專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低壓電器領(lǐng)域，涉及低壓斷路器的滅弧室，特別涉及一種可以廣泛用于低壓斷路器的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室。
背景技術(shù)：
我國(guó)低壓斷路器年產(chǎn)值已超過(guò)壹佰億元，隨著低壓電網(wǎng)容量的增大，需求量飛速增長(zhǎng)，特別是需要開(kāi)發(fā)體積小，開(kāi)斷性能高的低壓斷路器，對(duì)微型斷路器和塑殼斷路器來(lái)說(shuō)，更需要提高其限流特性。傳統(tǒng)的柵片滅弧室已不能滿(mǎn)足開(kāi)斷性能的要求。
低壓斷路器的結(jié)構(gòu)如圖1a和圖1b所示，其結(jié)構(gòu)包括，由多片鐵柵片2組成的滅弧室1，動(dòng)觸頭5和靜觸頭6，機(jī)構(gòu)8，脫扣器9，手柄10，塑料外殼11及上出線端12和下出線端13組成(參見(jiàn)附圖1)，斷路器的開(kāi)斷特性主要由觸頭及滅弧系統(tǒng)決定。
傳統(tǒng)的柵片滅弧室當(dāng)電弧進(jìn)入柵片瞬間，由于電弧電壓的驟增和其后方區(qū)域，即跑弧道和觸頭區(qū)的溫度很高，所以會(huì)發(fā)生后方區(qū)域的熱擊穿，而使電弧從柵片中跑出來(lái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電弧背后擊穿，這種現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，使電弧電壓出現(xiàn)多次跌落，因而延長(zhǎng)了限流型斷路器的燃弧時(shí)間。隨著低壓電網(wǎng)容量的增大，需要開(kāi)發(fā)體積小，開(kāi)斷性能高的低壓斷路器，特別對(duì)微型斷路器和塑殼斷路器來(lái)說(shuō)，更需要提高其限流特性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的新型柵片滅弧室。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，該帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，包括傳統(tǒng)斷路器的柵片滅弧室；其特點(diǎn)是，在柵片滅弧室的相鄰兩片鐵磁柵片之間插入有產(chǎn)氣絕緣夾片，產(chǎn)氣絕緣夾片分別放于每一層鐵磁柵片的兩側(cè)。
本發(fā)明的其他一些特點(diǎn)是，所述鐵磁柵片為U型，放置在鐵磁柵片的兩側(cè)的產(chǎn)氣絕緣夾片在中間形成一個(gè)縫隙；使動(dòng)觸頭在縫隙之間運(yùn)動(dòng)。所述動(dòng)觸頭在離開(kāi)靜觸頭而點(diǎn)燃電弧時(shí)，動(dòng)觸頭在縫隙中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電弧接觸產(chǎn)氣絕緣夾片，使之氣化而產(chǎn)生含氫氣成份的氣體流。
產(chǎn)氣絕緣夾片的材料為聚甲醛或尼龍。
本發(fā)明的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，由于設(shè)置了產(chǎn)氣絕緣夾片，該產(chǎn)氣絕緣夾片產(chǎn)生含氫氣成份的氣體流，冷卻了跑弧道和觸頭區(qū)，因而可抑制電弧背后擊穿現(xiàn)象。


圖1是低壓斷路器的結(jié)構(gòu)圖；其中圖1a是剖視圖，圖1b是立體圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；其中(a)是鐵磁柵片與產(chǎn)氣絕緣夾片疊放圖，(b)是動(dòng)觸頭離開(kāi)靜觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生拉弧狀態(tài)圖，(c)是鐵磁柵片形狀圖，(d)是產(chǎn)氣絕緣夾片疊放在鐵磁柵片的示意圖。
圖3為不帶產(chǎn)氣夾片的電弧電壓波形圖；圖4為帶產(chǎn)氣夾片的電弧電壓波形圖；圖5、圖6是絕緣夾片的兩種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，依照上述技術(shù)方案，帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室包括，傳統(tǒng)斷路器的鐵磁柵片滅弧室1；在鐵磁柵片滅弧室1內(nèi)的相鄰兩片鐵磁柵片2之間插入有產(chǎn)氣絕緣夾片3，產(chǎn)氣絕緣夾片3分別放于每一層鐵磁柵片2的兩側(cè)。所述鐵磁柵片2為U型，放置在鐵磁柵片2的兩側(cè)的產(chǎn)氣絕緣夾片3在中間形成一個(gè)縫隙4；使動(dòng)觸頭5在縫隙4之間運(yùn)動(dòng)。對(duì)塑殼斷路器來(lái)說(shuō)，當(dāng)動(dòng)觸頭5離開(kāi)靜觸頭6，而點(diǎn)燃電弧7時(shí)，動(dòng)觸頭5在間隙4中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電弧7接觸產(chǎn)氣絕緣夾片3，使之氣化，而產(chǎn)生含氫氣成份的氣體，這一氣流既能冷卻電弧，又能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電弧的驅(qū)動(dòng)力(見(jiàn)圖2)。
這種由一層產(chǎn)氣絕緣薄片3，一層鐵磁柵片2組成的柵片滅弧室1，是一這種由一層產(chǎn)氣絕緣薄片3，一層鐵磁柵片2組成的柵片滅弧室1，是一種“三明治”式結(jié)構(gòu)，它綜合了絕緣器壁產(chǎn)氣冷卻電弧和柵片滅弧兩種滅弧措施，產(chǎn)氣絕緣夾層的作用表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面當(dāng)觸頭打開(kāi)點(diǎn)燃電弧，電弧需要在觸頭上停滯一段時(shí)間才會(huì)移動(dòng)，這段時(shí)間稱(chēng)為電弧停滯時(shí)間。減少電弧停滯時(shí)間不但有利于減少電弧對(duì)觸頭的燒損，并且讓電弧盡早進(jìn)入滅弧室，有利于提高開(kāi)斷性能，前人的研究指出，器壁產(chǎn)氣可以減小電弧停滯時(shí)間。
產(chǎn)氣絕緣薄片形成的窄縫，使電弧緊密與其接觸，并且薄片在電弧高溫作用下氣化而產(chǎn)氣，用如聚甲醛(POM)或尼龍(Nylon)之類(lèi)的材料產(chǎn)生的氣體含有氫氣的成份，能對(duì)電弧起良好的冷卻作用，因而提高了電弧電壓和限流性能，并且當(dāng)電弧過(guò)零時(shí)提高了介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度。
由于產(chǎn)氣絕緣材料3產(chǎn)氣，使開(kāi)斷過(guò)程滅弧室壓力增大，從滅弧室道出氣口形成一股驅(qū)動(dòng)電弧的氣流和氣吹力，促進(jìn)電弧進(jìn)入柵片滅弧室而快速熄滅。
鐵磁柵片由本體和二條腿組成，腿部主要起增強(qiáng)磁場(chǎng)的作用，但當(dāng)電弧與其接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生金屬蒸汽而影響滅弧，本申請(qǐng)所提出的柵片結(jié)構(gòu)，鐵磁柵片的腿部?jī)?nèi)側(cè)利用產(chǎn)氣絕緣薄片與電弧隔離，因而清除了這一缺陷。
傳統(tǒng)的柵片滅弧室當(dāng)電弧進(jìn)入柵片瞬間，由于電弧電壓的驟增其后方區(qū)域，即跑弧道和觸頭區(qū)的溫度很高，所以會(huì)發(fā)生后方區(qū)域的熱擊穿，而使電弧從柵片中跑出來(lái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電弧背后擊穿，這種現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，使電弧電壓出現(xiàn)多次跌落，因而延長(zhǎng)了限流型斷路器的燃弧時(shí)間。本發(fā)明提出的柵片滅弧室，由于產(chǎn)氣絕緣夾層產(chǎn)氣，冷卻了跑弧道和觸頭區(qū)，因而可抑制電弧背后擊穿現(xiàn)象。
為了證實(shí)新型柵片滅弧室的效果，申請(qǐng)人制作了一個(gè)模型滅弧室，以振蕩回路為開(kāi)斷試驗(yàn)電源，當(dāng)滅弧室用帶與不帶產(chǎn)氣絕緣材料夾片條件下，取電容器充電電壓為200V，預(yù)期短路電流為2011A時(shí)，進(jìn)行開(kāi)斷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1帶與不帶產(chǎn)氣材料夾片開(kāi)斷試驗(yàn)對(duì)比

由表一數(shù)據(jù)看出，采用了帶夾層的柵片滅弧室厚，限流峰值降低了15.3％，燃弧時(shí)間減小了40％。
圖3和圖4分別為兩種滅弧室開(kāi)斷試驗(yàn)的示波圖，不帶產(chǎn)氣夾片的電弧電壓波形(參見(jiàn)圖3)有明顯的反復(fù)多次的跌落現(xiàn)象，而帶產(chǎn)氣夾片的電弧電壓波形(參見(jiàn)圖4)則波形比較光滑。
圖5和圖6分別為產(chǎn)氣絕緣夾片兩種派生結(jié)構(gòu)，附圖5的產(chǎn)氣絕緣夾片較短，有利于阻止熱氣流到達(dá)柵片頂端發(fā)生反射而進(jìn)入間隙區(qū)，造成背后區(qū)域熱擊穿。附圖6的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)氣絕緣夾片形成的間隙在上部逐步加寬，有利于充分利用柵片上端對(duì)電弧的切割作用。
權(quán)利要求
1.一種低壓斷路器的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，包括傳統(tǒng)斷路器的鐵磁柵片滅弧室1；其特征在于，在鐵磁柵片滅弧室1的相鄰兩片鐵磁柵片2之間插入有產(chǎn)氣絕緣夾片3，產(chǎn)氣絕緣夾片3分別放于每一層鐵磁柵片2的兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，其特征在于，所述鐵磁柵片2為U型，放置在鐵磁柵片2的兩側(cè)的產(chǎn)氣絕緣夾片3在中間形成一個(gè)縫隙4；動(dòng)觸頭5在縫隙4之間。
3.如權(quán)利要求2所述的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，其特征在于，所述動(dòng)觸頭5在離開(kāi)靜觸頭6而點(diǎn)燃電弧時(shí)，動(dòng)觸頭5在縫隙4中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電弧7接觸產(chǎn)氣絕緣夾片3，使氣絕緣夾片3氣化產(chǎn)生含氫氣成份的氣體流。
4.如權(quán)利要求1或2所述的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，其特征在于，所述產(chǎn)氣絕緣夾片3的材料為聚甲醛或尼龍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于各種低壓斷路器的帶產(chǎn)氣絕緣材料夾層的柵片滅弧室，包括傳統(tǒng)斷路器的柵片滅弧室；其特點(diǎn)是，在柵片滅弧室的相鄰兩片鐵磁柵片之間插入有產(chǎn)氣絕緣夾片，產(chǎn)氣絕緣夾片分別放于每一層鐵磁柵片的兩側(cè)，在中間形成一個(gè)縫隙；使動(dòng)觸頭在縫隙之間。對(duì)塑殼斷路器來(lái)說(shuō)，可讓動(dòng)觸頭在中間運(yùn)動(dòng)，當(dāng)斷路器開(kāi)斷時(shí)，電弧接觸絕緣材料薄片，使之氣化而產(chǎn)生含氫氣成分的氣體，一方面冷卻電弧，另一方面使滅弧室壓力增大，產(chǎn)生一種氣體驅(qū)動(dòng)力，促使電弧順利進(jìn)入柵片而熄滅。在實(shí)驗(yàn)室中用模型滅弧室做帶與不帶絕緣薄片的柵片滅弧室的對(duì)比試驗(yàn)，當(dāng)開(kāi)斷2kA電流時(shí)，前者可使電弧電流峰值降低15.3％，燃弧時(shí)間減少40％，因而大幅度提高了開(kāi)斷性能。
文檔編號(hào)H01H9/32GK1558439SQ20041002584
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者陳德桂, 袁海文 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)