專利名稱：帶v形端頭的柵片滅弧室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓電器領(lǐng)域，涉及了一種用于中等容量(額定電流由40安到80安)直動(dòng)式交流接觸器的帶V形端頭的柵片滅弧室。
接觸器作為頻繁操作的控制電器，電壽命是其最重要的性能指標(biāo)之一，其中AC4使用類別工作條件極為苛刻，因?yàn)樗箢l繁點(diǎn)動(dòng)鼠籠型電動(dòng)機(jī)，即在額定電壓下接通與分?jǐn)?倍額定電流，且線路功率因數(shù)較低，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有接觸器在660伏這種工作條件下都必須降低額定電流一個(gè)等級(jí)使用。
本實(shí)用新型的目的是在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種用于交流接觸器中的帶V形端頭的柵片滅弧室，采用該結(jié)構(gòu)形式的交流接觸器，由于大幅度提高了開(kāi)斷能力和電氣壽命，因而在660伏AC4工作條件下可等電流使用。
要提高660伏AC4條件下的電壽命和開(kāi)斷能力，可以從兩個(gè)方面入手，一個(gè)是縮短電弧停滯時(shí)間，另一個(gè)是減小燃弧時(shí)間。電弧停滯時(shí)間是開(kāi)關(guān)電弧固有特征，當(dāng)觸頭打開(kāi)電路而產(chǎn)生電弧后，電弧需要在觸頭上停滯一段時(shí)間，待電弧拉長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度才會(huì)移動(dòng)，通過(guò)跑弧道向滅弧柵片跑動(dòng)。電弧從產(chǎn)生到開(kāi)始跑動(dòng)這段時(shí)間稱為電弧停滯時(shí)間。減小電弧停滯時(shí)間不但有利于減少電弧對(duì)觸頭的燒損，并且讓電弧盡早進(jìn)入滅弧室，也有利于降低燃弧時(shí)間。電弧停滯時(shí)間與很多因素有關(guān)，其中最主要是吹弧磁場(chǎng)，增強(qiáng)吹弧磁場(chǎng)，不但能有效降低電弧停滯時(shí)間，并且可以提高吹弧電動(dòng)力，增加電弧運(yùn)動(dòng)速度，有利于電弧熄滅。交流接觸器電弧的能否熄滅決定于電弧過(guò)零時(shí)介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度與電壓恢復(fù)過(guò)程的對(duì)比，前者強(qiáng)于后者，電弧熄滅，反之則重燃。介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度主要決定于滅弧室性能。而電壓恢復(fù)過(guò)程一方面由開(kāi)斷線路固有參數(shù)決定，另一方面決定于滅弧室的電場(chǎng)分布，后者可通過(guò)滅弧室合理設(shè)計(jì)來(lái)獲得理想的電場(chǎng)分布。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的柵片(1)的結(jié)構(gòu)原理圖，其中(a)是左視圖，(b)是正視圖。
圖3是本實(shí)用新型的柵片(2)的結(jié)構(gòu)原理圖，其中(a)是左視圖，(b)是正視圖。
圖4是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)(圖d)和三種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)(圖a-c)的比較圖。
圖5是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)與三種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度曲線對(duì)比圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1、2、3，本實(shí)用新型的鐵磁柵片組為豎直放置；由兩種不同結(jié)構(gòu)的柵片(1)和(2)組成，最靠外的一片柵片(1)帶有向動(dòng)、靜觸頭(3)突出的V形端頭，而前面幾片柵片(2)由于要躲開(kāi)V形端頭，其尺寸較短，V形突出部分的頭部靠近動(dòng)、靜觸頭(3)，它的下端平面與靜觸頭導(dǎo)電板(7)平行，上端面做成弧形，以便于引弧。整個(gè)滅弧室由柵片組、U形引弧片(4)和由耐弧塑料制作的滅弧罩(5)組成。滅弧罩兩端側(cè)面有通氣孔(6)，帶V形突出端的最外一片柵片(1)與滅弧罩(5)內(nèi)壁形成一個(gè)間隙，這一間隙與通氣孔(6)形成一個(gè)氣流通道。
使用時(shí)，當(dāng)動(dòng)、靜觸頭(3)斷開(kāi)后，在動(dòng)、靜觸頭(3)上產(chǎn)生電弧，由于導(dǎo)磁體制作的柵片(1)的V形端頭離動(dòng)、靜觸頭(3)很近，一方面加強(qiáng)了電弧的吹弧磁場(chǎng)，把電弧拉入V形端頭，另一方面V形端頭起了引弧片的作用，引導(dǎo)電弧快速進(jìn)入上部柵片(1)、(2)，柵片(1)的V形端頭相當(dāng)于一片平行放置的柵片，當(dāng)電弧進(jìn)入V形端頭部分時(shí)，就被分割成兩段。V形端頭的存在也改善了滅弧室內(nèi)電場(chǎng)的分布。
本實(shí)用新型提出的帶V形突出端的滅弧室，由于V形突出部分的上端面做成弧形，并且V形突出端與觸頭非?？拷?。所以當(dāng)電弧產(chǎn)生后，很快就能進(jìn)入V形突出部分，并且在它的引導(dǎo)下，迅速進(jìn)入滅弧柵片組，因而帶V形突出端的柵片，不但起柵片作用，并且還能起引弧片的作用。
本實(shí)用新型提出的帶V形突出端的滅弧室，由于V形突出端的形狀及其在滅弧室內(nèi)的空間位置，以及它的背后與滅弧室的側(cè)壁及滅弧罩上出氣孔形成的氣流通道，都促進(jìn)滅弧室內(nèi)氣流暢通，有利于提高電弧運(yùn)動(dòng)速度，保證電弧順利進(jìn)入滅弧柵片組。
為了評(píng)價(jià)本實(shí)用新型的滅弧性能，我們將本實(shí)用新型(圖4(d))和三種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)(圖4(a)-(c))進(jìn)行對(duì)比，測(cè)得電流第一次過(guò)零后四種滅弧室介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度如圖5所示。圖5中，橫坐標(biāo)為電流過(guò)零以后的時(shí)間，單位為微秒(μs)，縱坐標(biāo)為介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度，單位用電壓伏(V)表示。由圖中曲線可明顯看出，平行放置的柵片(圖4的結(jié)構(gòu)(a))介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度最低，這是由于電弧不能進(jìn)入柵片所致。按Gassmann E。在德國(guó)Ilmenau發(fā)表的論文指出電弧在進(jìn)入柵片前，其弧柱必須有足夠的電壓降以保證在進(jìn)入柵片后提供分割成短弧后所需極間壓降的總和，附圖4的結(jié)構(gòu)(a)由于柵片組距離觸頭太近，電弧運(yùn)動(dòng)到柵片時(shí)尚不能建立所需的電弧電壓，因而無(wú)法進(jìn)入柵片。結(jié)構(gòu)(b)的柵片雖然也是平行放置，但是柵片距離觸頭較遠(yuǎn)，因而電弧能勉強(qiáng)進(jìn)入柵片，但由于柵片長(zhǎng)度太短，電弧易跑出柵片后端產(chǎn)生短接，因而介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度也不高。結(jié)構(gòu)(c)為豎直放置柵片，電弧要經(jīng)過(guò)一段運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)入柵片，因而電弧進(jìn)入柵片前能建立足夠的壓降，而結(jié)構(gòu)(d)正如上面所介紹的優(yōu)點(diǎn)，它的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度最高。
為了考核本實(shí)用新型發(fā)明的新型滅弧室，以CJ20-40A為對(duì)象，制作了滅弧室分別為附圖4中結(jié)構(gòu)c和結(jié)構(gòu)d的二種接觸器樣機(jī)，委托國(guó)家認(rèn)可的長(zhǎng)城電器試驗(yàn)研究所按國(guó)家機(jī)械工業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/DQ4172-86對(duì)CJ20系列交流接觸器的技術(shù)要求，進(jìn)行660伏AC4工作條件下的對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果如表1。
表1樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
由試驗(yàn)結(jié)果看出結(jié)構(gòu)c未能滿足CJ20-63A在660伏AC4工作條件下電壽命的條件，而本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)d不但順利地使CJ20-40A提高了一個(gè)電流等級(jí)，并且有充分裕度。
權(quán)利要求1．帶V形端頭的柵片滅弧室，包括一滅弧罩(5)，滅弧罩(5)內(nèi)配置有動(dòng)、靜觸頭(3)，動(dòng)、靜觸頭(3)上面配置有U型引弧片(4)，本實(shí)用新型的特征是，滅弧罩(5)內(nèi)配置有兩種不同結(jié)構(gòu)的柵片(1)、(2)，最靠外的一片(1)帶有向動(dòng)、靜觸頭(3)處突出的V形端頭，V形端頭的下端平面與靜觸頭導(dǎo)電板(7)平行，其上端面做成弧形。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵片滅弧室，其特征在于，滅弧罩(5)兩端側(cè)面有通氣孔(6)，所說(shuō)的柵片(1)與滅弧罩(5)內(nèi)壁形成一個(gè)間隙，該間隙與通氣孔(6)形成一個(gè)氣流通道。
專利摘要一種直動(dòng)式交流接觸器用新型柵片滅弧室,柵片豎直放置,其中最靠外一片柵片具有V形向觸頭區(qū)突出的端頭,這種滅弧室綜合了豎直和平行放置柵片的優(yōu)點(diǎn),V形端頭一方面改善了滅弧室的電場(chǎng)分布,增強(qiáng)了吹弧磁場(chǎng)和促使氣流暢通,另一方面讓電弧提早與柵片接觸,因而大幅度提高了開(kāi)斷性能和接觸器在660伏AC－4工作條件下的電壽命,由國(guó)家認(rèn)可的檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)證明:CJ20－40安交流接觸器改用上述滅弧室后,在660伏AC－4工作條件下能做到等電流開(kāi)斷。
文檔編號(hào)H01H33/04GK2344860SQ9823283
公開(kāi)日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1998年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月1日
發(fā)明者陳德桂, 王學(xué)軍, 榮命哲, 耿英三 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)