灭弧机构及断路器的制作方法

1.本发明涉及电器技术领域，具体而言，涉及一种灭弧机构及断路器。


背景技术：

2.电力作为清洁能源，如今在人们的生产生活中被广泛应用。出于对用电设备的保护以及对使用人员的保护，通常在用电设备内部电路以及供电电路中会设置有断路器，利用断路器接通、承载以及分断正常电路的电流和对异常电路的电流自动分断的功能，能够对用电设备的内部电路以及供电电路进行通断控制以及故障保护。
3.一般断路器包括有动触头和静触头，动触头和静触头分别接入到负载回路中，通过控制动触头和静触头之间的接合与断离，便能够实现对负载回路的通断控制。通常，由于动触头和静触头之间具有的较高电压，在动触头和静触头相互断离时，动触头和静触头之间会因击穿空气而产生电弧。为了使电路完全分断，则需要对电弧进行灭弧，通常会在断路器中设置具有灭弧室的灭弧机构，但是目前灭弧机构灭弧速度较慢，无法将较大电流产生的电弧良好且快速的灭弧，因此，目前的断路器通常只能对短路电流较低的电路进行分断，无法用于短路电流较大的电路的分断。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种灭弧机构及断路器，能够具有更加良好和快速的灭弧效果，以用于对较大电流的电弧进行灭弧，从而使断路器能够用于较大短路电流的分断。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.本发明实施例的一方面，提供一种灭弧机构，用于对断路器动触头和静触头断离时产生的电弧进行灭弧，包括：灭弧室、第一缓冲室、第二缓冲室、第一引弧板以及第二引弧板，灭弧室具有相对设置的进弧端和排气端，进弧端与动触头和静触头的接合端对应设置，灭弧室的排气端与第二缓冲室连通，第二缓冲室与断路器的壳体的排气孔连通，第二缓冲室用于缓冲灭弧室排出的气体，第一引弧板和第二引弧板沿动触头和静触头开合方向，分别设置于灭弧室的相对两端，第一引弧板用于与动触头电连接，第二引弧板用于与静触头电连接，第一缓冲室设置于第一引弧板远离灭弧室的一侧，第一缓冲室与第二缓冲室连通。
7.可选地，第二缓冲室通过导流槽与断路器的壳体的排气孔连通，导流槽包括端部相互连通的第一导流段和第二导流段，第一导流段远离第二导流段的一端与第二缓冲室连通，第一导流段的延伸方向与第二导流段的延伸方向形成有夹角。
8.可选地，灭弧机构还包括第三缓冲室，第三缓冲室位于断路器的壳体设置排气孔的端部，第三缓冲室与第二导流段连通。
9.可选地，灭弧室包括灭弧罩以及设置于灭弧罩内的多个栅片，灭弧罩具有相对设置的两个开口，各栅片相互平行且贯穿灭弧罩的两个开口，栅片的一端伸出于灭弧罩且与动触头和静触头的结合端对应，第一引弧板和第二引弧板分别沿栅片的排列方向设置于灭弧罩的相对两端，灭弧罩远离动触头和静触头的一端开口为排气端。
第二引弧板；141-第一导流段；142-第二导流段；150-第二缓冲室；160-第一缓冲室；170-第三缓冲室；210-动触头；211-触点；220-静触头；230-排气孔。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
28.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.本发明实施例提供一种灭弧机构，用于对断路器动触头和静触头断离时产生的电弧进行灭弧，如图2所示，包括：灭弧室110、第一缓冲室160、第二缓冲室150、第一引弧板120以及第二引弧板130，灭弧室110具有相对设置的进弧端和排气端，进弧端与动触头210和静触头220的接合端对应设置，灭弧室110的排气端与第二缓冲室150连通，第二缓冲室150与断路器的壳体的排气孔230连通，第二缓冲室150用于缓冲灭弧室110排出的气体，第一引弧板120和第二引弧板130沿动触头210和静触头220开合方向，分别设置于灭弧室110的相对两端，第一引弧板120用于与动触头210电连接，第二引弧板130用于与静触头220电连接，第一缓冲室160设置于第一引弧板120远离灭弧室110的一侧，第一缓冲室160与第二缓冲室150连通。
30.其中，第一引弧板120和第二引弧板130可以相互平行设置，以使第一引弧板120和第二引弧板130能够对电弧产生更强的吸引作用。
31.结合图1和图2所示，第一引弧板120远离灭弧室110的一侧设置有第一缓冲室160，第一缓冲室160与第二缓冲室150连通。通过设置第一缓冲室160，能够使灭弧室110排出的高温气体，进入到第二缓冲室150时，通过第一缓冲室160与第二缓冲室150连通产生的连通效应，使高温气体可以迅速的从灭弧室110经第二缓冲室150从排出端排出的同时，具有较小的排出压力，从而使灭弧室110中的气压相对较低，更利于电弧进入灭弧室110。
32.需要说明的是，由于第一引弧板120和动触头210电连接，第二引弧板130和静触头220连接，因此，第一引弧板120与动触头210为等电势，第二引弧板130和静触头220为等电势。所以，在动触头210和静触头220之间形成的电弧能够更加容易的转移到第一引弧板120和第二引弧板130之间，并且第一引弧板120和第二引弧板130周围能够形成磁场，该磁场能够对动触头210和静触头220之间的电弧进行吸引，所以电弧能够更加快速良好的从动触头210和静触头220之间转移到第一引弧板120和第二引弧板130之间，进而进入灭弧室110。
33.在实际应用中，第一引弧板120和第二引弧板130还可以分别设置为朝向动触头210和静触头220方向延伸的结构，以使第一引弧板120和第二引弧板130能够尽可能的靠近于动触头210和静触头220，以增强第一引弧板120和第二引弧板130对动触头210和静触头220之间的电弧的吸引作用的效果，使电弧被引入到灭弧室110的速度进一步提高。
34.需要说明的是，该灭弧机构中的灭弧室110可以采用现有的灭弧室110，还可以是本领域技术人员根据实际需求进行设置的其他灭弧室110，对此，本发明实施例中不做限制。
35.在本发明实施例中，断路器的壳体的排气孔230可以设置为多个，并且在壳体上呈阵列型排布，以提高灭弧室110排气端排出的高温气体向外界环境排放的效果和效率。
36.本发明实施例提供的灭弧机构，包括灭弧室110、第一缓冲室160、第二缓冲室150、第一引弧板120以及第二引弧板130。其中，灭弧室110具有相对设置的进弧端和排气端，进弧端与动触头210和静触头220的接合端对应设置，灭弧室110的排气端与第二缓冲室150连通，第二缓冲室150与断路器的壳体的排气孔230连通，应用中，因电弧的发热导致灭弧室110内的气压较高，气体会快速流向气压较低的第二缓冲室150，所以动触头210和静触头220的接合端相互断离时，产生的电弧可以在流动气流的负压作用下快速的从进弧端进入灭弧室110，并且电弧被灭弧后，进入第二缓冲室150的高温气体能够经断路器的壳体的排气孔230排向外界环境中。其中，第一引弧板120和第二引弧板130沿动触头210和静触头220开合方向，分别设置于灭弧室110的相对两端，并且在实际应用中，第一引弧板120与动触头210电连接，第二引弧板130与静触头220电连接。从而使第一引弧板120和第二引弧板130内的电流能够在周围产生一定的磁场以对电弧产生电磁力。所以当动触头210和静触头220断离时，其产生的电弧能够在第一引弧板120和第二引弧板130周围产生的磁场的作用下，被吸引到灭弧室110中，使电弧能够更加容易的被引入到灭弧室110中，提高电弧进入灭弧室110的速度，从而提高灭弧的效率。并且，通过在第一引弧板120远离灭弧室110的一侧设置的第一缓冲室160，能够使灭弧室110排出的高温气体，进入到第二缓冲室150时，通过第一缓冲室160与第二缓冲室150连通产生的连通效应，使高温气体可以迅速的从灭弧室110经第二缓冲室150从排出端排出的同时，具有较小的排出压力，从而使灭弧室110内的气压相对较低，更有利于电弧进入灭弧室110，提高灭弧效率。因此，通过该灭弧机构，能够使动触头210和静触头220之间产生的电弧，被快速的引入到灭弧室110中进行灭弧，从而提高灭弧
速度，使其能够对较大电流产生的电弧具有良好且快速的灭弧效果。
37.可选地，如图2所示，第二缓冲室150通过导流槽与断路器的壳体的排气孔230连通，导流槽包括端部相互连通的第一导流段141和第二导流段142，第一导流段141远离第二导流段142的一端与第二缓冲室150连通，第一导流段141的延伸方向与第二导流段142的延伸方向形成有夹角。
38.需要说明的是，在实际应用中，导流槽可以通过在壳体内设置挡板等结构实现，此处不做限制。
39.在实际应用中，第二缓冲室150的容积通常大于第一导流段141的容积。使灭弧室110排出的高温气体能够先进入第二缓冲室150进行缓冲，以减缓高温气体排出时的压力，从而避免因排气压力与灭弧室110内的压力之间的压差过小，而导致的电弧无法在气流作用下进入灭弧室110的问题。
40.由于产生电弧的过程比较激烈，会产生高温气体并激发出动触头210和静触头220等金属结构上的部分金属颗粒。因此，通过设置导流槽将第二缓冲室150和壳体的排气孔230连通，并且将导流槽设置为第一导流段141和第二导流段142连接的结构，使第一导流段141和第二导流段142之间形成有夹角，能够使高温气体经导流槽从排气孔230排出，避免高温气体在壳体内流动到其他断路器部件附近影响其他部件的性能。而且，通过第一导流段141和第二导流段142之间形成的夹角，能够对夹杂在高温气体中的金属颗粒进行阻挡和收集，从而避免金属颗粒喷出而对外部设备造成损伤或引起火灾。其中，第一导流段141和第二导流段142之间形成的夹角大小，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，此处不做限制。
41.可选地，结合图1和图2所示，灭弧机构还包括第三缓冲室170，第三缓冲室170位于断路器的壳体设置排气孔230的端部，第三缓冲室170与第二导流段142连通。
42.通过设置第三缓冲室170，当灭弧室110排出的高温气体通过第二导流段142向壳体的排气孔230流动时，壳体的内壁的碰撞而回退的部分高温气体能够进入到第三缓冲室170，从而避免高温气体直接向灭弧室110回退，对高温气体的排放造成阻碍。其中，第三缓冲室170还可以与第二导流段142连通的同时与壳体的排气孔230连通。
43.需要说明的是，在实际应用中，上述的第一缓冲室160、第二缓冲室150以及第三缓冲室170能够同时设置，并且第一缓冲室160和第二缓冲室150可以连通设置。
44.可选地，结合图3所示，灭弧室110包括灭弧罩111以及设置于灭弧罩111内的多个栅片112，灭弧罩111具有相对设置的两个开口，各栅片112相互平行且贯穿灭弧罩111的两个开口，栅片112的一端伸出于灭弧罩111且与动触头210和静触头220的结合端对应，第一引弧板120和第二引弧板130分别沿栅片112的排列方向设置于灭弧罩111的相对两端，灭弧罩111远离动触头210和静触头220的一端开口为排气端。
45.通过上述的灭弧室110结构，利用灭弧罩111能够对电弧产生的高温气体进行包覆，能够隔离电弧与断路器壳体，避免壳体烧损，并且可以提高灭弧室110内部的压力以产生强吹作用，使高温气体能够快速的从灭弧室110排出，并对灭弧室110中的电弧起冷却作用，加快灭弧。其中，灭弧室110中设置的多个栅片112，能够将电弧打断切割为多段短弧，使电弧恢复电压快速提高到电源电压甚至更高于电源电压，从而起到对电弧限流的效果加快灭弧。
46.可选地，灭弧罩111采用尼龙材料。
47.将灭弧罩111设置为尼龙材料，能够使灭弧罩111在电弧的作用下产生气体，从而进一步增加灭弧罩111内的压力，增强灭弧室110内部的强吹作用，加速灭弧，提高灭弧室110的灭弧效率。当然，在本发明实施例中，灭弧罩111还可以采用其他材料，例如其他能够在电弧下产气的材料，此处不做限制。
48.可选地，如图3所示，灭弧室110的排气端设置有梳齿型的排气挡柱113。
49.通过在灭弧室110的排气端设置梳齿型的排气挡柱113，能够防止电弧在灭弧室110的排气端串联发生空气击穿，从而避免电弧重燃。
50.本发明实施例的另一方面，提供一种断路器，结合图1和图2所示，包括：动触头210、静触头220以及上述任意一项的灭弧机构，动触头210与第一引弧板120电连接，静触头220与第二引弧板130电连接。
51.本领域技术人员应当知晓，断路器通常还包括与动触头210驱动连接的用于控制动触头210与静触头220接合与断离的操作机构，用于断路器接入的负载回路异常时驱动操作机构使动触头210自动与静触头220断离的脱扣机构等，此处不做赘述。
52.该断路器，采用上述的灭弧机构，能够具有较快的灭弧速度，从而能够对较大电流产生的电弧进行良好快速的灭弧。因此，该断路器具有更好的分断性能，其应用于短路电流较高的电路中，也能够具有较好的分断能力。
53.可选地，结合图2所示，动触头210与静触头220接合的一端形成有触点211，触点211内嵌于动触头210内，且触点211的表面与其靠近灭弧室110的一侧的动触头210的表面平齐，触点211用于与静触头220接合。
54.通过将动触头210与静触头220接合的一端设置触点211，能够利用触点211增强动触头210与静触头220之间接合时的通路效果，避免产生较高的接触电阻。其中，触点211可以设置为具有较低电阻的导体材料，例如，银、铜等。
55.将触点211的表面设置的与其靠近灭弧室110的一侧的动触头210的表面平齐，能够减少电弧在触点211上进行停滞，使电弧从触点211处更加顺利的朝向灭弧室110方向移动。
56.在实际应用中，还可以将触点211远离灭弧室110的一侧形成为台阶面，从而避免电弧向远离灭弧室110的方向移动扩散。并且，动触头210可以设置为朝向灭弧室110方向逐渐收缩以形成尖端的结构，利用尖端放电原理，提高电弧朝向灭弧室110方向移动的速度。当然，以上仅为本发明实施例提供的示例，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，此处不做限制。
57.可选地，该断路器的动触头210和静触头220相互结合处的电流方向相反，从而能够在动触头210和静触头220相互断离时，动触头210与静触头220上的电流分别产生的磁场相互作用，形成磁吹效应以进一步的推动动触头210和静触头220之间的电弧向灭弧室110移动，提高电弧进入灭弧室110的速度。
58.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。