CN111433877B - 固态断路器和组合式电动机起动器中的可熔断安全断开 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于绝缘栅双极型晶体管组件的隔离断开组件。所述隔离断开组件包括导体组件和搭接接头磁致动器。

Description

固态断路器和组合式电动机起动器中的可熔断安全断开

背景技术

技术领域

所公开和要求保护的概念涉及固态断路器、混合固态断路器或具有隔离断开组件的其他固态开关设备，该隔离断开组件被构造为在固态断路器或混合固态断路器中的电力电子部件的故障之后中断电流。

发明背景

对于固态断路器、混合固态断路器或固态开关设备，存在潜在危险，即电力电子开关部件(诸如但不限于绝缘栅双极型晶体管电路组件(“IGBT电路组件”))可能在短路事件期间发生故障。在一些情况下，电力电子开关部件将在短路时发生故障。此外，固态断路器内的DC总线有可能将会短路。这将导致高电流短路事件。固态开关设备内的典型隔离开关或断开无法提供所需的短路中断能力。这是一个问题，因为产生了短路危害。这是一个明确的问题。

需要迅速减轻此类短路危害。进一步需要与现有硬件兼容的固态断路器的隔离断开组件。

发明内容

通过本发明的至少一个实施方案满足了这些以及其他需求，该实施方案为电力电子开关设备诸如绝缘栅双极型晶体管组件提供了隔离断开组件。绝缘栅双极型晶体管组件包括导体组件。绝缘栅双极型晶体管组件的导体组件包括线路导体。绝缘栅双极型晶体管组件具有第一跳闸电流。隔离断开组件包括导体组件和搭接(clinch)接头磁致动器。隔离断开导体组件包括线路导体组件、负载导体组件和控制组件。线路导体组件包括固定导体、搭接接头和熔断器。负载导体组件包括可移动导体。搭接接头磁致动器可操作地联接到负载导体组件的可移动导体，并且被构造为在打开的第一位置和闭合的第二位置之间移动该负载导体组件的可移动导体，在打开的第一位置，该负载导体组件的可移动导体不与线路导体组件的固定导体电连通，在闭合的第二位置，该负载导体组件的可移动导体与线路导体组件的固定导体电连通。控制组件与搭接接头磁致动器进行可操作连通。控制组件被构造为在检测到第一跳闸电流时与搭接接头磁致动器可操作地连通。此外，当隔离断开组件暴露于等于或高于第一跳闸电流的第二跳闸电流时，该隔离断开组件被构造为经由熔断器中断电流。此外，在一个实施方案中，当暴露于第二跳闸电流时，该可移动导体如下文所述被“冲开(blown open)”。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从以下优选实施方案的描述中获得对本发明的完整理解，其中：

图1是具有隔离断开组件的绝缘栅双极型晶体管组件的示意图。

图2是其中可移动导体处于第一位置的隔离断开组件的一个实施方案的示意图。

图3是其中可移动导体处于第二位置的隔离断开组件的一个实施方案的示意图。

图4是其中可移动导体处于断开第二位置的隔离断开组件的一个实施方案的示意图。

图5是其中可移动导体处于第一位置的隔离断开组件的另一个实施方案的示意图。

图6是其中可移动导体处于第二位置的隔离断开组件的另一个实施方案的示意图。

图7A是处于第一配置的冲开凸轮组件的第一等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图7B是处于第一配置的冲开凸轮组件的第二等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图7C是处于第一配置的冲开凸轮组件的侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图7D是处于第一配置中的冲开凸轮组件的截面侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置。

图8A是处于第一配置的冲开凸轮组件的第一等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第一位置；图8B是处于第一配置的冲开凸轮组件的第二等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第一位置；图8C是处于第一配置的冲开凸轮组件的侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第一位置；图8D是处于第一配置中的冲开凸轮组件的截面侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第一位置。

图9A是处于第二配置的冲开凸轮组件的第一等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图9B是处于第二配置的冲开凸轮组件的第二等距视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图9C是处于第二配置的冲开凸轮组件的侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置；图9D是处于第二配置中的冲开凸轮组件的截面侧视图，其中负载导体组件的可移动导体处于第二位置。

具体实施方式

应当理解，本文在附图中示出并在以下说明书中描述的特定元件仅是所公开的概念的示例性实施方案，其仅作为非限制性示例提供，以仅用于说明目的。因此，与本文公开的实施方案相关的特定尺寸、取向、组件、所使用的部件数量、实施方案配置和其他物理特性不应视为限制所公开的概念的范围。

本文使用的方向短语，诸如例如顺时针、逆时针、左、右、顶、底、向上、向下及其衍生词，涉及附图中所示的元件的取向，并且并不限制权利要求，除非在其中明确地表述。

如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指称，除非上下文另外明确地说明。

如本文所用，“被构造为[动词]”意为所标识的元件或组件具有被成形、设定大小、设置、联接和/或被配置为执行所标识的动词的结构。例如，“被构造为移动”的构件可移动地联接到另一个元件，并且包括使构件移动的元件，或者构件另外被配置为响应于其他元件或组件而移动。因此，如本文所用，“被构造为[动词]”叙述结构而不是功能。此外，如本文所用，“被构造为[动词]”意为所标识的元件或组件旨在并被设计为执行所标识的动词。因此，仅能够执行所标识的动词但不意图并未设计为执行所标识的动词的元件不是“被构造为[动词]”。

如本文所用，“相关联”意为元件是同一组件的一部分和/或一起操作，或者以某种方式相互作用/彼此作用。例如，汽车具有四个轮胎和四个毂部盖。虽然所有元件都作为汽车的一部分而联接，但是应当理解，每个毂部盖与特定轮胎“相关联”。

如本文所用，两个或更多个零件或部件“联接”的表述应当意为这些零件直接地或间接地连结在一起或一起操作，即，通过一个或多个中间零件或部件连结在一起或一起操作，只要出现联结即可。如本文所用，“直接地联接”意为两个元件彼此直接地接触。如本文所用，“固定地联接”或“固定”意为两个部件联接，以便一体地移动，同时保持相对于彼此的恒定取向。因此，当两个元件联接时，这些元件的所有部分都联接。然而，描述第一元件的特定部分联接到第二元件，例如，轴第一端部联接到第一轮，意为第一元件的特定部分设置得比第一元件的其他部分更靠近第二元件。此外，搁置在仅通过重力保持在适当的位置的另一个物体上的物体不“联接”到下部物体，除非上部物体以其他方式基本上保持在适当的位置。也就是说，例如，桌子上的书没有与其联接，但是粘在桌子上的书就与其联接。

如本文所用，“紧固件”是被构造为联接两个或更多个元件的单独部件。因此，例如，螺栓是“紧固件”，但是榫槽联接件不是“紧固件”。也就是说，榫槽元件是联接的元件的一部分，而不是单独部件。

如本文所用，短语“可移除地联接”意为一个部件以基本上临时的方式与另一个部件联接。也就是说，两个部件以此类方式联接，使得部件的连结或分离是容易的，而且不会损坏部件。例如，用有限数量的易接取紧固件(即，不难接取的紧固件)彼此固定的两个部件是“可移除地联接”的，而通过难以接取的紧固件焊接在一起或连结的两个部件不是“可移除地联接”的。“难以接取的紧固件”是在接取紧固件之前需要移除一个或多个其他部件的紧固件，其中“其他部件”不是接取设备，诸如但不限于门。

如本文所用，“可操作地联接”意为联接多个元件或组件(每个元件或组件可在第一位置与第二位置、或第一配置与第二配置之间移动)，使得当第一元件从一个位置/配置移动到另一个位置/配置时，第二元件也在位置/配置之间移动。应当注意，第一元件可以“可操作地联接”到另一个元件，反之则非如此。

如本文所用，“联接组件”包括两个或更多个联接件或联接部件。联接件或联接组件的部件一般不是同一元件或其他部件的一部分。因此，在以下描述中可能不会同时描述“联接组件”的部件。

如本文所用，“联接件”或“联接部件”是联接组件的一个或多个部件。也就是说，联接组件包括被构造为联接在一起的至少两个部件。应当理解，联接组件的部件彼此相容。例如，在联接组件中，如果一个联接部件是卡扣插槽，那么另一个联接部件是卡扣插头，或如果一个联接部件是螺栓，那么另一个联接部件是螺母。

如本文所用，“对应”表示两个结构部件的大小和形状设定为彼此类似，并且可以以最小的摩擦量联接。因此，“对应”于构件的开口的大小略大于构件，使得构件可以以最小的摩擦量穿过开口。如果要将两个部件“紧密地”配合在一起，那么修改该定义。在那种情况下，部件大小之间的差值甚至更小，从而使摩擦量增加。如果限定开口的元件和/或插入开口中的部件由可变形或可压缩材料制成，那么开口甚至可以略小于插入开口中的部件。关于表面、形状和线，两个或更多个“对应”表面、形状或线一般具有相同大小、形状和轮廓。

如本文所用，当与移动的元件关联地使用时，“行进路径”或“路径”包括元件在运动时移动通过的空间。因此，固有地移动的任何元件都具有“行进路径”或“路径”。当与电流关联地使用时，“路径”包括电流行进通过的元件。

如本文所用，两个或更多个零件或部件彼此“接合”的表述应当意为这些元件直接地或通过一个或多个中间元件或部件向彼此施加力或偏压抵靠彼此。此外，如本文关于移动零件所用，移动零件可以在从一个位置到另一个位置的运动期间“接合”另一个元件和/或可以在一旦处于所述的位置时“接合”另一个元件。因此，应当理解，表述“当元件A移动到元件A第一位置时，元件A接合元件B”和“当元件A在元件A第一位置时，元件A接合元件B”是等同表述，并且意为元件A在移动到元件A第一位置时接合元件B和/或元件A在处于元件A第一位置时接合元件B。

如本文所用，“可操作地接合”意为“接合和移动”。也就是说，当关于被构造为移动可移动或可旋转的第二部件的第一部件进行使用时，“可操作地接合”意为第一部件施加足以使第二部件移动的力。例如，可以将螺丝刀放置成与螺钉接触。当没有对螺丝刀施加力时，螺丝刀仅“联接”到螺钉。如果对螺丝刀施加轴向力，那么将螺丝刀压靠在螺钉上并“接合”螺钉。然而，当将旋转力施加到螺丝刀时，螺丝刀“可操作地接合”螺钉并使螺钉旋转。此外，对于电子部件，“可操作地接合”意为一个部件通过控制信号或电流控制另一个部件。

如本文所用，字词“单一”意为产生为单个件或单元的部件。也就是说，包括单独地产生并然后联接在一起以作为一个单元的件的部件不是“单一”部件或主体。

如本文所用，术语“数量”应当意为一个或多于一个的整数(即，多个)。

如本文所用，在短语“[x]在其第一位置与第二位置之间移动”或“[y]被构造为在其第一位置与第二位置之间移动[x]”中，“[x]”是元件或组件的名称。此外，当[x]是在多个位置之间移动的元件或组件时，代词“其”意为“[x]”，即，在代词“其”之前提到的元件或组件。

如本文所用，当元件处于“电连通”时，电流可以在元件之间流动。也就是说，当存在电流并且元件处于“电连通”时，那么电流在元件之间流动。应当理解，处于“电连通”的元件直接联接或者具有设置在其之间的多个导电元件或其他构造，从而形成电流路径。

如本文所用，“搭接接头”是联接件，其中两个导电元件彼此接合，使得在导电构件的界面处生成的电磁力无法将导电元件分离到预定义高电流值。搭接接头固有地包括U型夹(第一联接部件)和大体平面的凸耳(第二联接部件)，其中U形夹是具有设置在凸耳的任一侧上的尖齿的轭。凸耳相对于轭可移动地设置，并且被构造为并确实在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，凸耳未设置在轭的尖齿之间、未联接到这些尖齿或不与这些尖齿电连通，在该第二位置，凸耳设置在轭的尖齿之间、联接到这些尖齿以及与这些尖齿电连通。应当理解，U形夹和凸耳可以被描述为不同的组件的元件，但两者也是“搭接接头”的元件。

如本文所用，在诸如“围绕[元件、点或轴线]设置”或“围绕[元件、点或轴线]延伸”或“围绕[元件、点或轴线][X]度”的短语中的“约”意为环绕、围绕……延伸或围绕……测量。当参考测量或以类似方式使用时，“约”意为“近似”，即，在与测量相关的近似范围内，如本领域的普通技术人员将理解。

如本文所用，“大体”意为与要修饰的术语相关的“以一般方式”，如本领域的普通技术人员将理解。

如本文所用，“基本上”意为与要修饰的术语相关的“大多数情况下”，如本领域的普通技术人员将理解。

如本文所用，“在”意为与要修饰的术语相关的“在...上”和/或“在...附近”，如本领域的普通技术人员将理解。

如图1所示，电力电子开关设备10包括电力电子开关部件12，诸如但不限于绝缘栅双极型晶体管(以下称为“IGBT”)电路组件14以及隔离断开组件50。IGBT电路组件14具有第一跳闸电流。

在示例性实施方案中，IGBT电路组件14包括导体组件20、第一IGBT电路30和第二IGBT电路40。IGBT电路30、40基本上类似，并且将仅详细描述一者。一般来讲，第一IGBT电路30的元件由“30s”中的参考标号标识，并且第二IGBT电路40的元件由“40s”中的参考标号标识。在详细描述了第一IGBT电路30之后，应当理解，第二IGBT电路40的类似元件将由类似名称标识，但由十位更高的参考标号标识。例如，第一IGBT电路30包括第一IGBT电路导体组件的第一端子31，而第二IGBT电路40包括第二IGBT电路导体组件的第一端子41，这两者在下文讨论。此外，每个IGBT电路30、40包括导体组件32、42，并且其选定元件也被标识为IGBT电路组件的导体组件20的一部分。

第一IGBT电路30包括导体组件32、第一IGBT 34和第二IGBT 36以及电压敏感电阻器38。第一IGBT电路导体组件32包括第一端子31和第二端子33。第一IGBT电路导体组件32以一定方式联接第一IGBT电路的第一IGBT 34和第一IGBT电路的第二IGBT 36(即在其间提供电连通)，使得通过控制第一IGBT电路的第一IGBT 34和第一IGBT电路的第二IGBT36，电流可以双向流动。第一IGBT电路导体组件32还与第一IGBT电路的第一IGBT 34和第一IGBT电路的第二IGBT 36的组合并联地联接第一IGBT电路的电压敏感电阻器38。第一IGBT电路导体组件的第一端子31被构造为并确实与第一IGBT电路30外部以及IGBT电路组件14外部的电部件联接和电连通；因此，第一IGBT电路导体组件的第一端子31还被标识为IGBT电路组件的第一端子31。第一IGBT电路导体组件的第二端子33被构造为并确实与第二IGBT电路40联接和电连通。也就是说，第一IGBT电路导体组件的第二端子33被构造为并确实与第二IGBT电路导体组件的第一端子41联接和电连通。此外，第二IGBT电路导体组件的第二端子43被构造为并确实与第二IGBT电路40外部以及IGBT电路组件14外部的电部件联接和电连通；因此，第二IGBT电路导体组件的第二端子43还被标识为IGBT电路组件的第二端子43。

IGBT电路组件的导体组件20还包括线路导体22和负载导体24。在示例性实施方案中，IGBT电路组件的导体组件的线路导体22被构造为并确实与IGBT电路组件的第一端子31(即第一IGBT电路导体组件的第一端子31)联接和电连通。IGBT电路组件的导体组件的负载导体24被构造为与IGBT电路组件的第二端子33(即第二IGBT电路导体组件的第二端子33)联接和电连通。在示例性实施方案中，隔离断开组件50被构造为并确定与IGBT电路组件的导体组件的线路导体22联接和电连通。

隔离断开组件50被构造为中断IGBT电路组件14的线路侧上的电流。这样解决了上述问题。在示例性实施方案中，隔离断开组件50被构造为在小于约3ms的时间内中断电流。这样解决了上述问题。隔离断开组件50包括导体组件60、搭接接头磁致动器70和控制组件80。

如图2至图6所示，隔离断开组件的导体组件60设置在IGBT电路组件14的线路侧上，包括线路导体组件90、负载导体组件100和搭接接头62。应当理解，在另一个实施方案(未示出)中，隔离断开组件的导体组件60设置在IGBT电路组件14的负载侧上。在这种实施方案中，隔离断开组件的导体组件60以如下所述的基本上相同的方式操作。应当理解，在另选配置中，以下使用的选定形容词(诸如“线路”和/或“负载”)是不同的和/或相反的。如下所述，搭接接头62的元件也被标识为线路导体组件90和负载导体组件100的元件。隔离断开组件的导体组件的线路导体组件90(以下称为“线路导体组件”90)包括固定导体92、搭接接头U形夹94和熔断器96。隔离断开组件的导体组件的负载导体组件100(以下称为“负载导体组件”100)包括可移动导体102。也就是说，搭接接头62包括搭接接头U形夹94和可移动导体102，该搭接接头U形夹是具有两个间隔开的尖齿(未编号)的轭，并且该可移动导体是搭接接头凸耳。此外，固定导体92被构造为并确实与搭接接头U形夹94联接和电连通。因此，与搭接接头U形夹94联接和电连通的元件也与固定导体92联接和电连通。熔断器96被构造为并确实在电流等于或高于第二跳闸电流时中断电流，即被构造为熔断，如下所讨论。在示例性实施方案中，熔断器96被构造为并确实具有在约0.5ms至约1.5ms之间或约1ms的熔断速度。固定导体92被构造为并确实与传送电流的线路(未编号)联接和电连通。负载导体组件的可移动导体102被构造为并确实与IGBT电路组件14联接和电连通。如图所示，并且在示例性实施方案中，负载导体组件的可移动导体102与IGBT电路组件的第一端子31联接和电连通。因此，隔离断开组件50设置在IGBT电路组件14的线路侧上。

搭接接头磁致动器70被构造为并确实可操作地联接到负载导体组件的可移动导体102。在该配置中，搭接接头磁致动器70被构造为在打开的第一位置(图2和图5)和闭合的第二位置(图3和图6)之间移动负载导体组件的可移动导体102，在该打开的第一位置中，负载导体组件的可移动导体102不与线路导体组件的固定导体92电连通，并且在该闭合的第二位置中，负载导体组件的可移动导体102与线路导体组件的固定导体92电连通。也即使说，当负载导体组件的可移动导体102处于第一位置时，负载导体组件的可移动导体102与搭接接头U形夹94间隔开。相反地，当负载导体组件的可移动导体102处于第二位置时，负载导体组件的可移动导体102与搭接接头U形夹94联接和电连通。

搭接接头磁致动器70包括输出轴72、壳体74和磁驱动器组件(未示出)。磁驱动器组件被构造为在缩回位置和第二位置之间移动输出轴72，在该缩回位置中输出轴72大体设置在壳体74的内部，并且在该第二位置中输出轴72大体设置在壳体74的外部。在示例性实施方案中，磁驱动器组件被构造为在约0.003秒内或约0.0025秒至0.0035秒之间在第一位置和第二位置之间移动输出轴72。

控制组件80与所述搭接接头磁致动器70进行可操作连通。如本文所用，“可操作连通”是指控制组件联接到致动器并且被构造为传送致使致动器致动的控制信号。在该示例性实施方案中，搭接接头磁致动器70是该致动器，并且控制组件80被构造为并确实发送控制信号，该控制信号致使搭接接头磁致动器70在第一位置和第二位置之间移动输出轴72。控制组件80还被构造为手动控制的。也就是说，控制组件80被构造为接受手动输入，该手动输入致使搭接接头磁致动器70在第一位置和第二位置之间移动输出轴72。

控制组件80还包括或联接到跳闸单元(未示出)或类似组件，其被构造为并确实检测电力电子开关设备10和/或其任何子部件中的电流。相反地，搭接接头62被构造为使得负载导体组件的可移动导体102在第二跳闸电流下“冲开”。也就是说，由电流生成的接触界面处的磁力以及由于电流通过线路导体组件90和负载导体组件100而引起的洛伦兹力；当该力足以克服将负载导体组件的可移动导体102维持在第二位置的任何力时，负载导体组件的可移动导体102移动到第一位置。因此，控制组件80被构造为并确实在检测到第二跳闸电流时与搭接接头磁致动器70可操作地连通，并且其中第二跳闸电流等于或高于第一跳闸电流。在示例性实施方案中，第二跳闸电流略高于第一跳闸电流。如本文所用，“略高于”是指第二跳闸电流比第一跳闸电流高等于或小于5％。

在图2至图4所示的示例性实施方案中，线路导体组件90包括第一电流路径110和第二电流路径112。在该实施方案中，第一电流路径110包括固定接触件98和固定导体92。也就是说，固定接触件98被联接、直接联接或固定，并且与固定导体92电连通。第二电流路径112包括次级固定导体93以及搭接接头U型夹94和熔断器96。熔断器96与次级固定导体93和搭接接头U形夹94两者联接和电连通。也就是说，熔断器96设置在次级固定导体93和搭接接头U形夹94之间。如图3所示，第二电流路径112被设置成与第一电流路径110相邻。因此，搭接接头U形夹94和熔断器96被设置成与固定导体92和固定接触件98相邻。

此外，在该实施方案中，负载导体组件100包括可移动接触件104，其被联接、直接联接或固定并且与可移动导体102电连通。可移动接触件104与可移动导体102一起移动，并且被构造为并确实在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中，可移动接触件104与固定接触件98隔开，并且在该第二位置中，可移动接触件104与固定接触件98联接和电连通。此外，在该实施方案中，并且在电力电子开关设备10的正常操作期间，可移动导体102和可移动接触件104处于第二位置，在此也标识为“操作第二位置”(图3)，其中可移动接触件104与固定接触件98联接和电连通，同时与搭接接头U形夹94间隔开。

此外，在该实施方案中，可移动导体102和可移动接触件104被构造为并确实移动到断开第二位置，其中可移动导体102和可移动接触件104分别与固定导体92和固定接触件98间隔开，并且其中可移动导体102与搭接接头U形夹94联接和电连通。也就是说，可移动导体102和可移动接触件104可在三个位置之间移动；操作第二位置，其中可移动接触件104与固定接触件98联接和电连通，同时与搭接接头U形夹94间隔开：第一位置，其中可移动导体102与固定导体92和搭接接头U形夹94两者间隔开(并且其中可移动接触件104与固定接触件98间隔开)；以及断开第二位置(图4)，其中可移动导体102与搭接接头U形夹94直接联接和电连通。

在该配置中，可移动导体102被构造为在正常操作期间处于操作第二位置，并且在短路事件期间处于断开第二位置。此外，当可移动导体102处于操作第二位置并且直接联接到固定接触件98时，即如本文所用，当可移动接触件104直接联接到固定接触件98时，电流经过第一电流路径110。当可移动导体102处于断开第二位置时，可移动导体102直接联接到搭接接头U形夹94，并且电流经过第二电流路径。因此，当可移动导体102处于断开第二位置时，电流经过熔断器96。

此外，在该实施方案中，隔离断开组件的导体组件60被构造为当存在第二跳闸电流时，使用由短路电流在隔离断开组件的导体组件60的元件中生成的磁力(在本文中也标识为“冲开”力)将可移动导体102从操作第二位置移动到断开第二位置。也就是说，当存在第二跳闸电流时，可移动导体102冲开。在示例性实施方案中，冲开速度(即将可移动导体102从操作第二位置移动到断开第二位置所花费的时间)在约1ms与2ms之间，或约1.5ms。此外，在示例性实施方案中，负载导体组件100包括冲开凸轮组件120。

如本文所用，“冲开凸轮组件”是指包括凸轮表面和凸轮从动件的组件，其中凸轮从动件在凸轮表面上方移动，其中凸轮表面被偏压朝向凸轮从动件，其中由凸轮表面施加的偏压产生接触力，该接触力将凸轮从动件大体维持在相对于凸轮表面的选定取向，并且其中在暴露于突然力(诸如但不限于“冲开”力)时，凸轮从动件克服由凸轮表面施加的偏压并且在凸轮表面上方移动。在示例性实施方案中，如图7A至图9D所示，负载导体组件的可移动导体102是包括细长导体构件114的组件，该细长导体构件具有近侧第一端部116和远侧第二端部118。可移动接触件104被联接、直接联接或固定到负载导体组件的可移动导体构件的第二端部118(以下称为“负载导体构件的第二端部”118)。此外，负载导体组件的可移动导体构件的第一端部116(以下称为“负载导体构件的第一端部”116)限定冲开凸轮组件120的凸轮从动件122。

也就是说，冲开凸轮组件120包括凸轮从动件122、凸轮表面124(在该实施方案中由凸轮构件126限定)、偏压设备128和枢轴联接件130。如图所示，并且在示例性实施方案中，冲开凸轮组件的枢轴联接件130由壳体132限定，该壳体大体包围冲开凸轮组件120的部分。负载导体组件的可移动导体构件114枢转地联接到冲开凸轮组件的枢轴联接件130。负载导体组件的可移动导体构件114包括枢轴联接件(示为大体圆形的开口134)，其设置在负载导体构件的第一端部116和负载导体构件的第二端部118之间。在示例性实施方案中，冲开凸轮组件的枢轴联接件130被设置成与负载导体构件的第二端部118相比更靠近负载导体构件的第一端部116。因此，相对于冲开凸轮组件的壳体132，负载导体组件的可移动导体构件114在相对于冲开凸轮组件的壳体132的第一配置和相对于冲开凸轮组件的壳体132的第二配置之间移动。也就是说，如图7D所示，在第一配置中，负载导体组件的可移动导体构件114的纵向轴线大体垂直于由冲开凸轮组件的偏压设备128生成的力线148延伸。在第二配置中，负载导体组件的可移动导体构件114的纵向轴线相对于由冲开凸轮组件的偏压设备128生成的力线148以大体锐角延伸。如本文所用，“大体锐角”是指小于八十度，并且“大体垂直”是指在直角的十度之内并且包括十度。

在示例性实施方案中，冲开凸轮组件的壳体132还限定用于冲开凸轮组件的偏压设备128的安装件144。在示例性实施方案中，冲开凸轮组件的偏压设备128是弹簧146，其生成如由力线148表示的偏压。冲开凸轮组件的凸轮构件126由冲开凸轮组件的偏压设备128支撑，并且朝向负载导体构件的第一端部116(即朝向冲开凸轮组件的凸轮从动件122)偏压。冲开凸轮组件的凸轮构件126接合冲开凸轮组件的凸轮从动件122，并且将负载导体组件的可移动导体构件114偏压到第一配置。这是负载导体组件的可移动导体构件114的操作配置(即正常配置)。当负载导体组件的可移动导体102在第一位置和第二位置之间移动时，负载导体组件的可移动导体构件114维持在该配置。也就是说，当负载导体组件的可移动导体102由搭接接头磁致动器70致动时，负载导体组件的可移动导体构件114被维持在第一配置。相反地，当负载导体组件的可移动导体102在第二跳闸电流下“冲开”时，负载导体组件的可移动导体102从第一配置移动到第二配置。

这是部分地由冲开凸轮组件的凸轮从动件122和冲开凸轮组件的凸轮表面124的形状实现的。也就是说，冲开凸轮组件的凸轮从动件122和冲开凸轮组件的凸轮表面124之间的界面被构造为使得由冲开凸轮组件的偏压设备128产生的偏压将负载导体组件的可移动导体构件114维持在第一配置，但其中冲开力克服冲开凸轮组件的偏压设备128的偏压并且致使负载导体组件的可移动导体构件114移入第二配置。在示例性实施方案中，如图9D所示，当以横截面观察时，冲开凸轮组件的凸轮从动件122大体是直表面。在该实施方案中，冲开凸轮组件的凸轮表面124限定“膝部”150，如本文中所用，其意味着在以横截面观察时的两个大体平面的表面的成角度相交，如图9D所示。应当理解，这是示例性实施方案，并且冲开凸轮组件的凸轮从动件122和冲开凸轮组件的凸轮表面124的特性(诸如但不限于冲开凸轮组件的凸轮从动件122的长度和膝部150的角度)可以被改变以便选择第二跳闸电流。此外，在示例性实施方案中，膝部150的形状还抵抗负载导体组件的可移动导体构件114从第二配置到第一配置的移动。

在示例性实施方案中，可移动导体102在没有来自搭接接头磁致动器70的辅助的情况下冲开。在另一个示例性实施方案中，当存在第二跳闸电流时，搭接接头磁致动器70发送控制信号，该控制信号致使搭接接头磁致动器70在第一位置和第二位置之间移动输出轴72。也就是说，搭接接头磁致动器70辅助将可移动导体102从操作第二位置移动到断开第二位置。此外，在该实施方案中，搭接接头磁致动器70被构造为并确实独立地使可移动导体102在第一位置和操作第二位置之间移动。

因此，在该实施方案中，当存在第二跳闸电流时，可移动导体102从操作第二位置移动到断开第二位置。此时，电流经过包括熔断器96的第二电流路径112。当熔断器96暴露于第二跳闸电流时，熔断器96熔断，由此中断电流。

在另一个实施方案中，如图5至图6所示，线路导体组件90元件串联设置。也就是说，固定导体92与熔断器96直接联接和电连通。此外，熔断器96与线路导体组件的搭接接头U形夹94直接联接和电连通。此外，在该实施方案中，当可移动导体102处于第二位置时，可移动导体102与搭接接头U形夹94联接和电连通。在该实施方案中，与先前实施方案不同，搭接接头62被构造为抵抗在短路事件期间生成的冲开力。也就是说，当在第二跳闸电流下发生短路事件时，熔断器96在搭接接头磁致动器70将可移动导体102移出搭接接头U形夹94之前中断电流。因此，当搭接接头磁致动器70将可移动导体102移出搭接接头U形夹94时，没有电流经过隔离断开组件的导体组件60并且将不会形成电弧。

换句话说，在该实施方案中，可移动导体102仅在由搭接接头磁致动器70致动时移动到第一位置。在该配置中，搭接接头磁致动器70被构造为并确实减小搭接接头U形夹94和可移动导体102之间的电弧。也就是说，在该实施方案中，搭接接头磁致动器70被构造为并确实在电流处于第一跳闸电流的短路事件期间将可移动导体102维持在第二位置，并且搭接接头磁致动器70被构造为在第二跳闸电流下的短路事件期间，在熔断器96中断电流之后将可移动导体102移动到第一位置。

虽然已经详细地描述了本发明的特定实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，可以根据本公开的总体教导内容来开发出那些细节的各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅是说明性的，而不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书的全部范围及其任何和所有等同物给出。

Claims (11)

1.一种用于电力电子开关设备的隔离断开组件，所述电力电子开关设备包括绝缘栅双极型晶体管组件，所述绝缘栅双极型晶体管组件包括导体组件，所述绝缘栅双极型晶体管组件的导体组件包括线路导体，所述绝缘栅双极型晶体管组件具有第一跳闸电流，所述隔离断开组件包括：

隔离断开导体组件，所述隔离断开导体组件包括线路导体组件、负载导体组件和搭接接头；

所述线路导体组件包括固定导体、搭接接头U形夹和熔断器；

所述负载导体组件包括可移动导体；

搭接接头磁致动器；

所述搭接接头磁致动器可操作地联接到所述负载导体组件的可移动导体，并被构造为在打开的第一位置和闭合的第二位置之间移动所述负载导体组件的可移动导体，在所述打开的第一位置，所述负载导体组件的可移动导体不与所述线路导体组件的固定导体电连通，并且在所述闭合的第二位置，所述负载导体组件的可移动导体与所述线路导体组件的固定导体电连通；

控制组件，所述控制组件与所述搭接接头磁致动器处于可操作连通；并且

其中所述控制组件被构造为在检测到第二跳闸电流时与所述搭接接头磁致动器可操作地连通，并且其中所述第二跳闸电流高于所述第一跳闸电流，以及

其中所述隔离断开导体组件被构造为与所述绝缘栅双极型晶体管组件的导体组件联接和电连通。

2.根据权利要求1所述的隔离断开组件，其中所述第二跳闸电流略高于所述第一跳闸电流。

3.根据权利要求1所述的隔离断开组件，其中所述线路导体组件的熔断器的熔断速度在约0.5ms和约1.5ms之间。

4.根据权利要求1所述的隔离断开组件，其中：

当所述线路导体组件包括第一电流路径和第二电流路径时；

所述第一电流路径包括固定接触件和所述固定导体；所述第二电流路径包括次级固定导体以及所述搭接接头和所述熔断器；

所述负载导体组件的可移动导体能够在操作第二位置和断开第二位置之间移动，在所述操作第二位置，所述负载导体组件的可移动导体直接联接到所述固定接触件并且其中电流经过所述第一电流路径，在所述断开第二位置，所述负载导体组件的可移动导体直接联接到搭接接头并且其中电流经过所述第二电流路径；并且

其中所述负载导体组件的可移动导体被构造为在正常操作期间处于所述操作第二位置，并且在短路事件期间处于所述断开第二位置。

5.根据权利要求4所述的隔离断开组件，其中：

所述搭接接头磁致动器被构造为独立地使所述负载导体组件的可移动导体在所述第一位置和所述操作第二位置之间移动；并且

所述负载导体组件的可移动导体被构造为通过磁力和所述搭接接头磁致动器移动到所述断开第二位置。

6.根据权利要求5所述的隔离断开组件，其中所述负载导体组件的可移动导体包括冲开凸轮。

7.根据权利要求1所述的隔离断开组件，其中：

所述线路导体组件的固定导体与所述线路导体组件的熔断器直接联接和电连通；并且

所述线路导体组件的熔断器与所述线路导体组件的搭接接头U形夹直接联接和电连通。

8.根据权利要求7所述的隔离断开组件，其中所述线路导体组件的搭接接头被构造为抵挡冲开力。

9.根据权利要求8所述的隔离断开组件，其中所述搭接接头磁致动器被构造为减小所述线路导体组件的搭接接头U形夹和所述负载导体组件的可移动导体之间的电弧。

10.根据权利要求8所述的隔离断开组件，其中：

所述搭接接头磁致动器被构造为在所述电流处于所述第一跳闸电流的短路事件期间将所述负载导体组件的可移动导体维持在所述第二位置；并且

所述搭接接头磁致动器被构造为在所述第二跳闸电流下的短路事件期间，在所述熔断器中断所述电流之后将所述负载导体组件的可移动导体移动到所述第一位置。

11.一种电力电子开关设备，包括：

绝缘栅双极型晶体管组件，所述绝缘栅双极型晶体管组件包括导体组件；所述绝缘栅双极型晶体管组件的导体组件包括线路导体；

所述绝缘栅双极型晶体管组件具有第一跳闸电流；隔离断开组件，所述隔离断开组件包括导体组件；

所述绝缘栅双极型晶体管组件的导体组件与所述隔离断开组件的导体组件联接和电连通；

根据权利要求1至10中任一项所述的隔离断开导体组件。

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