專利名稱：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：
本實用新型屬于低壓電器領(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)：
我國低壓斷路器年產(chǎn)值已超過壹佰億元，隨著低壓電網(wǎng)容量的增大，需求量飛速增長，特別是需要開發(fā)體積小，開斷性能高的低壓斷路器，對微型斷路器和塑殼斷路器來說，更需要提高其限流特性。傳統(tǒng)的柵片滅弧室已不能滿足開斷性能的要求。
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，動觸頭5和靜觸頭6，機構(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(參見附圖1)，斷路器的開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，所以會發(fā)生后方區(qū)域的熱擊穿，而使電弧從柵片中跑出來，這種現(xiàn)象稱為電弧背后擊穿，這種現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，使電弧電壓出現(xiàn)多次跌落，因而延長了限流型斷路器的燃弧時間。隨著低壓電網(wǎng)容量的增大，需要開發(fā)體積小，開斷性能高的低壓斷路器，特別對微型斷路器和塑殼斷路器來說，更需要提高其限流特性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，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)。
本實用新型的其他一些特點是，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縫隙；使動觸頭在縫隙之間運動。所述動觸頭在離開靜觸頭而點燃電弧時，動觸頭在縫隙中運動，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。
本實用新型的帶產(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是本實用新型的結(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)是動觸頭離開靜觸頭運動時產(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。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實用新型人給出的實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
參見圖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在中間形成一個縫隙4；使動觸頭5在縫隙4之間運動。對塑殼斷路器來說，當(dāng)動觸頭5離開靜觸頭6，而點燃電弧7時，動觸頭5在間隙4中運動，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)動電弧的驅(qū)動力(見圖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)在如下幾個方面當(dāng)觸頭打開點燃電弧，電弧需要在觸頭上停滯一段時間才會移動，這段時間稱為電弧停滯時間。減少電弧停滯時間不但有利于減少電弧對觸頭的燒損，并且讓電弧盡早進入滅弧室，有利于提高開斷性能，前人的研究指出，器壁產(chǎn)氣可以減小電弧停滯時間。
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)之類的材料產(chǎn)生的氣體含有氫氣的成份，能對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)電弧過零時提高了介質(zhì)恢復(fù)強度。
由于產(chǎn)氣絕緣材料3產(chǎn)氣，使開斷過程滅弧室壓力增大，從滅弧室道出氣口形成一股驅(qū)動電弧的氣流和氣吹力，促進電弧進入柵片滅弧室而快速熄滅。
鐵磁柵片由本體和二條腿組成，腿部主要起增強磁場的作用，但當(dāng)電弧與其接觸時會產(chǎn)生金屬蒸汽而影響滅弧，本申請所提出的柵片結(jié)構(gòu)，鐵磁柵片的腿部內(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，所以會發(fā)生后方區(qū)域的熱擊穿，而使電弧從柵片中跑出來，這種現(xiàn)象稱為電弧背后擊穿，這種現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，使電弧電壓出現(xiàn)多次跌落，因而延長了限流型斷路器的燃弧時間。本實用新型提出的柵片滅弧室，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。
為了證實新型柵片滅弧室的效果，申請人制作了一個模型滅弧室，以振蕩回路為開斷試驗電源，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，進行開斷試驗，試驗結(jié)果見表1。
表1帶與不帶產(chǎn)氣材料夾片開斷試驗對比

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％，燃弧時間減小了40％。
圖3和圖4分別為兩種滅弧室開斷試驗的示波圖，不帶產(chǎn)氣夾片的電弧電壓波形(參見圖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柵片頂端發(fā)生反射而進入間隙區(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在中間形成一個縫隙4；動觸頭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，所述動觸頭5在離開靜觸頭6而點燃電弧時，動觸頭5在縫隙4中運動，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。
專利摘要本實用新型公開了一種應(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)，在中間形成一個縫隙；使動觸頭在縫隙之間。對塑殼斷路器來說，可讓動觸頭在中間運動，當(dāng)斷路器開斷時，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)動力，促使電弧順利進入柵片而熄滅。在實驗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比試驗，當(dāng)開斷2kA電流時，前者可使電弧電流峰值降低15.3％，燃弧時間減少40％，因而大幅度提高了開斷性能。
文檔編號H01H9/30GK2676394SQ200420041499
公開日2005年2月2日 申請日期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 申請人:西安交通大學(xué)