CN113012996A - 复位元件和具有这种复位元件的电气开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电气开关的复位元件，其中，所述复位元件两件式地由第一部件和第二部件构成，其中，朝用于断开电气开关的第一方向，所述两个部件一起运转，并且朝与第一方向不同的用于对电气开关复位的第二方向，所述第一部件和第二部件非强制性地一起运转，并且其中，所述复位元件的第二部件具有复位凸块，该复位凸块能够与电气开关的锁扣机构的手柄协同作用，使得在电气开关复位时，复位元件通过手柄朝用于对电气开关复位的第二方向旋转。

Description

复位元件和具有这种复位元件的电气开关
技术领域
本发明涉及一种用于电气开关的复位元件和一种具有这样的复位元件的电气开关。
背景技术
限流开关设备、尤其形式为例如MCCB(塑料外壳式断路器)的限流断路器通常用于广泛分支的配电网中。通常以所涉及的开关设备的最小标称电流间隔进行选择性的分级(Staffelung)。在此，根据连接的负载通过相应地设计尺寸的开关设备保护每个分支级以防出现的过载和短路。
在此，例如最靠近负载布置的并且通常称为近负载的或下级的开关设备的开关设备设计用于最小的标称电流。如果这时短路电流既流过近负载的开关设备又流过在配电网的层级中高于近负载侧的开关设备布置的并且通常称为远离负载的或上级的开关设备的开关设备，则应当仅断开近负载的开关设备。换言之，在故障情况(短路)下仅应当中断电流距事件最近的开关设备。
近负载的和远离负载的开关设备的开关触头对在断开时拉延电弧，其中，在近负载的开关设备中开关触头对的开口宽度和电弧能量由于其可移动的电流路径包括开关触头在内的惯性矩较小而较高。紧接着在某些情况下仅单极断开需要近负载的开关设备的所有极的断开。远离负载的开关设备不允许切断，以便其它负载不与配电网分离。但远离负载的开关设备允许通过开关触头的短暂抬起来辅助地作用，即，例如通过限流有助于近负载的开关设备的切断。
在配电网中如此分级地作用的开关设备表现为选择性的。为了实现该选择性，需要距故障情况最近的开关设备比上级的开关设备更快地中断所有开关极的电流路径。
在专利文献DE 691 10 540 T2和DE 692 17 441 T2中分别公开了具有绝缘材料壳体的断路器(或者说功率开关)形式的电气开关装置，该电气开关装置每个开关极包括两个在断路器的接通位置中弹性地压向彼此的开关触头。当流经开关触头的电流超过确定的阈值时，开关触头可以通过电动力反冲力的作用被分离，以便如此实现对提到的电流的限制。
在专利文献中公开的断路器包括过载检测元件和/或短路检测元件，用于对在故障情况下实现断路器的自动切断的切断机构施加作用。此外，在专利文献中公开的断路器包括致动元件，该致动元件对在提到的开关触头的分离区中由于在开关触头的电动力反冲时拉延的电弧而产生的超压响应(或者说做出反应或动作)，以便致动断路器的切断机构。
专利文献DE 2018 211 995 A1公开了一种用于电气开关的压力脱扣器，该压力脱扣器具有致动元件和每个电极的至少一个流动通道，其中，电气开关的至少一个极包括至少两个用于闭合或分离电流路径的开关触头，其中，电气开关的至少一个极的开关触头可以借助于致动元件分离，该致动元件能够对由于在开关触头的电动力反冲时拉延的电弧在每两个开关触头的分离区中产生的压力响应，并且其中，分离区能够通过流动通道与致动元件连接，其中，至少一个流动通道包括止回阀，该止回阀仅允许从分离区朝致动元件的方向的流动。
在这样的压力脱扣器的切断时，可能由于严重的污染导致致动元件被卡住并且不能转移至静止位置中。致动元件通过弹簧的复位不能作为替代方案，因为弹簧由于安装空间对复位而言太弱并且因此在致动元件卡住的情况下开关会丧失其功能。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于复位电气开关的替代的解决方案。
按照本发明，该技术问题通过一种用于电气开关的复位元件解决。按照本发明，所述技术问题也通过一种电气开关解决。
用于电气开关的复位元件两件式地由第一部件和第二部件构成，其中，朝用于断开电气开关的第一方向，所述第一部件和第二部件一起运转，并且朝与第一方向不同的用于对电气开关复位的第二方向，所述第一部件和第二部件非强制性地一起运转，并且其中，所述复位元件的第二部件具有复位凸块，该复位凸块能够与电气开关的锁扣机构的手柄协同作用，使得在电气开关复位时，复位元件通过手柄朝用于对电气开关复位的第二方向旋转。
有利的是，所述复位元件提高了电气开关在复位时的可靠性。机械地确保了该复位。特别是在断流容量较高并且在此出现的污染巨大的情况下，复位元件的功能能够以保持不变的质量执行。可以借助于强制性复位几乎避免由于污染导致的跳闸时间增加。
在一种设计方案中，所述复位元件的第一部件和第二部件分别具有功能凸块。这些功能凸块可以例如与位置止挡、弹簧、辅助脱扣器、压力脱扣器或自保持磁体(磁性锁扣)协同作用。
在另外的设计方案中，复位元件可以设计为可旋转的轴，其中，朝用于断开电气开关的第一旋转方向，所述第一部件和第二部件一起运转，并且朝与第一旋转方向相反的用于对电气开关复位的第二旋转方向，所述第一部件和第二部件非强制性地一起运转。
在进一步的扩展方案中，电气开关包括锁扣机构、多个极和压力脱扣器，所述锁扣机构具有至少一个手柄和按照本发明的复位元件，该复位元件具有用于压力脱扣器的凸块，其中，所述电气开关的多个极分别包括至少两个用于闭合或分离电流路径的开关触头，其中，所述电气开关的开关触头借助于所述压力脱扣器的致动元件分离，所述致动元件对压力(p)响应，该压力(p)由于在所述开关触头的电动力反冲时拉延的电弧(LB)在每两个开关触头的分离区中产生，其中，所述致动元件从静止位置转移到致动位置中以便分离开关触头，在所述致动位置中，复位元件的用于压力脱扣器的凸块朝第一方向被致动，并且由此复位元件的第一部件和第二部件一起运转并且断开电气开关，并且其中，在电气开关复位时，所述复位凸块通过手柄朝复位元件的第二方向被致动，并且由此致动元件被用于压力脱扣器的凸块复位至静止位置中。
在一种设计方案中，在复位元件的第一部件上设有另外的凸块，这些另外的凸块能够附加地断开电气开关。
在另外的设计方案中，压力脱扣器的致动元件设计为挺杆。
在另外的设计方案中，所述挺杆被弹簧保持在静止位置中并且在压力(p)下克服该弹簧的弹簧力被致动。
在另外的设计方案中，电气开关包括一个、两个或三个电极(在电气工程中电压源的连接点之一)，并且压力脱扣器包括三个或四个流动通道。
附图说明
结合参照附图详细阐述的实施例的下列描述，本发明的上述特性、特征和优点及其实现方式将会更清楚和易于理解。
在附图中：
图1示出具有压力脱扣器和复位元件的电气开关；
图2示出具有开关触头、压力脱扣器和复位元件的电气开关；
图3A和图3B示出两件式的复位元件；
图4A和图4B示出两件式的复位元件；和
图5示出手柄和具有复位凸块的复位元件。
具体实施方式
在图1中示出具有压力脱扣器100的电气开关1000的开关装置。压力脱扣器100对开关触头的电动力反冲时拉延的电弧(LB)在分离区中产生的压力(p)响应。压力升高产生通过流动通道151并且进入共同的收集室170的流动。由于共同的收集室170中的压力升高，压力脱扣器100的致动元件110根据在图1中所示向上偏转并且致动电气开关1000的锁扣机构的脱扣杆1510。
图2示出多极的电气开关1000。电气开关1000包括多个极1101；1102；1103，这些极分别具有至少两个用于闭合或分离电流路径的开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223。具有两个开关触头的电气开关1000称为单重中断的电气开关，具有两个以上开关触头的电气开关1000称为多重中断的开关。
根据图2，多极的电气开关1000可以包括例如三个电极1101；1102；1103。电气开关1000的多个极1101；1102；1103的开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223可以借助于压力脱扣器100的致动元件110分离，其中，致动元件110对压力(p)响应，该压力(p)由于在开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223的电动力反冲时拉延的电弧(LB)在每两个开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223的分离区1201；1202；1203中产生。分离区1201；1202；1203通过流动通道151；152；153与致动元件110连接。这意味着，在分离区1201；1202；1203中由于拉延的电弧(LB)而产生的压力(p)在压力脱扣器100内在流动技术上导引至致动元件110。
压力脱扣器100的致动元件110可以设计为用于致动锁扣机构的脱扣杆1510的挺杆。此外，致动元件110可以配设有弹簧并且被该弹簧保持在静止位置中。在压力(p)升高的情况下，致动元件110可以克服该弹簧的弹簧力被致动。由此，例如可以通过选择弹簧来调节压力脱扣器100的响应性能。
图3A和图3B示出按照本发明的用于电气开关1000的复位元件1500的一种实施方式。该复位元件1500两件式地由第一部件1591和第二部件1592构成，其中，朝用于断开电气开关1000的第一方向，这第一部件1591和第二部件1592一起运转，并且朝与第一方向不同的用于对电气开关1000复位的第二方向，第一部件1591和第二部件1592非强制性地一起运转。
复位元件1500的第二部件1592具有复位凸块1520，该复位凸块1520能够与电气开关1000的锁扣机构的手柄1001协同作用，使得在电气开关1000复位时，复位元件1500通过手柄1001朝用于对电气开关1000复位的第二方向旋转。
复位元件1500的第一部件1591和第二部件1592分别具有另外的功能凸块1510；1530；1540。这些功能凸块1510；1530；1540可以与位置止挡、弹簧、辅助脱扣器、压力脱扣器或自保持磁体(磁性锁扣)协同作用。
复位元件可以设计为可旋转的轴，其中，朝用于断开电气开关1000的第一旋转方向，所述第一部件1591和第二部件1592一起运转，并且朝与第一旋转方向相反的用于对电气开关1000复位的第二旋转方向，所述第一部件1591和第二部件1592非强制性地一起运转。
在图3A中示出具有安装的第一部件1591和安装的第二部件1592的复位元件1500，在图3B中，第一部件1591和第二部件1592彼此分离地示出。
在图4A和图4B中示出用于电气开关1000的复位元件1500的另外的实施方式。该复位元件1500也两件式地由第一部件1591和第二部件1592构成。在图4A中，第一部件1591和第二部件1592安装在彼此上，在图4B中，第一部件1591和第二部件1592分离地示出。
在图5中示出具有手柄1001的电气开关1000，以及压力脱扣器100的致动元件110和具有复位凸块1520的复位元件1500，复位凸块1520可以与手柄1001协同作用，使得在电气开关1000复位时，复位元件1500通过手柄1001朝用于对电气开关复位的第二方向旋转。根据图5所示，这意味着手柄1001朝所示的箭头方向移动。由于复位元件1500朝第二方向旋转，致动元件110被用于压力脱扣器的凸块1510复位至静止位置中。
根据图2所示，电气开关1000具有手柄1001和复位元件1500，复位元件1500具有用于压力脱扣器的凸块1510。电气开关1000配设有多个极1101；1102；1103和压力脱扣器100，其中，电气开关1000的多个极1101；1102；1103分别至少包括用于闭合或断开电流路径的开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223。此外，所述电气开关1000的多个极1101；1102；1103的开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223可以借助于压力脱扣器100的致动元件110分离，致动元件110对压力(p)响应，该压力(p)由于在开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223的电动力反冲时拉延的电弧(LB)在相应的开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223的分离区1201；1202；1203中产生。
致动元件110从静止位置转移到致动位置中以便分离开关触头1211、1221；1212、1222；1213、1223，在致动位置中，复位元件1500的用于压力脱扣器的凸块1510朝第一方向被致动，并且由此复位元件1500的第一部件1591和第二部件1592一起运转并且脱扣电气开关1000。
在电气开关1000复位时，复位凸块1520通过手柄1001朝复位元件1500的第二方向被致动，并且由此致动元件110被用于压力脱扣器的凸块1510复位至静止位置中。
在复位元件1500的第一部件1591上可以设有另外的凸块，这些另外的凸块附加地脱扣电气开关1000。
压力脱扣器的致动元件110可以例如设计为挺杆。该挺杆被弹簧保持在静止位置中并且在压力(p)下克服该弹簧的弹簧力被致动。在该情况下，在电气开关1000复位时，复位凸块1520通过手柄1001朝复位元件1500的第二方向以一个除弹簧外的作用力被致动，并且由此致动元件110被用于压力脱扣器的凸块1510复位至静止位置中。
按照本发明的电气开关1000可以包括一个、两个或三个电极1101；1102；1103，并且压力脱扣器100可以具有三个或四个流动通道151；152；153。
按照本发明的复位元件1500或具有这种复位元件1500的电气开关1000能够实现压力脱扣器100的致动元件110、例如挺杆的强制性复位。由此提高电气开关1000的可靠性。机械地确保了该复位。特别是在断流容量较高并且在此出现的污染巨大的情况下，该功能能够以保持不变的质量执行。借助于强制性复位几乎可以避免例如由于污染导致的跳闸时间增加。

Claims (9)

1.一种用于电气开关(1000)的复位元件(1500)，其特征在于，所述复位元件(1500)两件式地由第一部件(1591)和第二部件(1592)构成，其中，朝用于断开所述电气开关(1000)的第一方向，所述第一部件(1591)和第二部件(1592)一起运转，并且朝与第一方向不同的用于对所述电气开关(1000)复位的第二方向，所述第一部件(1591)和第二部件(1592)非强制性地一起运转，并且
其中，所述复位元件(1500)的第二部件(1592)具有复位凸块(1520)，该复位凸块(1520)能够与电气开关(1000)的锁扣机构的手柄(1001)协同作用，使得在所述电气开关(1000)复位时，所述复位元件(1500)通过手柄(1001)朝用于对所述电气开关(1000)复位的第二方向旋转。
2.根据权利要求1所述的复位元件(1500)，其中，所述第一部件(1591)和第二部件(1592)分别具有功能凸块(1510；1530；1540)。
3.根据权利要求2所述的复位元件(1500)，其中，所述功能凸块(1510；1530；1540)能够与位置止挡、弹簧、辅助脱扣器、压力脱扣器或自保持磁体(磁性锁扣)协同作用。
4.根据前述权利要求中任一项所述的复位元件(1500)，其中，所述复位元件(1500)设计为可旋转的轴，其中，朝用于断开所述电气开关(1000)的第一旋转方向，所述第一部件(1591)和第二部件(1592)一起运转，并且朝与第一旋转方向相反的用于对所述电气开关(1000)复位的第二旋转方向，所述第一部件(1591)和第二部件(1592)非强制性地一起运转。
5.一种电气开关(1000)，具有锁扣机构、多个极(1101；1102；1103)和压力脱扣器(100)，所述锁扣机构具有至少一个手柄(1001)和根据前述权利要求中任一项所述的复位元件(1500)，该复位元件具有用于压力脱扣器的凸块(1510)，
其中，所述电气开关(1000)的多个极(1101；1102；1103)分别包括至少两个用于闭合或断开电流路径的开关触头(1211、1221；1212、1222；1213、1223)，
其中，所述电气开关(1000)的多个极(1101；1102；1103)的开关触头(1211、1221；1212、1222；1213、1223)借助于所述压力脱扣器(100)的致动元件(110)分离，所述致动元件(110)对压力(p)响应，该压力(p)由于在所述开关触头(1211、1221；1212、1222；1213、1223)的电动力反冲时拉延的电弧(LB)在每两个开关触头(1211、1221；1212、1222；1213、1223)的分离区(1201；1202；1203)中产生，
其中，所述致动元件(110)从静止位置转移到致动位置中以便分离开关触头(1211、1221；1212、1222；1213、1223)，在所述致动位置中，复位元件(1500)的用于压力脱扣器的凸块(1510)朝第一方向致动，并且由此复位元件(1500)的第一部件(1591)和第二部件(1592)一起运转并且断开电气开关(1000)，并且
其中，在电气开关(1000)复位时，所述复位凸块(1520)通过手柄(1001)朝复位元件(1500)的第二方向被致动，并且由此致动元件(110)被用于压力脱扣器的凸块(1510)复位至静止位置中。
6.根据权利要求5所述的电气开关(1000)，其中，在所述复位元件(1500)的第一部件(1591)上设有另外的凸块，所述另外的凸块能够附加地断开所述电气开关(1000)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电气开关(1000)，其中，所述压力脱扣器的致动元件(110)设计为挺杆。
8.根据权利要求7所述的电气开关(1000)，其中，所述挺杆被弹簧保持在静止位置中并且在压力(p)下克服该弹簧的弹簧力被致动。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的电气开关(1000)，其中，所述电气开关(1000)包括一个、两个或三个电极(1101；1102；1103)，并且所述压力脱扣器(100)包括三个或四个流动通道(151；152；153)。
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