CN111599658B - 开关设备 - Google Patents

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Abstract

提出了一种开关设备(1)包括至少一个第一触点(2)和一个第二触点(3)，开关设备(1)包括第一引弧电极(4)和第二引弧电极(5)，开关设备(1)的灭弧装置(6)至少部分地布置在第一引弧电极(4)和第二引弧电极(5)之间的空间中，灭弧装置(6)包括电弧入口(7)和至少一个气体出口(8)，灭弧装置(6)包括至少一个固定的非导电电弧屏障(9)，其被具体化成并被定位成横跨从电弧入口(7)到气体出口(8)的电弧行进路径(10)。

Description

开关设备
技术领域
本公开涉及根据本申请要求保护的主题的通用部分的开关设备。
背景技术
分离输送电流的电触点总是在触点之间产生电弧。用于中断高电流的开关设备，特别是断路器，通常包括灭弧装置。这种装置的常见实施例是灭弧室。
已知的灭弧室包括多个金属板，彼此隔离。电弧在金属板上被分开并冷却，从而熄灭。分离的金属板被保持在隔离体中。
这些灭弧室的缺点是高的单个部件数量以及组装整个灭弧室的大的工作。使用的金属板价格昂贵，而且它们还会导致一些金属板之间可能发生短路的进一步的问题。金属板还储存热能。一旦发生一系列短路事件，这可能就是风险。延迟的热量释放会进一步损坏开关设备的周围的塑料部件。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种带有灭弧装置的开关设备来克服现有技术的缺陷，其包括的部件数量少，易于组装，以及降低了电气和/或热故障的风险。
根据本发明，通过本申请要求保护的主题的特征来解决该目的。
开关设备包含的部件数量少，易于组装。由于不需要金属板，因此降低了电气和/或热损坏的风险。灭弧装置可以完全由塑料制成，作为一件或两件，无需放置多个金属板。
本申请进一步要求保护的主题描述了本发明的进一步优选的实施例。
参照仅示出优选实施例的附图来描述本发明。
附图说明
图1示出了带有打开的外壳的实际开关设备的优选实施例；
图2示出了根据图1的开关设备，带有打开的灭弧装置；
图3示出了根据图2的打开的灭弧装置的一部分；
图4以三维分解图示出了根据图2的灭弧装置的部件；
图5以三维视图示出了根据图2的灭弧装置。
具体实施方式
图1和图2示出了开关设备1的优选实施例，至少包括一个第一触点2和一个第二触点3，以形成通过开关设备1的导电路径，开关设备1包括第一引弧电极4，至少当触点2、3被定位成处于分离状态时第一引弧电极4连接到第一触点2，开关设备1包括第二引弧电极5，至少当触点2、3被定位成处于分离状态时第二引弧电极5连接到第二触点3，开关设备1的灭弧装置6至少部分设置在第一引弧电极4和第二引弧电极5之间的空间中，灭弧装置6包括电弧入口7和至少一个气体出口8。灭弧装置6包括至少一个固定的非导电电弧屏障9，所述电弧屏障9被具体化并被定位成横跨从电弧入口7到气体出口8的电弧行进路径10。
开关设备1包含的部件数量少，易于组装。由于不需要金属板，因此降低了电气和/或热损坏的风险。灭弧装置6可以完全由塑料制成，甚至作为以一件或两件，而不需要放置多个金属板。
开关设备1优选地被具体化为断路器，如图1和图2所示。作为断路器，开关设备1包括至少一个触发器19。根据图1和图2的开关设备包括第一触发器，第一触发器包括电磁触发器形式的第二触发器19以及双金属元件。
开关设备1至少包括第一机械电触点2和第二机械电触点3。第一和第二触点2、3形成从开关设备1的第一夹持装置20到开关设备1的第二夹持装置21的导电路径。
开关设备1包括第一引弧电极4和第二引弧电极5。根据优选实施例，第一触点2是固定触点，其直接定位在第一引弧电极4上。根据优选实施例，第二触点3是可移动触点。当触点2、3被定位成处于分离状态时，如图1和图2所示，第二引弧电极5连接到第二触点3。当第二触点3连接到第一触点2时，第二引弧电极5不连接到第二触点3
开关装置1包括灭弧装置6。灭弧装置6典型的其它术语为消弧装置、灭弧室或消弧室。
在关断操作的情况下，将在第一触点和第二触点2、3之间建立电弧22。电弧22从触点2、3移动到第一和第二引弧电极4、5，并沿着它们移动到灭弧装置6。灭弧装置6至少部分地布置在第一引弧电极4和第二引弧电极5之间的空间中。
灭弧装置6包括电弧入口7和至少一个气体出口8。优选地，灭弧装置6被具体化为小室，还至少包括第一侧壁11或第一侧面以及第二侧壁12或第二侧面。尤其地，所述小室基本上具有长方体的形式，第一和第二侧壁11、12各自从第一引弧电极4延伸到第二引弧电极5，如图1和图2所示。
电弧入口7是指向开关设备1的触点2、3的开口。优选地，电弧入口7(至少部分地)形成为喷嘴14，以压缩电弧等离子体。
灭弧装置6包括至少一个固定的非导电电弧屏障9，该电弧屏障9被具体化并定位成横跨从电弧入口7到气体出口8的电弧行进路径10，其在第一和第二引弧电极4、5之间建立电弧22。电弧屏障9通过交叉其路线将电弧22的长度从第一引弧电极4延伸到第二引弧电极5。这使得电弧22必须弯曲越过电弧屏障9。电弧屏障9的另一个术语是非导电障碍物。“非导电”意思是电弧屏障9至少包括绝缘表面。
至少一个电弧屏障9可以具有关于完整的灭弧装置6实际设计的不同形式和不同实施例。优选地，灭弧装置6包含多个电弧屏障9。优选地，电弧屏障9具有基本矩形和/或L形截面，如图3所示。尤其地，电弧屏障9的截面不是圆形的。这将增加电弧屏障9的表面以及冷却电弧22的效果。
优选地，至少一个电弧屏障9从灭弧装置6的第一侧壁11延伸到第二侧壁12。根据高度优选的实施例，至少一个电弧屏障9被布置成基本上垂直于第一侧壁11和/或第二侧壁12，通过注射成型支持灭弧装置6的制造。尤其地，至少一个电弧屏障9与第一侧壁11和/或第二侧壁12一体化或整体形成。
在多个电弧屏障9的情况下，优选地是它们全部基本平行。
至少一个电弧屏障9还优选地被布置成基本上平行于第一引弧电极4和/或第二引弧电极5。
灭弧装置6优选地由可被电弧部分地汽化的塑料材料制成。这种塑料材料以及汽化效应在灭弧装置6的领域中是众所周知的。
根据另一优选但未示出的实施例，灭弧装置6仅包括非导电部件，优选由塑料材料制成。这就产生了一种非常简单且有成本效率的灭弧装置6。
开关设备1通常包括由绝缘塑料材料制成的模制外壳13。灭弧装置6可以被具体化为单独的部件，插入开关设备1中。根据未示出的实施例，灭弧装置6是开关设备1的整体的部分，并且至少一个电弧屏障9与模制外壳13的至少一部分整体形成。
所述至少一个弧形屏障9被具体化和布置成横跨从电弧入口7到气体出口8的电弧22的路线。优选地，至少一个电弧屏障9被布置在至少一个气体出口8的前面。这意味着电弧屏障9被以这样的方式定位在从电弧入口7到气体出口8的视线中，即电弧必须在其到气体出口8的路线上通过电弧屏障9。
根据优选实施例，灭弧装置6包括多个电弧屏障9。多个非导电电弧屏障9被以这样的方式具体化和布置在灭弧装置6中，即从电弧入口7看，至少一个气体出口8的开口面积或所有气体出口8的所有面积之和的面积的至少70％被电弧屏障9覆盖。
根据图1至图3所示实施例的灭弧装置6包括至少一个导电元件15。该导电元件15优选地不与另一部分或特定电势电连接。
根据导电元件15的第一实施例，其被具体化为分弧板16，其优选地被布置成基本上平行于第一引弧电极4和/或第二引弧电极5。电弧22将在分弧板16处被分隔和冷却。
根据导电元件15的第二实施例，其被具体化为导电障碍物17，其被具体化并定位成横跨从电弧入口7到气体出口8的电弧行进路径10。优选地，至少一个导电障碍物17布置成基本上平行于至少一个非导电电弧屏障9。
导电障碍物17有助于明确通过灭弧装置6的优选电弧路径10。图2和图3示出了根据第一和第二实施例的具有导电元件15的灭弧装置6。
图4和5示出实际灭弧装置6的优选实施例的三维视图。如最好在图4中所见的，灭弧装置6的基本结构仅由两个相同的塑料部件23制成，其也可称为第一半壳和第二半壳。两个塑料部件23可以用同一模具制造，并且不必库存不同的部件。
优选的灭弧装置6还包括导电的分弧板16，其备布置在两个半壳的槽缝18中。在半壳的插座中还布置有导电障碍物17。尽管导电障碍物17如图4所示，布置在第一侧壁11处，但在第二侧壁12中它们的插座未在图中示出。

Claims (14)

1.开关设备(1)，至少包括一个第一触点(2)和一个第二触点(3)，以形成通过所述开关设备(1)的导电路径，所述开关设备(1)包括第一引弧电极(4)，至少当触点(2，3)被定位成处于分离状态时所述第一引弧电极(4)连接到所述第一触点(2)，所述开关设备(1)包括第二引弧电极(5)，至少当触点(2，3)被定位成处于分离状态时所述第二引弧电极(5)连接到所述第二触点(3)，所述开关设备(1)的灭弧装置(6)至少部分地被布置在所述第一引弧电极(4)和所述第二引弧电极(5)之间的空间中，所述灭弧装置(6)包括电弧入口(7)和至少一个气体出口(8)以及各自从第一引弧电极延伸到第二引弧电极的第一侧壁(11)和第二侧壁(12)，其中，所述灭弧装置(6)包括至少一个固定的非导电的电弧屏障(9)，其特征在于，非导电的电弧屏障(9)沿其纵向轴线从所述第一侧壁(11)延伸至所述第二侧壁(12)，非导电的电弧屏障(9)被具体化成并被定位成横跨从电弧入口(7)到气体出口(8)的电弧行进路径(10)。
2.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，至少一个所述电弧屏障(9)被布置成基本上垂直于所述第一侧壁(11)和/或所述第二侧壁(12)。
3.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，至少一个所述电弧屏障(9)被布置成基本上平行于所述第一引弧电极(4)和/或所述第二引弧电极(5)。
4.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，所述开关设备(1)包括模制外壳(13)，以及至少一个所述电弧屏障(9)与所述模制外壳(13)的至少一部分一体化形成。
5.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，至少一个所述电弧屏障(9)被布置在所述至少一个气体出口(8)的前面。
6.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，在所述灭弧装置(6)中以这样的方式具体化和布置多个非导电的电弧屏障(9)，即从电弧入口(7)看，所述至少一个气体出口(8)的至少70％的开口区域被所述电弧屏障(9)覆盖。
7.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，所述电弧入口(7)至少部分地形成为喷嘴(14)。
8.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，所述灭弧装置(6)仅包括非导电部分。
9.根据权利要求8所述的开关设备(1)，其特征在于，所述灭弧装置由塑料材料制成。
10.根据权利要求9所述的开关设备(1)，其特征在于，所述塑料材料是可被电弧部分汽化的塑料材料。
11.根据权利要求1所述的开关设备(1)，其特征在于，所述灭弧装置(6)包括至少一个导电元件(15)。
12.根据权利要求11所述的开关设备(1)，其特征在于，所述至少一个导电元件(15)被具体化为分弧板(16)，其被布置成基本上平行于所述第一引弧电极(4)和/或所述第二引弧电极(5)。
13.根据权利要求11或12所述的开关设备(1)，其特征在于，所述至少一个导电元件(15)被具体化为导电障碍物(17)，其被具体化成并定位成横跨从电弧入口(7)到气体出口(8)的电弧行进路径(10)。
14.根据权利要求13所述的开关设备(1)，其特征在于，所述至少一个导电障碍物(17)被布置成基本上平行于至少一个非导电的所述电弧屏障(9)。
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