CN1505824A - 用于低压断路器的开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有大额定电流的低压断路器的开关装置，其主要包括一些设置在一个可运动的接触支架(1)上的可运动的开关触头(2，3)、一些固定的开关触头和一个用于冷却、去电离和熄灭开关电弧的装置(7，11)。在沿整个接触宽度设置所述具有预接触功能的固定触头的同时，沿所述接触支架(1)的整个宽度按规定的顺序分布地设置一些带有或不带有预接触触头(5)的可运动的接触杆(2，3)。可以交替地相继分别设置一个带有预接触触头(5)的接触杆(2)和一个不带有预接触触头的接触杆(3)。也可以交替地相继成组设置两个或更多个带有预接触触头(5)的接触杆(2)和两个或更多个不带有预接触触头的接触杆(3)。

Description

用于低压断路器的开关装置
本发明涉及一种用于具有大额定电流的低压断路器的开关装置，它主要包括一些设置在一个可运动的接触支架上的可运动的开关触头、一些固定的开关触头和一个用于冷却、去电离和熄灭开关电弧的装置。
具有大额定电流的低压断路器具有由功能决定的结构尺寸很宽的接触系统。这与开关的持续电流有关而与其断流容量无关，该断流容量对于所有的开关而言(与其额定电流无关)通常都是相同的，并且按最大约100kA设计。因此，接触轨的横截面也就是说接触轨和接触系统的宽度按持续电流来确定。在此类接触系统中，可运动的触头设计为具有规定数量的相同接触杆的多重接触系统。这些接触杆按惯例除设有本身的主触头外，还附设有一个预接触触头和一个弧角。通过这种造型，在可运动的开关触头断开运动时促使电流换向，亦即使电流从主触头转移到预接触触头上。由此产生一个微小的由持续电流所引起的热量，因为持续电流通过主触头导送，这些主触头与开关的固定的静触头配合工作并且在开关过程中不承受由电弧所产生的负荷。这些主触头是防烧损的并因而保持一个良好的表面，所以其接触电阻较小，进而持续电流所产生的热量较小。
在一些用于高和极高负荷的断路器中，例如在限制电流的断路器中，由许多已有的接触杆及其压紧力引起巨大的作用力作用在接触支架上，尤其是还作用在接触支架中的接触杆的支承上，由此在有些情况下很快达到材料承载能力的极限。因此，期望减小所有安装在一个铰接销轴上的接触杆作用在接触支架上的总接触力。因此，在已知的传统的低压断路器中通常在固定的触头侧设置一个预接触触头，它基于其设计尺寸造成，只有可运动触头的一定数量的接触杆与之触头接触。在传统的低压断路器中，这种固定的预接触触头比主触头窄以及设在整个接触宽度的中央。
例如在EP 0410902B1中披露了这样一种装置。其中，公开了一种用于大额定电流的具有一个可运动的多重触头的低压断路器，其具有多个相同长度的接触指和一个固定的主触头，这些接触指按小的相对间距互相平行排列，该主触头在接通位置与每个单独接触指的可运动的主触头配合作用。此外，至少设有一个可运动的电弧触头，它设置在至少一个接触指的端部与可运动的主触头之间。这些可运动的电弧触头与一个固定的电弧触头配合作用，该固定的电弧触头设计为使电弧集中在开关极的中轴线上。这意味着，它设置在中央并且有较窄的结构尺寸。这一点尤其可从该专利文献的图2中看出。另一些装置有可运动的触头，其中不是所有的接触杆都设有预接触触头。在此，不带有预接触触头的一些接触杆按惯例位于多重触头的外侧。例如在按DE 19727696所述的低压断路器中便是这种情况。
所有这些装置都具有的缺点是，由于接触杆的作用力主要集中在中央，因而可运动的接触杆的支承销轴的弯曲应力特别大。
因此，本发明所要解决的技术问题在于，创造一种用于具有大额定电流的低压断路器的开关装置，其中，减小了由许多现有的接触杆及其压紧力引起的作用在接触支架上的巨大的作用力并且尤其达到了均匀地分布作用在这些接触杆的支承销轴上的作用力。
上述技术问题是这样来解决的，在一个用于具有大额定电流的低压断路器的开关装置(该开关装置主要包括一些设置在一个可运动的接触支架上的可运动的开关触头、一些固定的开关触头和一个用于冷却、去电离和熄灭开关电弧的装置)中，设有一个在整个接触宽度上连续的具有预接触功能的固定触头以及一些带有和没有预接触触头的可运动的接触杆，这些接触杆以一种不同于传统布置的方式沿整个的接触宽度按规定的顺序分布排列。也就是说，按惯例只布置在可运动的开关触头外侧的无预接触触头的接触杆，沿可运动的接触支架的整个宽度分布地设置，亦即也设置在中间区域内。在此，可以这样布设这些接触杆：沿接触支架的整个宽度交替地相继分别设置一个带有预接触触头的接触杆和一个不带有预接触触头的接触杆。
但是也可以这样分布这些接触杆：通过相继交替地设置两个或多个带有预接触触头的接触杆和两个或多个不带有预接触触头的接触杆，使它们分段或成组(paketweise)地设置。
比较有利的是这些接触杆或接触杆组(Kontakthebelpakete)对称布置，并且在接触支架的外侧总是设有不带有预接触触头的接触杆。
但是相宜地也可以将这些接触杆或接触杆组对称布置成这样，即，在接触支架的外侧分别设置带有预接触触头的接触杆。
由此，使这些接触杆的承受高负荷的支承销轴的弯曲应力和可能出现的挠度减小或从中央区域移开，以及使弯曲力更均匀地分布。
当有效的预接触触头沿接触支架的宽度以这样的方式分布并由此使得各分开关电弧局部分布时，可以实现将整个灭弧装置再分成多个并列设置的具有多个用于开关电弧的底点的分灭弧装置。由此，通过在一个灭弧室内设计一些分灭弧装置，减小了在一些空间上相互隔开的单元内分别设置相互平行的灭弧装置所需的费用，以及使开关的结构宽度减小到最小。
为了更好地理解，下面借助一种优选的不限制保护范围的实施方式详细阐述本发明。
图1表示一个按照本发明配备的具有多重触头的可运动的接触支架，
图2简略示出一个将可运动的接触支架上的接触杆安置在灭弧装置下方的实施例，
图3简略示出另一个将可运动的接触支架上的接触杆安置在灭弧装置下方的实施例。
图1表示一个用于大额定电流的低压断路器的具有多重触头的可运动的接触支架1，其具有多个可运动的接触杆2、3，这些接触杆按小的相对间距互相平行地排列。在此，一部分接触杆2除主触头4外具有一个预接触触头5，它设置在接触杆2的设计为弧角6的端部与主触头4之间。这些可运动的预接触触头5与可运动的主触头4一样，按已知的方式与未示出的固定的预接触触头和主触头配合工作。按照本发明，未设有预接触触头5的接触杆3按照一种与传统的仅限于在外部区域设置的布局不同的、确定的顺序布置，在此，它们成段或成组地设置。布置顺序不限于在本实施例中所表示的顺序，在该实施例中从接触支架1的一侧开始，接着两个不带有预接触触头5的接触杆3的是七个带有预接触触头5的接触杆2，接着又是四个不带有预接触触头的接触杆3、七个带有预接触触头5的接触杆2以及两个不带有预接触触头5的接触杆3。在此，不同的接触杆2、3在接触支架1上从均匀分布作用力的角度考虑对称地布置。由此使接触杆2、3承受高负荷的支承销轴12的弯曲应力和可能出现的挠度减小或从支承销轴12的中部区域移开，以及使所作用的弯曲力更均匀地分布。
图2简略示出一种将未示出的可运动的接触支架1的接触杆2，3安置在灭弧装置7下方的设计方案，其中，带有或不带有预接触触头5的接触杆2，3按类似于图1所示的顺序成组地布设。当有效的预接触触头5按照图示那样沿接触支架1的宽度分布并由此使得所形成的分电弧局部分布时，可以实现将整个灭弧装置7再分成多个并列设置的具有多个用于开关电弧的底点13，14，15，16的分灭弧装置8，9，10。由此通过在一个灭弧室内设计构造出一些分灭弧装置，减小了以空间上相互隔开的单元的形式构造多个相互平行的灭弧装置所需的费用，并可使开关的结构宽度减小到最小。
图3简略示出另一个将未示出的可运动的接触支架1的接触杆2，3安置在灭弧装置11下方的设计方案，其中按顺序沿接触支架1的整个宽度交替地分别连续设置一个不带有预接触触头5的接触杆3和一个带有预接触触头5的接触杆2。在这里灭弧装置11的设计相宜地符合于所期望的沿整个开关触头宽度基本上均匀地分布开关电弧的要求。
通过沿接触支架均匀地分布不同的接触杆以及由此必要时有可能减少设有预接触触头的接触杆的数量，减小了在第一次触点接触时的极性反作用(Polrückwirkung)，因而可以降低接通蓄能器所需要的功率。由此使开关驱动系统的所有机械构件承受一个较小的负荷或者说延长了它们的机械使用寿命。通过沿接触轨的整个宽度设置固定触头，对由持续电流引起的加热有积极的影响。更大的铜量会产生一个更大的温度梯度并因而改善导热。通过明显地改善电流的换向，使得灭弧装置具有一个更好的灭弧特性。

Claims (6)

1.一种用于具有大额定电流的低压断路器的开关装置，其主要包括一些设置在一个可运动的接触支架(1)上的可运动的开关触头(2，3)、一些固定的开关触头和一个用于冷却、去电离和熄灭开关电弧的装置(7，11)，其特征在于：设置一个沿整个接触宽度连续的具有预接触功能的固定触头，以及沿接触支架(1)的整个宽度按规定的顺序分布地设置一些带有和不带有预接触触头(5)的可运动的接触杆(2，3)。
2.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于：将所述可运动的接触杆(2，3)布设成，沿所述接触支架(1)的整个宽度交替地相继分别设置一个带有预接触触头的接触杆(2)和一个不带有预接触触头的接触杆(3)。
3.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于：将所述可运动的接触杆(2，3)布设成，彼此相继和交替地成组设置两个或更多个带有预接触触头(5)的接触杆(2)和两个或更多个不带有预接触触头的接触杆(3)。
4.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于：将所述可运动的接触杆(2，3)或接触杆组对称地布设成，在所述接触支架(1)的外侧总是设有不带有预接触触头的接触杆(3)。
5.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于：将所述可运动的接触杆(2，3)或接触杆组对称地布设成，在所述接触支架(1)的外侧总是设有带有预接触触头(5)的接触杆(2)。
6.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于：整个灭弧装置(7)设计为多个并列设置的具有多个用于开关电弧的底点(13，14，15，16)的分灭弧装置(8，9，10)的形式。
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