CN103187200A

CN103187200A - 电气开关设备，特别是紧凑断路器

Info

Publication number: CN103187200A
Application number: CN2012105826786A
Authority: CN
Inventors: J.马格努斯; T.马利希
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: DE102011090052A1; US9318293B2; US20130168359A1; CN103187200B

Abstract

本发明涉及一种电气开关设备（1），其具有带有消弧室的电弧消除装置；具有与所述消弧室连接的吹出通道（2）以将在消弧室中产生的等离子体和/或气体从所述电气开关设备（1）中吹出；并且具有连接装置（3）以将电导线连接到所述电气开关设备（1）上，其中，所述连接装置（3）具有金属部件（4），所述金属部件在第一端部（5）上与所述电气开关设备（1）导电连接，并且所述金属部件在其第二端部（6）上具有连接固定装置（7）以连接电导线，其中，所述连接装置（3）的金属部件（4）穿过所述吹出通道（2）从所述电气开关设备（1）中被引导出来。

Description

电气开关设备,特别是紧凑断路器

技术领域

本发明涉及一种电气开关设备，特别是一种紧凑断路器，其具有带有消弧室的电弧消除装置；具有与消弧室连接的吹出通道以将在电弧室中产生的等离子体和/或气体从电气开关设备中吹出；并且具有连接装置以将电导线连接到电气开关设备上，其中，所述连接装置具有金属部件，所述金属部件在第一端部上与电气开关设备导电连接，并且所述金属部件在其第二端部上具有连接固定装置以连接电导线。

背景技术

这种类型的电气开关设备、如紧凑断路器的任务在于，当出现一定干扰时，能够使多个负载与供电电网脱耦。经典的干扰是出现短路电流，并且传统的方式是为此设计断路器，以便在出现这种短路电流时移动开关元件，并且脱开负载与电网之间的连接。

在这种类型的电气开关设备中，在由短路引起的触发过程或者手动触发的情况中必要时在有载荷的情况下，在两个在此分开的触点之间可能产生电弧，所述电弧会导致所述触点的破坏或者所述电气开关设备损坏。为了能有针对性地导出产生的电弧，这种类型的电气开关设备具有电弧消除装置。

伴随电弧在电气开关设备的消弧装置的内部，特别是在消弧装置的消弧室（L?schkammer）的内部会附加地产生气体或者等离子体，所述气体/等离子体是通过电弧的高能量密度产生的。这导致电气开关设备的壳体中的迅速的压力升高。为了避免压力的升高将产生的气体或者说产生的等离子体从电气开关设备的壳体中吹出。为此设置吹出通道，所述吹出通道特别是布置在电弧消除装置的端部上或者说布置在电弧消除装置的消弧室的端部上，所述端部背离电气开关设备的触点。吹出通道能够通到电气开关设备的一侧上或者通到电气开关设备的背面。

例如在电气开关设备中，如在具有双重断路装置的紧凑断路器中公开了：在短路时产生的等离子体在电气开关的一侧上在接头导轨的下方、也就是在用户侧接头的下方被引出。通过这一措施使得连接技术装置（Anschlusstechnik）的结构空间、特别是背面的连接技术装置的结构空间受到限制，并且在采用背面连接技术装置的情况下，显著地减小吹出横截面。

对于若干紧凑断路器来说该问题通过下述措施来解决：所述紧凑断路器通过在壳体下部件中成型的轮廓引导等离子体经过连接技术装置旁。由此使得吹出通道的可供使用的吹出横截面受到显著的限制，并且只有余下的结构空间可供背面的连接技术装置使用。

此外还有在开关轮廓的外部向后面引导背面的连接技术装置的紧凑断路器，然而由此显著地增大了电气开关设备的结构空间。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种电气开关设备、特别是断路器，比如像紧凑断路器，所述电气开关设备可避免在这种电气开关设备的前述的缺点。特别是应当提供一种电气开关设备、特别是断路器、比如像紧凑断路器，所述电气开关设备尽管设有背面的电连接装置和用于从电气开关设备中吹出气体或者等离子体的吹出通道，但是所述电气开关设备仍然紧凑地设计，并且在所述电气开关设备中能保证气体或者等离子体良好地、特别是对称地流过吹出通道。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的电气开关设备、特别是紧凑断路器来完成。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。

该任务通过一种电气开关设备来完成，所述电气开关设备具有带有消弧室的电弧消除装置；具有与所述消弧室连接的吹出通道以将在消弧室中产生的等离子体和/或气体从所述电气开关设备中吹出；并且具有连接装置以将电导线连接到所述电气开关设备上，其中，所述连接装置具有金属部件，所述金属部件在第一端部上与所述电气开关设备导电连接，并且所述金属部件在其第二端部上具有连接固定装置以连接电导线。此外，对于所述电气开关设备规定，引导所述连接装置的金属部件穿过所述吹出通道。

尽管设置了连接装置以及用于从电气开关设备中吹出气体和/或等离子体的吹出通道，但这样设计的电气开关设备仍然紧凑地设计。通过连接装置的金属部件穿过吹出通道并未扩大电气开关设备的结构空间，并且仍然保持电气开关设备存在的连接间距。此外，金属部件穿过吹出通道还具有如下优点：能够保持吹出通道的横截面的减小最少，并且同时保证金属部件的连接横截面最大。这通过下述措施可以实现，即电连接装置和吹出通道的分界不需要附加的双重壁厚。此外，通过金属部件穿过吹出通道能够保证气体和/或等离子体良好地，特别是对称地流过吹出通道。

通过用于电导线的连接装置的金属部件的穿通，电气开关设备的尺寸保持恒定，也就是说，对于连接装置和/或吹出通道的结构来说不需要附加的结构空间。吹出通道在一侧与电气开关设备的电弧消除装置的消弧室连接。吹出通道的第二端部有利地在电气开关设备的壳体壁中终止，从而能够将流过吹出通道的气体或者说等离子体从电气开关设备中输送出来。在此，在电弧消除装置的消弧室的内部产生的气体或者产生的等离子体穿过吹出通道，在旁边经过金属部件的一部分从电气开关设备的壳体中被吹出来，所述气体/等离子体是通过电弧的高能量密度产生的。

连接装置的金属部件的、被引导穿过吹出通道那一部分能够以不同倾斜度穿过吹出通道延伸。其中，金属部件穿过吹出通道的壁进入到所述吹出通道中，并且穿过电气开关设备的壳体中的开口从吹出通道中被引导出来。然而优选的是，金属部件穿过吹出通道的壁进入到所述吹出通道中，并且穿过吹出通道的壁的另一个区域又从该吹出通道中穿出来。根据本发明的一种优选的改进方案可在电气开关设备中规定，金属部件垂直于或者基本上垂直于等离子体或者气体的穿流方向地穿过吹出通道布置。也就是说，金属部件与吹出通道交叉。在此，如此引导金属部件穿过吹出通道，从而气体或者等离子体流经金属部件的一侧旁。有利地，金属部件如此穿过吹出通道延伸，从而气体或者说等离子体在两侧从金属部件旁流过。这保证从电气开关设备的消弧室中出来的气体或者说等离子体对称地从金属部件旁流过，从而保证了从吹出通道吹出的气体或者说等离子体不受干扰。这就是说，气体或者说等离子体在两侧围绕金属部件的环流保证了等离子体或者说气体的特别对称的流动，并且保证了从吹出通道流出的等离子体或者说气体的无旋涡的流出特性。

按照本发明的一种特别优选的改进方案可在电气开关设备中规定，吹出通道在电气开关设备的一侧上终止，并且连接装置的金属部件在电气开关设备的背面从电气开关设备中伸出来。通过这一措施保证了产生一种与电气开关设备电连接的可能性，即这种电连接不妨碍相邻的电气开关设备的布置，并且同时保证了从电气开关设备中吹出气体或者说等离子体。在电气开关设备的背面引出连接装置或者说连接装置的金属部件保证了不妨碍用户侧的连接装置、特别是连接导轨。也就是说在吹出通道和连接装置的这种结构中，也就是说在用户侧的连接装置下面、特别是在连接导轨下面保证了电气开关设备的结构空间不会增大。能够保持电气开关设备的原来存在的连接间距。

因此，优选在一种电气开关设备中规定，金属部件布置在电气开关设备的正面的连接机构下面，特别是布置在电气开关设备的正面的连接导轨下面。

按照本发明的另一种优选的改进方案在电气开关设备中可以规定，金属部件至少在穿过吹出通道的区域中通过元件进行包封。有利的是，金属部件除了其第一端部和其第二端部、也就是连接固定装置外都通过绝缘元件进行包封，金属部件利用所述第一端部与电气开关设备电连接。通过这一措施除了安全方面外还能够保证在该区域中可靠地防止金属部件的腐蚀。

此外，在电气开关设备中还能够规定，金属部件由电气开关设备的壳体元件支承，其中，引导吹出通道穿过壳体元件或者至少部分地由壳体元件形成。通过这一措施保证了，金属部件可靠地支承在电气开关设备上。由于吹出通道被引导穿过壳体元件，吹出通道也可靠地支承在电气开关设备上。吹出通道优选至少部分地由壳体元件形成。通过这一措施在制造电气开关设备时可节省成本，因为不必制造附加的吹出通道。特别是吹出通道能够与电气开关设备的壳体元件一体地构造。

代替在前段中所描述的电气开关设备，按照本发明的一种特别优选的改进方案能够在电气开关设备中规定，金属部件由能够拆卸地固定在电气开关设备上的绝缘机构支承，所述绝缘机构至少包围着金属部件的区域。金属部件与绝缘机构一起形成能够固定在电气开关设备上的单元。在此，由金属部件和绝缘机构组成的单元能够布置在电气开关设备上，特别是布置在电气开关设备的相应设置的容纳部中。这样的电气开关设备是特别优选的，其中由金属部件和绝缘机构组成的单元布置在正面的连接机构下面，特别是布置在电气开关设备的正面的连接导轨下面。电气开关设备的这种构造能够简单而快速地将所述单元固定到电气开关设备上，或者又从其上拆卸下来。同样也可保证，通过将绝缘机构固定在电气开关设备上使金属部件能够简单而可靠地与电气开关设备电连接。

这样的电气开关设备是优选的，其中，绝缘机构完全地或者至少部分地形成吹出通道。这样能够如此设计绝缘机构，从而该绝缘机构能够直接地连接到电气开关设备的电弧消除装置的消弧室上。在这种情况下，所述吹出通道完全由绝缘机构形成。代替地可以规定，可更换的绝缘机构只形成电气开关设备的吹出通道的一部分。吹出通道的另一部分或者由电气开关设备的壳体的区域形成，和/或由电弧消除装置的消弧室的区域形成。

金属部件的第一端部与电气开关设备导电连接。这种电气开关设备是优选的，其中，金属部件的第一端部具有扁平接头、特别是多次弯折（mehrfach abgewinkelt）的扁平的接头或者具有设有螺纹的螺栓接头。通过这一措施保证，连接装置的金属部件的第一端部能够简单地与电气开关设备的相应的电接头连接。

按照本发明的另一种优选的改进方案可在电气开关设备中规定，在金属部件的、被引导穿过吹出通道的区域中布置有至少一个流线形物体。这就是说，优选至少一个流线形物体在穿过吹出通道的区域中包围所述金属部件。通过这一措施保证，沿着金属部件流动的气体或者说沿着金属部件流动的等离子体可无旋涡地沿着金属部件进行引导，以便保证快速而简单地吹出气体或者说等离子体。当然在穿过吹出通道的区域中围绕金属部件也可设置两个或者多个流线形物体。至少一个流线形物体能够直接布置在金属部件上。这种电气开关设备是优选的，其中，至少一个流线形物体是绝缘机构的一部分。在此，所述至少一个流线形物体能够如此布置在绝缘机构上，从而所述流线形物体不引起在金属部件上或者围绕金属部件流动的气体或者说等离子体的涡流（Verwirbelung）。所述至少一个流线形物体具有导向部件的功能。

所述电气开关设备可以是断路器、特别是紧凑断路器。特别优选的是，所述电气开关设备是具有双重断路装置的紧凑断路器。所述紧凑断路器的双重断路装置优选设计为旋转的双触点。在这种紧凑断路器中优选设置两个分别具有消弧室的电弧消除装置。此外，这种紧凑断路器优选对于每个电弧消除装置来说具有用于电弧消除装置的相应的消弧室的吹出通道。此外，这种的紧凑断路器对于每个吹出通道来说具有如前面所述的、特别是按照权利要求1设计的相应的连接装置。

附图说明

下面借助附图对本发明及其改进方案以及其优点进行详细说明。附图分别示意性地示出：

图1是按照根据本发明的结构原理设计的电气开关设备的连接装置的透视图；

图2是按照根据本发明的结构原理设计的电气开关设备的另一个连接装置的透视图；

图3是按照根据本发明的结构原理设计的电气开关设备的第三连接装置的透视图；

图4是按照根据本发明的结构原理设计的电气开关设备的第四连接装置的透视图；

图5是按照图3的连接装置的透视图；

图6是由电气开关设备的按照图5的连接装置以及绝缘机构组成的单元的透视图，所述电气开关设备是按照根据本发明的结构原理设计的；

图7是按照图1的连接装置的另一个示图；

图8是由电气开关设备的按照图7的连接装置以及绝缘机构组成的单元的透视图，所述电气开关设备是按照根据本发明的结构原理设计的；

图9是按照根据本发明的结构原理设计的电气开关设备的、在其上连接有三个不同的连接装置的区域的透视图；

图10是按照根据本发明的原理设计的电气开关设备的区域的透视图，在所述区域上布置有三个与图9相比较不同的连接装置。

在图1到图10中具有相同功能和相同工作原理的元件分别用相同的附图标记表示。

具体实施方式

在图1到图4中分别示意性地示出了用于电气开关设备1的不同的连接装置3的透视图，所述电气开关设备按照根据本发明的结构原理设计。所有四个连接装置具有金属部件4，所述金属部件具有用于与电气开关设备1连接的第一端部5；并且具有带有连接固定装置7的第二端部6，所述连接固定装置用于连接外部电导线。根据图1到图4的连接装置3的金属部件4如此构造，从而它们可穿过所述电气开关设备1的吹出通道。特别是连接装置3具有区域15，所述区域可穿过电气开关设备1的吹出通道2。利用附图标记14表示金属部件4的中间区域，所述中间区域具有多角的、特别是矩形的横截面，所述矩形的横截面用作连接装置3相对于电气开关设备1的、特别是相对于电气开关设备1的壳体元件的，或者相对于绝缘机构11的扭转止动器（Verdrehsicherung）。

图5示出了根据图1的连接装置3的透视图。所述连接装置3的金属部件4的第一端部5设计为具有内螺纹的螺栓接头12。该螺栓接头12用于将金属部件4简单地固定在相应的导电部件上，特别是固定在电气开关设备1的螺纹紧固件上。

图6示出了根据图5的连接装置的透视图，所述连接装置布置在绝缘机构11上。所述绝缘机构11包围第一端部5、中间区域14以及金属部件4的穿过绝缘机构11的吹出通道2形成的区域。也就是说，所述金属部件4由绝缘机构11支承。绝缘机构11优选设计为塑料部件。绝缘机构11形成吹出通道2。在此，连接装置3如此布置在绝缘机构11上，从而引导连接装置3的金属部件4穿过吹出通道2。特别是金属部件4垂直于等离子体或者气体的穿流方向8穿过吹出通道2地布置。此外，绝缘机构11具有至少一个流线形物体13，所述流线形物体沿穿流方向8布置在金属部件4的区域上，所述金属部件被引导穿过吹出通道2。至少一个流线形物体13保证气体和/或等离子体围绕位于吹出通道2区域中的金属部件4的对称流动。特别是流线形物体13可在不减小吹出通道2的吹出横截面的情况下保证气体或者等离子体的无旋涡的流出特性。通过连接装置3的金属部件4穿过绝缘机构11的吹出通道2的这种类型的结构保证了，在连接由绝缘机构11和连接装置3组成的单元之后不增大电气开关设备1的结构空间。通过连接装置3的金属部件4穿过绝缘机构11的吹出通道2能够最小地减小吹出通道2的吹出横截面，并且同时能够实现金属部件4的最大的连接横截面。这特别是通过下述措施得到保证，即为了连接装置3和吹出通道2的分界不需要附加的双重壁厚。

图7和图8与图5和图6相对应，其中，与根据图5和图6的连接装置3相比较，该连接装置3在金属部件4的第二端部6上具有另一个连接固定装置7。

在图9和图10中分别示意性地示出了电气开关设备1的、在其上设置有电气开关设备1的连接装置3和吹出通道2的区域。电气开关设备1具有三个正面的连接机构10，并且这些连接机构用于通过电气开关设备1的用户连接电导线。除了这些正面的连接机构10外还布置有三个连接装置3，这些连接装置用于将附加的电导线与电气开关设备1连接。所述连接装置3分别通过绝缘机构11支承，所述绝缘机构在正面的连接机构10的下方布置在电气开关设备1的轮廓内部。在此，引导连接装置3的金属部件4在背面从电气开关设备1穿过吹出通道2，并且由此形成到电气开关设备1上的背面的电连接。每个金属部件4由可见的、固定在电气开关设备1上的绝缘机构11支承。每个绝缘机构11构成吹出通道2的至少一部分，并且具有至少一个流线形物体13，所述流线形物体13布置在金属部件14的穿过吹出通道2延伸的区域15的旁边。连接装置3的金属部件4具有中间区域14，所述中间区域具有非圆形的横截面、特别是矩形的横截面，通过这一措施保证了，金属部件4的第一端部5如此布置在电气开关设备1中，从而该端部可简单地与相应的正面的连接结构10导电连接。优选地，连接装置3的金属部件4的第一端部5具有多次弯折的扁平接头、特别是具有以45°逐步弯折的扁平接头，所述扁平接头可锁定在电气开关设备1的相应的电导线上。在图9和图10中金属部件4的第一端部5设计为设有螺纹的螺栓接头12。金属部件4的第二接头6也可以设计为扁平接头、特别是多次弯折的扁平接头或者设计为设有螺纹的螺栓接头12。

附图标记列表：

1 电气开关设备

2 吹出通道

3 连接装置

4 金属部件

5 金属部件的第一端部

6 金属部件的第二端部

7 连接固定装置

8 穿流方向

9 电气开关设备的背面

10 电气开关设备的正面的连接机构

11 绝缘机构

12 螺栓接头

13 流线形物体

14 金属部件的中间区域

15 金属部件在吹出通道中的区域

Claims

1.电气开关设备（1），其具有带有消弧室的电弧消除装置；具有与所述消弧室连接的吹出通道（2）以将在消弧室中产生的等离子体和/或气体从所述电气开关设备（1）中吹出；并且具有连接装置（3）以将电导线连接到所述电气开关设备（1）上，其中，所述连接装置（3）具有金属部件（4），所述金属部件在第一端部（5）上与所述电气开关设备（1）导电连接，并且所述金属部件在其第二端部（6）上具有连接固定装置（7）以连接电导线，其特征在于，引导所述连接装置（3）的金属部件（4）穿过所述吹出通道（2）。

2.按照权利要求1所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）垂直于或者基本上垂直于等离子体或气体的穿流方向（8）穿过所述吹出通道（2）地布置。

3.按照权利要求1或2所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述吹出通道（2）在所述电气开关设备（1）的一侧上终止；并且所述连接装置（3）的金属部件（4）在所述电气开关设备（1）的背面（9）上被从所述电气开关设备（1）中引导出来。

4.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）布置在所述电气开关设备（1）的正面的连接机构（10）、特别是正面的连接导轨的下方。

5.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）至少在穿过所述吹出通道（2）的区域中由绝缘元件包封。

6.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）由所述电气开关设备（1）的壳体元件支承，其中，所述吹出通道（2）被引导穿过所述壳体元件或者至少部分地由所述壳体元件形成。

7.按照前述权利要求1到6中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）由能够拆卸地固定在所述电气开关设备（1）上的绝缘机构（11）支承，所述绝缘机构至少包围所述金属部件（4）的区域。

8.按照权利要求7所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述绝缘机构（11）完全或者至少部分地形成所述吹出通道（2）。

9.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述金属部件（4）的第一端部（5）具有扁平接头、特别是多次弯折的扁平接头，或者具有设有螺纹的螺栓接头（12）。

10.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，围绕所述金属部件（4）的区域布置有至少一个流线形物体（13），引导所述金属部件穿过所述吹出通道（2）。

11.按照权利要求10和权利要求8所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述至少一个流线形物体（13）是所述绝缘机构（11）的一部分。

12.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述电气开关设备（1）是断路器、特别是紧凑断路器。

13.按照前述权利要求中至少一项所述的电气开关设备（1），其特征在于，所述电气开关设备（1）是具有双重断路装置的紧凑断路器。