CN106469623B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

一种电路断路器，包括至少一个第一固定台(18)，支撑组件和灭弧室，该支撑组件被配备有至少一个第二台且可围绕主轴线在第一位置和第二位置之间旋转移动，在第一位置中该第二台与第一台接触，在第二位置中该第二台从第一台间隔开，该弧灭弧室包括堆叠板，顶部引弧角，配备有至少一个凸片(44)的底部引弧角(28)和由绝缘材料围绕底部引弧角制成的屏蔽件(30)。所述电路断路器还可包括两个突起部(48)，该突起部由气体产生材料制造，该突起部被安装在屏蔽件(30)上，被布置在底部角和顶部引弧角之间且面向底部引弧角的凸片，该突起部具有棱柱状或伪棱柱状形式。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种电路断路器。

背景技术

在低压电路断路器的领域中，已知的实践是使用电弧灭弧室，该电弧灭弧室配备具有一堆金属板和一对底部和顶部角，以便吸收与电弧相关联的电能。特别地，根据电流在电路断路器的固定触点和移动触点之间的切换，触点的打开通常伴随着电弧的形成，其被称为电极间电弧，因为它被产生在电路断路器的触点之间。因此，该角被配置为引导电弧朝向灭弧室的内部，在其中电弧首先被拉长，然后使用金属板陆续地分解。然而，触点的打开还可伴随着通过机械弹力的部分重新闭合。这个促进在电弧的电能没有在灭弧室中被吸收的情况下在触点之间重复飞弧，其可导致电路断路器切换失败。

就这一点而言，它是例如来自EP-A0 306382的已知的实践，配备具有一对电引弧面的灭弧室。这些面每个具有紧密遵循金属板的形式的轮廓且被配置为将电弧从灭弧室的中心区域朝向侧向区域转换。该电弧由此被移动到电路断路器的更冷的表面上，其促进它的灭弧。然而，该引导面具有较大的表面区域，其可引起灭弧室中的转换中的显著的压力。此外，每个引导面构成在移动触点和电路断路器的钢制部分之间的遮蔽件。

在这个方面中，它是例如来自EP-A-O410902的已知的实践，配备底部引弧角以唇部或凸台，以便加快电弧沿该底部角朝向灭弧室的移位。然而，这个方法不能避免在局部重新闭合时触点之间重复飞弧。

发明内容

这是这些缺点，本发明通过计划新颖的电路断路器寻求更特殊的纠正，该电路断路器使它可能避免任何重复产生电弧，且不在灭弧室内侧产生超压。

为了这个目的，本发明涉及一种电路断路器，包括至少一个第一固定台，支撑组件和灭弧室，该支撑组件配备有至少一个第二台且可围绕主轴线在第一位置和第二位置之间旋转地移动，在第一位置中该第二台与第一台接触，在第二位置中该第二台从第一台分离开，该灭弧室包括堆叠板，顶部引弧角，配备有至少一个凸片的底部引弧角和由绝缘材料制造且围绕底部引弧角的屏蔽件。该电路断路器还可包括两个突起部，该突起部由气体产生材料制造，该突起部被安装在屏蔽件上，被布置在底部引弧角和顶部引弧角之间且面向底部引弧角的凸片，该突起部具有棱柱状或伪棱柱状形式。

凭借本发明，突起部使得能重新居中电弧同时通过气体产生冷却它。触点之间的空间的冷却避免任何重复飞弧，而不管接触指的机械反弹。特别地，触点之间的空间大于正常电容量。此外，该突起部具有被减小的尺寸，以便不会不利地影响电路断路器的切换效率且不会不利地影响它的电气寿命。

根据本发明的有利的但非强制性的方面，这样的电路断路器包括一个或多个下文中的特征，收进任何技术上的可采纳的组合：

-该底部引弧角被配备有两个平行的凸片，其形成边缘，且该两个突起部被布置在底部引弧角的凸片的两侧上；

-该突起部相对于灭弧室的中心平面对称；

-至少一个突起部具有高度(其在12和30毫米之间，优选等于18毫米)，宽度(其在18和30毫米之间，优选等于28毫米)，和最大厚度(其在3和13毫米之间，优选11毫米)。

-至少一个突起部具有最小厚度，其在0和5毫米之间，优选等于3毫米。

-该至少一个突起部的气体产生材料是合成的，尤其66类型的玻璃纤维填充聚酰胺；

-该顶部引弧角包括至少一个孔口，其用于排出由至少一个突起部产生的气体；

-该支撑组件包括多个第二台，其在4和12个之间，优选10个。

-该顶部和底部引弧角由钢材制造。

-该突起部形成屏蔽件的一体部分。

附图说明

随着下文对根据本发明的电路断路器给出的纯粹的非限制性实施例，且参考附图的下列描述，本发明将被更好地理解且它的其他优点将变得更清晰呈现，在附图中：

图1是沿根据本发明的电路断路器的平面P的横截面，在电路断路器在闭合位置时；

图2是相似于图1的横截面，在电路断路器在断开位置时；

图3是图1的电路断路器的灭弧室的局部透视图；

图4是图3的灭弧室的绝缘材料制成的屏蔽件和底部引弧角的透视图；

图5是图4的部件根据图4中的箭头V的视图；

图6是图4示出的元件的分解视图。

具体实施方式

图1和2示出电路断路器1。该电路断路器1被配置为停止电路中的电流。特别地，电路断路器1被配置为停止所有电流且特别地电路中的短路电流。例如，电路断路器1是低电压高速电路断路器，被配置为切换中间水平的电流(例如在10和35千安培(rms)之间)和例如400和700V之间的电压。

该电路断路器1包括绝缘外壳2。该外壳2包括基部3。该基部3限定外壳2的平面P3。在绝缘外壳的内侧，那里布置有设备4，该设备4具有可分离的触点、灭弧室6，第一固定触点区域8和第二固定触点区域10。

该第一和第二固定触点区域8和10是电连接触点区域，被配置为将电路与电路断路器1的台(land)电连接。该第一和第二触点区域8和10被固定到外壳2的基部3上。

具有可分离的触点的设备4被配置为断开或闭合电路，电路断路器被安装到该电路上。电路断路器1的设备4包括触点机构12、支撑组件14和固定主触点16。

该触点机构12如所知被配置为将支撑组件14在电路断路器1的闭合的第一位置和电路断路器1的断开的第二位置之间移位。该机构12由此能够使用臂20且基于电磁和/或机械控制使得支撑组件14在它的第一位置和它的第二位置之间移位。该触点机构12包括弹簧设备等。

为此，电路断路器1包括电磁促动器和机械促动器，其未在附图中示出。

该电磁促动器包括芯部，线圈和凸轮系统。实践中，当电路由过载电流或短路电流经过时，电磁促动器传输断开电路断路器1的指令到触点机构12。

该机械促动器包括杆，该杆可通过用户在较高位置和较低位置之间移位。因此，当用户想要实现电路断路器1的闭合或断开时，该机械促动器传输指令到触点机构12。

该电路断路器1的主触点16被连接到外壳2的第一触点区域8，且包括第一台18，其由此被称为固定台。该固定的主触点16的第一台18由此电连接到第一触点区域8。该第一台18具有平坦的且细长的矩形形式，如图3 中所示。

作为变式，该主触点16包括多个台18。

该主触点16还包括电弧台17。该电弧台17被电连接到第一触点区域8 且由此连接到第一台18。该电弧台17被称为固定电弧台。该电弧台17具有矩形且细长的形式。例如，它的长度小于台18的长度。

最后，主触点16包括凹处40和两个台阶41。该凹处40相对于台17 与台18相对地平行于台17和18延伸。台阶41被定位在凹处40的两侧上。

支撑组件14由绝缘材料制成。该组件14限定旋转的第一轴线X14且配备有多个移动触点15。

移动触点15是平行且等长度的。特别地，移动触点15相对于台17和 18沿与轴线X14成直角的方向横向地延伸。每个移动触点15包括延伸部21 和第二台22。每个移动触点15的延伸部21包括电弧台23。该移动触点15 的电弧台23被配置为与固定电弧台17协作。

特别地，组件14包括多个第二台22，其在4和12个之间，优选10个。

作为变式，该组件14包括单个移动触点15。

该组件14的移动触点15可相对于组件14且围绕平行于第一轴线X14 的第二轴线X15，在所谓的较低位置(其中移动触点15闭合到固定主触点 16)和所谓的较高位置(其中移动触点15从固定主触点16分离开)之间移动。

该机构12的弹簧设备施加在移动触点15上，且由此被配置为围绕轴线 X15沿图1中的逆时针旋转方向施压于移动触点15。

该支撑组件14还包括内部电连接，其不被描写在附图中且其被配置为将移动触点15的台22和23电连接到电路断路器1的第二触点区域10。

该组件14且由此移动触点15可相对于外壳2移动，且围绕循环轴线 X14旋转，在闭合的第一位置(其中第二台22与第一台18接触)和断开的第二位置(其中第二台22从第一台18分离)。因此，电弧台23和第二台22 被认为是可移动的。

特别地，组件14和移动触点15布置为使得围绕相应轴线X14和X15 的旋转具有相反的方向。例如，当组件14由闭合位置行进到断开位置时，该组件14围绕轴线X14沿顺时针方向旋转，然而移动触点15由较高位置行进到较低位置且围绕轴线X15沿逆时针方向旋转。

灭弧室6被配置为吸收由电弧产生的电能，当移动触点15从它们的第一位置移位到第二位置时，也就是说当第二台22从第一台18分离时，该电弧被产生在第一台18和第二台22之间。特别地，该灭弧室6被配置为首先驱使电弧边细长且然后分解和灭弧。

该灭弧室6包括堆叠板24，顶部角26，底部角28和由绝缘材料制造的屏蔽件30。该腔6还包括两个横向壁25和底部壁27。该壁25和27使用角 26和28和屏蔽件30限定腔6的笼子。P指示灭弧室6的中心表面，其相对外壳2的基部3的平面P3成直角。该平面P由此限定用于电路断路器1的中心主表面。

该底部壁27被提供具有多孔过滤器系统，其使它可冷却出现在腔6内的气体。气体的冷却使它可能保持腔6内的正确压力，且由此避免超压，超压会减少灭弧室6的切换效率。作为变式，底部壁27不具有过滤系统。板 24是金属，且被配置为当电弧出现在灭弧室6中时驱使电弧的去离子化。腔 6的每个板24包括V型中心缺口32，其被布置在两个中间电弧收集边缘34 之间。该边缘34相对于腔6的平面P对称，且可为直线的或中凹的。实际上，腔6的平面P穿过板24的缺口32。

该顶部26和底部28角由钢制成，且被配置为将电弧从它在第一台18 和第二台22之间的原始位置朝向灭弧室6的内部引导。

该顶部角26包括弯曲部分36。该部分36配备有凸片38，该凸片38沿与外壳2的基部3的平面P3大体成直角的方向向后向下折叠。该顶部角26 的凸片38被布置为横向于板24。该顶部角26被提供具有孔口29，允许在停止短路电流期间由腔6中产生的离子化气体的排出。气体穿过这个孔口29 的排出使得它可促进在移动触点15和固定触点16之间的气体介质的再生。气体的排出还使得可保持腔6内的正确压力，且由此避免超压，超压会降低灭弧室6的切换效率。作为变式，顶部角被提供具有一些排放孔。

该底部角28在固定主触点16(其被附接到第一台18)和灭弧室6之间延伸。特别地，该底部角28与固定主触点16被电联接。该底部角28构成灭弧室6的端部板24的一个且包括舌部42和两个凸片44(其被布置在缺口 46的两侧上)。

该底部角28的舌部42被定位在由绝缘材料30制成的屏蔽件的壳体43 中。实际上，该凸片42由屏蔽件30围绕且被固定到屏蔽件30，且被定位于灭弧室6内侧。

凸片44平行于彼此且沿平行于平面P3的方向在固定主触点16的固定电弧台17和舌部42之间延伸。特别地，它们沿相对平面P3成直角的方向朝向顶部角26突出。在电路断路器1的装配配置中，凸片44的边缘45被布置在固定主触点16的凹处40中。该凸片44相对于腔6的中心平面P对称。缺口46面向主触点16的固定电弧台17和电路断路器1的移动触点15。

作为变式，该底部角28包括单个凸片44。

由绝缘材料30形成的屏蔽件被配置为将外壳2的基部3从灭弧室6电绝缘。该屏蔽件30包括壳体43和两个平面部分50。平面部分位于壳体43 的两侧且每个包括端部52。端部52限定开口54在它们之间。该开口54被提供以接收主触点16。特别地，在电路断路器1的装配配置中，该主触点 16被布置在屏蔽件30的开口54中，屏蔽件30的端部52被布置在主触点16的台阶41上。

两个突起部48被安装在屏蔽件30的平面部分50上，壳体43的和开口 54(主触点16被布置在其中)的两侧上。

作为变式，该电路断路器1包括单个突起部48。

该突起部48形成屏蔽件30的一体部分。

该突起部48由气体产生材料制造。气体产生应该理解为意味着材料当它经受某一温度时能够产生气体。特别地，突起部48被配置为当它们的表面经受非常高的温度，尤其约800℃的程度时，产生冷却气体，比如氢。该突起部48的气体产生材料是，例如，合成物，尤其聚酰胺(类型66)，具有10％和30％之间的玻璃纤维填充。

因此，在电路断路器1的装配配置中，突起部48被布置在灭弧室6的入口处，在底部角28和顶部角26之间且面向底部角28的唇部44。特别地，突起部48被布置为沿平行于轴线X14，在底部角28的凸片44的任一侧上。此外，突起部48相对于灭弧室6的中心平面P对称。

该突起部48具有棱柱状或伪棱柱状形式。特别地，56表示形成的突起部48的棱柱的基部。该基部56是，例如，不规则四边形形式(trapezoidal form)。

H表示突起部48的高度。高度H在12和30毫米之间，优选等于18 毫米。

同样地，L表示突起部48的宽度。宽度L在18和30毫米之间，优选等于28毫米。

最后，E表示最大厚度，且e表示突起部48的最小厚度。该最大厚度E 在3和13毫米之间，优选等于11毫米，然而，该最小厚度e是在0和5毫米之间，优选等于3毫米。

电路断路器1的操作如下：

当电路断路器1是在闭合配置时，支撑组件14在闭合位置中且确保电流的经过。移动触点15在较高位置中。该移动触点15的移动台22被配置为支撑抵靠固定主触点16的台18。移动台22在台18上的压力由机构12 的弹簧设备确保。该移动触点15的电弧台23从固定主触点16的固定电弧台17分离开。被限定在相对轴线X14成直角处的非零距离出现在电弧台17 和23之间。因此，电流排它地穿过台18和22。

当电路断路器1的电磁促动器或机械促动器命令电路断开时，支撑组件 14围绕轴线X14从台18和22的闭合的第一位置朝向断开的第二位置旋转。此外，移动触点15围绕轴线X15从较高位置朝向较低位置旋转。特别地，组件14和移动触点15的相应旋转是沿相反方向的。由于这些相反的旋转，在移动触点15的移动台22可从主触点16的固定台18分离开之前，触点15 的电弧台23抵靠在主触点16的固定的电弧台17上。存在于组件14的闭合位置中的台17和23之间的距离被消除。

当支撑组件14继续其朝向断开位置的旋转，且移动触点15的移动台22 从主触点16的固定台18分离开时，该电弧台17和23仍然抵靠在彼此上。特别地，台18和22的断开在不产生电弧且电流穿过台17和23的情况下被执行。

最后，在支撑组件14的后续旋转中，电弧台17和23分离且电弧被产生在后者之间。因此，电弧台17，23的存在避免主台18和22的侵蚀。

固定的电弧台17的形式使得可获得弧相对于腔6的中心平面P的居中。这减少腔6的横向壁25的磨损且导致电路断路器1的电气寿命的显著改进。

由于底部角28的凸片44接近固定电弧台17，电弧被迫朝向底部角28 迁移。特别地，电弧被设立在底部角28的唇部45和顶部角26的凸片32之间。

如已知的，底部28和顶部26角的形式朝向灭弧室6的内部引导电弧。与电弧相关联的电能被消散为热量且引起温度的非常大的增加(其例如在电弧中心处达到4000℃)。这样的温度引起突起部48的表面的蒸发且由此引起冷却气体的产生。由突起部48产生的气体产生的电弧的冷却作用由此被改进。

由突起部48产生的气体于是穿过被定位在灭弧室6的顶部角26上的排放孔被排出。

该实施例和上述设想的变式可被组合在一起以产生本发明的新的实施例。

Claims (10)

1.一种电路断路器(1)，包括：

-至少一个第一固定台(18)；

-支撑组件(14)，配备有至少一个第二台(22)，且可围绕主轴线(X14)在第一位置和第二位置之间旋转移动，在第一位置中该第二台与第一固定台接触，在第二位置中该第二台从第一固定台分离开；以及

-灭弧室(6)，包括：

-堆叠板(24)；

-顶部引弧角(26)；

-底部引弧角(28)，其配备有至少一个凸片(44)；以及

-屏蔽件(30)，其由绝缘材料制成并且围绕底部引弧角，

所述电路断路器的特征在于，它还包括两个突起部(48)，该突起部由气体产生材料制造，该突起部被安装在屏蔽件(30)上，被布置在底部引弧角(28)和顶部引弧角(26)之间且面向底部引弧角的凸片(44)，所述突起部具有棱柱状或伪棱柱状形式。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其中底部引弧角(28)配备有两个平行的凸片(44)，其形成边缘(45)，其中所述突起部被布置在底部引弧角的凸片的两侧上。

3.根据权利要求2所述的电路断路器，其中突起部(48)相对于灭弧室(6)的中心平面(P)对称。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电路断路器，其中至少一个突起部(48)具有：

-高度(H)，其在12至30毫米范围内，

-宽度(L)，其在18至30毫米范围内，以及

-最大厚度(E)，其在3至13毫米范围内。

5.根据权利要求4所述的电路断路器，其中至少一个突起部(48)具有最小厚度(e)，所述最小厚度是在0至5毫米范围内。

6.根据上述权利要求1-3中任一项所述的电路断路器，其中至少一个突起部(48)的气体产生材料是合成材料。

7.根据上述权利要求1-3中任一项所述的电路断路器，其中所述顶部引弧角(26)包括至少一个孔口，所述孔口用于排出由至少一个突起部(48)产生的气体。

8.根据上述权利要求1-3中任一项所述的电路断路器，其中所述支撑组件(14)包括多个第二台(22)，其在4至12范围内。

9.根据上述权利要求1-3中任一项所述的电路断路器，其中所述顶部引弧角(26)和底部引弧角(28)由钢材制造。

10.根据上述权利要求1-3中任一项所述的电路断路器，其中所述突起部(48)形成为屏蔽件(30)的一体部分。

Images