CN101562083A - 用于断路器的电弧隔板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于断路器的电弧隔板组件,该电弧隔板组件包括具有横向轴线的壳体和布置在该壳体中的熄弧部分。该熄弧部分包括沿壳体的横向轴线隔开并且各自具有切口部分的至少两个去电离板,其中该切口部分沿该横向轴线相对于彼此错开并且构造成用以减轻电弧。

Description

用于断路器的电弧隔板组件
技术领域
本发明涉及电开关装置。更具体而言,本发明涉及电弧隔板组件。
背景技术
断路器和其它电开关设备通常包括一组静止电触点和一组活动电触点。当希望断路器给负载提供电流时,则使静止触点和活动触点相互物理接触。然而,当必须中断电路时,则将活动触点移离静止触点,从而移除活动触点与静止触点的物理接触并且在它们之间产生了间隔。这在触点开始分离时或会导致形成电弧。
在这些特殊实例中,由于以下多种原因而不希望出现电弧(也称为“电弧放电”)。首先,当希望隔离负载与经过断路器流到负载上的电流时,电弧却为这种电流提供了通路。此外,延伸在触点之间的电弧经常导致触点材料本身气化或升华,最终导致触点破坏或蚀损。
结果,断路器和开关装置的制造商已研制出帮助熄灭意外的电弧放电的机理。例如,在早期,一些制造商使用将触点材料浸没在油或惰性气体中的方法,而另外的制造商则产生真空来熄灭电弧。最近,电弧隔板的研制已成为熄灭意外放电的优选方法。
例如,美国专利号6703576提供了一种具有由柔性片部件所形成的主阀的电弧隔板,其中,在柔性片部件的末端处,电弧板形成容纳在伸长开槽中的导向件,通过在电弧板上延伸该柔性片部件将其安装在电弧室的气体开口上。当朝向彼此拉动柔性片部件的两端时,由电弧室中的高压气体在柔性片部件的中心上所产生的力使柔性片部件弯曲以允许电弧气体横向逸离。
在美国专利申请US20070062912A1中描述了包含电弧隔板的另一个示例性断路器组件,其包括电弧隔板,该电弧隔板具有两个侧部平行凸缘、后壁以及由导电材料制成的与静止触点部分电气连接的底部引弧角。底部引弧角由气体发生材料制成的周边所环绕。电弧隔板包括叠置的隔离件,其中的至少两个隔离件包括凹口以及平行于底部引弧角安置的至少一个再生隔离件,该至少一个隔离件包括处于纵向中间平面中覆盖凹口的至少一半的至少一个金属表面。
发明内容
根据本发明的一个实施例,电弧隔板组件包括具有横向轴线的壳体和布置在该壳体内的熄弧部分。该熄弧部分包括沿该壳体的横向轴线隔开并且分别具有切口部分的至少两个去电离板,其中该切口部分沿该横向轴线相互错开并且构造成用以减轻电弧。
结合附图参考下文的描述,可以清楚本说明书的其它特征和优点。
附图说明
现在简要地介绍附图,在附图中:
图1是本发明实施例涉及的断路器阵列的透视图。
图2是本发明实施例涉及的示例性电弧隔板组件的分解图。
图3是图2的电弧隔板组件的端视图,示出了壳体中的去电离板。
图4是图2的电弧隔板组件的壳体部件的透视图。
图5是省略了壳体部件的图2的电弧隔板组件的透视图。
在全部的视图中,相同的标号表示相同或相应的构件和单元,除非另外指出,这些附图不必按比例绘制。
具体实施方式
本发明的一个实施例涉及电弧隔板组件,其包括壳体以及布置在壳体中的熄弧部分。该熄弧部分包括具有切口部分的横向隔开的至少两个去电离板,其中,这些切口部分相互错开并且构造成用以减轻电弧。由本发明提供的示例性优点在于其易于组装的模块化设计、提高的结构强度以在高短路故障级别时承受所产生的压力、增强的熄弧能力及其用于中断额定电流的改善的使用期限。
参考附图在下文讨论的所要求保护的发明的特定构造和布置仅为了图示说明的目的。在没有脱离所附权利要求的精神和范围的情况下,可制造、使用或出售处于本领域技术人员理解范围之内的其它构造和布置。例如,当本文参考断路器描述本发明的一些实施例时,本领域技术人员将明白可在熄弧是有益的其它电开关装置中实施本发明的实施例。
如本文所用,不应将以单数形式表述并且冠以用词“一”或“一个”的元件或功能理解为排除了所述元件或功能的复数形式,除非明确地表述了这种排除。此外,不应将所要求保护的发明的“一个实施例”的意义理解为排除同样结合了所表述特征的另外实施例的存在。
现在参考图1,可用于本发明的实施例的断路器阵列100可包括公知的断路器构件,例如触点、止动销、螺线管和促动器(本文未示出或描述这些构件中的全部)。大体以102示出了根据本发明的一个实施例的电弧隔板组件。电弧隔板组件102可在尺寸方面形成为对应于断路器孔口104,以及当插入断路器孔口时,该组件102可用来减轻当在断路器中触点相互移离时产生的任意电弧。
现在参考图2,大体以200示出了电弧隔板的示例性实施例。电弧隔板组件可包括壳体202、去电离板208、绝缘部件210、过滤器224以及稳定部件214。
壳体202可包括绝缘且可模制的材料如聚合物材料,并且可包括大体分为两部分的结构,导致可由紧固件207连同稳定部件214(如在下文中详细描述)一起将壳体部件204,206连接在一起。然而,应懂得的是,可使用任意连接方法(例如螺钉、钉子、糊剂)来使各个室相结合以形成希望的壳体。还应知在大致不妨碍断路器的所需磁性时,可使用适合地承受由断路器组件所释放的内热的任意材料来构建壳体。
各个壳体部件204,206包括排气开槽228,这将在下文更详细地描述。
在本发明的示例性实施例中,壳体202可允许自身适于下插组装的模块化形式。因此,在一个特殊的实施例中,由于电弧隔板组件200的灵活组装,可在任意时候将电弧隔板组件200装进断路器阵列100(图1)中。一旦将电弧隔板200以意外方位插入断路器中,则位于电弧通道(runner)板(见图5)上的突起504将与断路器壳体上的对应突起相干涉。这将确保电弧隔板200正确的排列并且将会防止以不正确的方向组装电弧隔板。
进一步参考图2,绝缘部件210可包括含有排气孔口222的绝缘片。继而绝缘部件又可布置成用以将去电离板208与金属过滤器224相隔离,同时允许电弧气体经过排气孔口212向外移动。绝缘部件可由非导电材料例如玻璃三聚氰胺、玻璃环氧片、基于聚酯的材料来构建,并且可垂直地相对于去电离板定向。
再次参考图2,过滤器224可布置在壳体中,并且可布置成与绝缘部件216相邻且垂直于去电离板208。过滤器224可包括具有波状结构的穿孔金属片(例如在横截面上大体向侧面呈S形),并且可构造成用以过滤电弧产物,例如热金属颗粒。
在本发明的另一实施例中,本发明还包括稳定部件214。稳定部件214可相邻于金属过滤器224布置在壳体内侧。稳定部件可包括例如钢板,并且可垂直地相对于去电离板208定向。如图所示,尽管稳定部件是板状构造,但应知稳定部件可包括其它几何构造,例如可使用杆、销等。稳定部件214可构造成用以给组件增加结构强度,以承受在高故障状况下产生的压力。稳定部件214还可进一步构造成用以允许电弧气体经过排气孔口228向外移动,且因此还可进一步包括稳定部件孔口226。
排气开槽228可构造成用以有助于移动在断路器运行(例如在形成电弧时)期间产生的电弧气体。例如,排气开槽228可包括位于壳体顶壁中的多个伸长的间隔,从而帮助向上移动电弧气体经过去电离板208、经过绝缘部件210和稳定部件214,以及从断路器组件向外移动。
再次参考图2,去电离板208可布置在壳体202中并且其尺寸可形成为安装进支承部件218中,这将参看图3和图4更详细地讨论。如在图2中所示,可通过壳体202横向隔开多个去电离板208。各个去电离板208可包括安装开槽203,其对应地构造成用以接合壳体的突起303(图3)。安装开槽203和突起303(图3)在横截面上大体为矩形。如果形成了低电流电弧,它远离工作部分或起弧区域,而且在没有由起弧而引起损坏的情况下将去电离板208附接到壳体202上并且处于适当位置。这改善了电弧隔板在额定电流时的电开关寿命。
各去电离板208还可包括切口部分220。切口部分220可大体为具有凹口的弧形并且可构造成用以允许触点经过其移动。当去电离板可相对于彼此大致平行时,各个去电离板的切口部分可相互错开,这将参看图3更详细地讨论。对于“错开”,这意味着将切口部分布置在或者如同布置在从壳体部件206的轴线下方行进的中心线的交互侧上。
通过给电弧柱有效的磁推力,去电离板208和切口部分220相对于彼此的这种布置提供了优化的熄弧。还发现这种布置可熄灭跨越各种故障级别和系统电压的电弧。此外,去电离板208可由铁磁材料如钢合金构成。
现在参看图3,示出了最好说明根据本发明的示例性实施例的多个去电离板的切口部分的错开布置的另一视图。在这个示例性实施例中,示出了两个去电离板302,306。第一去电离板302包括切口部分304而第二去电离板306包括切口部分308。去电离板相对于彼此横向地构造,并且经由支承部件312附接到壳体310上。第一去电离板302的切口部分304相对于第二去电离板306的切口部分308错开。应知当更多的去电离板添加到组件上时,可继续这种排列。
现在参看图4,示出了电弧隔板组件的一个壳体部件400。壳体部件400包括支承部件402、延伸的凸缘406和排气开槽408。
支承部件402可包括角形阵列的支承部件410和平行的支承部件412。支承部件410,412的尺寸可形成为在横向布置中保持多个去电离板。角形阵列的支承部件410的尺寸可形成为对应于去电离板的角部,而平行的支承部件410的尺寸可形成为对应于去电离板的底部。
排气开槽408可由突出物418形成。因为仅示出隔板组件的一部分,故应知在组件的另一壳体部件的第二部分上的类似的突出物(未示出)可结合形成排气孔口。如图所示,突出物418具有成角度的轮廓416,用以作为喷嘴从而更易于促进电弧气体的逸离。
凸缘406可以是壳体的一侧的延伸部段。凸缘406可构造成用以保护断路器在起弧期间不受侵蚀、蚀损和损坏。延伸的凸缘406可包括肋状件420,其可构造成用以增加因增加的表面距离而引起的表面绝缘性能。凸缘还可包括安装孔422用于安装有助于有效地熄灭电弧的可烧蚀衬垫。
现在参看图5,以500示出了最好地显示在具有突起504的去电离板506的阵列的一端上使用的电弧通道502的视图。为了定向目的,还示出了去电离板506和凸缘508。电弧通道502可构造成用以在活动触点和去电离板之间引导电弧。突起504构造成用以防止反向组装断路器。
尽管在一些附图中示出了本发明的各种实施例的特定特征,而在其它图中则未示出这些特征,但这仅是为了方便起见。根据本发明的原理,可将一幅附图的一个或多个特征与其它任意附图中的任意特征或全部特征相结合。如本文所用的用词“包括”、“包含”、“具有”,以及“带有”应理解为是概括性和涵盖性的,并且不限于任何物理互联。此外,不应当将本文所公开的任何实施例解释为唯一可能的实施例。相反而言,期望的是将改型和其它实施例包括在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种电弧隔板组件,包括:
具有横向轴线的壳体(202);以及
布置在所述壳体中的熄弧部分,所述熄弧部分包括:
至少两个去电离板(208),其沿着所述壳体的横向轴线隔开并且各自具有切口部分(220),其中,所述切口部分沿所述横向轴线相对于彼此错开并且构造成用以减轻电弧。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括布置在所述壳体(202)中并且用来使得所述去电离板(208)电气隔离的绝缘部件(210),且其中,所述绝缘部件包括排气孔口(222),以及所述壳体包括排气开槽(228)从而促进移动电弧气体。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述壳体(202)包括一对壳体部件(204,206)并且还包括与各个壳体部件组装在一起的稳定部件(214)。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述稳定板(214)由钢构成。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置包括具有波状构造并且定位成与所述绝缘部件(210)相邻的过滤器部件。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括由所述壳体(202)支承的电弧通道板(502)。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述电弧通道(502)还包括构造成用以不准许在断路器中反向组装电弧室的突起(504)。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个去电离板(208)包括多个去电离板并且还包括构造成用以保持所述去电离板的角形阵列的支承部件(218)。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括从所述支承部件(218)延伸并且构造成用以在起弧期间保护所述壳体(202)的凸缘件(406)。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少两个去电离板(208)均包括安装开槽(203),以及所述壳体(202)具有对应构造的突起(303),以便与所述安装开槽配合且从而支承所述去电离板。
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