CN117813668A - 双向双断接触器 - Google Patents

Abstract

本发明一方面涉及一种接触器，包括：可在闭合状态和打开状态之间移动的桥，该桥包括动触头和朝向动触头(2a)的两个静触头(1a)；其中，在闭合状态下，动触头与静触头接触，并且在打开状态下，动触头远离静触头；两个能够产生方向恒定的磁场磁铁，从而产生磁力以移动静触头之间出现的电弧，并且动触头从闭合状态切换到打开状态；两个鳍片块；两对电弧引导件，每对从动触头延伸至两个鳍片块的每一个；其中，至少形成鳍片块凹槽的鳍片凹口朝向电弧引导件对的每个引导。

Description

双向双断接触器

技术领域

本发明的技术领域是关于接触器室的技术领域。

本发明涉及一种双向双断接触器，更具体地涉及一种包括总共两个能够同时熄灭两个电弧的双向双断接触器的鳍片块。

背景技术

开关通常设有两个电触头以建立导电连接。当触头分离时，会产生电弧，伴随着高热应力并且难以断开电连接。因此必须迅速熄灭这些电弧。

传统上，通过用去离子鳍片方向上的磁场加速电弧来熄灭电弧，以将电弧分成多个电弧。分段电弧可以增加电弧电压，从而将其熄灭。

例如，专利EP 2463876A1提出了一项用于在双向双断接触器中切断电弧的发明。每个断路区由两个灭弧区(extinction zone)组成，即该接触器中有四个灭弧区。对于每个断路区，两个灭弧区是不同的并且彼此垂直。在一个实施例中，每个灭弧区包括鳍片块，即四个鳍片块。在另一个实施例中，对于每个断路区，接触器包括为鳍片块的熄灭区，并且另一个熄灭区为电弧隔板。另外，对于每个鳍片块，每个鳍片块有两个电弧引导件，每个电弧引导件从相应开关的电触头延伸，并且有一个电弧引导件从每个电弧间隔板延伸。然而，该解决方案很麻烦并且需要许多设备，因为每个断路区有两个彼此垂直的不同灭弧区。

发明内容

本发明通过使得能够增加去离子鳍片的耗散功率同时通过减少接触器内部的部件数量来简化接触器的操作而提供了对先前讨论的问题的解决方案。这种简化可以减少零件数量，从而增加鳍片的表面积，以帮助消散电弧。

本发明的第一方面涉及一种双向双断接触器，包括：

可在闭合状态和打开状态之间移动的活动桥，包括第一动触头和第二动触头，并且，

面向动触头的第一静触头，以及

面向动触头的第二静触头，

其中，在闭合状态下，第一动触头和第二动触头分别与第一静触头和第二静触头接触；并且在打开状态下，第一动触头和第二动触头分别远离第一静触头和第二静触头，

两个磁体能够产生方向恒定的磁场，从而产生磁力来移动静触头之间出现的电弧，并使活动桥的动触头从闭合状态切换到断开状态，

两个鳍片块，每个鳍片块具有：

第一端和第二端

相应鳍片块的第一端和第二端之间的鳍片，

分别由鳍片形成的第一灭弧区和第二灭弧区，

四个电弧引导件从桥的动触头延伸到两个鳍片块，

其特征在于，至少在两个鳍片块的每个的鳍片中形成鳍片块凹槽的鳍片槽口面向对应的各个电弧引导件。

因此，本发明使得可以通过将一个鳍片块用于两个灭弧区来减少接触器中的部件数量。此外，具有单个鳍片块，而不具有独立且垂直于该鳍片块的第二灭弧区(鳍片块或弧形隔板)，使得可以利用鳍片表面积的增加并增加鳍片间体积。鳍片表面积的增加改善了散热，从而减少了接触器的发热。鳍片块中的鳍片间体积可以通过减少甚至可能消除待分段电弧的吹灭来增加去离子鳍片的耗散功率。

除了在前一段中刚刚讨论的特征之外，根据本发明的一个方面的接触器可以具有以下段落中提到的特征中的一个或多个附加特征，单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑：

根据一个实施例，双向双断接触器包括四个电弧引导件，每个电弧引导件分别从相应的静触头之一向相应的鳍片块之一延伸。因此，每个鳍片块面向四个电弧引导件，并且因此电弧引导件的数量是八个：

-从活动桥触头延伸的四个电弧引导件可以将电弧从活动桥引导至鳍片块

从静触头延伸的另外四个电弧引导件可以将电弧从静触头引导至鳍片块。

根据本实施例的一个示例，八个电弧引导件是彼此独立的，四个电弧引导件是从动触头向鳍片块延伸的分支，四个电弧引导件是从静触头向鳍片块延伸的分支。

根据本实施例的一个示例，双向双断接触器包括彼此电绝缘的第一和第二静触头支架，分别支撑第一和第二静触头，以及从静触头延伸的四个电弧引导件中的两个属于第一静触头支撑件，每个从第一静触头向鳍片块延伸，并且从静触头延伸的四个电弧引导件中的另外两个属于第二静触头支撑件，每个从第二静触头向鳍片块延伸。例如，从静触头延伸的这四个电弧引导件是从静触头延伸到鳍片块的第一和第二静触头支撑件的表面。

根据该实施例的一个示例，从静触头延伸的四个电弧引导件是从静触头延伸到鳍片块的第一和第二静触头支撑件的表面。

根据一个实施例，从动触头延伸的四个电弧引导件中的一对电弧引导件是板，该板包括结合至基部的第一电弧引导件和第二电弧引导件，第一电弧引导件和第二电弧引导件各自分别沿在桥的第一和第二动触头之间的方向朝向相应的鳍片块延伸。因此，分支允许将电弧从活动桥引导至相应的鳍片块。

根据本实施例的一个示例，一对电弧引导件中的两个电弧引导件通过凹槽彼此分开并且彼此平行。

根据该实施例的一个示例，每个鳍片块的鳍片均包括相应鳍片块的两个不同灭弧区的两个部分，这两个部分中的每一个包括凹槽，并且对于每对电弧引导件来说，电弧引导件从电弧引导板的基部向鳍片块的凹槽延伸。鳍片块的凹槽使得可以将电弧引导到鳍片块上。

根据一个实施例，从动触头延伸的四个电弧引导件被连接成组件，该组件是包括结合至基座的四个电弧引导件的板，每个电弧引导件从动触头向鳍片块延伸。这通过使用单个部件简化了组件。

根据一个实施例，每个鳍片块的鳍片均包括接收表面，并且其中一些接收表面相对于在同一鳍片块的同一平面中对齐的其它接收表面朝静触头偏移。这使得当电弧从第一和第二动触头传播到鳍片块时能够紧密地配合电弧。

根据一个实施例，每个电弧引导件固定至鳍片块的第一端。

通过阅读以下描述并通过检查附图，将更好地理解本发明及其不同的应用。

附图说明

附图是通过示意性的方式阐述的，而不以任何方式限制本发明的目的。

图1是根据本发明的一个实施例的接触器的断路室的示意图。

图2是双断接触器的双电触头示意图。

图3是图1所示的断路室的一部分沿着电流流动的俯视图。

图4是图1所示的断路室的一部分沿着电流流动的俯视图。

图5是图1所示的断路室的一部分的立体图。

图6是图1所示的包括断路室的接触器的一部分的剖视图，其具有电弧。

图7是图1所示的包括断路室的接触器的一部分的剖视图，其中电弧被鳍片分段。

具体实施方式

除非另有说明，否则出现在不同附图中的相同元件具有单个附图标记。

本发明涉及一种双向双断接触器。

参见图2，该双向双断接触器的双电触头示意图，该双向双断接触器包括活动桥2，活动桥2包括第一动触头2a、第二动触头2b、第一静触头1a和第二静触头1b。动触头2a朝向第一静触头1a，并且第二动触头2b朝向第二静触头1b。图2表示处于打开状态的活动桥2。当活动桥2处于闭合状态时，电流I从第一静触头1a通过活动桥2流至第二静触头1b。因此，当电流在第一静触头1a与动触头2a之间流动时，电流I沿第一电流方向从第一静触头1a流至第二静触头1b，并因此沿第一物理方向13流动；当电流在第二静触头1b和动触头2b之间流动时电流I沿第二物理方向14流动，第二物理方向14与第一物理方向13相反。电流I的电流可以以这样的方式反转，即电流I通过穿过活动桥2从第二静触头1b流向第一静触头1a，因此物理电流的方向在触头处1a、2a、1b、2b反转。

参考图1，示出了根据本发明第一实施例的双向双断接触器30。接触器30包括断路室、位于断路室中的活动桥2以及第一静触头1a和第二静触头1b，统称为静触头1，图1中仅示出了其中一个。静触头1也位于断路室内，面对活动桥2。当活动桥2与静触头1接触时，活动桥2处于闭合状态，或者当活动桥2与静触头1远离(分离)时，活动桥2处于打开状态。接触器30包括第一和第二鳍片块4、5，每个鳍片块包括第一端42、52和与第一端42、52相对的第二端43、53。第二端43、53是最靠近静触头1的端部。第一对电弧引导件7固定至第一鳍片块4的第一端42，第二对电弧引导件8固定至第二鳍片块5的第一端52。每对电弧引导件7、8包括两个电弧引导件72a、72b、82a、82b。

在本实施例中，双向双断接触器30包括彼此电绝缘的第一静触头支架20和第二静触头支架20，第一静触头支架20和第二静触头支架20分别支撑第一静触头1a和第二静触头1b。

在本实施例中，双向双断接触器包括分别从第一静触头1a和第二静触头1b延伸至第一鳍片块4和第二鳍片块5的第一和第二对电弧引导件21、22。

在该实施例的该示例中，第一静触头支撑件20和第二静触头支撑件20均包括四个电弧引导件21、22中的两个。在图1中，仅示出了第一静触头支撑件20和第二静触头支撑件20中的一个静触头支撑件，并且示出了四个电弧引导件21、22中的两个。根据一个示例，接触器30包括支撑块，该支撑块包括用于两个静触头1的两个静触头支撑件20，并且在两个静触头支撑件20之间包括电绝缘部分。

图1表示两个电弧引导件21、22。静触头1的每个电弧引导件21、22是静触头支撑件20的表面。

鳍片块4、5由彼此间隔地堆叠的多个鳍片100组成。每个鳍片块4、5的每个鳍片100包括接收表面，使得一些接收表面相对于同一鳍片块的在同一平面中对准的其它接收表面朝静触头1偏移。该偏移形成用于紧密地配合最好由静触头1和活动桥2形成的电弧9、10的曲线部。

图1表示处于打开状态的活动桥2。当活动桥2从闭合状态切换到打开状态时，在静触头1和活动桥2之间会产生两个电弧9、10。这些电弧朝鳍片块4、5移动。电弧9、10有两个钩点，称为弧腿。在活动桥2处，弧腿在动触头2a和2b上移动，然后在电弧引导件72a、72b、82a、82b上移动。活动桥2处的电弧引导件72a、72b、82a、82b是分支。在静触头1处，弧腿在静触头1a、1b上移动，然后在属于第一和第二静触头支撑件20的四个电弧引导件21、22上移动。

在未示出的另一实施例中，接触器30包括彼此独立的八个电弧引导件72a、72b、82a、82b、21、22。因此，电弧引导件72a、72b、82a、82b、21、22不被接合为一对电弧引导件7、8。

在图中所示的实施例中，每个鳍片块4、5的鳍片100之一是位于鳍片块4、5的第二端43、53处的输入鳍片101。如图5所示，鳍片100的形状相同。输入鳍片101是最靠近静触头1的鳍片。输入鳍片101是相对于其它鳍片100最向静触头偏移的鳍片。

参考图3，其是图1的接触器30的断路室的一部分的视图，其中没有静触头1，成对的电弧引导件7、8均由基部71、81和两个电弧引导件72a、72b、82a、82b结合至基部71、81。电弧引导件72a、72b、82a、82b在此为分支形状。第一对电弧引导件7的电弧引导件72a、72b固定至第一鳍片块4的第一端42。第二对电弧引导件8的电弧引导件82a、82b固定至第二鳍片块5的第一端52。活动桥2位于两个基部71、81之间。优选地，面向基部71、81的活动桥2的长度与每个基部71、81的长度基本相同。第一对电弧引导件7包括第一电弧引导件72a和第二电弧引导件72b。第一对电弧引导件7中的第一电弧引导件72a面向第一动触头2a。第一对电弧引导件7中的第二电弧引导件72b面向第二动触头2b。因此，第二对电弧引导件8包括第一电弧引导件82a和第二电弧引导件82b。第二对电弧引导件8中的第一电弧引导件82a面向第一动触头2a。第二对电弧引导件8中的第二电弧引导件82b面向第二动触头2b。成对的电弧引导件7、8使得能够为弧形腿创建钩点，以便为它们创建朝向鳍片块行进的路径。

在未示出的另一实施例中，成对的电弧引导件7、8是其长度与活动桥2的长度基本相同的两个板。第一对电弧引导件7和第二对电弧引导件8面向活动桥2，并分别精确地面向第一和第二动触头2a、2b。第一对电弧引导件7和第二对电弧引导件8分别从活动桥2向第一鳍片块4和第二鳍片块5延伸。第一对电弧引导件7和第二对电弧引导件8分别固定至第一鳍片块4和第二鳍片块5。

在未示出的另一实施例中，接触器30包括连接电弧引导件72a、72b、82a、82b的一组四个电弧引导件，而不是示出的实施例中的两对电弧引导件7、8。在活动桥2处，该组件包括基部，四个电弧引导件72a、72b、82a、82b从该基部向鳍片块4、5延伸。电弧引导件72a、72b、82a、82b在此是分支形的。

接触器30包括两个磁体11、12，每个磁体具有两个极性(北极和南极)，活动桥2位于两个磁体11、12之间。第一磁体11具有面向活动桥2的南极。第二磁体具有面向活动桥2的北极。因此，两个磁体11、12产生从第一磁体12到第二磁体11具有恒定方向的磁场。磁场的方向由箭头6表示。

根据拉普拉斯定律(Laplace's law)，磁场迫使电弧9、10朝鳍片块4、5移动。

因此，

[数学1]

其中，F→为施加到电弧9、10上的力，I为流经电弧9、10的电流，l→为电流I流过的电弧9、10的长度元素，B→为它所受到的磁场。

因此，图3示出了电流I的流动，使得第一物理方向13从第一静触头1a流向第一动触头2a，并且第二物理方向14从第二动触头2b流向第二静触头1b。

在该构造中，第一电弧9从第一动触头2a传播并且通过磁场产生的磁力朝第一鳍片块4移动。第一电弧9由第一对电弧引导件7的第一电弧引导件72a引导朝向第一鳍片块4。

在相同的构造中，第二电弧10从第二动触头2b传播并且通过磁场产生的磁力朝第二鳍片块5移动。第二电弧10由第二对电弧引导件8的第二电弧引导件82b引导朝向第二鳍片块5。

参考图4，其是图3的视图，电流I沿第二电流方向从第二静触头1b流向第一静触头1a。第二电流方向相对于图3中的第一电流方向相反。因此，第一物理方向13从第一动触头2a流向第一静触头1a，并且第二物理方向14从第二静触头1b流向第二动触头2b。

在此配置中，第一电弧9从第一动触头2a传播并通过磁场产生的磁力向第二鳍片块5移动。第一电弧9由第二对电弧引导件8中的第一电弧引导件82a引导向第二鳍片块5。

在该相同的构造中，第二电弧10从第二动触头2b传播并且通过由磁场产生的磁力朝第一鳍片块4移动。第二电弧10由第对电弧引导件7的第二电弧引导件72b引导朝向第一鳍片块4。

每个鳍片块4、5包括沿鳍片100定位的第一凹槽102和第二凹槽102。因此，每个鳍片100在两侧包括两个凹口，使得鳍片块4、5的鳍片的一侧上的凹口一起形成第一凹槽102和鳍片块4、5的鳍片100的另一侧上的其它凹口形成第二凹槽102。第一鳍片块4中的第一凹槽102和第二凹槽102均包括分别面向第一对电弧引导件7的电弧引导件72a、72b定位的底部，从而使得电弧9、10能够被引导。第二鳍片块5中的第一凹槽102和第二凹槽102各自包括面向第二对电弧引导件8的第一电弧引导件82a和第二电弧引导件82b定位的底部。凹槽102使得可以预先确定电弧9、10将被引导和遏制以便被扑灭的精确位置。

每个凹槽102是V形的，每个凹槽102也可以是U形的或允许弧9、10被适当引导的任何其他形状。

每个鳍片块4、5包括位于鳍片块4、5的两个凹槽102之间的凹部103。该凹部103使得可以减少接触器30的质量。

图6表示接触器30的断路室的剖视图，其用多个弧表示，对应于第二电弧10从活动桥2移动穿过第二对电弧引导件8朝向第二鳍片的位移。弧线越靠近第二鳍片块5，其形状越与第二鳍片块5的形状相似，以紧密地贴合所述弧线。因此，最接近第二鳍片块5的电弧10在其传播的同时被各个鳍片100分段。

接触器30包括壁31以防止气体或颗粒从短路室逸出。接触器30还包括活动杆32和施力弹簧(Assertionspring)33。活动桥2是常开的，即活动桥2的静止位置远离静触头1。当然，活动桥2也可以是常闭状态，即在静止位置，活动桥2与静触头1接触。

图7示出了代表第一电弧9和第二电弧10的接触器断路室30的剖视图。第一电弧9被第一鳍片块4的鳍片100分段。第二电弧10被第二鳍片块5的鳍片100分段。

Claims (9)

1.一种双断接触器(30)，包括：

-可在闭合状态和打开状态之间移动的活动桥(2)，包括第一动触头(2a)和第二动触头(2b)，和，

-朝向动触头(2a)的第一静触头(1a)，以及

-朝向动触头(2b)的第二静触头(1b)，

-其中，在闭合状态下，第一和第二动触头(2a、2b)分别与第一和第二静触头(1、1a、1b)接触，并且在打开状态下，第一和第二动触头(2a、2b)分别远离第一和第二静触头(1a、1b)，

-两个能够产生方向恒定的磁场磁铁(13、14)，从而产生磁力以移动静触头(1、1a、1b)之间出现的电弧(9、10)，并且活动桥(2)的动触头(2a、2b)从闭合状态切换到打开状态，

-两个鳍片块(4、5)，每个鳍片块具有：

o第一端(42、52)和第二端(43、53)，

o位于相应鳍片块(4、5)的第一端(42、52)和第二端(43、53)之间的鳍片(100)，

o分别由鳍片(100)形成的第一灭弧区和第二灭弧区，

-四个电弧引导件(7、8)从桥(2)的动触头(2a、2b)延伸至两个鳍片块(4、5)，

-其特征在于，在两个鳍片块(4、5)的每一个的鳍片(100)之间形成鳍片块(4、5)凹槽(102)的鳍片凹口(100)分别朝向对应的电弧引导件(7、8)，其特征在于，接触器还包括四个电弧引导件(21、22)，每个电弧引导件分别从相应的静触头(1、1a、1b)之一延伸至相应的鳍片块(4、5)之一。

2.根据前一权利要求所述的接触器(30)，其特征在于，八个电弧引导件(72a、72b、82a、82b、21、22)彼此独立，四个电弧引导件(72a、72b、82a、82b)是从动触头(2a、2b)向鳍片块(4、5)延伸的分支，四个电弧引导件(21、22)是从静触头(1a、1b)向鳍片块延伸的分支(4、5)。

3.根据权利要求1或2所述的接触器(30)，包括彼此电绝缘并分别支撑所述第一和第二静触头(1、1a、1b)的第一静触头支撑件(20)，从静触头(1、1a、1b)延伸的四个电弧引导件(21、22)中的两个属于第一静触头支撑件(20)，该每个电弧引导件从第一静触头(1a)向鳍片块(4、5)延伸；从静触头(1、1a、1b)延伸的四个电弧引导件(21、22)中的另外两个属于第二静触头支撑件(20)，该每个电弧引导件从第二静触头(1b)向鳍片块(4,5)延伸。

4.根据权利要求3所述的接触器(30)，其中，从所述静触头(1、1a、1b)延伸的所述四个电弧引导件(21、22)是所述第一静触头支撑件和第二静触头支撑件(20)的表面，第一静触头支撑件和第二静触头支撑件从静触头(1、1a、1b)延伸至鳍片块(4、5)。

5.根据利要求1-4中任一项所述的接触器(30)，其中，所述四个电弧引导件(7、8)中的从所述动触头(2a、2b)延伸的一对电弧引导件(7、8)是板，其包括结合至基部(71、81)的第一电弧引导件(72a、82a)和第二电弧引导件(72b、82b)，第一电弧引导件(72a、82a)和第二电弧引导件(72b、82b)各自沿桥(2)的第一和第二动触头(2a、2b)之间的方向分别朝向对应的鳍片块(4、5)延伸。

6.根据权利要求5所述的接触器(30)，其特征在于，每个鳍片块(4、5)的鳍片(100)均包括相应鳍片块(4、5)的两个不同灭弧区的两个部分，两个部分中的每一个都包括凹槽(102)，并且对于每一对电弧引导件(7、8)来说，电弧引导件(72a、72b、82a、82b)从电弧引导板的基部(71、71、82)朝向鳍片块(4、5)的鳍片的凹槽(102)延伸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的接触器(30)，其特征在于，从所述动触头(2a、2b)延伸出的四个电弧引导件(7、8)连接成组件，所述组件为包括结合到基部(71、81)的四个电弧引导件(72、82)的板，每个电弧引导件(72、82)从动触头(2a、2b)向鳍片块(4、5)延伸。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的接触器(30)，其特征在于，所述鳍片块(4、5)的每个鳍片(100)均包括接收表面，并且所述接收表面中的一些朝向静触头(1)相对于在同一平面内对齐其它接收面偏离。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的接触器(30)，其特征在于，每个电弧引导件(7、8)固定至所述鳍片块(4、5)的第一端(42、52)。