CN109155211A - 采用机电触点和电力电子装置的混合mccb - Google Patents

Abstract

一种混合开关组合件(140)，其用于断路器组合件(10)，所述断路器组合件(10)包含外壳组合件(12)和操作机构(14)，所述操作机构(14)构造成使可移动导体(44)在以下之间移动：断开第一位置，其中每一可移动导体(44)与固定导体(40)间隔开并且不与所述固定导体(40)电连通，和闭合第二位置，其中每一可移动导体(44)联接到固定导体(40)并且与所述固定导体(40)电连通。所述混合开关组合件(140)包含各自具有可移动导体(44)和固定导体(40)的导体组合件(16)。每一可移动导体(44)构造成在以下之间移动：断开第一位置，其中所述每一可移动导体(44)与相关联的固定导体(40)间隔开并且不与相关联的固定导体(40)电连通，和闭合第二位置，其中所述每一可移动导体(44)联接到相关联的固定导体(40)并且与所述相关联的固定导体(40)电连通。所述导体组合件(16)进一步包含电力电子开关组合件(150)，所述电力电子开关组合件(150)具有选择性联接到所述固定导体(40)和所述可移动导体(44)并且与所述固定导体(40)和所述可移动导体(44)电子连通的隔离触点组合件(222)。

Description

采用机电触点和电力电子装置的混合MCCB

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月8日提交的美国临时专利申请第62/347,211号和2017年1月19日提交的美国非临时专利申请第15/409,963号的权益，所述申请皆以引用的方式并入本文中。

技术领域

所公开和要求保护的概念涉及一种混合开关组合件，并且，更具体地说，涉及一种混合开关组合件，其包含具有选择性联接到可移动导体并且与可移动导体电子连通的隔离触点组合件的电力电子开关组合件。

背景技术

在用于如PV、数据中心、能量存储、ICT的应用的开关和中断中，混合开关技术具有其独特性和优势。从尺寸和成本的观点上看，归因于越来越高的DC系统电压，使用机电断路器中断这些DC电路成为越来越大的挑战。将机电触点与如IGBT、SCR等的电力电子件组合的混合开关技术实现在低焦耳加热和电隔离的情况下的成功中断、载流；然而，这意味着需要以与主开关触点串联的方式添加第二组触点以便隔离。举例来说，需要将隔离触点的开关机构适当地设定大小以保持装置的耐压等级；这增加断路器的成本和尺寸。电力电子电路也需要用于其操作的外部电力。当前混合开关技术需要额外电压和电流传感器以提供电力电子开关的触发信息。所有这些增加了装置的复杂度、尺寸和成本，并且这种复杂度使混合断路器更易于发生故障。这些是所陈述的问题。

发明内容

本发明的至少一个实施例满足这些需要和其它，本发明提供用于断路器组合件的混合开关组合件。断路器组合件包含外壳组合件和操作机构。外壳组合件限定电力电子开关组合件腔。操作机构构造成使数个可移动导体在以下之间移动：断开第一位置，其中每一可移动导体与固定导体间隔开并且不与其连通，和闭合第二位置，其中每一可移动导体联接到固定导体并且与其电连通。混合开关组合件包含数个导体组合件，每一导体组合件包含可移动导体和固定导体。此外，每一可移动导体可移动地联接到外壳组合件并且构造成在以下之间移动：断开第一位置，其中每一可移动导体与相关联的固定导体间隔开并且不与其电连通，和闭合第二位置，其中每一可移动导体联接到相关联的固定导体并且与其电连通。数个导体组合件进一步包含电力电子开关组合件。在示范性实施例中，每一电力电子开关组合件包含隔离触点组合件。每一隔离触点组合件选择性联接到固定导体和所述可移动导体并且与它们电连通。

下文所描述的混合开关组合件解决上文所陈述的问题。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从优选实施例的以下描述获得对本发明的概念的充分理解，其中：

图1是现有技术断路器组合件的横截面侧视图。

图2是断路器组合件的等角视图。

图3是断路器组合件的另一等角视图。

图4是断路器组合件的另一等角视图。

图5是断路器组合件的侧视图。

图6是断路器组合件的横截面侧视图。

图7是断路器组合件的横断面等角视图。

图8是混合断路器组合件的局部等角视图。

图9是混合开关组合件的示意图。

图10是电力电子电路组合件的示意图。

图11A和11B是展示在打开和闭合过程期间混合断路器的状态的流程图。

图12是混合断路器组合件的另一等角视图。

图13是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图14是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图15是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图16是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图17是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图18是混合断路器组合件的另一横截面侧视图。

图19是混合断路器组合件的局部等角视图。

图20是混合断路器组合件的另一局部等角视图。

具体实施方式

应了解在本文图式中所说明并且在以下说明书中所描述的特定元件只是所公开概念的示范性实施例，其出于说明的目的仅作为非限制性实例提供。因此，所使用的特定尺寸、取向、组合件和组件的数量、与本文所公开的实施例相关的实施例配置和其它物理特性不视为对所公开概念的范围具有限制性。

本文所使用的方向性词组(例如，顺时针、逆时针、左、右、顶部、底部、向上、向下及其派生词)涉及附图所示出的元件的取向并且不对权利要求书具有限制性，除非其中明确地陈述。

如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一种(a/an)”和“所述”包含多个参考物。

如本文中所使用，“构造成[动词]”意指所标识的元件或组合件具有一种结构，所述结构经成形、设定大小、布置、联接和/或配置以执行所标识的动词。举例来说，“构造成移动”的部件可移动地联接到另一元件并且包含使所述部件移动的元件或所述部件以其它方式被配置成回应于其它元件或组合件移动。由此，如本文中所使用，“构造成[动词]”叙述结构而不是功能。此外，如本文中所使用，“构造成[动词]”意指所标识的元件或组合件意图并且设计成执行所标识的动词。因此，仅仅能够执行所标识的动词但不意图并且未设计成执行所标识的动词的元件并未“构造成[动词]”。

如本文中所使用，“关联”意指元件是相同组合件的一部分和/或一起操作，或以某一方式作用于彼此/与彼此作用。举例来说，汽车具有四个轮胎和四个轮毂盖。当所有元件联接成汽车的一部分时，应理解每一轮毂盖与特定轮胎“关联”。

如本文中所使用，两个或多于两个部分或组件“联接”的表述将意指所述部分直接接合在一起或一起操作，或间接接合在一起或一起操作，即通过一个或多个中间部分或组件，只要存在链接即可。如本文中所使用，“直接联接”意指两个元件彼此直接接触。如本文中所使用，“固定地联接”或“固定”意指两个组件联接以便一体地移动，同时能相对于彼此维持恒定定向。因此，当两个元件联接时，这些元件的所有部分联接。然而，第一元件的特定部分联接到第二元件的描述，例如轴第一端部联接到第一车轮，意指第一元件的特定部分比其它部分更接近第二元件安置。此外，仅通过重力保持在适当位置的放置在另一物体上的物体并未“联接”到下面的物体，除非上面的物体以其他方式基本维持在适当位置。也就是说，例如桌子上的书未与桌子联接，但胶合到桌子上的书与桌子联接。

如本文中所使用，“固定件”是构造成联接两个或更多个元件的独立组件。因此，例如螺钉是“固定件”但舌槽式接头(tongue-and-groove coupling)不是“固定件”。也就是说，舌槽式元件是联接的元件的一部分并且不是独立组件。

如本文中所使用，词组“以可拆卸方式联接”意指一个组件以基本上暂时性的方式与另一组件联接。也就是说，两个组件以使得组件的接合或分离容易并且不会损伤组件的方式联接。举例来说，通过有限数目的容易接近的固定件(即，不是难以接近的固定件)紧固到彼此的两个组件“以可拆卸方式联接”，而焊接在一起或通过难以接近的固定件接合的两个组件并未“以可拆卸方式联接”。“难以接近固定件”是在接近固定件之前需要取下一个或多个其它组件的固定件，其中所述“其它组件”不是如(但不限于)门的存取装置。

如本文中所使用，“以操作方式联接”意指其中的每一个在第一位置与第二位置或第一构造与第二构造之间能够移动的数个元件或组合件被联接，使得随着第一元件从一个位置/构造移动到另一个，第二元件也在位置/构造之间移动。应注意，第一元件可以“以操作方式联接”到另一元件，而相反不成立。

如本文中所使用，“联接组合件”包含两个或更多个联接件或联接组件。联接件或联接组合件的组件一般不是相同元件的一部分或其它组件。由此，“联接组合件”的组件可能不在以下描述中同时描述。

如本文中所使用，“联接件”或“联接组件”是联接组合件的一个或多个组件。也就是说，联接组合件包含至少两个构造成联接在一起的组件。应理解联接组合件的组件彼此相容。举例来说，在联接组合件中，如果一个联接组件是卡扣插座，则另一个联接组件是卡扣插塞，或如果一个联接组件是螺钉，则另一个联接组件是螺帽。

如本文中所使用，“对应”指示两个结构性组件大小和形状设定成彼此类似并且可以以最小量的摩擦力联接。因此，“对应”于部件的开口大小设定为稍微大于部件，使得部件可以在最小量的摩擦力的情况下传送通过开口。如果两个组件“紧密地”贴合在一起，则这一定义被修改。在那种情况下，组件的尺寸之间的差异甚至更小，从而摩擦力的量增加。如果限定开口的元件和/或插入到开口中的组件由可变形或可压缩材料制得，则打开可以甚至稍微比插入到开口中的组件小。在表面、形状和线方面，两个或更多个“对应”表面、形状和线具有大体上相同大小、形状和轮廓。

如本文中所使用，当与移动的元件相关联地使用时，“行进路径”或“路径”包含元件在运动中时移动通过的空间。由此，固有地移动的任何元件具有“行进路径”或“路径”。当与电流相关联地使用时，“路径”包含电流行进通过的元件。

如本文中所使用，两个或多于两个部分或组件彼此“啮合”的表述将意指元件直接抵着彼此施加力或偏压，或通过一个或多个中间元件或组件抵着彼此施加力或偏压。此外，如本文中相对于移动部分所使用，移动部分可以在从一个位置到另一位置的运动期间“啮合”另一元件和/或在处于所描述的位置时“啮合”另一元件。因此，应理解陈述“当元件A移动到元件A第一位置时，元件A啮合元件B”和“当元件A处于元件A第一位置时，元件A啮合元件B”是等价的陈述并且意指在移动到元件A第一位置时元件A啮合元件B和/或在元件A第一位置中元件A啮合元件B。

如本文中所使用，“以操作方式啮合”意指“啮合并且移动”。也就是说，当与构造成使可移动或可旋转第二部件移动的第一部件相关地使用时，“以操作方式啮合”意指第一部件将施加足以使第二部件移动的力。举例来说，可以将螺丝刀与螺钉接触。当不将力施加到螺丝刀时，螺丝刀仅仅“联接”到螺钉。如果将轴向力施加到螺丝刀，则螺丝刀抵着螺钉按压并且“啮合”螺钉。然而，当将旋转力施加到螺丝刀时，螺丝刀“以操作方式啮合”螺钉并且使螺钉旋转。此外，在电子组件的情况下，“以操作方式啮合”意指一个组件通过控制信号或电流控制另一组件。

如本文中所使用，词“一体式”意指组件是以单件或整体产生。也就是说，包含分别地产生并且接着联接在一起以作为整体的片件的组件并非“一体式”组件或主体。

如本文中所使用，术语“数目”将意指一或大于一的整数(即，多个)。

如本文中所使用，在如“围绕[元件、点或轴线]安置”或“围绕[元件、点或轴线]延伸”或“围绕[元件、点或轴线][X]度”的词组中的“围绕(about)”意指包围、围绕延伸或围绕测量。当参考测量或以类似方式使用时，“约(about)”意指“大致”，即，在与测量相关的大致范围内，如一个所属领域一般技术人员将理解。

如本文中所使用，在词组“[x]在其第一位置与第二位置之间移动”或“[y]构造成使[x]在其第一位置与第二位置之间移动”中，[x]是元件或组合件的名称。此外，当[x]是在数个位置之间移动的元件或组合件时，代词“其”意指“[x]”，即，在代词“其”之前的提及的元件或组合件。

如本文中所使用，当元件“电连通”时，电流可以在元件之间流动。也就是说，当电流存在并且元件“电连通”时，随后电流在元件之间流动。应理解“电连通”元件具有在其间安置的产生电流的路径的数个导电元件或其它构造。

如本文中所使用，“锁紧接头(clinch joint)”是一种联接件，其中两个导电元件彼此啮合，使得在导电部件的接口处产生的电磁力无法分离导电元件。在示范性实施例中，锁紧接头包含U形夹和大体上平坦的凸耳，其中U形夹是具有安置于凸耳的两侧上的齿的轭状物。

如图2到20中所展示，塑壳断路器组合件10(下文中“断路器组合件”)包含外壳组合件12、操作机构14和数个导体组合件16。每一导体组合件16包含一对可分离触点18。典型地，对于断路器组合件10的每一极，存在一个导体组合件16。展示示范性三极断路器组合件10。外壳组合件12限定封闭空间13。外壳组合件12包含联接到细长主盖22的细长基座部分20(图2)。如图2中所展示，基座部分20包含限定数个细长腔26的多个内壁24。在示范性实施例中，对于断路器组合件10的每一极，存在一个腔26。如图2中所展示，主盖22也包含也限定数个细长腔32的多个内壁30。如上文所提及，在三极断路器组合件10中存在三个基座部分腔26和三个主盖腔32。基座部分腔26和主盖腔32大体上彼此平行地并且与外壳组合件12的纵向轴线平行地延伸。基座部分腔26大体上与主盖腔32对齐，使得当主盖22联接到基座部分20时，基座部分腔26与主盖腔32限定数个导体室34，并且在具有三极断路器组合件10的示范性实施例中，三个导体室34。

每一导体组合件16包含基本上类似的元件，并且由此将仅描述一个导体组合件16。应理解所描述的元件与单个导体组合件16相关联，并且每一导体组合件16具有相关联的元件的类似集合。每一导体组合件16包含细长固定导体40、固定触点42、可移动导体44、可移动触点46和可移动导体固定部分48。可分离触点18包含固定触点42和可移动触点46。每一导体组合件16基本上安置于外壳组合件封闭空间13中。

固定触点42联接到，并且在示范性实施例中直接联接到固定导体40并且与其电连通。在另一示范性实施例中，固定触点42与固定导体40为一体。每一固定触点42具有基本上平坦上表面43。在示范性实施例中，固定导体40是细长主体62，其包含第一端64、中间部分66和第二端68。固定导体主体第一端64向固定导体主体中间部分66弯曲，其中在固定导体主体第一端64与固定导体主体中间部分66之间存在空间或间隙。也就是说，固定导体主体中间部分66包含平坦部分65和弓形部分67。弓形部分67在至少九十度的圆弧上延伸并且，如所展示，在一个实施例中在约一百八十度的圆弧上延伸。如所展示，在一个实施例中，固定导体主体第一端64是在大体上平行于固定导体主体中间部分平坦部分65的平面中延伸的平坦部件。此外，固定触点42安置于固定导体主体第一端64的上表面上。在示范性实施例中，当在第二位置中时，可移动触点46啮合固定触点上表面43。

可移动触点46联接到，并且在示范性实施例中直接联接到可移动导体44并且与其电连通。在示范性实施例中，可移动触点46与可移动导体44为一体。可移动导体44可移动地联接到可移动导体固定部分48并且与其电连通。可移动触点46，并且更具体地说，可移动导体44联接到操作机构14。操作机构14构造成使可移动触点46在以下之间移动：第一断开位置，其中触点18分离并且不处于电连通，和第二闭合位置，其中触点18联接(或直接联接)并且处于电连通。此外，随着可移动触点46在第一位置与第二位置之间移动，可移动触点46移动通过转变位置。也就是说，当可移动触点46在载流时初始地与固定触点42分离时，在触点42、46之间拉出电弧。电弧持续载流直到电流从电触点电流路径(即，通过触点42、46的电流路径)换向到下文论述的通过电力电子电路组合件160的电流路径。一旦不存在流动通过触点电流路径的电流，则电弧熄灭。

应理解当触点18处于第一位置时，固定导体40不与相关联的可移动导体44电连通。此外，当触点18处于第二位置时，固定导体40与相关联的可移动导体44电连通。此外，应理解对应于可移动触点46，可移动导体44在第一位置和第二位置以及弧位置之间移动。还应理解每一固定导体40和每一可移动导体44包含构造成联接到线或负载(都未展示)并且放置成与线或负载电连通的端子。

操作机构14联接到跳闸组合件100和手柄102。手柄102是操作机构14的一部分。操作机构14可以通过手柄102手动致动，或回应于过电流状态通过跳闸组合件100致动。操作机构14基本上安置于外壳组合件封闭空间13中。

在示范性实施例中，每一导体组合件16安置于相关联的导体室34中。每一导体室34还包含已知的电弧隔板(arc chute)组合件70。在示范性实施例中，固定导体主体第一端64紧邻电弧隔板组合件70安置。如本文中所使用，“紧邻”意指在其间不具有其它构造。在未图示的另一实施例中，在固定导体主体第一端64的末端处存在电弧流道结构以允许电弧从固定触点移开。在示范性实施例中，每一导体室34进一步包含电力电子开关组合件腔120。如所展示，每一电力电子开关组合件腔120与相关联的导体室34邻接。此外，每一电力电子开关组合件腔120邻近或紧邻相关联的触点18安置。也就是说，不同于现有技术，固定导体主体第一端64不紧邻电弧隔板组合件70安置。实际上，固定导体主体第一端64紧邻电力电子开关组合件腔120安置。如本文中所使用，邻近电弧隔板组合件70安置之固定导体主体第一端64是“全长”固定导体40的一部分。相反，如本文中所使用，“减少长度”固定导体40是构造成与电弧隔板组合件70间隔开的固定导体40。此外，如本文中所使用，经构造以便在固定导体主体第一端64与电弧隔板组合件70之间容纳下文论述的电力电子开关组合件150的固定导体40是“缩短”固定导体40。也就是说，具有减少的长度以便容纳除电力电子开关组合件150外的构造的固定导体40不是“缩短”固定导体40。应理解只有具有电力电子开关组合件150的导体组合件16需要为缩短固定导体40。因此，数个固定导体40为缩短固定导体。

断路器组合件10进一步包含混合开关组合件140。混合开关组合件140包含上文所描述的导体组合件16以及电力电子开关组合件150。每一电力电子开关组合件150包含基本上类似的元件，并且由此将仅描述一个电力电子开关组合件150。应理解所描述的元件与单个电力电子开关组合件150相关联，并且每一电力电子开关组合件150具有相关联的元件的类似集合。

每一电力电子开关组合件150构造成使电流换向并且中断电流。此外，每一电力电子开关组合件150构造成由电弧电压和系统电压供电。每一电力电子开关组合件150构造成安置于相关联的电力电子开关组合件腔120内。也就是说，电力电子开关组合件150和其元件(下文论述)安置于外壳组合件封闭空间13内并且因此并未安置于独立外壳组合件封闭空间内。

在示范性实施例中，每一电力电子开关组合件150包含电力电子电路组合件160和电力电子开关导体组合件200。因此，每一电力电子电路组合件160构造成使电流换向并且中断电流以及由电弧电压和系统电压供电。在示范性实施例中，每一电力电子电路组合件160构造成在以下之间改变：第一状态，其中电流无法流经电力电子电路组合件160，和第二状态，其中电流可以流经电力电子电路组合件160。在示范性实施例中，电力电子电路组合件160在约50μs到200μs之间、或或小于约100μs、或少于100μs在第一状态与第二状态之间切换。此外，每一电力电子电路组合件160构造成接收触发信号并且当接收到触发信号时，在第一状态与第二状态之间切换。

在示范性实施例中，电力电子电路组合件160是绝缘栅双极晶体管电路组合件162，下文中“IGBT电路组合件”162。在示范性实施例中，每一IGBT电路组合件162包含第一IGBT电路164和第二IGBT电路165、第一端子166和第二端子168。每一IGBT电路164、165包含以串联方式安置的第一IGBT 170和第二IGBT 172，以及平行于第一和第二IGBT 170、172安置的压敏电阻器174。每一IGBT电路164、165还包含第一端子176和第二端子178。IGBT电路组合件第一端子166(也被标识为电力电子开关导体组合件第一端子166)联接到相关联的固定导体40并且与其电连通。IGBT电路组合件第二端子168(也被标识为电力电子开关导体组合件第二端子168)联接到相关联的可移动导体44并且与其电连通。此外，不包含IGBT电路组合件162的电力电子电路组合件160仍然包含联接到固定和可移动导体40、44的组合件端子(未图示)。

电力电子开关导体组合件200包含第一总线202、机械触发继电器组合件204和第二总线206。电力电子开关导体组合件机械触发继电器组合件204，下文中“机械触发继电器组合件”204包含构造成机械致动(即，开关)的继电器210以及电子电路211。机械触发继电器组合件204进一步构造成经由电子电路211提供触发信号。也就是说，当机械触发继电器组合件继电器210致动时，机械触发继电器组合件204经由电子电路211提供触发信号。机械触发继电器组合件204与电力电子电路组合件160电子连通并且提供到其上的触发信号。如上文所陈述，每一电力电子电路组合件160构造成接收触发信号，并且当接收到触发信号时在第一状态与第二状态之间切换。

在这种配置中，当每一可移动导体44从第二位置移动到第一位置时，和当可移动导体44处于转变位置时，电力电子电路组合件160与可移动导体44和固定导体40电连通，并且电流流经电力电子电路组合件160。此外，在这种配置中，电力电子电路组合件160使电流换向并且中断电流。也就是说，当可移动导体44处于转变位置时，可移动导体44以操作方式啮合机械继电器组合件继电器210。因此，机械继电器组合件继电器210致动，并且机械触发继电器组合件204向电力电子电路组合件160提供触发信号。如上文所陈述，当电力电子电路组合件160接收触发信号时，电力电子电路组合件切换状态，其在此实例中是首先从第一状态到第二状态，并且随后在预先确定的时间(如100s)之后从第二状态到第一状态。一般来说，当可移动触点46在第二位置与第一位置之间移动时(即，当触点18断开时)，产生电弧，并且电流持续流经触点导电通路(即，导体组合件16)，直到机械触发继电器组合件204由可移动导体44致动。当机械触发继电器组合件204由可移动导体44致动时，电力电子电路组合件160切换状态，从第一状态到第二状态，使电弧电流换向并且中断电弧电流。由于在电流换相之后在导体组合件16两端既不存在电弧电压也不存在系统电压，电力电子电路160由储存于电力电子电路160中的能量供电持续预先确定的时间并且断开IGBT。也就是说，每一IGBT电路组合件162从第一状态移动到第二状态。可移动导体44(和可移动触点46)随后移动到第一位置，由此第一和第二导体40、44不处于电连通。

相反，当每一可移动导体44从第一位置移动到第二位置时，和当可移动导体44处于转变位置时，可移动导体44以操作方式啮合机械触发继电器组合件致动器210。因此，机械触发继电器组合件继电器210致动，并且机械触发继电器组合件204向电力电子电路组合件160提供触发信号。在此实例中，电力电子电路组合件160处于第一状态，并且在后接收触发信号后即切换到第二状态。当电力电子电路组合件160处于第二状态时和当可移动导体44处于转变位置时，电力电子电路组合件160与可移动导体44和固定导体40电连通，并且电弧电流流经电力电子电路组合件160。此外，当可移动导体44处于第二位置时，电流绕过电力电子电路组合件160并且流经触点电流路径，即，经过可移动触点46和固定触点42。由于在电力电子电路组合件160两端既不存在电弧电压也不存在系统电压，电力电子电路组合件160自己断开，即，从第一状态移动到第二状态并且停止导通。

如上文所论述，当可移动导体44处于第二位置时，相关联的电力电子开关组合件150不与可移动导体44或固定导体40电连通。也就是说，当可移动导体44处于第二位置时，电流的最小电阻的路径是经过触点18并且电流绕过电力电子开关组合件150。

此外，在示范性实施例中，每一电力电子开关导体组合件200包含锁紧接头组合件220。电力电子开关导体组合件锁紧接头组合件220，下文中“锁紧接头组合件”220，与可移动触点46结合，构造成分隔电力电子电路组合件160。换句话说，电力电子开关组合件150包含隔离触点组合件222，其中电力电子开关组合件隔离触点组合件222，下文中“隔离触点组合件”222包含锁紧接头组合件220和可移动触点46。隔离触点组合件222经由电力电子电路组合件160选择性联接到固定导体40和可移动导体44，并且与它们电连通。

在示范性实施例中，每一锁紧接头组合件220包含导电U形夹230和导电凸耳232。如所展示，并且在示范性实施例中，锁紧接头组合件凸耳232是可移动导体44的一个部分，即，中间部分45。锁紧接头组合件U形夹230联接、直接联接或固定到外壳组合件12。如所展示，锁紧接头组合件U形夹230包含安置于可移动导体44的两侧上的两个齿236、238。U形夹齿236、238被隔开以紧密对应于可移动导体44的宽度。因此，在可移动导体44在其路径的一部分上移动时，可移动导体44，并且因此锁紧接头组合件凸耳232可移动地联接到锁紧接头组合件U形夹230。

也就是说，锁紧接头组合件凸耳232与锁紧接头组合件U形夹230在其行进路径的一部分上电连通。因此，当锁紧接头组合件凸耳232安置于锁紧接头组合件U形夹230内时，锁紧接头组合件220处于闭合配置中，其中锁紧接头组合件凸耳232与锁紧接头组合件U形夹230电连通。此外，当锁紧接头组合件凸耳232移出锁紧接头组合件U形夹230时，锁紧接头组合件220处于断开配置中，其中锁紧接头组合件凸耳232不与锁紧接头组合件U形夹230电连通。

在这个实施例中，并且当每一可移动触点46在第一及与第二位置之间移动时，如上文所描述，锁紧接头组合件220如下操作。当可移动触点46从第二位置移动到第一位置时(即，当断开时)，可移动导体44啮合机械触发继电器组合件204，并且在锁紧接头组合件220移动到断开配置之前电力电子电路组合件160从第二状态切换到第一状态。相反，当可移动触点46从第一位置移动到第二位置时(即，当闭合时)，在可移动导体44啮合机械触发继电器组合件204或电力电子电路160从第一状态切换到第二状态之前，可移动导体44(即，锁紧接头组合件凸耳232)与锁紧接头组合件U形夹230啮合(移动到第二配置)。

也就是说，在示范性实施例中，锁紧接头组合件U形夹230在路径240上移动。锁紧接头组合件U形夹230具有相对于锁紧接头组合件凸耳路径240的有限高度。换句话说，锁紧接头组合件凸耳路径240在锁紧接头组合件U形夹230上方移动。因此，锁紧接头组合件凸耳路径240包含第一部分242和第二部分244。锁紧接头组合件凸耳路径第一部分242是锁紧接头组合件凸耳路径240的一部分，其中锁紧接头组合件凸耳232与锁紧接头组合件U形夹230电连通，即，当锁紧接头组合件凸耳232在U形夹齿236、238之间时。锁紧接头组合件凸耳路径第二部分244是锁紧接头组合件凸耳路径240的一部分，其中锁紧接头组合件凸耳232不与锁紧接头组合件U形夹230电连通，即，当锁紧接头组合件凸耳232不在U形夹齿236、238之间时。此外，锁紧接头组合件凸耳路径第二部分244安置在电弧不会出现的位置。换句话说，当锁紧接头组合件凸耳232在锁紧接头组合件凸耳路径第一部分242中时，存在转变位置。此外，当锁紧接头组合件凸耳232在锁紧接头组合件凸耳路径第二部分244的远端(即，锁紧接头组合件凸耳路径第二部分244最远离锁紧接头组合件凸耳路径第一部分242的端)时，可移动触点46处于第一位置。相反，当锁紧接头组合件凸耳232在锁紧接头组合件凸耳路径第一部分242的远端(即，锁紧接头组合件凸耳路径第一部分242最远离锁紧接头组合件凸耳路径第二部分244的端)时，可移动触点46处于第二位置。

如所已知，电弧的生成产生可能损伤其他组件的电弧气体。因此，在示范性实施例中，每一电力电子开关组合件150包含放气组合件260。放气组合件260构造成基本上围绕电力电子电路组合件160安置。换句话说，每一电力电子电路组合件160安置于相关联的放气组合件260内。在示范性实施例中，放气组合件260包含紧邻锁紧接头组合件U形夹230安置的屏障262。在一个实施例中，屏障262包含30％玻璃纤维填充的PA66并且具有基本上U形等轮廓。也就是说，屏障262一般对应于锁紧接头组合件U形夹230的形状但可以具有更大高度。此外，在示范性实施例中，放气组合件260，以及屏障262的大小和形状经设定以安置于电力电子开关组合件腔120内。

虽然已经详细描述了本发明的特定实施例，但是所属领域的技术人员应了解，可以考虑本公开的整体教示而完善对那些详细描述的各种修改和替代方案。因此，所公开的具体布置仅意指说明性的而不限制关于本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书以及其任何和所有等效物的完整范围给定。

Claims (15)

1.一种混合开关组合件(140)，其用于断路器组合件(10)，所述断路器组合件(10)包含外壳组合件(12)和操作机构(14)，所述外壳组合件(12)限定电力电子开关组合件腔(120)，所述操作机构(14)构造成使数个可移动导体(44)在以下之间移动：断开第一位置，其中每一可移动导体(44)与固定导体(40)间隔开并且不与所述固定导体(40)电连通，和闭合第二位置，其中每一可移动导体(44)联接到固定导体(40)并且与所述固定导体(40)电连通，所述混合开关组合件(140)包括：

数个导体组合件(16)，每一导体组合件(16)包含可移动导体(44)和固定导体(40)；

其中每一可移动导体(44)可移动地联接到所述外壳组合件(12)，并且构造成在以下之间移动：断开第一位置，其中每一可移动导体(44)与相关联的固定导体(40)间隔开并且不与所述固定导体(40)电连通，和闭合第二位置，其中每一可移动导体(44)联接到相关联的固定导体(40)并且与所述固定导体(40)电连通；

电力电子开关组合件(150)；并且

每一电力电子开关组合件(150)构造成使电流换向并且中断电流。

2.根据权利要求1所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一所述电力电子开关组合件(150)包含电力电子电路组合件(160)和电力电子开关导体组合件(200)；

每一所述电力电子电路组合件(160)构造成使电流换向并且中断电流；

每一所述电力电子开关导体组合件(200)包含第一总线(202)和第二总线(206)；

每一所述电力电子开关导体第一总线(202)联接到相关联的固定导体(40)和所述电力电子电路组合件(160)，并且与所述相关联的固定导体(40)和所述电力电子电路组合件(160)电连通；并且

每一第二总线(206)联接到相关联的可移动导体(44)和所述电力电子电路组合件(160)，并且与所述相关联的可移动导体(44)和所述电力电子电路组合件(160)电连通。

3.根据权利要求2所述的混合开关组合件(140)，其中每一所述电力电子电路组合件(160)构造成在以下之间改变：第一状态，其中电流无法流经所述电力电子电路组合件(160)，和第二状态，其中电流可以流经所述电力电子电路组合件(160)。

4.根据权利要求3所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一所述电力电子开关组合件(150)包含机械触发继电器组合件(204)；

每一所述机械触发继电器组合件(204)包含继电器(210)和电子电路；

每一所述机械触发继电器组合件(204)构造成经由所述电子电路提供触发信号；

每一所述机械触发继电器组合件继电器(210)安置于相关联的可移动导体(44)的行进路径中；

其中，当所述机械触发继电器组合件继电器(210)致动时，所述机械触发继电器组合件(204)提供所述触发信号；

每一所述电力电子电路组合件(160)构造成接收触发信号并且当接收到所述触发信号时，在所述第一状态与所述第二状态之间切换；并且

每一所述机械触发继电器组合件(204)与相关联的电力电子电路组合件(160)电子连通。

5.根据权利要求4所述的混合开关组合件(140)，其中当所述可移动导体(44)处于所述第二位置时，相关联的电力电子开关组合件(150)不与所述可移动导体(44)或所述固定导体(40)电连通。

6.根据权利要求5所述的混合开关组合件(140)，其中每一所述电力电子开关组合件(150)构造成由电弧电压和系统电压供电。

7.根据权利要求6所述的混合开关组合件(140)，其中当每一所述可移动触点(46)在所述第一位置与所述第二位置之间移动时，所述可移动触点(46)移动通过转变位置，产生电弧，电流随后换向到电力电子电路，并且其中：

当每一所述可移动导体(44)从所述第二位置移动到所述第一位置时，和当所述可移动导体(44)处于所述转变位置时，所述电力电子电路组合件(160)与所述可移动导体(44)和所述固定导体(40)电连通，并且所述电流流经所述电力电子电路组合件(160)；并且

其中所述电力电子电路组合件(160)中断所述电流。

8.根据权利要求7所述的混合开关组合件(140)，其中：

当所述可移动导体(44)处于所述转变位置时，所述可移动导体(44)以操作方式啮合所述机械触发继电器组合件继电器(210)；

其中所述机械触发继电器组合件继电器(210)致动，并且所述机械触发继电器组合件(204)向所述电力电子电路组合件(160)提供所述触发信号；并且

其中所述电力电子电路组合件(160)从所述第一状态切换到所述第二状态，并且随后在预先确定的时间之后从所述第二状态切换到所述第一状态。

9.根据权利要求6所述的混合开关组合件(140)，其中当每一所述可移动触点(46)在所述第一位置与所述第二位置之间移动时，所述可移动触点(46)移动通过转变位置并且产生电弧电流，并且其中：

当每一所述可移动导体(44)从所述第一位置移动到所述第二位置时，和当所述可移动导体(44)处于所述转变位置时，所述可移动导体(44)以操作方式啮合所述机械触发继电器组合件继电器(210)；

其中所述机械触发继电器组合件继电器(210)致动，并且所述机械触发继电器组合件(204)向所述电力电子电路组合件(160)提供所述触发信号；

其中所述电力电子电路组合件(160)从所述第一状态切换到所述第二状态；

其中所述电力电子电路组合件(160)与所述可移动导体(44)和所述固定导体(40)电连通，并且所述电弧电流流经所述电力电子电路组合件(160)；并且

当所述可移动导体(44)处于所述第二位置时，电流绕过所述电力电子电路组合件(160)。

10.根据权利要求2所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一所述电力电子开关组合件(150)包含隔离触点组合件(222)；并且

每一所述隔离触点组合件(222)构造成经由所述电力电子电路组合件(160)与所述固定导体(40)和所述可移动导体(44)选择性联接并且电连通。

11.根据权利要求10所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一电力电子开关导体组合件(150)包含锁紧接头组合件(220)；

每一锁紧接头组合件(220)包含U形夹(230)和凸耳(232)；

其中每一所述锁紧接头组合件凸耳(232)是相关联的可移动导体(44)的一部分；并且

其中每一所述锁紧接头组合件凸耳(232)可移动地联接到锁紧接头组合件U形夹(230)。

12.根据权利要求11所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一所述锁紧接头组合件凸耳(232)在路径(240)上移动；

每一所述锁紧接头组合件凸耳路径(240)包含第一部分(242)和第二部分(244)；

其中，在每一所述锁紧接头组合件凸耳(232)在所述锁紧接头组合件凸耳路径第一部分(242)上移动时，每一所述电力开关锁紧接头组合件凸耳(232)与相关联的电力开关锁紧接头组合件U形夹(230)电连通；并且

其中，在每一所述电力开关锁紧接头组合件凸耳(232)在所述锁紧接头组合件凸耳路径第二部分(244)上移动时，每一所述电力开关锁紧接头组合件凸耳(232)不与相关联的电力开关锁紧接头组合件U形夹(230)电连通。

13.根据权利要求3所述的混合开关组合件(140)，其中所述电力电子电路组合件(160)是IGBT电路组合件(162)。

14.根据权利要求1所述的混合开关组合件(140)，其中：

每一电力电子开关组合件(150)包含放气组合件(260)；并且

每一所述电力电子电路组合件(160)安置于相关联的放气组合件(260)内。

15.根据权利要求1所述的混合开关组合件(140)，其中每一电力电子开关组合件(150)构造成安置有相关联的电力电子开关组合件腔(120)。