CN118098865A - 电气开关 - Google Patents

Abstract

一种电气开关包括框架(2)、固定地固定到框架(2)的第一固定触头(41)、适于相对于框架(2)在第一位置与第二位置之间移动的触头支撑元件(6)、相对于触头支撑元件(6)固定地固定并且具有纵向方向的可移动触头(8)、第一电弧挡板(91)、以及用于在打开事件期间移动和引导第一电弧挡板(91)的致动系统。致动系统包括相对于框架(2)固定地固定的第一致动构件(711)和相对于第一电弧挡板(91)固定地固定的第二致动构件(721)。第一电弧挡板(91)适于在打开事件期间在向外方向上移动，其中向外方向平行于可移动触头(8)的纵向方向。

Description

电气开关

技术领域

本发明涉及一种电气开关。

背景技术

公开文献EP3561831A1公开了一种已知的电气开关，该电气开关包括至少一个挡板元件，该至少一个挡板元件与可移动触头在延伸位置与收缩位置之间同步地可移动，在延伸位置中，当可移动触头处于打开位置时，挡板元件被定位在固定触头与可移动触头之间，在收缩位置中，挡板元件被定位在可移动触头的贴片外部，从而允许可移动触头从打开位置转到关闭位置。可移动触头被支撑在可旋转辊上，并且辊被可旋转地支撑在壳体的侧板中，其中挡板元件的内端通过铰接接头被支撑在辊上，并且挡板元件的外端被定位在形成在壳体的侧板中的引导槽中。

上述出版物中讨论的发明主要用于具有高额定电流的电气开关。这样的电气开关本质上相对较大，并且其框架内的空间利用率不是非常关键的问题。然而，在具有较低额定电流的电气开关中，框架内部的空间较小，因此在某些安装中，用于支撑和引导已知电气开关的至少一个挡板元件所需要的结构被认为是缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气开关以减轻上述缺点。本发明的目的通过下面描述的电气开关来实现。

本发明基于提供一种具有第一电弧挡板的电气开关的思想，该第一电弧挡板位于可移动触头周围，并且适于在打开事件期间在向外方向上移动，其中向外方向平行于可移动触头的纵向方向。

根据本发明的电气开关的优点在于，第一电弧挡板以及用于移动和引导第一电弧挡板的致动系统在电气开关的框架内部只需要很小的空间。例如，本发明能够省略已知电气开关的辊上的铰接接头，从而节省空间。

根据本发明的电气开关的另一优点是，电气开关的组装很容易。

根据本发明的电气开关的另一优点是，由于由第一电弧挡板提供的熄灭电弧的能力的提高，在很多实施例中可以省略灭弧板。

附图说明

在下文中，将参考附图通过优选实施例更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的电气开关的分解图；

图2示出了图1所示的电气开关的细节，其中第一电弧挡板和第二电弧挡板分别位于可移动触头的第一触头部分和第二触头部分周围，并且仅部分地示出了电气开关的框架；

图3A至图3C示出了在触头支撑元件在其第一位置与第二位置之间移动期间，图1所示的电气开关的第一电弧挡板和第二电弧挡板的移动；

图4示出了根据本发明的另一实施例的电气开关的主要组件；

图5从不同角度示出了图4所示的电气开关的框架和第一电弧挡板；以及

图6A至图6D示出了在触头支撑元件在其第一位置与第二位置之间移动期间，图4所示的电气开关的第一电弧挡板和第二电弧挡板的移动。

具体实施方式

图1示出了电气开关的分解图，该电气开关包括框架2、第一固定触头41、第二固定触头42、触头支撑元件6、可移动触头8、第一电弧挡板91、第二电弧挡板92和致动系统。在图1中，省略了适于将可移动触头8、第一电弧挡板91和第二电弧挡板92封闭在框架2内的盖元件。

第一固定触头41和第二固定触头42固定地固定到框架2。触头支撑元件6适于相对于框架2在第一位置与第二位置之间移动。触头支撑元件6包括滚动元件61，滚动元件61适于相对于框架2围绕旋转轴线16在第一位置与第二位置之间旋转。

可移动触头8相对于触头支撑元件6固定地固定，具有纵向方向，并且包括第一触头部分81和第二触头部分82，使得在触头支撑元件6的第一位置中，第一触头部分81导电连接到第一固定触头41并且第二触头部分82导电连接到第二固定触头42，并且在触头支撑元件6的第二位置中，可移动触头8与第一固定触头41和第二固定触头42断开连接。可移动触头8的第一触头部分81和第二触头部分82在平行于可移动触头8的纵向方向的方向上位于触头支撑元件6的旋转轴线16的相对侧。

触头支撑元件6的第一位置提供电气开关的连接状态或接通状态，在这种状态下，第一固定触头41和第二固定触头42彼此导电连接。触头支撑元件6的第二位置提供电气开关的断开状态或关断状态，在这种状态下，第一固定触头41与第二固定触头42之间没有导电连接。

第一电弧挡板91适于在第一固定触头41与可移动触头8的第一触头部分81之间的打开事件期间增强熄灭第一固定触头41与可移动触头8的第一触头部分81之间电弧。第二电弧挡板92适于在第二固定触头42与可移动触头8的第二触头部分82之间的打开事件期间增强熄灭第二固定触头42与可移动触头8的第二触头部分82之间的电弧。这里，打开事件是指其中两个触头构件之间的导电连接被去除的事件。

第一电弧挡板91和第二电弧挡板92均由电绝缘材料制成，并且相对于框架2和触头支撑元件6两者能够移动。在一个实施例中，第一电弧挡板和第二电弧挡板由POM、PA66、PC、PMMA、PP或PTFE材料或其组合制成。

致动系统适于在相应打开事件期间移动和引导第一电弧挡板91和第二电弧挡板92。致动系统包括相对于框架2固定地固定的第一致动构件711和712、以及分别相对于第一电弧挡板91和第二电弧挡板92固定地固定的第二致动构件721和722。第一致动构件711和712以及第二致动构件721和722适于在打开事件期间彼此协作以引导第一电弧挡板91和第二电弧挡板92。

第一电弧挡板91适于在打开事件期间在向外方向上移动，其中向外方向平行于可移动触头8的纵向方向并且指向第一触头部分81的自由端819。第二电弧挡板92适于在打开事件期间在向外方向上移动，其中向外方向平行于可移动触头8的纵向方向并且指向第二触头部分82的自由端829。第一触头部分81的自由端819和第二触头部分82的自由端829在可移动触头8的纵向方向上间隔开。

第一电弧挡板91和第二电弧挡板92适于在相应打开事件期间相对于触头支撑元件6直线地移动。第一电弧挡板91围绕第一触头部分81的一部分，使得在垂直于可移动触头8的纵向方向的平面上，第一触头部分81的投影在第一电弧挡板91的投影内部。第二电弧挡板92围绕第二触头部分82的一部分，使得在垂直于可移动触头8的纵向方向的平面上，第二触头部分82的投影在第二电弧挡板92的投影内部。此处，“围绕”是指“在所有侧面上封闭”。

第一致动构件711和712中的每个包括与框架2一体形成的引导槽。盖元件中有两个附加引导槽，图1中未示出。第二致动构件721和722中的每个包括销。第一电弧挡板91和第二电弧挡板92两者都包括位于对应电弧挡板的相对侧的两个销。两个销中的一个销适于与形成在框架中的引导槽协作，而另一销适于与形成在盖元件中的引导槽协作。

引导槽的第一端是限制器，该限制器适于在触头支撑元件6到达其第二位置时停止触头支撑元件6的移动。引导槽的第一端停止对应电弧挡板，并且电弧挡板停止触头支撑元件6。这减少了适于控制触头支撑元件6的机构上的应力。

图3A至图3C示出了在触头支撑元件6在其第一位置与第二位置之间移动期间第一电弧挡板91和第二电弧挡板92的移动。图3A示出了电气开关的接通状态，图3B示出了在电气开关的接通状态与关断状态之间的中间状态，图3C示出了电气开关的关断状态。

在图3A中，触头支撑元件6处于其第一位置。第一电弧挡板91在距第一触头部分81的自由端819一定距离处处于其缩回位置，并且第二电弧挡板92在距第二触头部分82的自由端829一定距离处处于其缩回位置。

在图3B中，触头支撑元件6处于其第一位置与第二位置之间的中间位置。与图3A相比，触头支撑元件6已经逆时针旋转30°。第一电弧挡板91已经朝着第一触头部分81的自由端819在向外方向上移动。第二电弧挡板92已经朝着第二触头部分82的自由端829在向外方向上移动。

在图3C中，触头支撑元件6处于其第二位置。与图3A相比，触头支撑元件6已经逆时针旋转90°。第一电弧挡板91处于外部位置，在该外部位置中，第一电弧挡板91的最外部分在纵向方向上比第一触头部分81的自由端819定位得更远。第二电弧挡板92处于外部位置，在该外部位置中，第二电弧挡板92的最外部分在纵向方向上比第二触头部分82的自由端829定位得更远。在备选实施例中，第一电弧挡板适于在向外方向上移动到外部位置，在该外部位置中，第一电弧挡板的最外部分在纵向方向上与第一触头部分的自由端一样远。

在图3A中，可移动触头8的纵向方向是竖直方向，在图3C中，活动触头8的纵向方向是水平方向。

图4示出了根据本发明的另一实施例的电气开关的主要组件。电气开关包括框架2'、第一固定触头41'、第二固定触头42'、触头支撑元件6'、可移动触头8'、第一电弧挡板91'、第二电弧挡板92'和致动系统。可移动触头8'相对于触头支撑元件6'固定地固定，具有纵向方向，并且包括第一触头部分81'和第二触头部分82'。

触头支撑元件6'包括滑动元件62'，该滑动元件62'适于相对于框架2'在第一位置与第二位置之间直线地移动。滑动元件62'适于垂直于可移动触头8'的纵向方向移动。在图4中，滑动元件62'适于相对于框架2'在第一位置与第二位置之间在竖直方向上直线地移动。

图5从不同角度示出了图4所示的电气开关的框架2'和第一电弧挡板91'。图5示出，第一电弧挡板91'适于围绕第一触头部分81'的一部分，使得在垂直于可移动触头8'的纵向方向的平面上，第一触头部分81'的投影在第一电弧挡板91'的投影内部。

第二电弧挡板92'适于围绕第二触头部分82'的一部分，使得在垂直于可移动触头8'的纵向方向的平面上，第二触头部分82'的投影在第二电弧挡板92'的投影内部。

图6A至图6D示出了在触头支撑元件6'在其第一位置与第二位置之间移动期间，图4所示的电气开关的第一电弧挡板91'和第二电弧挡板92'的移动。图6A示出了电气开关的接通状态，图6B示出了电气开关的接通状态与关断状态之间的第一中间状态，图6C示出了电气开关的接通状态与关断状态之间的第二中间状态，图6D示出了电气开关的关断状态。

在图6A中，触头支撑元件6'处于其第一位置。第一电弧挡板91'在距第一触头部分81'的自由端一定距离处处于缩回位置，并且第二电弧挡板92'在距第二触头部分82'的自由端一定距离处处于缩回位置。

在图6B中，触头支撑元件6处于其第一位置与第二位置之间的第一中间位置。与图6A相比，触头支撑元件6'已经相对于框架2'向下移动。第一电弧挡板91'已经朝着第一触头部分81'的自由端在向外方向上移动。第二电弧挡板92'已经朝着第二触头部分82'的自由端在向外方向上移动。

在图6C中，触头支撑元件6处于其第一位置与第二位置之间的第二中间位置。与图6B相比，触头支撑元件6'已经相对于框架2'进一步向下移动。第一电弧挡板91'几乎已经到达第一触头部分81'的自由端。第二电弧挡板92'几乎已经到达第二触头部分82'的自由端。

在图6D中，触头支撑元件6'是其第二位置。第一电弧挡板91'处于外部位置，在该外部位置中，第一电弧挡板91'的最外部分在纵向方向上比第一触头部分81'的自由端定位得更远。第二电弧挡板92'处于外部位置，在该外部位置中，第二电弧挡板92'的最外部分在纵向方向上比第二触头部分82'的自由端定位得更远。

在图6A至图6D中，可移动触头8'的纵向方向是水平方向。

图1和图4所示的电气开关各自具有带有两个自由端的可移动触头，使得在电气开关的打开事件期间，对于电弧有两个潜在位置，即在第一固定触头与可移动触头的第一触头部分之间、以及在第二固定触头与可移动触头的第二触头部分之间。根据备选实施例的电气开关包括在第二固定触头与可移动触头的第二触头部分之间的编织导体，其中电弧可以仅形成在第一固定触头与可移动触头的第一触头部分之间。在本实施例中，仅需要第一电弧挡板。

图1和图4所示的电气开关的可移动触头是叶片触头。在备选实施例中，可移动触头是缓冲触头。

图1和图4所示的电气开关不包括灭弧板。由于由第一电弧挡板和第二电弧挡板提供的灭弧能力较高，所以不需要灭弧板。

为了在打开事件期间在向外方向上移动第一电弧挡板，可移动触头和/或触头支撑元件适于与第一电弧挡板协作。换言之，在打开事件期间，可移动触头和/或触头支撑元件适于与第一电弧挡板接触以向第一电弧挡板施加力。因此，用于移动第一电弧挡板的推进力源自可移动触头和/或触头支撑元件。由致动系统施加到第一电弧挡板的力是反作用力。

致动系统还适于在关闭事件期间移动和引导第一电弧挡板。这里，关闭事件是指其中两个触头构件之间形成有导电连接的事件。与打开事件相比，关闭事件是相反的事件。因此，为了在关闭事件期间在向内方向上移动第一电弧挡板，可移动触头和/或触头支撑元件适于与第一电弧挡板协作。与向外方向相比，向内方向相反方向。

在一个实施例中，第一电弧挡板设置有磁体，该磁体适于在打开事件期间进一步中断电弧。

在一个实施例中，电气开关的额定电流小于或等于50A。

本领域技术人员将很清楚的是，本发明的概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述实例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (13)

1.一种电气开关，包括：

框架(2)；

第一固定触头(41)，固定地固定到所述框架(2)；

触头支撑元件(6)，适于相对于所述框架(2)在第一位置与第二位置之间移动；

可移动触头(8)，相对于所述触头支撑元件(6)固定地固定，具有纵向方向，并且包括第一触头部分(81)，使得在所述触头支撑元件(6)的所述第一位置中，所述第一触头部分(81)导电连接到所述第一固定触头(41)，并且在所述触头支撑元件(6)的所述第二位置中，所述可移动触头(8)与所述第一固定触头(41)断开连接；

第一电弧挡板(91)，适于在所述第一固定触头(41)与所述可移动触头(8)的所述第一触头部分(81)之间的打开事件期间增强熄灭所述第一固定触头(41)与所述可移动触头(8)的所述第一触头部分(81)之间的电弧，其中所述第一电弧挡板(91)由电绝缘材料制成，并且相对于所述框架(2)和所述触头支撑元件(6)两者能够移动；以及

致动系统，用于在所述打开事件期间移动和引导所述第一电弧挡板(91)，所述致动系统包括相对于所述框架(2)固定地固定的至少一个第一致动构件(711)和相对于所述第一电弧挡板(91)固定地固定的至少一个第二致动构件(721)，其中所述至少一个第一致动构件(711)和所述至少一个第二致动构件(721)适于在所述打开事件期间彼此协作以引导所述第一电弧挡板(91)，

其特征在于，所述第一电弧挡板(91)适于在所述打开事件期间在向外方向上移动，其中所述向外方向平行于所述可移动触头(8)的所述纵向方向并且指向所述第一触头部分(81)的自由端(819)，并且

其中所述第一电弧挡板(91)围绕所述第一触头部分(81)的一部分，使得在垂直于所述可移动触头(8)的所述纵向方向的平面上，所述第一触头部分(81)的投影在所述第一电弧挡板(91)的投影内部。

2.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述第一电弧挡板(91)适于在所述打开事件期间相对于所述触头支撑元件(6)直线地移动。

3.根据权利要求1或2所述的电气开关，其中所述可移动触头(8)和/或所述触头支撑元件(6)适于与所述第一电弧挡板(91)协作，以便在所述打开事件期间在所述向外方向上移动所述第一电弧挡板(91)。

4.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述至少一个第一致动构件(711)包括引导槽，并且所述至少一个第二致动构件(721)包括销。

5.根据权利要求4所述的电气开关，其中所述引导槽的第一端适于在所述打开事件期间作为限制器操作，使得所述引导槽的所述第一端适于在所述打开事件结束时停止所述第一电弧挡板(91)的移动。

6.根据权利要求5所述的电气开关，其中在所述打开事件期间，所述第一电弧挡板(91)适于在所述触头支撑元件(6)到达所述触头支撑元件(6)的所述第二位置时停止所述触头支撑元件(6)的移动。

7.根据权利要求4所述的电气开关，其中所述引导槽的第二端适于在所述第一固定触头(41)与所述可移动触头(8)的所述第一触头部分(81)之间的关闭事件期间作为限制器操作，使得所述引导槽的所述第二端适于在所述关闭事件结束时停止所述第一电弧挡板(91)的移动。

8.根据权利要求7所述的电气开关，其中在所述关闭事件期间，所述第一电弧挡板(91)适于在所述触头支撑元件(6)到达所述触头支撑元件(6)的所述第一位置时停止所述触头支撑元件(6)的移动。

9.根据权利要求1所述的电气开关，其中在所述打开事件期间，所述第一电弧挡板(91)适于在所述向外方向上移动到外部位置，在所述外部位置中，所述第一电弧挡板(91)的最外部分被定位为在所述纵向方向上至少与所述第一触头部分(81)的所述自由端(819)一样远。

10.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述触头支撑元件(6)包括滚动元件(61)，所述滚动元件(61)适于相对于所述框架(2)围绕旋转轴线(16)在所述第一位置与所述第二位置之间旋转。

11.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述触头支撑元件(6')包括滑动元件(62')，所述滑动元件(62')适于相对于所述框架(2')在所述第一位置与所述第二位置之间直线地移动。

12.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述电气开关的额定电流小于或等于50A。

13.根据权利要求1所述的电气开关，其中所述电气开关包括：

第二固定触头(42)，固定地固定到所述框架(2)；以及

第二电弧挡板(92)，

其中所述可移动触头(8)包括第二触头部分(82)，使得在所述触头支撑元件(6)的所述第一位置中，所述第二触头部分(82)导电连接到所述第二固定触头(42)，并且在所述触头支撑元件(6)的所述第二位置中，所述可移动触头(8)与所述第二固定触头(42)断开连接；

其中所述第二电弧挡板(92)适于在所述第二固定触头(42)与所述可移动触头(8)的所述第二触头部分(82)之间的打开事件期间增强熄灭所述第二固定触头(42)与所述可移动触头(8)的所述第二触头部分(82)之间的电弧，其中所述第二电弧挡板(92)由电绝缘材料制成，并且相对于所述框架(2)和所述触头支撑元件(6)两者能够移动，

其中所述致动系统适于在所述打开事件期间移动和引导所述第二电弧挡板(92)，其中所述至少一个第一致动构件(712)和所述至少一个第二致动构件(722)适于在所述打开事件期间彼此协作以引导所述第二电弧挡板(92)，并且

其中所述第二电弧挡板(92)适于在所述打开事件期间在向外方向上移动，其中所述向外方向平行于所述可移动触头(8)的所述纵向方向并且指向所述第二触头部分(82)的自由端(829)。