一種直流斷路器磁吹滅弧裝置的製作方法

2023-07-28 18:31:56

專利名稱：一種直流斷路器磁吹滅弧裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電氣產品結構設計技術領域，具體涉及一種直流斷路器，特別是直流斷路器中一種能增強電弧弧根運動速度的磁吹滅弧裝置。
背景技術：
隨著電力需求的不斷增長，我國正在大力進行電力基礎設施建設，其中直流供電系統與人們日常生活的聯繫越來越緊密。目前我國城市無軌電車、地鐵、太陽能發電、冶煉、 化工、軋材、船電、礦山等許多重要行業中均採用了直流供電系統。隨著直流系統容量的越來越大與安全性要求的越來越高，對系統中起保護和控制作用的直流斷路器的性能也提出了更高的要求。直流開斷的首要任務是熄滅電弧。由於直流電路不存在自然過零點，目前在中低壓直流系統中多採用增大電弧電壓的方法來熄滅電弧，具體的滅弧方案常採用金屬柵片切割電弧來實現。為使直流電弧能順利進入滅弧室被柵片切割，在動、靜觸頭與滅弧柵片間通常設有引弧道，將電弧引導至滅弧柵片處以熄滅電弧。但在實際的開斷過程中，由於引弧道在滅弧室入口處的開口寬度迅速增大，往往會導致電弧在滅弧室入口處持續燃燒，電弧不能被迅速拉長進入滅弧室，最終導致電弧的重燃甚至開斷失敗。電弧在滅弧室入口處的停滯還會造成引弧道的嚴重燒蝕，減少斷路器的壽命。

發明內容
本發明的目的是提供一種能有效增強電弧弧根運動速度的磁吹裝置，使直流斷路器在分斷過程中產生的電弧能及時被引導至滅弧室被柵片切割從而可靠熄滅，保障直流斷路器安全可靠地工作。實現本發明目的的技術方案為將引弧道條狀導體在靠近滅弧室入口的折彎處旋繞若干圈，使其構成的引弧線圈在通過電流時產生與電弧軸向垂直的磁場，用於增強在滅弧室入口處的吹弧磁場強度。當斷路器進行開斷產生電弧時，電弧弧根一旦運動到滅弧室的入口處，就會受到引弧線圈產生的磁場的驅動作用，從而迅速的向滅弧室兩側繼續運動， 電弧被迅速拉長並進入滅弧室，被金屬柵片切割從而最終熄滅。在上述技術方案中，為使引弧道及其增強件產生的磁場仍沿引弧道軸線對稱，要求引弧線圈應關於主體引弧道的軸線呈軸對稱，此外引弧線圈前後的引弧道的中心線也應處於同一平面，以保證改進後的引弧道不會使感應磁場在電弧運動區域的三維空間產生較大畸變。


圖I為本發明所涉及直流斷路器核心部件的正視示意圖。圖2為直流斷路器磁吹滅弧裝置的立體示意圖。
3
圖3為所述引弧線圈的平面正視圖。圖4為所述引弧線圈的平面俯視圖。圖5為所述引弧線圈的立體示意圖。圖6為直流斷路器磁吹滅弧裝置工作過程分解示意圖第一階段。圖7為直流斷路器磁吹滅弧裝置工作過程分解示意圖第二階段。附圖中所採用的標記為為靜觸頭；2為動觸頭；3為靜引弧道；4為動引弧道；5 為靜引弧增強件；6為動引弧增強件；7為滅弧室；8為靜觸頭側母排；9為動觸頭側母排。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。如附圖I所示，本發明所述的引弧道不再是簡單的折線形結構，靜引弧道3與動引弧道4在靠近滅弧室入口的折彎處通過旋繞導體本身而分別構成靜引弧線圈5與動引弧線圈6，從而達到增強電弧弧根運動速度的目的。具體的物理過程為靜觸頭I與靜引弧道3 為等勢體，動觸頭2與動引弧道4也為等勢體，當動觸頭2與靜觸頭I分離時，兩觸頭間將產生電弧，如附圖6所示。設電流由靜出線端8流向動出線端9，則觸頭間感應磁場的方向為垂直於紙面向裡，電弧將受到向上的安培力F。隨即電弧在磁場與氣壓的作用下移動至兩引弧道之間繼續燃燒，在附圖6中表現為電弧整體向上運動。當電弧運動至滅弧室入口時，若按原有簡單折線形的引弧道設計，可能會由於電弧自身產生的磁場不夠強，不能提供足夠大的驅動力，出現電弧難以突破引弧道的拐點而不能順利進入滅弧室7的現象。針對此問題，在本發明中當電弧移動至滅弧室入口處引弧道的拐點時，電流將流經靜引弧線圈5 和動引弧線圈6，電流i的方向如附圖7所示。由安培定理可知，附圖7中兩個引弧線圈內部磁場均為垂直於紙面向外，而兩引弧道間的電弧運動區域的磁場為垂直於紙面向內，此磁場與電弧自身產生的感應磁場同向，疊加的結果將增大電弧尤其是靠近引弧線圈處弧根所受的指向滅弧室方向的安培力，使弧根沿引弧道的運動速度加快，從而更易進入滅弧室 7，使開斷過程快速順利完成。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種直流斷路器磁吹滅弧裝置，包括靜觸頭(I)、動觸頭(2)、靜引弧道(3)、動引弧道(4)、靜引弧線圈(5)、動引弧線圈(6)、滅弧室(7)、靜出線端⑶及動出線端(9)，其特徵在於所述靜引弧道(3)與動引弧道(4)在靠近滅弧室入口的折彎處分別設有用於增強局部磁場強度的靜引弧線圈(5)與動引弧線圈(6)。
2.根據權利要求I所述的一種直流斷路器磁吹滅弧裝置，其特徵在於靜引弧線圈(5) 與動引弧線圈(6)是由靜引弧道(3)與動引弧道(4)在靠近滅弧室入口的折彎處分別旋繞構成的線圈狀結構。
3.根據權利要求I所述一種直流斷路器磁吹滅弧裝置，其特徵在於靜引弧線圈(5) 與動引弧線圈(6)分別關於靜引弧道⑶與動引弧道⑷的軸線呈軸對稱。
4.根據權利要求I所述一種直流斷路器磁吹滅弧裝置，其特徵在於靜引弧道(3)在靜引弧線圈(5)兩側的延伸部分寬度相等，中心線處於同一平面上；動引弧道(4)在動引弧線圈(6)兩側的延伸部分寬度也相等，中心線也處於同一平面上。
全文摘要
本發明公開了一種直流斷路器磁吹滅弧裝置。其中靜引弧道與動引弧道在靠近滅弧室入口的折彎處分別設有用於增強局部磁場強度的靜引弧線圈與動引弧線圈，利用開斷過程中流過跑弧道的電流形成垂直於電弧軸向的磁場，驅動電弧向滅弧室運動，尤其能夠加快電弧弧根在跑弧道上的運動速度，減少其在滅弧室入口位置的停滯和反覆，使電弧更易進入滅弧室，降低滅弧室內發生電弧重燃的機率。本發明公開的磁吹滅弧裝置結構簡單，易於加工，效果明顯，有利於斷路器快速順利地完成開斷過程。
文檔編號H01H73/18GK102592909SQ20121004095
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者吳翊, 強若辰, 王海燕, 榮命哲, 袁端磊, 趙鴻飛 申請人:西安交通大學