CN111279449A - 切换开关 - Google Patents

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Abstract

一种切换开关，包括：具有第一侧壁(21)和第二侧壁(22)的框架(2)；第一供应端子(41)；第二供应端子(42)；负载端子(6)；以及用于将气体从框架(2)排放的至少一个气流开口(31，32)。第二侧壁(22)面向与第一侧壁(21)基本上相对的方向。该切换开关适于选择性地提供第一供应端子(41)与负载端子(6)之间的第一连接以及第二供应端子(42)与负载端子(6)之间的第二连接。第一供应端子(41)和第二供应端子(42)从第一侧壁(21)突出，且负载端子(6)从第二侧壁(22)突出。该至少一个气流开口(31，32)形成在第二侧壁(22)中。

Description

切换开关
技术领域
本发明涉及切换开关。
切换开关是包括第一供应端子、第二供应端子和负载端子的开关装置，并且适于选择性地提供第一供应端子与负载端子之间的第一连接以及第二供应端子与负载端子之间的第二连接。当切换开关的电流电路断开时，在切换开关中可能产生温度为数千度的电弧。电弧包括电离气体，这会包含有大量自由电子。这样的气体等离子体是导电的。
除了电弧是导电的事实之外，被电弧从接触表面蒸发的金属在固化时可能损害开关装置的表面的绝缘能力。由电弧产生的烟尘也可能引起绝缘问题。
在本领域中已知的是，提供具有排气装置的切换开关，该排气装置用于将由开关事件产生的气体从切换开关的框架中排放，该排气装置包括形成在该框架的侧壁中的气流开口。排气装置使膨胀的气体能够从切换开关的框架中排放，这样防止了框架之内的压力变得过高。
与已知的切换开关相关联的问题之一是与开关事件有关，通过气流开口从框架排放的气体可能导致短路。根据切换开关的设计和切换开关的环境，所述短路可能发生在切换开关的端子与相邻接地部分之间或者发生在在切换开关的端子之间。由于沉积在气流开口附近的导电材料，针对短路的风险可能逐渐增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种切换开关以解决上述问题。本发明的目的通过其特征在于独立权利要求1中陈述的切换开关来实现。本发明的优选实施方式在从属权利要求中被公开。
本发明基于下述构思：将第一供应端子和第二供应端子定位在切换开关的框架的第一侧壁上，且负载端子被定位在面向与第一侧壁基本上相对的方向的第二侧壁上，并且提供具有排气装置的装换开关，该排气装置适于将由开关事件产生的气体通过形成在第二侧壁中的气流开口排放。
本发明的切换开关的优点在于，降低了与断开切换开关的电流电路有关的短路风险，这是因为气流开口与负载端子在相同侧壁上，该负载端子与讨论中的在开关事件中电流电路被断开的供应端子在相同的电位处。此外，长的排气通道对由开关事件产生的气体进行冷却，并且通过开关事件去除从接触表面蒸发的金属颗粒的至少一部分。降低废气的温度会降低废气的电导率。减少离开框架的气流中的金属颗粒的量会使沉积在气流开口之外、气流开口附近的导电材料的量减少。
附图说明
在下文中将参照附图借助于优选实施方式更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的切换开关；
图2是图1中的其中为了示出开关的内部结构而将该开关的框架的一半移除的切换开关的侧视图；
图3示出了图1中的其中框架的一半被移除的切换开关；以及
图4示出了图1中的沿平行于开关的第一侧壁、开关的供应端子延伸通过的平面截取的切换开关的截面图。
具体实施方式
图1示出了切换开关，该切换开关包括：框架2；第一供应端子41，其适于连接至第一电力供应；第二供应端子42，其适于连接至第二电力供应；以及负载端子6，其适于连接至负载。第一供应端子41和第二供应端子42从第一侧壁21突出，且负载端子6从第二侧壁22突出。第二侧壁22面向与第一侧壁21基本上相对的方向。第一侧壁21和第二侧壁22在长度方向上间隔开。图1的切换开关是适于耦合至其他模块以便提供多相切换开关的单相模块。
图2是图1的切换开关的侧视图。在图2中，为了示出该切换开关的内部结构而将框架2的一半移除。图3示出了图1中的其中框架2的一半被移除的切换开关。图2和图3示出了切换开关包括选择器触头8、排气装置、多个第一熄弧板941和多个第二熄弧板942。
排气装置包括第一排气通道51、第二排气通道52、第一气流开口31以及第二气流开口32。第一排气通道51包括远部514、外部515和板部519。第二排气通道52包括远部524、外部525和板部529。
选择器触头8适于相对于框架2围绕旋转轴81在第一位置与第二位置之间旋转。旋转轴81垂直于长度方向。在第一位置中，选择器触头8将第一供应端子41导电连接至负载端子6，并且将第二供应端子42与负载端子6电隔离。在第二位置中，选择器触头8将第二供应端子42导电连接至负载端子6，并且将第一供应端子41与负载端子6电隔离。框架2由电导率低的材料制成。
选择器触头8包括：第一刀形接触件851，用于与第一供应端子41建立导电连接；以及第二刀形接触件852，用于与第二供应端子42建立导电连接。选择器触头8与第一供应端子41之间的导电连接适于在第一接触区91中闭合和断开。选择器触头8与第二供应端子42之间的导电连接适于在第二接触区92中闭合和断开。接触区91和92以及多个第一熄弧板941和多个第二熄弧板942被定位在框架2之内。
选择器触头8与负载端子6固定导电连接。选择器触头8与负载端子6之间的固定导电连接包括两个辫状导体801和802，辫状导体801和802由于其柔性而适于允许选择器触头8与负载端子6之间的旋转。辫状导体801和802由铜线制成。
排气装置适于将由开关事件产生的气体从框架2排放。开关事件包括发生在选择器触头8与第一供应端子41之间的第一类型开关事件，以及发生在选择器触头8与第二供应端子42之间的第二类型开关事件。第一类型开关事件发生在第一接触区91中，且第二类型开关事件发生在第二接触区92中。
第一气流开口31和第二气流开口32形成在第二侧壁22中并且适于为气体提供从框架2之内到框架2之外的流动路径。第一气流开口31适于在第一类型开关事件中产生的气体。第二气流开口32适于在第二类型开关事件中产生的气体。第一气流开口31和第二气流开口32在高度方向上位于负载端子6的相对两侧。高度方向垂直于长度方向和宽度方向，宽度方向平行于旋转轴81。
第一排气通道51起始于第一接触区91并且终止于第一气流开口31。第二排气通道52起始于第二接触区92并且终止于第二气流开口32。在可替选实施方式中，第一排气通道和第二排气通道两者都终止于相同的气流开口。在另一可替选实施方式中，第一气流开口和第二气流开口两者都包括多个子开口。
图4示出了图1中的沿平行于开关的第一侧壁21并且通过选择器触点8的平面截取的切换开关的截面图。图4示出了外部515和外部525中的每个外部的宽度基本上等于框架2的内宽度。此外，外部515和外部525中的每个外部的截面面积足以为气体提供低阻力路径。图2、图3和图4一起示出的是，第一排气通道51为从第一接触区91到第一气流开口31的气流提供了最小阻力的路径，且第二排气通道52为从第二接触区92到第二气流开口32的气流提供了最小阻力的路径。
第一接触区91和第二侧壁22在长度方向上位于旋转轴81的相对两侧。第二接触区92和第二侧壁22在长度方向上位于旋转轴81的相对两侧。因此，第一排气通道51和第二排气通道52两者都为长通道，从而使得在将由开关事件产生的气体从框架2排放之前该气体能够适当地冷却。
多个第一熄弧板941被定位成与第一接触区91相邻并且适于熄灭在第一类型开关事件中产生的电弧。多个第一熄弧板941在垂直于旋转轴81的径向方向上位于旋转轴81与第一排气通道51的外部515之间。多个第二熄弧板942被定位成与第二接触区92相邻并且适于熄灭在第二类型开关事件中产生的电弧。多个第二熄弧板942在垂直于旋转轴81的径向方向上位于旋转轴81与第二排气通道52的外部525之间。第一熄弧板941和第二熄弧板942两者中的大部分在长度方向上位于旋转轴81的与第二侧壁22相对的一侧。
第一排气通道51的远部514被定位成在长度方向上距第二侧壁22比距多个第一熄弧板941更远。第二排气通道52的远部524被定位成在长度方向上距第二侧壁22比距多个第二熄弧板942更远。通过远部514和524的气体行进的距离基本上比相应的接触区与气流开口之间的直接距离长。此外，当气体从接触区流向对应的远部时，气体实际上远离对应的气流开口，这使气体的路径更长并且使得气体能够更多地冷却。
多个第一熄弧板941中的每一个和多个第二熄弧板942中的每一个是限定了相应的熄弧板平面的基本上平坦的元件。每个第一熄弧板941和每个第二熄弧板942的熄弧板平面被定位成使得径向方向基本上平行于熄弧板平面，该径向方向是垂直于旋转轴81的方向。可以在图3和图4中最佳地看到熄弧板941和熄弧板942的形状。
多个第一熄弧板941中的每一个和多个第二熄弧板942中的每一个由镀锌钢制成。第一熄弧板941中的每一个和多个第二熄弧板942中的每一个与其他熄弧板941和942电隔离。在可替选实施方式中，多个第一熄弧板中的每一个和多个第二熄弧板中每一个由具有高的电导率和热导率的另一材料制成。
第一排气通道51的板部519在多个第一熄弧板941之间延伸。第二排气通道52的板部529在多个第二熄弧板942之间延伸。第一排气通道51的板部519与第一排气通道51的外部515气体连通。第二排气通道52的板部529与第二排气通道52的外部525气体连通。
由于熄弧板941和熄弧板942的高的热导率，排气通道51的板部519和排气通道52的板部529有效地冷却了通过排气通道51和排气通道52的气体。熄弧板941和熄弧板942适于从通过板部519和板部529的气体吸收热。
对于本领域技术人员来说将明显的是，本发明的构思可以以各种方式来实现。本发明及其实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (11)

1.一种切换开关，包括：
框架(2)，所述框架(2)具有第一侧壁(21)和面向与所述第一侧壁(21)基本上相对的方向的第二侧壁(22)，所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)在长度方向上间隔开；
第一供应端子(41)，所述第一供应端子(41)适于连接至第一电力供应；
第二供应端子(42)，所述第二供应端子(42)适于连接至第二电力供应；
负载端子(6)，所述负载端子(6)适于连接至负载；
选择器触头(8)，所述选择器触头(8)适于相对于所述框架(2)围绕旋转轴(81)在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置中，所述选择器触头(8)将所述第一供应端子(41)导电连接至所述负载端子(6)，在所述第二位置中，所述选择器触头(8)将所述第二供应端子(42)导电连接至所述负载端子(6)，其中，所述选择器触头(8)与所述第一供应端子(41)之间的导电连接适于在第一接触区(91)中闭合和断开，且所述选择器触头(8)与所述第二供应端子(42)之间的导电连接适于在第二接触区(92)中闭合和断开；以及
排气装置，所述排气装置用于将由开关事件产生的气体从所述框架(2)排放，所述开关事件包括发生在所述选择器触头(8)与所述第一供应端子(41)之间的第一类型开关事件和发生在所述选择器触头(8)与所述第二供应端子(42)之间的第二类型开关事件，所述排气装置包括第一排气通道(51)、第二排气通道(52)和至少一个气流开口(31，32)，其中，所述至少一个气流开口(31，32)形成在所述框架(2)中并且适于为所述气体提供从所述框架(2)之内到所述框架(2)之外的流动路径，所述第一排气通道(51)起始于所述第一接触区(91)并且终止于所述至少一个气流开口(31，32)，且所述第二排气通道(52)起始于所述第二接触区(92)并且终止于所述至少一个气流开口(31，32)，
其特征在于，
所述第一供应端子(41)和所述第二供应端子(42)从所述第一侧壁(21)突出，且所述负载端子(6)从所述第二侧壁(22)突出，并且
所述至少一个气流开口(31，32)形成在所述第二侧壁(22)中。
2.根据权利要求1所述的切换开关，其特征在于，所述第一接触区(91)和所述第二侧壁(22)在所述长度方向上位于所述旋转轴(81)的相对两侧，并且所述第二接触区(92)和所述第二侧壁(22)在所述长度方向上位于所述旋转轴(81)的相对两侧。
3.根据权利要求2所述的切换开关，其特征在于，所述切换开关包括：
多个第一熄弧板(941)，所述多个第一熄弧板(941)被定位成与所述第一接触区(91)相邻并且适于熄灭在所述第一类型开关事件中产生的电弧，所述第一排气通道(51)包括外部(515)，所述多个第一熄弧板(941)在垂直于所述旋转轴(81)的径向方向上位于所述旋转轴(81)与所述第一排气通道(51)的外部(515)之间；以及
多个第二熄弧板(942)，所述多个第二熄弧板(942)被定位成与所述第二接触区(92)相邻并且适于熄灭在所述第二类型开关事件中产生的电弧，所述第二排气通道(52)包括外部(525)，所述多个第二熄弧板(942)在垂直于所述旋转轴(81)的径向方向上位于所述旋转轴(81)与所述第二排气通道(52)的外部(525)之间。
4.根据权利要求3所述的切换开关，其特征在于，所述第一排气通道(51)包括在所述多个第一熄弧板(941)之间延伸的板部(519)，并且所述第二排气通道(52)包括在所述多个第二熄弧板(942)之间延伸的板部(529)，其中，所述第一排气通道(51)的板部(519)与所述第一排气通道(51)的外部(515)气体连通，并且所述第二排气通道(52)的板部(529)与所述第二排气通道(52)的外部(525)气体连通。
5.根据权利要求3或4所述的切换开关，其特征在于，所述多个第一熄弧板(941)中的每一个和所述多个第二熄弧板(942)中的每一个是限定了相应的熄弧板平面的基本上平坦的元件，并且被定位成使得径向方向基本上平行于所述熄弧板平面，所述径向方向是垂直于所述旋转轴(81)的方向。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的切换开关，其特征在于，每个第一熄弧板(941)和每个第二熄弧板(942)由具有高的电导率和热导率的材料制成，并且所述熄弧板(941，942)中的每一个与其他熄弧板(941，942)电隔离。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的切换开关，其特征在于，所述第一排气通道(51)包括被定位成在所述长度方向上距所述第二侧壁(22)比距所述多个第一熄弧板(941)更远的远部(514)，并且所述第二排气通道(52)包括被定位成在所述长度方向上距所述第二侧壁(22)比距所述多个第二熄弧板(942)更远的远部(524)。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的切换开关，其特征在于，所述第一熄弧板(941)和所述第二熄弧板(942)两者中的至少大部分在所述长度方向上位于所述旋转轴(81)的与所述第二侧壁(22)相对的一侧。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的切换开关，其特征在于，所述至少一个气流开口(31，32)包括用于在所述第一类型开关事件中产生的气体的第一气流开口(31)和用于在所述第二类型开关事件中产生的气体的第二气流开口(32)，所述第一气流开口(31)和所述第二气流开口(32)在垂直于所述长度方向和宽度方向的高度方向上位于所述负载端子(6)的相对两侧，所述宽度方向平行于所述旋转轴(81)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的切换开关，其特征在于，所述选择器触头(8)与所述负载端子(62)固定导电连接。
11.根据权利要求10所述的切换开关，其特征在于，所述选择器触头(8)与所述负载端子(6)之间的所述固定导电连接包括至少一个辫状导体(801，802)。
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