CN108461359B - 具有可分离电触点和空气开关的用于电流的开关设备 - Google Patents
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Abstract
用于电流的开关设备包括:开关组件,其能够在打开状态与闭合状态之间切换;控制机构,其包括用于触发开关组件到打开状态的切换的触发器构件(42);壳体(5),其包括侧向壁(51、52)。当壳体(5)内部的广布的压力增加时,侧向壁能够弹性变形,侧向壁中的一个(52)在其内面(521)上包括刚性突起(53),所述壁的变形引起突起的移位,突起相对于触发器构件布置成使得突起的移位导致触发器构件到其触发位置的移位。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有可分离电触点和空气开关的用于电流的开关设备(switchgear)。
一般而言,本发明涉及电气开关设备领域,诸如低压和高功率断路器。
背景技术
这样的开关设备包括用于电流的开关构件,其包括可分离的电触点。该构件可以在打开位置或闭合位置之间切换以分别中断或允许开关设备内的电流循环。该切换通过控制机构来控制,例如被称为“翻转件(tumbler)”的肘节机构。
这些开关设备还包括联接到控制机构的触发器,该触发器驱动该控制机构,以便在其检测到电气故障时打开开关构件。电气故障通常是在开关设备中循环的电流的短路或过载。例如,触发器是磁性的、或热的、或电子类型的。
典型地,在电气故障的情况下,电触点通过电磁排斥力部分地彼此分离,然后处于不稳定的位置。然后在这些电触点之间发生电弧。因此触发器必须一旦出现电弧时就命令开关构件的打开,以完全分开电触点,以便安全地中断开关设备中的电流的循环并确保电流隔离。这种中断必须在电气故障出现后尽可能快地发生,例如在5ms以内,以避免损坏开关设备并避免与安全相反的情况。实际上,限制在开关中释放的能量的数量是非常重要的。
然而,已知的装置并不完全令人满意,因为在某些情况下,触发器对于电气故障展现了响应时间,该响应时间不足够短以使控制机构在必要的延迟时间内作出反应。因此存在开关构件意外闭合的风险,从而阻止电流的中断。
开关设备当然是已知的,该开关设备的目的在于弥补这个缺点,并且在该开关设备内由电弧引起的灭弧气体的释放而产生的过压被用于在触发器起作用之前触发控制机构。
在专利申请FR 2 661 776A1中描述了这种开关设备的示例。该开关设备包括活塞,该活塞与电气灭弧室流体连接并且与控制机构机械联接。以这种方式,开关设备中压力的异常升高引起活塞的移位,其然后触发开关构件的打开,该开关构件的打开比与该开关设备相关的触发器所允许的更快。
然而,这样的解决方案存在缺点。一方面需要附加一个附加装置(这里是包括活塞的机械链),这使得开关设备的工业制造复杂化并且增加了开关设备的成本。此外,可靠性不足,因为灭弧室与活塞之间的流体连接可能由于灭弧气体的污染而降低。最后,尽管这一切,但是这些设备在同时期的产品范围所要求的特定操作条件下被使用时不够快速。实际上,目前的要求导致开关设备的尺寸减小,并且导致这些开关设备操作中涉及的最大电流值增加。这些设备的操作不能再被保证。因此,在目前的情况下,在同时期的开关设备中使用它们是不可能的。
这些缺陷是,本发明特别希望通过提出一种具有可分离电触点和空气开关的用于电流的开关设备来弥补这些缺点,该开关设备在电故障的情况下允许电触点的快速打开,同时制造简单并且呈令人满意的可靠性。
发明内容
为此,本发明涉及一种具有可分离电触头和空气开关的用于电流的开关设备,该开关设备包括:
-开关组件,其能够在允许开关设备内的电流循环的打开状态与阻止电流循环的闭合状态之间切换;
-用于控制开关组件在其打开状态和闭合状态之间的切换的机构,该控制机构包括触发器构件,所述触发器构件被布置成用于在该触发器构件从静止位置移动到触发位置时触发开关组件到打开状态的切换;
-壳体,开关组件和控制机构容纳在所述壳体内部,并且所述壳体包括侧向壁。
在该开关设备中:
-当壳体内部的广布的压力增加时,所述侧向壁能够从静止状态弹性变形到变形状态;
-侧向壁中的一个在其内面上包括与该内面成直角地朝向壳体内部延伸的刚性突起,使得所述侧向壁的变形引起突起从第一位置到第二位置的移位;
-突起相对于触发器构件布置成使得突起到第二位置的移位导致触发器构件从静止位置到触发位置的移位。
通过本发明,一旦在电触头之间出现电弧,由于电弧的出现而导致的压力的增加引起侧向壁的变形。由于突起是刚性的并且与侧向壁中的一个固定,所以在该侧向壁的变形的作用下它被移位。由于突起与触发器构件的关系,这种移位导致触发器构件到触发位置的移位,以将可分离电触点移位到打开位置。因此,由于不存在诸如活塞的中间元件,控制机构的触发器链比已知装置中的更短,所以触发被快速执行。开关设备还呈现简化的设计,因为由于突起形成在侧向壁上,容易并入侧向壁的制造中。由于这种制造简单并且不需要附加装置,所以开关设备的制造更简单且更经济。由于突起的简单性,突起的操作对灭弧气体污染的任何风险不敏感,这也赋予开关设备更好的鲁棒性。
根据本发明的有利但非强制性的方面,这样的开关设备可以包括以下特征中的一个或多个,所述特征独立地或根据任何技术上允许的组合被采用:
-突起与所述侧向壁一体地形成。
-侧向壁由模制热塑性材料制成。
-侧向壁由玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂制成。
-侧向壁呈现大于或等于1Gpa并且小于或等于5Gpa的挠曲弹性模量,使得当壳体内部的压力变得大于或等于或大于6bar时,侧向壁的变形的幅度大于或等于1mm。
-突起包括沿着突起的纵向轴线延伸的刚性梁和加强件。
-突起具有大于或等于5mm的长度。
-突起与突刺之间的接触区域位于距内面大于或等于开关组件的宽度的三分之一的距离处。
-触发器构件能够围绕旋转轴线旋转地移动并且设置有与旋转轴线成直角延伸的突出的突刺,当突起从其第一位置移位到其第二位置时,突刺被放置在突起所遵循的轨迹上。
-开关设备包括触发器块,所述触发器块包括触发器和移动撞击件,触发器被配置成当触发器从循环通过开关设备的电流检测到电气故障时将触发器构件移位到触发器构件的触发位置。
附图说明
根据仅以示例的方式给出的开关设备的实施例的以下描述并参照附图,将会更好地理解本发明,并且本发明的其它优点将变得更加显而易见,在所述附图中:
–图1根据纵向横截面视图示意性地示出了根据本发明的实施例的用于电流的开关设备;
-图2是根据透视和部分分解视图的图1的开关设备的示意图;
-图3是根据图2的区域III的特写视图的图2的开关设备的一部分的示意图;
-图4是根据底侧视图的图1至3的开关设备的示意图;
-图5是根据侧向视图的图1至4的开关设备的控制机构的示意图;
-图6是根据透视和局部分解图的根据本发明另一实施例的用于电流的开关设备的示意图。
具体实施方式
图1至5表示用于电流的开关设备1,例如断路器。
在这个示例中,开关设备1是低压和高强度交流或直流单极断路器。例如,开关设备1适于在低于1500V Dc或1000V Ac的电压的情况下操作,并且具有大于或等于1kA的强度的电气短路电流。
作为变型,开关设备1可以是不同的,例如,多极断路器。
开关设备1旨在连接到电路,以确保其防止电气故障。这里的“电气故障”是指在开关设备中循环的电流的短路或过载。
如图1所示,开关设备1包括开关块2、控制机构4和壳体5,该开关块2 包括也称为开关组件的开关构件3。开关设备1还包括触发块6,在下文中更详细地描述该触发块6。
在该示例中,开关构件3和控制机构4容纳在壳体5内部,在该壳体5 的不同的内部隔室中。
构件3可以在两个稳定且不同的状态(称为打开状态和闭合状态)之间可逆地和选择性地切换。
在闭合状态下,构件3允许开关设备1内的(例如在该开关设备1的连接焊盘(land)之间的)电流的循环。
在打开状态下,构件3防止在开关设备1内没有电弧的情况下电流的循环。
构件3的“打开”意味着构件3从闭合状态切换到打开状态。
为此,构件3包括由诸如铜的导电材料制成的可分离的电触点。更具体地,此处的开关设备1包括固定电触点31和移动电触点32,后者能够相对于固定电触点31移位。
这里固定电触点31和移动电触点32设置有分别用331和332表示的导电接触垫。
在闭合状态下,固定电触点31和移动电触点32彼此接触。它们各自的接触垫331、332直接接触,从而允许电流在这些电接触31和32之间通过。
在打开状态下,电触点32距固定电触点31一距离,使得它们各自的接触垫331、332被环境空气电绝缘。
在该说明性示例中,移动触点32由导电材料制成的单件形成,该单件由安装成相对于壳体5旋转的旋转构件34被支承。这里,有两个固定触点 31,它们相对于构件34的旋转轴线对称布置。
在图1中,构件3被示出处于闭合状态。
如已知的那样,当例如在由于电气故障引起的排斥力的作用下、两个电触点31和32在电流通过开关设备1循环的同时部分地分离时,电弧出现在对应的垫331和332之间。这个电弧是环境空气电离的结果。其结果是温度升高,然后是压力升高,因为电弧进而导致构件3的组分电离,例如接触垫 331和332的电离。电弧伴随着构件3内部的温度和压力的突然升高。
构件3还包括电气灭弧室35,其功能是确保该电弧的消灭。
灭弧室35包括堆叠的灭弧板351以及灭弧气体排放通道352,灭弧气体排放通道352将灭弧室流体链接到壳体5的外部。
这里有两个腔室35,每个腔室放置在固定触点31和移动触点32之间的接触区域的水平上。
这些灭弧室35是众所周知的,不再详细描述。
作为变型,构件3的其它构造是可能的,例如通过使用单个固定电触点和单个移动电触点。灭弧室35的数量和形式然后相应地调整。
控制机构4使得可以控制构件3在打开和闭合状态之间的切换。为此,机构4在这里与旋转构件34机械地联接,使得机构4上的特定作用引起电触点31和32的移位,从而在打开和闭合状态之间切换构件3。
控制机构4包括也被称为曲柄销的杠杆41,该杠杆41可从壳体5的外部通达并且用于由操作者操纵以通过机构4在打开和闭合位置之间切换切换构件。在图1中,杆41处于与切换构件3的闭合状态对应的位置。
控制机构4还包括触发器构件42。构件42可以在静止位置和触发位置之间移位。当构件42从静止位置切换到触发位置时,其触发机构4,然后机构4将构件3切换到打开状态。一旦构件3切换到打开状态,其保持在这个打开状态。机构4必须例如借助于由操作者在杠杆41上的手动作用而被重新装备,以再次允许构件3切换到其闭合状态。然后,构件42通过机构4 例如借助于弹簧422返回到其静止位置。
这里,机构4是肘节机构,也称为“翻转件”。这种机构是众所周知的,并且例如在专利申请EP 0555158A1中有所描述。
在该示例中,机构4包括触发器构件42、钩43、锁44和连接杆45,后者确保机构4与旋转构件34之间的机械联接。钩43受到弹性回复力,该弹性回复力趋向于使钩43返回到与构件3的打开状态对应的位置。该返回运动通过钩43的一端钩到锁44上来阻止,只要后者在只要触发器构件42处于静止位置的情况下自身保持钩到触发器构件42上。
当触发器构件42移位到其触发位置时,其允许钩43的移位,这进而允许连接杆45移位到构件3的打开状态。
触发器构件42在此安装成在其静止位置和触发位置之间围绕与壳体5 的侧向壁成直角的旋转轴线X42旋转。
此外,触发器构件42在此设置有与旋转轴线X42成直角地延伸的突出的突刺421,该突刺421的功能在下文中更详细地描述。
触发块6被配置成当从通过开关设备1循环的电流检测到电气故障时,经由机构4触发构件3向打开状态的切换。
如图1所示,触发块6为此包括触发器61(这里是磁热类型的触发器 61),该触发器6适于监测在触发器块中循环的电流并且当触发器6检测到电气故障的出现时将块6的移动撞击件62设置成运动。这种触发器对于本领域技术人员来说是公知的,在此不再详细描述。块6还设置有用于链接到开关块2的连接器63。
在实践中,在开关设备1的操作配置中,触发块6附接到开关块2,并且连接器63电链接到构件3的对应的固定电触点31。因此,触发块6可以根据通过电气开关设备1循环的电流作出反应。
“11”和“12”表示开关设备1的连接焊盘。这些焊盘11和12可以将开关设备1连接到其必须保护的电路。焊盘11在此对应于固定电触点31中的一个的端部,而焊盘12对应于连接器63的外端部。
为了便于阅读图2,触发块6被示出为从开关块2拆下。
当触发器61检测到电气故障时,触发器61引起撞击件62的移位,然后该撞击件62在触发器构件42上施加机械力,从而将触发器构件42移位到其触发位置。作为响应,控制机构被触发,并导致开关构件3的切换,然后保持在打开状态,从而中断焊盘11和12之间的电流循环。
壳体5形成开关块2的外护套。
在这个示例中,触发器块6可以从开关块2拆下。壳体5仅形成开关块 2的护套。因此,壳体5至少围绕构件3和机构4。触发块6包括其自身的壳体。
壳体5尤其包括限定开关块2的相对侧向面的侧向壁51、52。
在这个示例中,杠杆41位于开关设备1的前面上。该侧向面与该前面成直角延伸,并与开关块2的底面和顶面成直角。触发块6在此在该开关块 2的底面上附接到开关块2。
侧向壁51和52在正常状态和变形状态之间可以可逆地变形。
在正常状态下,侧向壁51和52具有基本上平面的形式并且彼此平行地延伸。
如图4所示,在变形状态下,侧向壁51和52呈现从开关设备1向外拱起的形式。例如,每个壁51、52的变形的幅度被测量为在正常状态和变形状态之间该壁的中心的位置之间的距离。
在实践中,在这个示例中,由于壁51和52围绕同一构件3,所以壁51 和52同时处于其正常状态或其变形状态。然而,当它们处于变形状态时,它们可能不会呈现严格相同的变形,也就是说具有相同的形式或相同的幅度,特别是由于开关设备1的组分在壳体5内部的布置。
在图4中,带有标号51d和52d的虚线表示侧向壁51和52处于变形状态时侧向壁51和52的位置。
当壳体5内的压力增加时,壁51和52从其正常状态弹性变形到其变形状态。
例如,当压力超过6bar的值时,观察到大于或等于1mm的变形,这种变形在这里是在平行于轴线X42的轴线上测量的。
当压力降低时,壁51、52恢复到正常状态。
这种压力的增加是由于构件3的固定触点31和移动触点32之间分离时电弧的出现而引起的。实际上,通常,压力的增加使得由电弧产生的灭弧气体不能即时地在输出通道352中排出。然后它们在壳体5内部膨胀并相对于在该壳体5中通常广布的压力产生过压。例如,压力增加到大于或等于6bar,甚至大于或等于20bar。
为了避免对开关设备1的任何不可逆的损坏,电弧必须尽可能快地中断以限制这种过压。例如,希望在壳体中的压力变得大于或等于5bar之前打开构件3。
优选地,壳体5由热塑性材料制成,例如通过模制。
壁51和52由与壳体5相同的材料制成。
作为说明性示例,壁51和52呈现出1Gpa和5GPa之间的弹性模量。
有利地,壁51和52是抗冲击的,特别是呈现大于或等于10kJ/m2的抗冲击性。这种抗冲击性在这里用ISO 179/1eA标准所定义的所谓Charpy测试方法在环境温度下和利用尺寸为80×10×3mm的探针进行测量。
优选地,壳体5以及因此壁51和52由玻璃纤维增强的聚碳酸酯制成。
例如,使用由SABIC公司以EXL5689为指引的市售的聚碳酸酯树脂。作为变型,可以使用由MITSUBISHI ENGINEERING PLASTICS CORPORATION公司以XRM5010为指引的市售的聚碳酸酯树脂。
在该示例中,壁51、52各自具有大于或等于1mm并且小于或等于3mm 的厚度,该厚度在壁51、52处于静止状态时被测量。
具有这些机械特性的这样的材料的选择使得可以保证壳体5的良好机械强度,同时根据壳体5中的压力获得壁51、52的变形。
由于变形是弹性的,当壳体5中的压力再次等于周围的大气压力时,壁 51、52恢复到其静止状态,而壳体5不会受到对其操作有害的机械后续作用的影响。
作为说明性示例,壳体5在此由两个模制半壳形成,该两个模制半壳彼此类似并且具有彼此互补的形式,每个模制半壳支承壁51、52。这两个半壳旨在固定到彼此,以保证壳体5的完整性。为此,壳体5包括用于固定壁51、 52的器件。
在这个示例中,固定器件是铆钉,其相应的头部具有参考标记55。然后,壁51、52包括允许这些铆钉通过的通孔。优选地,固定器件仅靠近壁51、 52的边缘布置,以便不妨碍其变形。
壳体5还包括窗口54,该窗口54至少部分地将触发器构件42暴露在壳体5外部。以这种方式,即使当撞击件62位于壳体5的外部时,撞击件62 也可以机械地作用在构件42上。
根据变型,触发器61和撞击件62可以容纳在壳体5内部。在这种情况下,窗口54可以被省略。
如在图3和图4中更详细地示出的,侧向壁中的一个(在这种特定情况下,侧向壁52)在其内面521上还包括与该内面521成直角地朝向壳体5 的内部延伸的刚性突起53。突起53固定到壁52,优选地没有挠曲自由度地固定到壁52。
内面521在此是侧向壁52的转向壳体5的内部的面。该内面521与侧向壁52的外面相对。
由于其被固定到可变形的侧向壁52,突起53可以在第一位置和第二位置之间移位。当侧向壁52处于正常状态时,突起53处于第一位置,当侧向壁52处于变形状态时,突起53处于第二位置。
以这种方式,当对应的侧向壁52从其正常状态变形到其变形状态时,突起53移位到突起53的第二位置。
优选地,突起53与对应的侧向壁52一体地形成。换句话说,突起53 由与壁52相同的材料制成。这使得可以进一步简化开关设备1的制造,因为突起53然后与侧向壁52同时制造,例如在同一模制操作中。
然而,作为变型,突起53可以是与壁52不同的并且被牢固地固定到壁 52的附加件。例如,这种固定是借助于铆钉或通过胶合或焊接实现的。
X53表示当突起53处于其第一位置时突起53沿其延伸的纵向轴线,并且X53d表示当突起53处于第二位置时突起延伸的方向。当壁51和52处于其静止状态时,轴线X53在这里与壁51和52成直角。
作为示例,当壁52以大于或等于1mm的振幅变形时,轴线X53与X53d 之间的角度大于或等于8°。
突起53相对于触发器构件42布置,使得其从第一位置到第二位置的移位导致触发器构件42从其非活动位置移动到其触发位置。以这种方式,由壁51、52的变形而引起的突起53的移位引起机构4的触发,从而将切换构件3切换到其打开状态。
换言之,突起53在此与触发器构件42联接。
为此,突刺421在此被放置在突起53在其第一位置和第二位置之间所遵循的轨迹上。突起53在此布置在突刺421的上方。
例如,当突起53处于其第一位置并且构件42处于其静止位置时,梁531 的底面与突刺421接触,但不对该突刺421施加力。当突起53切换到其第二位置时,突起53支承在突刺421上,因为突刺421位于突起53的轨迹上,并驱动突刺421围绕轴线X42旋转。
突起53的尺寸,特别是其长度及其位置也根据必须施加到突刺421的力的来选择,以便使构件42移位到其触发位置。
作为说明性示例,当突起53移位到其第二位置时,突起53适于在突刺 421上施加强度大于或等于5牛顿的力。
突刺421有利地用作杠杆并且可以减小使构件42旋转所需的力。
此外,突起53的长度、突刺421的长度以及突刺421相对于突起53的相对位置适于受益于杠杆效应,该杠杆效应减小了将触发器构件42移位到其触发位置所需的力。
例如,突起53与突刺421之间的接触区域位于距内面521一距离处,该距离大于或等于构件3宽度的三分之一,更优选地等于该宽度的一半。接触区域在此是突刺421的表面的部分,当在构件42处于其静止位置的同时突起53移位到其第二位置时,突起53支承在该部分上。
该宽度例如是沿着轴线X53测量的。这里,该宽度等于侧向壁51和52 之间的分离距离。
突起53的长度优选地大于或等于10mm。这里,当突起53处于其第一位置时,沿着轴线X53测量突起53的长度。
在该示例中,互补地,突刺421的尺寸设置为使得所述接触区域和轴线 X42之间的距离与轴线X42和构件42附接到锁44的区域之间的距离相等,例如在5%内。
有利的是,突起53包括梁531和加强件532。梁531和加强件532在这里以相同的材料制造。
梁531沿轴线X53纵向延伸,并具有圆柱形式,该圆柱形式具有大于或等于5mm2的横截面积。
加强件532在此包括三角形形式的平面壁,该平面壁在该梁531下方延伸并且沿着其一侧锚定到内面521并且沿着其另一侧锚定到梁531。
突起53的尺寸的选择,特别是其形式和/或其横截面,以及加强件532 的使用,使得可以增加突起53的刚度。这在突起53与侧向壁52一体形成时特别有用。实际上,突起然后以与侧向壁52相同的材料制造。现在,这种材料是可变形的,虽然特别希望避免当突起53支承在构件42上时使突起 53本身变形。
因此,突起53使得可以在电触头31、32之间出现电弧时触发控制机构 4,该电弧的出现产生灭弧气体的释放并且因此在壳体5中产生过压。
当侧向壁51、52并且特别是侧向壁52由于壳体5中的压力增加而变形时,它们切换到其变形状态。由于这种变形,突起53移位到其第二位置。突起53的移位方向如图4中的箭头F1和图5中的箭头F2所示。
突起53然后在突刺421上施加力,这导致触发器构件42移位到其触发位置,如图5中的箭头F3所示。如前所述,由于机构4的设计,构件42的这种移位进而导致构件3切换到其打开状态。电触点31和32然后保持分开,从而保证电流循环的停止。
通过本发明,一旦在电触头之间出现电弧,由于电弧的出现而导致的压力的增加引起侧向壁51、52的变形并因此经由突起53引起机构4的触发。
因此,由于不存在诸如活塞的中间元件,触发器链比已知装置中的触发器链短,所以机构4的触发被快速执行。
作为说明性示例,对于大于或等于8kA峰值的强度的分断电流,过压在小于或等于1ms的时间之后产生机构4的触发。在相同的情况下,触发器61通过仅在3ms的时间之后使撞击件62移位而起作用。
此外,由于这种制造简单并且不需要附加装置(例如活塞),所以开关设备1的制造更简单且更经济。由于突起53的简单性,突起53的操作对灭弧气体污染的风险不敏感,这也赋予开关设备1更好的鲁棒性。
突起53被配置成作用于触发器构件42的事实使得可以通过使用与触发器61相同的控制链来触发机构4。因此不需要修改现有控制机构的结构,或者增加开关块2的外部体积和容量。
因此,本发明使得可以利用由灭弧气体引起的过压而产生的侧向壁51 和52的变形(其通常被认为是有害的和不希望的效果)以便快速地、可靠地并且利用简化的实现方式控制机构4。
图6表示根据本发明第二实施例的电气开关设备1'。类似于开关设备1 的本实施例的开关设备1'的元件具有相同的附图标记加上符号“'”并且不再详细描述,因为上面的描述可以转换到它们。
更具体地说,开关设备1'是一个双极电路断路器,适用于与在两个不同的电极P1和P2上循环的电流一起操作。
开关设备1'在此包括开关块2'和触发块6',其分别用于与开关设备1的块2和6的目的相同的目的。
块2'特别地与块2不同之处在于其包括两个开关构件或开关组件,每个开关构件或开关组件与电极P1和P2中的一个相关联。开关设备1'然后包括与极P1和P2中的每个相关联的多个连接焊盘。
块2'还包括类似于机构4的控制机构,特别是设置有杠杆41'和包括突刺421'的触发器构件42'。块2'的控制机构布置成同时控制块2'的两个开关构件处于同一状态,特别是同时打开极P1和P2的两个开关构件。
开关设备1'包括与壳体5相似的壳体,并且块2'容纳在该壳体内部。该壳体包括类似于壁51、52的可变形的侧向壁51'和52'。
壁52'具有突起53',该突起53'用于与突起53相同的目的。特别地,当壁52'在壳体中的压力增加的作用下变形时,突起53'适于被移位到其第二位置,壳体中的压力增加是由于在块2'的开关构件中的至少一个中出现电弧导致的。通过移位,突起53'在突刺421'上施加力,该力将构件42'移位到其触发位置,以打开块2'的开关构件。
由于突起53'仅由侧向壁52'承载,所以本发明可以容易地应用于除开关设备1之外的其他单元,而不需要在深度上修改它们的架构。
作为说明,由于块2'的结构,预先在接触区域和壁52'之间限定的距离在此等于壁52'和将块2’的两个开关构件彼此分离的几何平面之间的分离距离。
在该示例中,开关设备1'还包括用于覆盖开关设备1'的前面的盖500。该盖500设置有向下折叠的侧向凸缘502,当盖500在开关设备1'上处于安装配置时,该侧向凸缘502用于覆盖侧向面51'、52'的前边缘。优选地,凸缘502的尺寸限制为不妨碍壁51'和52'的变形。
以上设想的实施例和变型可以彼此组合以产生新颖的实施例。
Claims (10)
1.一种用于电流的开关设备(1;1'),其具有可分离电触点并具有空气开关,该开关设备包括:
-开关组件(3),其能够在允许开关设备内的电流循环的打开状态与阻止电流循环的闭合状态之间切换;
-控制机构(4),用于控制开关组件(3)在其打开状态和闭合状态之间的切换,该控制机构(4)包括触发器构件(42;42'),所述触发器构件被布置成用于在该触发器构件(42;42')从静止位置移动到触发位置时触发开关组件(3)到打开状态的切换;
-壳体(5),开关组件(3)和控制机构(4)容纳在所述壳体(5)内部,并且所述壳体(5)包括侧向壁(51、52;51'、52');
该开关设备(1;1')的特征在于:
-当壳体(5)内部的广布的压力增加时,所述侧向壁(51,52;51',52')能够从静止状态弹性变形到变形状态;
-侧向壁中的一个(52;52')在其内面(521)上包括与该内面(521)成直角地朝向壳体内部延伸的刚性的突起(53;53'),使得所述侧向壁(52;52')的变形引起突起(53;53')从第一位置到第二位置的移位;
-突起(53;53')相对于触发器构件布置成使得突起到第二位置的移位导致触发器构件(42;42')从静止位置到触发位置的移位。
2.根据权利要求1所述的开关设备(1;1'),其特征在于,突起(53;53')与侧向壁(52;52')一体地形成。
3.根据权利要求1所述的开关设备(1;1'),其特征在于,侧向壁(51、52;51'、52')由模制热塑性材料制成。
4.根据权利要求3所述的开关设备(1;1'),其特征在于,侧向壁(51,52;51',52')由玻璃纤维增强的聚碳酸酯树脂制成。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的开关设备(1;1'),其特征在于,侧向壁(51、52;51'、52')呈现大于或等于1Gpa并且小于或等于5Gpa的挠曲弹性模量,使得当壳体内部的压力变得大于或等于6bar时,侧向壁(51、52;51'、52')的变形的幅度大于或等于1mm。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的开关设备(1;1'),其特征在于,突起(53;53')包括沿着突起(53;53')的纵向轴线(X53)延伸的刚性梁(531)、和加强件(532)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的开关设备(1;1'),其特征在于,突起(53;53')具有大于或等于5mm的长度。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的开关设备(1;1'),其特征在于,触发器构件(42;42')能够围绕旋转轴线(X42)旋转地移动并且设置有与旋转轴线(X42)成直角延伸的突出的突刺(421;421'),当突起(53;53')从其第一位置移位到其第二位置时,突刺(421;421')被放置在突起(53;53')所遵循的轨迹上。
9.根据权利要求8所述的开关设备(1;1'),其特征在于,突起与突刺(421;421')之间的接触区域位于距内面(521)大于或等于开关组件(3)的宽度的三分之一的距离处。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的开关设备(1;1'),其特征在于,开关设备包括触发器块(6),所述触发器块(6)包括触发器(61)和移动撞击件(62),触发器(61)被配置成当触发器(61)从循环通过开关设备(1;1')的电流检测到电气故障时将触发器构件(42;42')移位到触发器构件(42;42')的触发位置。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1098340A2 (en) * | 1999-11-03 | 2001-05-09 | General Electric Company | Molded case circuit breaker base and mid-cover assembly |
CN101241820A (zh) * | 2008-03-07 | 2008-08-13 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 单极模块化的低压断路器 |
WO2010112420A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Auslöser für eine elektrische schaltanordnung |
CN101901714A (zh) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | 施耐德电器工业公司 | 用于限制电气设备单元的隔间的内部过压的装置 |
CN102299032A (zh) * | 2011-08-09 | 2011-12-28 | 无锡新宏泰电器科技股份有限公司 | 断路器直驱式气吹脱扣装置 |
CN103903928A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-02 | 大全集团有限公司 | 一种具有对流散热壳体的断路器 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2661776B1 (fr) * | 1990-05-04 | 1996-05-10 | Merlin Gerin | Declencheur instantane d'un disjoncteur. |
JP3399301B2 (ja) * | 1997-07-09 | 2003-04-21 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
JPH11224584A (ja) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Fuji Electric Co Ltd | 回路遮断器のケースとカバーとの固定構造 |
FR3042640B1 (fr) * | 2015-10-20 | 2019-05-31 | Schneider Electric Industries Sas | Appareil de commutation electrique comportant un mecanisme de commutation et au moins un module auxiliaire |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1098340A2 (en) * | 1999-11-03 | 2001-05-09 | General Electric Company | Molded case circuit breaker base and mid-cover assembly |
CN101241820A (zh) * | 2008-03-07 | 2008-08-13 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 单极模块化的低压断路器 |
WO2010112420A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Auslöser für eine elektrische schaltanordnung |
CN101901714A (zh) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | 施耐德电器工业公司 | 用于限制电气设备单元的隔间的内部过压的装置 |
CN102299032A (zh) * | 2011-08-09 | 2011-12-28 | 无锡新宏泰电器科技股份有限公司 | 断路器直驱式气吹脱扣装置 |
CN103903928A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-02 | 大全集团有限公司 | 一种具有对流散热壳体的断路器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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