CN104979116B - 对于交流负载和与优选电流方向相反的极性具有额外开关能力的直流接触器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有优选电流方向的直流接触器，包括带有两个接触点的双断路器，每个接触点包括固定接触件和可动接触件，可移动接触件布置于接触桥上。直流接触件还包括电弧熄灭装置以及吹送装置,所述吹送装置被配置成当在优选电流方向上发生开关时将在接触点打开时形成于第一接触点的开关电弧吹送到电弧熄灭装置内。整流板邻近第一接触点的可动接触点布置，接触桥和整流板彼此电绝缘并且整流板电位连接到第二接触点的固定接触件，使得当在优选电流方向上发生开关时，由于吹送装置产生的效果，形成于第一接触点处的开关电弧从接触桥跳跃到整流板，因此桥接形成于第二接触点处的开关电弧。根据本发明，直流接触器包括辅助电弧熄灭装置，吹送装置寸设定和配置成使得由于吹送装置产生的效果，当在优选电流方向的相反方向上发生开关时，形成于第一接触点处的开关电弧从接触桥跳跃到第二接触点的固定接触件并且通过吹送造成在两个固定接触件之间传递到辅助电弧熄灭装置内。

Description

对于交流负载和与优选电流方向相反的极性具有额外开关能 力的直流接触器

技术领域

本发明涉及具有优选电流方向的直流接触器。

背景技术

这种类型的直流接触器包括带有两个接触点的双断路器（double break），每一个接触点包括固定接触件和可动接触件。可动接触件被布置于接触桥/接触桥接件（contactbridge）上。一般类型的直流接触器还包括：电弧熄灭装置以及吹送装置，所述吹送装置被配置成：当在优选电流方向上发生开关时，使得在接触点打开时形成于第一接触点处的开关电弧吹送到电弧熄灭装置内。此外，一般类型的直流接触器包括整流板，整流板邻近于第一接触点的可动接触件而布置，接触桥和整流板彼此电绝缘并且整流板被电位连接(即具有相同电位)到第二接触点的固定接触件，从而使得，当在优选电流方向上发生开关时，由于吹送装置所产生的效果，则形成于第一接触点处的开关电弧从接触桥跳跃到整流板，因此桥接了形成于第二接触点处的开关电弧。

例如从DE 10 2010 031 907 B9已知一般类型的直流接触器。接触器具有很简单的结构设计并且用于例如铁道应用中以开关具备至多3kV标称电压的直流电流。由于在一般类型的接触器的情况下，在第二接触点处的第二开关电弧被桥接，当第一开关电弧从接触桥跳跃到整流板时，第二开关电弧简单地被熄灭。仅留下第一开关电弧，第一开关电弧继而被吹送装置吹送到光电弧熄灭装置内并且在那里熄灭。

在铁路技术的领域中直流接触器必须要满足的要求在某些情况下特别高。在这个领域中，有时必须对可逆或交流负载进行开关，然而，当存在着在优选方向上的电流流动时，待开关的可逆或交流开关负载通常远低于直流操作期间的标称开关负载。这种类型的特别低的负载也能利用一般类型的直流接触器来开关。然而，在铁路技术的领域中必须要由所用接触器满足的要求变得越来越高。因此，需要对于交流负载和与优选方向相反的极性具有改进的开关能力的直流接触器。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种一般类型的直流接触器，其对于交流负载和与优选方向相反的极性具有改进的开关能力。

这个目的由本发明的特征来实现。因此，存在根据本发明的解决方案，当直流接触器包括辅助电弧熄灭装置时，吹送装置被设定尺寸和配置成使得由于吹送装置所产生的效果，当在与优选电流方向相反的方向上发生开关时，形成于第一接触点处的开关电弧从接触桥跳跃到第二接触点的固定接触件并且借助于吹送而造成在两个固定接触件之间传递到辅助电弧熄灭装置内。

本发明提供了用于实质上改进一般类型的直流接触器对于交流负载和与优选方向相反的极性的开关能力的一种非常简单的解决方案。根据本发明的直流接触器额外地具有很简单的结构设计并且可能因此容易地并且以合理价格生产。

仅当在优选方向上实现开关时使用根据本发明的直流接触器的主电弧熄灭装置，其在下文中将被称作电弧熄灭装置。其优选地邻近于第一接触点而布置。形成于第一接触点处的开关电弧然后仅必须覆盖一段直到电弧熄灭装置的较短距离并且因此快速地熄灭。接触桥和整流板同样优选地由空气间隙分离开。整流板同样优选地被配置为一种电弧偏转器并且至少部分地封闭所述电弧熄灭装置的边界区。根据此实施例，形成于第一接触点处的开关电弧的光电弧基点之一在电弧偏转器上沿着电弧熄灭装置而传导。因而，电弧开关被拉伸并且被吹送到电弧熄灭装置内。

本发明的有利实施例提供了其他方面的主题。

根据本发明的一种特殊优选实施例，辅助电弧熄灭装置被布置于两个接触轨之间，接触轨将两个固定接触件连接到直流接触器的连接接触件。这允许辅助电弧熄灭装置以特别节省空间的方式容纳于直流接触器中，并且以此方式获得根据本发明的整个直流接触器的紧凑结构设计。优选地，两个接触轨具有将开关电弧传导至辅助电弧熄灭装置内的功能，并且因此，它们中的每一个被配置为电弧偏转器。与第一接触点的固定接触件连接的接触轨同时也优选地限定了用于电弧熄灭装置的第二电弧偏转器和用于辅助电弧熄灭装置的第一电弧偏转器。与第二接触点的固定接触件连接的接触轨优选地限定了用于辅助电弧熄灭装置的第二电弧偏转器。

根据本发明的另一优选实施例，辅助电弧熄灭装置尺寸设定成使得其小于电弧熄灭装置。因此，通常地，直流接触器必须仅在例外情况下展示出对于交流负载和与优选方向相反的极性的开关能力，并且因为待开关的负载于是通常低于直流接触器的标称开关负载，以此方式获得了特别紧凑的结构设计。辅助电弧熄灭装置同样优选地包括比电弧熄灭装置更少的熄灭元件。

根据本发明的另一优选实施例，电弧熄灭装置和/或辅助电弧熄灭装置包括了由陶瓷制成的多个熄灭元件。陶瓷熄灭元件被证明适用于熄灭开关电弧。电弧熄灭装置的熄灭元件中的至少某些同样优选地组合以便形成插件，插件可以从外侧移除以便使得第一接触点更易于接近以用于维护和检查目的。在此情形下，配置所述插件使得其能被机械地锁定和解锁将是特别有利的。

根据本发明的另一优选实施例，流动通路形成于熄灭元件之间，所述流动通路各自设有分散部分，相邻流动通路的分散部分被配置成使得它们具有不同倾斜度，从而使得从熄灭元件排放的气体将成扇形展开。这个实施例具有以下优点：由开关电弧生成的等离子体能被特别快地被移除。因而开关电弧在特定较短时段内熄灭。

根据本发明的另一优选实施例，接触桥在朝向整流板的端部处缩窄。优选地，接触桥被配置成使得其在这个端部处呈锥形。这具有以下效果：当在优选电流方向上具有电流流动时，开关电弧将快速地并且可靠地跳跃到整流板。

根据本发明的另一优选实施例，吹送装置包括邻近于接触桥的端部而安置的永磁体，布置于永磁体与接触桥的端部之间的陶瓷保护元件。因而，通过所述开关电弧而保护了永磁体避免损坏。保护元件优选地为板形。同样优选地，永磁体布置于朝向整流板的接触桥的端部处。

根据本发明的另一优选实施例，整流板在背朝着电弧熄灭装置的外侧上至少部分地被屏蔽元件所覆盖。直流接触器的额外电气和/或电子部件因而可以布置于整流板外侧的区域中，而不会由开关电弧造成寄生效果和/或损坏。电气或电子部件可以例如是直流接触器的控制单元的部分，或者它们可以是辅助开关。

根据本发明的另一优选实施例，接触点和整流板至少在其某些区域中由绝缘箔与直流接触件的驱动器和/或控制单元而绝缘。因而关于所需求的空气间隙和泄漏路径能够实现更紧凑的结构设计。为了防止绝缘箔在第二接触点的区域中烧尽，一种保护覆盖物优选地布置于绝缘箔与第二接触点之间。这个保护覆盖物优选地是板形并且由钢制成。

附图说明

在下文中，将参考附图更详细地解释本发明的有利实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的直流接触器的斜视图，

图2示出了在外壳的部分打开的条件下根据图1的根据本发明的直流接触器；以及

图3示出了根据图1和图2根据本发明的直流接触器的熄灭元件之一的详细视图。

具体实施方式

在紧接着的下文的叙述中，相似的零件由相似附图标记来表示。如果附图包括了在附图的相关联的描述中并未详细讨论的附图标记，那么参考附图的前面或后面的描述。

在图1中示出了根据本发明的直流接触器1的斜视图。在图2中示出了直流接触器1的内部结构设计。直流接触器1包括了带有两个接触点2和3的双断路器。第一接触点包括固定接触件4和可动接触件5，第二接触点3包括固定接触件6和相关联的可动接触件7。两个可动接触件5和7被布置于接触桥8上。由电磁驱动器25促动了接触桥8，电磁驱动器25利用控制单元23进行控制。根据本发明，控制单元23此处被布置于直流接触器1的外壳31外侧，并且因此也在图1中可见。两个固定接触件4和6中的每一个分别经由接触轨14和15而连接到直流接触器的相应连接接触件27。

当接触点打开时，形成一种开关电弧，其必须尽可能快地熄灭以便避免损坏直流接触器的接触件或其它部件。为此目的，直流接触器1设有电弧熄灭装置9以及基本上由永磁体组成的吹送装置10。永磁体10的磁场被定向为使得当存在着在优选电流方向上的电流流动时形成于第一接触点2处的开关电弧被驱动到电弧熄灭装置9内。为了确保磁场被积聚于关键点（decisive point）处，从现有技术已知的合适极板30被布置于外壳的两侧上。两个极板之一在图1中示出。

根据本发明的直流接触器1设有所谓的整流板11，整流板11开始靠近于第一接触点2并且其以类似夹钳的方式抵接于电弧熄灭装置9的左边界区上。经由连接丝12，整流板11电位连接到第二接触点的固定接触件6。当在优选方向上存在着电流的流动时，形成于第一接触点处的开关电弧由于磁场所产生的效果而从接触桥8跳跃到整流板11，因而桥接了形成于第二接触点处的开关电弧。连接到第一固定接触件4的整流板11和接触轨14然后充当电弧偏转器。利用这些电弧偏转器，形成于第一接触点2处的开关电弧被拉伸，而同时其由永磁体10吹送到电弧熄灭装置9内。以此方式实现了开关电弧的快速并且可靠的熄灭。

为了支持从接触桥8跳跃到整流板11的开关电弧，位于接触点2处的接触桥端部20被配置成使得其呈锥形。为了防止开关电弧从接触桥8击穿通过至与接触桥8相邻布置的永磁体10，板状陶瓷保护元件21被安置于接触桥8的端部20与永磁体10之间。

当已向根据本发明的直流接触器的固定接触件施加了在与优选方向相反的方向上极化的电压时，形成于第一接触点2处的开关电弧不能被电弧熄灭装置9熄灭。在此情况下，永磁体10的磁场确保了形成于第一接触点2处的开关电弧将被远离电弧熄灭装置9向下吹送。为了保证在此情况下也可靠地熄灭所述开关电弧，根据本发明的直流接触器设有辅助电弧熄灭装置13。这个装置13位于两个固定接触件4与6的两个接触轨14与15之间。由于磁场所产生的效果，形成于第一接触点2处的开关电弧沿着接触桥8从第一接触点的可动接触件5在第二接触点的可动接触件7的方向上被驱动，并且在这个过程中，其跳跃到第二接触点的相邻固定接触件6并且与形成于第二接触点3处的开关电弧合并。只要形成于第一接触点处的开关电弧从接触桥8跳跃到第二接触点3的固定接触件6，在任何情况下，形成于第二接触点3处的开关电弧被熄灭。从这一刻起，两个接触轨14和15充当电弧偏转器。通过由永磁体10所产生的吹送效果，开关电弧沿着这两个电弧偏转器被驱动到辅助电弧熄灭装置13内，在那里，它被熄灭。因此，根据本发明的直流接触器也适合于安全地并且可靠地关掉在与优选方向相反的方向上上流动的电流和交流负载直到特定水平。为了实现紧凑的结构设计，由绝缘箔24使接触点和整流板与驱动单元和控制单元绝缘。为了防止绝缘箔在第二接触点3的区域中由于形成于接触点3处的开关电弧而烧尽，所述绝缘箔24在此区域中被呈小钢板26形式的保护覆盖物所覆盖。为了保护所述控制单元23对抗/免受寄生影响，屏蔽元件22分别安置于控制单元23与整流板11与电弧熄灭装置9之间。

电弧熄灭装置9和辅助电弧熄灭装置13二者都包括多个陶瓷熄灭元件16。在图3中详细地示出了熄灭元件之一。如从图3可以清楚地看出，两个相应相邻熄灭元件之间已形成了流动通路17，由开关电弧所生成的等离子体通过流动通路17而被传导至外侧。朝向所述排放端19，流动通路包括分散部分18，相邻流动通路的分散部分被配置成使得它们具有不同倾斜度，从而使得从熄灭元件排放的气体将成扇形展开。由开关电弧所生成的等离子体可能以此方式更快地移除，并且因此也能在较短时段内使开关电弧熄灭。

出于维护和检查目的，可以移除电弧熄灭装置9的熄灭元件中的某些，而不必拆卸根据本发明的直流接触器的外壳31。可移除的熄灭元件由图1和图2所示的夹子28组合以便形成可移除的插件。可移除的插件可以利用图1所示的闩锁29来锁定和解锁。插件包括熄灭元件，第一接触点2通过熄灭元件而得以被隐藏。通过移除所述插件，能充分地检查接触件。

Claims (9)

1.一种具有特定电流方向的直流接触器（1），其包括带有第一接触点(2)和第二接触点(3)的双断路器，所述接触点中每一个包括固定接触件(4, 6)和可动接触件(5, 7)，所述可动接触件(5, 7)布置于接触桥（8）上；且还包括电弧熄灭装置（9）以及吹送装置(10, 30)，所述吹送装置(10, 30)配置成当在所述特定电流方向上发生开关时用以将在所述接触点(2, 3)打开时在所述第一接触点（2）处形成的开关电弧吹送到所述电弧熄灭装置（9）内，其中整流板（11）邻近于所述第一接触点（2）的所述可动接触件（5）布置，其中所述接触桥（8）和所述整流板（11）彼此电绝缘，并且其中所述整流板（11）以电位方式连接到所述第二接触点（3）的固定接触件（6），从而使得，当在所述特定电流方向上发生开关时，由于由所述吹送装置(10, 30)产生的效果，形成于所述第一接触点（2）处的所述开关电弧从所述接触桥（8）跳跃到所述整流板（11），因而桥接形成于所述第二接触点（3）处的所述开关电弧，其特征在于，所述直流接触器（1）包括辅助电弧熄灭装置（13），所述辅助电弧熄灭装置（13）布置于两个接触轨(14, 15)之间，所述接触轨(14, 15)将所述第一接触点的固定接触件（4）和第二接触点的固定接触件(6)连接到所述直流接触器（1）的连接接触件（27），所述吹送装置(10,30)设定尺寸和配置成使得由于由所述吹送装置(10, 30)产生的效果，当在与所述特定电流方向相反的方向上发生开关时，形成于所述第一接触点（2）处的所述开关电弧从所述接触桥（8）跳跃到所述第二接触点（3）的所述固定接触件（6）并且通过吹送而造成其在所述第一接触点的固定接触件（4）和第二接触点的固定接触件(6)之间传递到所述辅助电弧熄灭装置（13）内。

2.根据权利要求1所述的直流接触器（1），其特征在于，所述辅助电弧熄灭装置（13）尺寸设定成使得其小于所述电弧熄灭装置（9）。

3.根据权利要求1所述的直流接触器（1），其特征在于，所述电弧熄灭装置（9）和/或所述辅助电弧熄灭装置（13）包括由陶瓷制成的多个熄灭元件（16）。

4.根据权利要求3所述的直流接触器（1），其特征在于，流动通路（17）形成于所述熄灭元件（16）之间，所述流动通路（17）各自设有分散部分（18），相邻流动通路（17）的所述分散部分（18）配置成使得它们具有不同倾斜度，从而使得从所述熄灭元件排放的气体将成扇形展开。

5.根据权利要求1、3或4所述的直流接触器（1），其特征在于，所述接触桥（8）在朝向所述整流板（11）的端部（20）处缩窄。

6.根据权利要求1、3或4中任一项所述的直流接触器（1），其特征在于，所述吹送装置(10, 30)包括邻近于所述接触桥（8）的端部（20）而安置的永磁体（10），布置于所述永磁体（10）与所述接触桥（8）端部（20）之间的陶瓷保护元件（21）。

7.根据权利要求1、3或4中任一项所述的直流接触器（1），其特征在于，所述整流板（11）在背朝所述电弧熄灭装置（9）的外侧上至少部分地由屏蔽元件（22）覆盖。

8.根据权利要求1、3或4中任一项所述的直流接触器（1），其特征在于，所述接触点(2,3)和所述整流板（11）至少在其某些区域中由绝缘箔（24）与所述直流接触器（1）的驱动器（25）和/或控制单元（23）绝缘。

9.根据权利要求8所述的直流接触器（1），其特征在于，保护覆盖物（26）布置于所述绝缘箔（24）与所述第二接触点（3）之间。