CN101527209B - 开关装置 - Google Patents

Abstract

一种开关装置(1)，具有用于连接电导体的至少一个输入端(2)和至少一个输出端(3)，以及具有第一开关触点(4)和第二开关触点，其中，开关触点(4)在闭合位置上闭合输入端(2)与输出端(3)之间的电流通路，其中，具有用于分离第一开关触点(4)和第二开关触点的分离装置(6)，其中，在开关触点(4)的区域内设置至少一个灭弧室(9)，里面设置可预先设定的多个金属板(10)，为了即使在反复断开以后也能达到高度的可靠性和运行安全性，提出：金属板(10)中的至少两个至少区域式地彼此紧贴设置。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及一种依据权利要求1的前序部分所述的开关装置。

背景技术

公知开关装置，其在线路网上的过高的电流持续超过可预先设定的时间的情况下，将该线路网与供电网络分离，以防止继续输送电流。此外公知开关装置，其在线路网内短路时将该线路网与供电网络分离，以防止继续输送电流。这种开关装置因此具有分离装置，尤其是与所谓的过流触发装置或短路触发装置共同作用，所述过流触发装置或短路触发装置在响应时触发机械的分离装置(所述分离装置分离开关装置的开关触点)，并阻止电流继续通过。在此方面，过流触发装置或短路触发装置通常机械地作用于分离装置的机械脱扣器。除了分离装置借助触发装置的触发外，通常还设置有操纵杆，利用其可以如下所述地控制分离装置，使其分离开关触点。

分离开关触点时，此时根据感应定律中所描述的物理现象，在分离的开关触点之间产生电弧。线路网内短路时，会出现例如5kA直至25kA之间范围内非常高的电流。因此，如果由于短路而断开开关装置，那么开关触点必须中断非常高的电流。在此产生的电弧因此相当强，并且若是在无专用装备的开关装置下，会导致开关装置损毁。这种开关装置因此通常具有所谓的灭弧室，其导出产生的电弧，并从该电弧中抽走能量直至其熄灭。灭弧室为此具有一排也被称为消电离板的金属板。这些通常相同类型构造的金属板在公知的开关装置上彼此平行地均匀地设置在灭弧室内部。这样做的缺点是，个别的金属板常常比其他金属板承受更强的电弧负荷，由此造成灭弧室内的各个金属板不同程度的损耗。因此也可能导致个别金属板如此强的损耗，使得开关装置的继续的运行安全性不再具备。这一点更加危险，因为这种缺陷从外面无法发觉，并且让使用者认为开关装置还具有继续的运行安全性。

发明内容

本发明的任务因此在于，提供一种开头所称类型的开关装置，利用其可以避免所提到的缺点，所述开关装置即使在反复断开后仍具有高度的可靠性和运行安全性，并且此外具有低的制造成本。

该任务依据本发明通过权利要求1的特征得以实现。

由此可以提供一种开关装置，其即使在反复断开后仍具有高度的可靠性和运行安全性。通过灭弧室依据本发明的构成，可以实现灭弧室内部承受负荷特别强的金属板即使通过长时间的运行仍不受损坏地承受这种高负荷，由此可以确保不因有缺陷的灭弧室而出现危险。此外通过两个基本上相同类型构成的金属板的并排的设置，可以将制造成本保持在很低程度上，因为无须生产和库存其他专用部件。由此可以更可靠地防止灭弧室内部承受负荷最强的金属板烧毁。

与权利要求1同时构成说明书一部分的从属权利要求涉及本发明其他具有优点的构成。

附图说明

借助其中仅举例示出优选的实施例的附图对本发明进行详细说明。其中：

图1在轴测分解图中示出依据本发明的开关装置的一种优选实施方式；以及

图2在轴测图中示出如图1的灭弧室，其缺少半个壳体。

具体实施方式

图1示出开关装置1，特别是断路器，具有用于连接电导体的至少一个输入端2和至少一个输出端3，以及具有第一开关触点4和第二开关触点，其中，开关触点4在闭合位置上闭合输入端2与输出端3之间的电流通路，其中，具有用于分离第一开关触点4和第二开关触点的分离装置6，其中，在开关触点4的区域内设置至少一个灭弧室9，在所述灭弧室里面设置可预先设定的多个金属板10，其中，金属板10中的至少两个至少区域式地彼此紧贴设置。

由此可以提供一种开关装置1，其即使在反复断开后仍具有高度的可靠性和运行安全性。通过灭弧室9的依据本发明的构成，可以实现灭弧室9内部承受负荷特别强的金属板10即使通过长时间的运行仍不受损坏地承受这种高负荷，由此可以确保不因有缺陷的灭弧室9而出现危险。通过两个基本上相同类型构成的金属板10的并排的设置，此外可以将制造成本保持在很低程度上，因为无须生产和库存其他专用部件。由此可以更可靠地防止灭弧室9内部承受负荷最强的金属板10的烧毁。

图1在轴测分解图中示出作为线路保护开关的依据本发明的开关装置1的一种优选实施方式的一系列组件。所示的开关装置1的实例具有三个断口或电流通路，其中，可以为断口或可接通的电流通路配备任意可预先设定的数量。依据本发明的控制装置1优选设有一个、两个、三个或者四个电流通路。与电流通路的数量相应，分别设有相同数量的输入端2或输出端3。附图中仅分别示出输入端2或输出端3的壳体固定部件。通常相关的输入端2或输出端3除了所示的部件之外还分别包括至少一个夹紧螺钉以及，优选地分别包括至少一个借助夹紧螺钉可移动的夹紧钳口。

开关装置1在所示的优选实施方式中包括绝缘材料外壳，其在该优选实施方式中包括下部外壳套17和上部外壳套18。至少一个第一开关触点4在闭合位置上位于至少一个第二开关触点上，该开关触点在所示的实施方式中设置在灭弧室9组件的内部。

依据本发明，开关装置1优选具有过流触发装置7和/或者短路触发装置8。

短路触发装置8在所示的优选实施方式中由U形磁轭和枢轴衔铁组成，其中，U形磁轭固定在电流通路的第一导体上，其优选分配给输入端2和/或者输出端3。在U形磁轭处枢轴衔铁可旋转地支承，其通过枢轴衔铁弹簧强制进入静止位置内，在该静止位置上，枢轴衔铁与U形磁轭保持距离。出现短路时，通过开关装置1的电流高得使U形磁轭吸引枢轴衔铁，因此枢轴衔铁的第一末端偏转，以及其中枢轴衔铁的该第一末端引起分离装置6的继续触发并因此分离开关触点4。

过流触发装置7包括固定在第一导体上的双金属元件。在该所示的优选实施方式中，双金属元件直接通电，也就是本身为电流通路的部份，并可直接由电流加热。但也可以通过在双金属元件上设置通过电流的导体，而完全或者附加地间接加热双金属元件。随着双金属元件由于通过电流而提高的升温，该双金属元件越来越弯曲。在双金属元件的与线路网可预先设定的升温成正比的可预先设定的弯曲程度下，该双金属元件移动触发轴19，该触发轴引起分离装置6的触发并因此分离开关触点4。

在依据本发明的开关装置1中，过流触发装置7和/或者短路触发装置8不是直接作用于分离装置6，而是确切地说，通过在本优选的实施方式中被设计为触发轴19的回行杠杆起作用。

在本发明特别优选的所示实施方式中，分离装置6被设计为锁扣机构。锁扣机构为操纵杆20与开关触点4之间蓄能的连接件。锁扣机构在本构成中，在第一步骤中借助操纵杆20的运动在第一运动方向上张紧，其中，张紧弹簧力蓄能器，其在触发锁扣机构时负责迅速和可靠地分离开关触点4。

依据本发明的开关装置，对于每对开关触点4，即对于每个由至少一个壳体固定的开关触点和至少一个可移动的开关触点4组成的配对，分别具有一个灭弧室9，所述开关触点分配给同一个断口或连接同一个断口，在所述灭弧室内部设置可预先设定的多个金属板10，这些金属板优选由耐热金属，尤其是含钢地组成。图2详细示出的灭弧室9的优选实施方式具有由两部分组成的、由绝缘材料组成的壳体14，其优选由热固性塑料组成。在图2的图示中去掉了两个壳体部分中的一个，以便可以看到灭弧室9的内部结构。在壳体14内，特别是在各个壳体部分内，分别设置可预先设定的多个穿孔，用于容纳金属板10。由此依据本发明的灭弧室9的一种尤为简单的结构成为可能，其中，金属板10在灭弧室9内的设置在很大程度上可以自由地预先设定，而且借助凸起部支承在壳体14的穿孔内的各个金属板10可靠和持久地固定，由此进一步提高依据本发明的开关装置1的运行安全性。

在本发明的优选实施方式中，第二开关触点被设计为固定的开关触点。灭弧室9设置在第二开关触点的区域内。特别地，灭弧室9限制在第二开关触点与第一开关触点4的断开位置之间的区域，所述第一开关触点被设计为可移动开关触点4。第二开关触点在图2的图示中直接设置在特别是含铁地构成的屏蔽板5之上，且在金属板10的下面，其中，图2中的第二开关触点被金属板10覆盖。第二开关触点与输出端3连接，所述输出端3成环地在灭弧室9的下面穿过，并在第二开关触点内结束。通过第二开关触点的环形构造，可以实现在出现短路时预计很高的电流下，在第二开关触点上产生电动力，其导致第二开关触点排斥第一开关触点4。由此在短路情况下可以明显加快第一开关触点4与第二开关触点的分离过程。

为在灭弧室9的内部移动或引导第一开关触点4，该灭弧室在第一区域11内具有用于第一开关触点4的穿过的第一开口12。此外，预先设计：金属板10具有U形凹陷13。由此可以实现断开的第一开关触点4始终由金属板包围，从而可以快速导出开关触点4的电弧。此外，通过金属板10的U形构造增大金属板10的表面，从而其冷却尤为有效，并且这样从电弧中迅速地抽取大量能量，从而使其熄灭。

依据本发明，金属板10中的至少两个至少区域式地彼此紧贴设置，其中，特别设计：为由于开关过程而负荷最强的第一金属板10、26配置第二金属板10、27，其至少区域式地与第一金属板10、26紧贴设置。情况表明，特别具有优点的是，设置得最接近第二开关触点的两个金属板10为至少区域式彼此紧贴设置的两个金属板10，这一点正如依据图1和2的灭弧室9实施方式中所设计的那样。尤其具有优点的是在此设计，两个彼此紧贴的金属板基本上相同类型构成，并基本上完全彼此重叠设置。由此主要是可以减少电弧直接产生环境中单个金属板10的负荷。

依据本发明的一种尤其优选的扩展，优选设计：金属板10在灭弧室9内部至少区域式地扇形地设置，这一点正如图1和2中所示的实施方式中那样，由此可以实现极具优势地引导电弧，以及尤其有效且有利于流动地导出由电弧产生的电离气体。扇形的设置在此优选地是设置的任一类型，在其中两个相邻设置的金属板10之间的距离从第一开口12向出口持续增加。在这种相互联系上极具优势的是，金属板10依照第一开关触点4的运动线路设置。

第一开口在本优选的实施方式中通过具有缝隙16的封闭件15封闭，通过该缝隙嵌接第一开关触点4的触点载体25。与灭弧室9的壳体14相反，封闭件15由热塑性塑料组成。灭弧室9的壳体14尽管承受电弧环境下存在的高温却不会熔化，而在由热固性塑料组成的封闭件15中通过电弧产生所希望的材料烧蚀。封闭件15的表面的基本上可预先设定的少部分被电弧的能量蒸发，由此产生局部过压，其有利于电弧及此外产生的电离气体排向至少一个出口的方向，该出口为了逸出电离气体而设置在灭弧室9之内或之上。所述至少一个出口在依据图1和2灭弧室的图示中是不可见的，但通过箭头22表示其大致的位置。出口在此设置在紧固螺丝槽23的区域内，其在灭弧室9的本构成中是所述灭弧室的部分。

封闭件15在其优选的实施方式中除了缝隙16外还分别具有容纳处24，其基本上与缝隙16平行和/或者与第一开关触点4的运动方向平行地设置，并在其里面分别设置至少一个导体板21。优选含铁地构成的这种导体板21在断开过程中产生电动力，该电动力使第一开关触点4的触点载体25在其运动时在缝隙16内部进一步加速，并由此支持开关触点4的快速断开。

其他依据本发明的实施方式仅具有所述特征的一部分，其中，也可以设计特别是所述不同实施方式的任何特征组合。

Claims (11)

1.一种开关装置（1），所述开关装置（1）具有用于连接电导体的至少一个输入端（2）和至少一个输出端（3），并且具有第一开关触点（4）和第二开关触点，

其中，所述第一开关触点（4）在闭合位置上闭合所述输入端（2）与所述输出端（3）之间的电流通路，

其中，设有用于分离所述第一开关触点（4）和所述第二开关触点（5）的分离装置（6），

其中，在所述第一开关触点（4）的区域内设置至少一个灭弧室（9），在所述灭弧室（9）里面设置可预先设定的多个金属板（10），

其特征在于，所述金属板（10）中的至少两个金属板至少区域式地彼此紧贴设置；

所述第一开关触点（4）被设计为可移动的开关触点；并且所述灭弧室（9）在第一区域（11）内具有第一开口（12），用于所述第一开关触点（4）的穿过；

在所述第一开口（12）的区域内设置封闭件（15），所述封闭件（15）具有缝隙（16）；并且所述封闭件（15）由热塑性塑料组成；

在所述缝隙（16）的两侧平行于所述缝隙（16）地分别设置至少一个导体板（21）；

并且所述封闭件（15）除了所述缝隙（16）外还分别具有容纳处（24），所述容纳处（24）与所述缝隙（16）平行地设置，并且在所述容纳处（24）里面分别设置所述至少一个导体板（21），其中与所述输出端（3）分离地设置的所述导体板（21）在所述第一开关触点和所述第二开关触点断开过程中产生电动力，该电动力使所述第一开关触点（4）的触点载体（25）在其运动时在所述缝隙（16）的内部进一步加速，并由此支持所述第一开关触点（4）的快速断开。

2.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述金属板（10）在灭弧室（9）内部至少区域式地扇形地设置。

3.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述第二开关触点被设计为固定的开关触点；并且所述灭弧室（9）设置在所述第二开关触点的区域内。

4.按权利要求3所述的开关装置（1），其特征在于具有两个所述金属板（10），其设置得最接近所述第二开关触点，且至少区域式地彼此紧贴设置。

5.按权利要求1或2所述的开关装置（1），其特征在于，所述金属板（10）依照所述第一开关触点（4）的运动线路设置。

6.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述金属板（10）具有U形凹陷（13）。

7.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述灭弧室（9）具有至少一个用于逸出电离气体的出口。

8.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，两个相邻设置的所述金属板（10）之间的距离从所述第一开口（12）向出口持续增加。

9.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述灭弧室（9）具有壳体（14），所述壳体（14）由热固性塑料组成。

10.按权利要求9所述的开关装置（1），其特征在于，在所述壳体（14）内设置用于容纳所述金属板（10）的穿孔。

11.按权利要求1所述的开关装置（1），其特征在于，所述开关装置被设计为断路器。

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