[发明专利]一种断路器灭弧单元外加梯度旋转磁场新结构

说明书

本发明公开了一种断路器灭弧单元外加梯度旋转磁场新结构，包括灭弧单元、导流架、绝缘套杆，导磁线圈。其中，导流架在绝缘套杆上固定，导磁线圈与导流架相互连接，导流架与灭弧单元同心，导磁线圈通电产生磁场时与灭弧单元内部磁场相互配合产生磁吹力。本发明可以有效增强灭弧单元内部的横向磁场，减少电弧燃烧时间，提高吹弧能力，提高开关的开断能力，为改变现阶段灭弧单元开断能力受到开距和电流限制的状况提供了一种解决方式。可有效增强灭弧单元的可靠性，成为实现断路器灭弧单元小型化智能化的重要一步。

本发明涉及断路器灭弧单元技术领域，尤其涉及一种外加梯度旋转磁场结构。

背景技术

近年来，随着分布式电源和储能装置的大规模接入、电力电子技术的快速发展，特别是某些特定场合，如大型船舶供电系统、光伏直流微网系统、城市轨道交通供电系统等系统得到了长足发展，配电系统越来越受到关注，交直流开关作为电力设备中的关键器件成为研究热点。交直流接触器目前已经应用于军事和国民经济中(如航天飞机、电动汽车和电动船舶)，是不可或缺的基本元件之一。随着系统容量的持续增长和电压等级的不断提高，断路器灭弧单元磁场对电弧的调控问题已然成为研制大开断容量机械开关的瓶颈问题之一。目前已有的断路器产品和实验装置都是通过改变触头的结构(如开槽的形状、数量、角度、位置、深度等)、触头片的机械参数(如开槽形状、数量等)和材料参数(如CuCr40、CuCr50、添加第三组元等)以及材料的梯度、层状分布等实现对灭弧单元内部磁场的调控，但上述调控方式对磁场的调控范围小，无法突破灭弧单元介质和自身结构的限制。因此，设计出一种磁场调控范围更大的，磁吹能力更强的结构是很必要的。

发明内容

本发明实施例提供了一种断路器灭弧单元外加梯度旋转磁场新结构，能通过在灭弧单元外部施加旋转横向磁场，能实现在灭弧单元开合期间产生横向磁场并与灭弧单元内部触头产生的磁场相互配合，突破了传统灭弧单元只靠内部磁场吹弧调控的限制，大大增强了断路器灭弧单元对电弧的调控能力；同时通过在灭弧单元外部纵向不同位置施加磁场，实现了梯度磁场，能够对断路器开断过程中起弧、燃弧、熄弧阶段的阴极斑点、电离区、混合区、等离子体区与阳极区进行磁场吹弧，实现了在时间和空间尺度上对电弧的调控。

技术方案

第一方面，本发明实施例提供了一种断路器灭弧单元外加梯度旋转磁场新结构，包括灭弧单元、导流架、绝缘套杆，导磁线圈单元；

其中，所述导流架在所述绝缘套杆上固定不动；所述导磁线圈与所述导流架相互连接；所述导流架与所述灭弧单元同心；所述导磁线圈通电产生磁场时与所述灭弧单元内部磁场相互配合产生磁吹力。

进一步而言，所述导流架包括导流架A、导流架B、导流架C等至少3个；

其中，所述各导流架同轴放置，各导流架两两绝缘。

进一步而言，所述导磁线圈分为导磁线圈A、导磁线圈B和导磁线圈C等至少3个；

其中，所述导磁线圈均竖直放置；所述导磁线圈为圆形结构，所述导流架为圆形结构；所述导磁线圈A内部导线均用铜线材料制成；所述导磁线圈A外壳为绝缘材料制成；导磁线圈B外壳为绝缘材料制成；和导磁线圈C外壳为绝缘材料制成；每两圈所述导线圈间填充有绝缘胶；所述导磁线圈A的引线通过所述导磁线圈A的出线槽与外部电路连接；所述导磁线圈B的引线通过所述导磁线圈B的出线槽与外部电路连接；所述导磁线圈C的引线通过所述导磁线圈C的出线槽与外部电路连接。

进一步而言，所述导磁线圈呈纵向梯度分布。

其中，所述导磁线圈A与所述导磁线圈B在二维平面内相差第一角度；所述导磁线圈B与所述导磁线圈C在二维平面内相差第二角度；所述导磁线圈C与所述导磁线圈A在二维平面内相差第三角度；以此类推。