[其他]低壓開(kāi)關(guān)的觸頭滅弧裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87211980
• 申請(qǐng)日: 1987-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87211980U
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李仕宏;屠光宗;伍東元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省鄂州市精華電器廠;伍東元
• 主分類號(hào): H01H9/42
• 分類號(hào): H01H9/42;H01H9/38
• 代理公司: 湖北省專利事務(wù)所
• 代理人: 朱盛華

本實(shí)用新型屬低壓開(kāi)關(guān)的觸頭滅弧裝置。

在電器控制中，低壓開(kāi)關(guān)有各種型號(hào)和規(guī)格，但其結(jié)構(gòu)可分為三部分：電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和觸頭滅弧裝置。觸頭在分?jǐn)鄷r(shí)，因觸頭間的電流電壓大于某一最小起弧電流電壓時(shí)，由氣體的游離而產(chǎn)生電弧。交流電弧的特點(diǎn)是在電流過(guò)零時(shí)熄滅，在下一個(gè)半周內(nèi)重燃而繼續(xù)出現(xiàn)；在直流電路中，弧隙中的游離和消游離處于動(dòng)平衡，只有消游離速度超過(guò)游離速度才使電弧熄滅。無(wú)論對(duì)交流或直流電弧，拉長(zhǎng)電弧并使其迅速冷卻，提高弧柱的電位梯度和介質(zhì)恢復(fù)速度，成為加速滅弧的主要手段。由此設(shè)計(jì)出了低壓開(kāi)關(guān)的滅弧室結(jié)構(gòu)，常用形式有：縱向窄縫、多縱縫、縱向曲縫、橫向絕緣柵片和橫向金屬柵片等，有的滅弧室還采用復(fù)式結(jié)構(gòu)。由于電弧的高溫作用，滅弧室往往用陶瓷和耐弧塑料等來(lái)制造。

觸頭間的電弧在滅弧室中被熄滅的方式從某種意義上說(shuō)是一種被動(dòng)的滅弧方式，對(duì)觸頭有燒蝕作用。本實(shí)用新型的目的在于提出一種觸頭滅弧結(jié)構(gòu)，足以在電弧產(chǎn)生前將其能量移出，從而抑制電弧的產(chǎn)生。

開(kāi)關(guān)在接通和切斷負(fù)載時(shí)觸頭間產(chǎn)生的電弧以后者嚴(yán)重。在主觸頭上并聯(lián)一電容器，當(dāng)主觸頭開(kāi)始斷開(kāi)的一瞬間，由于電流電壓不能突變，電能以電流的形式向電容充電，隨著主觸頭間距離的增大和能量的轉(zhuǎn)移，電弧產(chǎn)生已不可能。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，充電電流由電容器的容量決定。這樣選擇電容器的容量被認(rèn)為是合理的：在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)、觸頭間建立不起引燃電弧的電流電壓。電容器還是與一輔助觸頭串聯(lián)成一支路后再與主觸頭相并聯(lián)的，在電容器上還并聯(lián)一電阻（見(jiàn)圖1、圖2）。輔助觸頭應(yīng)有這樣的功能：先于主觸頭接通，后于主觸頭斷開(kāi)（見(jiàn)圖3）。于是，當(dāng)開(kāi)關(guān)接通和切斷負(fù)載時(shí)，其過(guò)程是：接通時(shí)電流經(jīng)輔助觸頭、電容器、負(fù)載而成回路，進(jìn)而主觸頭接通將電容器和輔助觸頭短路從而完成開(kāi)關(guān)接通；斷開(kāi)時(shí)主觸頭首先斷開(kāi)，進(jìn)而輔助觸頭斷開(kāi)。

本實(shí)用新型是將產(chǎn)生電弧的電磁場(chǎng)能量以電流的形式儲(chǔ)存于電容器中，從而抑制電弧的產(chǎn)生，即是一種所謂主動(dòng)滅弧方式。

圖1是三相低壓開(kāi)關(guān)的其中一相的主觸頭滅弧裝置電原理圖。

圖2是圖1的另一種電路圖。

圖3是輔助觸頭實(shí)現(xiàn)先于主觸頭接通、后于主觸頭斷開(kāi)功能的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1、圖2的滅弧原理一致，僅在電容器的選擇上有區(qū)別。圖1所用的是無(wú)極性電容器，圖2是用有極性電容器（如電解電容器），考慮到電解電容器〔2〕的極性問(wèn)題，必須接有二極管〔5〕。在交流電路中，還要將兩個(gè)由二極管〔5〕與電解電容器〔2〕串聯(lián)的支路反向并聯(lián)。輔助觸頭〔3〕的功能是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的：主觸頭〔1〕由動(dòng)觸頭〔6〕、靜觸頭〔7〕組成，輔助觸頭〔3〕由動(dòng)觸頭〔8〕、靜觸頭〔9〕組成。由于靜觸頭〔9〕至靜觸頭〔7〕有一定距離，在靜觸頭〔9〕上設(shè)有彈簧〔10〕，從而保證了輔助觸頭〔3〕的動(dòng)、靜觸頭〔8〕〔9〕先于主觸頭〔1〕的動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕接觸和后于脫離。電阻〔4〕與電容器〔2〕并聯(lián)，以泄放電容器〔2〕上儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量。電容器〔2〕是觸頭滅弧裝置的核心元件。當(dāng)輔助觸頭〔3〕接通時(shí)，電流經(jīng)電容〔2〕、負(fù)載成回路，電容充電，電阻〔4〕阻值較大，可視為開(kāi)路，次后主觸頭〔1〕閉合時(shí)，其動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕間的電壓較沒(méi)有電容器〔2〕時(shí)小，無(wú)疑對(duì)抑制開(kāi)關(guān)接通時(shí)的電弧是有利的，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，主觸頭〔1〕的動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕先行脫離，在這同時(shí)，電路進(jìn)入過(guò)渡過(guò)程，負(fù)載上的電磁場(chǎng)能量立即以電流的形式經(jīng)輔助觸頭〔3〕向電容器〔2〕充電，隨著能量的轉(zhuǎn)移和主觸頭〔1〕的動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕距離的增大，在動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕間已不可能建立產(chǎn)生電弧的電壓和電流，如果電容器〔〔2〕的容量選擇合適的話。次后，輔助觸頭〔3〕脫離，完成開(kāi)關(guān)斷開(kāi)過(guò)程。同樣，電容器〔2〕上的電場(chǎng)能量經(jīng)電阻〔4〕釋放。由上所述，在主觸頭〔1〕斷開(kāi)時(shí)，一方面負(fù)載中的電磁場(chǎng)能量經(jīng)電容器〔2〕充電，另一方面，電源經(jīng)電容器〔2〕，輔助觸頭〔3〕接通負(fù)載，二個(gè)過(guò)渡過(guò)程同時(shí)發(fā)生。當(dāng)負(fù)載、電源電壓、額定電流一定時(shí)，可計(jì)算出電容器〔2〕的容量，然后經(jīng)試驗(yàn)確定。例如：當(dāng)負(fù)載為三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，角形聯(lián)接，電源線電壓220伏，星形連接，線電壓為380伏，額定電流40安，選用WG－60A交流接觸器，電容器〔2〕的容量為10μF時(shí)，在主觸頭〔1〕的動(dòng)、靜觸頭〔6〕〔7〕間無(wú)電弧發(fā)生。我國(guó)低壓開(kāi)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每小時(shí)應(yīng)動(dòng)作1200次，即開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)的周期為3秒，即接通和斷開(kāi)時(shí)間各須限制在1.5秒以內(nèi)，而接通和斷開(kāi)都存在一次電容〔2〕向電阻〔4〕的放電過(guò)程，因而電阻〔4〕的阻值確定原則是：在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，由開(kāi)關(guān)的不同結(jié)構(gòu)所分配的放電時(shí)間和電容器〔2〕的容量來(lái)決定。

在上述例子中，電阻〔4〕為150千歐。為方便起見(jiàn)，所說(shuō)的觸頭滅弧裝置是與開(kāi)關(guān)制造成一體的。