喷口结构及具有其的断路器的制作方法

1.本实用新型涉及断路器领域，具体而言，涉及一种喷口结构及具有其的断路器。


背景技术：

2.高压断路器灭弧室带负荷开断过程是一个涉及热力学、气体动力学、电磁学及高压绝缘等专业的极其复杂的物理过程，电弧的燃烧与熄灭与灭弧室结构息息相关。
3.在开断过程中，高压断路器的动弧触头和静弧触头间分离后，由于有高电压，会产生电弧。传统的交流断路器的开断装置的基本原理是通过压缩气缸中的气体，气体高速通过喷口吹灭电弧，在电弧过零点能量最低时开断。
4.然而，由于交流电有过零点，而直流电没有过零点，所以一般高压断路器的开断直流电弧的能力非常低，一般需要配备额外的制造电流过零的辅助设备进行开断，成本非常高昂。
5.因此，现有技术中的高压断路器存在开断电弧的能力较弱，且成本较高的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种喷口结构及具有其的断路器，以解决现有技术中的高压断路器存在开断电弧的能力较弱的问题。
7.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种喷口结构，包括：喷口组件，具有用于供断路器的动弧触头和静弧触头穿设的灭弧通道；气腔组件，气腔组件设置在灭弧通道内，气腔组件与灭弧通道的内壁面之间具有第一流通间隙，第一流通间隙与断路器的气室连通；气腔组件具有供断路器的静弧触头或动弧触头穿过的穿设孔，穿设孔用于与断路器的拉杆的杆腔连通；其中，气腔组件，包括气腔部件，气腔部件具有气腔，气腔部件与喷口组件间隔设置以形成连通通道，连通通道分别与气腔和第一流通间隙连通；气腔部件具有连通穿设孔和气腔的气腔开口。
8.进一步地，喷口组件还包括：第一喷口部件，灭弧通道设置在第一喷口部件上；第二喷口部件，具有用于供断路器的动弧触头和静弧触头插入的插设孔，第二喷口部件的至少部分位于灭弧通道内，第一喷口部件的外表面与灭弧通道的内壁面之间具有第二流通间隙；其中，气腔组件位于第二喷口部件远离气室的一侧，第一流通间隙与第二流通间隙连通以共同形成间隙通道，气腔组件与第二喷口部件之间形成用于连通间隙通道和穿设孔的第一通道。
9.进一步地，第二喷口部件上设置有连通孔，连通孔的两端分别与第二流通间隙和第一通道连通。
10.进一步地，连通孔的孔心线倾斜于穿设孔的孔心线，连通孔的出口倾向第二喷口部件的靠近气腔组件的一侧；和/或，插设孔包括第一孔段和第二孔段，第一孔段的最小插设截面大于第二孔段的最小插设截面；其中，第一孔段用于供动弧触头插入，第二孔段用于供静弧触头穿过，第二孔段的至少部分内壁面与静弧触头的外壁面相配合。
11.进一步地，第一喷口部件远离气室的一端具有第一喷口内壁面，沿远离气室的方向，第一喷口内壁面的周长逐渐增大以形成第一喷口；和/或第二喷口部件远离气室的一端具有第二喷口内壁面，沿远离气室的方向，第二喷口内壁面的周长逐渐增大，以形成第二喷口；和/或第一喷口部件用于安装在断路器的气缸上；和/或第二喷口部件用于安装在断路器的拉杆上。
12.进一步地，连通通道和气腔均为多个，多个连通通道和多个气腔分别沿穿设孔的延伸方向分布；其中，多个气腔与多个连通通道一一对应地设置，以通过各个连通通道向气腔内通入气体。
13.进一步地，气腔开口位于气腔的靠近穿设孔的一侧；和/或气腔开口与连通通道的靠近穿设孔的一端连通；和/或气腔沿穿设孔的延伸方向延伸，气腔开口位于气腔的远离气室的一侧；和/或气腔开口的朝向倾斜于穿设孔的延伸方向。
14.进一步地，气腔组件包括：多个气腔部件，多个气腔部件沿穿设孔的延伸方向间隔布置，各个气腔部件均具有气腔，各个气腔部件与位于其远离气室一侧的相邻气腔部件之间形成与其气腔连通的连通通道；其中，喷口组件具有限位凸起，多个气腔部件中的位于远离气室一端的气腔部件与限位凸起之间形成与该气腔部件的气室连通的连通通道。
15.进一步地，各个气腔部件均为环形结构，多个气腔部件依次分布以形成穿设孔；和/或各个气腔部件的气室和气腔开口均环绕穿设孔设置；和/或气腔部件为三个。
16.根据本实用新型的另一方面，提供了一种断路器，包括动触头组件和静触头组件，断路器还包括：上述的喷口结构，喷口结构安装在动触头组件上，喷口结构的气腔部件与静触头组件的静弧触头之间气密性连接，以在气腔部件与静弧触头之间处于连接状态时，使气腔部件与静弧触头之间的连接位置处于密封状态，并在气腔部件脱离静弧触头时，使气腔部件的气腔内的气体喷出。
17.应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供的喷口结构包括喷口组件和气腔组件，喷口组件具有用于供断路器的动弧触头和静弧触头穿设的灭弧通道；气腔组件设置在灭弧通道内，气腔组件与灭弧通道的内壁面之间具有第一流通间隙，第一流通间隙与断路器的气室连通；气腔组件具有供断路器的静弧触头或动弧触头穿过的穿设孔，穿设孔用于与断路器的拉杆的杆腔连通；气腔组件，包括气腔部件，气腔部件具有气腔，气腔部件与喷口组件间隔设置以形成连通通道，连通通道分别与气腔和第一流通间隙连通；气腔部件具有连通穿设孔和气腔的气腔开口。通过本技术的喷口结构，在拉杆移动，并压缩气室时，产生电弧，以通过产生的电弧加热位于气腔内的气体，此时，产生的电弧和静弧触头会将喷口组件的喷口堵住，以使静弧触头和动弧触头之间的气体压力升高，从而提高绝缘能力，使得灭弧熄灭，解决了现有技术中的高压断路器存在开断电弧的能力较弱的问题。
附图说明
18.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1示出了根据本实用新型的断路器的实施例的动弧触头和静弧触头处于合闸状态时的结构示意图；
20.图2示出了根据本实用新型的断路器的实施例的动弧触头和静弧触头处于第一分闸状态时的结构示意图；
21.图3示出了根据本实用新型的断路器的实施例的动弧触头和静弧触头处于第二分闸状态时的结构示意图；
22.图4示出了根据本实用新型的断路器的实施例的动弧触头和静弧触头处于第三分闸状态时的结构示意图；
23.图5示出了根据本实用新型的断路器的实施例的动弧触头和静弧触头处于第四分闸状态时的结构示意图；
24.图6示出了根据图1的断路器的喷口组件的放大示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.10、喷口组件；100、灭弧通道；11、第一喷口部件；12、第二喷口部件；120、插设孔；102、第二流通间隙；103、间隙通道；121、第一通道；122、连通孔；1201、第一孔段；1202、第二孔段；110、第一喷口；123、第二喷口；13、限位凸起；20、气腔组件；21、气腔部件；200、穿设孔；220、连通通道；221、第一连通通道；222、第二连通通道；223、第三连通通道；211、气腔开口；210、气腔；101、第一流通间隙；30、动触头组件；40、静触头组件；1、动弧触头；2、静弧触头；6、静主触头；9、动主触头；3、气室；4、拉杆；400、出气孔；5、气缸；50、活塞；7、第一支座；8、第二支座；301、第一高压区；302、第二高压区；303、第三高压区；304、第四高压区。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.请参考图1至图6，本实用新型提供了一种喷口结构，包括：喷口组件10，具有用于供断路器的动弧触头1和静弧触头2穿设的灭弧通道100；气腔组件20，气腔组件20设置在灭弧通道100内，气腔组件20与灭弧通道100的内壁面之间具有第一流通间隙101，第一流通间隙101与断路器的气室3连通；气腔组件20具有供断路器的静弧触头2或动弧触头1穿过的穿设孔200，穿设孔200用于与断路器的拉杆4的杆腔连通；气腔组件20，包括气腔部件21，气腔部件21具有气腔210，气腔部件21与喷口组件10间隔设置以形成连通通道220，连通通道220分别与气腔210和第一流通间隙101连通；气腔部件21具有连通穿设孔200和气腔210的气腔开口211。
29.本实用新型提供的喷口结构包括喷口组件10和气腔组件20，喷口组件10具有用于供断路器的动弧触头1和静弧触头2穿设的灭弧通道100；气腔组件20设置在灭弧通道100内，气腔组件20与灭弧通道100的内壁面之间具有第一流通间隙101，第一流通间隙101与断路器的气室3连通；气腔组件20具有供断路器的静弧触头2或动弧触头1穿过的穿设孔200，穿设孔200用于与断路器的拉杆4的杆腔连通；气腔组件20，包括气腔部件21，气腔部件21具有气腔210，气腔部件21与喷口组件10间隔设置以形成连通通道220，连通通道220分别与气腔210和第一流通间隙101连通；气腔部件21具有连通穿设孔200和气腔210的气腔开口211。通过本技术的喷口结构，在拉杆4移动，并压缩气室3时，产生电弧，以通过产生的电弧加热位于气腔210内的气体，此时，产生的电弧和静弧触头2会将喷口组件10的喷口堵住，以使静弧触头2和动弧触头1之间的气体压力升高，从而提高绝缘能力，使得灭弧熄灭，解决了现有
技术中的高压断路器存在开断电弧的能力较弱的问题。
30.具体地，喷口组件10还包括：第一喷口部件11，灭弧通道100设置在第一喷口部件11上；第二喷口部件12，具有用于供断路器的动弧触头1和静弧触头2插入的插设孔120，第二喷口部件12的至少部分位于灭弧通道100内，第一喷口部件11的外表面与灭弧通道100的内壁面之间具有第二流通间隙102；其中，气腔组件20位于第二喷口部件12远离气室3的一侧，第一流通间隙101与第二流通间隙102连通以共同形成间隙通道103，气腔组件20与第二喷口部件12之间形成用于连通间隙通道103和穿设孔200的第一通道121。
31.具体地，断路器还包括第一支座7、第二支座8、静主触头6、动主触头9和气缸5，第一支座7与静主触头6和静弧触头2连接，第二支座8与气缸5连接，如图1所示，在本实用新型的实施例中，当动弧触头1和静弧触头2位于合闸状态时，动弧触头1和静弧触头2接触，电流依次流经第一支座7-静主触头6-动主触头9-气缸5-第二支座8。灭弧通道100内的动弧触头1和静弧触头2之间的空间为常压。
32.在本实用新型的实施例中，第二喷口部件12上设置有连通孔122，连通孔122的两端分别与第二流通间隙102和第一通道121连通。这样，通过连通孔122可以往外喷射绝缘气体，和喷口结构的其他通道的气体形成交叉，以提高压力。
33.具体地，连通孔122的孔心线倾斜于穿设孔200的孔心线，连通孔122的出口倾向第二喷口部件12的靠近气腔组件20的一侧；和/或，插设孔120包括第一孔段1201和第二孔段1202，第一孔段1201的最小插设截面大于第二孔段1202的最小插设截面，其中，拉杆4的轴线位于插设截面上；其中，第一孔段1201用于供动弧触头1插入，第二孔段1202用于供静弧触头2穿过，第二孔段1202的至少部分内壁面与静弧触头2的外壁面相配合。其中，插设截面是指，沿垂直于静弧触头2的插设方向的截面。
34.具体地，第二孔段1202的内壁面与静弧触头2的外壁面间隙配合。
35.具体地，第一喷口部件11远离气室3的一端具有第一喷口内壁面，沿远离气室3的方向，第一喷口内壁面的周长逐渐增大以形成第一喷口110；和/或第二喷口部件12远离气室3的一端具有第二喷口内壁面，沿远离气室3的方向，第二喷口内壁面的周长逐渐增大，以形成第二喷口123；和/或第一喷口部件11用于安装在断路器的气缸5上；和/或第二喷口部件12用于安装在断路器的拉杆4上。其中，静弧触头2的轴线位于喷口截面上。
36.具体地，气缸5包括气缸主体和活塞50，以使气缸主体和活塞50围成密封的气室3。
37.具体地，沿远离气室3的方向，第一喷口110和第二喷口123的周向面积逐渐增大。
38.具体地，连通通道220和气腔210均为多个，多个连通通道220和多个气腔210分别沿穿设孔200的延伸方向分布；其中，多个气腔210与多个连通通道220一一对应地设置，以通过各个连通通道220向气腔210内通入气体。
39.在本实用新型的实施例中，气腔开口211位于气腔210的靠近穿设孔200的一侧；和/或气腔开口211与连通通道220的靠近穿设孔200的一端连通；和/或气腔210沿穿设孔200的延伸方向延伸，气腔开口211位于气腔210的远离气室3的一侧；和/或气腔开口211的朝向倾斜于穿设孔200的延伸方向。
40.具体地，气腔组件20包括：多个气腔部件21，多个气腔部件21沿穿设孔200的延伸方向间隔布置，各个气腔部件21均具有气腔210，各个气腔部件21与位于其远离气室3一侧的相邻气腔部件21之间形成与其气腔210连通的连通通道220；其中，喷口组件10具有限位
凸起13，多个气腔部件21中的位于远离气室3一端的气腔部件21与限位凸起13之间形成与该气腔部件21的气室3连通的连通通道220。
41.在本实用新型的实施例中，各个气腔部件21均为环形结构，多个气腔部件21依次分布以形成穿设孔200；和/或各个气腔部件21的气室3和气腔开口211均环绕穿设孔200设置；和/或气腔部件21为三个，以在沿远离气室3的方向，依次设置有第一连通通道221、第二连通通道222和第三连通通道223。
42.在本实用新型的实施例的静弧触头2和动弧触头1的分闸过程中，如图2所示，拉杆4沿远离第一支座7的方向运动，活塞50压缩气缸5的气室3内的气体，气体通过第一流通间隙101和第一通道121流出，汇集在第二喷口123处，产生第一高压区301，其他的连通通道220受静弧触头2堵塞，气流不能通过。
43.如图3所示，进一步进行分闸，拉杆4继续向远离第一支座7的方向运动，第一连通通道221露出，气流从第一流通间隙101流过第一通道121、第一连通通道221，以使高压区域扩大，以形成第二高压区302，同时气腔210中的气体被电弧加热膨胀，但第一喷口部件11的第一喷口110被电弧堵塞，从而使得压力提升。
44.如图4所示，随着拉杆4进一步地运动，第二连通通道222和第三连通通道223依次打开，以形成更大的高压区域，以形成第三高压区303，同时各个气腔部件21的气腔210内的气体被电弧加热膨胀，但第一喷口部件11的第一喷口110被电弧堵塞，从而进一步使得压力提升；如图5所示，当第一喷口110脱离静弧触头2时，形成第四高压区304，此时，一部分气体从第一喷口110流出带走热量，各个气腔部件21的气腔210内的气体吹出，提高动弧触头1和静弧触头2之间的压力，绝缘性能提高，使灭弧熄灭。
45.具体地，拉杆4上设置有出气孔400，以在拉杆4运动至预定位置，出气孔400的至少部分位于第二支座8的远离气缸5的一侧时，此时出气孔400的至少部分位于外侧，以通过出气孔400排出部分绝缘气体，以带走部分电弧热量。
46.具体地，出气孔400为多个，多个出气孔400沿拉杆4的延伸方向间隔设置。
47.本实用新型还提供了一种断路器，包括动触头组件30和静触头组件40，断路器还包括：上述的喷口结构，喷口结构安装在动触头组件30上。
48.具体地，动触头组件30包括动弧触头和动主触头，静触头组件40包括静弧触头和静主触头。
49.综上，通过本技术的喷口结构可以提高静弧触头和动弧触头之间的气体压力，从而提高绝缘能力，这样，当开断直流电压较高，电流较小时，可以通过本技术的喷口结构有效提高开断直流电弧的能力，同时，本技术的喷口结构对交流电也具有开断能力。
50.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
51.本实用新型提供的喷口结构包括喷口组件10和气腔组件20，喷口组件10具有用于供断路器的动弧触头1和静弧触头2穿设的灭弧通道100；气腔组件20设置在灭弧通道100内，气腔组件20与灭弧通道100的内壁面之间具有第一流通间隙101，第一流通间隙101与断路器的气室3连通；气腔组件20具有供断路器的静弧触头2或动弧触头1穿过的穿设孔200，穿设孔200用于与断路器的拉杆4的杆腔连通；气腔组件20，包括气腔部件21，气腔部件21具有气腔210，气腔部件21与喷口组件10间隔设置以形成连通通道220，连通通道220分别与气腔210和第一流通间隙101连通；气腔部件21具有连通穿设孔200和气腔210的气腔开口211。
通过本技术的喷口结构，在拉杆4移动，并压缩气室3时，产生电弧，以通过产生的电弧加热位于气腔210内的气体，此时，产生的电弧和静弧触头2会将喷口组件10的喷口堵住，以使静弧触头2和动弧触头1之间的气体压力升高，从而提高绝缘能力，使得灭弧熄灭，解决了现有技术中的高压断路器存在开断电弧的能力较弱的问题。
52.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。