CN113130233A - 用于电路保护装置的灭弧槽 - Google Patents

用于电路保护装置的灭弧槽 Download PDF

Info

Publication number
CN113130233A
CN113130233A CN202011588864.1A CN202011588864A CN113130233A CN 113130233 A CN113130233 A CN 113130233A CN 202011588864 A CN202011588864 A CN 202011588864A CN 113130233 A CN113130233 A CN 113130233A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulator
arc chute
arc
magnet
open area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011588864.1A
Other languages
English (en)
Inventor
J.J.谢伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric USA Inc
Original Assignee
Schneider Electric USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric USA Inc filed Critical Schneider Electric USA Inc
Publication of CN113130233A publication Critical patent/CN113130233A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/08—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts
    • H01H2009/365—Metal parts using U-shaped plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0235—Contacts and the arc extinguishing space inside individual separate cases, which are positioned inside the housing of the circuit breaker
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/345—Mounting of arc chutes

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

一种灭弧槽，包括一对相对的侧壁和非磁性主体。侧壁由电绝缘材料形成。非磁性主体包括敞开区域和多个狭槽，通过所述多个狭槽有助于气体流动。灭弧槽还包括后壁，该后壁布置在非磁性主体的后侧并且包括至少一个第一绝缘体和至少一个磁体。所述至少一个第一绝缘体布置在所述至少一个磁体和所述敞开区域之间，并且构造成将所述磁体与所述非磁性主体电隔离。磁体被配置为产生磁场，以将敞开区域中的电弧重新导向侧壁中的一个。

Description

用于电路保护装置的灭弧槽
技术领域
本发明涉及一种用于电路保护装置的灭弧槽，更具体地，涉及一种具有一个或多个永磁体以将电弧引向灭弧室的侧壁的灭弧槽。
背景技术
断路器用于在异常操作条件(例如短路或电流过载)的情况下中断电流流动。为了中断电流，将电触头分开。当触头分离时，触头之间可能会产生电弧，这会导致由电弧或电弧放电产生的电能和热能对触头以及断路器中的其他部件造成潜在的损坏。这种电弧的快速熄灭不仅是希望最大程度地减少对断路器的损坏，而且还希望尽快中断电流以保护电线和负载。交流电路通常用于当今的许多电源系统中，但是由于电池、直流转换器、LED照明、直流马达和光伏阵列的使用，这些本质上都是直流供电的，因此直流电路变得越来越流行。并且由于与交流电路相比，由于交流电路固有的自然电流过零，直流电路更难以中断电流，因此设计用于交流电路的传统断路器很难中断直流电路。因此，需要一种能够有效地中断直流并保护直流电路的电路保护装置。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于灭弧的设备。所述设备可以包括灭弧槽，所述灭弧槽可以包括一对相对的侧壁、布置在所述侧壁之间的非磁性主体以及布置在所述非磁性主体的后侧上的后壁。侧壁由电绝缘材料形成。非磁性主体具有敞开区域和多个狭槽，通过所述多个狭槽有助于气体流动。后壁包括至少一个第一绝缘体和至少一个磁体。所述至少一个第一绝缘体布置在所述至少一个磁体和所述敞开区域之间，并且构造成将所述磁体与所述非磁性主体电隔离。磁体可以产生磁场，以根据电流方向将敞开区域中的电弧重新导向侧壁中的一个。
可以通过将灭弧槽插入灭弧室的内部来形成侧壁，或者可以存在由绝缘材料制成的侧壁，该绝缘材料也可以用于支撑金属弧板堆叠。
在各种实施例中，非磁性主体可以是非铁磁性主体，其包括彼此间隔开以在其间形成多个狭槽的多个堆叠的金属板。所述多个堆叠的金属板中的每个板可具有一对臂，该一对臂从连接在其间的基部延伸。在堆叠的金属板的一对臂之间形成敞开区域。所述多个堆叠的金属板中的每个板可具有U形轮廓或π形轮廓。
所述至少一个第一绝缘体可以包括多个间隔开的凹槽或凹部，凹槽或凹部被构造成接合并支撑来自所述多个堆叠的金属板的对应板的基部的外表面，并且所述至少一个第一绝缘体被构造成支撑所述至少一个磁体。所述至少一个第一绝缘体还可以包括一个或多个通风口，通过通风口有助于气体从敞开区域流出。所述至少一个磁体可以具有第一端和相对的第二端。第一端和第二端每个可具有相反的磁极性，所述第一端或第二端中的一个跨过所述至少一个第一绝缘体面向所述敞开区域。
所述至少一个第一绝缘体还可以包括用于支撑所述至少一个磁体的至少一个袋。所述至少一个第一绝缘体可以进一步包括一个或多个通风口，通过该一个或多个通风口促进气体从敞开区域流出，所述至少一个磁体包括多个磁体，并且所述至少一个第一绝缘体包括用于在不同位置处支撑多个磁体的多个袋。所述多个袋可通过一个或多个通风口分开。
该设备可以进一步包括一对第二绝缘体，每个第二绝缘体包括多个间隔开的凹槽或凹部，凹槽或凹部被构造为接合并支撑来自多个堆叠的金属板的对应板。每个第二绝缘体可以接合到一对侧壁中的相应一个的多个板。此外，该对第二绝缘体中的每一个可以被构造成接合一对臂中的对应臂的敞开端。灭弧槽还可以包括至少一个侧气体通道。第一和/或第二绝缘体可以包括尼龙。
在另一实施例中，提供了一种电路保护装置，其包括第一电触头和可移动的第二电触头，该第二电触头在与第一电触头接合时被构造为使电流能够流过它们到达电路。电路保护装置可以进一步包括用于灭弧的设备或灭弧槽，例如本文所述。电路保护装置可以包括用于容纳第一电触头和第二电触头以及灭弧槽的外壳。该设备的灭弧槽的侧壁可以形成为外壳的一部分或在外壳中的电弧室的侧壁。电路保护装置可以是双向直流断路器，也可以用作交流断路器。
附图说明
上面简要概述的本公开的更详细描述可以通过参考各种实施例来获得，其中一些实施例在附图中示出。尽管附图示出了本公开的选择实施例，但是这些附图不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。
图1是根据第一实施例的用于电路保护装置、例如DC断路器的灭弧槽的透视图。
图2是根据第一实施例的图1的灭弧槽的另一透视图，其中侧绝缘体被移除。
图3是根据第一实施例的图2的灭弧槽的俯视图。
图4是图2的灭弧槽的局部后视图，示出了根据第一实施例的具有磁体的后绝缘体。
图5和图6分别示出了图2的灭弧槽的顶剖视图和侧剖视图，其中磁体的磁场将例如来自电路保护装置的电触头的操作的电弧(或电弧放电)重新引导到根据第一实施例的灭弧槽的侧壁。
图7是根据第二实施例的灭弧槽的俯视图，其中后绝缘体包括竖直通风口并支撑多个竖直磁体。
图8是图7的灭弧槽的局部后视图，示出了根据第二实施例的后绝缘体。
图9和图10分别示出了图7的灭弧槽的顶剖视图和侧剖视图，其中磁体的磁场将例如来自电路保护装置的电触头的操作的电弧重新引导到根据第二实施例的灭弧槽的侧壁。
图11是根据第三实施例的灭弧槽的俯视图，其中后绝缘体包括水平通风口并支撑多个水平磁体。
图12是图11的灭弧槽的局部后视图，示出了根据第三实施例的后绝缘体。
图13和图14分别示出了图11的灭弧槽的顶剖视图和侧剖视图，其中磁体的磁场将例如来自电路保护装置的电触头的操作的电弧重新引导到根据第三实施例的灭弧槽的侧壁。
图15和图16A示出了根据第四实施例的灭弧槽的前视图和俯视图(未示出后绝缘体和磁体)，其中前绝缘体跨过灭弧槽的每个臂的敞开端的面定位。
图16B至图16D示出了根据各个实施例的可以在灭弧槽组件的非磁性主体上设置侧壁的过程。
图17和图18A示出了根据第五实施例的灭弧槽的正视图和俯视图(未示出后绝缘体和磁体)，其中前绝缘体跨灭弧槽的每个臂的敞开端的面定位且通风通道沿着灭弧槽的侧壁的外表面形成。
图18B和图18C示出了根据各种实施例的图18A的灭弧槽的替代示例构造的俯视图。
图19和图20示出了根据第六实施例的灭弧槽的正视图和俯视图(未示出后绝缘体和磁体)，其中侧绝缘体定位在灭弧槽的每个臂的端部的外侧处且通风通道沿着灭弧槽的侧壁的外表面形成。
在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示图中共有的相同元件。然而，一个实施例中公开的元件可以在没有具体叙述的情况下有益地用于其他实施例。
具体实施方式
本发明涉及一种用于诸如断路器的电路保护装置的灭弧槽。灭弧槽包括一对相对的侧壁、后壁和用于灭弧的非磁性主体。非磁性主体布置在侧壁和后壁之间，并且包括敞开区域(或空间)，也称为灭弧室。后壁(例如，朝向通风侧)可包括后绝缘体，以支撑一个或多个磁体并将其与该对侧壁电隔离。后壁上的一个或多个磁体可产生磁场，以例如在电路保护装置的电触头脱离接合的情况下，将敞开区域内或周围的电弧放电重新导向灭弧槽的侧壁之一。非磁性主体可包括堆叠的非磁性金属板(例如，非铁磁性板等)，其间隔开以提供多个狭槽，通过这些狭槽有助于例如由于电弧放电而产生的气体(或气体流的)从相对的侧壁之间的非磁性主体的敞开区域中流出。灭弧槽也可以设计成在非磁性主体的外侧表面和/或外背表面上具有气体通道，以控制或促进气体流向电路保护装置的一个或多个通风口或通风部件的运动。
具有布置在灭弧槽的后部(或通风侧)的(多个)磁体的这种灭弧槽构造可以通过使用磁场将(多个)电弧重定向到侧壁中的一个而快速有效地破坏电弧，其中开槽设计还可以帮助熄灭电弧。此外，这样的灭弧槽构造比在灭弧槽的侧面上使用磁体以使电弧放电重新导向灭弧槽的后部的灭弧槽更具通用性。在侧面具有磁体的灭弧槽可主要用于单向断路器，例如，其中电流沿一个方向(或极性)通过电路保护装置。相反，本公开的灭弧槽构造可与其中端子可互换的双向断路器一起使用，例如，第一端子和第二端子可分别连接到负载和线路，或者反之亦然。通过将(多个)磁体放置在灭弧槽的后部，可以根据电流通过断路器的方向(或极性)将双向断路器中的电弧重定向到灭弧槽的一个或另一个侧壁。本公开的灭弧槽构造还可结合气体通道，以引导或促进气体向断路器或灭弧室的(多个)通风孔的运动，该断路器或灭弧室包括灭弧槽、通风孔和电触头组件。灭弧槽构造还可包含一个或多个绝缘体以支撑非磁性主体或其部分(例如，非磁性或去离子板的堆叠)，以及例如尼龙或其他材料的绝缘体材料，这些绝缘体材料会因电弧放电而产生气体，从而进一步帮助熄灭电弧并冷却灭弧槽。由于由永磁体产生的磁场而产生的增加的湍流，由永磁体产生的磁场还通过增加对流损耗来冷却电弧。电弧冷却得越快，灭弧过程就变得越快，效率越高。下面将参考附图更详细地描述各种灭弧槽的设计或构造。
图1和图2示出了根据第一实施例的灭弧槽100的前透视图和后透视图。灭弧槽100可以用于电路保护装置中以熄灭电弧，该电弧可能是由于电路保护装置的操作(例如其中的电触头的接合或分离)而产生的。电路保护装置可以是断路器，例如AC或DC断路器，接触器或其他电路保护装置。灭弧槽100包括用于熄灭电弧的非磁性主体110，一对相对的侧壁112和后壁114。非磁性主体110包括用于促进气体流动的多个狭槽116和敞开区域(或空间)126。非磁性主体110布置在侧壁112之间。侧壁112可以由电绝缘材料形成，例如非磁性或其他绝缘材料(例如，纤维板或玻璃聚酯)。后壁(或通风端)114包括后绝缘体150，以支撑至少一个磁体170(例如，永磁体)，并使磁体170与非磁性主体110电隔离。磁体170可以被保持在后绝缘体150的袋154(例如，袋，凹部或凹入区域等)中。如将在下面进一步描述的，布置在灭弧槽100的后部的磁体170构造成产生磁场以将在敞开区域126中或周围产生的电弧朝向侧壁112之一(或非磁性主体110的一侧)重新引导。
在该示例中，非磁性主体110可以由彼此间隔开以形成多个狭槽116(例如，狭槽，开口，通孔等)的多个堆叠板120(例如，去离子板)形成。例如，主体110的每个板120可包括基部124和从基部124延伸的一对相对的臂122。在堆叠板120的一对相对的臂122之间形成或设置有敞开区域126。非磁性主体110及其板120可以具有U形轮廓。板120可以由非磁性材料制成，例如非铁磁性材料，非磁性钢(例如304或316不锈钢)或其他非磁性金属(例如铜，黄铜等)，且可以通过冲压、模制或其他制造技术来形成以获得所需的形状。
如图进一步所示，灭弧槽100可以利用后绝缘体150和前(或侧)绝缘体160来支撑主体110的板120。例如，后绝缘体150和前绝缘体160可分别包括多个间隔开的凹槽或凹部(例如，盲槽等)152和162，其构造成具有用于接合和支撑来自多个堆叠板120中的对应板的尺寸和形状。每个前绝缘体160可被定位(或布置)在一对侧壁112中的每一个的敞开端处或周围的外侧表面或部分上。绝缘体150和160可以由电绝缘材料形成，以将磁体170与非磁性主体110及其一个或多个部件电隔离。绝缘体150和160也可以由合适的材料(例如尼龙，尼龙复合材料等)形成，该材料可以由于电弧作用而产生气体，以帮助熄灭电弧并冷却灭弧槽。此外，如图3和4所示，后绝缘体150可以包括至少一个袋154，用于支撑和保持磁体170。尽管在该示例中未示出，但是绝缘体150、160可以包括通风口，以促进气体从敞开区域126流出。后绝缘体150可以如图所示部分地围绕磁体170，或者可替代地完全围绕磁体170。
如图3和图4中的双向箭头一般所示，侧壁112可以相对于非磁性主体110的相应外侧布置。每个侧壁112到主体110的相应侧的接近度以及它的尺寸、形状或大小可以根据灭弧槽设计来构造，例如是否要使用前/侧绝缘体160，是否包括侧气体通道，主体110的板的尺寸和形状，包括其壳体的电弧室的构造等。在各种示例实施例中，可以通过将灭弧槽插入灭弧室的内部来形成侧壁112(例如，灭弧室的侧壁变为灭弧槽的侧壁)，或者可以从也可用于支撑堆叠板的绝缘材料形成侧壁。
如图5和图6所示，磁体170可以在灭弧槽100周围并跨敞开区域126产生磁场，如示例磁场线所示。在该示例中，一端/侧处的磁体的一个磁极(例如，北(N)或南(S))被构造为面向敞开空间126的方向，而相反的磁极在背离敞开空间126的相对的端/侧。电路保护装置的触头组件的移动臂550可以包括或承载移动电触头552(在通常由虚线表示的底侧上)。移动臂550可穿过敞开区域126以与电路保护装置的触头组件的另一电触头560(例如，固定触头)接合或分离，以分别使电流流动或使电流中断。电触头560可以布置在灭弧槽100的下方(例如，紧邻下方)。当在电触头552和560之间的敞开区域126中产生电弧时(例如，当移动电触头552从触头560分离并移动通过敞开区域126时)，所产生的电弧会通过由磁体170产生的磁场朝向一对侧壁112中的一个被重新引导以熄灭电弧。
图7是根据第二实施例的灭弧槽700的一部分的俯视图。灭弧槽700可包括与图1的灭弧槽100相同或相似的部件，除后绝缘体150A可包括至少一个竖直通风口750(例如，开口，狭槽，通孔等)且可支撑在如图7和8所示的相应袋154A中的多个竖直磁体170A之外。(多个)竖直通风口750可以促进气体从敞开区域126流出。灭弧槽700还可以包括布置在侧壁112的外表面上的另外的前/侧绝缘体(例如，图1中的160或本文中描述的其他绝缘体)。
如图9和图10所示，磁体170A可以在灭弧槽700周围并跨敞开区域126产生磁场，如示例磁力线所示。在该示例中，电路保护装置的移动臂950可以包括或承载移动电触头952(在通常由虚线标识的底侧上)。移动臂950可以穿过敞开区域126以分别将电路保护装置的移动电触头952与另一电触头960(例如，固定触头)接合或分离，以分别使电流流动或中断电流流动。当在敞开区域126中产生电弧时，可以通过磁体170A产生的磁场将所产生的电弧重定向到一对侧壁112中的一个以熄灭电弧。
图11是根据第三实施例的灭弧槽1100的一部分的俯视图。灭弧槽1100可以包括与图1的弧槽100相同或相似的部件，除了后绝缘体150B可以包括至少一个水平通风口1250并且可以在图11和12中所示的相应的袋154B中支撑多个水平磁体170B之外。(多个)水平通风口1250(例如，在图12中)可以促进气体从敞开区域126流出。灭弧槽1100还可以包括布置在侧壁112的外表面上的另外的前/侧绝缘体(例如，图1中的160或本文中描述的其他绝缘体)。
如图13和14所示，磁体170B可以在灭弧槽1100周围并跨敞开区域126产生磁场，如示例磁力线所示。在该示例中，电路保护装置的移动臂1350可以包括或承载移动电触头1352(在通常由虚线标识的底侧上)。移动臂1350可以穿过敞开区域126以分别将电路保护装置的移动电触头1352与另一电触头1360(例如，固定触头)接合或分离，以分别使电流流动或中断电流流动。当在开放区域126中产生电弧时，可以通过磁体170B产生的磁场将所产生的电弧重定向到一对侧壁112中的一个以熄灭电弧。
上面参考图1至图14示出并描述了后绝缘体的各种示例。然而，应当理解，后绝缘体可以形成为单件或多件，并且可以被构造为在灭弧槽的后壁上的或沿后壁的期望位置处具有通风口和磁体。例如，后绝缘体可以具有竖直和/或水平的通风口和/或具有其他尺寸、形状或大小的开口。用于后绝缘体和其他绝缘体的通风口可以布置(或定位)成与非磁性主体(例如110)上的狭槽或灭弧槽的部件相对应。下面将参考示例图16-20描述其他示例绝缘体构造，例如前/侧绝缘体。此外，根据灭弧槽的设计，灭弧槽的侧壁(或其部分)可以抵靠非磁性主体的外侧或靠近非磁性主体的外侧布置。
图15和16A分别示出了根据第四实施例的灭弧槽1500的一些部件的正视图和俯视图。除前绝缘体160C可跨每个侧壁112的敞开端的面(或前部)布置之外，灭弧槽1500可包括与图1的灭弧槽100相同或相似的部件。在该示例中，主体110包括多个间隔开的堆叠板120，其被容纳并保持在绝缘体160C的凹槽或凹部162内。前绝缘体160C的宽度可以对应于主体120的相应臂122C的宽度(例如，臂122C的敞开端的面的宽度)。
图16B至图16D示出了根据各种实施例的用于形成灭弧槽的一些部件(诸如非磁性主体和侧壁)的示例过程。如图16B所示，非磁性主体1610的每个板1620可以在板的外侧部分上形成有多个桩1630。如图16C所示，然后可以经由桩1630将板1620桩接至侧壁。如图16D所示，桩1630的突出部分可以被旋转以将其从电弧溜槽组件减小或移除。此后，可以将后绝缘体和一个或多个磁体合并到组件中，然后可以将其插入电路保护装置(例如，断路器，接触器等)的外壳/壳体中以创建通常称为灭弧室的区域。灭弧室可包括灭弧槽、通风孔和触头组件。根据如本文所述的一个或多个实施例，仅简单地提供上述过程作为用于形成灭弧槽的示例。
图17和18A分别示出了根据第五实施例的灭弧槽1700的一些部件的正视图和俯视图。灭弧槽1700可包括与图1的灭弧槽100相同或相似的部件，除每个前绝缘体160D可跨非磁性主体110D的相应臂122D的敞开端的面(或前部)布置和灭弧槽1700可以设计成具有侧气体通道1850(例如，竖直凹入区域或间隙)之外。在该示例中，主体110D包括多个间隔开的堆叠板120D，其被容纳并保持在绝缘体160D的凹槽或凹部162内。主体110D的基部124D的延伸部分(或模制件)1814可以延伸超过臂122D的外侧，并且前绝缘体160D也可以延伸超过每个臂122D的敞开端的面(或前部)。基部124D的延伸部分1814和前绝缘体160D与侧壁112D的外表面一起可以形成用于引导气流例如朝向电路保护装置的通风孔或通风部件的气体通道1850。在该示例中，气体通道由非磁性主体110D和前绝缘体160D的部分以及侧壁112D的组合形成。主体110D可具有π形轮廓。
如图18A进一步所示，灭弧槽1700的组件可以插入电路保护装置的灭弧室1800中。在操作中，由于电弧产生的气体可以在电弧室1800的通风端(或后部)被引向电弧室通风孔1854。例如，一些气体可以从侧通道1850通过主体110的基部处的狭槽引导至通风口1854。气体的流通可通过冷却电弧来帮助进一步熄灭电弧。
图18B示出了灭弧槽1700A，其是图18A中灭弧槽1700的替代示例灭弧槽构造。如图18B所示，可以使用灭弧室1800的侧壁1852形成灭弧槽的侧壁。
图18C示出了电弧槽1700B，其是图18A中的电弧槽1700的另一替代示例电弧槽构造。如图18C所示，非磁性主体110DB在主体的每个外侧上包括凹入区域，该凹入区域与侧壁(例如112D)一起形成侧通道1850，用于引导气体流例如朝向电路保护装置的通风孔或通风部件。
图19和20分别示出了根据第六实施例的灭弧槽1900的一些部件的正视图和俯视图。灭弧槽1900可包括与图1的灭弧槽100相同或相似的部件，除每个侧绝缘体160E可布置在非磁性主体110E的臂122E的敞开端的前部的侧上和灭弧槽1900可以设计成在其(多个)侧面上具有侧气体通道2050(例如，竖直凹入区域或间隙)之外。在该示例中，主体110E包括多个间隔开的堆叠板120E，其被容纳并保持在绝缘体160E的凹槽或凹部162内。主体110E的基部114E的延伸部分(或模制件)2014可以延伸超过侧壁112E的外侧，并且侧绝缘体160E也可以从主体110E的每个臂122E的外侧延伸。侧绝缘体160E和基部114E的延伸部分2014与侧壁112E一起可以形成用于引导气流例如朝向电路保护装置的通风孔或通风部件的气体通道2050。在该示例中，主体110E可具有π形轮廓。
在本文所述的各种示例中，气体通道可以由非磁性主体的部分和前/侧绝缘体(例如，图17-20)的组合以期望的形状和方向形成。但是，可以通过将非磁性主体(例如，堆叠板)的外表面的形状构造成在壁(例如，侧壁和/或后壁)的外表面上具有一个或多个竖直或水平凹部或间隙或它们的组合，和/或通过使用沿非磁性主体的外表面间隔开的其他绝缘体，来形成(多个)气体通道。灭弧槽设计还可具有凸耳，凸耳被设计为金属板的一部分，然后将其桩接或向下旋转到绝缘体件。绝缘体的凹槽(例如，凹槽，凹部，狭槽等)被构造成容纳并支撑灭弧槽的非磁性主体的板，并使板彼此分离和隔离，所述凹槽通过冲压、切割、模制或其他制造技术形成。通常，绝缘体和非磁性主体可以使用用于连接部件的对应的凸形和凹形部分(例如，舌和凹槽)来连接，凸形部分或凹形部分在绝缘体或非磁性主体上。此外，非磁性主体的每个板可以形成为一件或多件。例如，每个板的一对臂可以是分开的件，其连接到后绝缘体以用于支撑。另外，灭弧槽的各种部件(例如，非磁性主体，绝缘体，侧壁，后壁等)可以使用各种技术连接在一起，包括但不限于部件上的凸形/凹形连接器，粘合剂，桩或桩接，或其他将部件连接在一起的制造技术。
如本文所述的灭弧槽可与不同类型的电路保护装置一起使用，包括但不限于塑壳断路器(MCCB)，微型断路器(MCB)，单向或双向断路器，带有单臂或双臂移动组件的断路器，等等。断路器可根据各种因素(例如断路器臂的数量，电触头组或对等)并入一个或两个灭弧槽或任意数量的灭弧槽。例如，具有用于两组电触头的双断路器臂组件的断路器可以采用两个灭弧槽，例如，每组移动触头和固定触头使用一个灭弧槽。灭弧槽组件的各个部件或零件(例如，磁体，绝缘体，非磁性主体，狭槽，开口，通道，凹部，凹入部分，凹入区域等)的大小、形状、尺寸和位置可以根据断路器的大小或类型或特定应用进行更改，以满足安全要求。
应当理解，本文公开和教导的示例实施例易于进行多种修改和替代形式。因此，使用单数术语，例如但不限于“一个”等，并不旨在限制项目的数量。
在前面，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于所描述的具体实施例。相反，可以考虑所描述的特征和元素的任何组合，无论其是否与不同的实施例有关，以实现和实践所期望的实施例。此外，尽管实施例可以实现优于其他可能的解决方案或相对于现有技术的优点，但是通过给定的实施例是否实现特定的优点并不限制本公开的范围。因此，除非在一个或多个权利要求中明确叙述，否则前述方面，特征，实施例和优点仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的要素或限制。
应当理解，以上描述意在说明而不是限制。在阅读和理解以上描述之后，许多其他实现示例是显而易见的。尽管本公开描述了特定示例，但是应当认识到，本公开的系统和方法不限于本文描述的示例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改来实践。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (19)

1.一种用于灭弧的设备，包括：
灭弧槽，包括：
由电绝缘材料形成的一对相对的侧壁；
非磁性主体，布置在所述侧壁之间，所述非磁性主体具有敞开区域和多个狭槽，通过所述多个狭槽促进气体流动；
设置在所述非磁性主体的后侧上的后壁，所述后壁包括至少一个第一绝缘体和至少一个磁体，所述至少一个第一绝缘体布置在所述至少一个磁体和所述敞开区域之间并且被配置为使磁体与所述非磁性主体电隔离，所述磁体产生磁场以朝向所述侧壁中的一个重新定向所述敞开区域中的电弧。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述非磁性主体包括彼此间隔开以在其间形成多个狭槽的多个堆叠的金属板。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述多个堆叠的金属板中的每个板具有从基部延伸的一对臂，所述基部连接在所述一对臂之间，在堆叠的金属板的一对臂之间形成所述敞开区域。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述多个堆叠的金属板中的每个板具有U形轮廓或π形轮廓。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个第一绝缘体包括多个间隔开的凹槽或凹部，其被构造成接合并支撑来自所述多个堆叠的金属板的对应板的基部的外表面，并且所述至少一个第一绝缘体被构造成支撑所述至少一个磁体。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个第一绝缘体包括一个或多个通风口，通过通风口有助于气体从所述敞开区域流出。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个磁体具有第一端和相对的第二端，所述第一端和第二端每个具有相反的磁极性，所述第一端或第二端中的一个跨过所述至少一个第一绝缘体面向所述敞开区域。
8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个第一绝缘体包括用于支撑所述至少一个磁体的至少一个袋。
9.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个第一绝缘体包括一个或多个通风口，通过该一个或多个通风口促进气体从所述敞开区域流出，所述至少一个磁体包括多个磁体，并且所述至少一个第一绝缘体包括用于在不同位置处支撑多个磁体的多个袋，所述多个袋通过所述一个或多个通风口间隔开。
10.根据权利要求3所述的设备，还包括一对第二绝缘体，每个第二绝缘体包括多个间隔开的凹槽或凹部，其被配置为接合并支撑来自所述多个堆叠的金属板的对应板，每个第二绝缘体接合至一对侧壁中的相应一个侧壁的多个板。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述一对第二绝缘体中的每个被构造成接合一对臂中的对应臂的敞开端。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述灭弧槽包括至少一个侧气体通道。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第二绝缘体包括尼龙。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，第一绝缘体包括尼龙。
15.一种电路保护装置，包括：
第一电触头；
可移动的第二电触头，所述第二电触头在与所述第一电触头接合时被配置为使得电流能够通过以到达电路；和
根据权利要求1所述的设备，
其中，所述第二电触头被配置为移动通过所述灭弧槽的非磁性主体的敞开区域，以与所述第一电触头接合或分离。
16.根据权利要求15所述的电路保护装置，还包括：
用于容纳所述第一电触头和所述第二电触头以及所述灭弧槽的外壳。
17.电路保护装置，其中，所述灭弧槽的侧壁形成为所述外壳的一部分或在所述外壳中的电弧室的侧壁。
18.根据权利要求15所述的电路保护装置，其中，该装置是双向断路器。
19.根据权利要求15所述的电路保护装置，其中，该装置是直流断路器。
CN202011588864.1A 2019-12-30 2020-12-29 用于电路保护装置的灭弧槽 Pending CN113130233A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/729,926 2019-12-30
US16/729,926 US10957504B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Arc chute for circuit protective devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113130233A true CN113130233A (zh) 2021-07-16

Family

ID=73792976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011588864.1A Pending CN113130233A (zh) 2019-12-30 2020-12-29 用于电路保护装置的灭弧槽

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10957504B1 (zh)
EP (1) EP3846192A1 (zh)
CN (1) CN113130233A (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111755299B (zh) * 2019-03-29 2022-07-05 Ls产电株式会社 配线用断路器的灭弧装置
FR3107395B1 (fr) * 2020-02-19 2022-12-30 Socomec Sa Chambre de coupure à soufflage magnétique pour un appareil de coupure électrique et appareil de coupure électrique équipé d’une telle chambre
KR102556749B1 (ko) * 2020-03-13 2023-07-18 엘에스일렉트릭(주) 기중 차단기
KR102542380B1 (ko) * 2020-03-13 2023-06-12 엘에스일렉트릭(주) 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기
KR102542180B1 (ko) * 2022-03-30 2023-06-14 오성기전 주식회사 직류 차단기의 아크 소호장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3630447A1 (de) 1986-09-06 1988-03-10 Bbc Brown Boveri & Cie Lichtbogenloescheinrichtung
US5004874A (en) * 1989-11-13 1991-04-02 Eaton Corporation Direct current switching apparatus
US6248970B1 (en) * 1999-11-05 2001-06-19 Siemens Energy & Automation, Inc. ARC chute for a molded case circuit breaker
DE10356271B4 (de) * 2003-11-28 2008-02-14 Siemens Ag Schaltgerät
KR20060035194A (ko) * 2004-10-21 2006-04-26 엘에스산전 주식회사 배선용 차단기의 소호장치
US7488915B2 (en) * 2006-09-20 2009-02-10 Eaton Corporation ARC baffle, and ARC chute assembly and electrical switching apparatus employing the same
US7705263B2 (en) * 2008-04-15 2010-04-27 General Electric Company Arc chute assembly for a circuit breaker
FR2959348A1 (fr) * 2010-04-27 2011-10-28 Schneider Electric Ind Sas Systeme a clapet pour chambre de coupure, et disjoncteur le comprenant
EP2577699B1 (en) * 2010-05-28 2015-02-25 ABB Research Ltd. A dc switching device
US8222555B2 (en) * 2010-08-17 2012-07-17 Eaton Corporation Circuit breaker and arc chute with shield apparatus
JP5682450B2 (ja) * 2011-05-23 2015-03-11 富士電機機器制御株式会社 回路遮断器
US9343251B2 (en) * 2013-10-30 2016-05-17 Eaton Corporation Bi-directional direct current electrical switching apparatus including small permanent magnets on ferromagnetic side members and one set of arc splitter plates
DE102017212033A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung und elektromechanisches Gleichstrom-Schaltgerät
US10636607B2 (en) 2017-12-27 2020-04-28 Eaton Intelligent Power Limited High voltage compact fused disconnect switch device with bi-directional magnetic arc deflection assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US10957504B1 (en) 2021-03-23
EP3846192A1 (en) 2021-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113130233A (zh) 用于电路保护装置的灭弧槽
US7586057B2 (en) Electrical switching apparatus and vented case therefor
EP2577699B1 (en) A dc switching device
EP3018686B1 (en) Framework of relay and relay
CN101436495A (zh) 电弧隔板和带有这种电弧隔板的断路器
KR101678288B1 (ko) 직류 회로용 회로 차단기 및 직류 회로용 회로 차단 장치
EP2856481B1 (en) A switching device
EP3223293B1 (en) Electrical switching apparatus, and arc chamber assembly and associated circuit protection method
US20230128751A1 (en) Air circuit breaker
US9418804B2 (en) Switching device
JPH08227648A (ja) 回路遮断器
CN109155211B (zh) 采用机电触点和电力电子装置的混合mccb
EP3384512B1 (en) Electrical switching apparatus and slot motor therefor
EP2973632B1 (en) Arc chamber for bi-directional dc
US6491532B1 (en) Arc suppressed electrical connectors
MXPA97007781A (en) Electrical current switch apparatus with arc tornad extinguishing mechanism
US20230170167A1 (en) Arc extinguishing unit and air circuit breaker comprising same
US7439469B2 (en) Electric switching device comprising an arc-quenching unit
US20230115892A1 (en) Air circuit breaker
US7545247B2 (en) Electrical switching apparatus, and case and terminal shield therefor
US20230110171A1 (en) Arc extinguishing unit and air circuit breaker comprising same
CN216435773U (zh) 具有增磁组件的触头系统、断路器和隔离开关
WO2020194704A1 (ja) 接続変換アダプタおよび電気機器
CN113921347A (zh) 一种断路器的静触头灭弧模块

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination