[发明专利]一种具有十字型横-纵磁触头结构的直流真空断路器灭弧系统

说明书

本发明涉及一种直流真空断路器灭弧系统，具体涉及一种具有十字型横‑纵磁触头结构的直流真空断路器灭弧系统。触头结构由导电杆、横梁、十字型拐臂、触头片、铁心组成，导电杆分别同轴连接于横梁顶端，十字拐臂连接于横梁两端，横磁触头片与十字拐臂紧密连接；触头结构分为横磁结构和纵磁结构；横磁结构包括横磁触头片，纵磁结构包括十字拐臂以及装配在拐臂之间的铁心。本发明触头十字拐臂内的铁心结构为四分之一圆柱体，均匀分布在上、下十字拐臂的周围，增强了电流峰值时的产生的纵向磁场使电弧保持扩散状态，并减小涡流对灭弧介质恢复产生的影响。本发明触头闭合时，上下十字拐臂形成两条并联支路，降低了开断前的触头电阻，触头发热少，提高触头安全性。本发明具有提高直流真空断路器开断能力，触头高可靠性的特点，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及一种直流真空断路器灭弧系统，具体涉及一种具有十字型横-纵磁触头结构的直流真空断路器灭弧系统。

背景技术

以真空为绝缘和灭弧介质的真空断路器在电力系统中得到广泛应用，其触头结构对真空断路器的灭弧能力起着决定性作用，目前广泛利用电流流过触头产生的磁场来控制真空电弧，主要分为纵向磁场和横向磁场触头结构。

但在传统的横磁触头结构中，在触头间隙中心区域的磁场强度较弱，磁吹力达不到灭弧要求；在纵磁触头结构中，当电流过零时，触头间隙区域的剩磁影响灭弧介质的恢复，从而导致电弧容易发生重燃、开断失败；在多极触头结构中，在电流峰值时产生的纵向磁场强度较小，不能维持电弧的扩散状态；此外传统的触头结构断路器由于电流流通路径较长，在闭合状态时导通电阻较大，产生较大热损耗，不利于长期可靠运行。

发明内容

本发明目的在于克服传统横、纵磁以及多极触头结构中的不足，设计了一种具有十字型横-纵磁新型触头结构的直流真空断路器灭弧系统。

技术方案

本发明的技术方案是：一种具有十字型横-纵磁新型触头结构的直流真空断路器灭弧系统。总体结构包括绝缘外壳、屏蔽罩、导电杆、横梁、十字型拐臂、触头片、铁心，其特征在于：导电杆(3)、(10)分别同轴连接于横梁(4)、(11)顶端，十字拐臂(5)、(12)连接于横梁(4)、(11)两端，横磁触头片(6)、(13)与十字拐臂(5)、(12)紧密连接；触头结构分为横磁结构和纵磁结构；横磁结构包括横磁触头片(6)、(13)，纵磁结构包括十字拐臂(5)、(12)以及装配在拐臂之间的铁心(9)、(16)。

新型直流真空断路器灭弧系统中的十字型横-纵磁触头结构上、下十字拐臂(5)、(12)的上凸台(7)、(14)分别连接于横梁(4)、(11)的两端，下凸台(8)、(15)分别与横磁触头片(6)、(13)相连，实现电弧区域弧后纵向剩磁的相互抵消，剩磁对弧后介质恢复的作用较小、利于断路器开断，同时实现两条支路并联，降低了开断前的触头电阻。

这种具有十字型横-纵磁触头结构的直流真空断路器灭弧系统中的十字拐臂内的铁心结构为四分之一圆柱体，均匀分布在上、下十字拐臂的周围，增强了电流峰值时的产生的纵向磁场使电弧保持扩散状态，并减小涡流对灭弧介质恢复产生的影响。

这种具有十字型横-纵磁触头结构的直流真空断路器灭弧系统中的横磁触头片上均匀开有直线槽产生横向磁场，使电弧在洛伦兹力的作用下在触头的表面高速移动。

优点及效果

针对随着开断电流的持续增大传统触头结构在触头间隙中心区域产生的纵向磁场强度小，不能有效的控制真空电弧保持扩散形态以至于触头表面仍然会出现较为严重的烧灼情况的问题，引入了一种新型十字型触头结构，并在十字拐臂切分的彼此相邻的区域内装配铁心。此外，由于触头结构对电流流向的引导，十字拐臂切分的四个区域内每两个相邻区域纵向磁场方向相反，在电弧熄灭后剩余磁场相互抵消，对弧后介质恢复的影响较小。