CN101740274A - 开关设备以及装备该开关设备的光电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于断开电线(3)中的双向直流电的开关设备(1)，该开关设备包含至少两个连接端子(E1，S1)、偶数个(Np)几对能分开的触头(11，12)，偶数个(Np)与不同的几对能分开的触头有关的灭弧腔(14，15)以及偶数个(Np)与不同的几对能分开的触头有关并且通过机械连接件彼此连接的脱扣机构，每个灭弧腔设置有灭弧室(43，44)以及永久磁铁(47，48)，该永久磁铁具有当电流沿着预定方向在电线中流动时能使电弧(52)移除到所述灭弧室的极性，所述预定方向对于一半的灭弧腔是不同的。一种包含一个所述开关设备的具有光电池的装置。

Description

开关设备以及装备该开关设备的光电池装置

技术领域

本发明涉及开关设备领域，特别是涉及用于使双向直流电断开的设备，特别是低强度的直流电，即具有强度为从0.5到150安培的电流。

本发明涉及一种用于使特别是在至少一根电线中的直流电断开的设备，而不管电流的流动方向如何，所述设备包含：

-至少两个连接端子，

-预定的偶数个能分开的触头，其包含电连接到所述连接端子的两个触头，

-等于所述预定偶数的多个灭弧腔(arc chute)，每个灭弧腔与不同对的能够分开的触头相关联，每个灭弧腔设置有电弧形成室(arc formationchamber)、电弧室和永久磁铁，当至少一个电线中的电流沿着预定方向流动时，永久磁铁表现出能够将电弧移除到所述灭弧室的极性，对于一部分的灭弧腔，所述预定电流流动方向是不相同的。

本发明还涉及一种装备有该开关装置的光电池的设备。

背景技术

美国专利US5004874描述了一种开关设备，其被设计成以便被固定到双向直流电在其上流动的电线上，所述开关设备包括两对能分开的触头，每对触头包括静止触头和可动触头，可动触头被牢固地固定到同一个导电支承件上以形成单个的接触桥。该开关设备还包含两个灭弧腔以及电连接到所述静止触头的两个连接端子。该开关设备能够使所述接触桥打开，根据电线中的电流流动方向将一对或另一对能分开的触头之间形成的电弧移除到与所述的那对触头相关联的灭弧腔。

在该专利中描述的开关设备不包含能够在电故障的情况下使接触桥打开的任何脱扣装置。该开关设备的一个缺点是其仅能连接在单根电线上并且不能使灭弧腔的数量根据所述开关设备的端子处的电压容易得以改造和最优化。该开关设备的另一缺点是体积大。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于特别是不论电线中的电流的流动方向如何而断开至少一根电线中的直流的开关设备来消除现有技术的开关设备的限制和缺点，所述开关设备包含：

-至少两个连接端子，

-预定的偶数个能分开的触头，其包含电连接到所述连接端子的两个触头，

-等于所述预定偶数个的多个灭弧腔，每个灭弧腔与不同对的能分开的触头相关联，每个灭弧腔设置有电弧形成室、灭弧室和永久磁铁，该永久磁铁呈现出当至少一个电线中的电流在预定方向流动时能够使电弧被消除到所述灭弧室的极性，所述预定的电流方向对于一部分灭弧腔来说是不同的。

所述开关设备的特征在于其包含等于所述预定偶数个的多个脱扣机构，每个脱扣机构与一对所述能分开的触头相关联，以响应至少一根电线中的电故障来分开所述那对触头，所述脱扣机构通过机械连接件被彼此连接，该机械连接件能使所述对能分开的触头被同时打开。

优选地，所述电流流动的预定方向对于灭弧腔的一半是不相同的。

每个灭弧腔的灭弧室优选通过一叠脱离子板得以形成。

开关设备优选是模块型的并且包含等于所述预定偶数个的多个模块，每个模块包含：

-一对所述能分开的触头，

-与所述对能分开的触头相关联的灭弧腔，

-与所述对能分开的触头相关联的脱扣机构，以及

-馈电端子和受电端子，它们被分别电连接到所述能分开的触头的一个和另一个。

每个模块优选安装在包含两个平行主板的壳体中，所述模块经由它们的主板彼此连接。每对能分开的触头有利地包含能够沿着大致平行于主板的轴移动的可动触头。每对能分开的触头的可动触头优选都布置在所述设备的相同侧上。

每个灭弧腔的电弧形成室优选通过沿着平行于模块的主板延伸的第一和第二颊板限定，所述灭弧腔的永久磁铁至少布置在第一颊板之后并且呈现出能使磁场沿着大致垂直于所述主板的方向产生的极性。每个灭弧腔的电弧形成室有利地包含：

感应增强部分，其包含所述灭弧腔的第一部分的永久磁铁，该第一部分的永久磁铁产生能使电弧得以推进的磁场，第一部分的永久磁铁包含布置在每个颊板之后的两个磁化部分，以及

-换向部分，其包含第二部分的永久磁铁，该第二部分的永久磁场沿着纵轴产生磁场，该磁场比第一部分的永久磁场产生的磁场显著较弱，并且能使电弧相对于纵轴得以换向。

根据一个实施例，开关设备是用来在单根电线上断开，连接端子包含被设计成以串联连接到所述电线上的第一馈电端子和第一受电端子。

开关设备优选包含至少两个模块，第一馈电端子是第一模块的馈电端子，第一受电端子是第二模块的受电端子，第一模块的受电端子被连接到第二模块的馈电端子。有利地，第一馈电端子和第一受电端子被布置在相同侧，并且第一和第二模块中的灭弧腔的永久磁铁表现出同样的极性以产生沿着相同的方向取向的磁场。

另外，所述开关设备包含四个模块，第一模块的受电端子被连接到第三模块的馈电端子，所述第三模块的受电端子被连接到第四模块的馈电端子，所述第四模块的受电端子被连接到所述第二模块的馈电端子。

根据另一实施例，开关设备是用来在两根电线上断开的，所述连接端子包含被设计成以便串联连接到其中一根所述电线上的第一馈电端子和第一受电端子，以及被设计成以便被串联连接到另一根所述电线上的第二馈电端子和第二受电端子。

所述设备优选仅包含两个模块，第一馈电端子和第一受电端子是第一模块的馈电和受电端子，第二馈电端子和第二受电端子是第二模块的馈电和受电端子。

另外，所述设备包含四个模块，其结合了用来在单根电线上断开的两个开关设备，其中一个所述设备的第一馈电端子和第一受电端子分别对应于第二馈电端子和第二受电端子。

这些模块优选不能分离。

本发明还涉及一种带有光电池的装置，其中所述装置包含其上布置有光电池的至少一个面板，所述面板被连接到两根电线，该两根电线被设计成以直流电的形式供电，所述装置的特征在于其包含如上所述的至少一个开关设备，该开关设备包含被连接到所述至少一个电线上的至少两个连接端子。

附图说明

图1是根据本发明能串接到单根电线上的模块化开关设备的简化的纵向横截面；

图2示意性图示如图1所示的开关设备的脱扣和切换机构；

图3是图示将电弧消除到灭弧腔的灭弧室的示意图；

图4是和图2的示意图相似的示意图，其中图2表示从灭弧室消除电弧；

图5是根据本发明的开关设备模块的部分视图；

图6是沿着横截面线A-A’如图4所示的模块的简化的纵向横截面图；

图7是根据一个实施例的设备的简化的纵向横截面，其中所述实施例包含两个电极单元并且适合于串联安装在极性相反的两根电线上；

图8是根据另一实施例的设备的简化的纵向横截面图，其中所述另一实施例包含四个电极单元并且适合于串联安装在极性相反的两根电线上；

图9仍是根据另一实施例的设备的简化的纵向横截面图，包含四个电极单元并且适合于安装在单根电线上；

图10表示使用适合于串联安装在具有光电池的装置中的单根电线上的开关设备的例子；

图11表示使用适合于串联安装在具有光电池的另一种类型的装置中的极性相反的两根电线上的开关设备的例子。

具体实施方式

参照图1，开关设备1串联安装在电线3上，电线3通过连接端子E1和S1得以连接。开关设备1包含两个电极单元，考虑到它们的各个壳体的尺寸大致相同所述两个电极单元被称为第一模块5和第二模块7。这些模块经由它们的主板9以不能分开的形式被彼此连接。每个模块5，7包含一对能分开的触头11，12、灭弧腔14，15以及脱扣机构。每个模块5，7还包括馈电端子21，23以及受电端子22，24，所述端子被电连接到所述能分开的触头的一个和另一个上。第一模块5的馈电端子21和第二模块7的受电端子24对应于分别标记为E1和S1的连接端子。

从图2可以看出，每个模块5，7的脱扣机构27，28通过机械连接件29被彼此连接，这使得在电线3上发生故障之后所有能分开的触头对11，12能够被同时打开。每个模块的脱扣机构一般包含热脱扣设备31和磁脱扣设备32。开关设备的每个模块5，7还包含能够使能分开的触头手动打开或闭合的手柄33，34。这些手柄一般通过能使能分开的触头对11，12同时打开或闭合的杆25被彼此连接。这样，开关设备1具有断路器功能和开关功能。

在图1和2所示的开关设备1中，同一个模块5，7的每个灭弧腔14，15和每个脱扣机构27，28与该模块的能分开的触头对11，12相关联。该对能分开的触头而且被分开，即，在所述的每对触头之间没有直接的机械连接。脱扣机构27，28之间和手柄33，34之间的机械连接事实上不能形成能分开的触头的不同对触头之间的牢固连接的直接机械连接。换句话说，能分开的触头的不同对的触头没有被牢固地连接到中间部件，例如接触桥。由于该结构，每对能分开的触头和该对能分开的触头相关联的灭弧腔以独立方式进行操作。使用开关设备能够在不同电压下断开直流电流，其中，灭弧腔的数量适合于要被保护的电线中的电压。而且，如进一步描述的，所述对能分开的触头之间的独立性使所述开关设备能够被串联连接在极性相反的两根电线上。

这可以从图1看出，每个模块5，7的灭弧腔14，15包含电弧形成室41，42以及灭弧室43，44，在大部分的情况下其由一叠脱离子板46形成。每个模块5，7的灭弧腔14，15还包含永久磁铁47、48。当能分开的触头对11，12打开时，在所述对能分开的触头中的每一个之间产生电弧。

每个灭弧腔14，15的永久磁铁47，48呈现出当电线3中的电流沿着预定方向流动时能使电弧消除到所述灭弧腔的灭弧室43，44。该预定的电流流动方向是对所考虑的灭弧腔所特有的。因此，如果电线的电流沿着与预定的电流流动方向相反的方向流动，所考虑的灭弧腔的电弧被消除到灭弧室的外部。如进一步所解释的，该预定的电流流动方向会从一个灭弧腔到另一个有所变化。该预定的电流流动方向一方面是通过所考虑的灭弧腔的永久磁铁的极性以及另一方面是通过将模块壳体的馈电和受电端子连接到所考虑的灭弧腔得以确定的。

更准确地说，一方面通过永久磁铁产生的电磁场和另一方面当所述触头打开时在能分开的触头之间形成的电弧中的电流能够产生一个力，这个力沿着一个方向或另一方向推进电弧。该电弧消除方向基本上取决于电弧中的电流的方向以及永久磁铁的极性。因此，对于给定极性的永久磁铁，电弧被移除到灭弧室或该灭弧室的外部，这取决于电弧中电流的方向，即，取决于在电线3中流动的电流的方向。

根据本发明的一个特征，所述开关设备包含为偶数个Np灭弧腔，对于所述灭弧腔的一部分，在此情况下为所述灭弧腔的一半，预定的电流流动方向是不同的。这样，不论电流在电线中的流动方向如何，第一半的灭弧腔将电弧移除到它们各个的灭弧室，第二半的灭弧腔将电弧移除到它们各个灭弧室的外部。

在图1所示的实施例中，打开两对能分开的触头会产生两个电弧51、52。灭弧腔14中的电弧51被移除到该灭弧腔的灭弧室43的外部，然而，灭弧腔15中的电弧52被移除到灭弧室。如果电线3中的电流反向情况会相反。第二模块7的灭弧腔15和第一模块5的灭弧腔14，以及它们各自的电弧51、52还被示意性地分别表示在图3和图4中的另一纵向平面中。

在图1所示的实施例中，第一馈电端子E1和第一受电端子S1被布置在相同侧，第一和第二模块5、7中的灭弧腔14、15的永久磁铁47、48呈现相同的极性以便产生沿着相同的方向取向的磁场。照此，在灭弧腔14中，电弧51中的电流的方向能使该电弧被移除到灭弧室43的外部。同时，在灭弧腔15中，电弧52中的电流的方向能使该电弧被移除到灭弧室44中。因此，在电线3中流动的电流的方向对应于与灭弧腔15相关联的预定的电流流动方向，其中对于所述灭弧腔15，所述电弧被移除到灭弧室。

在另一实施例中，没有表示出，第一馈电端子和第一受电端子可布置在两个相对侧上，在此情况下，第一和第二模块中的灭弧腔的永久磁铁应呈现相反的极性以便产生沿着相反方向取向的磁场。

开关设备1中使用的灭弧腔14、15具有这样的结构，该结构一般是断开单向的直流电所特有的，并且其与能使双向直流电断开的偶数个灭弧腔相关联。参照图5和图6，进一步描述所述灭弧腔的特有结构。这些灭弧腔的关联性已被形成，可能部分是由于它们良好的内在特性，特别是根据移除到灭弧室的电弧的电压的增长率。这样，与被移除到灭弧室43外部的灭弧腔14的电弧51相比，被移除到灭弧室44的灭弧腔15电弧52吸收大部分的电压。特别是，这就能够将电弧移除到灭弧室外部的负面效果减小或者甚至消除。为了使在每个灭弧腔中消失的电弧的电压最小化，能够使灭弧腔的数量加倍，这将参照图8和9予以进一步地描述。

相对于断开单向电流的要求灭弧腔有可能尺寸过大，对于所述断开单向电流而言所述电弧被对称地移除到灭弧室。尽管该尺寸过大，但是与现有技术的开关设备相比，该开关设备仍然非常紧凑并且体积较小。

开关设备的灭弧腔通常具有使单向直流电断开所特有的结构。图5和图6所示的灭弧腔特别适合于根据本发明的开关设备。

参照图5和6，这些灭弧腔的每个罩住包含可动触头101和静止触头102的一对能分开的触头。灭弧腔104的电弧形成室111是通过第一颊板112和第二颊板113限定，所述颊板大致平行于主板9。包含灭弧腔104的模块的馈电或受电端子之一被部分地电连接到静止触头102并且得以延伸以形成延伸到电弧形成室的顶部中的电弧极或弧尖114。包含灭弧腔104的模块的另一端子被电连接到可动触头101并且被连接到在电弧形成室中的底部中延伸的另一电弧极或弧尖115。电弧极或弧尖114和115被布置成以便当触头101和102分开时拾取在触头101和102之间引起的电弧。在两个触头之间产生的电弧因此通过电极被拾取从而得以传送和移除到灭弧腔的灭弧室121，假定电线中的电流沿着预定方向。

应当注意到，在图5中，由于分开的触头101和102和电极114被特别是第二颊板113隐蔽，因此分开的触头101和102以及电极114已被表示成虚线。电弧形成室的底部中的可动触头101和电极115之间的距离一般在4和8毫米之间。对于断开高强度的电流，该距离能获得很好的性能。

在图5和6所示的灭弧腔104中，灭弧室121是通过一般为金属板的一叠脱离子板122得以形成的。脱离子板包含前边，电弧经由该前边进入灭弧室。脱离子板的前边一般包含中心凹槽123。

在图5和6所示的灭弧腔104中，电弧形成室111包含感应增强部分131，其中所述电弧通过由永久磁铁的第一部分产生的磁场被推向灭弧室121。通过感应增强部分中的永久磁铁的第一部分沿着电弧形成室的纵轴110产生的磁场大于通过电弧形成室的剩余部分中的永久磁铁的其他部分产生的磁场。该结构能使电弧被更好地被推动并且能使电弧离开触头。可动触头和电极115之间的电弧根部的切换因此主要是通过电弧形成室的感应增强部分中的永久磁铁的第一部分获得的。

从图6可以看到，由点表示在不同时间电弧的移动。在感应增强部分中，电弧由点141和142表示。

在图5和6表示的灭弧腔104中，永久磁铁的第一部分不仅包含第一磁化部分132并且还包含第二磁化部分133。磁化部分132和133被布置在每个颊板112和113之后。由永久磁铁的第一部分的磁化部分表示的是相对于所述永久磁铁的第一部分，即，相对于永久磁铁在感应增强部分中的部分限定的部分。永久磁铁的第一部分的第二磁化部分133的存在产生了磁场，该磁场能被加到由第一磁化部分132产生的磁场。这使通过永久磁铁的第一部分在电弧上产生的磁力显著增加。永久磁铁的第一部分的第二磁化部分133因此能使电弧根部在可动触头101和电极115之间切换，以及能使所述电弧离开并且被移除到灭弧室。可动触头101和电极115之间的距离D的影响因此通过第二磁化部分133的存在得以补偿。

在图5和6所示的灭弧腔104中，永久磁铁的第一部分的第一和第二磁化部分132和133产生强度大致相等的磁场。沿着灭弧室121的方向推动电弧的磁力因此已经被加倍，其能使电弧被更快地推动到灭弧室中。而且，永久磁铁的第一部分的第一和第二磁化部分132和133相对于电弧形成室的纵轴110被对称布置。这能使上述特性，即，更有效地将电弧推动到灭弧室甚至得以进一步地增强。

在图5和6所示的灭弧腔104中，电弧形成室111包含换向部分151，其中所述电弧通过由永久磁铁的第二部分产生的磁场相对于电弧形成室的纵轴110被变换到第一颊板112，由永久磁铁的第二部分产生的磁场基本小于由永久磁铁的第一部分产生的磁场。由于由永久磁铁的第二部分在纵轴110上产生的磁场比永久磁铁的第一部分产生的磁场小并且相对所述纵轴不对称，因此电弧从其路径上换向。电弧的换向分量因此主要通过换向部分151中的永久磁铁的第二部分得以获得。

在图5和6所示的灭弧腔104中，永久磁铁的整个第二部分152布置在第一颊板112之后。在没有示出的其他实施例中，仅永久磁铁的第二部分中的一部分布置在第一颊板之后，以使由所述部分产生的磁场比由永久磁铁的第二部分的其余部分产生的磁场要强，永久磁铁的第二部分的其余部分被布置在第二颊板113之后。永久磁铁的第二部分的磁化部分表示相对于永久磁铁在换向部分中的部分限定的部分。

从图6可以看出，在换向部分151中，点161、162、163、164和165表示在不同时刻换向部分中的电弧的位置。由于永久磁铁的第二部分152能使电弧换向，因此这些点朝向第一颊板112移动。这样，电弧朝向第一颊板112移动同时保持沿着纵轴110的磁力足够以便不会粘在第一颊板112上并且不会在接触颊板112时衰减。

从图6中看到，脱离子板的前边装备有中心凹槽123以及面向电弧形成室的换向部分151的两个侧部171和172。当电线中的电流是沿着预定方向时，电弧在换向部分中被定向成朝向侧部171。因此，在断开低强度的电流的情况下，电弧会由于要扩散的能量较小因此在灭弧室121的前边的侧部171上熄灭。

在图5和6表示的灭弧腔104中，永久磁铁的第二部分152和脱离子板的侧部171之间的距离有利地小于1毫米。该距离足够小以便防止电弧进入电弧形成室并且在其中熄灭。而且，限定电弧形成室的颊板112和113一般由电绝缘材料形成。为了在低强度的直流电下获得良好的电气耐久性，与交流电相比其断开时间相对较长，颊板可由不容易腐蚀的电绝缘材料比如陶瓷，例如滑石形成。为在高强度的直流或交流电下获得良好的断开，颊板可由产生气体的电绝缘材料，例如产生气体的尼龙形成。有利地是，第一颊板112由陶瓷材料做成，第二颊板113产生气体的有机材料做成。产生气体的颊板能使接触区域中的压力增加，因此增强了电弧从接触区域离开而到达灭弧室。

在图5和6所示的灭弧腔104中，灭弧腔包含分别布置在颊板112和113的每个之后的第一和第二永久磁铁。布置在第一颊板112之后的磁铁在电弧形成室的感应增强部分和换向部分之上延伸，布置在第二颊板113之后的磁铁仅在感应增强部分之上延伸。在此情况下，感应增强部分的永久磁铁的第一部分实质上是由第一磁铁，即，磁化部分132，以及由感应增强部分中的第二磁铁的一部分，即，磁化部分133得以形成的。同样地，换向部分的永久磁铁的第二部分实质上是由换向部分中第二磁铁的一部分，即，磁化部分152得以形成的。

灭弧腔可包含两个永久磁铁，它们分别布置在感应增强部分和换向部分中的第一颊板之后，感应增强部分中的磁铁产生的磁场显著大于换向部分中产生的磁场。灭弧腔可包含三个永久磁铁，第一和第二磁铁分别布置在感应增强部分和换向部分中的第一颊板之后，第三磁铁布置在感应增强部分中的第二颊板之后。

通过将图5和6所示的灭弧腔结合到根据本发明的开关设备中，在将电弧移除到灭弧室的灭弧腔中的电弧电压增加方面的性能得以改进。这使得将电弧移除到灭弧室的外部的另一灭弧腔中的电弧电压得以最小化。

图1所示的开关设备的实施例适合于包含其中之一接地的两根电线的组件。在该种类型的组件中，开关设备只不过必需被串联连接到没有接地的电线上。

在单独的电力系统，即，包含具有相反极性的两根电线的系统的情况下，能够使用一种被串联连接到所述两根电线上的单个的开关设备。实现这种连接的开关设备的实施例示于图7中。

参照图7，连接端子包含被设计成以串接在电线201上的第一馈电端子E1和第一受电端子S1，以及被设计成以串接在电线202上的第二馈电端子E2和第二受电端子S2。开关设备200仅包含两个模块205、106，第一馈电端子E1和第一受电端子S1是第一模块205的馈电和受电端子，第二馈电端子E2和第二受电端子S2是第二模块206的馈电和受电端子。

为了使在每个灭弧腔中消散的电弧的电压最小化，灭弧腔的数量可以加倍，如参照图8和9进一步所示。

在图8所示的实施例中，开关设备210用来在两根电线211、212上断开并且包含四个模块215、216、217、218。开关设备210事实上结合了与如图7所示相同类型的第一和第二开关设备，第一设备包含模块215和217，第二设备包含模块216和218。

在图9所示的实施例中，开关设备230用来在单根电线231上断开并且包含四个模块。连接端子包含被设计成以串接在所述电线231上的第一馈电端子E1和第一受电端子S1。开关设备230包含分别标记为233、234、235、236的第一、第二、第三和第四模块。第一馈电端子E1是第一模块233的馈电端子，第一受电端子S1是第二模块234的受电端子，第一模块的受电端子被间接连接到第二模块的馈电端子。更准确地说，第一模块233的受电端子241被连接第三模块235的馈电端子242，所述第三模块的受电端子243被连接到第四模块236的馈电端子244，所述第四模块的受电端子245被连接到第二模块的馈电端子246。

上述开关设备非常适合于光电池装置。如图10和11所示，这些装置301、302一般由几个面板311、312、313组成，它们集成到通常串接并且产生直流电的光电池。这些面板一般被并联连接到逆变器321的输入端，所述逆变器321用于将直流电转变为其本身被重新配送到主电力系统的交流电。

该种类型的装置一般具有高电压水平，例如能够达到1000伏特，低的短路电流一般等于装置的额定电流值的1.25倍。这种类型的装置的电线一般具有时间常数，即，电感对电阻之比，其通常小于2毫秒。在平行的面板的数量大于或等于3的装置中，通常需要在每个面板的电线上安装合适的开关设备以断开高压的直流电。

这些开关设备必需能够在两个运行方向断开电流。事实上，在第一种情况下，断开面板有时是维护所需要的。在第二种情况下，这些开关设备可用来在故障的情况下保护面板。例如，在遮挡(shadowing)的情况下，面板可作为接收器并且产生相反的电流。

在图10所示的装置301中，每个面板通过电线331、332被连接到逆变器321，其中电线332接地。在此情况下，包含两个模块和两个能分开的触头的两极开关设备335，例如图1所示的一个，被安装在每个面板的电线331上。有利地，其已经能够用四极设备替换这些开关设备335，如图9所示。这会能使电弧电压得以分布在四个模块之上而不是两个之上。

如图11所示的装置302，每个面板通过电线341、342被连接到逆变器321形成单独的电力系统。在此情况下，包含两个模块和两个能分开的触头的两极开关设备345，例如如图7所示的一个，被安装在每个面板的电线341、342上。有利地，这些开关设备345可以被四极设备替换，如图8所示。这会能使电弧电压得以分布在两个模块之上而不是一个之上。

根据本发明的开关设备的一个优点在于其使得灭弧腔能够实现，该灭弧腔已经被研发用于断开单向直流电。

Claims (18)

1.一种开关设备(1；200；230)，该开关设备用于特别是使在至少一根电线(3；201；202；211；212；231)中的直流电断开，而不论所述至少一根电线中的所述电流的流动方向如何，所述开关设备包含：

-至少两个连接端子(E1，S1，E2，S2)，

-预定偶数个(Np)能分开的触头(11，12)，该预定的偶数个能分开的触头包括电连接到所述连接端子的两个触头，

-等于所述预定偶数(Np)的多个灭弧腔(14，15)，每个灭弧腔与不同对的能分开的触头相关联，每个灭弧腔设置有电弧形成室(41，42)、灭弧室(43，44)以及永久磁铁(47，48)，该永久磁铁表现出当所述至少一根电线中的电流沿着预定方向流动时能使电弧被移除到所述灭弧室的极性，所述电流流动的预定方向对于一部分灭弧腔是不同的，

其特征在于，所述开关设备包含等于所述预定偶数(Np)的多个脱扣机构(27，28)，每个脱扣机构与其中一个所述对能分开的触头相关联，以响应所述至少一个电线中的电故障将所述对能分开的触头分开，所述脱扣机构通过能使所述对能分开的触头得以同时打开的机械连接件(29)被彼此连接。

2.根据权利要求1所述的开关设备，其特征在于，所述预定的电流流动方向对一半的灭弧腔是不同的。

3.根据权利要求1或2所述的开关设备，其特征在于，每个灭弧腔(14，15)的灭弧室(43，44)由一叠脱离子板(46)形成。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备是模块类型的并且包括等于所述预定偶数(Np)的多个模块(5，7)，每个模块包括：

-所述一对能分开的触头(11，12)，

-灭弧腔(14，15)，该灭弧腔与所述对能分开的触头相关联，

-脱扣机构(27，28)，该脱扣机构与所述对能分开的触头相关联，以及

-馈电端子(21，23)和受电端子(22，24)，该馈电端子和受电端子被分别电连接到所述能分开的触头的一个和另一个上。

5.根据权利要求4所述的开关设备，其特征在于，每个模块(5，7)被容纳在包含两个平行主板(9)的壳体中，所述模块经由它们的主板彼此连接。

6.根据权利要求5所述的开关设备，其特征在于，每对能分开的触头(101，102)包含能够沿着大致平行于主板(9)的轴移动的可动触头(101)。

7.根据权利要求6所述的开关设备，其特征在于，每对能分开的触头(101，102)的可动触头(101)都被布置在所述开关设备的相同侧上。

8.根据权利要求6或7所述的开关设备，其特征在于，每个灭弧腔的电弧形成室(41，42)通过平行于模块(5，7)的主板(9)延伸的第一和第二颊板(12，13)得以限定，所述灭弧腔的永久磁铁(47，48)被布置在至少第一颊板(12)之后并且具有能够产生沿着大致垂直于所述主板的方向取向的磁场的极性。

9.根据权利要求8所述的开关设备，其特征在于，每个灭弧腔的电弧形成室包含：

-感应增强部分(131)，该感应增强部分包括产生能推动电弧的磁场的所述灭弧腔的永久磁铁的第一部分，所述永久磁铁的第一部分包括布置在每个颊板(112，113)之后的两个磁化部分(132，133)，以及

-换向部分(151)，该换向部分包括所述永久磁铁的第二部分(152)，该永久磁铁的第二部分在纵轴(110)上产生比由永久磁铁的第一部分产生的磁场显著较小的磁场并且能相对于所述纵轴使电弧换向。

10.根据权利要求4到9中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备(1；230)是用来在单根电线(3；231)上断开，所述连接端子包含被设计成以串联连接到所述电线上的第一馈电端子(E1)和第一受电端子(S1)。

11.根据权利要求10所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备包含至少两个模块(5，7；233，234)，第一馈电端子(E1)是第一模块(5；233)的馈电端子，第一受电端子(S1)是第二模块(7；234)的受电端子，所述第一模块的受电端子被连接到所述第二模块的馈电端子。

12.根据权利要求11所述的开关设备，其特征在于，第一馈电端子(E1)和第一受电端子(S1)被布置在相同侧，并且第一模块(5；233)和第二模块(7；234)中的灭弧腔的永久磁铁具有相同的极性以产生沿着相同方向取向的磁场。

13.根据权利要求10所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备包含四个模块(233-234)，第一模块(233)的受电端子(241)被连接到第三模块(235)的馈电端子(242)，所述第三模块的受电端子(243)被连接到所述第四模块(236)的馈电端子(244)，所述第四模块的受电端子(245)被连接到所述第二模块(234)的馈电端子(246)。

14.根据权利要求4到9中的任一个所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备(200；210)被用来在两根电线(201，202；211，212)上断开，并且所述连接端子包括被设计成以串联连接到所述电线(201；211)的其中一根的第一馈电端子(E1)和第一受电端子(S1)，以及被设计成以串联连接到所述电线(202，212)的另一根上的第二馈电端子(E2)和第二受电端子(S2)。

15.根据权利要求14所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备(200)仅包含两个模块(205，206)，第一馈电端子(E1)和第一受电端子(S1)是第一模块(205)的第一馈电端子和第一受电端子，第二馈电端子(E2)和第二受电端子(S2)是第二模块(206)的第二馈电端子和第二受电端子。

16.根据权利要求14所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备包含结合根据权利要求9到12中任一项所述的两个开关设备的四个模块，其中一个所述开关设备的第一馈电端子(E1)和第一受电端子(S1)分别对应于第二馈电端子(E2)和第二受电端子(S2)。

17.根据权利要求4到16中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述模块是不能分开的。

18.一种具有光电池(301；302)的装置，所述光电池包括其上布置有该光电池的至少一个面板(311，312，113)，所述至少一个面板被连接到被设计成以直流形式供电的两根电线(331，332；341，342)，其特征在于，所述装置包含根据前述权利要求中任一项所述的至少一个开关设备(335，345)，该至少一个开关设备包括连接在所述至少一根电线上的两个连接端子。

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