專利名稱：一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置及其吹弧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于直流斷路器的快速脫扣裝置，特別涉及一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置及其吹弧方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化進(jìn)程不斷推進(jìn)，直流供電系統(tǒng)與工業(yè)發(fā)展和民眾的日常生活的聯(lián)系愈發(fā)緊密，目前我國(guó)城市軌道交通、太陽(yáng)能發(fā)電、冶煉、化工、船電、礦山等許多重要行業(yè)中均采用了直流供電系統(tǒng)。其中，直流斷路器具有可靠切斷直流回路故障電流的保護(hù)功能，是直流供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的保證。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展以及工業(yè)交通部門逐步的現(xiàn)代化的同時(shí)，對(duì)供電系統(tǒng)可靠性的要求也愈發(fā)嚴(yán)格，由此對(duì)其開(kāi)斷性能提出了越來(lái)越高的要求。當(dāng)線路出現(xiàn)故障電流時(shí)，要求斷路器在最短時(shí)間內(nèi)將其開(kāi)斷。斷路器動(dòng)靜觸頭分離后，觸頭間的電弧一方面靠觸頭的分離而被切向拉長(zhǎng)(平行弧軸方向)，另一方面會(huì)因?qū)щ娀芈冯娏魉a(chǎn)生的磁場(chǎng)而被法向拉長(zhǎng)(垂直弧軸方向)。其中，后者法向拉長(zhǎng)電弧不僅使電弧長(zhǎng)度增加，還使電弧產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)，并使電弧迅速進(jìn)入柵片進(jìn)行切割并冷卻，最終使電弧迅速熄滅，是斷路器能成功分?jǐn)喙收想娏鞯闹匾蛩?。此外，?dāng)分?jǐn)嗟碾娏髦递^大時(shí)，觸頭及跑弧道區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度較大，磁吹電弧作用明顯，因此大電流電弧較容易開(kāi)斷。但當(dāng)開(kāi)斷小電流電弧時(shí)，磁吹作用明顯減弱，小電流電弧受到的橫向磁場(chǎng)電動(dòng)力過(guò)小，導(dǎo)致電弧將不能迅速進(jìn)入柵片進(jìn)行冷卻和切割，卻停留在觸頭之間長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)燃燒，造成動(dòng)靜觸頭嚴(yán)重?zé)g，材料損耗，觸頭表面局部集中金屬液滴飛濺，最終導(dǎo)致開(kāi)斷失敗。因此，斷路器的小電流電弧分?jǐn)嘁恢笔情_(kāi)關(guān)電器行業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用磁吹線圈，設(shè)計(jì)并提供一種能夠應(yīng)用于直流斷路器，能有效增強(qiáng)觸頭區(qū)域電磁場(chǎng)強(qiáng)度，并成功分?jǐn)嘈‰娏麟娀〉拇糯笛b置及其吹弧方法。一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置，包括滅弧室柵片、勵(lì)磁線圈、連接在勵(lì)磁線圈上的小電流檢測(cè)判斷系統(tǒng)、在勵(lì)磁線圈中間安裝的鐵芯、平行地固定于鐵芯兩側(cè)并夾緊鐵芯的Y型增磁引鐵、跑弧道、動(dòng)觸頭和靜觸頭；所述勵(lì)磁線圈安裝在滅弧室平行于滅弧室柵片的一側(cè)；所述Y型增磁引鐵緊貼滅弧室外殼側(cè)壁安裝，在Y型增磁引鐵之間對(duì)稱設(shè)置有跑弧道，跑弧道的下方設(shè)置有動(dòng)觸頭和靜觸頭。所述滅弧室柵片為V型排列，V型排列的滅弧室柵片靠近中間的開(kāi)槽低，長(zhǎng)度長(zhǎng); 靠近兩邊的開(kāi)槽高，長(zhǎng)度短。所述勵(lì)磁線圈中間安設(shè)有一個(gè)鐵芯，勵(lì)磁線圈通過(guò)電流導(dǎo)線連接到外加直流激勵(lì)?；谒鲋袎褐绷鲾嗦菲餍‰娏麟娀〈糯笛b置的吹弧方法，滅弧室柵片為V型排列，中間靠近動(dòng)靜觸頭柵片的開(kāi)槽低，靠近兩邊的開(kāi)槽逐漸變高。由于柵片的材料為鐵，對(duì)電弧有吸引作用。這種開(kāi)槽及排列方法能最大程度利用鐵磁材料對(duì)電弧的吸引作用，有利于使小電流電弧盡快進(jìn)入柵片。在開(kāi)斷電流的過(guò)程中，斷路器動(dòng)靜觸頭分離后，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)將測(cè)量并判斷觸頭間的電弧電流值；若達(dá)到或低于小電流設(shè)定值，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，使勵(lì)磁線圈通電，因此會(huì)在線圈鐵芯和增磁引鐵中產(chǎn)生磁通；由于兩片Y型增磁引鐵平行地固定于勵(lì)磁線圈中的鐵芯兩側(cè)，并夾緊鐵芯；且兩片增磁引鐵之間的空間對(duì)應(yīng)于斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域，故斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域的磁場(chǎng)會(huì)因增磁引鐵對(duì)磁路的引導(dǎo)而局部明顯加強(qiáng)；因此開(kāi)斷小電流電弧時(shí)，電弧在該磁場(chǎng)中受到指向柵片方向的較大電動(dòng)力，小電流電弧在該力的作用下橫向運(yùn)動(dòng)，并迅速進(jìn)入柵片進(jìn)行切割并冷卻，最終使電弧快速熄滅。本發(fā)明采用V型滅弧室柵片，在滅弧室外殼與柵片平行的側(cè)面安設(shè)加勵(lì)磁線圈， 勵(lì)磁線圈外接小電流檢測(cè)判斷系統(tǒng)。在滅弧室外殼兩側(cè)上對(duì)應(yīng)動(dòng)靜觸頭和跑弧道的區(qū)域分別各安設(shè)一片Y型增磁引鐵。本裝置可有效增強(qiáng)觸頭及跑弧道區(qū)域的磁場(chǎng)，對(duì)于使觸頭區(qū)域的小電流電弧快速進(jìn)入柵片，并最終成功開(kāi)斷電弧，減小設(shè)備故障概率有顯著作用。此外，本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，合理利用可優(yōu)化斷路器空間布局，減小其體積。


圖I是一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置立體圖；圖2是一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置立體分解圖；圖3是一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置主視圖；圖4是一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置剖視圖；其中1為滅弧室柵片；2為勵(lì)磁線圈；3為鐵芯；4為Y型增磁引鐵；5為跑弧道；6 為動(dòng)觸頭；7為靜觸頭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)附圖，這種運(yùn)用于直流斷路器中的小電流電弧磁吹裝置，包括小電流檢測(cè)判斷系統(tǒng)，勵(lì)磁線圈，增磁引鐵，直流斷路器滅弧室柵片、動(dòng)觸頭、靜觸頭、跑弧道等。其中滅弧室柵片為V型排列，中間靠近動(dòng)靜觸頭柵片的開(kāi)槽低，靠近兩邊的開(kāi)槽逐漸變高。由于柵片的材料為鐵，對(duì)電弧有吸引作用。這種開(kāi)槽及排列方法能最大程度利用鐵磁材料對(duì)電弧的吸引作用，有利于使小電流電弧盡快進(jìn)入柵片。勵(lì)磁線圈安裝在滅弧室平行于柵片的一側(cè)。 勵(lì)磁線圈中間安設(shè)有一個(gè)鐵芯，勵(lì)磁線圈由電流導(dǎo)線連接到外加直流激勵(lì)，且直流激勵(lì)受小電流檢測(cè)判斷控制系統(tǒng)控制。Y型增磁引鐵平行地固定于勵(lì)磁線圈中的鐵芯兩側(cè)，安裝在滅弧室垂直與于柵片的兩側(cè)對(duì)應(yīng)于斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域，緊貼滅弧室外殼側(cè)壁。在開(kāi)斷電流的過(guò)程中，斷路器動(dòng)靜觸頭分離后，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)將測(cè)量并判斷觸頭間的電弧電流值。若達(dá)到或低于小電流設(shè)定值，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，使勵(lì)磁線圈通電，因此會(huì)在線圈鐵芯和增磁引鐵中產(chǎn)生磁通。由于兩片Y型增磁引鐵平行地固定于勵(lì)磁線圈中的鐵芯兩側(cè)，并夾緊鐵芯。且兩片增磁引鐵之間的空間對(duì)應(yīng)于斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域，故斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域的磁場(chǎng)會(huì)因增磁引鐵對(duì)磁路的引導(dǎo)而局部明顯加強(qiáng)。因此開(kāi)斷小電流電弧時(shí)，電弧在該磁場(chǎng)中受到指向柵片方向的較大電動(dòng)力，小電流電弧在該力的作用下橫向運(yùn)動(dòng)，并迅速進(jìn)入柵片進(jìn)行切割并冷卻，最終使電弧迅速熄滅。此外，本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，合理利用可優(yōu)化斷路器空間布局，減小其空間體積。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置，其特征在于包括滅弧室棚片、勵(lì)磁線圈、連接在勵(lì)磁線圈上的小電流檢測(cè)判斷系統(tǒng)、在勵(lì)磁線圈中間安裝的鐵芯、平行地固定于鐵芯兩側(cè)并夾緊鐵芯的Y型增磁引鐵、跑弧道、動(dòng)觸頭和靜觸頭；所述勵(lì)磁線圈安裝在滅弧室平行于滅弧室柵片的一側(cè)；所述Y型增磁引鐵緊貼滅弧室外殼側(cè)壁安裝，在Y型增磁引鐵之間對(duì)稱設(shè)置有跑弧道，跑弧道的下方設(shè)置有動(dòng)觸頭和靜觸頭。
2.如權(quán)利要求I所述中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置，其特征在于所述滅弧室柵片為V型排列，V型排列的滅弧室柵片靠近中間的開(kāi)槽低，長(zhǎng)度長(zhǎng)；靠近兩邊的開(kāi)槽高，長(zhǎng)度短。
3.如權(quán)利要求I所述中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置，其特征在于所述勵(lì)磁線圈中間安設(shè)有一個(gè)鐵芯，勵(lì)磁線圈通過(guò)電流導(dǎo)線連接到外加直流激勵(lì)。
4.基于權(quán)利要求1、2或3所述中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置的吹弧方法，其特征在于滅弧室柵片為V型排列，中間靠近動(dòng)靜觸頭柵片的開(kāi)槽低，靠近兩邊的開(kāi)槽逐漸變高；在開(kāi)斷電流的過(guò)程中，斷路器動(dòng)靜觸頭分離后，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)將測(cè)量并判斷觸頭間的電弧電流值；若達(dá)到或低于小電流設(shè)定值，小電流檢測(cè)判斷控制裝系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，使勵(lì)磁線圈通電，因此會(huì)在線圈鐵芯和增磁引鐵中產(chǎn)生磁通；由于兩片Y型增磁引鐵平行地固定于勵(lì)磁線圈中的鐵芯兩側(cè)，并夾緊鐵芯；且兩片增磁引鐵之間的空間對(duì)應(yīng)于斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域，故斷路器觸頭和跑弧道的區(qū)域的磁場(chǎng)會(huì)因增磁引鐵對(duì)磁路的引導(dǎo)而局部明顯加強(qiáng)；因此開(kāi)斷小電流電弧時(shí)，電弧在該磁場(chǎng)中受到指向柵片方向的較大電動(dòng)力，小電流電弧在該力的作用下橫向運(yùn)動(dòng)，并迅速進(jìn)入柵片進(jìn)行切割并冷卻，最終使電弧快速熄滅。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中壓直流斷路器小電流電弧磁吹裝置及其吹弧方法。采用V型滅弧室柵片，在滅弧室外殼與柵片平行的側(cè)面安設(shè)加勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈外接小電流檢測(cè)判斷系統(tǒng)。在滅弧室外殼兩側(cè)上對(duì)應(yīng)動(dòng)靜觸頭和跑弧道的區(qū)域分別各安設(shè)一片Y型增磁引鐵。本裝置可有效增強(qiáng)觸頭及跑弧道區(qū)域的磁場(chǎng)，對(duì)于使觸頭區(qū)域的小電流電弧快速進(jìn)入柵片，并最終成功開(kāi)斷電弧，減小設(shè)備故障概率有顯著作用。此外，本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，合理利用可優(yōu)化斷路器空間布局，減小其體積。
文檔編號(hào)H01H73/18GK102592908SQ20121004095
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者葉小松, 吳振飛, 楊蕓, 紐春萍, 榮命哲, 邢鳴 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)