一种新型断路器的制作方法

1.本发明涉及断路器领域，具体涉及一种新型断路器。


背景技术：

2.高压断路器等电气设施一直以来面临着电弧开断难度大，电弧烧蚀损伤设备的难题，尽管目前该领域已经有大量成熟的相关技术产品，但从成本和效果角度出发仍然需要不断的进行技术革新，发掘成本更低、工作效果更好、环境友好型的新技术新产品。因此，设计一种能够高效灭弧的新型断路器是很有必要的。


技术实现要素：

3.针对现有的断路器存在的电弧熄灭难题，本发明提供了一种新型断路器，实现对工频电流的高效截断功能。
4.本发明采用以下的技术方案：
5.一种新型断路器，包括灭弧罩，灭弧罩内设置有固定灭弧组件和旋转灭弧组件，旋转灭弧组件与固定灭弧组件交错布置；灭弧罩的下部设置有高压电极通道，高压电极通道内设置有高压电极，高压电极通过连接组件与旋转灭弧组件相连，所述固定灭弧组件的中央设置有低压电极，在高压电极断开过程中，高压电极通过连接组件带动旋转灭弧组件转动，通过旋转灭弧组件与固定灭弧组件相对旋转，对高压电极与低压电极之间的电弧进行拉伸，来熄灭电弧。
6.优选地，所述固定灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的固定灭弧环，所述旋转灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的旋转灭弧环，固定灭弧环与旋转灭弧环交错布置，固定灭弧环固定的设置在两个相邻的旋转灭弧环之间，旋转灭弧环能够相对固定灭弧环旋转。
7.优选地，所述固定灭弧环、旋转灭弧环的截面均为圆弧角度大于180
°
的圆弧，所有固定灭弧环和旋转灭弧环的圆弧角度均保持一致。
8.优选地，所述灭弧罩为密闭的偏平圆柱结构，灭弧罩包括第一圆盘和第二圆盘，固定灭弧环固定连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环滑动连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环能在第一圆盘和第二圆盘上旋转滑动。
9.优选地，所述第一圆盘和第二圆盘上均等间隔的设置有环形的滑道，所述旋转灭弧环的上部滑道连接在第一圆盘的滑道中，旋转灭弧环的下部滑道连接在第二圆盘的滑道中。
10.优选地，所述高压电极通道与灭弧罩相通，所述高压电极为柱形电极，高压电极能在高压电极通道内上下移动。
11.优选地，所述高压电极上设置有限位块，所述连接组件包括限位套、联动带和连杆，所述限位套套在高压电极上并位于限位块的下方，所述联动带上间隔的设置有连接柱，连接柱穿过第二圆盘的滑道并连接在旋转灭弧环的下部，联动带和连接柱将所有的旋转灭
弧环的下部连接在一起，联动带位于第二圆盘外，联动带的一端铰接在第二圆盘的外中央；所述连杆的一端铰接在限位套上，连杆的另一端铰接在联动带上；
12.优选地，所述高压电极带动限位块移动，限位块带动限位套移动，限位套通过连杆带动联动带及旋转灭弧环在滑道中滑动。
13.优选地，所述固定灭弧环、旋转灭弧环、灭弧罩、限位套、联动带和连杆的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板这些绝缘材料。
14.优选地，所述固定灭弧环、旋转灭弧环、第一圆盘和第二圆盘的内壁均设置有栅格的突起。
15.优选地，相邻的固定灭弧环与旋转灭弧环的半径的差值相等。
16.优选地，所述高压电极和低压电极的材质是不锈钢、铝、铜或银。
17.优选地，所述低压电极通过绝缘导线引至灭弧罩外。
18.优选地，所述绝缘导线与灭弧罩之间的穿孔进行了密封处理。
19.本发明具有的有益效果是：
20.本发明提的一种新型断路器，在高压电极断开时，高压电极移动，通过连接组件带动旋转灭弧环相对固定灭弧环旋转，这样纯机械的方式将电弧拉伸至初始长度的5-80倍，甚至更高倍数，以达到高效灭弧的目的。本发明能熄灭断路器在开断过程中产生的持续电弧，避免电弧对电气设施造成损害。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
22.图1为圆弧角度为235
°
时新型断路器主体结构示意图。
23.图2为旋转灭弧环与灭弧罩及联动带的示意图。
24.图3为联动带与一个旋转灭弧环连接的示意图。
25.图4为断路器外结构及绝缘导线示意图。
26.图5为联动带运行示意图。
27.图6为栅格凸起的结构示意图。
28.图7为圆弧角度为235
°
时断路器动作示意图。
29.图8为圆弧角度为270
°
时新型断路器主体结构示意图。
30.1、低压电极，2、高压电极，3、固定灭弧环，4、旋转灭弧环，5、电弧，6、灭弧罩，7、连接柱，8、联动带，9、轴，10、连杆，11、限位块，12、限位套，13、高压电极通道，14、第一圆盘的滑道，15、第二圆盘的滑道，16、绝缘导线。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.实施例1
36.结合图1至图7，一种新型断路器，包括灭弧罩6，灭弧罩内设置有固定灭弧组件和旋转灭弧组件，旋转灭弧组件与固定灭弧组件交错布置。
37.灭弧罩的下部设置有高压电极通道13，高压电极通道内设置有高压电极2，高压电极通过连接组件与旋转灭弧组件相连。
38.固定灭弧组件的中央设置有低压电极1。
39.在高压电极断开过程中，高压电极与低压电极分离，高压电极向下移动，高压电极通过连接组件带动旋转灭弧组件转动，通过旋转灭弧组件与固定灭弧组件相对旋转，对高压电极与低压电极之间的电弧5进行拉伸，达到熄灭电弧开断电流的目的。
40.具体的，固定灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的固定灭弧环3，旋转灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的旋转灭弧环4，固定灭弧环与旋转灭弧环交错布置，固定灭弧环固定的设置在两个相邻的旋转灭弧环之间，旋转灭弧环能够相对固定灭弧环旋转。
41.具体的，固定灭弧环3、旋转灭弧环4的截面均为圆弧角度235
°
的圆弧，所有固定灭弧环和旋转灭弧环的圆弧角度均保持一致。如图1。
42.灭弧罩为密闭的偏平圆柱结构，灭弧罩包括第一圆盘和第二圆盘，固定灭弧环固定连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环滑动连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环能在第一圆盘和第二圆盘上旋转滑动。
43.灭弧罩、固定灭弧环、旋转灭弧环之间的空间组成灭弧腔，固定灭弧环、旋转灭弧环的相对运动使高压电极、低压电极之间的电弧在灭弧腔内得到有效熄灭。
44.第一圆盘和第二圆盘上均等间隔的设置有环形的滑道，旋转灭弧环的上部滑道连接在第一圆盘的滑道14中，旋转灭弧环的下部滑道连接在第二圆盘的滑道15中。
45.高压电极通道13与灭弧罩相通，高压电极2为柱形电极，高压电极能在高压电极通道内上下移动。
46.如图1，高压电极上设置有限位块11。
47.连接组件包括限位套12、联动带8和连杆10，限位套套在高压电极上并位于限位块的下方，联动带上间隔的设置有连接柱7，连接柱穿过第二圆盘的滑道并连接在旋转灭弧环的下部，如图2，联动带和连接柱将所有的旋转灭弧环的下部连接在一起，联动带位于第二圆盘外，联动带的一端铰接在第二圆盘的外中央。连杆的一端通过轴9铰接在限位套上，连杆的另一端铰接在联动带上。
48.联动带始终保持处于灭弧罩半径方向，保证了各旋转灭弧环运动的一致性和同步性。
49.当高压电极带动限位块向下移动，限位块带动限位套移动，限位套通过连杆带动联动带及旋转灭弧环在滑道中滑动。通过旋转灭弧环相对固定灭弧环旋转这样纯机械的方式将电弧拉伸至初始长度的5-80倍，甚至更高倍数，以到达高效灭弧的目的。如图7。
50.固定灭弧环、旋转灭弧环、灭弧罩、限位套、联动带和连杆的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等绝缘材料。
51.固定灭弧环、旋转灭弧环、第一圆盘和第二圆盘的内壁均设置有栅格的突起，以增加内壁的爬电距离，使同样距离的空气击穿电压小于内壁表面爬电击穿电压，如图6所示。
52.相邻的固定灭弧环与旋转灭弧环的半径的差值相等。
53.实际上，固定灭弧环、旋转灭弧环的数量可以根据开断电流大小进行调整，其取值范围为[0,∞)中的整数。
[0054]
高压电极和低压电极的材质是不锈钢、铝、铜或银。
[0055]
低压电极通过绝缘导线16引至灭弧罩外。以便与所灭电弧低压侧进行连接，绝缘导线与灭弧罩之间的穿孔进行了严密的密封处理，以防止电弧通过，如图4所示。
[0056]
本示例中，固定灭弧环数量为6，通过推导可知，当旋转灭弧环旋转将电弧拉长后，电弧长度是初始电弧长度的7.38倍，实现了较好的灭弧效果。灭弧状态如图7所示。
[0057]
实施例2
[0058]
结合图1至图8，一种新型断路器，包括灭弧罩6，灭弧罩内设置有固定灭弧组件和旋转灭弧组件，旋转灭弧组件与固定灭弧组件交错布置。
[0059]
灭弧罩的下部设置有高压电极通道13，高压电极通道内设置有高压电极2，高压电极通过连接组件与旋转灭弧组件相连。
[0060]
固定灭弧组件的中央设置有低压电极1。
[0061]
在高压电极断开过程中，高压电极与低压电极分离，高压电极向下移动，高压电极通过连接组件带动旋转灭弧组件转动，通过旋转灭弧组件与固定灭弧组件相对旋转，对高压电极与低压电极之间的电弧5进行拉伸，达到熄灭电弧开断电流的目的。
[0062]
具体的，固定灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的固定灭弧环3，旋转灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的旋转灭弧环4，固定灭弧环与旋转灭弧环交错布置，固定灭弧环固定的设置在两个相邻的旋转灭弧环之间，旋转灭弧环能够相对固定灭弧环旋转。
[0063]
具体的，固定灭弧环3、旋转灭弧环4的截面均为圆弧角度270
°
的圆弧，所有固定灭弧环和旋转灭弧环的圆弧角度均保持一致。如图8。
[0064]
灭弧罩为密闭的偏平圆柱结构，灭弧罩包括第一圆盘和第二圆盘，固定灭弧环固定连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环滑动连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋
转灭弧环能在第一圆盘和第二圆盘上旋转滑动。
[0065]
灭弧罩、固定灭弧环、旋转灭弧环之间的空间组成灭弧腔，固定灭弧环、旋转灭弧环的相对运动使高压电极、低压电极之间的电弧在灭弧腔内得到有效熄灭。
[0066]
第一圆盘和第二圆盘上均等间隔的设置有环形的滑道，旋转灭弧环的上部滑道连接在第一圆盘的滑道14中，旋转灭弧环的下部滑道连接在第二圆盘的滑道15中。
[0067]
高压电极通道13与灭弧罩相通，高压电极2为柱形电极，高压电极能在高压电极通道内上下移动。
[0068]
如图8，高压电极上设置有限位块11。
[0069]
连接组件包括限位套12、联动带8和连杆10，限位套套在高压电极上并位于限位块的下方，联动带上间隔的设置有连接柱7，连接柱穿过第二圆盘的滑道并连接在旋转灭弧环的下部，如图2，联动带和连接柱将所有的旋转灭弧环的下部连接在一起，联动带位于第二圆盘外，联动带的一端铰接在第二圆盘的外中央；连杆的一端铰接在限位套上，连杆的另一端铰接在联动带上。
[0070]
联动带始终保持处于灭弧罩半径方向，保证了各旋转灭弧环运动的一致性和同步性。
[0071]
当高压电极带动限位块向下移动，限位块带动限位套移动，限位套通过连杆带动联动带及旋转灭弧环在滑道中滑动。通过旋转灭弧环相对固定灭弧环旋转这样纯机械的方式将电弧拉伸至初始长度的5-80倍，甚至更高倍数，以到达高效灭弧的目的。如图7。
[0072]
固定灭弧环、旋转灭弧环、灭弧罩、限位套、联动带和连杆的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等绝缘材料。
[0073]
固定灭弧环、旋转灭弧环、第一圆盘和第二圆盘的内壁均设置有栅格的突起，以增加内壁的爬电距离，使同样距离的空气击穿电压小于内壁表面爬电击穿电压，如图6所示。
[0074]
相邻的固定灭弧环与旋转灭弧环的半径的差值相等。
[0075]
实际上，固定灭弧环、旋转灭弧环的数量可以根据开断电流大小进行调整，其取值范围为[0,∞)中的整数。
[0076]
高压电极和低压电极的材质是不锈钢、铝、铜或银。
[0077]
低压电极通过绝缘导线16引至灭弧罩外。以便与所灭电弧低压侧进行连接，绝缘导线与灭弧罩之间的穿孔进行了严密的密封处理，以防止电弧通过，如图4所示。
[0078]
本示例中，固定灭弧环数量为6，通过推导可知，当旋转灭弧环旋转将电弧拉长后，电弧长度是初始电弧长度的13.59倍，实现了较好的灭弧效果。灭弧状态如图7所示。
[0079]
实施例3
[0080]
结合图1至图8，一种新型断路器，包括灭弧罩6，灭弧罩内设置有固定灭弧组件和旋转灭弧组件，旋转灭弧组件与固定灭弧组件交错布置。
[0081]
灭弧罩的下部设置有高压电极通道13，高压电极通道内设置有高压电极2，高压电极通过连接组件与旋转灭弧组件相连。
[0082]
固定灭弧组件的中央设置有低压电极1。
[0083]
在高压电极断开过程中，高压电极与低压电极分离，高压电极向下移动，高压电极通过连接组件带动旋转灭弧组件转动，通过旋转灭弧组件与固定灭弧组件相对旋转，对高压电极与低压电极之间的电弧5进行拉伸，达到熄灭电弧开断电流的目的。
[0084]
具体的，固定灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的固定灭弧环3，旋转灭弧组件包括自内向外依次排列的多个同心的旋转灭弧环4，固定灭弧环与旋转灭弧环交错布置，固定灭弧环固定的设置在两个相邻的旋转灭弧环之间，旋转灭弧环能够相对固定灭弧环旋转。
[0085]
具体的，固定灭弧环3、旋转灭弧环4的截面均为圆弧角度270
°
的圆弧，所有固定灭弧环和旋转灭弧环的圆弧角度均保持一致。如图8。
[0086]
灭弧罩为密闭的偏平圆柱结构，灭弧罩包括第一圆盘和第二圆盘，固定灭弧环固定连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环滑动连接在第一圆盘和第二圆盘之间，旋转灭弧环能在第一圆盘和第二圆盘上旋转滑动。
[0087]
灭弧罩、固定灭弧环、旋转灭弧环之间的空间组成灭弧腔，固定灭弧环、旋转灭弧环的相对运动使高压电极、低压电极之间的电弧在灭弧腔内得到有效熄灭。
[0088]
第一圆盘和第二圆盘上均等间隔的设置有环形的滑道，旋转灭弧环的上部滑道连接在第一圆盘的滑道14中，旋转灭弧环的下部滑道连接在第二圆盘的滑道15中。
[0089]
高压电极通道13与灭弧罩相通，高压电极2为柱形电极，高压电极能在高压电极通道内上下移动。
[0090]
如图8，高压电极上设置有限位块11。
[0091]
连接组件包括限位套12、联动带8和连杆10，限位套套在高压电极上并位于限位块的下方，联动带上间隔的设置有连接柱7，连接柱穿过第二圆盘的滑道并连接在旋转灭弧环的下部，如图2，联动带和连接柱将所有的旋转灭弧环的下部连接在一起，联动带位于第二圆盘外，联动带的一端铰接在第二圆盘的外中央；连杆的一端铰接在限位套上，连杆的另一端铰接在联动带上。
[0092]
联动带始终保持处于灭弧罩半径方向，保证了各旋转灭弧环运动的一致性和同步性。
[0093]
当高压电极带动限位块向下移动，限位块带动限位套移动，限位套通过连杆带动联动带及旋转灭弧环在滑道中滑动。通过旋转灭弧环相对固定灭弧环旋转这样纯机械的方式将电弧拉伸至初始长度的5-80倍，甚至更高倍数，以到达高效灭弧的目的。如图7。
[0094]
固定灭弧环、旋转灭弧环、灭弧罩、限位套、联动带和连杆的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等绝缘材料。
[0095]
固定灭弧环、旋转灭弧环、第一圆盘和第二圆盘的内壁均设置有栅格的突起，以增加内壁的爬电距离，使同样距离的空气击穿电压小于内壁表面爬电击穿电压，如图6所示。
[0096]
相邻的固定灭弧环与旋转灭弧环的半径的差值相等。
[0097]
实际上，固定灭弧环、旋转灭弧环的数量可以根据开断电流大小进行调整，其取值范围为[0,∞)中的整数。
[0098]
高压电极和低压电极的材质是不锈钢、铝、铜或银。
[0099]
低压电极通过绝缘导线16引至灭弧罩外。以便与所灭电弧低压侧进行连接，绝缘导线与灭弧罩之间的穿孔进行了严密的密封处理，以防止电弧通过，如图4所示。
[0100]
本示例中，固定灭弧环数量为20，通过推导可知，当旋转灭弧环旋转将电弧拉长后，电弧长度是初始电弧长度的34.8倍，实现了较好的灭弧效果。灭弧状态如图7所示。
[0101]
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领
域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。