CN104025234A - 用于针对由切换电弧所产生的粒子的防护装置 - Google Patents

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Abstract

一种防护装置，其用于在电连接单元的第一导电部件(31)和第二导电部件(32)相互分离时，提供针对由电弧所产生的粒子的防护，防护装置包括至少一个防护元件(43,44,45)，该至少一个防护元件被放置在接近于第一导电部件(31)和第二导电部件(32)分离之处，以便形成针对粒子的屏蔽。

Description

用于针对由切换电弧所产生的粒子的防护装置
技术领域
本申请涉及一种用于提供针对由切换电弧所产生的粒子的防护的装置。这种装置特别适用于高压(HV)和中压(MV)开关设备，特别是高压电路断路器，中压电路断路器以及发电机电路断路器。
背景技术
大多数电路断路器具有主电路和次电路，主电路用于在电路断路器处于闭合位置时传递电流，而次电路用于在期望将电路断路器置于断开位置时中断电流。
图1是文件EP-A-0982748(对应于美国专利US6 211 478)中所公开的电路断路器的纵向截面图，并且示出了主电路和次电路。这个图示出了呈现纵轴2的电路断路器的外壳1，外壳1由金属顶部3、金属底部4和中间部5所组成，中间部5由对金属顶部3和金属底部4进行连接的电绝缘材料制成。
主电路包括顶和底金属部3和4以及中间金属元件：固定到顶部3的接触部6，固定到底部4的接触部7，以及由一系列指状物所组成的可移动接触部8，可移动接触部8可以被移动以确保固定接触部6和7之间的连接(如在图中的轴2左侧的部分中所示)，或者为了不确保固定接触部6和7之间的连接(如在图中的轴2右侧的部分中所示)。
次电路包括插针14，插针14能够通过控制机构从高位置(参见图的左边部分)移动到低位置(参见图的右边部分)。插针14沿着纵向轴2滑动，同时受滑道13引导。在高位置处，插针14通过部件3的横向隔板9来电连接外壳的顶部3，横向隔板9在其中心处安装有郁金香形触头11。在低位置处，插针14不再电连接到外壳1的顶部3。
图1还示出了用于切换电弧的布置10，其容积18受隔板9、郁金香形触头11、圆形墙20和隔板15的限制，其中，圆形墙20由电绝缘材料制成，隔板15固定到部件4上并且在隔板15的中心处安装有喷嘴12。
此外，图1示出了电弧腔16、电弧17、圆形鼓风缝隙(circular blast slot)19、鼓风气缸21、鼓风活塞22、鼓风通道23和检验阀24。
在打开电路断路器的操作期间，主接触部(可移动接触部8和固定接触部6和7)最初分离，并且流过这些接触部的电流切换到次电路。这种切换导致固定接触部和可移动接触部之间的电弧。这种电弧产生火花，火花会干扰开关设备的介质强度。为了克服此缺陷，文件EP-A-0982748建议使用能收承受电腐蚀的材料。然而，虽然所发出的火花量会降低，但是对于开关设备的介质强度还是不利的。
发明内容
本发明的目标为提供一种防护装置，使得有可能对电弧现象的影响进行限制，通过这种方式，在瞬态条件和连续条件下，增加装备有这种安全装置的开关设备的输入/输入介质强度。
本发明首先提供一种防护装置，其用于在电连接单元的第一导电部件和第二导电部件相互分离时，提供针对由电弧所产生的粒子的防护，第一导电部件和第二导电部件均具有圆柱形的接触表面，并且第一导电部件和第二导电部件的分离是通过其中一个接触表面在另一个接触表面上的相对滑动来实现的，防护装置包括防护元件，防护元件被放置在接近于第一导电部件和第二导电部件分离之处，并且被放置成面向其中一个接触表面，以便形成针对粒子的屏蔽，防护元件是位于第一导电部件和第二导电部件的圆柱形外面的圆柱形防护元件，其特征在于：防护装置包括位于第一导电部件和第二导电部件的圆柱形里面的另一圆柱形防护元件。
防护元件或另一圆柱形防护元件由金属制成，或者是镀金属的
防护装置或另一圆柱形防护元件由电绝缘材料制成。
保护装置可以包括环形或者扇形的辅助防护元件，其位于第一导电部件和第二导电部件的圆柱形里面，大体上垂直于接触表面相对于彼此的滑动方向，并且面向未被相对于彼此滑动的接触表面所覆盖的接触表面。这个辅助防护元件可以由电绝缘材料制成。
再者，本发明提供一种电路断路器，包括主电路和次电路，主电路用于在电路断路器处于闭合位置时传递电流，次电路用于中断电流，以便将电路断路器置于断开位置，主电路包括电连接单元，电连接单元配备有上述的防护装置，以提供针对由电弧所产生的粒子的防护。
附图说明
通过非限制性的示例以及附图，可以更好地理解本发明，并且在阅读下文的详细说明后，其他优点和特征将会显现，其中：
图1是现有技术电路断路器的纵向截面图；以及
图2的示图用于解释根据本发明的用于提供针对由切换电弧所产生的粒子的防护的装置的操作。
具体实施方式
本发明发现了在电路断路器领域中一种特别有利的应用，其中，电路断路器具有用于传递连续电流的主电路和用于中断电流的次电路。一旦中断，本发明使得有可能处理主电路和次电路之间的切换问题。
图2的示图用于解释根据本发明的用于提供针对由切换电弧所产生的粒子的防护的装置的操作。
该附图示出了属于一个电连接单元的两个单独部件：第一导电部件31(通常，其为接触指)和第二导电部件32。部件31和32可以完全地、部分地或者完全不由能够很好地抵御电腐蚀的材料来制成。在图2中，部件31和32的将要进行接触的端子33和34提供有很好地抵御电腐蚀的材料。
对于提供有主电路和次电路的电路断路器而言，主电路的断开是通过部件32的相对运动来实现的。在部件31和32的分离期间，开关电弧如图2所示，分离是通过位于附图右侧的箭头来示出的。
图2还示出了一种用于针对由形成在部件31和32的端子之间的电弧所产生的粒子提供防护的装置。在这个示例性的实施例中，防护装置包括三个防护元件：元件43、44和45。
元件43、44和45被配置成捕获由开关电弧所释放的粒子，如图2中的曲线箭头所示。
元件44并不总是必要的。如果电路断路器的配置允许的话，元件44是可以省略的。
元件43是火花屏蔽，即，用于保持已释放粒子的屏蔽。这个元件总是可以起到防电晕盖的作用，并且使得有可能改善存在于电路断路器内部的电场的分配。为了充当防电晕盖，元件43必须由金属制成或者是镀金属的。
元件44和45非常接近于彼此相对移动的部件31和32，为此，元件44和45是由电绝缘材料制成的。
元件43和45可以被制成单个部件，如果这个部件是由绝缘材料制成的话。这个部件可以在其侧面镀有金属(图2中的交叉线所标记)，并且金属镀膜可以被设置成部件31的电势。
本发明的防护装置使得有可能阻止由电弧所产生的粒子穿透进入区域A，区域A经受高水平的电应力。
如果导电部件32(即，在这个示例中，导电部件为可移动部件)，或者至少其端子34，保持在元件45之下，直到切换电弧已经熄灭，那么本发明的防护装置所获得的效果将得以优化。
举例而言，元件43、44和45通过本领域已知的方式固定到电路断路器的固定部分。对于图1所示的类型的电路断路器，防护装置的元件43、44和45可以被固定到外壳1的顶部3，以在固定部件6和可移动部件8的分离期间，提供针对由电弧所产生的粒子的防护。
对于图1所示的电弧断路器，如果第一和第二部件31和32的接触表面为圆柱形，元件43和44也是圆柱形并且位于固定和可移动接触部6和8的任一侧。因此，元件45为环状。

Claims (6)

1.一种防护装置，其用于在电连接单元的第一导电部件(31)和第二导电部件(32)相互分离时，提供针对由电弧所产生的粒子的防护，所述第一导电部件(31)和所述第二导电部件(32)均具有圆柱形的接触表面，并且所述第一导电部件和所述第二导电部件的分离是通过其中一个接触表面在另一个接触表面上的相对滑动来实现的，所述防护装置包括防护元件(43)，所述防护元件(43)被放置在接近于所述第一导电部件(31)和所述第二导电部件(32)分离之处，并且被放置成面向其中一个接触表面，以便形成针对所述粒子的屏蔽，所述防护元件(43)是位于所述第一导电部件和所述第二导电部件的圆柱形外面的圆柱形防护元件，其特征在于：所述防护装置包括位于所述第一导电部件和所述第二导电部件的圆柱形里面的另一圆柱形防护元件(44)。
2.根据权利要求1所述的防护装置，其中，所述防护元件(43)或所述另一圆柱形防护元件(44)由金属制成，或者是镀金属的。
3.根据权利要求1所述的防护装置，其中，所述防护装置(43)或所述另一圆柱形防护元件(44)由电绝缘材料制成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防护装置，包括：环形或者扇形的辅助防护元件(45)，其位于所述第一导电部件和所述第二导电部件的圆柱形里面，大体上垂直于所述接触表面相对于彼此的滑动方向，并且面向未被相对于彼此滑动的所述接触表面所覆盖的接触表面。
5.根据权利要求4所述的防护装置，其中，所述辅助防护元件(45)由电绝缘材料制成。
6.一种电路断路器，包括主电路和次电路，所述主电路用于在所述电路断路器处于闭合位置时传递电流，所述次电路用于中断电流，以便将所述电路断路器置于断开位置，所述主电路包括电连接单元，所述电连接单元配备有根据权利要求1-5中任一项所述的防护装置，以提供针对由电弧所产生的粒子的防护。
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