CN115668427A - 具有等离子室的切断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切断装置，其包括：导电构件(40)和移动活塞(30)，活塞(30)在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，功率流过导电元件(30)，在第二位置，电流被切断，活塞(30)设置为在从其第一位置移动到其第二位置时断开导电元件(40)，当活塞(30)处于其第二位置时，活塞(30)位于接收构件(12)的接收腔(12a)中，接收构件(12)还包括至少一个附加腔(50)，所述附加腔与所述接收腔(12a)分离并通过至少一个通道(51)连接到所述接收腔(12a)，当导电构件(40)由活塞(30)断开时，所述至少一个通道(51)打开。

Description

具有等离子室的切断装置

技术领域

本发明涉及电气切断装置的通用领域，特别是涉及烟火启动类型的电气切断装置。

现有技术

包括主体的烟火切断装置是众所周知的，在所述主体中存在烟火起爆器，当触发时，所述烟火起爆器被构造成启动一沿待切断的导电棒方向具有卸载的活塞。

例如，已知申请号FR1908466的文献描述了一种烟火切断装置。已知文献FR1908466中提出的装置可以获得令人满意的结果，特别是对于大于500V的电压以及大于10kA的强度。然而，申请人注意到了，当导电棒断开时所导致的等离子的产生往往会限制电气切断。

因此，需要一种在高电压和高强度下更可靠的切断装置。

发明内容

为此，本发明提出了一种切断装置，包括：导电元件和移动活塞，活塞能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中电流穿过导电元件，在所述第二位置中电流被切断，活塞被构造成在从其第一位置移动到其第二位置时断开导电元件，当所述活塞处于其第二位置时，活塞被定位在接收元件的接收腔中，其特征在于，接收元件进一步包括至少一个附加腔，所述附加腔与接收腔分离并通过至少一个通道链接到所述接收腔，当活塞断开所述导电元件时，所述至少一个通道打开。

这样的切断装置可以使在导电元件朝附加腔断开时所产生的等离子排出，因此限制了接收腔中的等离子量，其往往使活塞减速并确保在导电元件的断开端之间的电气连续性。

根据一种可能的特征，该装置是烟火切断装置，其包括烟火起爆器，活塞能够随着烟火起爆器的启动在其第一位置和其第二位置之间移动。

根据一种可能的特征，当所述活塞处于其第二位置时，所述至少一个通道由活塞封闭。

根据一种可能的特征，所述至少一个通道与导电元件的断开点对准地定位。

根据一种可能的特征，接收元件包括至少两个单独的附加腔，每个附加腔都通过至少一个通道链接到接收腔。

根据一种可能的特征，导电元件被构造成在两个断开点处由活塞断开。

根据一种可能的特征，每个附加腔通过与导电元件的断开点对准地定位的至少一个通道链接到接收腔，至少一个通道与导电元件的每个断开点对准地定位。

根据一种可能的特征，所述至少一个附加腔包括至少等于接收腔长度一半的长度。

根据一种可能的特征，所述至少一个附加腔的体积大于或等于接收腔的体积。

根据一种可能的特征，所述至少一个通道在所述接收腔的一部分上通向接收腔，所述部分具有与活塞的一部分形状互补的锥形表面。

根据一种可能的特征，导电元件被构造成在断开点处断开并通过活塞弯曲。

根据第二方面，本发明涉及一种安全电气设施，其包括根据任一种可能特征的切断装置，以及链接到所述装置的导电元件的电路。

根据第三方面，本发明涉及一种车辆，其包括根据任何可能特征的安全电气设施。

附图简要说明

图1是根据本发明一种实施例的切断装置的剖视图的示意图，活塞处于第一位置。

图2对应于图1的切断装置，其中，活塞处于第二位置。

图3是根据本发明一种可能实施例的切断装置的接收元件的透视图。

图4是安全电路的示意图，其中存在根据本发明的切断装置。

图5是根据本发明一种可能实施例的切断装置的剖视图的示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，根据一种实施例的切断装置100包括主体10，在所述主体内侧安装有烟火起爆器20、活塞30和导电元件40。活塞30安装为可在第一存储位置和第二断开位置之间移动，通过烟火起爆器20的启动使活塞30从其第一位置移动到其第二位置。活塞30的功能是在从其第一位置移动到其第二位置时使导电元件40断开，从而切断穿过导电元件40的电流。

装置100包括第一电端子41和第二电端子42，所述第一电端子41和第二电端子42用于链接到待切断的电路，并且在此对应于导电元件40的两端。导电元件40在此呈现导电棒或导电接片的形式。在未示出的一实施例中，装置100可包括多个导电元件。下面将结合图4描述一包括连接到端子41和42的电路的设施的示例。为了使活塞30更容易断开导电元件40，导电元件40包括用于形成导电元件40的断开点的至少一个薄弱区域43。在图中所示的示例性实施例中，导电元件40包括两个薄弱区域43，因此可以确保导电元件40在两个断开点处断开，并使牺牲部分44与导电元件40的其余部分分离。

如图所示，主体10可具有带有主轴Z的圆柱形，然而其他形状也是可能的。在图中所示的实施例中，主体10由组装在一起的存储元件11和接收元件12形成。存储元件11具有存储腔11a，当活塞30处于其第一位置时，活塞定位在所述存储腔11a中。接收元件12具有与存储腔11a对准并与所述存储腔11a连通的接收腔12a。如图2所示，当所述活塞30处于其第二位置时，接收腔12a用于接收活塞30。存储腔11a和接收腔12a形成一壳体，活塞30可在所述壳体中移动，并且导电部分40横过所述壳体。

烟火起爆器20包括链接到连接器21的烟火填料。当使用例如穿过连接器21的电流起爆时，烟火填料能够通过其燃烧产生加压气体。导电元件21可链接到一种被构造成在检测到异常时启动烟火起爆器20的监控装置C(图4)。

在本示例中，活塞30具有绕轴线Z旋转的形状。轴线Z对应于活塞30的位移轴线。活塞30包括圆周沟槽，其中容纳有密封件31，例如O形圈。活塞30可在主体10内侧在沿轴线Z的位移方向A中在如图1的高位置(第一位置)和如图2的低位置(第二位置)之间移动。只要还未触发烟火起爆器20，活塞30就处于其第一位置。

如图1至3可以看出，接收元件12包括定位在接收腔12a周围的至少一个附加腔50，所述附加腔50通过至少一个通道51与所述接收腔12a连通。在图中所示的示例性实施例中，接收元件12包括多个附加腔50。附加腔50是与接收腔12a分离的空腔，特别是当所述活塞30被定位在接收腔12a中时，活塞30并未穿透附加腔50。当活塞30断开导电元件40时，将附加腔50连接到接收腔12a的通道51打开，并且当所述活塞30处于其第二位置时，由活塞30封闭。此类附加腔50可以接收在导电元件40断开时产生的等离子，等离子因此经由通道51从接收腔12a朝附加腔50排出。申请人确实已经意识到了，等离子停滞在接收腔12a中往往一方面减慢活塞30的运动，另一方面尽管导电元件40断开了，但仍允许电流流动。将等离子移出接收腔12a因此可以使装置100更快和更有效地切断在导电元件的两个端子41和42之间的电流，尽管电压和电流强度很高(特别是大于500V的电压和大于10kA的强度)并且在导电元件40断开时导致产生等离子。

优选地，一旦导电元件40断开，活塞30随后封闭通道51，从而将等离子保持在附加腔50中，这因此限制了电流继续流动的风险，尽管切断了导电元件40。

根据使等离子朝附加腔50更好地排出的一优选特征，通道51与导电元件40的断开点对准地定位。实际上，在导电元件40的断开点水平处产生等离子。

通道51优选靠近导电元件40的断开点定位，从而使等离子朝附加腔50更好地排出。因此，通道51定位在小于或等于5mm的与导电元件40的断开点的一定距离处。

为了使接收腔12a中剩余的等离子量最小化，附加腔50的尺寸相对于接收腔12a的尺寸有利地足够大。因此，附加腔50的长度至少等于接收腔12a的长度。甚至更有利地，附加腔50的总体积大于或等于接收腔12a的体积。优选地，附加腔50的总体积大于接收腔12a的体积。

根据可以获得更好绝缘的一优选特征，接收元件12包括多个附加腔50，以产生等离子的绝缘凹穴。例如，接收元件12可包括四个附加腔50，如图3的示例所示。

在图1至3所示的实施例中，通道51在所述接收腔12a的具有锥形表面的部分P上通向接收腔12a。接收腔12a的部分P的锥形表面的形状与活塞30的一部分形状互补，因此可以改进通过活塞30对通道51封闭的密封。

根据图中未示出的一可能的实施例，导电元件40包括薄弱区域43，并且在断开点处断开。牺牲部分44并未与导电元件40的其余部分分离，而是通过活塞30在接收腔12a中弯曲。

图4示意性地显示实施根据本发明的切断装置100的安全电气设施300的一示例。

安全电气设施300包括安全电源系统310，其包括切断装置100(非常示意性地表示)和电源电路311。此处电源电路311包括链接到切断装置100的导电部分40的第二端子42的发电机G。发电机G例如可以是电池或交流发电机。

安全电源系统310还包括监控元件C，其被构造成在检测到异常时启动烟火起爆器20。监控元件C经由连接器21连接到烟火起爆器20。监控元件C可以触发烟火起爆器20所响应的异常可以是电气异常，例如电路中的过大电流阈值，或非电气异常，例如检测到震动，例如监控元件的突然减速，检测到温度，压力变化等。如前所述，在检测到异常时，监控元件C能够向烟火起爆器20发送电流用于其触发，以切断电流。

安全电气设施300最终包括电气装置D，其在此链接到由安全电源系统310供电的切断装置100的导电部分40的第一端子41。

例如，机动车辆可包括安全电气设施300。

根据图5所示的一种可能实施例，通道51可定位在接收腔12a的下部，图1和2所示的实施例包括在接收腔12的高部中的通道51。接收腔12a实际上包括定位在第一端并通向存储腔11a的高部以及定位在第二端的低部，所述低部封闭，并且一旦与导电元件40分离就接收牺牲部分44。等离子在附加腔50的壁200上施加压力，因此增强了由活塞30形成的外锥201与由接收腔12a形成的内锥202的密封。

Claims (12)

1.一种切断装置(100)，包括：导电元件(40)和可移动的活塞(30)，所述活塞(30)能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，电流穿过所述导电元件(40)，在所述第二位置，电流被切断，所述活塞(30)设置为在从其第一位置移动到其第二位置时断开所述导电元件(40)，当所述活塞(30)处于其第二位置时，所述活塞(30)被定位在一接收元件(12)的接收腔(12a)中，

其特征在于，所述接收元件(12)还包括至少一个附加腔(50)，所述附加腔(50)与所述接收腔(12a)分离，并通过至少一个通道(51)连接到所述接收腔(12a)，当所述导电元件(40)被所述活塞(30)断开时，所述至少一个通道(51)打开，当所述活塞(30)处于其第二位置时，所述至少一个通道(51)由所述活塞(30)封闭。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置是烟火切断装置，其包括烟火起爆器(20)，所述活塞(30)能够随着所述烟火起爆器(20)的启动在其第一位置与其第二位置之间移动。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述至少一个通道(51)与所述导电元件(40)的断开点对准。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述接收元件(12)包括至少两个单独的附加腔(50)，每个所述附加腔都通过至少一个通道(51)连接到所述接收腔(12a)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述导电元件(40)设置为在两个断开点处由所述活塞(30)断开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，每个附加腔(50)通过与所述导电元件(40)的断开点对准的至少一个通道(51)连接到所述接收腔(12a)，至少一个通道(51)与所述导电元件(40)的每个断开点对准。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述至少一个附加腔(50)包括至少等于所述接收腔(12a)的长度一半的长度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述至少一个附加腔(50)的体积大于或等于所述接收腔(12a)的体积。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述至少一个通道(51)在所述接收腔(12a)的具有与所述活塞(30)的一部分形状互补的锥形表面的一部分(P)上通向所述接收腔(12a)。

10.根据权利要求1至4或6至9中任一项所述的装置，其中，所述导电元件(40)设置为在一断开点处断开并被所述活塞(30)弯曲。

11.一种安全电气设施(300)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的切断装置(100)，以及连接到所述装置的导电元件(40)的电路。

12.一种车辆，包括根据权利要求11所述的安全电气设施(300)。

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