一种直流接触器灭弧装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直流接触器灭弧装置，属于直流接触器技术领域。包括静触头、动触头、灭弧系统、电磁系统以及壳体；灭弧系统包括灭弧室和灭弧空腔；直流接触器上部型腔中的动触头下方设有隔板，隔板上设有灭弧室，灭弧室设于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的外侧周边；所述壳体和所述电磁系统的金属杯外周之间设有从直流接触器上部型腔延伸到下部型腔的灭弧空腔。本发明专利技术的技术方案在有限的腔体空间内布置灭弧栅片，提高灭弧能力，实现了高温燃弧气体的在接触器上下内腔的气道循环与扩散，加强电弧冷却效果，避免了直流接触器主腔体污染，进一步提升了灭弧能力，保证了直流接触器的安全使用。

A kind of arc extinguishing device of DC contactor

【技术实现步骤摘要】
一种直流接触器灭弧装置
本专利技术涉及一种直流接触器灭弧装置，属于直流接触器

技术介绍
直流接触器是指用在直流回路中的一种接触器，主要用来控制直流电路(主电路、控制电路和励磁电路等)。直流接触器需要频繁开闭大负荷电流，所以必须具备很强的灭弧能力，而且要具有灵活的触头系统和可靠的电磁系统。在新能源应用领域，例如纯电动车辆通常采用高压直流接触器负责动力电池系统的接通与分断，并可在意外发生时断开高压电池系统。电触头在从接通到断开的过程中会有放电现象并产生电弧，电弧的产生会延迟电路的开断，较高的电弧能量甚至会烧毁电触头，造成电触头融焊，且由于目前直流接触器都采用密封形式，严重情况下会导致开关电器的着火爆炸。在现有技术中，为了使直流接触器产品体积小，运行负载高，高压直流接触器通常采用密封充气外加磁场使金属相电弧横向拉长，电弧在灭弧介质中迅速冷却复合去游离。通常情况下，以上技术手段灭弧空间有限，燃弧时间较长，并且在熄弧过程中所产生金属颗粒以及碳化杂质聚集在灭弧腔体内部，污染腔体，容易导致一定程度的电寿命后绝缘能力的下降。例如：目前市场上泰科、松下、LS等厂商均应用磁吹灭弧技术手段，而且这些灭弧方案大部分都有电流极性要求，当电流极性接反时，寿命能力骤然下降，甚至会爆炸。目前常见的高压直流接触器内部结构如附图1、2所示。现有专利文献中，中国专利技术专利CN102074387A与CN104412353A也分别公开了两种高压直流接触器的典型结构布置。这种设计的不足之处在于：触头灭弧系统并未充分利用接触器上部型腔体积(图2为侧视图，动触桥两侧的空腔与触头灭弧系统隔离，该空腔并未有效利用)，灭弧容量有限，同时仅仅依靠气体氛围条件下永磁体磁吹灭弧的技术手段难以继续提升灭弧能力，缩短燃弧时间。并且在熄弧过程中所产生金属颗粒以及碳化杂质聚集在灭弧腔体内部，污染腔体，容易导致一定程度的电寿命后绝缘能力的下降。灭弧室采用方形封闭腔体，灭弧通道狭长，高温燃弧气体无法流动循环，在较高等级的分断下容易出现燃弧气体无法逸散并快速冷却，内腔压力过大造成产品爆炸。并且这类接触器对于电流极性有严格要求，因此环境适用性大大降低。现有新能源应用领域中，动力电池系统一般为400VDC，未来可能大幅度提升，因此高压直流接触器需要更强的灭弧能力，能够安全地开启和关闭相对大的电流，并且能够避免熔焊和过量的电弧对接触器中触头的损害。所以本
迫切需要在直流接触器中采用灭弧装置，以实现高效可靠的灭弧效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决直流接触器中实现高效可靠的灭弧作用的技术问题。为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种直流接触器灭弧装置，直流接触器包括静触头、动触头、灭弧系统、电磁系统以及壳体；所述电磁系统包括中轴、静铁芯、动铁芯、骨架线圈、金属杯以及轭铁；所述灭弧系统包括灭弧室和灭弧空腔；所述直流接触器上部型腔中的动触头下方设有隔板，隔板上设有灭弧室，灭弧室设于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的外侧周边；所述壳体和所述电磁系统的金属杯外周之间设有从直流接触器上部型腔延伸到下部型腔的灭弧空腔。优选地，所述的灭弧室包括灭弧栅片和隔弧板，所述灭弧室相对于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的两侧设有两片隔弧板，隔弧板设于隔板上，隔弧板板面平行于直流接触器动触头中轴；两片隔弧板之间垂直于隔弧板且平行间隔的设有片状灭弧栅片；所述灭弧室相对于直流接触器动触头一侧设有开口，所述灭弧室相对于直流接触器动触头的另一侧设有开口。优选地，所述的片状灭弧栅片与直流接触器动触头中轴下半部呈锐角设置。优选地，所述的片状灭弧栅片与直流接触器动触头中轴下半部呈锐角设置，角度在45度-85度。优选地，所述的片状灭弧栅片与直流接触器动触头中轴垂直。优选地，所述的灭弧栅片的材质是冷轧钢板、铜板、间位芳香族聚酞胺纤维Nomex型材或者陶瓷。优选地，所述的静触头与所述外壳之间的距离大于灭弧室出气口处金属杯到外壳的距离,所述下部型腔的灭弧空腔中金属杯与外壳之间的距离大于灭弧室出气口处金属杯到外壳的距离。优选地，所述的动触头上设有U型结构件支架，支架为导磁材料。优选地，所述的直流接触器上部型腔中的动触头下方设有的隔板采用高阻燃等级的塑性材料。优选地，所述的直流接触器上部型腔中的动触头下方设有的隔板采用产气塑性材料。优选地，所述的动触头顶端设有隔弧板，隔弧板设于动触头顶端部的中间位置，将动触头与静触头接触的两个触点分隔在两个空间内。高温高压气体总是向低温低压的环境运动，电弧产生的高温高压气体将会顺势向灭弧室出口方向运动，有利于电弧的气吹和快速运动而冷却，在接触器中让电弧快速向前运动并在灭弧室中扩散有助于拉长电弧和冷却电弧，在直流应用的接触器中尤其如此，其由于没有电压电流过零这一过程，因此拉长电弧和迅速冷却电弧成了直流接触器中最重要的灭弧手段。本专利技术在现有磁吹灭弧的基础上，在有限的空间内布置栅片灭弧室。通过灭弧室栅片将电弧切割为多段短弧，从而提升弧隙初始介电强度，同时栅片(例如铜栅片、铁磁栅片、陶瓷等)具有加强冷却以及表面复合作用。对于大电流分断(例如额定电流)，栅片灭弧室所产生的磁驱动力以及永磁体产生的磁场(弗莱明法则)将电弧拉伸，具有延长了长度的电弧可由气体氛围(空气、氮气或氢气等)冷却，同时借助灭弧系统的压力梯度驱动燃弧气体向两侧排出至预先设置的流道腔体(既可以是横向，也可以是纵向)。最后，利用接触器上部与下部灭弧空腔以及金属杯进一步加强电弧的冷却。这种方案采用类似于内腔出气的方式大大减轻上部灭弧室的压力系数，降低产品爆炸风险，并且能够使高温燃弧气体有效流动循环冷却。如此不仅使其拥有更大的灭弧空间，更短的燃弧时间，更高的电弧电压，并且燃弧气体的流动将金属颗粒以及碳化杂质聚集在接触器下部腔体，保证上部主腔体的洁净度以及绝缘电阻。另外，根据本专利技术，即使电弧沿任意方向产生，也能够通过电流和磁力沿所期望的方向诱发并与栅片灭弧室接触，由此能够使电弧熄灭。不仅如此，灭弧腔体外壳还能够防止永磁体的磁力特性劣化，并且能够长期维持使电弧迅速且可靠地消失的功能。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的技术方案在有限的腔体空间内布置灭弧栅片，提高了灭弧能力。并且实现了高温燃弧气体的在接触器上下内腔的气道循环与扩散，加强电弧冷却效果，避免主腔体污染，进一步提升灭弧能力。触桥两侧的动静触头之间产生的高温气体，在各自的气流通道流动。在出现短路故障情况下，降低触头融焊的风险，提高接触可靠性。附图说明图1、图2是现有高压直流接触器典型结构；图3a是本专利技术高压直流接触器中一种灭弧室结构示意图；图3b是本专利技术高压直流接触器结构俯视示意图；图3c是本专利技术高压直流接触器灭弧栅片结构部分示意图；图4a是本专利技术高压直流接触器中第二种灭弧室结构示意图；图4b是本专利技术高压直流接触器中动触头安装支架结构示意图；图4c是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流接触器灭弧装置，直流接触器包括静触头、动触头、灭弧系统、电磁系统以及壳体；所述电磁系统包括中轴、静铁芯、动铁芯、骨架线圈、金属杯以及轭铁；其特征在于：所述灭弧系统包括灭弧室和灭弧空腔；所述直流接触器上部型腔中的动触头下方设有隔板，隔板上设有灭弧室，灭弧室设于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的外侧周边；所述壳体和所述电磁系统的金属杯外周之间设有从直流接触器上部型腔延伸到下部型腔的灭弧空腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流接触器灭弧装置，直流接触器包括静触头、动触头、灭弧系统、电磁系统以及壳体；所述电磁系统包括中轴、静铁芯、动铁芯、骨架线圈、金属杯以及轭铁；其特征在于：所述灭弧系统包括灭弧室和灭弧空腔；所述直流接触器上部型腔中的动触头下方设有隔板，隔板上设有灭弧室，灭弧室设于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的外侧周边；所述壳体和所述电磁系统的金属杯外周之间设有从直流接触器上部型腔延伸到下部型腔的灭弧空腔。


2.如权利要求1所述的一种直流接触器灭弧装置，其特征在于：所述的灭弧室包括灭弧栅片和隔弧板，所述灭弧室相对于直流接触器动触头与静触头相对运动区域的两侧设有两片隔弧板，隔弧板设于隔板上，隔弧板板面平行于直流接触器动触头中轴；两片隔弧板之间垂直于隔弧板且平行间隔的设有片状灭弧栅片；所述灭弧室相对于直流接触器动触头一侧设有开口，所述灭弧室相对于直流接触器动触头的另一侧设有开口。


3.如权利要求2所述的一种直流接触器灭弧装置，其特征在于：所述的片状灭弧栅片与直流接触器动触头中轴下半部呈锐角设置。


4.如权利要求3所述的一种直流接触器灭弧装置，其特征在于：所述的片状灭弧栅片与直流接触器动触头中轴下半部呈锐角设置，角度在45度-85度。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思泓，贾峰，孙吉升，张慧民，陈永亮，
申请(专利权)人：上海电器科学研究所集团有限公司，上海电器科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31