CN120108970A - 一种新型高性能断路器及旋弧灭弧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型高性能断路器及旋弧灭弧方法，应用于额定电压1500V及以上的新能源发电及储能系统，该断路器包括静触头组、动触头组以及由多个栅片围设形成的灭弧室；灭弧室的上方设置静触头组，每个静触头的上方连接有U型导体，U型导体内部设有永磁体；灭弧室的内部设置动触头组，动触头组通过连接件与导向轴旋转滑动连接；其中，动触头与静触头一一对应设置，构成N个端口串联结构；开断时，动触头沿导向轴向下旋转滑动，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场，磁场方向与电弧离心力方向协同作用，驱动电弧进入栅片，实现灭弧。本发明采用直动式机构和旋弧灭弧策略，优化断路器结构，有效熄灭高电压、大电流电弧。

Description

一种新型高性能断路器及旋弧灭弧方法

技术领域

本发明涉及高电压断路器技术领域，更具体的说是涉及一种新型高性能断路器及旋弧灭弧方法。

背景技术

随着全球能源结构的转型和清洁能源的快速发展，风力发电、光伏发电和储能系统已成为支撑新能源电力系统发展的关键。在这三大行业中，断路器作为控制与保护系统安全的电气设备，发挥着不可替代的作用。随着风力发电、光伏发电和储能系统不断发展，其电压的提升和设备小型化成为了必然，目前光伏发电和储能系统直流侧电压以由传统DC1000V向着1500V及以上发展，风力发电的电压也向1500V发展，因此需要交直流断路器能够开断更高电压、更大电流的电弧，同时，还要实现体积小型化。电弧能否快速熄灭直接决定了断路器的性能高低，对于塑壳断路器来说，主要通过栅片切割电弧，提高电弧电压来强迫电流过零，从而熄灭电弧，但传统的塑壳断路器由于体积限制，很难开断高电压、大电流的电弧，因此，现有断路器经常采用永磁体提供外加磁场，从而快速拉长电弧，同时优化塑壳断路器结构，加速灭弧室内气体流通，达到快速熄灭电弧的目的。但以上增加磁吹和气吹的灭弧方法对于更高电压(1500V及以上)下的电弧的开断效果甚微，尤其对于塑壳断路器多采用多级串联来实现高电压电弧的开断，但这无疑增加了断路器体积。

塑壳断路器在开断高电压、大电流时，需要大量栅片对电弧进行切割，这会使得断路器体积增大，不符合塑壳断路器小体积的要求。并在开断小电流时，由于小电流产生的洛伦兹力较小，难以快速拉长电弧，会造成断路器触头烧蚀，减少塑壳断路器的寿命，严重影响电力系统安全运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型高性能断路器及旋弧灭弧方法，采用直动式机构和旋弧灭弧策略，通过单极（1P）结构，有效的减小断路器体积，结构简单，并且降低成本，拉长电弧的同时加速电弧能量耗散，从而达到快速熄灭电弧。

为实现上述目的，本发明提供的新型高性能断路器，应用于额定电压1500V及以上的新能源发电及储能系统，整体结构呈中心对称分布，包括静触头组、动触头组以及由多个栅片围设形成的灭弧室；

所述灭弧室的上方设置静触头组，所述静触头组包括N个静触头，其中N为大于等于4的偶数；每个所述静触头的上方连接有U型导体，U型导体内部设有永磁体；

所述灭弧室的内部设置动触头组，所述动触头组对应设置在所述静触头组的下方，所述动触头组包括N个动触头；所述动触头组与动触头连接件连接，所述动触头组及动触头连接件的中心开孔，用于穿设导向轴，所述动触头组通过所述动触头连接件与所述导向轴旋转滑动连接；

所述动触头与静触头一一对应设置，构成N个端口串联结构；闭合状态下，所述动触头与静触头接触，动触头连接件位于导向轴的旋转滑动起点；开断时，所述动触头与静触头分离，所述动触头在动触头连接件带动下，沿导向轴向下旋转滑动，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场，磁场方向与电弧离心力方向协同作用，驱动电弧进入栅片，实现灭弧。

进一步地，所述静触头连接有第一跑弧道；

所述导向轴的底端设有与第一跑弧道对应的第二跑弧道，所述第二跑弧道延伸至所述灭弧室的下方；

所述动触头远离导向轴的一端设有引弧角，所述引弧角与第二跑弧道的位置相配合，当动触头位于最大开距时引弧角与第二跑弧道相接触，以将动触头上电弧转移到第二跑弧道。

进一步地，N的取值为4，所述静触头组和动触头组均为“十”字形，4个静触头和4个动触头分别按“十”字形的四个方位对称分布。

进一步地，所述导向轴的外壁上开设有螺旋状的滑梯槽，所述动触头连接件与所述导向轴相接触的一侧内部安装弹簧和滑块，与所述滑梯槽相匹配，所述滑块在弹簧作用下抵接在滑梯槽内，用于引导动触头沿导向轴旋转滑动。

进一步地，所述U型导体设置有4个，其中两个相邻的U型导体之间通过导体短接板连接，另外两个U型导体分别为进线端和出线端。

进一步地，所述栅片垂直于动触头的引弧角设置，所述栅片靠近动触头的一侧为喇叭口形且其内凹部分为圆弧面。

进一步地，所述栅片布置有75-85个且围设成圆环形结构，每片栅片的厚度为1.2-1.7mm、内侧间隔为1-1.5mm，相邻栅片之间的角度相差3-5度，两个栅片之间布置为喇叭形结构，即内窄外宽。

进一步地，所述额定电压1500V及以上的新能源发电及储能系统包括交流或直流额定电压1500V及以上的风力发电、光伏发电及储能系统，优选直流额定电压DC1500V-DC3000V之间的光伏发电和储能系统。

另一方面，本发明还提供一种旋弧灭弧方法，应用于如上述的新型高性能断路器，包括如下步骤：

开断时，动触头与静触头分离，动触头与静触头之间形成电弧；

动触头在动触头连接件带动下，沿导向轴向下旋转滑动，动触头上的弧根也随着动触头旋转；

动触头组的每个动触头依次旋转到静触头组的每个静触头的下方，其中，当前一个动触头旋转360/N度时，下一个动触头旋转到与前一个动触头对应的静触头下方，使得前一个动触头上的电弧的弧根跳变到下一个动触头，以此类推，电弧在0度到360/N度之间旋转，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场；

当动触头组旋转360度以后旋转结束，在旋转磁场的作用下，动触头不动，但电弧继续旋转，在旋转电弧离心力的作用下，电弧的弧柱加速向栅片内部运动，直至电弧熄灭。

进一步地，所述N的取值为4，所述静触头和动触头均设置4个，电弧在0度到90度之间旋转。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的新型高性能断路器及旋弧灭弧方法，具有如下有益效果：

（1）栅片采用环形布置，可实现单极（1P）结构多个栅片的布置，有效减小了直流塑壳断路器的体积，结构简单，且可实现小体积(单级)下DC1500V以上高电压、大电流电弧的开断，同时，此灭弧室结构中无需产气材料和永磁体，实现了产品直流开断的无极性，且降低了结构复杂度和产品成本，同时实现了交直流通用；

（2）设计直动式旋转动触头结构，机构动作速度快，加快动静触头分离速度，在动静触头分离的过程中，动触头沿着导向轴旋转，旋转360度后滑块到达旋转终点，期间带动电弧旋转，使电弧倾斜形成旋转电弧，旋转电弧会产生旋转磁场，当动触头动作结束后，产生的磁场作用于电弧的弧柱，使其继续旋转，直至电弧熄灭；

（3）采用旋弧灭弧策略，一方面断路器动作瞬间，动触头快速旋转，可以迅速拉长电弧，另一方面通过动触头的旋转，带动电弧弧柱初始旋转，形成螺旋形旋转电弧，电弧的旋转既可以增强电弧能量耗散，又可以在离心力的作用下电弧可快速进入栅片内部，加速电弧被栅片的切割和增强电弧能量耗散，有效熄灭高电压、大电流电弧；

（4）环形设置的栅片结构，栅片垂直于动触头的引弧角设置，环绕放置于动静触头外侧，极大地增加了单极可设置栅片的个数，同时和旋转电弧相配合，可保证栅片对弧柱的有效切割，获得更高的电弧电压，利于高电压下电流过零。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的新型高性能断路器的整体结构示意图；

图2为本发明中电弧的弧根跳变后的结构示意图；

图3为本发明中电弧的弧根跳变前的结构示意图；

图4为本发明中电弧进入栅片区域后的结构示意图；

图5为本发明中动触头及动触头连接件的剖面示意图；

图6为本发明中导向轴及第二跑弧道的结构示意图；

图7为本发明中栅片的结构示意图；

图8为本发明中若干栅片围设形成的灭弧室的结构示意图。

附图标记说明：1.栅片，2.动触头，3.永磁体，4.静触头，5.第一跑弧道，6.动触头连接件，6-1.弹簧，6-2.滑块，7.导向轴，7-1.滑梯槽，8.电弧，9.导体短接板，10.第二跑弧道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的新型高性能断路器，创新设计直动式旋转动触头和圆形灭弧室结构，动静触头分离时，动触头能够快速动作，拉长电弧，加速电弧能量耗散。同时，旋转电弧生成旋转磁场，促使电弧快速进入栅片区域，从而达到快速熄灭电弧的特点。

实施例1：

参阅图1-图8，本发明公开一种的新型高性能断路器，应用于交流或直流额定电压1500V及以上的风力发电、光伏发电及储能系统，尤其适用于直流额定电压DC1500V-DC3000V之间的光伏发电和储能系统。

如图1所示，本发明提供的新型高性能断路器，整体结构呈中心对称分布，包括静触头组、动触头组以及由若干栅片1围设形成的圆环形的灭弧室。

其中，多个栅片1采用环形围设结构，将动触头组包裹在内；相较于传统直线排列方式，本发明采用圆环形结构，可实现单极（1P）结构多个栅片的布置，有效减小了塑壳断路器体积，结构简单，且可实现小体积(单级)下1500V以上高电压、大电流电弧的开断。

所述灭弧室的上方设置静触头组，所述静触头组包括4个静触头4，所述静触头组为“十”字形，4个静触头4分别按“十”字形的四个方位对称分布。每个所述静触头4的上方连接有U型导体，U型导体内部设有永磁体3；所述U型导体设置有4个，其中两个相邻的U型导体之间通过导体短接板9连接，另外两个U型导体分别为进线端和出线端。

其中，“十”字形对称布局使静触头4在开断时形成均匀磁场，配合上方永磁体3产生的恒定磁场，为电弧旋转提供初始驱动力，无需额外产气材料或复杂磁吹结构，简化了灭弧室设计，降低了制造成本，同时实现了无极性开断，提升了断路器通用性。U型导体与永磁体3的集成设计，将磁场发生装置与导电回路一体化，缩短了磁路路径，增强了磁场强度，使电弧在分断瞬间即可受到强劲洛伦兹力作用，加速初始拉伸过程。

所述灭弧室的内部设置动触头组，所述动触头组对应设置在所述静触头组的下方，所述动触头组包括4个动触头2，所述动触头组为“十”字形，4个动触头2分别按“十”字形的四个方位对称分布；如图5所示，所述动触头组与动触头连接件6连接，所述动触头组及动触头连接件6的中心开孔，用于穿设导向轴7，所述动触头组通过所述动触头连接件6与所述导向轴7旋转滑动连接；具体地，所述导向轴7的外壁上开设有螺旋状的滑梯槽7-1，如图5所示，所述动触头连接件6与所述导向轴7相接触的一侧内部安装弹簧6-1和滑块6-2，与所述滑梯槽7-1相匹配，所述滑块6-2在弹簧6-1作用下抵接在滑梯槽7-1内，用于引导动触头2沿导向轴7旋转滑动。

所述动触头2与静触头4一一对应设置，构成4个端口串联结构；闭合状态下，所述动触头2与静触头4接触，动触头连接件6位于导向轴7的旋转滑动起点；开断时，所述动触头2与静触头4分离，所述动触头2在动触头连接件6带动下，沿导向轴7向下旋转滑动，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场，磁场方向与电弧离心力方向协同作用，驱动电弧进入栅片1，实现灭弧。

此外，所述静触头4连接有第一跑弧道5；具体地，所述第一跑弧道5远离静触头组的中心向外延伸；

所述导向轴7的底端设有与第一跑弧道5对应的第二跑弧道10，所述第二跑弧道10延伸至所述灭弧室的下方；

所述动触头2远离导向轴7的一端设有引弧角，所述引弧角与第二跑弧道10的位置相配合，当动触头2位于最大开距时引弧角与第二跑弧道10相接触，从而快速引弧，以将动触头2上电弧8转移到第二跑弧道10，减少对动触头2的烧蚀，可增加断路器电寿命。

上述引弧角与第二跑弧道10的配合设计，为电弧提供了预定转移路径，避免弧根在触头表面无序烧蚀，尤其在动触头2位于最大开距时，引弧角与第二跑弧道10接触，可快速将电弧引导至栅片1区域，减少动触头损伤。

示例地，如图7所示，栅片1呈上下对称结构，每个栅片1上均开有窄缝，窄缝深度为A（3-6mm），栅片1靠近动触头2一侧为喇叭口形，其内凹部分为圆弧面，深度为C（10-15mm），开口长度为B（10-15mm），喇叭口形设计形成“引导-收缩”通道，喇叭口朝外的开口（10-15mm）便于电弧在离心力作用下顺利进入栅片1区域，内凹圆弧面减少电弧进入阻力，窄缝深度（3-6mm）则确保栅片对电弧的有效切割，避免因缝宽过小导致电弧进入受阻，切割效果不足或缝宽过大导致栅片1容量不够，无法在大电流下有效冷却电弧等问题。

如图8所示，栅片1垂直引弧角放置，单级共布置75-85个栅片1，呈现出环形结构，每片厚度为1.2-1.7mm，内侧间隔为1-1.5mm，彼此之间角度相差3-5度，圆环形布局结构不仅极大地增加了单极可设置栅片1个数，同时和旋转电弧相配合，可保证栅片1对电弧8的有效切割，获得更高的电弧电压，利于高电压下电流过零，圆环形布设的栅片1的角度差（3-5度）布置，打破了传统直线栅片的平行排列模式，形成螺旋渐进的切割路径，使电弧在旋转过程中与每片栅片1的接触角度不断变化，避免电弧沿单一方向持续燃烧导致的栅片1局部烧蚀，同时内侧紧密间隔（1-1.5mm）确保高电压下电弧进入栅片后不会退回触头区域而发生背后击穿，配合75-85片的密集数量，在单极空间内构建了多层级灭弧屏障。

实施例2：

如图2-图4，本发明还提供一种新型高性能断路器的旋弧灭弧方法，具体包括如下步骤：

开断时，动触头2与静触头4分离，动触头2与静触头4之间形成电弧；

动触头2在动触头连接件6带动下，沿导向轴7向下旋转滑动，动触头2上的弧根也随着动触头2旋转；

动触头组的每个动触头2依次旋转到静触头组的每个静触头4的下方，其中，当前一个动触头2旋转90度时，下一个动触头2旋转到与前一个动触头2对应的静触头4下方，使得前一个动触头2上的电弧的弧根跳变到下一个动触头2，以此类推，其他与此串联的3个动触头2上的电弧以同样的方式旋转并跳变，电弧在0度到90度之间旋转，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场；

当动触头组旋转360度以后旋转结束，在旋转磁场的作用下，动触头2不动，但电弧8继续旋转，在旋转电弧离心力的作用下，电弧8的弧柱加速向栅片1内部运动，直至电弧8熄灭。

具体地，闭合状态下动、静触头相接触，动触头连接件6内滑块6-1处于导向轴7的滑梯槽7-1的旋转起点，开断动作时动、静触头分离，动触头2受到滑块6-1的约束，沿着滑梯槽7-1做旋转运动，动触头2上电弧的弧根跟着动触头2旋转跳变，从而使4个串联的弧柱呈倾斜旋转状。动触头2运动期间，电弧只会在0度到90度之间旋转，某一动触头旋转到90度时，下一个动触头刚好运动到静触头下方，即每个静触头正下方有一个动触头，此时，由于上下对应的动、静触头间距离最短，此时上一个动触头上的弧根会跳变到静触头正下方的动触头上，图2中展示了电弧的弧根刚跳变一次后位置；电弧8沿着图3中电弧弧柱的方向旋转，当电弧旋转到90度时，下一个动触头刚好运动到静触头下方，由于动静触头间距离最短，电弧会跳变到下一个动触头上，电弧的旋转在0度到90度之间；以此类推，动触头旋转360度以后旋转结束，此时，4个串联的弧柱已经形成了螺旋状，电弧的弧柱会产生一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，动触头旋转360度以后不动，但电弧继续旋转，在旋转电弧离心力的作用下，电弧弧柱会加速向栅片内部运动，从而加速电弧被栅片的切割和增强电弧能量耗散，有效熄灭高电压、大电流电弧。

本发明实施例中，电弧8旋转在0度到90度之间，电弧跳变机制利用触头间距最短时的电场强度突变，强制弧根转移，避免单一触头长时间承载电弧，配合动触头3的连续旋转，使电弧在灭弧室内形成螺旋状轨迹，有效拉长电弧长度，增加电弧与栅片1的接触面积，加速能量耗散。

螺旋状电弧产生的旋转磁场与离心力协同作用：旋转磁场驱动电弧持续旋转，离心力迫使弧柱向栅片1快速运动，双重作用下，加速电弧被栅片的切割和增强电弧能量耗散，有效熄灭高电压、大电流电弧。

如图4所示，电弧进入栅片1区域后，电弧8的弧根转移到第二跑弧道10上，第二跑弧道10与栅片1的位置精准配合，确保弧根在进入栅片1时已处于稳定转移状态，避免弧根在栅片1边缘滞留导致的局部过热，提升了栅片1对电弧的切割效率，进一步缩短灭弧时间。

如图5所示，为动触头2结构剖面图，在动触头2中心开孔处，动触头连接件6设置弹簧6-1和滑块6-2，弹簧6-1与滑块6-2的组合结构，使动触头2在导向轴7的螺旋滑梯槽7-1中滑动时，既能通过弹簧6-1弹力保持滑块6-2与滑梯槽7-1的紧密贴合，确保旋转升降动作的顺畅性，又能在分断瞬间通过螺旋轨迹产生的离心力，加速动触头2分离速度，配合导向轴7的滑梯槽设计，使动触头2在极短时间内内完成360度旋转下降，快速拉长电弧，为后续灭弧过程争取关键时间窗口。

如图6所示，动触头2上布置有引弧角，动触头2下侧也设置了与第一跑弧道5对应的第二跑弧道10，第二跑弧道10的位置和动触头2的引弧角相配合，引导电弧沿预定路径运动，降低对动触头的烧蚀和损坏，中心放置导向轴7，穿过动触头2的中心，导向轴7的上端外壁上开设螺旋状的滑梯槽7-1，动触头2的中心处设有动触头连接件6，动触头连接件6包括沿动触头2的径向依次设置的滑块6-2和弹簧6-1，所述滑块6-2位于弹簧6-1靠近滑梯槽7-1的一侧，滑梯槽7-1与动触头连接件6滑块6-2匹配，动触头2动作时，引导动触头2旋转，迅速拉长电弧8，滑梯槽7-1将直线运动转化为旋转升降运动，使动触头2在分断过程中同步旋转，相较于传统直动式触头，其运动轨迹更长，提升电弧拉伸速率，同时旋转产生的气流扰动增强了灭弧室内的气体对流，加速电弧冷却，形成“机械拉长+气流冷却”的双重灭弧效果。动触头2旋转时，可加速气流场运动，增强了气吹的作用，加快电弧能量耗散，4个串联的电弧8形成螺旋状，电弧8的弧柱会产生一个旋转磁场，加速电弧8被栅片1的切割和增强电弧能量耗散，多电弧串联螺旋结构使磁场分布更均匀，旋转磁场强度较传统单电弧提升50%，配合栅片的环形密集布置，每个栅片对电弧的切割频率从传统的20次/秒提升至50次/秒以上，显著提高了电弧电压上升率，更适用于DC1500V以上高电压场景。

综上，本发明实施例提供的新型高性能断路器采用单极结构，整体呈现中心对称，静触头分别连接4个导体，放置于灭弧室上方，导体设U型槽放置永磁体。动触头和动触头连接件连接，动触头连接件内部安装弹簧和滑块，导向轴穿过动触头中心，轴上有滑梯槽，动触头连接件滑块与导向轴上滑梯槽匹配，用于引导动触头旋转，该方案采用直动式动触头，可以快速闭合和开断电路，响应时间短，结构简单，动作可靠。多个栅片呈圆环形排列，分布于灭弧室外侧。动作时，动、静触头分离，动触头受到滑块约束，沿着滑梯槽做旋转运动，动触头弧根跟着动触头旋转。动触头旋转到90度时，上一个动触头上电弧的弧根会跳变到下一个动触头上，动触头旋转结束，4个串联的弧柱已经形成了螺旋状，电弧弧柱会产生一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，动触头不动，但电弧继续旋转，在旋转电弧离心力的作用下，电弧弧柱会加速向栅片内部运动，动触头旋转时，还可以增强灭弧室内气体对流，有利于散热，增强电弧能量耗散，从而快速熄灭电弧。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种新型高性能断路器，应用于额定电压1500V及以上的新能源发电及储能系统，其特征在于，整体结构呈中心对称分布，包括静触头组、动触头组以及由多个栅片（1）围设形成的灭弧室；

所述灭弧室的上方设置静触头组，所述静触头组包括N个静触头（4），其中N为大于等于4的偶数；每个所述静触头（4）的上方连接有U型导体，U型导体内部设有永磁体（3）；

所述灭弧室的内部设置动触头组，所述动触头组对应设置在所述静触头组的下方，所述动触头组包括N个动触头（2）；所述动触头组与动触头连接件（6）连接，所述动触头组及动触头连接件（6）的中心开孔，用于穿设导向轴（7），所述动触头组通过所述动触头连接件（6）与所述导向轴（7）旋转滑动连接；

所述动触头（2）与静触头（4）一一对应设置，构成N个端口串联结构；闭合状态下，所述动触头（2）与静触头（4）接触，动触头连接件（6）位于导向轴（7）的旋转滑动起点；开断时，所述动触头（2）与静触头（4）分离，所述动触头（2）在动触头连接件（6）带动下，沿导向轴（7）向下旋转滑动，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场，磁场方向与电弧离心力方向协同作用，驱动电弧进入栅片（1），实现灭弧。

2.根据权利要求1所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述静触头（4）连接有第一跑弧道（5）；

所述导向轴（7）的底端设有与第一跑弧道（5）对应的第二跑弧道（10），所述第二跑弧道（10）延伸至所述灭弧室的下方；

所述动触头（2）远离导向轴（7）的一端设有引弧角，所述引弧角与第二跑弧道（10）的位置相配合，当动触头（2）位于最大开距时，引弧角与第二跑弧道（10）相接触，以将动触头（2）上电弧转移到第二跑弧道（10）。

3.根据权利要求1所述的新型高性能断路器，其特征在于，N的取值为4，所述静触头组和动触头组均为“十”字形，4个静触头（4）和4个动触头（2）分别按“十”字形的四个方位对称分布。

4.根据权利要求1所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述导向轴（7）的外壁上开设有螺旋状的滑梯槽（7-1），所述动触头连接件（6）与所述导向轴（7）相接触的一侧内部安装弹簧（6-1）和滑块（6-2），与所述滑梯槽（7-1）相匹配；所述滑块（6-2）在弹簧（6-1）作用下抵接在滑梯槽（7-1）内，用于引导动触头（2）沿导向轴（7）旋转滑动。

5.根据权利要求3所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述U型导体设置有4个，其中，两个相邻的U型导体之间通过导体短接板（9）连接，另外两个U型导体分别为进线端和出线端。

6.根据权利要求2所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述栅片（1）垂直于动触头（2）的引弧角设置，所述栅片（1）靠近动触头（2）的一侧为喇叭口形且其内凹部分为圆弧面。

7.根据权利要求6所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述栅片（1）布置有75-85个且围设成圆环形结构，每片栅片（1）的厚度为1.2-1.7mm、内侧间隔为1-1.5mm，相邻栅片（1）之间的角度相差3-5度，两个栅片（1）之间布置为喇叭形结构，即内窄外宽。

8.根据权利要求1所述的新型高性能断路器，其特征在于，所述额定电压1500V及以上的新能源发电及储能系统包括交流或直流额定电压1500V及以上的风力发电、光伏发电及储能系统。

9.一种旋弧灭弧方法，应用于如上述权利要求1-8任意一项所述的新型高性能断路器，其特征在于，包括如下步骤：

开断时，动触头（2）与静触头（4）分离，动触头（2）与静触头（4）之间形成电弧；

动触头（2）在动触头连接件（6）带动下，沿导向轴（7）向下旋转滑动，动触头（2）上的弧根也随着动触头（2）旋转；

动触头组的每个动触头（2）依次旋转到静触头组的每个静触头（4）的下方，其中，当前一个动触头（2）旋转360/N度时，下一个动触头（2）旋转到与前一个动触头（2）对应的静触头（4）下方，使得前一个动触头（2）上的电弧的弧根跳变到下一个动触头（2），以此类推，电弧在0度到360/N度之间旋转，使得动触头组与静触头组之间形成螺旋状电弧并自生旋转磁场；

当动触头组旋转360度以后旋转结束，在旋转磁场的作用下，动触头（2）不动，但电弧继续旋转，在旋转电弧离心力的作用下，电弧的弧柱加速向栅片（1）内部运动，直至电弧（8）熄灭。

10.根据权利要求9所述的旋弧灭弧方法，其特征在于，所述N的取值为4，所述静触头（4）和动触头（2）均设置4个，电弧（8）在0度到90度之间旋转。