接等等进行连接。同时，绝缘体500可以是和磁体300形状相配合的绝缘挡板，从而对磁体300进行限位，提高磁体300安装后的稳定性。

可选的，气吹部的材质可以是聚酰胺、聚甲醛和聚邻苯二甲酰胺中的一种。

示例的，气吹部的材质可以是聚酰胺(polyamide，pa)，即尼龙，也可以是聚甲醛(polyformaldehyde，pom)，还可以是聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，ppa)等吸热产气材料。

可选的，磁体300靠近灭弧区域的一侧可以是平面。

示例的，如图4所示，当磁体300为长方形、正方形或长条形时，使得磁体300靠近灭弧区域一侧的n极面或s极面为平面320，可以通过形成的磁场对电弧作用磁场力310的方式，有效的提高灭弧装置的灭弧能力。

可选的，磁体300靠近灭弧区域的一侧为弧面330。

示例的，如图5和图6所示，在另一种实施例中，磁体300靠近灭弧区域的一侧还可以是弧面330。当动触头220的运动形式为绕自身轴线方向转动时，该弧面330可以是圆弧面，且该圆弧面的圆心和动触头220的转动中心重合，从而使得动触头220和静触头210之间产生的电弧各处的磁感线分布均较为密集，进而增强电弧的整体受力，且电弧各处受力也较为均匀，可以进一步的提高灭弧的效果。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种隔离开关，包括上述任一种的灭弧装置。

示例的，将上述的灭弧装置应用于隔离开关中，可以通过磁体300的倾斜设置，有效的提高隔离开关的灭弧效果，使得隔离开关能够适用于一些电压较高的电路中，有效的扩展了隔离开关的使用范围，同时，对于电路也能够形成较好的分断效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。