[发明专利]一种分断器件

说明书

本发明涉及一种分断器件，包括动触头和静触头，动触头相对静触头具有一运动轨迹以实现分断器件的接通和关断，还包括由数个灭弧栅片排列布置形成的灭弧栅片组，灭弧栅片组固定设置在朝向运动轨迹的一侧，还包括永磁体，永磁体固定设置在所述灭弧栅片组背向运动轨迹的一侧，定义自运动轨迹朝向所述永磁体的方向为上下方向，永磁体以其两磁极的朝向是沿上下方向排列的。本发明将永磁体设置在灭弧室的外侧，可以避免电弧产生时大量热量的影响，不会产生高温退磁现象，还能够吸引电弧烧蚀触头时产生的带电粒子冲出灭弧室，提高断路器分断能力。每一极断路器只需要一个永磁体来实现断路器无极性的磁吹灭弧效果，大大缩减了成本。

技术领域

本发明涉及一种分断器件，具体涉及磁吹灭弧结构的改进。

背景技术

如何提高断路器的分断能力始终是行业内的重点研究方向。近年来，随着新能源技术的发展，直流断路器额定工作电压越来越高，目前已达到1500V。由于工作电压的提高，市场对断路器的可靠分断性能提出了更高的要求，临界分断的难度将大幅增加。

目前常用的增强灭弧能力的技术，例如通过加大开距来拉长电弧和通过灼烧产气材料来推动和冷却电弧等技术手段，然而在直流高电压和体积受限的情况下，这些方法将不能可靠地分断电路，依靠传统的单一气吹很难迅速的把电弧引入灭弧室进行灭弧。另外由于直流电流无自然过零点，直流塑壳断路器在分断直流短路电流时较难，尤其是在高电压直流短路电流中。

所以，现有断路器经常采用永磁体提供外加磁场，使电弧拉长快速进入灭弧室。传统的永磁体磁吹加速方案一般如图1-2所示，断路器包括动触头200和静触头100，动触头200能够相对静触头100摆动，并以其运动轨迹实现断路器的接通和关断，灭弧栅片组300设置在动触头200运动轨迹的一侧对分断过程中产生的电弧400进行灭弧，每个灭弧栅片组300宽度方向的两侧分别设有一永磁体500，永磁体500的磁极横向沿着灭弧栅片组300的宽度方向设置，使永磁体500对电弧400产生作用的磁场方向大致是沿栅片宽度方向的横向，通过两个相对的永磁体500之间的磁场作用，对电弧产生安培力F_A，以拉伸电弧400向着灭弧栅片组300运动。

然而，此方案中，永磁体的分布和电弧电流的流向有着一定的配置要求，无法达到无极性条件，如在图2的情况中使电弧400的电流反向(即电流流向改为从纸面向外)，则电弧400将朝着触头系统运动，这是不被期望的，不利于电弧的分断。现今在很多应用场景中(如光伏和风电)，直流断路器会面临反向直流电流分断的情况，因此这种结构就不能应用在无极性要求的应用场合。

对此，现有一些厂商研发了无极性的磁吹灭弧的结构，例如专利CN209071258U提出了一种带有永磁体的断路器，参阅该专利的附图1-3所示，该专利选择将永磁体4加设在栅片3上，且永磁体4的磁极连线方向与灭弧栅片32的延伸方向平行，使得永磁体4对电弧产生作用的磁场方向大致是沿栅片的高度的纵向，从而不论电弧电流方向是正向还是反向，电弧都会受到横向的安培力向灭弧栅片32拉伸灭弧，实现了无极性的要求。

然而在专利CN209071258U的这种结构中，永磁体4加设在栅片3上，而栅片3本就排列紧密，要将永磁体4加设在栅片3上装配难度较高，并且尤为重要的是，由于永磁体4与电弧过于接近，电弧产生时在灭弧室内产生的大量热量将影响永磁体4的的磁性，产生高温退磁现象，因此该专利中必须将永磁体4外部包覆绝缘且隔热的壳体41，增大了成本和制造难度。同时，在电弧高温灼烧触头时产生的大量带电粒子由于受到电弧两侧永磁体4的吸引，将难以冲出灭弧室，影响断路器下一次的分断能力。

另外，在上述的两种结构中，每个灭弧室使用的永磁体的数量少则2片，多则4片，且体积较大，一台双极断路器要使用4至8片永磁体，而永磁体一般为稀土材料，价格昂贵。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的分断器件。

本发明采用如下技术方案实现：