CN1437755A - 用于低压断路器的灭弧室 - Google Patents

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Abstract

一种用于低压断路器的灭弧室，其具有以下特征，它包括：多个大致为U形的金属板；由绝缘材料制成的壳体，壳体大致成形为类似平行六面体，包括两个侧壁、一个底壁、一个顶壁和一个后壁，侧壁内侧具有多个彼此相对的狭槽，用于插入金属板，底壁和顶壁各具有至少一个开口，并且壳体在正面敞开。

Description

用于低压断路器的灭弧室
本发明涉及一种用于低压断路器的灭弧室，尤其涉及一种用于模制外壳电力断路器的灭弧室。
众所周知，模制外壳电力断路器通常用于工业用低压电力系统中，即用于在最大大约为1000伏的电压下运转的系统。所述断路器通常设置有一个系统，能够确保各种使用者所要求的额定电流、负载的连接和断开、通过自动断开电路防止任何异常状态(例如过载或短路)，以及通过将活动触点与固定触点断开从而断开被保护电路(电分离)，这样能够使负载完全与电源隔离。
中断电流(无论是额定电流、过载电流或是短路电流)的关键功能是通过所述断路器在断路器的特定部分提供的，所述断路器是由所谓的去电离灭弧室构成的。作为断开动作的结果，触点之间的电压引起空气介质放电，导致在灭弧室中形成电弧。电弧在灭弧室中设置的多个金属板内受到电磁效应和流体动力学效应的推动，其目的是通过冷却消除所述电弧。
在电弧形成过程中，由焦耳效应释放出的能量非常高，并在容纳金属板的区域内引起热应力和机械应力。为了能够经受住这些应力，必须认真对灭弧室的设计进行评估，目的是使获得的部件的强度足以经受机械应力，并进行明确限定，目的是将电弧正确引导至消除区，同时对不能受到影响的区域进行保护。而且，实践中通用做法是在灭弧室中设置由绝缘材料制成的元件，该元件在电弧出现时能够发出气态物质。这种物质对由电弧产生的等离子体产生影响，因此通过减小传导率来促进减小整体的电弧现象。
图1和图2示出了现有技术中的灭弧室的典型实例。灭弧室通常包括两个由绝缘材料制成的侧壁1、多个金属板2和至少一个由绝缘材料制成的保护元件3。金属板2通常为U形，并在其外侧边缘具有多个突起21。侧壁1具有多个开口11，开口11适合与金属板2的相应突起21相匹配(如图2所示)，用于金属板定位和安装。例如，通过固定突起21就可以固定金属板，因而保证金属板的安装和灭弧室的机械稳定性。一旦组装完毕，灭弧室就被插入至在断路器外壳中适当设置的空间中。
虽然这种方法能够充分满足所需要求，但在所要求的元件数量和制造复杂性方面却不能完全符合要求。除了由绝缘材料制成的侧壁之外，实际上还需要为电弧引导/保护提供适当的元件(例如保护元件3)。
此外，还不应忽视这样一个事实，即足够的机械稳定性只是依靠将金属板安装在侧壁上的复杂操作实现的，例如通过把金属板上设置的突起安装固定。
本发明的目标是提供一种用于低压断路器的灭弧室，灭弧室由有限元件构成，元件数量少于传统灭弧室的元件数量。
在此目标范围内，本发明的一个目的是提供一种用于低压断路器的灭弧室，此灭弧室不需要复杂的组装步骤。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压断路器的灭弧室，此灭弧室不需要复杂的机械加工步骤就具有足够的机械稳定性。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压断路器的灭弧室，此灭弧室可以很容易地安装在断路器的电极内。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压断路器的灭弧室，此灭弧室不需要使用能够发出可以减少电弧相关现象的气态物质的附加元件。
本发明的另一个目的是提供一种用于低压断路器的灭弧室，此灭弧室具有很高的可靠性，并且能够以具有竞争性的成本很容易地制造。
从下面可以明显看出，通过下述用于低压断路器的灭弧室可以实现本发明的该目标、这些目的以及其它方面，所述用于低压断路器的灭弧室的特征在于，它包括：
多个大致为U形的金属板；
由绝缘材料制成的壳体，壳体大致成形为类似平行六面体，具有两个侧壁、一个底壁、一个顶壁和一个后壁，所述侧壁在内部具有多个彼此相对的狭槽，用于插入所述金属板，底壁和顶壁各具有开口，所述壳体在正面敞开。
按照这种方式，可以提供一种具有机械稳定性的灭弧室，灭弧室元件数量减少，并且能避免复杂的机械安装步骤。
由结合附图以非限定的例子示出的对优选但非唯一的实施例的说明，可以清楚了解本发明的进一步特性和优点。
图1是现有技术的拆开的灭弧室的分解透视图；
图2是现有技术的组装后的灭弧室的透视图；
图3是根据本发明的拆开的灭弧室的分解透视图；
图4是包括根据本发明的灭弧室的低压断路器电极的俯视图；
图5是根据本发明的另一实施例的灭弧室的分解透视图；
图6是根据本发明的另一实施例的灭弧室的壳体的透视图。
参看图3，图3为根据本发明的灭弧室，为了清楚地说明图中示出了其分解状态，灭弧室包括多个大致U形的金属板30。灭弧室还包括由绝缘材料制成的壳体40，外形大致类似平行六面体，具有两个侧壁41和42、一个底壁43、一个顶壁44和一个后壁46。所述壳体40在正面敞开，以便使金属板30可以插入，这将在下文进行详细说明。侧壁内部设置有多个彼此相对的狭槽47，用于滑动插入金属板30，这将在下文进行详细说明。底壁至少具有一个开口48，以允许熄弧触点通过。顶壁至少具有一个开口49，允许产生的气体排出。底壁43、顶壁44和后壁46还保护着不能受到电弧影响的区域。
因此可以想到灭弧室的组装得到极大简化，惟一需要的操作就是将金属板30插入至壳体40的狭槽47中。
更有利的是，依照根据本发明的灭弧室的优选实施例，狭槽47只覆盖侧壁41和42内表面的一部分，而不是整个长度。相应地，金属板30具有两个侧臂31和32，它们形成U形的两个臂，金属板30还具有实体底部33，底部33的宽度大约与侧壁41和42之间的距离相等，总而言之，底部33的外形要与侧壁41和42的内部轮廓相一致。金属板30在侧臂31和32处的宽度大约与两个彼此相对的狭槽47端面之间的距离相等。
有利的是，金属板30在两个侧臂31和32中至少一个上具有至少一个凸起部分34，最好在侧臂31和32上都有。当金属板插入至一对彼此相对的狭槽47中时，所述凸起部分34在机械上与狭槽47的内表面相互具有差异，因此确保在组装过程中此部分保持正确位置。
侧臂31和32的长度最好大于狭槽47的长度，这样侧臂至少部分地从由绝缘材料制成的壳体的本体向正面伸出。
根据本发明的优选实施例，根据本发明的灭弧室的后壁46具有成形的突起50。突起50具有沿着后壁46的至少一部分延伸的部分51，并在后壁的上端具有成形的凸起部分52。
突起50以及侧臂31和32的尺寸有利于电极内灭弧室的组装，并且有利于了金属板30的固定。
根据本发明的灭弧室事实上可以非常方便的应用于低压断路器的电极上，并尤其适用于低压铸模外壳电力断路器。
图4是包括根据本发明的灭弧室的低压断路器的电极的平面图。根据一般的实施例，电极包括由绝缘材料制成的外壳60，其中具有根据本发明的灭弧室。在低压模制外壳电力断路器中，外壳60由所述断路器的模制塑料外壳构成。
根据图4的实施例(其中为了简便只示出了一个电极)，外壳60内表面上具有适合与灭弧室的突起50和成形的凸起部分52相匹配的成形的轮廓61。
外壳60最好还具有另外的内部成形的轮廓62，轮廓62适合与金属板30侧臂31和32的前端互补地匹配，侧臂31和32从壳体40的本体伸出。
还可以制成另外的内部突起63，能够使壳体40的安装更方便。
按照这种方式，由于电极的外壳60在结构上适合于经受强大的机械应力，因此有利于金属板的机械固定。
在图5所示的实施例中，灭弧室组件具有多个大致为U形的金属板。壳体40大致成形为类似平行六面体，并具有两个侧壁81和82、一个底壁(未示出)、一个顶壁84和一个后壁86。如图所示，顶壁84具有开口89，允许气体排出。侧壁81和82在内部设置了多个彼此相对的狭槽，以使金属板70可以滑动插入。在图5所示的实施例中，狭槽覆盖侧壁81和82的整个内表面部分，并安装为使得U形金属板的臂向内延伸。
图6示出了根据本发明的灭弧室的壳体90的另一实施例。在本例中，壳体也具有两个侧壁91和92、一个底壁93、一个顶壁94和一个后壁96。侧壁内部沿整个表面上设置了多个彼此相对的狭槽97，用于插入金属板(未示出)。在底壁和顶壁上分别设置了开口98和99。
根据本发明的另一个实施例，壳体可以由绝缘材料制成，材料中包含的化合物能够在出现电弧的情况下放出气态物质，所述物质能够对等离子体产生影响，因而减小弧击穿现象及其相关后果。这种物质例如是纤维素、三聚氰胺、缩醛树脂、三水氧化铝(ATH)、氟化树脂和/或化合物、金属氢化物和不饱和聚酯等。
按照这种方式可以避免使用在现有技术中常用的额外元件。而且，由于能够发出这种气体的整个表面大于已知类型灭弧室中的表面(基本上壳体的整个表面能够发出这种气体)，因此性能比现有技术好得多。
在实践中，已经发现根据本发明的灭弧室完全能够实现预期目标及目的，因为构成灭弧室的元件数量减少，组装更简便，并且可以避免复杂的机械镦锻操作。在提出的实施例中，元件只有金属板和绝缘壳体，可以自动组装。
机械稳定性并未受到损害，如图所示，灭弧室被插入至断路器的电极中，所述电极的壁可以增强金属板的机械保持。
使用能够发出气态物质的化合物减少了弧击穿现象的程度，并因而减小了机械应力。
因此可以想到能够对灭弧室进行多种修改和变化，所有的修改和变化都包括在发明构思的范围之内；所有细节都可以用技术上相同的元件进行替换。在实践中，可以根据技术情况和需要选择材料和尺寸，只要它们能与具体用途相符合。

Claims (13)

1.一种用于低压断路器的灭弧室，其特征在于，该灭弧室包括：
多个大致为U形的金属板；
由绝缘材料制成的壳体，壳体大致成形为类似平行六面体，并包括两个侧壁、一个底壁、一个顶壁和一个后壁，所述侧壁内侧具有多个彼此相对的狭槽，用于插入所述金属板，所述底壁和顶壁各具有至少一个开口，所述外壳在正面敞开。
2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述狭槽沿所述侧壁内表面的至少一部分延伸，所述金属板具有两个侧臂，它们确定了所述U形轮廓，并且所述实心底部的宽度与所述侧壁内表面之间的距离大致相等，所述金属板在所述侧臂处的宽度与两个分别彼此相对的狭槽端表面之间的距离大致相等。
3.根据上述一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述金属板在至少一个侧臂上具有至少一个凸起部分。
4.根据上述一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述侧臂比狭槽长。
5.根据上述一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述后壁具有成形的突起。
6.根据权利要求5所述的灭弧室，其特征在于，所述突起沿着所述壳体后壁的至少一部分延伸，并且在所述后壁的上端具有成形的凸起部分。
7.根据上述一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述狭槽沿侧壁的整个内表面延伸。
8.根据权利要求1至6中的一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述狭槽只沿侧壁的一部分内表面延伸。
9.根据上述一项或多项权利要求所述的灭弧室，其特征在于，所述壳体由绝缘材料制成，所述材料包括能在电弧出现时放出可以对等离子体产生影响的气态物质的化合物。
10.一种低压断路器的电极，其特征在于，它包括由绝缘材料制成的外壳和根据一项或多项上述权利要求所述的灭弧室。
11.根据权利要求10所述的断路器的电极，其特征在于，所述由绝缘材料制成的外壳在其内表面上具有与灭弧室后壁中设置的成形的突起互补的形状。
12.根据权利要求10或11所述的断路器的电极，其特征在于，所述由绝缘材料制成的外壳在其内表面上具有与所述金属板的臂的前端互补的形状。
13.一种低压模制外壳断路器，其特征在于，它包括根据权利要求1至9中一项或多项所述的灭弧室。
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