CN103155071A

CN103155071A - 用于低压电开关设备的开关装置

Info

Publication number: CN103155071A
Application number: CN2011800480094A
Authority: CN
Inventors: K·汉德勒
Original assignee: Eaton Industries GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-06-12
Also published as: WO2012017090A1; EP2416332A1; EP2601661A1; US20130192969A1

Abstract

本发明涉及一种用于低压电开关设备的开关装置（100），具有一个旋转触点，所述旋转触点具有承载至少两个终端触点（410）的开关件（400）和用于施加接触力的机构（300），壳体和灭弧室（600）。恰恰在DC应用中要求触点之间大的隔离区段。为了增大所述隔离区段，本发明建议，将承载终端触点（410）的接触件（400）支承在空间可变的旋转点（216,226）上。

Description

用于低压电开关设备的开关装置

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求前序部分的用于低压电开关设备的开关装置。

背景技术

这样的开关装置通常具有单断式或双断式的触点装置。

由EP1523020A1公开了一种尤其是用于多极低压负荷隔离开关的具有单断式旋转触点的开关装置。在此，所述开关具有绝缘材料壳体，在所述壳体中构造有两个室，这些室中的第一室作为灭弧室及具有可比体积的第二室作为连接室起作用。单断式旋转触点可在轴承中移动，其中，所述旋转触点被构造为双臂杠杆，所述双臂杠杆的第一杠杆臂支承接触件，所述接触件与第一电流连接轨上的固定触点形成开关接触。所述旋转触点的第二杠杆臂与弹性导体相连接，所述导体与第二电流连接轨形成导电连接。存在触压弹簧，所述触压弹簧作用在旋转触点和开关轴或开关轴区段上。

由DE10061394A1公开了一种开关装置，所述开关装置包含双断式旋转触点，所述触点具有配置给每个极的开关驱动装置。所述旋转触点围绕垂直于旋转触点的纵向伸展的轴被可转动地支承在绝缘材料壳体中的轴承中。实际的开关由两个固定的、与导电轨连接的接触件和一个被浮动地支承的、双臂式构造的可转动接触件组成，后者承载与固定的接触件配合作用的终端触点。优选被构造为转动弹簧的两个触压弹簧支撑在旋转接触件上的轴承栓上，并且分别将在闭合运动方向上的转矩作用到旋转接触件上。

因此，已知的开关装置具有固定触点和可动触点。所述固定触点限定了触点之间要达到的隔离区段。在直流电应用情况（DC-应用情况）中期望大的隔离区段。在现有技术中，将被设计用于交流电应用（AC-应用）的传统开关装置应用于DC-应用。为了实现所要求的大的接触区段，两个已有的电流通路串联连接。为了借助已有的开关设备实现DC-开关装置，也可使用四极的AC开关设备，在所述开关设备中，每两个相位串联连接，例如用于1000V DC的穆勒（Moeller）负荷隔离开关，如N2-4-160-S1-DC至N4-4-1400-S1-DC。这样的解决方案的缺点在于这样的4极开关设备的空间需求较大，尤其是通过通常由银合金制成的所需接触板的加倍所引起的成本较高，以及接触装置在接通或断开状态下产生电弧时的吹弧（Blaswirkung）与DC-应用不匹配。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于低压电开关设备、尤其是用于DC-应用情况的开关装置，所述开关装置避免了这些缺点。

基于开始所述类型的开关装置，根据本发明，所述任务是通过独立权利要求1的全部特征解决的。本发明的其它有益配置可从从属权利要求2至8中得出。

根据本发明的开关装置的特征在于，对于每个相位存在两个可动开关件。相位的两个开关件通过杠杆系统支承在所述开关装置的壳体中。在此，所述杠杆系统分别包括一个导向杠杆和一个摆动杠杆，这些杠杆分别通过一个刚性轴固定在开关装置的壳体上，并通过一个可动轴固定在各自的开关件上。在关断情况中，摆动杠杆从接通（EIN）位置运动到关断（AUS）位置，并且两个开关件由此彼此相离地摆动。因此，所述开关装置特别适合用于其中需要用于断开的大的打开区段的DC-及高电压。

根据本发明，杠杆通过可动的铰链与开关件相连接，使得所述铰链在接通情况中运动成圆弧。

在本发明的优选实施方案中，杠杆由绝缘材料制成。

在另一个实施方案中，杠杆包括芯和护套。在此，所述芯材料可由可高负荷的材料、例如钢或铝构成。所述护套材料在此可由绝缘材料制成。

在另一个优选实施方案中，触压弹簧作用在摆动杠杆上。已被证明为有利的是，触压弹簧被设计为拉力弹簧，所述弹簧在接通位置中施加力到接触件上，所述力向着相应的其它接触件的方向起作用。

在有利的实施形式中，所述开关件在第一端部上包括（一些）接触板。

在特别有利的实施方案中，接触板在其接通运动时经过的轨迹曲线从灭弧室旁边经过。已经证实为特别有利的是，所述灭弧室被设计为连续地穿过由接触板经过的整个轨迹曲线。

根据本发明的开关装置适用于交流电应用情况，但是也特别适用于直流电应用情况。

附图说明

根据附图中示出的实施例详细说明了本发明。其示出了：

图1为在接通位置上的开关装置的原理图

图2为以侧视图形式示出的在关断位置上的开关装置的原理图

图3为以俯视图形式示出的开关装置的原理图和截面。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的开关装置（100）在位置“接通”中的原理图。所述开关装置（100）包含两个可动开关件（400），所述开关件分别在导向杠杆（210）和摆动杠杆（220）的第一端部上可动地支承在具有可动轴（216,226）的轴承中。所述导向杠杆（210）和摆动杠杆（220）通过其各自的第二端部上借助具有刚性轴（215,225）的轴承支承在（未示出的）壳体中。所述导向杠杆的可动轴（216）可绕其具有刚性轴（215）的导向杠杆轴承在所述空间中的圆形轨道（218）上运动。所述摆动杠杆的可动轴（226）同样可在绕其具有刚性轴（225）的摆动杠杆轴承的圆形轨道（228）上运动。借助于作用在摆动杠杆（220）上的触压弹簧（300）施加接触力。但是，也可能的是，可使触压弹簧（300）作用在摆动杠杆（220）的其它位置上或作用在开关件（400）本身上。在此，所述摆动杠杆（220）被简化示出，以便描绘出旋转点（225）和（226）的刚性连接。在一些实施方案中，所述功能通过开关轴转换。所述导向杠杆（210）以及摆动杠杆（220）可由绝缘材料制成。但是也可能的是，导向杠杆（210）及摆动杠杆（220）由具有芯和护套的夹层结构制成，其中，芯材可以是机械上稳固的、但不必绝缘的材料，及护套材料可由绝缘材料制成。

在图2中以原理图形式描绘了根据本发明的在位置“关断”中的开关装置（100）。两个开关件已经在空间中绕着导向杠杆和摆动杠杆的可动轴（216,226）转动，其中，这些可动轴（216,226）在其圆形轨迹（218,228）上相应地运动。尽管所述导向和摆动杠杆（210,220）仅略微运动，开关件的终端触点（410）已经运动得相离很远。此外，沿终端触点（410）在其打开位移中描绘的轨迹曲线可见连续的灭弧室（600）。在所述灭弧室（600）中布置了灭弧元件（610）。所述灭弧元件（610）可包括板材，所述板材分隔并冷却电弧，并且从其中吸取能量，以便用于熄灭电弧。在相应的电流负载的情况下接通时所产生的电弧（500）沿着所述灭弧室（600）从一个接触板延伸到另一个接触板，从而能够实现灭弧的优化。在触点打开时，所述电弧借助（两侧上的）开关件形成电流回路，所述电流回路快速地将电弧引入灭弧室并且导致电弧熄灭。

图3以俯视图的原理图和截面图的形式示出了开关装置的截面。在所述附图中可见两个壳体半部（710,720）的部件，其中，导向杠杆通过其刚性轴（215）支承在所述壳体半部（710,720）之间。所示出的开关装置具有开关件，每个开关件分别具有一个与开关件（400）一起位于纵向轴线上的导向杠杆（210）及分别具有两个摆动杠杆（220），其中，所述摆动杠杆（220）被相对于开关件（400）的纵向轴线平行地布置，并且位于开关件（400）的侧面。凹槽（730）位于所述壳体半部（710,720）中，杠杆（220,210）和轴（216,226）可在所述凹槽中运动。两个壳体半部（710,720）共同形成开关装置的壳体，其中，其分隔在开关件（400）的纵向轴线方向延伸。

附图标记列表

100 用于低压电开关的开关装置

210 导向杠杆

215 具有刚性轴的导向杠杆轴承

216 导向杠杆的可动轴

218 导向杠杆的可动轴的可能的几何位置的圆周

220 摆动杠杆

225 具有刚性轴的摆动杠杆轴承

226 摆动杠杆的可动轴

228 摆动杠杆的可动轴的可能的几何位置的圆周

300 触压弹簧

400 开关件

410 终端触点

500 电弧

600 灭弧室

610 灭弧元件

710 第一壳体半部

720 第二壳体半部

730 在壳体中用于杠杆和轴的凹槽

Claims

1.用于低压电开关（100）的开关装置，包含具有承载至少两个终端触点（410）的开关件（400）的旋转触点和用于施加接触压力的机构（300）、壳体和灭弧室（600），其特征在于，

所述承载至少两个终端触点（410）的开关件（400）被支承在空间可变的旋转点（216,226）中。

2.根据权利要求1所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述空间可变的旋转点（216,226）分别具有一个导向杠杆（210）和一个摆动杠杆（220）。

3.根据权利要求2所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述导向杠杆（210）和摆动杠杆（220）分别在壳体上与空间刚性轴（215,225）及在开关件（400）上与空间可动轴（216，226）形成结合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述导向杠杆（210）和摆动杠杆（220）具有绝缘材料。

5.根据权利要求1至3所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述导向杠杆（210）和摆动杠杆（220）包括芯和护套，其中，所述护套具有绝缘材料。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述用于施加接触压力的机构（300）具有触压弹簧。

7.根据权利要求4所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述触压弹簧（300）被设计为拉力弹簧。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于低压电开关（100）的开关装置，其特征在于，所述灭弧室（600）被连续地构造在沿接触件的整个可能的打开位移上。