一種直流斷路器的主回路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直流斷路器的主回路，包括靜觸頭和可左右擺動(dòng)的動(dòng)觸頭，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)上方設(shè)置有左、右跑弧道，其特征在于：動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)及左、右跑弧道的外圍設(shè)置有絕緣側(cè)板，絕緣側(cè)板單獨(dú)或絕緣側(cè)板與左、右跑弧道一起圍成導(dǎo)向方向沿上下方向延伸的通道，所述絕緣側(cè)板的下端設(shè)置有用于封堵所述通道下端的絕緣封板，絕緣封板上設(shè)置有供所述動(dòng)觸頭沿上下方向穿過的開孔。所述主回路的下母排上固定有軟連接座，軟連接座上固定有固定導(dǎo)電夾，動(dòng)觸頭上固定有運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾，固定導(dǎo)電夾和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾之間裝有若干條結(jié)構(gòu)緊湊的導(dǎo)電帶。本發(fā)明提供了一種在開斷短路電流時(shí)能使電弧更快的向左、右跑弧道運(yùn)動(dòng)，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊的直流斷路器的主回路。
【專利說明】-種直流斷路器的主回路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及斷路器領(lǐng)域，尤其涉及一種直流斷路器的主回路。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于直流供電具有容量大，效率高，運(yùn)行可靠等獨(dú)特的優(yōu)越性，目前我國城市軌道 交通、礦山，冶金、船電等許多重要行業(yè)都采用了直流供電系統(tǒng)。作為直流供電系統(tǒng)中最重 要的保護(hù)裝置，直流斷路器必須具有可靠的接通、開斷正常電流和非正常電流(例如短路） 的能力，同時(shí)也必須滿足長期運(yùn)行的溫度要求。隨著直流供電負(fù)荷容量不斷增大，系統(tǒng)發(fā)生 短路故障時(shí)的電流往往達(dá)到近百千安，大容量直流斷路器的開斷變得異常困難，因此對直 流斷路器切斷短路電流的能力、速度和可靠性都提出了很高的要求。同時(shí)，如何使供電系統(tǒng) 設(shè)備的結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小，也是近些年來研究的熱點(diǎn)。
[0003] 主回路即觸頭系統(tǒng)是一個(gè)直流斷路器性能優(yōu)異的關(guān)鍵，現(xiàn)有直流斷路器的主回路 如中國專利CN102592906A公開的"一種提高短時(shí)耐受能力的中壓大容量直流斷路器觸頭 系統(tǒng)"，該觸頭系統(tǒng)包括上母排、下母排和可左右擺動(dòng)的動(dòng)觸頭，動(dòng)觸頭的下端通過主回路 軟連接與下母排電連，上母排上電連有靜觸頭，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)上方設(shè)置有左、右跑弧道， 左、右跑弧道成V字形布置。動(dòng)觸頭向右擺動(dòng)可實(shí)現(xiàn)與靜觸頭分閘，動(dòng)觸頭向左擺動(dòng)可實(shí)現(xiàn) 與靜觸頭合閘，當(dāng)直流斷路器開斷短路電流時(shí)，觸頭系統(tǒng)本身機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的磁場幫助電弧迅 速向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)左、右跑弧道移動(dòng)至滅弧室內(nèi)，該方法較好的利用了短路電流本身的能量， 但開斷特大短路電流時(shí)僅利用磁場力還不足以讓電弧運(yùn)動(dòng)的更快，可靠性不夠高，同時(shí)電 弧的擴(kuò)散嚴(yán)重，容易燒蝕觸頭周圍部件，影響整體的可靠性和美觀性；另外隨著斷路器額定 電流的不斷增大，通流導(dǎo)體的截面積相應(yīng)也要增大，特別是主回路軟連接的設(shè)計(jì)，既要保證 足夠的通流面積，又要保證運(yùn)動(dòng)靈活不影響動(dòng)觸頭的擺動(dòng)，同時(shí)還要求主回路軟連接在直 流斷路器壽命范圍內(nèi)不能出現(xiàn)局部開裂，這就導(dǎo)致了主回路軟連接往往占據(jù)較大的體積， 使得整個(gè)主回路的結(jié)構(gòu)很不緊湊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種在開斷短路電流時(shí)能使電弧更快的向左、右跑弧道運(yùn) 動(dòng)的直流斷路器的主回路。
[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種直流斷路器的主回路，包括靜觸頭和可左右擺動(dòng)的動(dòng)觸頭，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)上方 設(shè)置有左、右跑弧道，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)及左、右跑弧道的外圍設(shè)置有絕緣側(cè)板，絕緣側(cè)板單 獨(dú)或絕緣側(cè)板與左、右跑弧道一起圍成導(dǎo)向方向沿上下方向延伸的通道，所述絕緣側(cè)板的 下端設(shè)置有用于封堵所述通道下端的絕緣封板，絕緣封板上設(shè)置有供所述動(dòng)觸頭沿上下方 向穿過的開孔。
[0006] 所述動(dòng)觸頭上與所述開孔的對應(yīng)位置處固定套裝有絕緣擋板，在垂直于前后方向 的截面上所述絕緣擋板為凸起方向朝上的圓弧形結(jié)構(gòu)，且所述動(dòng)觸頭的鉸接軸線位于所述 開孔的左右跨度的正中間，所述動(dòng)觸頭的鉸接軸線距離所述開孔左端下孔沿的距離與所述 絕緣擋板的外圓半徑相同。
[0007] 所述左跑弧道的下端焊接固連于所述靜觸頭上。
[0008] 所述主回路的上母排上設(shè)置有軸線沿左右方向延伸的螺栓穿孔，所述上母排的下 端設(shè)置有槽口朝下的凹槽，螺栓穿孔的右孔口設(shè)置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的左孔 口設(shè)置于所述凹槽的右側(cè)槽壁上，所述靜觸頭通過螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)固定于所述上母排上，所 述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)包括穿裝于所述螺栓穿孔中的螺栓及設(shè)置于所述凹槽中的旋裝于所述螺 栓尾端的螺母。
[0009] 所述主回路的下母排上固設(shè)有至少一個(gè)軟連接座，所述軟連接座上固設(shè)有固定導(dǎo) 電夾，所述固定導(dǎo)電夾的左端面為由上至下逐漸朝右傾斜的斜面，所述動(dòng)觸頭上固設(shè)有與 所述固定導(dǎo)電夾對應(yīng)設(shè)置的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的左端面與所述固定導(dǎo)電夾的左端面 平行設(shè)置，固定導(dǎo)電夾的左端面與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的左端面之間連接有主導(dǎo)電軟帶。
[0010] 所述軟連接座有兩個(gè)，兩個(gè)軟連接座對稱布置于所述動(dòng)觸頭的前后兩側(cè)。
[0011] 所述固定導(dǎo)電夾的右端與所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的右端之間連接有輔導(dǎo)電軟帶。
[0012] 所述固定導(dǎo)電夾的左端面位于所述動(dòng)觸頭的鉸接軸線附近。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為：當(dāng)斷路器開斷短路電流時(shí)，電弧產(chǎn)生的高溫氣流在絕緣側(cè) 板圍成通道內(nèi)產(chǎn)生很大的氣體壓力，由于通道下端被絕緣封板封堵，氣體壓力形成往上方 開口方向運(yùn)動(dòng)的氣流場，吹動(dòng)電弧朝左、右跑弧道運(yùn)動(dòng)，在氣流場和觸頭產(chǎn)生的磁場雙重吹 動(dòng)下，提高了電弧的運(yùn)動(dòng)速度，有效地縮短了電弧向滅弧室轉(zhuǎn)移的時(shí)間，提高了直流斷路器 開斷大容量短路電流的能力；另外絕緣側(cè)板將電弧控制在一個(gè)固定的區(qū)域中，避免了電弧 對不相干部件的燒蝕。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 一種直流斷路器的主回路的實(shí)施例如圖廣2所示：包括上母排1、下母排13、靜觸 頭4和動(dòng)觸頭6,其中動(dòng)觸頭安裝在穿設(shè)于下母排上的轉(zhuǎn)軸上，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)上方設(shè)置 有左跑弧道3和右跑弧道5。上母排上設(shè)置有軸線沿左右方向延伸的螺栓穿孔，上母排的 下端設(shè)置有槽口朝下的凹槽16,螺栓穿孔的右孔口設(shè)置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的 左孔口設(shè)置于凹槽的右側(cè)槽壁上，靜觸頭通過螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)固定于上母排上，螺栓鎖緊機(jī) 構(gòu)包括穿裝于螺栓穿孔中的螺栓17及設(shè)置于凹槽中的旋裝于螺栓尾端的螺母18。左跑弧 道的下端與靜觸頭之間通過無縫釬焊焊接連接。動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)及左、右跑弧道的外圍 設(shè)置有絕緣側(cè)板，絕緣側(cè)板包括前后間隔并列設(shè)置的前側(cè)板14、后側(cè)板19和左右間隔并列 設(shè)置的左側(cè)板2、右側(cè)板15,絕緣側(cè)板圍成導(dǎo)向方向沿上下方向延伸的通道，通道中還設(shè)置 有內(nèi)絕緣擋板22,內(nèi)絕緣擋板與左、右跑弧道成形狀一致的V形結(jié)構(gòu)，以縮小通道空間，使 電弧獲得更大的運(yùn)動(dòng)速度。絕緣側(cè)板的底部設(shè)置有用于封堵通道下端的絕緣封板7,絕緣 封板上設(shè)置有供動(dòng)觸頭沿上下方向穿過的開孔，動(dòng)觸頭穿設(shè)于開孔中并可在開孔中左右擺 動(dòng)，動(dòng)觸頭上與開孔的對應(yīng)位置處固定套裝有絕緣擋板8,在垂直于前后方向的截面上絕緣 擋板為凸起方向朝上的圓弧形結(jié)構(gòu)，且動(dòng)觸頭的鉸接軸線位于開孔的左右跨度的正中間， 動(dòng)觸頭的鉸接軸線距離開孔左端下孔沿的距離與絕緣擋板的外圓半徑相同。下母排上于動(dòng) 觸頭的前后兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個(gè)軟連接座12,在各軟連接座上均固設(shè)有固定導(dǎo)電夾9,固 定導(dǎo)電夾的左端面位于動(dòng)觸頭的鉸接軸線附近，固定導(dǎo)電夾左端斜面的延伸面穿過動(dòng)觸頭 的鉸接軸線，其中固定導(dǎo)電夾的左端面位于動(dòng)觸頭的鉸接軸線附近是指固定導(dǎo)電夾的左端 面與動(dòng)觸頭的鉸接軸線之間的間距在(T20cm以內(nèi)，動(dòng)觸頭上固設(shè)有分別與各固定導(dǎo)電夾 對應(yīng)設(shè)置的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾21，固定導(dǎo)電夾的左端面為由上至下逐漸朝右傾斜的斜面，各運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)電夾的左端面分別與對應(yīng)固定導(dǎo)電夾的左端面平行設(shè)置，各固定導(dǎo)電夾的左端面與對應(yīng) 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的左端面之間均通過焊接連接有主導(dǎo)電軟帶10,各固定導(dǎo)電夾的右端與對應(yīng)運(yùn) 動(dòng)導(dǎo)電夾的右端之間均連接有輔導(dǎo)電軟帶20。圖中項(xiàng)11表示供輔導(dǎo)電軟帶連接的輔助連 接座。
[0016] 工作時(shí)，動(dòng)觸頭可以在絕緣封板的開孔中左右擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與靜觸頭的分合閘。 靜觸頭通過螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)固定于上母排上，螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)使靜觸頭與上母排接觸可靠，并 且易于拆卸更換，靜觸頭做成左端截面較小，右端截面向上增大的形狀，使通過電流產(chǎn)生相 當(dāng)部分向上的分量，該電流分量在燃弧區(qū)域形成垂直電弧向里的磁場，磁場產(chǎn)生的力吹動(dòng) 電弧向安裝在觸點(diǎn)上方的左、右跑弧道轉(zhuǎn)移；導(dǎo)電夾的左端面為斜面，使得主導(dǎo)電軟帶在動(dòng) 觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)主要運(yùn)動(dòng)為垂直于主導(dǎo)電軟帶主平面的運(yùn)動(dòng)，減小了扭矩分量,有利于增加主 導(dǎo)電軟帶的截面積從而在增加通流能力的同時(shí)增加主導(dǎo)電軟帶的使用壽命；導(dǎo)電夾的左 端面位于動(dòng)觸頭的鉸接軸線附近，這樣動(dòng)觸頭的左右擺動(dòng)給主導(dǎo)電軟帶帶來的運(yùn)動(dòng)浮動(dòng)較 小，進(jìn)一步的增加了主導(dǎo)電軟帶的使用壽命；輔導(dǎo)電軟帶的設(shè)置，作為增大總體導(dǎo)電軟帶通 流截面積的有效補(bǔ)充，使本主回路更適用于大電流的通斷；兩個(gè)主導(dǎo)電軟帶、輔導(dǎo)電軟帶分 別對稱設(shè)置于動(dòng)觸頭的前后兩側(cè)，結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用了動(dòng)觸頭兩側(cè)的空間，使動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng) 方向有很多空間安裝其它零部件，減小了斷路器的整體體積；在動(dòng)觸頭上固定套裝絕緣擋 板，由于動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)形式是左右往復(fù)擺動(dòng)，所以絕緣擋板的結(jié)構(gòu)做成圓弧形結(jié)構(gòu)，且動(dòng)觸 頭的鉸接軸線距離開孔左端下孔沿的距離與絕緣擋板的外圓半徑相同，這樣動(dòng)觸頭在分閘 的整個(gè)過程中，開孔總是被絕緣擋板封堵，從而保證電弧只被向上吹送，也保證了吹送電弧 所需的氣體壓力；靜觸頭為左跑弧道提供了牢固的支撐。
[0017] 本主回路有效的利用電弧本身的能量產(chǎn)生氣流場，和自身產(chǎn)生磁場的共同作用下 吹動(dòng)電弧向滅弧道轉(zhuǎn)移，加快斷路器的滅弧時(shí)間，提高了斷路器的滅弧能力和可靠性，使直 流斷路器具備了開斷更高短路電流的能力。同時(shí)絕緣側(cè)板、絕緣封板將電弧控制在一個(gè)固 定的區(qū)域，避免了電弧對不相干部件的燒蝕。另外本發(fā)明設(shè)計(jì)的主回路特別是軟帶連接結(jié) 構(gòu)，既具有足夠的通大電流能力，又具有可以靈活運(yùn)動(dòng)且壽命高的特點(diǎn)，提高了斷路器整體 的緊湊性。
[0018] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中：靜觸頭還可不通過螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)固定于上母排上，t匕 如說靜觸頭與上母排一體設(shè)置，或者靜觸頭焊接固定于上母排上，當(dāng)然靜觸頭也可以通過 導(dǎo)電軟帶與上母排電連接；動(dòng)觸頭上的絕緣擋板也可以不設(shè)，絕緣封板上的開孔不能被很 好的封堵，氣體壓力會(huì)受影響，動(dòng)觸點(diǎn)下方零部件會(huì)受到部分燒蝕，但是進(jìn)氣會(huì)更順暢，電 弧在氣流場和磁場的共同作用下還會(huì)快速向左、右跑弧道移動(dòng)；絕緣側(cè)板中的左側(cè)板也可 以不設(shè)，此時(shí)各絕緣側(cè)板和左跑弧道一起圍成一個(gè)導(dǎo)向方向沿上下方向延伸的通道；內(nèi)絕 緣擋板也可以不設(shè)；固定導(dǎo)電夾、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾也可以只有一個(gè)；各輔導(dǎo)電軟帶均可以不設(shè)； 固定導(dǎo)電夾、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾上的斜面也可以被平面代替。固定導(dǎo)電夾的左端面也可以位于距 動(dòng)觸頭的鉸接軸線比較遠(yuǎn)的位置處，比如說20cm之外；左跑弧道的下端也可以不固定于靜 觸頭上，比如說左跑弧的下端處于自由懸伸狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種直流斷路器的主回路，包括靜觸頭和可左右擺動(dòng)的動(dòng)觸頭，動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)上 方設(shè)置有左、右跑弧道，其特征在于：動(dòng)、靜觸頭的觸點(diǎn)及左、右跑弧道的外圍設(shè)置有絕緣側(cè) 板，絕緣側(cè)板單獨(dú)或絕緣側(cè)板與左、右跑弧道一起圍成導(dǎo)向方向沿上下方向延伸的通道，所 述絕緣側(cè)板的下端設(shè)置有用于封堵所述通道下端的絕緣封板，絕緣封板上設(shè)置有供所述動(dòng) 觸頭沿上下方向穿過的開孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述動(dòng)觸頭上與所述開 孔的對應(yīng)位置處固定套裝有絕緣擋板，在垂直于前后方向的截面上所述絕緣擋板為凸起方 向朝上的圓弧形結(jié)構(gòu)，且所述動(dòng)觸頭的鉸接軸線位于所述開孔的左右跨度的正中間，所述 動(dòng)觸頭的鉸接軸線距離所述開孔左端下孔沿的距離與所述絕緣擋板的外圓半徑相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述左跑弧道的下端焊 接固連于所述靜觸頭上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述主回路的上母排上 設(shè)置有軸線沿左右方向延伸的螺栓穿孔，所述上母排的下端設(shè)置有槽口朝下的凹槽，螺栓 穿孔的右孔口設(shè)置于上母排的右端面上，螺栓穿孔的左孔口設(shè)置于所述凹槽的右側(cè)槽壁 上，所述靜觸頭通過螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)固定于所述上母排上，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)包括穿裝于所 述螺栓穿孔中的螺栓及設(shè)置于所述凹槽中的旋裝于所述螺栓尾端的螺母。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任意一項(xiàng)所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述主回路 的下母排上固設(shè)有至少一個(gè)軟連接座，所述軟連接座上固設(shè)有固定導(dǎo)電夾，所述固定導(dǎo)電 夾的左端面為由上至下逐漸朝右傾斜的斜面，所述動(dòng)觸頭上固設(shè)有與所述固定導(dǎo)電夾對應(yīng) 設(shè)置的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的左端面與所述固定導(dǎo)電夾的左端面平行設(shè)置，固定導(dǎo)電 夾的左端面與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的左端面之間連接有主導(dǎo)電軟帶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述軟連接座有兩個(gè)，兩 個(gè)軟連接座對稱布置于所述動(dòng)觸頭的前后兩側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述固定導(dǎo)電夾的右端 與所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電夾的右端之間連接有輔導(dǎo)電軟帶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流斷路器的主回路，其特征在于：所述固定導(dǎo)電夾的左端 面位于所述動(dòng)觸頭的鉸接軸線附近。
【文檔編號(hào)】H01H9/30GK104143456SQ201310565366
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】朱志豪, 楊芳, 王海燕, 吳剛, 趙芳帥, 張洪鐵 申請人:國家電網(wǎng)公司, 平高集團(tuán)有限公司