CN101421812B - 槽式马达和包含槽式马达的断路器 - Google Patents

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Abstract

一种断路器，包括：固定触点和活动触点，包含承载该活动触点的活动臂的操作机构，包含多个间隔开的第一和第二电弧板的灭弧室，以及槽式马达。槽式马达结构设在触点以及活动臂的一部分附近。绝缘壳体至少基本上覆盖槽式马达结构并且将槽式马达结构与该活动臂以及触点绝缘。该绝缘壳体包括基部和从基部设置出的一对臂。每个臂包括邻近第一电弧板设置的第一部分和邻近第二电弧板设置的第二较小部分。从该第一部分延伸出的空间基本被第二电弧板的一部分占据，该空间没有被第二部分占据。该第二部分在第二电弧板和操作机构之间形成碎屑屏蔽。

Description

槽式马达和包含槽式马达的断路器
技术领域
本发明涉及电气开关装置例如断路器，并且尤其涉及包含槽式马达(slot motor)的断路器。
背景技术
断路器用于保护电气电路免受由于过电流状况，例如过负荷状况或较高电平短路或故障情况造成的损害。断路器包括至少一对可分离触点。第一触点被固定在断路器壳体内，第二活动触点联接到操作机构。这些可分离触点与联接到断路器的线路或负载电气连通。操作机构使活动触点在第一打开位置和第二闭合位置之间移动，在该第一打开位置活动触点与固定触点间隔开，在该第二闭合位置固定触点和活动触点接触并且电气连通。操作机构可被手动操作或者被跳闸机构操作。
为了提高可分离触点的分离速度，触点可被设置在槽式马达内，这样提高了中断性能。槽式马达是由导磁材料(例如钢)制成的环形、圈形或U形设备，其至少总体上围绕可分离触点和操作机构的活动触点臂。当电路通电时，在分离期间在触点之间可能拉出电弧。电流与槽式马达发生电磁相互作用以在槽式马达的磁性材料中感应出磁场，该磁场继而与正在分离的触点和活动触点臂相互作用以加速触点打开过程。美国专利No.4375021；4546336；4546337；4549153；4970482；5694098和6281459中公开了槽式马达的示例。
环形或圈形槽式马达通常具有两个组件：上部组件和下部组件。上部和下部组件两者都包括对应的壳体，和由导磁材料制成的多个板。下部组件设置在固定触点下方。
当通过断路器在短路或其他故障条件下实现中断时，在断路器的内部可能到处沉积有融化的金属，这样会有损断路器的性能。
因此，电气开关装置例如断路器及其部件仍存在改进空间。
发明内容
这种需要以及其它需要由本发明的实施例满足，其提供了作为绝缘槽式马达壳体的一部分的碎屑屏蔽。碎屑屏蔽阻挡碎屑进入断路器内部区域例如操作机构，在该区域否则可能导致功能性问题。例如，在绝缘槽式马达壳体的靠近一定数量电弧板的一部分上设置延伸部，以便将操作机构的内部环境与电弧室隔离开。
根据本发明的一个方面，一种断路器包括：固定触点；活动触点；包含承载所述活动触点的活动臂的操作机构；包含多个间隔开的电弧板的灭弧室，该多个间隔开的电弧板包括一定数量的第一电弧板和一定数量的第二电弧板；以及槽式马达，该槽式马达包括：设在所述固定触点和活动触点以及所述活动臂的一部分周围的槽式马达结构，以及至少基本上覆盖所述槽式马达结构并且将所述槽式马达结构与所述活动臂以及所述固定触点和活动触点绝缘的绝缘壳体，所述绝缘壳体包括基部和从所述基部设置出的一对臂；其中，每个所述臂包括邻近所述第一电弧板设置的第一部分，和邻近所述第二电弧板设置的第二部分，其中从所述臂的所述第一部分延伸出的空间大致被所述灭弧室的包含所述第二电弧板的一部分的部分所占据，所述空间未被所述臂的所述第二部分占据，并且其中，所述绝缘壳体的所述第二部分在所述第二电弧板和所述操作机构之间形成碎屑屏蔽。
该第一和第二电弧板可包括形成大致为弓形的路径的端部。所述活动臂可具有其中所述固定触点和活动触点闭合的第一位置和其中所述固定触点和活动触点打开的第二位置。所述活动触点从所述第一和第二位置中间的位置朝所述第二位置可基本上遵循所述大致为弓形的路径。所述绝缘壳体的第二部分可包括逼近于该弓形路径的边缘。所述绝缘壳体的第二部分可阻挡来自第二电弧板的碎屑进入所述操作机构。
作为本发明的另一个方面，一种槽式马达包括：设在固定触点、活动触点以及承载所述活动触点的活动臂的一部分周围的槽式马达结构，以及至少基本上覆盖所述槽式马达结构的绝缘壳体，所述绝缘壳体构造成将所述槽式马达结构与所述活动臂以及所述固定触点和活动触点绝缘，所述绝缘壳体包括基部和从所述基部设置出的一对臂，其中，每个所述臂包括邻近一定数量的第一电弧板设置的第一部分，和邻近一定数量的第二电弧板设置的第二部分，并且其中，从所述臂的所述第一部分延伸出的空间大致被灭弧室的包含所述第二电弧板的一部分的部分所占据，所述空间未被所述臂的所述第二部分占据。
作为本发明的另一个方面，一种断路器包括：壳体；固定触点；活动触点；包含承载所述活动触点的活动臂的操作机构，所述活动臂相对于所述壳体可枢转地安装，所述活动臂具有其中所述固定触点和活动触点闭合的第一位置和其中所述固定触点和活动触点打开的第二位置；包含多个间隔开的电弧板的灭弧室，该多个间隔开的电弧板包括一定数量的第一电弧板和一定数量的第二电弧板；以及槽式马达，该槽式马达包括：设在所述固定触点和活动触点以及所述活动臂的一部分周围的槽式马达结构，以及至少基本上覆盖所述槽式马达结构并且将所述槽式马达结构与所述活动臂以及所述固定触点和活动触点绝缘的绝缘壳体，其中，所述固定触点包括朝所述灭弧室设置的第一端、接触部和朝所述操作机构设置的第二端；所述活动触点包括第一端、在所述活动臂的第一位置与所述固定触点的接触部电接触的接触部、第二端、以及与所述活动触点的接触部相对的侧面；所述第一电弧板包括远离所述操作机构的第一端和面对所述操作机构的第二端；所述第二电弧板包括远离所述操作机构的第一端和面对所述操作机构的第二端；在所述活动臂的第一位置，所述第一电弧板中的至少一个邻近所述固定触点和活动触点的第一端设置；在所述活动臂的第二位置，所述第二电弧板中的至少一个邻近所述活动触点的第一端；所述第二电弧板中的至少一个的一部分设置成远离所述固定触点并且位于与所述活动触点的接触部相对的侧面以外；所述绝缘壳体基本上设置在所述灭弧室和所述操作机构之间；所述绝缘壳体包括邻近所述第一电弧板的第二端的第一部分；所述绝缘壳体包括邻近所述第二电弧板的第二端的第二部分；并且，所述绝缘壳体的所述第二部分小于所述绝缘壳体的所述第一部分。
附图说明
结合附图阅读下文对优选实施例的说明可更充分地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的断路器的垂直正视图。
图2是图1的断路器的操作机构和三个极的等距视图。
图3是槽式马达壳体的等距视图。
图4是图1的断路器的槽式马达壳体的等距视图。
具体实施方式
如文中使用的，术语“数量”是指1或者大于1的整数(即，多个)。
尽管结合三极断路器公开本发明，但是本发明还可应用于具有任意数量的极的很宽范围内的断路器。
参照图1，断路器2包括固定触点4、活动触点6、操作机构8、灭弧室10和槽式马达12。操作机构8包括承载活动触点6的活动臂14。相对于模制壳体16可枢转地安装的活动臂8具有第一闭合位置和第二打开位置(附图中用虚线示出)，在第一闭合位置固定触点和活动触点4、6闭合，在第二打开位置固定触点和活动触点4、6打开。灭弧室10包括多个间隔开的电弧板18，该电弧板18包含一定数量的第一电弧板20和一定数量的第二电弧板22。
固定触点4包括朝向灭弧室10设置的第一端24、接触部26和朝向操作机构8设置的第二端28。活动触点6包括第一端30、在活动臂14的第一闭合位置与固定触点4的接触部26电接触的接触部32、第二端34、以及与活动触点6的接触部32相对的侧面36。
还参照图4，槽式马达12(图1)包括在固定触点和活动触点4、6以及活动臂14的一部分附近设置的槽式马达结构38(例如，由钢制成；由钢叠片制成)(图4中用虚线示出)，和绝缘壳体40(如图4中最好地示出)。绝缘壳体40至少基本上覆盖槽式马达结构38，并且将槽式马达结构与活动臂14以及固定触点和活动触点4、6绝缘。优选地，如图2所示，槽式马达结构38的任何暴露区域都被合适的绝缘带41覆盖。可选择地，绝缘壳体40可模制成覆盖(未示出)槽式马达结构38的臂86(图4)。绝缘壳体40包括基部42和从基部设置出的一对臂44、46。每个臂44、46包括邻近一定数量的第一电弧板20设置的第一部分48，和邻近一定数量的第二电弧板22设置的第二部分50。第二部分50小于第一部分48。从臂44、46的第一部分48延伸的空间52(由从臂46的第一部分48延伸的虚线示出)-该空间未被该臂44、46的第二部分50占据-大致被灭弧室10的侧壁55(图2)和第二电弧板22的部分54占据。臂44、46的第二部分50在第二电弧板22和操作机构14之间形成碎屑屏蔽56。
第一电弧板20包括远离操作机构14的第一端58和面对该操作机构的第二端60。第二电弧板22包括远离操作机构14的第一端62和面对该操作机构的第二端64。第一和第二电弧板20、22的第二端60、64形成基本为弓形的路径66。活动触点6的第一端30从第一关闭位置(如图1所示)和第二打开位置(如图1中的虚线所示)中间的位置朝第二打开位置(运动时)大致遵循该基本为弓形的路径66。在活动臂14的第一闭合位置，第一电弧板20中的至少一个例如电弧板68邻近固定触点4的第一端24和活动触点6的第一端30。在活动臂14的第二打开位置，第二电弧板22中的至少一个例如电弧板70邻近活动触点6的第一端30。第二电弧板22中的至少一个的一部分72设置成远离固定触点4并且位于与活动触点6的接触部32相对的侧面36以外。换句话说，在图1的示例中，第二电弧板22中的至少一个的部分72设置在固定触点4上方(相对于图1)。
图2示出图1的断路器2的操作机构8和三个极74、76、78。如针对极74所示的，每个极均包括对应的灭弧室10、槽式马达12、活动臂14和可分离触点4、6(图1)。
图3示出低档的(low profile)绝缘槽式马达壳体80和用于该壳体80的钢叠片38(附图中由虚线示出)。与绝缘壳体40(如图4中最好地示出)不同，绝缘壳体80不包括在第二电弧板22和操作机构14之间形成碎屑屏蔽56的第二部分50。
如图4所示，绝缘槽式马达壳体40至少基本覆盖U形槽式马达叠片38(附图中由虚线示出)，从而将该U形槽式马达叠片38与固定触点和活动触点4、6以及图1的活动臂14绝缘。如图1所示，总体为U形的叠片38的底部82位于固定触点4下方，该固定触点4由反向环形导体83承载。如公知的，叠片38设在固定触点4、活动触点6和活动臂14的一部分附近。钢叠片38形成包括基部84和两个臂86的槽式马达结构，其中基部84与固定触点4的接触部26相对地设置，并且臂86朝第二电弧板22的第二端64延伸。
如图1和2所示，绝缘槽式马达壳体40基本设置在灭弧室10和操作机构8之间，其中第一部分48邻近第一电弧板20的第二端60，而第二部分50邻近第二电弧板22的第二端64。
如图4中最好地示出的，槽式马达壳体40具有由基部42和臂44、46组成的、与U形叠片38相对应的大致U形形状。对于每个臂44、46，绝缘壳体的第二部分50包括三角形结构88，该结构88形成碎屑屏蔽56的一部分，该碎屑屏蔽56阻挡来自第二电弧板22的碎屑进入操作机构8。三角形结构88的边缘90逼近于大致为弓形的路径66(图2)和第二电弧板22的第二端64。
示例
槽式马达壳体40的绝缘材料的一个非限制性示例是合适的玻璃填充聚酯。一个例子是
Figure GSB00000766745600061
3550D，其由Industrial Dielectrics，Inc.ofNoblesville，Indiana出售。这种材料优选地响应于电弧放电事件提供一定的除气作用。
尽管已经对本发明的特定实施例进行了详细描述，但是本领域技术人员应当理解，可以根据所公开的全部教导对这些细节进行各种改变和替代。
因此，所公开的特定设置仅仅旨在举例说明，而不是限制本发明的范围，该范围由所附权利要求及其任何和所有等同方案的全部内容给出。

Claims (7)

1.一种槽式马达(12)，包括：
构造成设在固定触点(4)、活动触点(6)以及承载所述活动触点的活动臂(14)的一部分附近的槽式马达结构(38)；和
至少基本上覆盖所述槽式马达结构的绝缘壳体(40)，所述绝缘壳体构造成将所述槽式马达结构与所述活动臂以及所述固定触点和活动触点绝缘，所述绝缘壳体包括基部(42)和从所述基部(42)设置出的一对臂(44，46)；
其中，每个所述臂包括邻近一定数量的第一电弧板(20)设置的第一部分(48)，和邻近一定数量的第二电弧板(22)设置的第二部分(50)；
其中，从每个所述臂(44，46)的所述第一部分(48)延伸出空间(52)，所述空间(52)总体上被灭弧室(10)的侧壁(55)和所述第二电弧板(22)的一部分(54)所占据，以及
其中，每个所述臂(44，46)的所述第二部分(50)在所述第二电弧板(22)和操作机构之间形成碎屑屏蔽(56)，所述碎屑屏蔽(56)阻挡来自所述第二电弧板的碎屑进入所述操作机构，以及，所述第二部分(50)包括形成所述碎屑屏蔽(56)的一部分的三角形结构(88)。
2.根据权利要求1的槽式马达(12)，其特征在于，所述绝缘壳体(40)的所述基部(42)和所述一对臂(44，46)总体为U形形状。
3.根据权利要求2的槽式马达(12)，其特征在于，所述槽式马达结构包括对应于总体U形形状的所述基部(42)和所述一对臂(44，46)的多个总体为U形的叠片(38)。
4.根据权利要求1的槽式马达(12)，其特征在于，所述三角形结构(88)的边缘(90)构造为逼近于所述第二电弧板(22)的总体为弓形的路径(66)。
5.根据权利要求1至4中任一项的槽式马达(12)，其特征在于，所述绝缘壳体(40)由构造成响应于电弧放电事件进行除气的玻璃填充聚酯制成。
6.一种断路器(2)，包括：固定触点(4)；活动触点(6)；包括承载所述活动触点的活动臂(14)的操作机构(8)；包括多个间隔开的电弧板(20，22)的灭弧室(10)，所述多个间隔开的电弧板(20，22)包括一定数量的第一电弧板(20)和一定数量的第二电弧板(22)；以及根据权利要求1至5中任一项的槽式马达(12)。
7.根据权利要求6的断路器(2)，其特征在于，所述第一电弧板(20)和第二电弧板(22)包括形成总体为弓形的路径(66)的第二端部(60，64)；所述活动臂(14)具有其中所述固定触点和活动触点闭合的第一位置和其中所述固定触点和活动触点打开的第二位置；所述活动触点(6)从所述第一和第二位置中间的位置朝所述第二位置基本上遵循所述总体为弓形的路径；并且所述绝缘壳体(40)的每个所述臂(44，46)的所述第二部分(50)包括逼近于所述总体为弓形的路径的边缘(90)。
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