CN101601113A - 用于保护电气线路和/或用电装置的机电开关装置以及热耦合件在机电开关装置中的应用 - Google Patents

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CN101601113A CNA2008800038001A CN200880003800A CN101601113A CN 101601113 A CN101601113 A CN 101601113A CN A2008800038001 A CNA2008800038001 A CN A2008800038001A CN 200880003800 A CN200880003800 A CN 200880003800A CN 101601113 A CN101601113 A CN 101601113A
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Abstract

一种用于保护电气线路和/或用电装置的机电开关装置(10)，其包括至少一个热脱扣器(102)和至少一个开关装置内部热源(101、104、108、109)。针对所述至少一个热脱扣器(102)，所述机电开关装置(10)包括所述开关装置内部热源(101、104、108、109)中的至少一个开关装置内部热源的热耦合件(106、107、110)。本发明还涉及热耦合件的应用。

Description

用于保护电气线路和/或用电装置的机电开关装置以及热耦合件在机电开关装置中的应用
背景技术
机电开关装置用于保护电气线路和/或用电装置。发生过载形式的故障时，在电气线路中流动的电流会使电线和用电装置剧烈发热。为避免由此引发的火灾、用电装置和电线受损，在很多应用情况下都须使用可提供过载保护的机电开关装置。通常用热脱扣器来达成这一目的，这种热脱扣器可提供可靠的过载保护。
在包括至少一个热脱扣器的机电开关装置中，存在一脱扣特性曲线，这个脱扣特性曲线用于描述引发脱扣的极限电流。
热脱扣器的工作方式决定了环境温度会对脱扣特性曲线产生重大影响。为此须通过补偿带对环境温度作出主动反应。补偿带的任务是对环境温度进行估测，并通过温度补偿对脱扣性能施加影响。目的是使极限电流在不同环境温度下保持稳定。
在开关装置的使用寿命期间，极限电流应尽可能保持稳定不变。例如不同连接方式或接触件损害等扰动变量会改变开关装置内的热状况。因此，这些扰动变量也会对极限电流的稳定性产生影响。
迄今为止，机电开关装置发展的一个着力点是将干扰热脱扣器的极限电流稳定性的各种因素减小至最低程度，其实现方式是使接触件和连接件尽可能远离热脱扣器。如果需要减小机电开关装置的物理尺寸，这就会加大保持必要距离的难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种尺寸更小的用于保护电气线路或用电装置的机电开关装置，同时其极限电流仍能保持足够的稳定。
这个目的可通过一种包括至少一个热脱扣器和至少一个开关装置内部热源的机电开关装置以根据权利要求1所述的方式而达成，即针对所述至少一个热脱扣器，所述机电开关装置包括至少一个开关装置内部热源的热耦合件。借此将扰动变量的热成像主动地传输给可对扰动变量作出反应的热脱扣器，以便对热脱扣器的脱扣性能施加影响。这种设计有助于保持极限电流的稳定。除此之外，由于通过热耦合件可导散热源上的热量，因而这种设计还能提供额外的冷却，例如对接触区的冷却。借此可提高功率密度。
本发明的目的还可通过在用于保护电气线路或用电装置的一机电开关装置中使用一热耦合件而达成，以抑制机电开关装置中的扰动变量。
从属权利要求说明了本发明不同的有利实施方式。
特别有利的情况是，扰动变量的热耦合件安装在热脱扣器的一补偿带间。这可以使所述机电开关装置具有特别紧凑的结构，因为这样就无需为同一个相或可能的其他相使用另外的补偿带。如果所述补偿带设计用于估测所述机电开关装置的环境温度，并通过至少一个热脱扣器来影响脱扣器性能——这种对脱扣器性能的影响是由一个或复数个扰动变量引起的，借助同一个补偿带可同时并立即补偿环境温度和一个或复数个扰动变量所产生的影响。
如果所述机电开关装置是适用于三相电流应用领域的一多相开关装置，且所述热耦合件使三相中的至少两相的开关装置内部热源彼此热相连，就可构建仅具有一个热补偿带的开关装置。在对例如扰动变量接触件使用补偿带时，可使三相全部热相连。借此可在三相之间实现针对所述扰动变量的热补偿，从而达到简化结构的目的。在此情况下，这个补偿带不仅用于补偿环境温度，还用于对所有三个相的接触件的扰动变量电阻的升高进行补偿。
所述热耦合件可有利地由至少一种导热聚合物、共聚物、陶瓷和/或导热性能良好的电绝缘材料构成。
附图说明
下面参照附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式
将一机电开关装置10的一个相连接到两个导电体11(例如电缆)上。在使用三相电流的情况下，原则上需要两个或者三个相。为此，开关装置10具有两个或两个以上的连接件104，这些连接件在附图中显示为端接螺钉。
连接件104分别与固定的开关件108相连。通过一个或复数个可动的开关件109的运动对这个相进行通断操作。当可动的开关件109进行运动时，可动的开关件109的接触件101会朝固定的开关件104、108的接触件101方向运动，或背离其运动。
当可动的开关件109的复数个接触件101接触固定的开关件108的接触件101时，两侧的连接件104相连，机电开关装置10借此将这个相接通。
当可动的开关件109的接触件101离开固定的开关件108的接触件101时，就表示机电开关装置10已将这个相断开。
存在一个扰动变量，就表明存在一个附加热源。在下文中，热源这个概念将被用于表示由一个或复数个扰动变量引起的热源。
作为一可能的其他热源，连接件104上的电缆11可以极小的紧固扭矩固定。此外，电缆11的端部可能存在污垢、油脂或侵蚀，这会导致电缆11和固定的开关件108之间接触不良。其结果是，接线区内附加产生的损耗功率高于最初使用时和以适当方式接线时所产生的损耗功率。
接触件101的作用也可能因接触件磨损或受到污染而发生改变，从而引起热损耗，也就是接触区内产生的损耗功率明显高于最初使用时所产生的损耗功率。因此，连接件104可起到装置内部热源的作用。
通过一个或复数个热耦合件106、107、110可将可动的开关件109、固定的开关件108或连接件104的温度以热传递方式传送到补偿带105。通过这种方式，用于绘制接触件或连接件等扰动变量的热成像的补偿带105可主动对扰动变量作出反应，以便例如对热脱扣器102的脱扣性能施加影响。为此可在热脱扣器102中将热耦合件实施为所谓的双金属形式的补偿带。在此情况下，这些补偿带的任务就是对相应的扰动源作出反应。
通过将扰动变量热耦合到补偿带10本发明的特征可对扰动变量施加主动的影响。
机电开关装置10可以是一断路器、一限流器或一紧凑型支路。机电开关装置10也可以是仅包括一断路器或一限流器或一紧凑型支路的一设备。
另一个有利于用户的优点是，发生例如短路或对接触件101或连接件104的传输电阻的其它影响之后，无需对开关装置10的脱扣点或极限电流进行重新调整。从而也可以避免重新调整脱扣点。

Claims (9)

1.一种用于保护电气线路和/或用电装置的机电开关装置(10)，包括：
i)至少一个热脱扣器(102)和
ii)至少一个开关装置内部热源(101、104、108、109)，
其特征在于，
针对所述至少一个热脱扣器(102)，所述机电开关装置(10)包括所述开关装置内部热源(101、104、108、109)中的至少一个开关装置内部热源的一热耦合件(106、107、110)。
2.根据权利要求1所述的机电开关装置(10)，其中，
所述热耦合件(106、107、110)安装在所述热脱扣器(102)的一补偿带(105)间。
3.根据权利要求2所述的机电开关装置(10)，其中，
所述补偿带(105)设计用于估测所述机电开关装置(10)的环境温度，并对所述热脱扣器(102)中的至少一个热脱扣器的脱扣性能施加影响。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的机电开关装置(10)，其中，
所述热耦合件(106、107、110)使所述开关装置内部热源(106、107、110)中的至少两个开关装置内部热源彼此热相连。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的机电开关装置(10)，其中，
所述机电开关装置(10)是适用于三相电流应用领域的多相开关装置，且所述热耦合件(106、107、110)使所述相中的至少两相的开关装置内部热源(101、104、108、109)彼此热相连。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的机电开关装置(10)，其中，
所述热耦合件(106、107、110)由至少一种导热聚合物、共聚物、陶瓷金属和/或导热性能良好的电绝缘材料构成。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的机电开关装置(10)，其中，
所述至少一个开关装置内部热源(101、104、108、109)包括用于至少一个导电体(11)的至少一个连接件(104)、至少一个固定的开关件(108)、至少一个可动的开关件(109)和/或至少一个接触件(101)。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的机电开关装置(10)，其中，
所述机电开关装置(10)是或包括一断路器、一限流器或一紧凑型支路。
9.热耦合件(106、107、110)在用于保护电气线路或用电装置的机电开关装置(10)中的应用，用于抑制所述机电开关装置(10)中的扰动变量，其中，所述热耦合件(106、107、110)从至少一个开关装置内部热源(101、104、108、109)朝一热脱扣器(102)布置，特定而言朝一补偿带(105)布置，所述补偿带设计用于估测所述机电开关装置(10)的环境温度，并对所述热脱扣器(102)的脱扣性能施加影响。
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