專利名稱：用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書涉及一種塑殼斷路器，并且尤其涉及一種用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在低電壓電力系統(tǒng)中，塑殼斷路器起到保護(hù)電力負(fù)載和設(shè)備免于故障電流的作用，該故障電流比額定電流大百分之幾十至百分之幾百。故障電流通常包括過電流和短路電流。當(dāng)這種故障電流流動(dòng)超出基準(zhǔn)值時(shí)，斷路器將電路斷開。特別是，當(dāng)短路電流在電路中流動(dòng)時(shí)，基于設(shè)備性能，保守估計(jì)為幾百安培至幾萬安培的短路電流在電路中流動(dòng)。此時(shí)，塑殼斷路器工作以斷開(中斷)電路。當(dāng)塑殼斷路器由于這種短路電流而工作時(shí)，塑殼斷路器內(nèi)的觸頭(即，活動(dòng)觸頭和固定觸頭)分離，同時(shí)電路斷開，并且在觸頭之間產(chǎn)生電弧。即使在觸頭完全分離后，所產(chǎn)生的電弧仍然會(huì)在觸頭之間存在幾ms (毫秒)。電弧具有熱度和壓力，這會(huì)導(dǎo)致塑殼斷路器的機(jī)械損壞。這種機(jī)械損壞直接關(guān)系到進(jìn)行輸電線安裝和維護(hù)的操作人員的安全。塑殼斷路器的操作時(shí)間(即，觸頭機(jī)械分離的時(shí)間)大約是2ms :3ms，并且在電弧產(chǎn)生后直到滅弧所需的時(shí)間大約是5ms至10ms。因此，中斷塑殼斷路器中的短路電流所需的時(shí)間可以表示為塑殼斷路器的機(jī)械操作時(shí)間和滅弧所需時(shí)間之和。因此，如果電弧被快速熄滅，則可以減少塑殼斷路器的短路中斷時(shí)間，這可以顯著地減少塑殼斷路器的電氣損壞/機(jī)械損壞。因此，已經(jīng)積極地進(jìn)行了許多關(guān)于減少機(jī)械操作時(shí)間和快速滅弧方法的研究，以便使因這種短路電流導(dǎo)致的塑殼斷路器的機(jī)械損壞/電氣損壞最小化。特別是，正進(jìn)行著諸如塑殼斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、可耐電弧熱的材料等的多種研究，在塑殼斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，為了快速滅弧在觸頭的前方裝有滅弧柵片，從而增加電弧電壓和流動(dòng)速度，因此進(jìn)行有效地滅弧。作為通常用于滅弧的有代表性的裝置，廣泛使用的是作為多個(gè)滅弧柵片的組件的滅弧室。而且，為了相對于所產(chǎn)生的電弧提高驅(qū)動(dòng)力(即，提高熄滅速度)，考慮到電磁影響有必要最優(yōu)化柵片的形狀。在下文中，將參照圖1至圖3給出現(xiàn)有技術(shù)的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的示例的描述。如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)可包括滅弧機(jī)構(gòu)組件 100。滅弧機(jī)構(gòu)組件100可包括彼此堆疊的多個(gè)滅弧柵片10，以及用于支撐多個(gè)滅弧柵片10 的一對支撐板20。參照圖2，每個(gè)滅弧柵片10可包括如字母“U”形的板部10a，其由鐵磁性物質(zhì)制成；以及支撐突出部10b，其從相應(yīng)的板部IOa的兩側(cè)延伸出。每個(gè)支撐板20可包括多個(gè)柵片插孔(未給出附圖標(biāo)記)，滅弧柵片10的支撐突出部IOb分別插入到柵片插孔內(nèi)。圖1示出了滅弧柵片10的支撐突出部IOb插入到相應(yīng)的柵片插孔內(nèi)。如圖1所示，滅弧機(jī)構(gòu)組件100被安裝成使得固定接觸器40的觸頭40a和活動(dòng)接觸器30的觸頭30a位于板部IOa的兩個(gè)支腿部之間。因此，固定接觸器40的固定觸頭40a固定在滅弧機(jī)構(gòu)組件100的多個(gè)板部IOa的兩個(gè)支腿部之間，而活動(dòng)接觸器30的活動(dòng)觸頭 30a位于多個(gè)板部IOa的兩個(gè)支腿部之間，以便可移動(dòng)至與固定接觸器40的固定觸頭40a 接觸的位置或者移動(dòng)至與固定接觸器40的固定觸頭40a分離的位置。同時(shí)，使用電磁場分析模擬程序來模擬根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)以檢查洛倫茲力，在假定有10000A(安培)的直流電流在弧柱中流動(dòng)的條件下，該洛倫茲力由鐵磁性材料制成的滅弧柵片10沿著朝向滅弧柵片10的方向施加于弧柱上。這種洛倫茲力可以由以下等式(1)表示。Fz = BxIyL---------(1)在等式(1)中，F(xiàn)z表示洛倫茲力，其由如圖1所示的由鐵磁性材料制成的滅弧柵片 10沿著朝向滅弧柵片10的方向施加于弧柱上，BX表示由弧柱形成的磁通量，Iy表示弧柱的電流，L表示在斷開操作時(shí)的活動(dòng)觸頭30a和固定觸頭40a之間的距離(斷開距離)，也就是活動(dòng)觸頭30a和固定觸頭40a彼此分離達(dá)到的距離。根據(jù)由模擬程序基于等式(1)所得出的模擬結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在假定有10000A的直流電流在弧柱中流動(dòng)時(shí)，弧柱在朝向滅弧柵片10的方向上受到大約120N(牛頓)的洛倫茲力的影響。也就是說，在用于現(xiàn)有技術(shù)的塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)中，弧柱在大約120N的力的作用下朝向滅弧柵片10移動(dòng)。為通過減少電弧移動(dòng)的時(shí)間來進(jìn)一步減少滅弧時(shí)間，應(yīng)當(dāng)施加更強(qiáng)的力來移動(dòng)弧柱。

發(fā)明內(nèi)容
因此，詳細(xì)描述的方案提供了一種用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)，其能夠通過施加比現(xiàn)有技術(shù)中的洛倫茲力更強(qiáng)的洛倫茲力，更快地熄滅在滅弧機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的弧柱。正如在此所具體化和廣泛地描述的，為實(shí)現(xiàn)這些和其它的優(yōu)勢并且根據(jù)本說明書的目的，提供了一種用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)，所述滅弧機(jī)構(gòu)包括在垂直方向上彼此堆疊的多個(gè)滅弧柵片以及用于支撐所述滅弧柵片的支撐板，從而形成滅弧室，其中每個(gè)滅弧柵片包括U形板部，其由鐵磁性材料制成，并且具有兩個(gè)支腿部；多個(gè)支撐突出部，其從所述板部側(cè)向地延伸出以便與所述板部齊平，從而使得所述U形板部連接至用于支撐的所述支撐板；以及多個(gè)彎曲部，其以在垂直方向上彎曲分別從所述支腿部延伸出，以便使在彼此堆疊的相鄰的滅弧柵片之間的空隙最小化，從而加強(qiáng)用于將在所述滅弧室內(nèi)產(chǎn)生的電弧引向所述滅弧柵片的力。通過下文中給出的詳細(xì)描述，本申請的進(jìn)一步的應(yīng)用范圍將變得更加明顯。但是， 應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是由于對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過詳細(xì)的描述在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變和改進(jìn)將變得顯而易見，因此僅通過闡釋性的方式給出了詳細(xì)的描述和具體的示例。


附圖被包括以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其被并入并且構(gòu)成了本說明書的一部分，附圖示出了優(yōu)選實(shí)施例并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1為示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的構(gòu)造的立體圖；圖2為示出了用于現(xiàn)有技術(shù)的塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的滅弧柵片的構(gòu)造的立體圖；圖3為示出了根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的構(gòu)造的立體圖；以及圖4為示出了用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的滅弧柵片的立體圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。為了參照附圖進(jìn)行簡要的描述， 相同或等同的部件將設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記，并且將不重復(fù)其描述。在下文中，將對根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的構(gòu)造進(jìn)行描述。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)可包括滅弧機(jī)構(gòu)組件100，滅弧機(jī)構(gòu)組件100包括多個(gè)滅弧柵片10和用于支撐滅弧柵片10的一對支撐板20，多個(gè)滅弧柵片10在垂直方向上堆疊以形成滅弧室。參照圖4，每個(gè)滅弧柵片10可包括具有兩個(gè)支腿部IOc的U形板部10a、多個(gè)支撐突出部IOb以及多個(gè)彎曲部10d。U形板部IOa可由鐵磁性材料制成，并且具有兩個(gè)支腿部10c。多個(gè)支撐突出部IOb可以從U形板部IOa的兩側(cè)延伸出以便與U形板部IOa齊平， 從而使得U形板部IOa連接至用于支撐的支撐板部20。彎曲部IOd可以以垂直彎曲從相應(yīng)的支腿部IOc的板面延伸出。根據(jù)一個(gè)示例，彎曲部IOd可以以在垂直方向上向上彎曲從支腿部IOc的板面延伸出。根據(jù)另一個(gè)示例，彎曲部IOd可以以在垂直方向上向下彎曲從支腿部IOc的板面延伸出。圖3和圖4示例性地示出了向下延伸的彎曲部10d。而且，彎曲部IOd可以使彼此堆疊的相鄰的滅弧柵片10之間的空隙最小化，從而加強(qiáng)用于將在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生的電弧引向滅弧柵片10的力。當(dāng)相鄰的滅弧柵片10之間的空隙被最小化時(shí)，多個(gè)堆疊的滅弧柵片可以用作磁體以便形成強(qiáng)磁場。 因此，參照圖3，在滅弧柵片10 (其布置為圍繞活動(dòng)觸頭30a和固定觸頭40a)內(nèi)的活動(dòng)觸頭 30a和固定觸頭40a之間產(chǎn)生的弧柱能夠被快速地引向滅弧柵片10，從而實(shí)現(xiàn)快速滅弧。每個(gè)支撐板20可包括多個(gè)柵片插孔(未給出附圖標(biāo)記)以對應(yīng)于每個(gè)滅弧柵片 10的突出部10b，每個(gè)滅弧柵片10的突出部IOb插入到柵片插孔內(nèi)。圖3示出了滅弧柵片的支撐突出部IOb插入到相應(yīng)的柵片插孔內(nèi)的狀態(tài)。參照圖3，滅弧機(jī)構(gòu)組件100可以被安裝成使得固定接觸器40的觸頭40a和活動(dòng)接觸器30的觸頭30a位于U形板部IOa的兩個(gè)支腿部IOc之間。因此，固定接觸器40的固定觸頭40a固定在U形板部IOa的支腿部IOc之間，而活動(dòng)接觸器30的活動(dòng)觸頭30a也位于U形板部IOa的支腿部IOc之間，以便可移動(dòng)至與固定接觸器40的固定觸頭40a接觸的位置或者移動(dòng)至與固定觸頭40a分離的位置?，F(xiàn)在將參照圖3和圖4對用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的操作效果進(jìn)行描述。
使用電磁場分析模擬程序來模擬用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)以檢查洛倫茲力和滅弧柵片10的磁通量，在假定有10000A的直流電流在弧柱中流動(dòng)的條件下，該洛倫茲力由鐵磁性材料制成的滅弧柵片10沿著朝向滅弧柵片10的方向施加于弧柱上。根據(jù)由模擬程序基于等式(1)所得出的模擬結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在假定有10000A的直流電流在弧柱中流動(dòng)時(shí)，弧柱在朝向滅弧柵片10的方向上受到大約190N(牛頓)的洛倫茲力的影響。也就是說，利用根據(jù)這一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，弧柱在大約190N的力的作用下朝向滅弧柵片10移動(dòng)，190N比現(xiàn)有技術(shù)的120N增強(qiáng)了大約 60%。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)能顯著地減少電弧移動(dòng)的時(shí)間， 從而進(jìn)一步減少滅弧時(shí)間。而且，因?yàn)橛糜谒軞嗦菲鞯臏缁C(jī)構(gòu)包括滅弧柵片，每個(gè)滅弧柵片都具有從滅弧柵片的支腿部垂直地延伸出的彎曲部，所以能夠使相鄰的滅弧柵片之間的空隙最小化。 因此，彼此堆疊的多個(gè)滅弧柵片能夠用作磁體以形成強(qiáng)磁場，這使得在滅弧室內(nèi)產(chǎn)生的弧柱能夠快速地移動(dòng)到滅弧柵片，從而實(shí)現(xiàn)快速滅弧。上述實(shí)施例和優(yōu)勢僅為優(yōu)選的，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本公開。本教導(dǎo)能夠容易地應(yīng)用于其它種類的裝置。本說明書意圖是闡釋性的，并且不限制權(quán)利要求的范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多替代方案、改進(jìn)和變型將是顯而易見的。在此所描述的優(yōu)選實(shí)施例的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其它特點(diǎn)可以多種方式組合從而獲得額外的和/或可替代的優(yōu)選實(shí)施例。由于在不背離其特點(diǎn)的條件下本發(fā)明的特征可以實(shí)現(xiàn)為若干形式，因此還應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例不受前述描述的任何細(xì)節(jié)所限制，除非另有說明，而是應(yīng)當(dāng)在如所附的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)進(jìn)行寬泛地解釋，因此落在權(quán)利要求的范圍或者所述范圍的等同布局內(nèi)的所有變化和改進(jìn)都旨在由所附的權(quán)利要求所包括。
權(quán)利要求
1.一種用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)，所述滅弧機(jī)構(gòu)包括在垂直方向上彼此堆疊的多個(gè)滅弧柵片以及用于支撐所述滅弧柵片的支撐板，從而形成滅弧室，其特征在于每個(gè)所述滅弧柵片包括U形板部，其由鐵磁性材料制成，并且具有兩個(gè)支腿部；多個(gè)支撐突出部，其從所述板部側(cè)向地延伸出以便與所述板部齊平，從而使得所述U 形板部連接至用于支撐的所述支撐板；以及多個(gè)彎曲部，其以在垂直方向上彎曲分別從所述支腿部延伸出，以便使在彼此堆疊的相鄰的滅弧柵片之間的空隙最小化，從而加強(qiáng)用于將在所述滅弧室內(nèi)產(chǎn)生的電弧引向所述滅弧柵片的力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中所述彎曲部以垂直彎曲從每個(gè)支腿部的板面向下延伸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中所述彎曲部以垂直彎曲從每個(gè)支腿部的板面向上延伸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于塑殼斷路器的滅弧機(jī)構(gòu)，所述滅弧機(jī)構(gòu)包括在垂直方向上彼此堆疊的多個(gè)滅弧柵片以及用于支撐所述滅弧柵片的支撐板，并且每個(gè)滅弧柵片包括U形板部，其由鐵磁性材料制成，并且具有兩個(gè)支腿部；多個(gè)支撐突出部，其從所述U形板部側(cè)向地延伸出以便與所述U形板部齊平，從而使得所述U形板部連接至用于支撐的所述支撐板；以及多個(gè)彎曲部，其以在垂直方向上彎曲分別從所述支腿部延伸出，以便使在彼此堆疊的相鄰的滅弧柵片之間的空隙最小化，從而加強(qiáng)用于將在所述滅弧室內(nèi)產(chǎn)生的電弧引向所述滅弧柵片的力。
文檔編號(hào)H01H73/18GK102315056SQ20111019369
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者咸承珍 申請人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社