CN218730619U - 电气隔离开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电气隔离开关，其中，所述电气隔离开关利用磁体灭弧方案来灭弧，并通过调整磁体的部署方式来调整磁体形成的磁场，使得所述磁体形成的磁场形成多弯折灭弧场域，所述多弯折灭弧场域能够对电弧进行不同方式的弯折以拉长所述电弧，加速所述电弧的拉断和消灭，通过这样的方式，增强所述电气隔离开关的灭弧能力。

Description

电气隔离开关

技术领域

本申请涉及开关领域，具体涉及一种电气隔离开关。

背景技术

近年来，直流传输系统的应用越来越普遍，且向高电压、高电流方向发展。直流传输系统电压的提高为直流传输带来成本降低、线路有功损耗减小、发电效率提升等诸多优势，同时也在一定程度上增加了一些隐患，其中，直流电弧故障是直流传输中典型的安全隐患。

例如，在光伏系统中，用于控制光伏电池板和逆变器之间的直流开关设有静触部和能够相对于所述静触部移动的动触部，当直流电路中电压和/ 或电流大于预设范围时，在通过直流开关切断被导通的直流电路的过程中，直流开关的动触部与静触部分离的瞬间两者之间会形成电弧。直流回路中电压或电流越大，在通过直流开关开断直流电路的过程中产生的电弧越多，如果电弧持续燃烧可能损坏周围设备，甚至引发爆炸。

现有诸多灭弧的方案，例如，增加动触部的直径来加大开距来拉长电弧、加快分断速度、增设磁体灭弧等。但这些灭弧方案或多或少都存在一定的缺陷，例如，增大动触部的直径会导致直流开关的整体尺寸的增加，这与当下开关的小型化发展趋势相违背、分断速度的加快存在明显的速度极限且分断速度的加快会导致直流开关的控制稳定性和寿命的下降，而增设磁体的灭弧效果却不显著，常无法满足应用要求。

因此，期待一种新型的灭弧方案。

发明内容

本申请的一优势在于提供了一种电气隔离开关，其中，所述电气隔离开关利用磁体灭弧方案来灭弧，并通过调整磁性元件的部署方式来调整磁性元件形成的磁场，使得所述磁性元件形成的磁场能够对电弧进行不同方式的弯折以延长所述电弧的运动路径，加速所述电弧的拉断和消灭，通过这样的方式，增强所述电气隔离开关的灭弧能力。

本申请的另一优势在于提供了一种电气隔离开关，其中，通过调整所述磁体的部署方式即可拉长电弧，这样，所述电气隔离开关能够在不大幅增大其整体尺寸或者不增大其整体尺寸的前提下增强所述电气隔离开关的灭弧能力。

根据本申请的一个方面，提供了一种电气隔离开关，其包括：至少一开关层和可操作地连接于所述至少一开关层的作动控制组件，其中，所述开关层包括：

承载壳体；

安装于所述承载壳体的一对静触导电元件和可动触头导电组件，其中，所述可动触头导电组件包括相对于所述一对静触导电元件可移动的动触导电元件，所述动触导电元件适于被移动以可选择地与所述一对静触导电元件接合或脱开；

磁性组件，用于对所述动触导电元件与所述静触导电元件接合或脱开过程中产生的电弧进行至少两种模式的偏转，所述磁性组件包括位于所述动触导电元件的运动路径上的第一磁性元件和第二磁性元件，且所述第一磁性元件产生的第一磁场的磁场方向与所述第二磁性元件产生的第二磁场的磁场方向不同；

其中，所述承载壳体具有至少一灭弧槽，所述灭弧槽位于所述电弧的偏转路径上。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件和所述第二磁性元件分别在所述开关层所设定的轴向上对应于所述动触导电元件的运动路径。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件具有朝向所述可动触头导电组件的第一磁极和与所述第一磁极相对的第二磁极，所述第二磁性元件具有朝向所述可动触头导电组件的第三磁极和与所述第三磁极相对的第四磁极。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件的第一磁极与所述第二磁性元件的第三磁极的极性相反。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述一对静触导电元件中每一静触导电元件具有静触导电端，所述第一磁性元件位于所述一对静触导电元件中其中一个静触导电元件的静触导电端的下方。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件与所述静触导电端偏心设置。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件具有第一中心轴线，所述第一中心轴线对应于所述静触导电端的边缘区域。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件的第一磁极被暴露于所述承载壳体，所述第二磁性元件的第三磁极被包覆于所述承载壳体内。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述承载壳体具有装配凹槽，所述第一磁性元件被适配地安装于所述装配凹槽内，所述第一磁性元件的高度尺寸大于等于所述装配凹槽的深度尺寸。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第二磁性元件相对于所述一对静触导电元件和所述可动触头导电组件保持绝缘。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述承载壳体具有凹陷地形成于其底表面的安装凹槽，所述第二磁性元件被紧密地嵌合于所述安装凹槽内。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件具有圆形截面，所述第二磁性元件具有扇形截面。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述磁性组件还包括邻近于所述第二磁性元件的第三磁性元件，所述第三磁性元件的磁极朝向与所述第二磁性元件的磁极朝向不同。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第一磁性元件的磁极朝向与所述第二磁性元件的磁极朝向相反，所述第二磁性元件与所述第三磁性元件的磁极朝向相反，所述第一磁性元件的磁极朝向与所述第三磁性元件的磁极朝向相同。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述灭弧槽包括位于所述磁性组件的外侧的第一灭弧槽和位于所述磁性组件的内侧的第二灭弧槽。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述灭弧槽包括位于所述磁性组件的第一磁性元件和第二磁性元件之间的第三灭弧槽。

在根据本申请的电气隔离开关中，所述第三灭弧槽连通于所述第一灭弧槽和所述第二灭弧槽之间。

通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。

本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的立体示意图。

图2图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的局部爆炸示意图。

图3图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的开关层的示意图。

图4图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的开关层的承载壳体的示意图。

图5图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的开关层的状态切换示意图。

图6图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的开关层的另一状态切换示意图。

图7图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的磁性元件的一种部署方式。

图8图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的磁性元件的另一种部署方式。

图9图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的磁性元件的又一种部署方式。

图10A图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的一个具体示例中磁性元件的洛伦磁力趋向。

图10B图示了根据本申请实施例的所述电气隔离开关的一个具体示例中电弧的运动轨迹。

图11图示了根据本申请实施例的灭弧方法的流程示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如上所述，现有诸多灭弧的方案，例如，增加动触部的直径来加大开距来拉长电弧、加快分断速度、增设磁体灭弧等。但这些灭弧方案或多或少都存在一定的缺陷，例如，增大动触部的直径会导致直流开关的整体尺寸的增加，这与当下开关的小型化发展趋势相违背、分断速度的加快存在明显的速度极限且分断速度的加快会导致直流开关的控制稳定性和寿命的下降，而增设磁体的灭弧效果却不显著，常无法满足应用要求。

因此，期待一种新型的灭弧方案。

具体地，经本申请发明人对磁体灭弧的方案研究发现：在通过磁体来偏转电弧从而拉长电弧进而拉断电弧的方案中，通常，通过磁体对电弧产生特定方向的偏转，使得电弧在沿着所述特定方向被拉长，为了将电弧拉得足够长且细以将其拉断，直流开关的壳体在所述特定方向上的尺寸相应增大，这不符合当下直流开关小型化的发展趋势。

基于此，本申请发明人提出一种电气隔离开关，尝试利用空间中曲线比直线路径长的原理来提高电气隔离开关的空间利用率和灭弧性能。具体地，特定的磁场会对电弧产生特定方向的作用力，使得电弧按照特定的方式偏转。可在产生电弧的区域部署磁场产生元件(例如，磁铁或者线圈等)，并通过调整磁场产生元件的部署方式来调整磁场产生元件形成的磁场，使得磁场产生元件形成的磁场形成多弯折灭弧场域，对电弧进行多次不同方式的偏转，进而引导电弧多次弯折以拉长所述电弧，加速所述电弧的拉断和消灭，通过这样的方式，提高电气隔离开关的空间利用率和灭弧性能。进一步地，可在所述磁性元件周围设置灭弧槽，通过所述磁性元件将所述电弧引导至灭弧槽，利用“窄缝原理”将电弧进一步拉长，加速电弧的拉断和消灭。

相应地，本申请提供了一种电气隔离开关，其包括至少一开关层和可操作地连接于所述至少一开关层的作动控制组件，其中，所述作动控制组件被配置为控制所述至少一开关层在闭合状态和断开状态之间切换。所述开关层包括：承载壳体、磁性组件、安装于所述承载壳体的一对静触导电元件和可动触头导电组件，其中，所述可动触头导电组件包括相对于所述一对静触导电元件可移动的动触导电元件，所述动触导电元件适于被移动以可选择地与所述一对静触导电元件接合或脱开，所述磁性组件用于对所述动触导电元件与所述静触导电元件接合或脱开过程中产生的电弧进行至少两种模式的偏转，所述磁性组件包括位于所述动触导电元件的运动路径上的第一磁性元件和第二磁性元件，且所述第一磁性元件产生的第一磁场的磁场方向与所述第二磁性元件产生的第二磁场的磁场方向不同，所述承载壳体具有至少一灭弧槽，所述灭弧槽位于所述电弧的偏转路径上。

在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示意性电气隔离开关

如图1至图10B所示，根据本申请实施例的所述电气隔离开关被阐明，其提供了一种新型的灭弧方案，可被广泛应用于多种场景中，例如，应用于光伏系统的直流电开断过程中。

具体地，在本申请实施例中，如图1所示，所述电气隔离开关包括至少一开关层10和可操作地连接于所述至少一开关层10的作动控制组件 200，其中，所述作动控制组件200被配置为控制所述至少一开关层10在闭合状态和断开状态之间切换。

更具体地，所述开关层10包括承载壳体11、电气接触单元和磁性组件 14。所述电气接触单元包括安装于所述承载壳体11的一对静触导电元件12 和可动触头导电组件13，如图2和图3所示。所述可动触头导电组件13包括相对于所述一对静触导电元件12可移动的动触导电元件131，所述动触导电元件131适于被移动以可选择地与所述一对静触导电元件12接合或脱开，如图5和图6所示。在本申请实施例中，所述作动控制组件200可通过控制所述动触导电元件131相对于所述一对静触导电元件12移动来控制所述开关层10的闭合状态和断开状态。当所述开关层10处于闭合状态时，所述动触导电元件131与所述静触导电元件12相接触，当所述开关层10处于断开状态时，所述动触导电元件131与所述静触导电元件12相分开。

所述作动控制组件200控制所述开关层10进行状态切换的具体实施方式并不为本申请所局限。在本申请的一个具体示例中，所述可动触头导电组件13包括可传动地连接于所述作动控制组件200的转动件132，所述转动件132可随着所述作动控制组件200的活动转动，所述动触导电元件131 设置于所述转动件132，所述转动件132被转动时所述动触导电元件131也被转动，进而相对于所述静触导电元件12移动，通过这样的方式，所述动触导电元件131可选择地与所述一对静触导电元件12接合或脱开，实现开关层10的状态切换。

在所述开关层10的状态切换的过程中会产生电弧，相应地，在本申请实施例中，为所述电气接触单元配置了磁性组件14，所述磁性组件14包括磁场产生元件，以利用磁体灭弧的方案进行灭弧，并尝试利用曲线比直线路径长的原理来提高电气隔离开关的空间利用率和灭弧性能。更具体地，本申请通过调整磁场产生元件的部署方式来调整磁场产生元件形成的磁场，使得所述磁场产生元件形成的磁场能够对电弧进行不同方式的弯折以延长电弧的运动路径，加速所述电弧的拉断和消灭。

相应地，在本申请实施例中，以磁性元件(例如，永磁体、软磁铁) 作为磁场产生元件，在位于所述动触导电元件131的运动路径上布设至少二磁性元件，所述至少二磁性元件包括产生第一磁场的第一磁性元件141 和产生第二磁场的第二磁性元件142，所述第一磁场与所述第二磁场之间存在差异，使得所述第一磁场和所述第二磁场对电弧进行不同模式的偏转，进而使得所述电弧随着被偏转模式的变化发生多次弯折。

在本申请的一些实施方式中，所述第一磁场的磁场强度与所述第二磁场的磁场强度不同，使得所述第一磁场与所述第二磁场之间存在差异。这样，电弧在途经所述第一磁性元件141产生的第一磁场时，在第一磁场的洛伦磁力作用下沿第一预期轨迹运动，在经过所述第二磁性元件142产生的第二磁场时，在第二磁场的洛伦磁力作用下，电弧偏离第一预期轨迹，发生弯折，沿第二预期轨迹运动，电弧的运动路径被延长，电弧被拉长拉断。

具体地，可通过控制所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142 的材质、类型、尺寸、形状来控制所述第一磁性元件141产生的第一磁场的磁场强度和所述第二磁性元件142产生的第二磁场的磁场强度，使得所述第一磁场的磁场强度和所述第二磁场的磁场强度不同。还可以通过其他方式实现所述第一磁场的磁场强度和所述第二磁场的磁场强度不同，对此，并不为本申请所局限。

在本申请的另一些实施方式中，所述第一磁场的磁场方向与所述第二磁场的磁场方向不同，使得所述第一磁场与所述第二磁场之间存在差异。具体地，可通过控制所述第一磁性元件141的磁极朝向和所述第二磁性元件142的磁极朝向来控制所述第一磁性元件141产生的第一磁场的磁场方向和所述第二磁性元件142产生的第二磁场的磁场方向，使得所述第一磁场的磁场方向和所述第二磁场的磁场方向不同。

更具体地，所述第一磁性元件141具有朝向所述可动触头导电组件13 的第一磁极和与所述第一磁极相对的第二磁极，所述第二磁性元件142具有朝向所述可动触头导电组件13的第三磁极和与所述第三磁极相对的第四磁极。在本申请的一些实施方式中，所述第一磁性元件141的第一磁极与所述第二磁性元件142的第三磁极的极性相反。例如，所述第一磁性元件 141的第一磁极为N极且所述第二磁性元件142的第三磁极为S极，或者，所述第一磁性元件141的第一磁极为S极且所述第二磁性元件142的第三磁极为N极，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件 142的磁极方向之间的夹角α1大于90°且小于180°，如图7所示。再例如，所述第一磁性元件141的第一磁极为N极且所述第二磁性元件142的第三磁极为S极，或者，所述第一磁性元件141的第一磁极为S极且所述第二磁性元件142的第三磁极为N极，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142的磁极方向之间的夹角α1等于180°。

在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142的磁极方向之间的夹角α1等于180°，具体表现为：所述第一磁性元件141具有第一中心轴线L1，所述第二磁性元件142具有第二中心轴线L2，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1与所述第二磁性元件142的第二中心轴线L2之间相互平行，如图9所示。在该具体示例中，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1和所述第二磁性元件142的第二中心轴线L2与所述动触导电元件131的运动平面垂直。在其他具体示例中，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1和所述第二磁性元件142 的第二中心轴线L2也可不与所述动触导电元件131的运动平面垂直。

在该具体示例中，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1的延伸方向与所述第一磁性元件141的磁极方向一致，所述第二中心轴线L2的延伸方向与所述第二磁性元件142的磁极方向一致。应可以理解，所述第一中心轴线L1的延伸方向可与所述第一磁场的磁极方向不一致，所述第二中心轴线L2的延伸方向也可与所述第二磁场的磁极方向不一致。相应地，所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142的部署方式也可表现为其他形式，也就是，所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142可通过其他部署方式控制所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142 的磁极方向之间的角度，进而控制所述第一磁场的磁场方向与所述第二磁场的磁场方向之间的角度，使得所述第一磁场方向和所述第二磁场方向不同。

在本申请的一些实施方式中，所述第一磁性元件141的第一磁极与所述第二磁性元件142的第三磁极的极性相同，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于90°，如图8所示。例如，所述第一磁性元件141的第一磁极为N极且所述第二磁性元件142的第三磁极为N极，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于 90°，或者，所述第一磁性元件141的第一磁极为S极且所述第二磁性元件 142的第三磁极为S极，所述第一磁性元件141的磁极方向与所述第二磁性元件142的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于90°。

在本申请实施例中，所述磁性元件的最强N磁极点指向最强S磁极点的方向为磁性元件的磁极方向，其中，最强N磁极点为磁性元件的N极中磁性最强的点，最强S磁极点为磁性元件的S极中磁性最强的点。相应地，所述第一磁性元件141的磁极方向为所述第一磁性元件141的最强N 磁极点指向最强S磁极点的方向，所述第二磁性元件142的磁极方向为所述第二磁性元件142的最强N磁极点指向最强S磁极点的方向。

在本申请实施例中，所述磁性组件14还包括邻近于所述第二磁性元件 142的第三磁性元件143，所述第三磁性元件143产生的第三磁场与所述第二磁性元件142产生的第二磁场之间存在差异，使得所述第三磁场和所述第二磁场对电弧进行不同模式的偏转。

在本申请的一些实施方式中，所述第二磁场的磁场强度与所述第三磁场的磁场强度不同，使得所述第二磁场与所述第三磁场之间存在差异。这样，电弧在途经所述第二磁性元件142产生的第二磁场时，在所述第二磁场的洛伦磁力作用下沿第二预期轨迹运动，在经过所述第三磁性元件143 产生的第三磁场时，在第三磁场的洛伦磁力作用下，电弧偏离第二预期轨迹，发生弯折，沿第三预期轨迹运动，如图10A和图10B所示，电弧的运动路径被延长那个，电弧被拉长、拉断。

可通过控制所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143的材质、类型、尺寸、形状等来控制所述第二磁性元件142产生的第二磁场的磁场强度和所述第三磁性元件143产生的第三磁场的磁场强度，使得所述第二磁场的磁场强度和所述第三磁场的磁场强度不同。

在本申请的另一些实施方式中，所述第二磁场的磁场方向与所述第三磁场的磁场方向不同，使得所述第二磁场与所述第三磁场之间存在差异。具体地，可通过控制所述第二磁性元件142的磁极朝向和所示第三磁性元件143的磁极朝向来控制所述第二磁性元件142产生的第二磁场的磁场方向和所述第三磁性元件143产生的第三磁场方向，使得所述第二磁场的磁场方向与所述第三磁场的磁场方向不同。

更具体地，如前所述，所述第二磁性元件142具有朝向所述可动触头导电组件13的第三磁极和与所述第三磁极相对的第四磁极。所述第三磁性元件143具有朝向所述可动触头导电组件13的第五磁极和与所述第五磁极相对的第六磁极。在本申请的一些实施方式中，所述第二磁性元件142的第三磁极与所述第三磁性元件143的第五磁极的极性相反。例如，所述第二磁性元件142的第三磁极为S极且所述第三磁性元件143的第五磁极为 N极，或者，所述第二磁性元件142的第三磁极为N极且所述第三磁性元件143的第五磁极为S极，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角α2大于90°且小于180°，如图7所示。再例如，所述第二磁性元件142的第三磁极为S极且所述第三磁性元件143的第五磁极为N极，或者，所述第二磁性元件142的第三磁极为N 极且所述第三磁性元件143的第五磁极为S极，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角α2等于180°。

在本申请的一个具体示例中，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角α2等于180°，具体表现为：所述第三磁性元件143具有第三中心轴线L3，所述第二磁性元件142的第二中心轴线L2与所述第三磁性元件143的第三中心轴线L3之间相互平行，如图9所示。在该具体示例中，所述第三磁性元件143的第三中心轴线L3 与所述动触导电元件131的运动平面垂直。

在该具体示例中，所述第三磁性元件143的第三中心轴线L3的延伸方向与所述第三磁性元件143的磁极方向一致。应可以理解，所述第三中心轴线L3的延伸方向可与所述第三磁极的磁场方向不一致。相应地，所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143的部署方式也可表现为其他形式，使得所述第二磁场方向和所述第三磁场方向不同。

在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141的磁极朝向与所述第二磁性元件142的磁极朝向相反，所述第二磁性元件142与所述第三磁性元件143的磁极朝向相反，所述第一磁性元件141的磁极朝向与所述第三磁性元件143的磁极朝向相同。

在本申请的一些实施方式中，所述第二磁性元件142的第三磁极与所述第三磁性元件143的第五磁极的极性相同，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于90°，如图8所示。例如，所述第二磁性元件142的第三磁极为N极且所述第三磁性元件143的第五磁极为N极，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于 90°，或者，所述第二磁性元件142的第三磁极为S极且所述第三磁性元件 143的第五磁极为S极，所述第二磁性元件142的磁极方向与所述第三磁性元件143的磁极方向之间的夹角大于0°且小于或等于90°。在本申请实施例中，所述第三磁性元件143的磁极方向为所述第三磁性元件143的最强N 磁极点指向最强S磁极点的方向。

应可以理解，在本申请的一些实施方式中，所述第三磁性元件143产生的第三磁场也可与所述第二磁性元件142产生的第二磁场一致。

在本申请实施例中，所述第一磁性元件141、所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143安装于所述承载壳体11，具体安装方式和安装位置并不为本申请所局限。在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141 的第一磁极被暴露于所述承载壳体11，所述第二磁性元件142的第三磁极和所述第三磁性元件143的第五磁极被包覆于所述承载壳体11，所述第二磁性元件142相对于所述一对静触导电元件12和所述可动触头导电组件13 保持绝缘，所述第三磁性元件143相对于所述一对静触导电元件12和所述可动触头导电组件13保持绝缘。所述承载壳体11的包覆于所述第二磁性元件142和包覆于所述第三磁性元件143的部分由绝缘材料制成。

在该具体示例中，所述承载壳体11具有装配凹槽111，所述第一磁性元件141被适配地安装于所述装配凹槽111内。所述第一磁性元件141的第一磁极被暴露于所述承载壳体11，其磁性不受壳体阻隔的影响。所述第一磁性元件141可突出于所述装配凹槽111，所述第一磁性元件141的高度尺寸大于等于所述装配凹槽111的深度尺寸，使得所述第一磁性元件141更多地暴露于所述承载壳体11。所述承载壳体11还具有凹陷地形成于其地表面的安装凹槽112，所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143分别被紧密地嵌合于相邻的两个所述安装凹槽112内。

在本申请的一些实施方式中，所述开关层10还包括与所述承载壳体11 相扣合的封装壳体16。所述封装壳体16具有与所述安装凹槽112相对应的第一凹槽161，可将所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143包覆于所述承载壳体11的安装壳体和所述封装壳体16的第一凹槽161之间。

应可以理解，可在电弧最初产生的位置布置磁性元件，以在电弧刚产生时即可利用所述磁性元件引导电弧偏转。所述动触导电元件131与所述静触导电元件12接合或脱开时产生电弧，相应地，邻近于所述静触导电元件12和所述动触导电元件131相接触的位置为最初产生电弧的位置。因此，可在邻近于所述静触导电元件12和所述动触导电元件131相接触的位置布置至少一磁性元件。

在本申请实施例中，所述一对静触导电元件12中每一静触导电元件12 具有静触导电端121，所述动触导电元件131具有一对动触导电端1311。在所述动触导电元件131相对于所述静触导电元件12移动的过程中，所述动触导电元件131的一对动触导电端1311分别与所述一对静触导电元件12 的一对静触导电端121接合或脱开。也就是，在所述动触导电元件131相对于所述静触导电元件12移动的过程中，所述动触导电元件131在所述静触导电元件12的静触导电端121所在处与所述静触导电元件12相接触。

相应地，可在邻近于所述静触导电端121的位置布置磁性元件。在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141位于所述一对静触导电元件12中其中一个静触导电元件12的静触导电端121的下方，如图3和图6 所示。这样，所述电弧刚在所述静触导电端121处产生时即可被所述第一磁性元件141偏转。

特别地，在本申请实施例中，所述第一磁性元件141与所述静触导电端121偏心设置，即，所述第一磁性元件141的中心偏离所述静触导电端 121的中心。这样，在所述静触导电端121处产生的电弧在第一磁性元件 141的产生的磁场的作用下不仅向下偏移，还向侧方偏离。在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1对应于所述静触导电端121的边缘区域，如图6所示。更优选地，所述第一磁性元件141的第一中心轴线L1对应于所述静触导电端121的外边缘与所述动触导电元件 131的运动轨迹的相交处，这里，所述静触导电端121的外边缘与所述动触导电元件131的运动轨迹的相交处为：所述静触导电元件12刚好与所述动触导电元件131相接合或脱开时，所述静触导电端121的外边缘与所述动触导电端1311的外边缘相交的位置。

电弧在所述静触导电端121处产生后，在所述动触导电元件131相对于所述静触导电元件12移动的过程中，所述静触导电元件12和所述动触导电元件131之间的电弧在没有磁场等外界因素的干涉下将沿着所述动触导电元件131的运动轨迹运动。

相应地，可在所述动触导电元件的运动路径的延伸方向上与所述第一磁性元件相间隔的位置设置另一磁性元件，使得电弧在运动过程中持续地受到磁场的作用，被引导按照预期轨迹运动。在本申请的一个具体示例中，所述第二磁性元件在所述动触导电元件的运动路径的延伸方向上与所述第一磁性元件相间隔。

进一步地，可在所述动触导电元件131的运动路径的对应位置设置磁性元件，该位置可在所述开关层10所设定的轴向上与所述动触导电元件 131的运动路径对应，也可在所述开关层10所设定的径向上与所述动触导电元件131的运动路径对应。且为了保证所述磁性元件所产生的磁场能够作用于所述静触导电元件12和所述动触导电元件131之间的电弧，可将所述磁性元件设置于正对所述动触导电元件131的运动路径的位置。

在本申请的一个具体示例中，所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143均位于所述动触导电元件131的运动路径的中间区域，使得所述第二磁性元件142产生的第二磁场和所述第三磁性元件143产生的第三磁场均可以在特定方向上覆盖所述电弧的运动范围。具体地，所述第二磁性元件142在所述开关层10所设定的径向方向上位于所述动触导电元件131 的运动路径的中间区域，所述第三磁性元件143在所述开关层10所设定的径向方向上位于所述动触导电元件131的运动路径的中间区域。

各个所述磁性元件的形状并不为本申请所局限，例如，在本申请的一个具体示例中，所述第一磁性元件141具有圆形截面，所述第二磁性元件 142和所述第三磁性元件143均具有扇形截面。在本申请其他示例中，所述第一磁性元件141或所述第二磁性元件142或所述第三磁性元件143具有其他形状的截面，例如，梯形、拱形、矩形、三角形等。

为了使得所述第二磁性元件142和第三磁性元件143产生的磁场尽可能地覆盖所述动触导电元件131的运动路径，进而作用于所述电弧，优选地，所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143的形状与所述动触导电元件131的运动路径一致。在本申请实施例中，所述动触导电元件131 沿弧形路径运动，相应地，在本申请的一些实施方式中，所述第二磁性元件142和所述第三磁性元件143均具有沿着所述动触导电元件131的运动路径延伸的弧形结构。

值得一提的是，在本申请实施例中，不仅通过磁体来拉长电弧以实现灭弧，还在磁体灭弧的基础上为偏转的电弧配置了灭弧槽15，所述灭弧槽 15设置于电弧的偏转路径上，能够基于“窄缝原理”迫使进入其内的电弧变细变长以加速电弧的拉断和消灭，通过这样的方式，增强所述电气隔离开关的灭弧能力。

在本申请实施例中，所述电弧在所述磁性元件的磁场作用下发生偏转，会在所述磁性元件周围绕行。相应地，可在所述磁性组件14和/或所述动触导电元件131的周围布置灭弧槽15。

相应地，在本申请实施例中，所述承载壳体11具有凹陷地形成于其中的至少一灭弧槽15，所述至少一灭弧槽15位于所述磁性组件14的周围。所述至少一灭弧槽15包括位于所述磁性组件14的外侧的第一灭弧槽151 和位于所述磁性组件14的内侧的第二灭弧槽152。优选地，所述第一灭弧槽151和/或所述第二灭弧槽152沿着所述动触导电元件131的运动路径延伸。在本申请的一个具体示例中，所述第一灭弧槽151和所述第二灭弧槽 152的弧度一致。

特别地，在本申请实施例中，所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142产生的磁场的磁场方向不同，会对电弧进行不同模式的偏转，在电弧从所述第一磁性元件141附近区域向所述第二磁性元件142靠近的过程中，电弧被偏转的模式被切换，电弧的运动轨迹也随之变化。例如，原本在所述第一磁性元件141外侧运动的电弧在途径所述第一磁性元件141 和所述第二磁性元件142之间时受到磁场方向相反的磁场的影响，会经过所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142之间的空间，绕至所述第二磁性元件142的内侧；或者，原本在所述第一磁性元件141的内侧运动的电弧在途径所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142之间时受到磁场方向相反的磁场的影响，会经过所述第一磁性元件141和所述第二磁性元件142之间的空间，绕至所述第二磁性元件142的外侧，如图10B所示。

相应地，在本申请实施例中，可在磁性元件之间设有灭弧槽，所述至少一灭弧槽15还包括位于相邻两个磁性元件之间的第三灭弧槽153，例如，位于第一磁性元件141和第二磁性元件142之间和/或位于所述第二磁性元件141和所述第三磁性元件143之间。优选地，所述第三灭弧槽153 连通于所述第一灭弧槽151和所述第二灭弧槽152之间，以使得电弧在从所述第一灭弧槽151绕至所述第二灭弧槽152，或者，从所述第二对灭弧槽 152绕至所述第一灭弧槽151的过程中，经过相邻两个磁性元件之间的第三灭弧槽153持续被拉长。

值得一提的是，在本申请的一些实施方式中，所述电气隔离开关还设有其他避免电弧干扰的结构。例如，所述承载壳体11具有连通于所述灭弧槽15的喷弧口113，所述喷弧口113从所述连通于所述灭弧槽15延伸至所述承载壳体11的外表面，使得电弧能够通过所述喷弧口113被导引至所述承载壳体11外。再例如，所述开关层10设有隔挡于所述动触导电元件131 的一对动触导电端1311之间的隔挡件133，以确保一对动触导电端1311中一个动触导电端1311和一对静触导电端121中一个静触导电端121之间的电弧，与，一对动触导电端1311中另一个动触导电端1311和一对静触导电端121中另一个静触导电端121之间的电弧及其分断过程互不影响，相互独立。具体地，所述转动件132的外周面部分向内凹陷，形成转槽 1301，所述转槽1301具有在所述开关层10所设定的轴向上相对的上槽壁 1321和下槽壁1322，所述隔挡件133在所述开关层10所设定的轴向上延伸于所述转槽1301的上槽壁1321和下槽壁1322之间，在所述开关层10所设定的周向上设置于两个动触导电端1311之间。

相应地，根据所述电气隔离开关的灭弧原理，本申请提出了一种灭弧方法，如图11所示，所述灭弧方法包括：S110，在动触导电元件的运动路径上部署至少二磁性元件，其中，所述至少二磁性元件中至少两个磁性元件的磁极朝向不同，以对动触导电元件与所述静触导电元件接合或脱开过程中产生的电弧进行至少两种模式的偏转；以及，S120，在所述电弧的偏转路径上设置至少一灭弧槽，以使得所述电弧被弯曲并被引导至所述灭弧槽。

综上，基于本申请实施例的电气隔离开关和灭弧方法被阐明，所述电气隔离开关利用磁体灭弧方案来灭弧，并通过调整磁性元件的部署方式来调整磁性元件形成的磁场，使得所述磁性元件形成的磁场能够对电弧进行不同方式的弯折以拉长所述电弧，加速所述电弧的拉断和消灭，通过这样的方式，增强所述电气隔离开关的灭弧能力。

以上对本申请及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本申请的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本申请创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种电气隔离开关，其特征在于，包括：至少一开关层和可操作地连接于所述至少一开关层的作动控制组件，其中，所述开关层包括：

承载壳体；

安装于所述承载壳体的一对静触导电元件和可动触头导电组件，其中，所述可动触头导电组件包括相对于所述一对静触导电元件可移动的动触导电元件，所述动触导电元件适于被移动以可选择地与所述一对静触导电元件接合或脱开；

磁性组件，用于对所述动触导电元件与所述静触导电元件接合或脱开过程中产生的电弧进行至少两种模式的偏转，所述磁性组件包括位于所述动触导电元件的运动路径上的第一磁性元件和第二磁性元件，且所述第一磁性元件产生的第一磁场的磁场方向与所述第二磁性元件产生的第二磁场的磁场方向不同；

其中，所述承载壳体具有至少一灭弧槽，所述灭弧槽位于所述电弧的偏转路径上。

2.根据权利要求1所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件和所述第二磁性元件分别在所述开关层所设定的轴向上对应于所述动触导电元件的运动路径。

3.根据权利要求2所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件具有朝向所述可动触头导电组件的第一磁极和与所述第一磁极相对的第二磁极，所述第二磁性元件具有朝向所述可动触头导电组件的第三磁极和与所述第三磁极相对的第四磁极。

4.根据权利要求3所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件的第一磁极与所述第二磁性元件的第三磁极的极性相反。

5.根据权利要求3所述的电气隔离开关，其中，所述一对静触导电元件中每一静触导电元件具有静触导电端，所述第一磁性元件位于所述一对静触导电元件中其中一个静触导电元件的静触导电端的下方。

6.根据权利要求5所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件与所述静触导电端偏心设置。

7.根据权利要求6所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件具有第一中心轴线，所述第一中心轴线对应于所述静触导电端的边缘区域。

8.根据权利要求3所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件的第一磁极被暴露于所述承载壳体，所述第二磁性元件的第三磁极被包覆于所述承载壳体内。

9.根据权利要求8所述的电气隔离开关，其中，所述承载壳体具有装配凹槽，所述第一磁性元件被适配地安装于所述装配凹槽内，所述第一磁性元件的高度尺寸大于等于所述装配凹槽的深度尺寸。

10.根据权利要求8所述的电气隔离开关，其中，所述第二磁性元件相对于所述一对静触导电元件和所述可动触头导电组件保持绝缘。

11.根据权利要求10所述的电气隔离开关，其中，所述承载壳体具有凹陷地形成于其底表面的安装凹槽，所述第二磁性元件被紧密地嵌合于所述安装凹槽内。

12.根据权利要求5所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件具有圆形截面，所述第二磁性元件具有扇形截面。

13.根据权利要求1所述的电气隔离开关，其中，所述磁性组件还包括邻近于所述第二磁性元件的第三磁性元件，所述第三磁性元件的磁极朝向与所述第二磁性元件的磁极朝向不同。

14.根据权利要求13所述的电气隔离开关，其中，所述第一磁性元件的磁极朝向与所述第二磁性元件的磁极朝向相反，所述第二磁性元件与所述第三磁性元件的磁极朝向相反，所述第一磁性元件的磁极朝向与所述第三磁性元件的磁极朝向相同。

15.根据权利要求1所述的电气隔离开关，其中，所述灭弧槽包括位于所述磁性组件的外侧的第一灭弧槽和位于所述磁性组件的内侧的第二灭弧槽。

16.根据权利要求15所述的电气隔离开关，其中，所述灭弧槽包括位于所述磁性组件的第一磁性元件和第二磁性元件之间的第三灭弧槽。

17.根据权利要求16所述的电气隔离开关，其中，所述第三灭弧槽连通于所述第一灭弧槽和所述第二灭弧槽之间。

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