CN1191598C - 用于低压动力电路断路器的电极 - Google Patents
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Abstract
一种用于低压动力电路断路器的电极，其包括：可以彼此耦合/不耦合的一固定触点和一可移动触点；至少两导电元件，其适合于把所述可移动触点电连接到动力供应网，把所述导电元件布置成使从其流过的电流等同地取向；以及用于机械地支撑和致动所述可移动触点的装置；至少一个夹在所述导电元件之间的绝缘元件，其适合于通过与所述导电元件的摩擦把在短路操作条件下打开时对抗在所述固定触点和所述可移动触点之间产生的电动排斥力。
Description
本发明涉及用于具有改进特点的低压动力电路断路器的电极。
具体而言，用“低压动力电路断路器”表示通常应用场合如工业系统所用的电路断路器，其特征是操作低于1000伏的电压和相对较高的额定值(从几百安培到几千安培)的电流，一般是交流电，从而产生相对高的动力水平。
已知通常用包括一个或多个电极的电路断路器来保证用户要求的电流，同时还能执行将载荷连接和断开，或者自动地打开电路或把通过合适地打开设置的电触点保护的电路断开，保护载荷免受例如由于过载或短路的不正常情况的影响，以便使载荷相对电力供应网把载荷分开。
当前，根据所考虑的额定电流，有许多低压动力电路断路器。
然而，一般对于每个电极，通过把可移动触点和固定触点分开来中断额定电流、过载电流或短路电流。例如，在欧洲专利EP0219449中描述了用于低压电路断路器的一种触点布置的示例。
参照附图1描述用于低压动力电路断路器的电极的典型结构。所述电极包括可以被彼此耦合/不耦合的固定触点1和可移动触点2。可移动触点2连接并布置在一般由绝缘材料制成的触点支撑轴4上并起一机械支撑的作用和/或将运动传递至可移动触点。为了维持电连续性且允许可移动触点2的运动，一般使用其唯一的作用是保证可移动触点2和动力供应网之间的电连接的柔性导体3，图1中未示。
图2详细示出可移动触点2、柔性导体3和触点支撑轴4。在该情形中，该柔性导体3包括两接近地容放在触点支撑轴的空腔中的柔性金属条带。在金属条带的端部有分别用于连接到动力供应网和可移动触点的突缘7和枢轴8。
根据打开口令，在用于额定电流时打开的操作条件下，由触点支撑轴4以特定速度使可移动触点2移动，该触点支撑轴4反过来由致动机构致动，图1和2未示。
在用于短路电流时打开的操作条件下，一般是在由致动机构执行的打开干预之前，由于在可移动触点和固定触点之间产生的电动排斥力把电触点分开。对于大的短路电流，如那些影响低压动力电路断路器的电流(数千安培)，这些电动排斥力会达到向可移动触点施加非常高的端部行程速度的值。
由于该端部行程的高速度，为了止挡可移动触点2，有必要提供如图1所示的贴靠板5合适的制动装置，以为整个运动打开系统可移动触点2和触点支撑轴4提供足够加强的尺寸，从而其能够承受由可移动触点2的行程端冲击引起的强大的应力。为了避免这种情况，在相对短的时间内发生干预时，特别是在可移动触点抵达其行程终点之前产生干预，有必要提供该整个运动打开系统。
当然，这些设计的局限性带来了制造电路断路器的时间和成本的增加。
此外，还由于终点行程的速度高，可移动触点不会在贴靠板5处停下而是会从其弹回，再耦合至固定触点。由于这会在故障状态下使触点不希望地闭合，因此这种情形是致命的。
本发明的目标是提供一种用于低压动力电路断路器的电极，其允许在短路操作条件下打开时把可移动触点的终点行程速度限制至相对合适的值。
在该目标的范围内，本发明的目的是提供一种用于低压动力电路断路器的电极，其中在短路操作条件下打开时可能保证制动可移动触点而不采用特别的制动装置。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压动力电路断路器的电极，其能保证在短路操作条件下打开后避免电触点的无意的再闭合。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压动力电路断路器的电极，其能保证限制运动打开系统的干预速度。本发明的另一个目的是提供一种用于低压动力电路断路器的电极，其非常可靠易于制造且成本低。
通过用于低压动力电路断路器的电极可以实现会从下文变得明显的该目标、这些和其它目的，其包括：
可以彼此耦合/不耦合的一固定触点和一可移动触点；
至少两导电元件，其适合于把所述可移动触点电连接到动力供应网，把所述导电元件布置成使从其流过的电流等同地取向；以及
用于机械地支撑和致动所述可移动触点的装置；
根据本发明的电极的特征在于，其包括至少一个夹在所述导电元件之间的绝缘元件，其适合于通过与所述导电元件的摩擦在短路操作条件下打开时对抗在所述固定触点和所述可移动触点之间产生的电动排斥力。
在附图的辅助下仅通过非限定性例子，可从根据本发明的用于低压动力电路断路器的一些优选但不是非限定性实施例中明显看出本发明的特点和优点，其中：
图1是用于低压动力电路断路器的具有公知结构的电极的示意图；
图2是图1的电极的结构细节的透视图；
图3根据本发明的电极的第一实施例结构的示意图；
图4a和4b是两种不同的根据本发明的电极实施例结构细节的透视图。
参照图3，根据本发明的电极具有可以彼此耦合/不耦合的一图中未示的固定触点和一可移动触点，以及两个或多个用于把可移动触点10电连接到图中未示的动力供应网的导电元件11。导电元件11的一个特别的特点是它们被布置成使从其穿过的电流等同地取向。例如，根据图3所示的实施例，导电元件11包括一对柔性的彼此平行连接的金属条带。这种解决方案保证了电流在两导电元件11中都沿相同的方向流动，例如沿由箭头16所示的方向。
当然，例如，其它的实施例也会考虑到使用大量的导电元件，前提是它们总是被布置成由等同地取向的电流激励。有利地，图3的柔性金属条带11在每一端包括用于分别给可移动触点10和动力供应网提供连接的装置。在图3所示的实施例中，用于与动力网连接的装置包括连接突缘14。
根据本发明的电极还包括适合于机械地支撑可移动触点10并向其传送运动的装置12；特别地，所述装置12包括由绝缘材料制成的触点支撑轴12。
根据本发明的电极的特征在于，其包括一个或多个在图3中用参考数字13表示的被夹在导电元件11之间的绝缘元件。
例如，在图3的实施例中，有一个布置在两平行条带11之间并可操作地连接到绝缘轴12的单个绝缘元件13。
绝缘元件12执行的基本功能是通过与导电元件11的摩擦把在短路操作条件下打开时在固定触点和可移动触点之间产生的电动排斥力对抗。
由于导电元件11由等同地取向的电流穿过，于是在它们之间产生在图3中用箭头17所示的电动吸引力。在短路操作条件下，当流过导体11的电流达到一高的水平时，导电元件11被吸引在夹在它们中间的绝缘元件13上。在导体11和元件13之间产生的摩擦力抵抗刚性地连接到可移动触点10上的触点支撑轴12的运动。以这种方式，摩擦力吸收了可移动触点10从固定触点分开时所用的部分能量。于是，将可移动触点10的终点行程速度降低到相对适度极限下。由于绝缘元件13和导体11之间的摩擦力直接与流过导体的电流成比例，于是抵抗可移动触点的力变得对于大电流值得考虑，如在短路电流打开时操作条件下的情形。
另一方面，考虑到非常小的电流值，在额定电流下打开的操作条件下，摩擦力不再具有大的值，于是不再以任何方式影响打开运动。
参照附图4a和4b描述特别适合用于三电极电路断路器的触点支撑轴12和绝缘元件13的优选实施例。
在该示例中，把三个均与相应电极的可移动触点(未示)响应的绝缘元件13固定到触点支撑轴12上。
如图所示，每个绝缘元件13包括一本体，从横向地看，该本体具有两适合于可操作地与相应导电元件11互相作用的弯曲壁部。
根据结构简单又功能有效的解决方案，该绝缘元件由绝缘材料制成并用操作轴12单件地实现。
特别地，可直接用触点支撑轴14获得绝缘元件13，例如通过注射模方法。
可选地，每个绝缘元件13和轴12可用两件实现，适合地彼此连接；此外，每个绝缘元件13都可操作地连接到另一个电极的元件上。
实际上，已发现根据本发明的电极完全实现了所需的目标和目的。
特别地，为绝缘元件和导电元件给出合适的尺寸，就可能用合理的近似法确定可移动触点的终点行程速度，即使是在短路电流下打开时的操作条件下。因此，可能设定根据本发明的电极的尺寸，使得把终点行程速度限制在相对小的值的范围内，降低行程冲击的能量并防止意外再闭合所述触点。
还可能免除，至少是大大减少在公知类型的电路断路器所采用的可移动触点的限程器。
降低可移动触点的终点行程速度使所需的打开运动机构的干预速度减小，从而放开了设计约束。
最后，已注意到，采用绝缘元件不会带来制造成本的大量增加，因为可从触点支撑轴直接获得所述元件。相反的是，可把可移动触点的限程器去除的可能性以及可把电路断路器的打开运动机构简化的可能性使电路断路器的制造简化以及操作可靠性较高。
于是所考虑到的用于低压动力电路断路器的电极易于改型和修改，所有这些都在本发明概念的范围内；因此，可用技术上等同的元件代替所有细节。实际上，只要所用的材料符合具体用途，这些材料以及尺寸可以是任何符合要求和技术状态的。
Claims (14)
1.一种用于低压动力电路断路器的电极，其包括：
可以彼此耦合/不耦合的一固定触点和一可移动触点(10)；
至少两导电元件(11)，其适合于把所述可移动触点(10)电连接到动力供应网，把所述导电元件(11)布置成使从其流过的电流等同地取向；以及
用于机械地支撑和致动所述可移动触点(10)的装置(12)；
其特征在于，其包括至少一个夹在所述导电元件(11)之间的绝缘元件(13)，其适合于通过与所述导电元件(11)的摩擦在短路操作条件下打开时对抗在所述固定触点和所述可移动触点(10)之间产生的电动排斥力。
2.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述用于机械地支撑和致动所述可移动触点(10)的装置(12)包括一由绝缘材料制成的触点支撑操作轴(12)。
3.如权利要求2所述的电极，其特征在于，所述绝缘元件(13)连接到所述操作轴(12)。
4.如权利要求3所述的电极，其特征在于，所述绝缘元件(13)和所述操作轴(12)制成为单件。
5.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述绝缘元件(13)包括由塑料材料制成的本体，从横向看，该本体具有两弯曲形的且适合于与所述导电元件(11)互相作用的壁部。
6.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述导电元件(11)包括柔性的彼此平行连接的金属条带。
7.如权利要求6所述的电极，其特征在于，所述柔性金属条带在每个端部包括分别连接到所述可移动触点(10)和所述动力供应网的装置。
8.一种低压动力电路断路器，其特征在于，其包括至少一个电极，该电极包括：
可以彼此耦合/不耦合的一固定触点和一可移动触点(10)；
至少两导电元件(11)，其适合于把所述可移动触点(10)电连接到动力供应网，把所述导电元件(11)布置成使从其流过的电流等同地取向；以及
用于机械地支撑和致动所述可移动触点(10)的装置(12)；
其特征在于，其包括至少一个夹在所述导电元件(11)之间的绝缘元件(13)，其适合于通过与所述导电元件(11)的摩擦在短路操作条件下打开时对抗在所述固定触点和所述可移动触点(10)之间产生的电动排斥力。
9.如权利要求8所述断路器，其特征在于，所述用于机械地支撑和致动所述可移动触点(10)的装置(12)包括一由绝缘材料制成的触点支撑操作轴(12)。
10.如权利要求9所述断路器，其特征在于，所述绝缘元件(13)连接到所述操作轴(12)。
11.如权利要求10所述断路器，其特征在于，所述绝缘元件(13)和所述操作轴(12)制成为单件。
12.如权利要求8所述的电极，其特征在于，所述绝缘元件(13)包括由塑料材料制成的本体，从横向看，该本体具有两弯曲形的且适合于与所述导电元件(11)互相作用的壁部。
13.如权利要求8所述的电极，其特征在于，所述导电元件(11)包括柔性的彼此平行连接的金属条带。
14.如权利要求13所述断路器，其特征在于，所述柔性金属条带在每个端部包括分别连接到所述可移动触点(10)和所述动力供应网的装置。
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