[發明專利]一種直流接觸器滅弧系統

在審

• 申請號: 202010311283.7
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN113539745A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李思泓;孫吉升;張森林;賈峰;張慧民
• 申請（專利權）人: 上海電器科學研究所(集團)有限公司;上海電器科學研究院
• 主分類號: H01H50/00
• 分類號: H01H50/00;H01H50/54;H01H50/12;H01H33/72;H01H33/08
• 代理公司: 上海璀匯知識產權代理事務所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

本發明涉及一種直流接觸器滅弧系統，屬于直流接觸器技術領域。直流接觸器包括觸頭系統、滅弧系統、電磁系統和殼體；滅弧系統包括滅弧室、引弧裝置和隔弧裝置；觸頭系統的動觸頭和滅弧室設有引弧裝置；殼體內設有隔弧裝置。本發明在產品體積一定的前提下，改進滅弧室結構，增加引弧裝置和隔弧裝置結構，充分利用有限的內部空間滅弧。并且實現了高溫燃弧氣體的在接觸器腔體內氣道循環與擴散，加強電弧冷卻效果，避免主腔體污染，進一步提升滅弧能力。觸橋兩側的動靜觸頭之間產生的高溫氣體，在各自的氣流通道流動。在出現短路故障情況下，降低觸頭融焊的風險，提高接觸可靠性。

技術領域

本發明涉及一種直流接觸器滅弧系統，屬于直流接觸器技術領域。

背景技術

直流接觸器是指用在直流回路中的一種接觸器，主要用來控制直流電路(主電路、控制電路和勵磁電路等)。直流接觸器需要頻繁開閉大負荷電流，所以必須具備很強的滅弧能力，而且要具有靈活的觸頭系統和可靠的電磁系統。

在新能源應用領域，例如純電動車輛通常采用高壓直流接觸器負責動力電池系統的接通與分斷，并可在意外發生時斷開高壓電池系統。電觸頭在從接通到斷開的過程中會有放電現象并產生電弧，電弧的產生會延遲電路的開斷，較高的電弧能量甚至會燒毀電觸頭，造成電觸頭融焊，且由于目前直流接觸器都采用密封形式，嚴重情況下會導致開關電器的著火爆炸。

在現有技術中，為了使直流接觸器產品體積小，運行負載高，高壓直流接觸器通常采用密封充氣外加磁場使金屬相電弧橫向拉長，電弧在滅弧介質中迅速冷卻復合去游離。通常情況下，以上技術手段滅弧空間有限，燃弧時間較長，滅弧容量較低，電氣壽命指標提升難度較大并且在熄弧過程中所產生金屬顆粒以及碳化雜質聚集在滅弧腔體內部，污染腔體，容易導致一定程度的電壽命后絕緣能力的下降。例如：目前市場上泰科、松下、LS等廠商均應用磁吹滅弧技術手段，其處于較高等級的分斷條件下，壽命能力驟然下降，甚至會爆炸。

目前常見的高壓直流接觸器內部結構如附圖1a、1b所示。現有專利文獻中，中國發明專利公告號CN102074387A與CN104412353A也分別公開了兩種高壓直流接觸器的典型結構布置。這種設計的不足之處在于：觸頭滅弧系統并未充分利用接觸器上部型腔體積(圖1b為側視圖，動觸橋兩側的空腔與觸頭滅弧系統隔離，該空腔并未有效利用)，滅弧容量有限，同時僅僅依靠氣體氛圍條件下永磁體磁吹滅弧的技術手段難以繼續提升滅弧能力，縮短燃弧時間。滅弧室采用方形封閉腔體，滅弧通道狹長，高溫燃弧氣體無法流動循環，在較高等級的分斷下容易出現燃弧氣體無法逸散并快速冷卻，內腔壓力過大造成產品爆炸。

現有新能源應用領域中，動力電池系統一般為400VDC，未來可能大幅度提升，因此高壓直流接觸器需要更強的滅弧能力，能夠安全地開啟和關閉相對大的電流，并且能夠避免熔焊和過量的電弧對接觸器中觸頭的損害。所以本技術領域迫切需要在直流接觸器中采用滅弧裝置，以實現高效可靠的滅弧效果。

發明內容

本發明的目的是為解決直流接觸器中實現高效可靠的滅弧作用的技術問題。

為達到解決上述問題的目的，本發明所采取的技術方案是提供一種直流接觸器滅弧系統，直流接觸器包括觸頭系統、滅弧系統、電磁系統和殼體；所述殼體內設有觸頭系統、滅弧系統和電磁系統；所述觸頭系統包括靜觸頭和動觸頭；所述電磁系統包括驅動中軸、靜鐵芯、動鐵芯、骨架線圈、金屬杯以及軛鐵；所述電磁系統上方設有觸頭系統，觸頭系統周邊設有滅弧系統；所述滅弧系統包括滅弧室、引弧裝置和隔弧裝置；所述滅弧室設于直流接觸器動觸頭與靜觸頭之間相對運動區域的外側周邊，兩個靜觸頭之間；所述動觸頭和滅弧室設有引弧裝置；所述殼體內設有隔弧裝置。

優選地，所述的引弧裝置包括動觸頭設有的引弧部和滅弧室設有的引弧片；所述動觸頭上設有向滅弧室延伸的引弧部；所述滅弧室靠近靜觸頭的一端設有向靜觸頭延伸的引弧片。

優選地，所述動觸頭的引弧部設為從動觸頭平面沿產生電弧路徑的方向向滅弧室折彎延伸的折彎部。