CN106548887B

CN106548887B - 灭弧组件和方法

Info

Publication number: CN106548887B
Application number: CN201610823415.8A
Authority: CN
Inventors: M.布兰克迈尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2036-09-14
Also published as: EP3144949B1; US9530592B1; EP3144949A1; CN106548887A

Abstract

一种用于断路器或者开关的灭弧组件（100）。所述灭弧组件（100）包括：电弧室（108），所述电弧室（108）具有与触头臂（102）的触头臂尖端（102E）相邻的电弧室宽度（b）；堆叠弧板（112A‑112J），所述堆叠弧板（112A‑112J）位于与所述触头臂尖端（102E）相邻的所述电弧室（108）的前端处；以及第一翅片特征（118A）、第二翅片特征（118B），所述第一翅片特征（118A）、所述第二翅片特征（118B）位于所述弧板（112A‑112J）与所述触头臂尖端（102E）之间的前端处。作为其它方面，公开了用于断路器的触头组件、消弧栅组件、以及用于消灭电弧的方法。

Description

灭弧组件和方法

发明领域

本发明大体上涉及断路器，并且更加具体地涉及用于消灭在断路器内生成的电弧的灭弧部件。

背景技术

断路器可以包括电触头组件，该电触头组件的每个电相位可以具有多个可枢转触头臂。触头臂意在由于在非常高的短路条件下生成的磁排斥利而与固定电触头分开。目前，不仅存在一种需求使现有断路器的相对大小减小，而且进一步提高其中断速度。期望的是，这种断路器尽可能迅速地中断以便限制对受保护的电气设备的损坏并且也防止过度触头侵蚀。

消弧栅（arc chute）已经用在断路器中以便提高中断速度。消弧栅通常包括堆叠金属弧板，其中，顶板通常包括弧角（arc horn），该弧角包在可枢转触头臂的臂尖端前面的一些上弧板的前部上。已经用于提高速度（电弧在该速度下推到弧板中）的一个特征是：通过使用通过槽式马达的使用而增强的磁力。然而，在低电弧电流下，很难将电弧推到上弧板中，如发明人所目睹到的，这导致跨过断路器的低电弧电压并且上弧板的侵蚀很少或者没有侵蚀。

因此，发现了适应于用在断路器中以改善灭弧性能的改进机构。

发明内容

在第一实施例中，提供了一种灭弧组件。该灭弧组件包括：电弧室，该电弧室具有与触头臂的触头臂尖端相邻的电弧室宽度（b）；堆叠弧板，该堆叠弧板位于与触头臂尖端相邻的电弧室的前端处；以及第一翅片特征和第二翅片特征，该第一翅片特征和第二翅片特征位于弧板与触头臂尖端之间的前端处，该第一翅片特征包括第一内边缘并且该第二翅片特征包括第二内边缘，其中，该第一内边缘和该第二内边缘彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率（venturi ratio）等于或者小于0.6。

在另一个实施例中，提供了一种灭弧组件。该灭弧组件包括：电弧室，该电弧室具有与触头臂的触头臂尖端相邻的电弧室宽度（b）；堆叠弧板，该堆叠弧板位于与触头臂尖端相邻的电弧室的前端处；弧角，该弧角位于堆叠弧板上方，该弧角包括舌；第一脱气垫片和第二脱气垫片，该第一脱气垫片和该第二脱气垫片定位在电弧室的相对侧上；以及第一翅片特征和第二翅片特征，该第一翅片特征和该第二翅片特征位于弧板与触头臂尖端之间的前端处并且至少部分地定位在舌后面，第一翅片特征包括第一内边缘并且第二翅片特征包括第二内边缘，其中，该第一内边缘和该第二内边缘彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6，并且其中，第一翅片特征与第一脱气垫片集成一体并且第二翅片特征与第二脱气垫片集成一体。

在方法实施例中，提供了一种消灭电弧的方法。该方法包括：提供电弧室，该电弧室具有与触头臂的触头臂尖端相邻的电弧室宽度（b）；提供堆叠弧板，该堆叠弧板位于与触头臂尖端相邻的电弧室的前端处；提供第一翅片特征和第二翅片特征，该第一翅片特征和第二翅片特征位于弧板与触头臂尖端之间的前端处，该第一翅片特征包括第一内边缘并且该第二翅片特征包括第二内边缘，其中，该第一内边缘和该第二内边缘彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6；以及通过使气体穿过第一内边缘与第二内边缘之间的开口以将电弧推到弧板中来消灭电弧。

通过示出多个示例性实施例和实施方式（包括针对执行本发明所设想到的最佳模式），本发明的其它方面、特征和优点将从如下详细描述中变得明显。在所有均不背离本发明的范围的情况下，本发明还可以实现不同的实施例，并且在各个方面对其细节进行修改。本发明旨在涵盖落在权利要求书的范围内的所有修改、等同方案和替代方案。

附图说明

下文描述的附图仅仅用于示出性目的并且不一定按照比例绘制。附图不意在以任何方式来限制本发明的范围。只要有可能，贯穿附图，相同或者相似附图标记将用于指代相同或者相似部件。

图1A示出了根据一个或多个实施例的包括翅片特征和槽式马达的灭弧组件的部分截面正视图。

图1B示出了根据一个或多个实施例的包括翅片特征和槽式马达的灭弧组件的部分截面顶视图。

图1C示出了根据一个或多个实施例的包括翅片特征和槽式马达的灭弧组件的部分截面侧视平面图。

图1D示出了根据一个或多个实施例的包括集成的翅片特征的灭弧组件的脱气垫片的等距视图。

图1E示出了根据一个或多个实施例的具有集成的第一翅片特征的灭弧组件的第一脱气垫片的侧视平面图。

图1F示出了根据一个或多个实施例的具有集成的第二翅片特征的灭弧组件的第二脱气垫片的侧视平面图。

图1G示出了根据一个或多个实施例的包括多个灭弧组件的触头组件的等距视图。

图2示出了根据一个或多个实施例的灭弧组件的部分截面侧视图，该灭弧组件包括翅片特征和联接至消弧栅组件的侧板的脱气垫片。

图3A示出了根据一个或多个实施例的包括多个灭弧组件的触头组件的等距视图。

图3B示出了根据一个或多个实施例的灭弧组件的具有集成的翅片特征的脱气垫片的等距视图。

图4示出了根据一个或多个实施例的灭弧组件的包括翅片特征的翅片和支撑组件的侧视平面图。

图5示出了根据一个或多个实施例的灭弧组件的包括翅片特征的翅片和支撑组件的侧视平面图。

图6示出了使用根据实施例的灭弧组件来消灭电弧的方法的流程图。

具体实施方式

灭弧组件的实施例在诸如如下断路器的断路器中是有用的：具有一个或多个可移动触头臂且额定值为例如100 A-2000A（包括160 A-1200 A）断路器。然而，本文描述的灭弧组件可以用在任何适合的断路器或者开关部件中，在这些断路器或者开关部件中，期望在弧板内实现更好的电弧分配。灭弧组件的实施例尤其适应于用在包括一个或多个触头组件的断路器中，该一个或多个触头组件具有一个或多个触头臂，该一个或多个触头臂意在由于在非常高的短路条件下生成的磁排斥而与固定触头分开。令人期望的是，这种断路器具有触头臂，该触头臂在暴露至这种短路条件下时极其快速地分开。

鉴于上述困难，提供了一种灭弧组件的发明构造，该灭弧组件可以提供改进的中断速度。该灭弧组件包括：电弧室，该电弧室具有与触头臂的触头臂尖端相邻的电弧室宽度（b）；堆叠弧板，该堆叠弧板位于与触头臂尖端相邻的电弧室的前端处；以及第一翅片特征和第二翅片特征，该第一翅片特征和该第二翅片特征位于弧板与触头臂尖端之间的前端处。第一翅片特征包括第一内边缘，并且第二翅片特征包括第二内边缘。该第一内边缘和该第二内边缘彼此间隔隔开间隔距离（a）。间隔距离（a）设置用于特定电弧室设计，以便产生等于或者小于0.6的a/b的文丘里比率。该特征提高了气压并且有助于将电弧推到上弧板中。

如将变得明显的，本文描述的灭弧组件可以有利地允许将灭弧组件接纳于其中的断路器更加快速地中断所经历的短路条件。此外，替代地，本发明灭弧组件可以有利地允许将灭弧组件接纳于其中的断路器在物理上制作得更小。

下文将参照图1A至图6对灭弧组件、包括灭弧组件的触头组件、消弧栅组件、翅片和支撑组件、以及用于使用灭弧组件来消灭电弧的方法的这些和其它实施例进行描述。

具体细节现在参照图1A至图1C，示出了灭弧组件100。灭弧组件100可以用在单极断路器或者多级断路器中，其具有一个或多个触头臂102，该一个或多个触头臂102例如围绕一个或多个枢轴销104（图1C）枢转。在一些多触头臂实施例中，触头臂102可以围绕共同枢轴销枢转。一个或多个触头臂102各自可以包括移动电触头103M，而固定电触头103S则可以设置在线路侧端子105上。当使用多于一个触头臂102时，可以设置共同固定触头103S。触头臂102的与移动电触头103M相对的另一端可以联接至通向引导侧端子（未示出）的负载侧导体。

灭弧组件100可以进一步包括在例如断路器的壳体106内。灭弧组件100的部件可以安设在形成于壳体106中的囊中。如灭弧组件100的其它灭弧组件也可以安装在壳体106中。例如，可以将灭弧组件100安装在断路器中，其中，每个灭弧组件100可以专用于一个电相位（例如，A相位、B相位、C相位）。专用于每个相位的每个灭弧组件100可以包括一个、两个、三个、四个、五个或者更多个触头臂102。

例如，图1G示出了触头组件101，该触头组件101包括定向为并排构造的三个灭弧组件100。在所描绘的触头组件101的实施例中，三个灭弧组件100可以彼此相同，并且每个灭弧组件可以适应于接纳从多相电力分配系统（未示出）提供的单相。示出的是用于三相断路器的触头组件101，但各个实施例同样适应于与单相系统和其它多相系统等一起使用。同样，可以在每个灭弧组件100中设置多于一个触头臂102，如所示出的。示出的是三个触头臂102，但可以采用更多或者更少数量的触头臂。

再次参照图1A至图1C，灭弧组件100可以包括具有电弧室宽度（b）的电弧室108，其中，电弧室宽度（b）是与触头臂102的触头臂尖端102E相邻进行测量的。在所描述的实施例中，电弧室宽度（b）是在相应脱气垫片110A和110B的内表面之间进行测量的，如在图1A和图1B中示出的。

灭弧组件100可以进一步包括消弧栅111，该消弧栅111进一步包括堆叠弧板112A-112J，该堆叠弧板112A-112J位于与一个或多个触头臂102的触头臂尖端102E相邻的电弧室108的前端处。堆叠弧板112A-112J可以具有在约1 mm与4 mm之间的厚度、在侧板117A和侧板117B之间的小于约50 mm或者在一些实施例中甚至小于30 mm的宽度。例如，在一些实施例中，弧板厚度可以为约1.5 mm并且弧板宽度可以为约24 mm。也可以使用其它厚度和宽度。此外，可以使用其它数量的弧板。弧板112A-112J可以由诸如低碳钢的钢材或者其它适合的材料制成。

消弧栅组件111可以进一步包括在下弧板112A下方的电弧滚环（arc runner）114、在上弧板112J上方的弧角116。弧板112A-112J、电弧滚环114、和弧角116中的每一个可以紧固至侧板117A、侧板117B，侧板117A、侧板117B可以由玻璃纤维玻璃聚酯板材料（诸如，国家电气制造商协会（NEMA）等级GPO-3材料）制成。可以使用其它适合的材料。弧板112A-112J、电弧滚环114、以及弧角116可以通过片附接至侧板117A、侧壁117B。在一些实施例中，电弧滚环114可以可选地诸如通过一个或多个紧固件（例如，螺钉或者螺栓）附接至线路侧端子105。与侧板117A、侧板117B的附接可以是通过卷曲以使片的一部分变形，诸如，通过使用适合的卷曲模具或者其它卷曲或者变形构件。对弧板112A-112J、电弧滚环114、以及弧角116的进一步描述可以在标题为“SLOT MOTOR, SLOT MOTOR COVER, SLOT MOTOR - ARC PLATEASSEMBLY, AND METHODS OF OPERATION”的美国专利申请第14/371,770号中找到，其以引用的方式并入本文。消弧栅组件111可以安设在并且包括在形成于壳体106中的囊中。

灭弧组件100可以进一步包括第一翅片特征118A和第二翅片特征118B，该第一翅片特征118A和该第二翅片特征118B位于在弧板112A-112J与触头臂尖端102E之间电弧室108的前端处。第一翅片特征118A包括第一内边缘120A，并且第二翅片特征118B包括第二内边缘120B。该第一内边缘120A和该第二内边缘120B可以彼此平行。第一内边缘120A和第二内边缘120B彼此间隔隔开间隔距离（a），如在图1A中示出的，并且在其间形成气体通道开口。相应的第一翅片特征118A和第二翅片特征118B的长度选择为提供等于或者小于0.6的a/b的文丘里比率。在其它实施例中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.5、等于或者小于0.4、等于或者小于0.2、或者等于或者小于0.15。在一些实施例中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6但大于或者等于0.1。

在一些实施例中，灭弧组件100可以可选地包括槽式马达122。槽式马达122可以包括第一侧122A和与第一侧122A间隔隔开的第二侧122B，如本文所示出的。槽式马达122可以包括在第一侧122A与第二侧122B之间延伸的底侧122C，从而提供磁路。槽式马达122的第一侧122A、第二侧122B、和底侧122C可以各自包括：诸如钢（例如，粉末金属或者叠层板）的透磁材料的芯部124、以及诸如环氧化物层的绝缘材料的涂层126以便防止电弧作用到芯部124。涂层126可以具有大体上均匀的小于约2 mm、或者甚至在一些实施例中小于约1 mm的标称层厚度。也可以使用其它厚度和绝缘材料。进一步地，可以使用芯部的其它构造和材料。

在一个或多个实施例中，芯部124可以包括粉末金属材料。粉末金属材料可以是铁粉，诸如，按照MPIF标准35的F-0000-10、F-0000-15、或者F-0000-20铁粉。粉末金属材料的密度可以例如在约6.0 g/cm³与约7.5 g/cm³之间。可以使用包括粉末金属合金的其它密度和类型的粉末金属。槽式马达122的包括粉末金属的芯部124可以通过常见的压制和烧结过程形成。

槽式马达122用于增强在短路事件期间穿过一个或多个触头臂102的磁场。这增加了触头臂102的磁排斥力，从而使得一个或多个触头臂102更加迅速地分开。通过使移动电触头103M与固定电触头103S之间的距离快速地变长，使得相对的电弧电压快速地增加，这倾向于更加快速地消灭电弧。此外，槽式马达122用于增强穿过电弧的磁场。这增加了磁排斥力，该磁排斥力倾向于更加快速地将电弧驱动到消弧栅组件111的弧板122A-122J中。

在一个或多个实施例中，第一脱气垫片110A包括在前端处与其联接的第一翅片特征118A，并且第一脱气垫片110A的主体与第一翅片特征118A可以是一个整体件，诸如在图1D中示出的。同样，第二脱气垫片110B包括主体和第二翅片特征118B，并且该主体和第二翅片特征118B也可以是一个整体件。在一些实施例中，脱气垫片110A、脱气垫片110B可以包括间隙凹槽119以便为触头臂102提供间隙。如在图1A至图1E中描绘的，脱气垫片110A、脱气垫片110B以及翅片特征118A、翅片特征118B可以由诸如烧蚀塑料材料的脱气材料制成。例如，尼龙6,6是一种适合的材料。尼龙6,6是一种由己二胺和己二酸制成的聚酰胺材料。可以使用其它适合的烧蚀或者脱气材料。在一些实施例中，聚合物可以填充有玻璃或者填充有矿物质。例如，可以使用包括体积为约25%的玻璃纤维的填充物的尼龙6,6。进一步地，在一些实施例中，基础聚合物中可以包括阻燃添加剂。脱气材料可以用于在存在电弧时脱出水蒸气以及可能的是脱出阻燃剂。

如在图1A和图1C中示出的，翅片特征118A和翅片特征118B的至少一部分可以接纳在弧角116的延伸舌116T后面。如在图1E和图1F中最佳地示出的，第一翅片特征118A可以包括第一下锥形物130LA，其中，翅片特征118A从靠近第一脱气垫片110A的较大尺寸至靠近内边缘120A的较小尺寸逐渐地变小。

同样，第二翅片特征118B可以包括第二下锥形物130LB。第一下锥形物130LA和第二下锥形物130LB可以分别包括下锥角132，在一些实施例中，该下锥角132在约5度与75度之间、或者在约10度与60度之间，如在图1E和图1F中最佳地示出的。下锥角132是在相应的第一下锥形物130LA或者第二下锥形物130LB与水平面134之间进行测量的。

相似地，第一翅片特征118A可以包括第一上锥形物130UA，其中，第一翅片特征118A从靠近脱气垫片110A的较大尺寸至靠近内边缘120A的较小尺寸逐渐变小。同样，第二翅片特征118B可以包括第二上锥形物130UB。第一上锥形物130UA和第二上锥形物130UB可以各自包括上锥角136，在一些实施例中，该上锥角136在约0度与45度之间、或者在约0度与35度之间，如在图1E和图1F中示出的。上锥角136是在相应的第一上锥形物130UA或者第二上锥形物130UB与第二水平面138之间进行测量的。

在所描述的实施例中，翅片特征118A、翅片特征118B可以与脱气垫片110A、脱气垫片110B集成一体，但可选地可以诸如使用铆钉来机械地紧固至脱气垫片110A、脱气垫片110B。脱气垫片110A、脱气垫片110B可以是板。

如在图1A和图1C中示出的，内边缘120A、内边缘120B与第一下锥形物130LA和第二下锥形物130LB的交叉点可以位于弧角116的舌116T的下端下面。例如，交叉点在舌116T的下端下方的距离d为至少1.0 mm、并且在一些实施例中在约1 mm与约12 mm之间。每个相位的触头臂102的数量越大，就可以使距离d越大。根据一个或多个实施例，翅片特征118A、翅片特征118B中的每一个可以定位为至少部分地在舌116T后面，即，在舌116T与弧板堆112A-112J之间。据认为，这在功能上可限制从弧板112A-112J直接到触头臂102的电弧作用。

如在图1B中示出的，翅片特征118A和翅片特征118B可以对齐为与弧板112F-112J的前缘平行并且沿着该前缘，并且可以相对于脱气垫片110A、脱气垫片110B的内壁以一钝角128成角度，该钝角128在约120度与约170度之间、并且在一些实施例中在约130度与约160度之间。翅片特征118A、翅片特征118B可以具有例如在约1 mm与约3 mm之间、并且在一些实施例中在约1.5 mm与约2 mm之间的厚度。可以使用其它厚度。在一些实施例中，翅片特征118A、翅片特征118B可以包括逐渐变小的厚度。每个翅片特征118A、翅片特征118B的长度可以设置为实现小于或者等于0.6的期望文丘里比率a/b。在一个或多个实施例中，第一翅片特征118A和第二翅片特征118B中的每一个的长度可以相等。同样，第一翅片特征118A和第二翅片特征118B的形状可以大体上相同。

图1G示出了触头组件101的实施例的等距视图，该触头组件101包括容置在壳体106中的多个（三个）并排定向的灭弧组件100。灭弧组件100可以分别包括消弧栅组件111，如参照图1A至图1F所描述的。在该实施例中，每个灭弧组件100包括槽式马达122以及脱气垫片110A、脱气垫片110B，该脱气垫片110A、脱气垫片110B位于电弧室108的相对侧上。

如在图1D中示出的，第一脱气垫片110A（脱气垫片110B是其镜像）包括与其联接（例如，与其模塑在一起并且成整体件）的第一翅片特征118A。第一翅片特征118A可以是如先前所描述的那样。脱气垫片110A可以包括从前缘123向前突出的脚支架121。脱气垫片110A可以包括构造为接纳在形成于槽式马达122中的孔中的止动销125。

图2示出了灭弧组件200的另一个替代实施例。灭弧组件200包括消弧栅组件211，该消弧栅组件211包括第一脱气垫片210A，该第一脱气垫片210A包括形成于其上的第一翅片特征218A，其中，脱气垫片210A示出为附接至消弧栅组件211的侧板217A。附接可以是通过铆钉248等。包括第二翅片特征（未示出）的第二脱气垫片是包括第一翅片特征218A的第一脱气垫片210A的镜像，并且也可以附接至消弧栅211的侧板。第一翅片特征218A和第二翅片特征（未示出）的多个锥形物、角度和厚度可以与先前描述的相同。可选的垫片块240可以由脱气材料制成，该垫片块240可以设置为与脱气垫片210A相邻但不附接至脱气垫片210A，并且同样与第二脱气垫片（未在图2中示出）相邻但不附接。

图3A示出了触头组件301的另一个实施例的等距视图，该触头组件301包括容置在壳体306内的多个（例如，三个）并排定向的灭弧组件300。该实施例的每个相位包括单个触头臂。灭弧组件300可以分别（仅仅对一个作了标记）包括消弧栅组件311，类似于参照图1A至图1F所描述的那些消弧栅组件。在该实施例中，每个灭弧组件300不包括槽式马达122，而是仅包括脱气垫片310A、脱气垫片310B，该脱气垫片310A、脱气垫片310B位于电弧室308的相对侧上。脱气垫片310A、脱气垫片310B可以制作为比先前实施例中更厚。

如在图3B中示出的，第一脱气垫片310A（脱气垫片310B是其镜像）包括联接至脱气垫片310A的翅片特征318A。翅片特征318A可以是如先前所描述的那样。块体342可以由脱气材料制成并且可以具有例如约10 mm的长度、约8 mm的宽度、以及约50 mm的高度。可以使用其它尺寸。

图4示出了第一翅片和支撑组件444的实施例，该第一翅片和支撑组件444包括第一支架446和第一翅片特征418A。翅片特征418A可以联接至第一支架446或者在其它方面由诸如铆钉448或者其它适合的紧固构件支撑。第一翅片和支撑组件444的第一支架446可以紧固至消弧栅组件的侧板（例如，侧板217A），或者在其它方面联接至在电弧室108的侧边上的壳体或者槽式马达。侧板本身可以支撑第一翅片特征418A。如所示出的，第一支架446可以由非脱气材料制成，而第一翅片特征418A可以由像上文讨论的那些材料的脱气材料制成。非脱气材料可以是间位芳纶（meta-aramid）纸质材料，诸如，例如，可从DuPont公司买到的NOMEX®材料。可以使用其它适合的非脱气高温聚合物材料或者非脱气绝缘材料。第二翅片和支撑组件可以设置在电弧室108的另一侧上，并且第二翅片和支撑组件可以是所示出的第一翅片和支撑组件444的镜像。同样，第二支架可以由非脱气材料制成，并且第二翅片特征可以由脱气材料制成。在一些实施例中，第一支架446可以夹在侧板与第一翅片特征418A之间。因此，侧板可以支撑第一支架446和第一翅片特征418A。

图5示出了翅片和支撑组件544的另一个实施例。在该实施例中，翅片特征518A的仅仅一部分518P包括脱气材料，而至少另一部分（例如，另一部分518O）可以由非脱气材料制成。在一些实施例中，部分518P可以至少部分地覆盖另一部分518O。在一些实施例中，第一支架546和另一部分518O可以形成为整体。翅片和支撑组件544可以诸如通过铆钉548而紧固在电弧室108的两侧上，并且可以紧固至例如侧板117A、侧板117B。在一些实施例中，第一翅片特征518A足够坚硬以便支撑其本身，诸如，通过使一部分紧固至侧板。在一些实施例中，第一支架546可以夹在部分518P与侧板之间。因此，第一支架546可以至少部分地由侧板支撑，并且在一些实施例中，第一翅片特征可以至少部分地由另一部分518O支撑。

没有示出包括触头臂102的断路器的其它部件并且这些部件可以是常见构造，或者是如在如下专利文献中所示出的那样：标题为“Circuit Breaker Contact Assembly,And Systems and Methods Using Same”的WO 2011/097612，其以引用的方式并入本文。

图6示出了用于使用根据一个或多个实施例的灭弧组件（例如，灭弧组件100、200、300）来消灭电弧的方法的流程图。方法600包括：在602中，提供电弧室（例如，电弧室108、308），该电弧室具有与触头臂（例如，触头臂102）的触头臂尖端（例如，触头臂尖端102E）相邻定位的电弧室宽度（b）；以及在604中，提供堆叠弧板（例如，堆叠弧板112A-112J），该堆叠弧板位于与触头臂尖端相邻的电弧室的前端处。可以使用更多或者更少数量的弧板。

方法600包括：在606中，提供第一翅片特征（例如，第一翅片特征118A）和第二翅片特征（例如，第二翅片特征118B），其位于弧板与触头臂尖端之间的前端处，第一翅片特征包括第一内边缘（例如，第一内边缘120A），并且第二翅片特征包括第二内边缘（例如，第二内边缘120B），其中，第一内边缘和第二内边缘彼此间隔隔开间隔距离（a）以便形成开口，其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6。使相应的内边缘120A、内边缘120B之间的间隔与电弧室宽度（b）相比减小，这会起到形成更大的气压的作用，该更大的气压使得电弧保持在弧板112A-112J上并且然后跳到弧角116。

方法600包括：在608中，通过使气体穿过第一内边缘（例如，第一内边缘120A）与第二内边缘（例如，120B）之间的开口以将电弧推到弧板中来消灭电弧。例如，翅片118A、翅片118B的紧密间隔引导电弧通过开口并且尤其到上弧板（例如，弧板112H、弧板112I和弧板112J）中。

尽管本发明可以容许多种修改和替代形式，但已经通过示例的方式在附图中示出并且在本文中详细地描述了其特定实施例和方法。然而，应理解，这不意在将本发明限制于所公开的具体设备、组件或者方法，而是相反，旨在覆盖落在所附权利要求书的范围内的所有修改、等同方案和替代方案。

Claims

1.一种灭弧组件（100），其包括：

电弧室（108），所述电弧室（108）具有与触头臂（102）的触头臂尖端（102E）相邻的电弧室宽度（b）；

堆叠弧板（112A-112J），所述堆叠弧板（112A-112J）位于与所述触头臂尖端（102E）相邻的所述电弧室（108）的前端处；以及

第一翅片特征（118A）和第二翅片特征（118B），所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）位于所述弧板（112A-112J）与所述触头臂尖端（102E）之间的所述前端处，所述第一翅片特征（118A）包括第一内边缘（120A）并且所述第二翅片特征（118B）包括第二内边缘（120B），其中，所述第一内边缘（120A）和所述第二内边缘（120B）彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6，

其中，所述第一翅片特征（118A）包括第一上锥形物（130UA），并且所述第二翅片特征（118B）包括第二上锥形物（130UB）。

2.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述a/b的文丘里比率等于或者小于0.5。

3.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述a/b的文丘里比率等于或者小于0.4。

4.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述a/b的文丘里比率等于或者小于0.2。

5.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述a/b的文丘里比率等于或者小于0.15。

6.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述a/b的文丘里比率等于或者小于0.6但大于或者等于0.1。

7.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其包括第一脱气垫片（110A）和第二脱气垫片（110B），其中，所述第一脱气垫片（110A）包括形成在其上的所述第一翅片特征（118A），并且所述第二脱气垫片（110B）包括形成在其上的所述第二翅片特征（118B）。

8.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其包括槽式马达（122），所述槽式马达（122）包括第一侧（122A）、第二侧（122B）、和底侧（122C），所述第一侧（122A）、所述第二侧（122B）和所述底侧（122C）中的每一个均包括芯部（124）和涂层（126）。

9.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述第一翅片特征（118A）包括第一下锥形物（130LA），并且所述第二翅片特征（118B）包括第二下锥形物（130LB）。

10.根据权利要求9所述的灭弧组件（100），其中，所述第一下锥形物（130LA）与所述第一内边缘（120A）的交叉点以及所述第二下锥形物（130LB）与所述第二内边缘（120B）的交叉点定位为与弧角（116）的下边缘相距距离d，其中，所述距离d大于1.0 mm。

11.根据权利要求10所述的灭弧组件（100），其中，所述距离d在1 mm与12 mm之间。

12.根据权利要求9所述的灭弧组件（100），其中，所述第一下锥形物（130LA）和所述第二下锥形物（130LB）分别包括下锥角，所述下锥角在相应的所述第一下锥形物（130LA）和所述第二下锥形物（130LB）与水平面之间测量为在10度与70度之间。

13.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述第一上锥形物（130UA）和所述第二上锥形物（130UB）分别包括上锥角，所述上锥角在相应的所述第一上锥形物（130UA）和所述第二上锥形物（130UB）与第二水平面之间测量为在0度与45度之间。

14.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其包括第一脱气垫片（110A），所述第一脱气垫片（110A）包括形成在其上的所述第一翅片特征（118A），其中，所述第一脱气垫片（110A）附接至消弧栅组件（111）的侧板（217A）。

15.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其包括第一脱气垫片（310A）块，所述第一脱气垫片（310A）块包括块体（342）和联接至所述块体（342）的翅片特征（318A）。

16.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其中，所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）分别是相对的第一翅片和支撑组件（444）与第二翅片和支撑组件的一部分，所述第一翅片和支撑组件（444）包括第一支架（446），其中，所述第一翅片特征（118A）联接至所述第一支架（446），并且所述第二翅片和支撑组件包括第二支架，其中，所述第二翅片特征（118B）联接至所述第二支架，并且其中，所述第一支架（446）和所述第二支架是由非脱气材料制成，并且所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）是由脱气材料制成。

17.根据权利要求1所述的灭弧组件（100），其仅仅包括所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）的一部分，其包括脱气材料，而所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）的至少另一部分是由非脱气材料制成。

18.一种灭弧组件（100），其包括：

堆叠弧板（112A-112J），所述堆叠弧板（112A-112J）位于与所述触头臂尖端（102E）相邻的所述电弧室（108）的前端处；

弧角（116），所述弧角（116）位于所述堆叠弧板（112A-112J）的上方，所述弧角（116）包括舌（116T）；

第一脱气垫片（110A）和第二脱气垫片（110B），所述第一脱气垫片（110A）和所述第二脱气垫片（110B）定位在所述电弧室（108）的相对侧上；以及

第一翅片特征（118A）和第二翅片特征（118B），所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）位于所述弧板（112A-112J）与所述触头臂尖端（102E）之间的所述前端处并且至少部分地定位在所述舌（116T）的后面，所述第一翅片特征（118A）包括第一内边缘（120A）并且所述第二翅片特征（118B）包括第二内边缘（120B），其中，所述第一内边缘（120A）和所述第二内边缘（120B）彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6，并且其中，所述第一翅片特征（118A）与所述第一脱气垫片（110A）集成一体并且所述第二翅片特征（118B）与所述第二脱气垫片（110B）集成一体，

19.一种用于消灭电弧的方法，其包括：

提供电弧室（108），所述电弧室（108）具有与触头臂（102）的触头臂尖端（102E）相邻的电弧室宽度（b）；

提供堆叠弧板（112A-112J），所述堆叠弧板（112A-112J）位于与所述触头臂尖端（102E）相邻的所述电弧室（108）的前端处；

提供第一翅片特征（118A）和第二翅片特征（118B），所述第一翅片特征（118A）和所述第二翅片特征（118B）位于所述弧板（112A-112J）与所述触头臂尖端（102E）之间的所述前端处，所述第一翅片特征（118A）包括第一内边缘（120A）并且所述第二翅片特征（118B）包括第二内边缘（120A），其中，所述第一内边缘（120A）和所述第二内边缘（120A）彼此间隔隔开间隔距离（a），其中，a/b的文丘里比率等于或者小于0.6，其中，所述第一翅片特征（118A）包括第一上锥形物（130UA），并且所述第二翅片特征（118B）包括第二上锥形物（130UB）；以及

通过使气体穿过所述第一内边缘（120A）与所述第二内边缘（120A）之间的开口以便将所述电弧推到所述弧板（112A-122J）中来消灭所述电弧。