CN1910718B - 开关装置 - Google Patents

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Abstract

开关装置包括框架(2)、第一连接器(4)和第二连接器(6)，第一连接器(4)和第二连接器(6)从框架(2)内延伸到框架(2)外，用于将第一连接器(4)和第二连接器(6)电气地相互连接的装置(8)，和提供在框架(2)内且布置为用于开关动作产生的气流的一个或多个气流开口(10、11)。在第一连接器保持在框架(2)内的部分中，第一连接器(4)包括提供用于所述的气流的孔(12)。

Description

开关装置
技术领域
本发明涉及用于断开和闭合电流回路的开关装置。
背景技术
开关装置为用于断开和闭合电流回路的装备。开关装置包括至少一个极和布置为断开和闭合该极的控制装置。开关装置包括例如开关和开关熔断器。
当电流回路断开时，可能在开关装置内发生具有数千度温度的电弧。电弧包括电离的气体，它含有大量的自由电子。该气体等离子体是导电的。
除去电弧是导电的外，从触点上被电弧气化的金属在固化时可能削弱开关装置表面的绝缘能力。由电弧产生的烟炱也可能导致绝缘问题。
其中空气用作绝缘材料的开关装置包括被加热的气体的排出路径。排出路径使得膨胀的气体能从开关装置的框架内排出，这防止了开关装置内的压力变得过高。
已知开关装置具有的问题与开关动作相联系，从开关装置的框架排出的气体可能导致开关装置的有源部件和邻近的接地部件之间的接地故障。
发明内容
本发明的目的是提供开关装置，以使得上述的问题能减轻。本发明的目的通过提供这样一种开关装置来实现，其包括框架、第一连接器和第二连接器，第一连接器和第二连接器从框架内延伸到框架外，用于将第一连接器和第二连接器电气地相互连接的装置，所述设置有一个或多个气流开口，所述气流开口布置为允许开关动作产生的气流在所述框架的内部部分和所述框架的周围环境之间流动，其特征在于，第一连接器包括形成在第一连接器的一部分中的孔，第一连接器的该部分位于框架内且用于在开关装置闭合状态下引导所述电流回路的电流，所述孔用于所述的气流。
优选地，所述开关装置适于安装在具有接地的框架结构的安装空间中，所述开关装置的所述框架包括上部和下部，下部布置为居于安装空间的框架结构附近，且提供在框架内的所述的气流开口的每个居于比第一连接器和第二连接器更远离开关装置的下部的位置处。
优选地，第一连接器和第二连接器相互相同。
优选地，该开关装置两个气流开口，一个气流开口用于第一连接器，另一个气流开口用于第二连接器，且所述的气流开口在它们的横截面积的尺寸上不同。
优选地，每个所述的气流开口的横截面积设定尺寸为使得在开关情况下从每个气流开口排出的气体的速度大致上相等。
本发明的根本构思为开关装置的连接器在其保持在框架内的部分装配有布置为用于气流的孔。
根据本发明的开关装置的优点是最小化了开关装置中由排出气体所导致的缺点。
附图说明
现在结合优选实施例并参考附图1对本发明更详细地描述，附图1示出了根据本发明的实施例的开关装置的截面图。图1中的开关装置处于断开位置，即处于其中所连接的电流回路断开的位置。
具体实施方式
图1中的开关装置包括具有上部14和下部16的框架2。框架2提供有第一连接器4、第二连接器6和用于将第一连接器4和第二连接器6互相电气连接的装置8。第一连接器4和第二连接器6从框架2内延伸到框架外。第一连接器4和第二连接器6通过弯曲由大致上平坦的预成形件所形成。开关装置连接到电流回路，它适合于通过第一连接器4和第二连接器6断开和闭合。
框架2优选地由电绝缘材料制造，例如由塑料制造。
框架2提供有两个气流开口。气流开口10和11布置为允许气体在框架的内部部分和周围环境之间流动。第一气流开口10居于第一连接器4上方而第二气流开口11居于第二连接器6上方。每个气流开口居于和相应的连接器相同的框架2的侧。
在第一连接器保持在框架2内的部分中，第一连接器4提供有用于气流的孔12。框架2的邻近连接器4的部分提供有对应于孔12的用于气流的开口。
第二连接器6与第一连接器4相同，所以开关装置需要仅制造一种连接器。
气流开口10和11居于框架的上部14。开关装置安装在其安装空间内，例如开关设备柜内，使得开关装置的下部16居于比开关装置的上部14更靠近安装空间的框架结构处。因此气流开10和11居于比第一连接器4和第二连接器6距离安装空间的框架结构更远处。
在每个连接器4和连接器6的内端提供有突出物26，它在大致上垂直于相应的连接器的剩余部分的平面处延伸。第一连接器4的突出物26相对于连接器4的其它部分向下延伸，而第二连接器6的突出物26相对于连接器6的其它部分向上延伸。
用于将第一连接器4和第二连接器6相互电气连接的装置8包括滚子18和一对接附到滚子18的触点20。该对触点包括两个并置的触点20，图1示出了它们中一个。滚子18相对于框架2可旋转地安装。
当电流回路闭合时，触点20的第一端22与第一连接器4接触而触点20的第二端24与第二连接器6接触。每个突出物26因此几乎完全地居于触点20的端部之间且与它们接触。
通过绕其旋转轴线19逆时针旋转滚子18到其处触点20不与连接器4和6接触的位置来断开电流回路。当断开电流回路时，产生导电的气体等离子体，如上所述。温度的升高增加了框架2内的空气的压力。该压力允许通过气流开口10和11排出。
在开关动作中，对应于第一连接器4的气体等离子体在第一连接器4下发产生。如上所陈述，对应于第一连接器的气流通道包括提供在第一连接器4内的孔12，它使得热气体能流向气流开10。因为连接器4由金属制成，它对冷却流动的气体有贡献。当气流碰到金属消弧板28时它也被冷却。
当气体流向气流开口10时，连接器4的孔12可以是唯一可能的用于气体的路径。在模块化的开关装置中，例如连接器4和连接器6的宽度可以几乎等于模块的框架2的内部宽度。因此，没有为气流通道剩余额外的空间。此处宽度方向指平行于旋转轴线19的方向。
由开关动作所产生的热气体通过气流通道流向气流开口10和11，气流通道设计为使得气体在从框架2排出时已经足够地冷却。排出的气体越冷，它的电传导越小。至于考虑到开关装置的绝缘特征，则排出气体电传导差是有利的。增加流动路径的长度且添加沿气体流动路径的吸热结构降低了气体的温度。
在开关动作中，对应于第二连接器6的气体等离子体在第二连接器6上方产生。因此连接器6不居于气体流动路径内。所以，框架2的结构不提供有对应于连接器6的孔12的开口。因此不允许气体流动通过第二连接器6的孔12。框架2不需要对应于连接器6的孔12的开口的事实使得框架2更坚固。
在开关情况下产生的气体行进通过对应于第一连接器4的流动通道到气流开口10，该流动通道相对地长且其体积相对地大。与对应于第一连接器4的流动通道相比，对应于第二连接器6的流动通道又相对地短且其体积相对地小。
在第一连接器4附近的气流开口10的截面小于在第二连接器6附近的气流开口11的截面。在设定对应于每个连接器的气流开口的截面的尺寸中，考虑了相应的气流开口的体积和形状，使得在开关的情况下从每个气流开口排出的气体的速度大致上相同。
用于开关装置的安装空间的框架结构可以接地。将气流开口10和11定位在框架2的上部14是有利的，使得在开关的情况下排出的气体不在有源连接器和安装空间的框架结构之间离开框架2。从有源连接器和接地的安装空间的结构之间排出的导电的气体可能导致接地故障的危险，可通过将气流开口10和11如图1所示定位而防止该危险。
由开关动作产生的气体可能在框架2的外部表面上形成含有烟炱、金属微粒和其它相应的剩余材料的层，该层随着开关动作次数的增加而变得更厚且开始扩展，因此削弱了开关装置的绝缘特征。因此，将气流开口10和11如图1所示定位也是有利的。除去居于远离接地部件的气流开口10和11外，每个连接器对防止气体在连接器和接地部件之间流动也有贡献。该特征通过大体上宽于气流开口10和11的连接器4和连接器6得以加强。
框架2越小且所使用的电压越高，则将气流开口定位为使得不允许开关情况下产生的气体在有源连接器和接地部件之间流动更重要。同样适应于气体在排出前充足的冷却。
上述的结构使得开关装置的尺寸能减小且使得开关装置能更靠近安装空间的接地部件安装。至于涉及到空间的使用，该特征是有利的。
在设计和定位气流开口中除去考虑有源连接器和接地部件之间的接地故障的危险外，当然也考虑相之间的短路危险。从开关装置的框架中排出的气体不在有源的相连接器之间引导，使得连接器不短路。至于在连接器和所有连结到连接器的例如用于连接电缆或母线的螺栓的有源构件之间的短路危险当然也要考虑。在设计和定位气流开口中，也考虑了在开关装置的不同相的气流之间的直接短路危险。
对于本领域技术人员显见，本发明的基本构思可以以许多不同的方式来实现。本发明和它的实施例因此不限制于上述的例子，而是它们可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (5)

1.一种开关装置，其用于断开和闭合电流回路，该开关装置包括框架(2)、第一连接器(4)和第二连接器(6)，第一连接器(4)和第二连接器(6)从框架(2)内延伸到框架(2)外，用于将第一连接器(4)和第二连接器(6)电气地相互连接的装置(8)，所述框架(2)设置有一个或多个气流开口(10、11)，所述气流开口布置为允许开关动作产生的气流在所述框架(2)的内部部分和所述框架(2)的周围环境之间流动，其特征在于，第一连接器(4)包括形成在第一连接器(4)的一部分中的孔(12)，第一连接器的该部分位于框架(2)内且用于在所述开关装置的闭合状态下引导所述电流回路的电流，所述孔(12)用于所述的气流。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置适于安装在具有接地的框架结构的安装空间中，所述开关装置的所述框架(2)包括上部(14)和下部(16)，下部(16)布置为居于所述安装空间的所述框架结构附近，且提供在所述框架(2)内的所述的气流开口(10、11)的每个居于比第一连接器(4)和第二连接器(6)更远离开关装置的下部(16)的位置处。
3.根据权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于，第一连接器(4)和第二连接器(6)相互相同。
4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置包括两个所述的气流开口(10、11)，一个所述的气流开口(10)用于第一连接器(4)，另一个所述的气流开口(11)用于第二连接器(6)，且所述的气流开口(10、11)在它们的横截面积的尺寸上不同。
5.根据权利要求4所述的开关装置，其特征在于，每个所述的气流开口(10、11)的横截面积设定尺寸为使得在开关情况下从每个气流开口(10、11)排出的气体的速度大致上相等。
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