電流開關設備的制作方法
【專利摘要】一種電氣開關，其包括可動觸頭(108，110，112)和被可動觸頭(108，110，112)接觸的固定觸頭(104，106)，開關進一步包括一個或多個滅弧板(122)和永磁體(132)，永磁體(132)用于將在觸頭彼此分開時形成的電弧引導到滅弧板(122)。滅弧板(122)具有基部部分(464)和側部部分(468，470)，側部部分(468，470)延伸遠離基部部分(464)，并且永磁體(132)布置成使得電弧被引導向滅弧板(122)的一個側部部分(468，470)。
【專利說明】電流開關設備
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電流開關設備。
【背景技術】
[0002]與斷開DC電流相關聯的已知問題在于當開關的觸頭彼此分開時，會在觸頭之間形成電弧。電弧為腐蝕性的，并且因而可損壞附近的開關部件。
[0003]已經嘗試使用永磁體或置于觸頭的附近的線圈產生的磁場來將電弧吹到滅弧板。通常的情況是接近標稱電流的電流比小于標稱電流的電流更容易開關。這是由于與標稱電流相關聯的電弧會到達滅弧板，但是具有低電流的電弧更容易在開關的觸頭之間保持燃
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[0004]熄滅開關中的電弧的當前解決方案是復雜的或未完全滿足對開關的耐用性的要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目標在于提供一種開關來緩解上面的缺點。本發明的目標通過一種開關來實現，其限定在獨立權利要求中。一些實施例公開在從屬權利要求中。
[0006]本發明涉及用于開關電流的電氣開關。開關的應用領域包括例如電動馬達和太陽能系統。
[0007]在根據本發明的開關中，提供了用于熄滅由于使開關的觸頭分開而產生的電弧的電弧室。電弧室容納多個滅弧板，并且提供了用于將電弧吹向板的永磁體。
[0008]滅弧板具有底部部分和其從底部部分延伸的側部部分。永磁體布置成使得電弧被引導向板的一個側部部分。
[0009]本發明提供的重要優點在于，開關容易安裝且有效地熄滅開關觸頭分開所產生的電弧。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]在下文中，將借助于一些實施例參照附圖來更詳細地描述本發明，其中:
圖1顯不開關的實施例；
圖2從另一個觀察角度來顯示圖1的開關；
圖3突顯了電弧室；
圖4A顯示了一組滅弧板；以及圖4B從側部顯示了一個滅弧板。
【具體實施方式】
[0011]圖1顯示單極電氣開關100的一個實施例，其沒有頂蓋。開關具有電絕緣模塊殼體102，并且通過將這樣的模塊堆疊在一起，可構造多極開關。
[0012]在開關的端部處，存在固定觸頭104、106，以用于將開關連接到功率端子上。可動/旋轉觸頭108包括接觸臂110、112，固定觸頭106的接觸部分在進行接觸時配合在接觸臂之間。例如，旋轉觸頭的接觸臂可具有長刀的形狀。
[0013]圖1顯示處于斷開位置的開關，其中，可動觸頭的接觸臂110、112不接觸固定觸頭，而是支托在止動元件116上。
[0014]開關還包括電弧室120，以用于熄滅觸頭彼此分開所產生的電弧。電弧室容納多個滅弧板122，在開關斷開時，可動觸頭的接觸臂110、112移動經過滅弧板。如圖顯示，滅弧板彼此靠近地布置到電弧室上，使得它們與旋轉觸頭和固定觸頭的接觸區域隔開一定距離。也就是說，第二滅弧板定位成比第一滅弧板更遠離接觸區域。
[0015]還提供了永磁體132,其置于用于磁體的殼體130中。定位在第一開關模塊殼體100中的殼體包括壁部分，其設置在磁體和接觸區域和板之間。還可提供側部部分，其垂直地從壁部分延伸。壁部分和側部部分的目的在于將磁體保持就位，從而抵抗磁體和板之間的吸引力，以及保護磁體不受電弧的腐蝕作用。待安裝到第一開關模塊殼體100上的第二開關模塊殼體可包括支承部分，其將磁體支承在殼體130中且進一步保護磁體不受電弧的影響。
[0016]當從固定觸頭的觀察點看時，殼體的位置在滅弧板后面，并且在電弧室開始處。優選地，永磁體定位成使得其在定位成最靠近接觸區域的一個或多個這樣的板后面。在圖1的實施例中，磁體定位成基本在滅弧板的第一半部后面。照這樣，在電弧形成之后，可立即對電弧產生足夠的吹送作用，以將其推向板的一個側部部分。在圖1中，電弧因而被吹向布置成抵靠著殼體的底部的板的側部，或吹向板的相對的側部，這取決于安排電流的方式。
[0017]圖2顯示圖1的開關100的俯視圖。
[0018]可看到固定觸頭106具有平面狀接觸部分106A，其由可動觸頭的接觸臂110接觸。當可動接觸臂110接觸固定觸頭106A時，臂基本支托在止動元件118上。
[0019]在圖2的實施例中，存在六個滅弧板，其布置在電弧室120上，使得在板之間存在小的間隔。第一滅弧板122A緊鄰或甚至接觸固定觸頭106A,并且最后一個板122B可布置成使得當可動觸頭處于其斷開位置上時，臂110不在板的區域中。
[0020]滅弧板具有基部/底部部分，以及從基部部分延伸的兩個側部部分，也就是說，基部部分連接側部部分。側部部分可布置成基本平行于彼此。這種形狀的示例為字母U形狀。在圖2中，滅弧板122AU22B的基部指向開關的具有固定觸頭106的端部，也就是說，基部基本指向磁體132。板因而布置成使得基部因而位于磁體132和板的滅弧區域之間，滅弧區域是板的側部部分之間的區域。在圖2的觀察角度中，從頂部主要看到板的頂側部分。
[0021]在圖2顯示的水平方向上，永磁體132可具有長方形橫截面。在豎向方向上，磁體的橫截面可為例如正方形或長方形。磁體的極布置成使得磁體的磁場B定向在水平面中，這由雙頭箭頭突顯。在兩個備選方案之間，磁場方向取決于永磁體如何布置在殼體130上。在任一方向上，磁場基本平行于側部部分的主方向，以及垂直于板的基部部分。磁場因而在旋轉觸頭在旋轉觸頭與固定觸頭分開時的旋轉點處基本平行于旋轉觸頭的縱向方向，該旋轉點是形成電弧的點。
[0022]永磁體和殼體的正方形橫截面形狀是有利的，因為磁體可在任何位置安裝到殼體上，并且磁場B定向在圖2中顯示的一個方向上。如果永磁體具有正方形形狀，則對于磁體存在八個可用安裝位置。進行組裝的人可在八個位置中的任一個上將磁體安裝到磁體殼體上，并且磁體產生的磁場為圖2中顯不的一個備選方案。
[0023]根據實施例的永磁體可為小尺寸磁體。在示例中，磁體的尺寸為lcm*lcm*2cm。對于這種小尺寸磁體，當熄滅比標稱電流小的電流時，實現了特別的優點。
[0024]如果磁體在面向滅弧板的側部上的橫截面為長方形，則存在四個可用安裝位置。還存在可使用的其它形狀，諸如正方形或三角形。在三角形磁體的情況下，存在六個安裝位置，而在正方形的情況下，存在兩個備選安裝位置。
[0025]磁體殼體和磁體的形狀使得磁體殼體迫使進行組裝的人在可接受且導致以期望的方式產生磁場的位置上將磁體置于殼體中。因而，使用者選擇的任何安裝位置都是可接受的且可允許的。磁體的安裝方向從而不需要以任何方式進行規定。
[0026]圖2還顯示當開關斷開時電弧中的電流I的方向的備選方案。電流的方向因而可在兩個備選方案之間改變，這取決于固定觸頭安裝到功率供應上的方式。
[0027]根據，洛倫茨力定律，在圖2的情況下，作用在點電荷上的力F在豎向方向上定向，這取決于磁場B和電流I的方向。也就是說，作用在電弧上的力F將電弧吹向滅弧板的一個側部部分。
[0028]圖3進一步突顯電弧室120的結構。在電弧室中，存在六個槽口 /凹部140、142，以接收相應的滅弧板。槽口和板的數量不限于六個，而是可改變，這取決于開關的尺寸和其它設計因素。
[0029]在實施例中，存在兩個類型的槽口。奇數號的槽口 140A、140B(即第一、第三和第五槽口)是類似的。對應地，偶數號的槽口 142A、142B(即第二、第四和第六槽口)相互類似。滅弧板形成為使得板的第一側部部分的外部邊緣(即，第一安裝部分)適于安裝到奇數號的槽口上，而另一個側部部分的邊緣(即，第二安裝部分)適于安裝到偶數號的槽口上。從而槽口和板的形狀使得板以正確的方式安裝到槽口上。如果板未正確地安裝到槽口上，則板可阻止將第一和第二開關模塊殼體安裝在一起。
[0030]實施例不限于將在開關中僅存在兩個不同的類型的凹部，而是可存在更多數量的不同的類型的凹部。但是，而且在這種的情況下，凹部的形狀使得其使滅弧板在正確位置上組裝在開關上。
[0031]圖3顯示開關模塊的底部殼體模塊120。還提供了用于開關模塊的頂部殼體模塊。頂部殼體可具有類似的槽口，以接收滅弧板，但是，與底部殼體中的槽口相比，它們處于相反的順序。也就是說，底部殼體中的第一類型的槽口與頂部殼體模塊中的第二類型的槽口相對。從而而且頂部殼體確保滅弧板在正確位置上安裝到開關上。
[0032]圖4A進一步示出一組滅弧板，并且圖4B從側部顯示一個板。
[0033]在圖4A中，所有板是類似的，但是它們交替地布置成使得板彼此翻轉180度。但是，在板的中線的視圖中，板是不對稱的。在板的內部顯示了不對稱性，其中形成用于電弧的傳播通道450。在板的外部也顯示了不對稱性，特別是在板的邊緣上，其包括第一安裝部分468和第二安裝部分470，以將板安裝到開關中的相應的凹部上。當在一組板中，板各自翻轉180度時，在板的側部部分之間的用于電弧的傳播通道450變得不連續或不均勻。通道的形狀在該組板中的各個板處改變。從而可增加傳播路徑長度，這有效地使電弧熄滅。
[0034]可從圖4B中看到，滅弧板122B基本為U形，其具有基部/底部部分464和從基部部分延伸的兩個側部部分460、462。在圖4B的實施例中，基部部分464包括豎向部分，而側部部分包括水平部分，也就是說它們布置成垂直于彼此。可看到兩個側部部分468、470基本平行于彼此。在側部部分之間，形成用于電弧的傳播通道450。
[0035]如圖顯示，板的頂部和底部半部在水平中線的視圖中是不對稱的。在傳播通道內，傳播底部466可設置在板的下部半部中，該傳播底部最靠近基部464。傳播底部因而位于板的中心的旁邊，從而在類似的板交替地安裝到開關上時，使得傳播通道變得不均勻。電弧會試圖到達板中的最遠的點，并且傳播底部的目標是最大程度地增加長度，并且使電弧傳播路徑的形狀變化。在相鄰的板中，由于板相對于板122B翻轉180度，所以傳播底部將處于板的較高的半部中。
[0036]還可看到，安裝部分(即上部邊緣468和下部邊緣470)彼此相互不同。以這個方式，板122B可安裝到槽口 140A或142A中的任一個上，這取決于使用了哪個安裝部分。
[0037]對于本領域技術人員將顯而易見的是，隨著技術的進步，本發明的概念可以各種方式實現。本發明和其實施例不限于上面描述的示例，而是可在權利要求的范圍內進行改變。
【權利要求】
1.一種電氣開關，包括可動觸頭(108，110，112)和被所述可動觸頭(108，110，112)接觸的固定觸頭(104，106)，所述開關進一步包括一個或多個滅弧板(122)，以及永磁體(132)，所述永磁體(132)用于將在所述觸頭彼此分開時形成的電弧引導到所述滅弧板(122)，其中所述滅弧板(122)具有基部部分(464)和從所述基部部分(464)延伸的側部部分(460，462)，其特征在于，所述永磁體(132)布置成最靠近所述滅弧板(122)的基部(464)，使得所述板(122)的從所述基部(464)延伸的側部部分(468，470)延伸遠離所述永磁體(132)。
2.根據權利要求1所述的電氣開關，其特征在于，所述開關包括磁體殼體(130)，以接收所述永磁體(132)，并且所述磁體殼體(130)允許將所述永磁體(132)僅安裝在使所述電弧被引導向所述滅弧板(122)的一個側部部分(460，462)的位置上。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，當所述永磁體(132)安裝到所述磁體殼體(130)上時，所述永磁體(132)產生的磁場在所述旋轉觸頭在其與所述固定觸頭分開時的旋轉點處基本平行于所述旋轉觸頭的縱向方向。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述磁體殼體(130)包括在所述永磁體(132)和所述滅弧板(122)之間的壁部分。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述開關包括第一殼體模塊(102)和第二殼體模塊，并且所述第一殼體模塊(102)和第二殼體模塊中的各個構成在所述第一殼體模塊(102)和所述第二殼體模塊組裝在一起形成的磁體殼體(130)的一部分。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述永磁體(132)布置成緊鄰所述可動觸頭(108，110，112)和固定觸頭(104，106)的接觸區域。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述永磁體(132)具有側部，所述側部具有正方形、長方形、三角形或圓形橫截面。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述永磁體(132)的側部在第一維度上的尺寸大于側部在垂直于所述第一側部的第二維度上的尺寸，并且所述磁場布置成使得其平行于具有較小尺寸的側部的方向。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，開關包括電弧室(120)，其容納布置成靠近彼此的所述一個或多個滅弧板(122)，并且所述永磁體(132)布置在定位成最靠近所述可動觸頭(108，110，112)和所述固定觸頭(104，106)的接觸區域的一個或多個這樣的滅弧板(122)的后面。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述永磁體(132)布置成將電弧引導向所述滅弧板(122)的一個側部部分(468，470)。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述滅弧板(122)具有基本字母U的形狀。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述滅弧板(122)彼此類似，各個板具有第一半部和第二半部，所述第二半部具有與所述第一半部不同的形狀。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述滅弧板(122)交替地布置到所述開關上，使得在兩個相鄰板中，所述第一板的第一半部和第二板的第二半部彼此靠近。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述滅弧板(122)具有相應的側部部分(460，462)的第一安裝部分(468)和第二安裝部分(470)，并且所述第一側部部分(460)和所述第二側部部分(462)的安裝部分(468，470)彼此不同。
15.根據前述權利要求中的任一項所述的電氣開關，其特征在于，所述第一殼體模塊(102)和所述第二殼體模塊具有用于接收所述滅弧板(122)的凹部(140，142)，并且所述第一殼體模塊和所述第二殼體模塊中的凹部(140,142)布置成使得所述第一殼體模塊的用于接收滅弧板(122)的第一安裝部分(468)的凹部(140A)與所述第二殼體模塊中的用于接收同一滅弧板(122)的第二安裝部分(470)的凹部(142A)相對。
【文檔編號】H01H9/44GK104205276SQ201380019364
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月8日 優先權日:2012年4月12日
【發明者】H.馬特拉, M.維里瓦伊尼奧 申請人:Abb 有限公司