CN109841431B

CN109841431B - 电流开关装置

Info

Publication number: CN109841431B
Application number: CN201811318184.0A
Authority: CN
Inventors: D.库宗; J.加西亚; L.克罗托; S.巴太尔
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: EP3503144A1; EP3503144B1; FR3074355A1; FR3074355B1; CN109841431A

Abstract

该电流开关装置包括：固定电触点(4、6)和可动电触点(16)；保持架(12)和可动压杆，其能够相对于保持架平移移动，保持架限定接收腔，压杆容纳在接收腔内部，可动电触点安装在压杆上，压杆的移动允许开关装置切换；弹性返回构件(28)，其将压杆返回到其展开位置。该开关装置还包括布置在接收腔的远端的以下：形成限制部的制动区域(42)，该限制部局部地减小接收腔的尺寸，以便使压杆减速；止挡(44)，用于停止压杆的移动。

Description

电流开关装置

技术领域

本发明涉及一种电流开关装置以及一种包括该开关装置的开关设备。

更具体地，本发明的实施例应用于用于安装在电动机的电源线上的开关设备。

背景技术

电流开关设备比如断路器或接触器是已知的，并且可以通过可分离的电触点来中断电流通过电气装置的流动。根据开关设备是用于单相还是多相电气装置，它包括一个或多个开关装置，每个开关装置与一个电相相关。每一个都包括可动触点，其可相对于连接到电气装置的固定触点移动。

专利EP0556109B1描述了开关装置的一个示例。可动压杆可相对于固定保持架平移移动，该保持架刚性连接到电气开关设备的主体。压杆设置有承载电接触垫的可动电触点，电接触垫布置成面对形成在上游和下游固定电触点上的相应接触垫。

为了中断电流，联接到用于使开关设备跳闸的机构的可动杠杆抵靠着压杆，以使其远离固定触点移动。相反，为了允许电流流动，杠杆释放压杆，压杆在弹性返回构件的作用下移动直到接触垫触摸。然后，可动触点允许电流在固定触点之间流动。

这种开关装置长期以来一直令人满意。然而，它不再适用于某些现代用途，特别是当需要高强度电流时。具体地说，在这种情况下，必须改变装置的机械尺寸。特别地，返回构件必须存储更多能量，以便在关闭装置时增加触点的排斥阈值。

一个缺点是，一旦被杠杆释放，压杆在完成其移动时猛烈地撞击固定触点，因为弹簧比以前释放更多的机械能。这增加了压杆回弹到固定触点的风险，这可能导致关闭开关装置的故障。这也导致接触垫遭受过早磨损，这降低了装置的使用寿命。

本发明更具体地旨在通过向电流开关装置提供可分离触点来克服这些缺点，所述可分离触点能够以高强度电流操作同时保持令人满意的可靠性和耐用性。

发明内容

为此，本发明涉及一种具有用于电流开关设备的可分离触点的电流开关装置，比如断路器或接触器，该开关装置包括：

-固定电触点和可动电触点；

-保持架和可动压杆，其能够沿着移动轴线相对于保持架平移移动，保持架限定接收腔，压杆容纳在接收腔内部，可动电触点安装在压杆上，压杆沿着移动轴线在展开位置和缩回位置之间的移动允许开关装置分别在电关闭状态和电打开状态之间切换；

-弹性返回构件，其将压杆返回到其展开位置；

其特征在于，所述开关装置还包括以下，它们布置在接收腔的远端：

-形成限制部的制动区域，该限制部局部地减小接收腔的横截面的内部尺寸，以便当压杆朝向其展开位置移动时使压杆减速；

-止挡，用于停止压杆的平移移动。

凸耳使得可以在可动触点到达固定触点之前制动压杆。固定触点和可动触点不太剧烈地接触，从而避免损坏接触垫并限制压杆反弹的风险。止挡防止压杆在其行程结束时与杠杆碰撞，这进一步降低了反弹的风险。

根据本发明的一些有利但非强制性的方面，这种开关装置可以单独或以任何技术上允许的组合结合以下特征中的一个或多个：

-所述制动区域通过将凸耳或凸起形式的材料添加到接收腔的内面而形成，其向内突出到接收腔中。

-所述制动区域布置成使压杆垂直于移动轴线偏转，使得所述压杆同与接收腔相对的面接触。

-所述制动区域包括朝向相对面延伸的倾斜平面，用于使压杆偏转。

-所述止挡与所述制动区域相对地形成。

-所述装置包括帽，所述帽覆盖(surmount)保持架并且限定壳体，所述壳体延伸由保持架限定的壳体，所述制动区域和止挡形成在帽上。

-所述制动区域和止挡通过模制与所述帽形成为单件。

-所述制动区域和止挡与所述保持架形成为单件。

-所述制动区域由聚合物材料制成，例如由塑料制成。

根据另一方面，本发明涉及一种电流开关设备，比如断路器或接触器，包括至少一个如上所述的具有可分离触点的电流开关装置。

附图说明

根据以下对包括仅通过示例并参考附图提供的开关装置的电流开关设备的一个实施例的描述，将更好地理解本发明并且其它优点将变得更加清楚，其中：

-图1是包括根据本发明实施例的电流开关装置的开关设备的分解图的局部示意图；

-图2至图4是图1的开关装置在各种操作位置的剖视图的示意图；

-图5是图4的开关装置的部分V的近视图的示意图。

具体实施方式

图1示出了电流开关设备的一部分，其包含具有可分离触点的空气电流开关装置2。

例如，开关设备是断路器或接触器。

优选地，装置2适用于高强度电流，例如高于或等于75A或80A的电流。

作为说明性示例，开关设备用于电动机的电源线，也称为电动机输出线。

装置2的使用在电动机输出线路中特别有利，因为某些类型的AC电动机的最近发展导致所涉及的电源电流可能更高，特别是因为浪涌电流的强度远远高于额定电流的强度，例如高达10或17倍。然而，装置2不限于这种类型的使用，并且其他用途也是可能的。

开关设备包括装置2容纳在其内部的壳体，壳体例如由模制聚合物制成。该开关设备的其他部件是众所周知的，既没有示出也没有更详细地描述。

根据实施例，开关设备包括多个电极，用于连接到多相电气装置。在这种情况下，开关设备包括相同数量的设备2和极，每个与一个电相相关。作为变型，开关设备可以仅包括一个极，因此仅包括一个装置2。在下文中，为了简化描述，描述了单个装置2。

如图1至图5所示，装置2包括上游固定电触点4和下游固定电触点6，它们彼此隔离并用于连接到电气装置。在所示的示例中，导体4和6是弯曲的金属母线。

这里给出术语“上游”和“下游”作为说明，并且在变型中，可以切换触点4和6的作用。

触点4和6分别带有电接触垫，分别用8和10表示，其由导电材料制成，比如银。

装置2还包括保持架12和可动触点支架14，下面也称为压杆14。在该示例中，压杆14是长方形的。

保持架12刚性地连接到开关设备的主体。它限定了接收腔，压杆14容纳在该接收腔内。接收腔从保持架12的底部延伸到面向固定触点4和6的远端。

保持架12允许压杆14相对于固定的纵向轴线X14可逆地平移移动。压杆14在其移动期间至少部分地保持在接收腔内。

例如，保持架12包括与轴线X14平行的侧壁，并设置有允许执行该平移移动的引导装置。在所示的示例中，接收腔由侧壁和保持架12的底部限定。

压杆14包括由导电材料制成的可动触点16(也称为触点桥16)，例如呈扁平带状，其在该示例中布置成垂直于轴线X14。

可动触点16设置有分别面向接触垫8和10布置的接触垫18和20。因此可以理解，垫8和10分别与垫18和20对齐，平行于轴线X14。

因此，可以通过在关闭状态和打开状态之间沿轴线X14移动压杆14来切换装置2，在关闭状态，可动触点16通过垫8、10、18和20之间的接触在固定触点4和6之间提供导电，在打开状态，可动触点16保持远离固定触点6和8。

压杆14包括主体22，触点16安装在主体22上。主体22设置有刚性凸起，其平行于轴线X14延伸并形成压杆14的远端24。压杆14的相对端26连接到弹性返回构件28，弹性返回构件28刚性连接到开关设备的主体，例如附接到保持架12的底部。

构件28适于施加将压杆14沿固定触点4和6的方向推回的力，即远离保持架12的底部。该力在此平行于轴线X14。

例如，构件28是接触压力弹簧。弹簧28在此是螺旋压缩弹簧。

附图标记30表示机械杠杆，其联接到用于控制和/或跳闸开关设备的机构。

为了关闭装置2，杠杆30抵靠着凸起24，以便将压杆14向后推向保持架的底部，与构件28的返回力相反并克服它。为了打开装置2，杠杆30远离压杆14移动，以便将其释放并允许其在构件28的作用下展开。

举例来说，杠杆30相对于开关设备的衔铁可枢转地安装，以便在抵靠着凸起24的位置和远离凸起24的位置之间移动。

以已知的方式，装置2还可以包括电弧熄灭室(这里未示出)。

装置2包括盖住保持架12的帽40。帽40限定壳体，壳体沿轴线X14延伸保持架12的腔，压杆14容纳在该腔内。在下文中，“接收腔”因此是指由保持架12和盖40限定的内部容积，且压杆14在其内部移动。

在图1所示的示例中，开关设备包括三个极且因此包括三个装置2。所示的帽40形成包括多个类似帽的部件的一部分，所述多个类似帽旨在用于与所示装置相邻的开关设备装置2。然而，帽40可以以其他方式生产。特别地，帽40可以独立于属于开关设备的其他装置2的帽。

帽40包括制动区域42和止挡44，其可以更具体地在图5中看到。

例如，制动区域42和止挡44与帽40形成为单件。

制动区域42适于在压杆14到达位于触点4、6上游的位置(称为关闭位置)之后朝向固定触点4、6展开时减慢压杆14的移动。这里根据关闭装置2时压杆14的移动方向来定义表述“上游”。

更具体地，区域42形成限制部，该限制局部地减小接收腔的横截面的内部尺寸，该截面垂直于轴线X14。事实上，在区域42的外部，腔的截面大于主体22的横截面，使得压杆14的主体22不总是与接收腔的内部面接触，除了任选地具有平移引导装置。

在区域42处，腔的截面变窄，以便与主体22的截面具有相同的尺寸，使得主体22与区域42直接接触。主体22与区域42之间的摩擦制动压杆14。例如，腔的高度等于主体22的高度。区域42的尺寸被相应地确定。

根据实施例，区域42通过添加材料形成，这里以凸耳或凸起的形式，其可以是刚性的或可部分地变形到接收腔的内面，其向内突出到接收腔中。

例如，区域42形成在接收腔的下内面46上。面46与腔的上内面47相对。

制动区域42在此由聚合物材料制成，例如由塑料制成。

有利地，区域42布置成使得压杆14垂直于轴线X14偏转，使得它同与腔相对的面47接触。这增加了压杆14和保持架12之间的摩擦，并进一步制动压杆14。

例如，为此目的，区域42包括朝向相对面47延伸的倾斜平面48。更具体地，倾斜平面48的基部与面46接触，并且平面48倾斜以接近面47，同时沿轴线X14朝向腔的远端移动。

作为变型，区域42可以形成在面47上。根据另一变型，区域42形成在接收腔的侧面上，即平行于图5的截面的面。在这些变型中，止挡44的位置和倾斜平面48的形状相应地改变。

区域42在长度L上延伸，其精确值根据压杆14的尺寸和返回构件28的特性来选择，其本身取决于装置1的额定电流。作为说明性例子，对于额定值为13至80A的开关设备，长度L等于1.5mm。长度L平行于轴线X14测量。

区域42在此延伸直到腔的远端。

止挡44布置成一旦在固定触点和可动触点之间建立接触就停止压杆14到达其行程终点时的平移移动。止挡44相对于腔的内部突出。止挡44在这里是刚性的。它布置在腔的远端，在帽40上。

在该示例中，止挡44布置在与区域42相对的面47上。更具体地，止挡44布置在区域42的终端的竖直上方。

因此可以理解，在垫8、10、18和20的厚度是标称的情况下，压杆14可以在触点4、6和16接触的位置和其被止挡14停止的位置之间沿着超行程移动。这使得可以特别地考虑到这样的事实：在装置2的使用寿命期间，垫8、10、18和20自然地腐蚀，使得它们的厚度减小并且低于标称厚度。以这种方式，可以避免压杆14的移动过早停止的情况。

有利地，区域42和止挡44放置在与保持架12不同的帽40上，而不必改变保持架12的结构。因此，区域42和止挡44可被添加到现有的装置范围而不必修改他们的架构。

在一些变型(未示出)中，帽40形成保持架12的整体部分，而不是单独的部件。换句话说，区域42和止挡44直接形成在保持架12上。

根据某些实施方式，帽40由聚合物材料制成，例如塑料。它优选地通过模制制造，这允许区域42和止挡44与帽40的其余部分形成为单件。当区域42和止挡44形成在其上时，保持架12也是如此。

现在参考图2至图4示出装置2的操作的一个示例，示出了当关闭装置2时即当装置2从打开状态切换到关闭状态时压杆14的连续位置。

最初，装置2打开，如图2所示。杠杆30抵靠着端部24并将压杆14保持在缩回位置，在该缩回位置，返回构件28被压缩。垫8、18和10、20是分开的。没有电流流动。

接下来，杠杆30移动到其离开位置，在该离开位置，杠杆30不再抵靠着端部24。压杆14开始展开，即沿图3中箭头F1所示的方向平移移动。这样做，它接近壳体的端部，直到主体22与区域42接触。然后，压杆14到达其关闭位置。

压杆14继续移动，但是由于主体22和区域42之间的接触引起的摩擦而使其减速。然而，它仍然到达接触位置。

垫8、18和10、20彼此接触。建立电接触。装置2关闭。由于压杆14的速度降低，在装置2上没有剧烈冲击或过度的机械应变的情况下形成这种接触。

然而，在该示例中，区域42不完全阻止压杆14继续其移动。压杆14继续移动直到到达止挡44，止挡44停止其移动。这尤其防止了压杆14的端部24与处于其离开位置的杠杆30碰撞。压杆14在其行程结束位置停止。

因此，区域42在可动触点16到达固定触点4、6之前缓冲并制动压杆。固定触点4、6和可动触点16接触不那么剧烈，从而避免损坏接触垫8、10、18、20并限制了压杆14反弹的风险。止挡44防止压杆14在其行程结束时与杠杆30碰撞，这进一步降低了反弹的风险。

因此，装置2能够以高强度电流操作，特别是可达到80A或更高，同时保持令人满意的可靠性和耐用性。特别地，区域42和止挡44不妨碍装置2在打开状态和关闭状态之间切换。而且，区域42和止挡44易于制造和实施。

上面考虑的实施例和变型可以彼此组合以便创建新的实施例。

Claims

1.一种具有用于电流开关设备的可分离触点的电流开关装置(2)，该开关装置(2)包括：

-固定电触点(4、6)和可动电触点(16)；

-保持架(12)和压杆(14)，其能够沿着移动轴线(X14)相对于保持架(12)平移移动，保持架(12)限定接收腔，压杆(14)容纳在接收腔内部，可动电触点(16)安装在压杆(14)上，压杆(14)沿着移动轴线(X14)在展开位置和缩回位置之间的移动允许开关装置(2)分别在电关闭状态和电打开状态之间切换；

-弹性返回构件(28)，其将压杆(14)返回到其展开位置；

其特征在于，所述开关装置(2)还包括布置在接收腔的远端的：

-形成限制部的制动区域(42)，该限制部局部地减小接收腔的横截面的内部尺寸，以便当压杆(14)朝向其展开位置移动时使压杆(14)减速；

-止挡(44)，用于停止压杆(14)的平移移动，

其中，所述止挡(44)与所述制动区域(42)相对地形成。

2.根据权利要求1所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)通过将凸起形式的材料添加到接收腔的内面(46)而形成，其向内突出到接收腔中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)布置成使压杆(14)垂直于移动轴线(X14)偏转，使得所述压杆(14)同与接收腔的相对面(47)接触。

4.根据权利要求3所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)包括朝向相对面(47)延伸的倾斜平面(48)，用于使压杆(14)偏转。

5.根据权利要求4所述的开关装置(2)，其特征在于，所述开关装置(2)包括帽(40)，所述帽(40)覆盖保持架(12)并且限定壳体，所述壳体延伸由保持架(12)限定的壳体，所述制动区域(42)和止挡(44)形成在帽(40)上。

6.根据权利要求5所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)和止挡(44)通过模制与所述帽(40)形成为单件。

7.根据权利要求5所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)和止挡(44)与所述保持架(12)形成为单件。

8.根据权利要求1所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)由聚合物材料制成。

9.根据权利要求1所述的开关装置(2)，其特征在于，所述制动区域(42)由塑料制成。

10.根据权利要求1所述的开关装置(2)，其特征在于，所述电流开关设备是断路器或接触器。

11.一种电流开关设备，包括至少一个具有可分离触点的电流开关装置(2)，其特征在于，所述开关装置(2)是根据前述权利要求中任一项所述的开关装置。

12.根据权利要求11所述的电流开关设备，其特征在于，所述电流开关设备是断路器或接触器。