CN202977320U

CN202977320U - 具有模块化排气通道的断路器

Info

Publication number: CN202977320U
Application number: CN 201220029693
Authority: CN
Inventors: J·马格努斯; T·马利希
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-01-30

Abstract

本实用新型提出了一种具有模块化排气通道的断路器，包括用于接通和中断电气线路的触头机构、用于在断路器中引入和引出电气线路的接线机构、用于操纵所述触头机构的操纵机构和脱扣机构和用于熄灭电弧的灭弧机构。根据本实用新型，设有单独的由绝缘材料制成的模块化排气通道，该模块化排气通道包括用于排出电弧气体的通道段和用于容纳断路器的接线机构的容纳部，其中所述通道段在一端以通道入口与灭弧机构的灭弧室相通，在另一端以通道开口通到断路器壳体外。

Description

具有模块化排气通道的断路器

技术领域

本实用新型涉及一种具有模块化排气通道的断路器。

背景技术

在电气技术领域中，经常需要使用各种开关装置，例如塑壳断路器等。这种断路器例如用于在出现过载电流或者短路电流时，通过例如可动触头与固定触头的分离，实现将输电线路断开，以避免输电线路或耗电器过载并造成故障或者损坏。

例如在关于断路器的专利文献DE 693 11 591 T2中，均详细描述了这种断路器的典型结构。

典型的断路器通过操纵扳手或通过脱扣机构，实现例如可动触头和固定触头的接触和分离。断路器的可动触头通常与引入电线的引线端子连接，固定触头通常与引出电线的引线端子连接。断路器的触头的分离可以通过操纵扳手手动实现，也可能由脱扣机构自动引发。

在出现短路时或者在手动操纵时，断路器的触头分离会产生电弧,这会引起断路器故障或者损毁。为此通常需要在断路器中在触头附近设置灭弧机构,其例如包括设在灭弧室中的灭弧板叠。由于触头分离产生的电弧，被引入到灭弧室中并熄灭。在此还可能产生等离子体或电弧气体，它们必须通过相应的排气通道从断路器排出。但是由于断路器内部有限的结构空间,必须考虑断路器的排气通道与接线机构空间分配矛盾。

目前在现有技术中采取的措施是，或者使断路器的开关极本身一直延伸到开关棱边，或者通过断路器壳体的成形轮廓形成排气通道。这种通过断路器壳体的内部轮廓形成的排气通道具有固定的尺寸和形状并占据固定的结构空间，即在断路器的接线机构与排气通道之间具有固定的空间分配。因此，为尽量匹配断路器的不同结构形式的接线机构并为其留有足够的结构空间，排气通道的可用横截面必然受到严重制约，无法使排气通道的整个宽度用于排出电弧气体，甚至只有壳体侧边缝隙能用于排出电弧气体。

实用新型内容

为此，本实用新型的目的是，提供一种改进的断路器结构，其中能使排气通道具有更大的尤其百分之百的横截面用于排出电弧气体，同时可以结构简单地匹配于断路器的不同类型的接线机构，例如在使用螺钉-螺帽、接线片和背面接线等不同形式的接线机构的情况下。

为实现上述目的，本实用新型提出一种具有模块化排气通道的断路器，包括

- 用于接通和中断电气线路的触头机构，

- 用于在断路器中引入和引出电气线路的接线机构，

- 用于操纵所述触头机构的操纵机构和脱扣机构，

- 用于熄灭电弧的灭弧机构，

在此根据本实用新型，设有单独的由绝缘材料制成的模块化排气通道，该模块化排气通道包括用于排出电弧气体的通道段和用于容纳断路器的接线机构的容纳部，其中所述通道段在一端以通道入口与灭弧机构的灭弧室相通，在另一端以通道开口通到断路器壳体外。这种单独的由绝缘材料制成的模块化排气通道可在需要时简单地更换，以在结构高度、结构宽度和具有结构形式方面简单快捷地匹配于不同类型的的断路器，尤其是接线机构。

优选所述模块化排气通道布置在断路器的用于引出电线的接线机构与断路器壳体之间。灭弧机构通常布置在与用于引出电线的接线机构相连的触头旁边，于是这样的布置有助于简化结构，尤其是排出通道的结构长度。

优选所述模块化排气通道的用于容纳断路器的接线机构的容纳部具有绝缘壳板，在模块化排气通道装入断路器中的情况下，所述绝缘壳板在内侧固定接线机构，并在外侧表面平齐地形成断路器壳体的外部轮廓的一部分。模块化排气通道优选整体制成，例如整体成型或者塑料注塑。

优选所述模块化排气通道的通道段构成断路器的用于排出电弧气体的排气通道的一部分。在此情况下，优选所述断路器壳体在内部形成排气通道的一部分，它在一端通到灭弧机构的灭弧室，在另一端与所述模块化排气通道的通道段的通道入口相接。

也可以考虑，所述模块化排气通道的通道段构成断路器的用于排出电弧气体的整个排气通道。

优选所述模块化排气通道的通道段具有矩形的横截面，不但方便制造和排气，而且有利于匹配断路器壳体形状。

优选所述模块化排气通道具有从其容纳部出发贯穿所述通道段的通孔，该通孔用于穿过断路器的背面接线的引线柱。优选给所述通孔配有绝缘套。也可考虑使背面接线的引线柱本身配有绝缘层。

优选对于多极断路器的每个极分别设有模块化排气通道，这些模块化排气通道并排地分别布置在断路器壳体的每个极槽中。

优选所述模块化排气通道的通道段在断路器壳体的每个极槽的整个宽度上延伸，从而提供尽可能宽的排气通道。

附图说明

以下根据优选的实施例，结合附图对本实用新型进行说明。附图所示为：

图1：示出了根据现有技术的具有排气通道的断路器的部分立体图，该断路器示例性地包括四个极；

图2：示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的剖视图，其中断路器的接线机构采用螺钉-螺母形式；

图3：示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的部分立体图，其中断路器的接线机构采用接线片形式；

图4：示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的部分立体图，其中断路器的接线机构采用背面接线形式；

图5：根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的立体图，其中断路器的背面接线包括从断路器向下引出的引线柱；

附图标记列表

1. 断路器的极

2. 绝缘壳板

3. 螺母

4. 螺钉

5. 灭弧板

6. 灭弧室

7. 排气通道

8. 容纳部

9. 通道段

10. 接线片形式的接线机构

11. 引线通孔

12. 引线柱

D 电弧气体排出方向。

具体实施方式

下面借助附图对本实用新型的构思做出描述。在此部分地借助断路器的典型结构，对根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的结构特征进行说明。但是显然，本实用新型的构思不局限于特定断路器结构，而是可以适用于不同形式的单极或者多极断路器，只要涉及在背景技术中所提及的问题。

下面借助附图详细说明本实用新型提出的用于断路器的模块化排气通道。典型的断路器包括用于接通和中断电气线路的触头机构，例如一个可动触头和一个固定触头。通常固定触头与用于引出电线的接线机构连接，而可动触头与用于引入电线的接线机构连接。接线机构是指接线柱或接线端子等，其用于将输电线连接到断路器。所述触头可以在操纵机构或者脱扣机构的作用下分离。当然也可以通过断路器的扳手手动地实现触头分离。触头分离时产生的电弧被导引到例如设在固定触头附近的灭弧机构中。灭弧机构例如包括灭弧室和布置在其中的灭弧板叠，并可以利用不同的已知的灭弧原理进行工作。产生的电弧气体包括等离子体通过排气通道从断路器内部排出。

根据断路器的不用应用领域、作用原理和结构形式，上述的接线机构、触头机构、操纵机构、脱扣机构、灭弧机构等等的作用原理和结构形式也可以是不同的，必要时也根据需要设有其他机构。但这些组件的具体形式并不影响本实用新型接下来描述的实施方式。

图1示出了根据现有技术的四极断路器的部分立体图。由于在断路器侧面并排的分别用于四个极1的四个接线机构，造成断路器内部的排气通道无法从断路器侧面导出，即无法利用断路器侧面的整个宽度，而只能从接线机构与断路器壳体之间的侧面缝隙排出，如图1中箭头D所示。由于这种排气通道通过断路器壳体的内部轮廓固定地成形而成，造成一方面难以适配不同的接线机构形式，另一方面在结构空间上受到接线机构的严重限制，只能提供很小的有效横截面。

图2示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的剖视图，其中断路器的接线机构示例性地采用螺钉-螺母形式。在此，根据本实用新型的实施方式，设有单独的由绝缘材料制成的模块化排气通道，它可以作为结构单元单独地装配到断路器中并可在需要时进行更换。这种模块化排气通道包括用于排出电弧气体的通道段和用于容纳断路器的接线机构的容纳部。通道段在一端以通道入口与灭弧机构的灭弧室相通，在另一端以通道开口通到断路器壳体外。在断路器的灭弧室中布置有多个灭弧板，从中产生的电弧气体通过模块化排气通道的通道段沿着箭头D所示方向从断路器内部排出。

通常，灭弧室设在与用于引出电线的接线机构相连的触头（通常是固定触头）旁边，于是优选所述模块化排气通道布置在断路器的用于引出电线的接线机构与断路器壳体之间。所述模块化排气通道的容纳部在位置和结构上与要容纳的接线机构相匹配。

在图2中，容纳部具有相应的盲孔，用于容纳接线机构的用于固定导线的螺钉和螺母。由此限定并提供合适的结构空间用于接线机构，使接线机构不会伸入到下面的通道段中并影响通道段的有效横截面。如图2所示，布置在接线机构下面或者说处在容纳部下面的通道段的有效横截面在极槽的整个宽度上延伸，并且全部横截面宽度都能用于排出电弧气体。极槽是指断路器壳体为每个极所分隔出的槽形空间。

模块化排气通道的用于容纳断路器的接线机构的容纳部还具有绝缘壳板。在模块化排气通道装入断路器中的情况下，所述绝缘壳板在内侧固定接线机构，在外侧表面平齐地形成断路器壳体的外部轮廓的一部分。通过容纳部与接线机构的连接作用，已经能满足单独的模块化排气通道本身的固定要求。当然也可以考虑其他任何已知的固定措施，例如可以设置卡锁机构等。

所述模块化排气通道的通道段可以构成断路器的用于排出电弧气体的整个排气通道。但优选只构成断路器的用于排出电弧气体的排气通道的一部分，如图2所示。在此情况下，所述断路器壳体可以在内部形成排气通道的一部分，它在一端通到灭弧机构的灭弧室，在另一端与所述模块化排气通道的通道段的通道入口相接，由此与模块化排气通道的通道段一起形成完整的排气通道。通过这种方式，一方面缩短模块化排气通道的通道段的必要的结构长度，另一方面可以简单地利用断路器壳体内部的相应成形轮廓。

图3示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的部分立体图，其中断路器的接线机构采用接线片形式。类似于图2的方案，在此接线片形式的接线机构同样限制和容纳在模块化排气通道的容纳部中，没有影响和减小通道段的有效横截面。电弧气体可以从通道段的通道出口顺利排出，该通道段的横截面同样在极槽的整个宽度上延伸。模块化排气通道的通道段优选具有矩形的横截面，以合适地匹配于断路器壳体轮廓，尤其是极槽的形状。

对于多极断路器的每个极优选分别设有模块化排气通道，这些模块化排气通道并排地分别布置在断路器壳体的每个极槽中。例如图2中示出了断路器的两个设有模块化排气通道的极。优选使通道段在每个极槽的整个宽度（即多个极的并排布置方向）上延伸，从而对每个极的触头对都提供相应的尽可能最宽的排气通道。

图4-5示出了根据本实用新型的具有模块化排气通道的断路器的部分立体图，其中断路器的接线机构采用背面接线形式，在此背面接线包括从断路器向下引出的引线柱。由于这种特殊的背面接线形式，引线柱必然要向下从断路器引出。为此，模块化排气通道设有从其容纳部出发向下贯穿通道段的通孔，断路器的背面接线的引线柱穿过该通孔经过模块化排气通道从断路器引出。通过这样的结构措施，一方面能顺利实现背面接线，另一方面仍然使模块化排气通道在结构上简单匹配于这种背面接线形式。尽管通道段的横截面在此不是100%有效地用于排出电弧气体，但仍然可提供足够的空隙用于排气，因为引线柱的直径通常远小于通道段的宽度。

在图4中可以看到，在引线柱穿过通道段中的通孔后，电弧气体仍可以绕过引线柱沿着箭头D所示方向从通道段中排出。在此由通道段所形成的排气通道仅仅有限地减小。作为附加的电气防护措施，穿过通道段的引线柱本身可以配有绝缘层，或者给通道段的通孔配有绝缘套。

图5示出了三个极的接线机构均采用背面接线形式的状况。也可以根据需要，例如第一个极的接线机构采用螺钉-螺母形式，第二个极的接线机构采用接线片形式，而第三个极的接线机构采用背面接线形式。为此，只需要根据接线机构形式，相应地更换匹配的模块化排气通道，即例如模块化排气通道的结构、整个模块化排气通道的结构高度、宽度尺寸等匹配于不同形式的接线机构。由此，可一方面保证接线连接，另一方面确保最有效的排气，而无需对接线机构和断路器壳体本身做出任何改变。模块化排气通道优选整体制成，例如整体成型或者塑料注塑。

在此结合附图所描述的实施例，只是本实用新型的优选方案，而不是对本实用新型的限制。在本实用新型的总的构思下，所述一个或者多个技术特征也同样可以任意组合，并根据需要形成不同的技术方案，其同样在本实用新型的公开范围内。

Claims

1.一种具有模块化排气通道的断路器，包括

- 用于接通和中断电气线路的触头机构，

- 用于在断路器中引入和引出电气线路的接线机构，

- 用于操纵所述触头机构的操纵机构和脱扣机构，

- 用于熄灭电弧的灭弧机构，

其特征在于，设有单独的由绝缘材料制成的模块化排气通道，该模块化排气通道包括用于排出电弧气体的通道段和用于容纳断路器的接线机构的容纳部，其中所述通道段在一端以通道入口与灭弧机构的灭弧室相通，在另一端以通道开口通到断路器壳体外。

2.如权利要求1所述的具有模块化排气通道的断路器，所述模块化排气通道布置在断路器的用于引出电线的接线机构与断路器壳体之间。

3.如权利要求2所述的具有模块化排气通道的断路器，所述模块化排气通道的用于容纳断路器的接线机构的容纳部具有绝缘壳板，在模块化排气通道装入断路器中的情况下，所述绝缘壳板在内侧固定接线机构，并在外侧表面平齐地形成断路器壳体的外部轮廓的一部分。

4.如权利要求1至3中任一项所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述模块化排气通道的通道段构成断路器的用于排出电弧气体的排气通道的一部分。

5.如权利要求4所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述断路器壳体在内部形成排气通道的一部分，它在一端通到灭弧机构的灭弧室，在另一端与所述模块化排气通道的通道段的通道入口相接。

6.如权利要求1至3中任一项所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述模块化排气通道的通道段构成断路器的用于排出电弧气体的整个排气通道。

7.如权利要求1至3中任一项所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述模块化排气通道的通道段具有矩形的横截面。

8.如权利要求1至3中任一项所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述模块化排气通道具有从其容纳部出发贯穿所述通道段的通孔，该通孔用于穿过断路器的背面接线的引线柱。

9.如权利要求8所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，给所述通孔配有绝缘套。

10.如权利要求1至3中任一项所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述断路器是多极断路器，对于该多极断路器的每个极分别设有模块化排气通道，这些模块化排气通道并排地分别布置在断路器壳体的每个极槽中。

11.如权利要求10所述的具有模块化排气通道的断路器，其特征在于，所述模块化排气通道的通道段在断路器壳体的每个极槽的整个宽度上延伸。