[发明专利]一种直流断路器磁吹灭弧装置

说明书

技术领域

本发明属于电气产品结构设计技术领域，具体涉及一种直流断路器，特别是直流断路器中一种能增强电弧弧根运动速度的磁吹灭弧装置。

背景技术

随着电力需求的不断增长，我国正在大力进行电力基础设施建设，其中直流供电系统与人们日常生活的联系越来越紧密。目前我国城市无轨电车、地铁、太阳能发电、冶炼、化工、轧材、船电、矿山等许多重要行业中均采用了直流供电系统。随着直流系统容量的越来越大与安全性要求的越来越高，对系统中起保护和控制作用的直流断路器的性能也提出了更高的要求。

直流开断的首要任务是熄灭电弧。由于直流电路不存在自然过零点，目前在中低压直流系统中多采用增大电弧电压的方法来熄灭电弧，具体的灭弧方案常采用金属栅片切割电弧来实现。

为使直流电弧能顺利进入灭弧室被栅片切割，在动、静触头与灭弧栅片间通常设有引弧道，将电弧引导至灭弧栅片处以熄灭电弧。但在实际的开断过程中，由于引弧道在灭弧室入口处的开口宽度迅速增大，往往会导致电弧在灭弧室入口处持续燃烧，电弧不能被迅速拉长进入灭弧室，最终导致电弧的重燃甚至开断失败。电弧在灭弧室入口处的停滞还会造成引弧道的严重烧蚀，减少断路器的寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效增强电弧弧根运动速度的磁吹装置，使直流断路器在分断过程中产生的电弧能及时被引导至灭弧室被栅片切割从而可靠熄灭，保障直流断路器安全可靠地工作。

实现本发明目的的技术方案为：将引弧道条状导体在靠近灭弧室入口的折弯处旋绕若干圈，使其构成的引弧线圈在通过电流时产生与电弧轴向垂直的磁场，用于增强在灭弧室入口处的吹弧磁场强度。当断路器进行开断产生电弧时，电弧弧根一旦运动到灭弧室的入口处，就会受到引弧线圈产生的磁场的驱动作用，从而迅速的向灭弧室两侧继续运动，电弧被迅速拉长并进入灭弧室，被金属栅片切割从而最终熄灭。

在上述技术方案中，为使引弧道及其增强件产生的磁场仍沿引弧道轴线对称，要求引弧线圈应关于主体引弧道的轴线呈轴对称，此外引弧线圈前后的引弧道的中心线也应处于同一平面，以保证改进后的引弧道不会使感应磁场在电弧运动区域的三维空间产生较大畸变。

附图说明

图1为本发明所涉及直流断路器核心部件的正视示意图。

图2为直流断路器磁吹灭弧装置的立体示意图。

图3为所述引弧线圈的平面正视图。

图4为所述引弧线圈的平面俯视图。

图5为所述引弧线圈的立体示意图。

图6为直流断路器磁吹灭弧装置工作过程分解示意图第一阶段。

图7为直流断路器磁吹灭弧装置工作过程分解示意图第二阶段。

附图中所采用的标记为：1为静触头；2为动触头；3为静引弧道；4为动引弧道；5为静引弧增强件；6为动引弧增强件；7为灭弧室；8为静触头侧母排；9为动触头侧母排。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如附图1所示，本发明所述的引弧道不再是简单的折线形结构，静引弧道3与动引弧道4在靠近灭弧室入口的折弯处通过旋绕导体本身而分别构成静引弧线圈5与动引弧线圈6，从而达到增强电弧弧根运动速度的目的。具体的物理过程为：静触头1与静引弧道3为等势体，动触头2与动引弧道4也为等势体，当动触头2与静触头1分离时，两触头间将产生电弧，如附图6所示。设电流由静出线端8流向动出线端9，则触头间感应磁场的方向为垂直于纸面向里，电弧将受到向上的安培力F。随即电弧在磁场与气压的作用下移动至两引弧道之间继续燃烧，在附图6中表现为电弧整体向上运动。当电弧运动至灭弧室入口时，若按原有简单折线形的引弧道设计，可能会由于电弧自身产生的磁场不够强，不能提供足够大的驱动力，出现电弧难以突破引弧道的拐点而不能顺利进入灭弧室7的现象。针对此问题，在本发明中当电弧移动至灭弧室入口处引弧道的拐点时，电流将流经静引弧线圈5和动引弧线圈6，电流i的方向如附图7所示。由安培定理可知，附图7中两个引弧线圈内部磁场均为垂直于纸面向外，而两引弧道间的电弧运动区域的磁场为垂直于纸面向内，此磁场与电弧自身产生的感应磁场同向，叠加的结果将增大电弧尤其是靠近引弧线圈处弧根所受的指向灭弧室方向的安培力，使弧根沿引弧道的运动速度加快，从而更易进入灭弧室7，使开断过程快速顺利完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。