CN102956375B - 在出现高电流时具有电动补偿的电力接触装置 - Google Patents

Abstract

一种电力接触装置，包括耐短路电流的接触。它包括静止接触元件(11)和可动接触元件(12)，该两个元件呈两个并置盘绕弯转的形式，设置为在打开位置彼此面对。每个盘绕弯转都由导磁和导流的材料制造，以构成用作电力接触的单件，作为产生感应磁场的线圈，并且作为执行加强且引导所述磁场的磁路。

Description

在出现高电流时具有电动补偿的电力接触装置

技术领域

本发明涉及电控设备的电力接触装置，包括：

-至少第一静止接触元件和第二可动接触元件，设计为占据关闭位置和打开位置，在关闭位置它们建立电接触和电流流动，在打开位置两个接触元件彼此分开以中断电流的流动，

-以及电动补偿装置，用于在发生短路电流时保持接触元件在关闭位置，所述补偿通过两个接触元件中在相同的方向上发生的电流流动引起的电动吸引作用实现。

该电控设备没有任何的遮断电容，而是它的接触必须在短路发生时强制性地保持关闭，所述短路通过连接线路端的保护电路断路器消除。

背景技术

为了保证发生短路时接触的安全性，已知通过作用在相反方向上的相反电动力补偿作用在接触之间的电动排斥力。

可运动接触上作用的力与电流的平方成比例，但是与接触之间的距离成反比。该距离必须不太大以在很小或中型的过电流上具有显著的作用。另一方面，在很大短路电流的情况下，电动力很高且可能变形铜接触部分。

文件FR2905795涉及接触装置，其包括两个可分开的接触元件，在关闭位置上彼此平行方式延伸，其每一个都配备一对接触垫。在关闭位置，两个接触元件设置为彼此面对，并且并联电连接，从而电流在两个接触元件之间共享，流动在后者的相同方向上。这导致保持接触垫导通的电力吸引力。这些力不受可能的磁路饱和影响，因为每一个都发生在空气中。在大的短路电流上，吸引力非常高，并且可能变形具有延长分支的接触元件。这样的接触装置还需要每个接触元件的两个接触垫，这增加了制造成本。

另一个已知的方案包括利用U状磁路以保持导通接触。这导致由于饱和引起的吸引力限制，但是增加了电流中断室的空间。

发明内容

本发明的目标在于提供小尺寸的电力接触装置，其具有经过改善的电动补偿而与电流强度无关。

根据本发明的接触装置的特征在于，两个静止和运动接触元件呈现两个并置盘绕弯转的形式，设置为在打开位置上彼此面对，每个盘绕弯转由导磁和导流的材料制造，以构成用作电力接触，用作产生感应磁场的线圈，并且用作执行加强且引导所述磁场的磁路的单个部件。

在关闭位置，当电流从可动接触元件流动到静止接触元件时，线圈用串联的两个盘绕弯转获得，从而形成由盘绕弯转自身引导的磁场，这是因为它们还用作磁路。这导致在移动盘绕弯转和固定盘绕弯转之间的电动吸引力，以在短路或过电流的情况下保持接触关闭。这样的接触装置要求很少部件来获得所希望的补偿力。

两个盘绕弯转还能限制磁材料饱和后的电动力，这防止了接触元件在强电流上的变形。

该电控设备可为电力开关、接触器或换向开关。

根据本发明的一个特征，第一接触元件和第二接触元件由钢金属材料制造或通过烧结金属磁粉与热塑性粘合剂而制造。

根据本发明的另一个特征，第一静止接触元件和第二可动接触元件的两个盘绕弯转在打开位置延伸在两个平行平面中，第二可动接触元件安装为在竖直轴上枢转。

根据优选实施例，第二可动接触元件插设在第一静止接触元件和第三静止接触元件之间，以构成具有两个关闭位置的电流-换向接触装置，位于中间打开位置的每一侧上。第三静止接触元件为盘绕弯转形状，由与第一静止接触元件的盘绕弯转相同的材料制造，并且以与后者平行的方式延伸。

这样的接触装置应用于三相换向开关，其能使三相电动机的旋转方向通过换向两相之间的连接而反转。该换向开关的接触在短路电流的情况下保持关闭。

换向开关的极被容纳在由绝缘材料制造的壳体的三个并置隔间中，其中：

-两个端极的第一静止接触由与第一连接端连接的第一连接导体电互连，

-两个端极的第三静止接触由与第三连接端连接的第二连接导体互连。两个连接导体彼此平行且绝缘，并且没有电流中断间隙的贯通导体优选地集成在中间极中。

附图说明

通过下面对本发明实施例的描述，其它的优点和特征将变得更加明显易懂，本发明的实施例仅以非限定性示例的目的给出，并且表示在附图中，其中：

-图1是根据本发明的接触装置的分解透视图，其包括单一静止接触元件；

-图2表示本发明选择性实施例的同样视图，其双接触装置配备有换向开关类形的一对静止接触；

-图3示出了三相换向开关的两个端极的接触装置，在每个极中采用图2的接触装置；

-图4示出了具有三相换向开关的三个极的接触装置，其采用图3的接触装置，具有另外贯通导体集成在中间极中；

-图5是三相换向开关极的分解透视图，它的各个极容纳在由绝缘材料制造的外壳的三个并置隔间中。

具体实施方式

在图1中，用于电控设备的电力接触装置10包括第一静止接触元件11和第二可动接触元件12。后者安装为围绕竖直轴XX’枢转，竖直轴XX’由在竖直方向上排列的两个相对端13、14限定。第一静止接触元件11提供有接触垫15，接触垫15设置为面对牢固固定到第二可动接触元件12的另一个接触垫16。两个接触垫15、16可占据关闭位置或打开位置，在关闭位置它们建立电力接触和电流流动，在打开位置接触垫16与另一个接触垫15在枢转第二可动接触元件12后分开。该接触的分开中断了电流的流动。

接触装置10的打开和关闭操作通过容放在电力设备的壳体中的操作机构(未示出)执行。该控制功能设备，特别是开关、电流接触器或换向开关，没有任何的遮断电容，并且接触元件11、12在接触垫15、16之间易于产生电动排斥力的高强度电流的情况下必须完全保持在关闭位置。

为了补偿过电流的情况下的这些排斥力，静止接触元件11和可动接触元件12二者都为盘绕弯转(coiledturn)的形式，盘绕弯转由导磁和导电的材料制造。为了示例的目的，该材料可通过相对于传统铜导体增加截面由钢而制造，出于过热的原因。

也可通过MIM方法生产，MIM方法包括混合精细金属磁粉与热塑性粘合剂，以便获得可通过热塑性模制转换的材料颗粒。以这样方式获得的部件放置在炉子中以消除热塑性粘合剂，其以气体形式逃逸。炉子的温度升高能够烧结要获得的该件，这给后者提供了金属件的结构和结合力。

第一静止接触元件11和第二可动接触元件12的两个盘绕弯转在打开位置上延伸在两个平行的平面中，由减小的绝缘距离彼此分隔，适合于良好的绝缘强度。每个盘绕弯转具有底部分支17和顶部分支18，它们由细长窄缝19彼此分开，细长窄缝19延伸为垂直于第二可动接触元件12进行枢转的轴XX’的竖直方向。

由磁流传导材料制造的每个盘绕弯转形成单个部件，起到产生磁感应场的线圈和增强且引导所述磁场的磁路的动力接触的结合角色。

在示出接触装置10的分解透视图的图1中，可想象的是两个接触元件11、12是通过它们的接触垫15、16电接触。虚线TR表示当接触垫16与静止接触垫15配合时在关闭位置上的电流流动。应注意的是，电流流动的方向在两个回路的底部分支17中是相同的。在两个回路的两个顶部分支18的情况也相同。这样的电流流动在发生短路电流时导致两个回路之间的电动吸引作用。吸引力F1和F2与电流的平方成比例，并且由相同电流在接触垫15、16位置处所施加的斥力可以被补偿。因此，在存在短路电流时保证在关闭位置上保持接触元件11、12。短路电流在相对于电源设在线路端的保护电路断路器运行后被消除。

吸引力F1和F2由两个相邻磁材料回路所形成的磁路进一步加强。该磁路引导且集中两个串联盘绕弯转的线圈产生的磁场的磁力线，从而获得理想的吸引作用。

这样的具有接触装置10的电动补偿的结构可装配在出现短路电流时不必起反作用的任何电力设备中，特别是开关、接触器或换向开关。

参考图2，相同的参考标号用于表示与图1的接触装置10类似的那些部件。第二可动接触元件12插设在第一静止接触元件11和第三静止接触元件20之间以形成电流换向接触装置100，电流换向接触装置100具有两个关闭位置，位于中间打开位置的每一侧上。第三静止接触元件20呈盘绕弯转的形式，由与第一静止接触元件11的盘绕弯转相同的材料制造，并且以与后者平行的方式延伸。第二可动接触元件12的接触垫16可与第一静止接触元件11的接触垫15或与第三静止接触元件20的接触垫21接触(以虚线示出)。

如图2可见，两个接触元件11、12通过它们的接触垫15、16电力接触。虚线TR表示关闭位置上的电流流动，并且电流流动的方向与图1的相同，具有相同的吸引力F1和F2，用于电动补偿。在换向开关接触装置100的另一个状态下，第二可动接触元件12在相反的方向上枢转，从而接触垫16与第三静止接触元件20的接触垫21配合。在此情况下，还发现具有串联的两个盘绕弯转的线圈，具有相同的电动吸引力用于保持在关闭位置上。

图3示出了三相换向开关的两个端极R、T的接触装置200，每个极中采用图2的接触装置100。

两个端极R、T的第一静止接触元件11由与第一连接端子B1连接的第一连接导体22电互连。

两个端极R、T的第三静止接触元件20由与第三连接端子B3连接的第二连接导体23互连。

两个连接导体22、23彼此平行且绝缘。

图4示出了具有三相换向开关的三个极R、S、T的接触装置300，其采用图3的接触装置200，另外贯通导体24没有集成在中间极S中的电流中断间隙。该导体24由与第二连接端子B2连接的连续接触件形成，第二连接端子B2设置在换向开关的第一和第三终端B1、B2之间。

图5是三相换向开关极R、S、T的分解透视图，它的极R、S、T容放在由绝缘材料制造的壳体25的三个并置的隔间中。该隔间由竖直分隔壁26彼此绝缘，并且接触装置200通过开口的壳体25的顶部插设在端极R、T中。螺母27实现接触装置200的接触条在极中的固定。

然后，换向开关的最终装配通过配合贯通导体24在中间极S中而实现，伴随着装配执行机构和盖板(未示出)。

Claims (11)

1.一种电控设备的电力接触装置(10、100、200、300)，包括：

-至少第一静止接触元件(11)和第二可动接触元件(12)，设计为占据关闭位置和打开位置，在该关闭位置中它们建立电力接触和电流流动，而在打开位置所述第一静止接触元件(11)和所述第二可动接触元件(12)彼此分开以中断电流的流动，

-以及电动补偿装置，在发生短路电流时用于保持所述第一静止接触元件(11)和所述第二可动接触元件(12)在该关闭位置，所述补偿是通过在所述第一静止接触元件(11)和所述第二可动接触元件(12)中相同方向上发生电流流动引起的电力吸引作用来实现的，

其特征在于，该第一静止接触元件(11)和该第二可动接触元件(12)为两个并置的盘绕弯转的形式，设置为在该打开位置彼此面对，每个盘绕弯转都由导磁且导电的材料制造以构成用作电力接触，用作产生磁感应场的线圈，以及用作执行加强和引导磁场的磁路的单个部件，

所述第一静止接触元件(11)和所述第二可动接触元件(12)的两个盘绕弯转在该打开位置延伸在两个平行平面中。

2.根据权利要求1所述的接触装置(10、100、200、300)，其特征在于，该第一静止接触元件(11)和该第二可动接触元件(12)由钢金属材料制造。

3.根据权利要求2所述的接触装置(10、100、200、300)，其特征在于，该第一静止接触元件(11)和该第二可动接触元件(12)通过烧结磁性金属粉与热塑性粘合剂制造。

4.根据权利要求1至3之一所述的接触装置(10、100、200、300)，其特征在于，所述第二可动接触元件枢转地安装在竖直轴(XX’)上。

5.根据权利要求1至3之一所述的接触装置(100、200、300)，其特征在于该第二可动接触元件(12)插设在所述第一静止接触元件(11)和第三静止接触元件(20)之间，以构成具有两个关闭位置的换向电流接触装置，该关闭位置位于中间打开位置的每一侧上。

6.根据权利要求5所述的接触装置(100、200、300)，其特征在于该第三静止接触元件(20)为盘绕弯转的形状，由与该第一静止接触元件(11)的盘绕弯转相同的材料制造，并且以与后者平行的方式延伸。

7.根据权利要求6所述的接触装置(100、200、300)，应用于三相换向开关，它的极(R、S、T)容放在由绝缘材料制造的壳体(25)的三个并置隔间中，其特征在于：

-两个端极(R、T)的第一静止接触元件(11)由与第一连接端子(B1)连接的第一连接导体(22)电互连，

-两个端极(R、T)的第三静止接触元件(20)由与第三连接端子(B3)连接的第二连接导体(23)互连，

-该第一连接导体(22)和该第二连接导体(23)彼此平行且绝缘。

8.根据权利要去7所述的接触装置(300)，其特征在于所述极的中间极(S)包括与第二连接端子(B2)连接的贯通导体(24)，该第二连接端子(B2)设置在该换向开关的该第一和第三连接端子(B1、B3)之间。

9.一种电开关，采用根据权利要求1至4任何一项所述的接触装置。

10.一种电接触器，采用根据权利要求1至4任何一项所述的接触装置。

11.一种电力换向开关，采用根据权利要求1至8任何一项所述的接触装置。