CN102856130B - 包括至少一个开关模块的电气保护设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气保护设备包括安装在安装支架上的至少一个开关模块，以及具有电磁线圈且与其中一个上述模块并置的控制装置，该装置的特征在于它包括磁屏蔽件（22），该磁屏蔽件（22）布置在大致垂直于所述安装支架的平面的平面中，所述屏蔽件（22）位于所述控制装置（1）和靠近所述装置的所述开关模块（2、3）之间，面对所述控制装置（1）的所述线圈，且包括至少一个铁磁性部件（22），其成形为当所述触头分离发生时，所述屏蔽件执行弧（19）的磁引导，以使得当触头分离发生时，增加作用于弧上的拉普拉斯算符力的推进分量T。

Description

包括至少一个开关模块的电气保护设备
技术领域
本发明涉及电气保护设备，该电气保护设备包括安装在安装支架上的至少一个开关模块，以及与其中一个上述模块并置的具有电磁线圈的控制装置，每个开关模块包括两个触头，其中一个触头关于另一个在第一位置和打开位置之间可移动，在第一位置中，触头闭合且使得电流能够流动，在打开位置中，电流在触头之间被切断，并且上述的控制装置包括设计为命令触头的打开或者闭合的电磁线圈，控制装置的线圈大致位于面对开关模块的触头的触点，称作控制装置的线圈的第一轴线的轴线大致垂直于固定平面延伸，而开关模块的轴线大致平行于固定平面延伸，称作第一轴线的轴线大致垂直于称作第二轴线的轴线延伸。
背景技术
电气保护设备，诸如低压断路器使得在电路中的电流能够以诸如分离触头的已知方式被切断，以使得保护财产和人免于短路电流的影响。
本发明更特别地涉及与电磁辅助打开和闭合相关的超级端子(ultra-terminal)类型的保护性断路器领域。
在该设备中，当触头分离时出现的电弧承受拉普拉斯算符力，其倾向于将电弧定向于前腔。将具有电磁线圈的控制辅助装置与两极断路器关联具有干扰电弧离开的效果。
该干扰导致弧的推进力的分量的损失和拉普拉斯算符力的侧向分量的非常大的增加。该效果在位于更接近辅助装置的弧上更特别明显。该问题更特别地在出现在对于非常微弱测试电流的电气耐久性测试期间。
在特定数量的循环后，可以观察到侧壁可以被燃烧和损毁，导致了热脱扣装置故障和污染触头区域的问题。
完全的实验表明存在该破坏发生的优先侧，其导致了拉普拉斯算符力被侧向偏离的假设。
执行的研究表明对弧离开的影响的复杂性以及构成断路器的一组部件的交互性，特别地远程控制线圈的强的电磁影响。
远程控制由通过它的线圈形成的电磁场削弱了断路和电气耐久性。
发明内容
本发明解决了这些问题且提出简单设计的电气保护设备，其中断开特性得以改进，特别地通过当断路发生时，增加作用在弧上的推进力的分量。
为了该目的，本发明的目标是提供一种上述种类的电气保护设备，该设备的特征在于它包括磁屏蔽件，该磁屏蔽件布置在大致垂直于安装支架的平面的平面中，所述屏蔽件位于控制装置和靠近所述装置的开关模块之间，面对控制装置的线圈，且包括至少一个铁磁性部件，其成形为当触头分离发生时，所述屏蔽件立即执行弧的磁引导，以使得当触头分离发生时，立即增加作用于弧上的拉普拉斯算符力的推进分量。
根据特别的特征，从设备的前面所见，控制装置的线圈以与开关模块的线圈的缠绕方向相反的方向缠绕，开关模块的缠绕方向可以从设备的顶部看见。
控制装置的线圈的缠绕方向是逆时针方向，而开关模块的线圈是以顺时针方向缠绕。
根据另一个特征，上述的屏蔽件具有十字的形式，包括：称作第一翼的两个翼，其沿着设备的高度(heightwise)方向且大致垂直于安装支架的纵向方向延伸；以及称作第二翼的两个翼，其沿着安装支架的纵向方向延伸，包括这些第二翼和连接这些第二翼的上述的中心部分的部分被定位为大致面对控制装置的线圈，以使得大致完全覆盖控制装置的线圈。
根据另一个特征，上述的屏蔽件具有包括在0.5和1.2mm之间的厚度。
根据另一个特征，磁屏蔽件定位成夹置在控制装置的封壳和邻近开关模块的封壳之间。
根据另一个特征，该设备包括所述屏蔽件关于控制装置的壳体或者开关模块的壳体的预定位构件，这些构件包括设置在其中一个壳体上的两个对中销，该对中销与设置在另一个壳体上的孔结合操作，或者制作在其中一个壳体上的周缘肋条。
根据另一个特征，该电气保护设备是低压断路器。
根据另一个特征，该控制装置是远程控制装置。
根据另一个特征，该设备是包括两个开关模块的两极低压断路器。
附图说明
从接下来参照仅为了示例性的目的给出的附图的详细说明，本发明的优点和特征将变得更加清楚明显，其中：
图1是根据本发明的两极电气保护断路器的透视图，该两极电气保护断路器与控制所述断路器的触头的打开和闭合的电磁辅助装置相关联；
图2是说明了用于根据现有技术的与图1相同类型的断路器的辅助控制装置和开关模块的电磁线圈，以及当分离该触头发生时，电弧的路径的示意性正视图；
图3是以示意的方式说明了根据图2的断路器的内部的透视图；
图4是从左至右说明了辅助控制装置，磁引导件和开关模块的透视图；
图5是类似于图4的图，磁引导件已经安装在断路器上，以及
图6是说明了在开关模块已经安装在断路器上之后，根据本发明的断路器的透视图；
图7是在平行于安装支架的平面中，根据本发明的上述断路器的横截面视图；
图8是说明了根据本发明的磁引导，辅助控制装置的线圈以及开关模块的局部透视图；
图9是类似于图2的视图，示出根据本发明的断路器的壳体中的电弧。
具体实施方式
在图1中，可以看出根据本发明的模块化两极低压断路器D，其从左至右包括：远程控制装置1和两个开关模块2、3，该装置和模块容置于设计为并排安装在安装轨道(未示出)上的模块化壳体中，每个壳体包括用于固定至轨道的后面板4、经由其壳体两两结合的两个主面部5、6、形成鼻状件的前面板7、顶面板8和底面板9，所述面板包括设备的输入端子10和输出端子11。
以已知的方式，每个开关模块2、3包括磁脱扣装置，磁脱扣装置设计为在要保护的电路短路的情况下，命令触头的打开，以及热脱扣装置，热脱扣装置设计为在电路过载的情况下引起触头的打开。
如更特别地在图8中所示，每个磁脱扣装置包括线圈12，要检测的电流通过该线圈12流动且该线圈12电连接至静触头13，所述线圈穿过它，促动杆14设计为在短路的情况下促动动触头15。静触头13和动触头15位于称作前腔的空间16中，在被移动至灭弧室之前，电弧形成在前腔中。
远程控制装置1主要包括电磁线圈18，该电磁线圈设计为作用于触头13、15上以使得触头13、15的打开或者闭合。
在图2中，根据现有技术，在与具有电磁线圈的控制辅助装置1关联的两极断路器D中，如之前已经解释的，电弧19在离开时被侧向地勾划，其导致了对应的壳体的所述壁20的可能的破坏。也如在图3中所示的实施例中，拉普拉斯算符力的侧向分量L与推进分量T相比非常大。
如在图3和7至9中所见，开关模块2、3的线圈12、21大致在与安装支架的平面平行的同一平面内，开关模块2、3的线圈的轴线X大致垂直于控制装置1的线圈的轴线Y延伸。
如图4至9中所示的，根据本发明，由铁磁性材料制成，具有大致十字的形状的以板状形式的部件22安装在控制装置1和与它关联的靠近的开关模块2之间。该部件包括中心部分23，从该中心部分伸出大致垂直于安装支架的纵向方向Z延伸的两个翼24、25以及大致与该方向平行的方式延伸的两个翼26、27。这个中心部分23和与上述纵向方向Z以大致平行的方式延伸的两个翼26，27设定尺寸以使得大致完全覆盖控制装置1的线圈18。
如图5所示，部件22夹心定位在控制装置1的封壳和开关模块2、3的封壳之间。该部件的预定位是借助于设置在断路器封壳上的两个中心销28、29执行的，该中心销设计为与设置在板22上孔30、31结合操作。该预定位的另一个实施例可以包括设置在封壳的一个或者另一个上且设计为接收所述板22的周缘肋条。
该部件设计为构成用于弧的磁引导件，且通过在由两个模块2、3构成的断路器上组装控制装置1保持在它的限定的(difinitive)位置，如图6和7所示。
可以观察到在板22的侧面上具有槽口32，其设计为使得控制装置1的线圈18的固定构件能够通过，如图5所示。
板的厚度必须不太大以使得板不构成阻挡通量功能的屏蔽，但是相反执行磁引导功能。
该厚度因此有利被包括在0.5mm和1.2mm之间，优选值为1mm。
即使该板的最重要的功能是不构成屏蔽，可以指出该板的十字形状可以增强板的屏蔽。
也根据本发明，在设备的正视图中，控制装置1的控制线圈18在沿着与开关模块2、3的线圈12、21的缠绕方向b相反的方向被缠绕，该开关模块的线圈的缠绕方向走开关模块的俯视图中可见。从俯视图中所见，断路器的缠绕方向通常是顺时针方向，控制装置1的控制线圈18的缠绕方向会因此有利地是逆时针方向。
在操作中，当触头13、15发生分离时，由上述板22形成的磁引导使得磁通量线能够被引导且形成用于弧离开的更有利的条件，在触头的分离位置，使得触头得以纠正以使得重新对中触头，如图9中所示。
本发明使得能够获得电磁效应，包括减少在更靠近远程控制线圈的开关模块的弧上的大约75％的有害的拉普拉斯算符力的侧向分量。因此对于由不同开关模块分别产生的每个弧，获得推进分量T的增加，该分量甚至变得比在没有关联的控制装置的断路器上更大。关于没有辅助控制装置的断路器的增加是在比远程控制装置更远的弧上的20％，以及是在更靠近电磁体的弧上的大约2000％。辅助控制装置因此可以被认为是互补的弧吹出装置。
根据本发明，获得了一种电气保护设备，其中关联控制装置不再削弱它与之关联的开关模块的断路，或者通过它的线圈形成的电场的耐久性。开关模块的侧壁的表面不再损坏。
通过包括将小厚度的磁引导件与控制装置的线圈和极单元促动器的线圈的特别的缠绕习惯联合的解决方案，获得这些结果。
本发明特别应用于电气开关设备，诸如由控制装置控制的断路器，控制装置包括诸如远程控制的电磁线圈或者不同的检测装置，以更宽的方式，特别涉及装配有具有电磁控制线圈的辅助装置的任何促动器。
本发明自然不以任何方式被限制于仅为了示例的目的所给出，说明和示出的实施例。
屏蔽件可以因此通过一个或者多个由铁磁性材料制成的部件形成，这些部件定位在电磁体和闭路开关模块之间的竖直平面中。
相反，本发明延伸以涵盖所述构件的所有技术等同物及其组合，如果其组合是根据本发明的精神实施。

Claims (10)

1.一种电气保护设备，包括安装在安装支架上的至少一个开关模块，以及与其中一个上述模块并置的具有电磁线圈的控制装置，每个开关模块包括两个触头，其中一个触头关于另一个在第一位置和打开位置之间可移动，在第一位置中，所述触头闭合且使得电流能够流动，在打开位置中，电流在所述触头之间被切断，并且上述的控制装置包括设计为命令所述触头打开或者闭合的电磁线圈，所述控制装置的电磁线圈定位成面对所述开关模块的所述两个触头的触点，称作第一轴线的所述控制装置的所述电磁线圈的轴线垂直于固定平面延伸，而所述开关模块的轴线平行于所述固定平面延伸，称作第一轴线的轴线垂直于称作第二轴线的轴线延伸，其特征在于：
它包括磁屏蔽件(22)，该磁屏蔽件(22)布置在垂直于所述安装支架的平面的平面中，所述磁屏蔽件(22)位于所述控制装置(1)和靠近所述控制装置的所述开关模块(2、3)之间，面对所述控制装置(1)的所述电磁线圈(18)，且包括至少一个铁磁性部件，该铁磁性部件尺寸设计以使得它完全覆盖所述控制装置(1)的所述电磁线圈，当两个所述触头(13、15)分离发生时，所述铁磁性部件立即执行弧(19)的磁引导，以使得当触头分离发生时，立即增加作用于弧(19)上的拉普拉斯算符力的推进分量T。
2.根据权利要求1所述的电气保护设备，其特征在于：所述开关模块(2，3)或者每个开关模块(2、3)包括线圈(12、21)，其轴线垂直于所述控制装置(1)的所述电磁线圈的轴线并且明显地平行于固定平面延伸，所述控制装置(1)的所述电磁线圈从设备的前面观察时与所述开关模块(2、3)的所述线圈(12、21)的缠绕方向(b)相反的方向缠绕，所述开关模块的线圈的缠绕方向是从设备的顶部观察的。
3.根据权利要求2所述的电气保护设备，其特征在于：所述控制装置(1)的所述电磁线圈(18)的缠绕方向(a)是逆时针方向，而所述开关模块(2、3)的所述线圈(12、21)是以顺时针方向(b)缠绕。
4.根据权利要求1所述的电气保护设备，其特征在于：上述的磁屏蔽件(22)具有十字形，包括：两个第一翼(24、25)，其沿着所述设备的高度方向且垂直于所述安装支架的纵向方向(Z)延伸；以及两个第二翼(26、27)，其沿着所述安装支架的纵向方向延伸，包括这些第二翼(26、27)和连接这两个翼(26、27)的中心部分(23)的部分被定位为面对所述控制装置(1)的所述电磁线圈(18)，以使得完全覆盖所述控制装置(1)的所述电磁线圈(18)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电气保护设备，其特征在于：上述的磁屏蔽件(22)具有包括在0.5mm和1.2mm之间的厚度。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的电气保护设备，其特征在于：所述磁屏蔽件(22)定位成夹置在所述控制装置(1)的封壳和开关模块(2)的封壳之间。
7.根据权利要求6所述的电气保护设备，其特征在于：它包括所述磁屏蔽件(22)关于所述控制装置(1)的壳体或者所述开关模块(2、3)的壳体的预定位构件(28、29、30、31)，这些预定位构件包括设置在其中一个壳体上的两个对中销(28、29)，所述对中销(28、29)中的每个都分别与设置在另一个壳体上的孔(30、31)结合操作，或者制作在其中一个壳体上的周缘肋条。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的电气保护设备，其特征在于：该电气保护设备是低压断路器(D)。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的电气保护设备，其特征在于：所述控制装置(1)是远程控制装置。
10.根据权利要求8所述的电气保护设备，其特征在于：该电气保护设备是包括两个开关模块(2、3)的两极低压断路器(D)。
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