過電流保護組件的制作方法

本文公開的主題涉及用于電力電路的過電流保護。更具體而言，本文所公開的主題涉及簡單和高效的過電流保護組件，其使得能夠使用并聯&串聯的多個觸頭來斷開高電壓和/或電流，從而產生改進的阻斷性能。

背景技術：

過電流保護裝置為電氣系統提供電氣保護和/或絕緣。過電流保護/絕緣裝置的實例包括但是不限于電路斷路器、斷續器、開關、接觸器等等。雖然在這些裝置的運行和/或應用方面存在輕微的差別，但是只要在系統的任何部分中發生電氣異常或者正常負載切換，它們都執行基本相同的保護和/或隔絕電氣系統的基本功能。上述用語在本公開中可互換地使用，以便寬泛地指代過電流保護裝置和/或組件。因此，意圖是本公開的具體參照一種類型的過電流保護裝置和/或組件的任何部分都同樣適用于其它類型。

電路斷路器是眾所周知的過電流保護裝置。電路斷路器以各種各樣的大小和構造出現，這主要基于電路斷路器設計為用來保護的電氣系統的特性和需要。已知的電路斷路器構造的一個實例是旋轉式觸頭電路斷路器。在旋轉式觸頭電路斷路器中，電流從電力線進入電氣系統。電流穿過負載帶而到達固定在帶上的固定的主觸頭，且之后到達可動的主觸頭。可動的主觸頭固定地附連到臂上，且臂安裝在可旋轉地安裝在盒中的轉子上。

只要穿過負載帶的電流低于預定的水平，固定的觸頭就保持與可動的主觸頭處于物理接觸，且電流從固定的主觸頭傳送到可動的主觸頭，且離開電路斷路器而到達電氣系統的下行線構件。然而，如果出現極高過電流的情況(例如，短路)，則在固定的和可動的主觸頭對之間產生電磁力。這些電磁力排斥可動的主觸頭遠離固定的主觸頭。因為可動的主觸頭固定地附連到旋轉的臂上，該臂樞轉，且使固定的主觸頭與可動的主觸頭物理地分開，從而使單元脫扣，中斷電流的流動且隔絕下行線構件。

在觸頭分開且電流路徑中斷時，會產生電弧。不同的電路斷路器在電路斷路器腔室內部使用真空，空氣，絕緣氣體或者油來以受控制的方式容納、冷卻以及熄滅電弧。這容許觸頭對之間的間隙再次承受電路中的電壓。除了上述主觸頭對之外，已知的電路斷路器構造還提供電弧觸頭對，其通過提供用于在主觸頭對被打開時將被吸收的電弧電流的路徑而輔助控制電弧。在一些電路斷路器構造中，主觸頭對處理主電流和電弧電流兩者。

已經提出了提供具有多個主和/或電弧放電觸頭的過電流保護裝置。在這樣的裝置中，各個固定的/可動的觸頭對需要其自身的單獨的且比較復雜的機構來用于打開和閉合觸頭。針對各個觸頭對對于單獨的打開/閉合機構的需要大體提高了已知的多觸頭過電流保護裝置的成本，裝置覆蓋面積以及運行的低效率。在一些情況中，額外的聯接的打開時間和幾何形狀的不一致需要額外的電氣部件來平衡串聯地布置的觸頭上的電弧電壓。

技術實現要素：

實施例涉及過電流保護組件，其包括具有第一操作元件和第二操作元件的機構。第一操作元件聯接到第一組單獨觸頭。第二操作元件聯接到第二組單獨觸頭。第一操作元件相對于第二操作元件的移動斷開第一組單獨觸頭與第二組單獨觸頭之間的多個電氣路徑。在該單個運動期間，來自主觸頭的電流換向至斷開觸頭。類似地，在閉合期間，電弧放電觸頭閉合第一建立電流，其隨后換向至主觸頭電流路徑的低阻抗連接。

在上述組件的一個或更多個實施例中，第一組和第二組單獨觸頭布置在分壓器構造中，其中，分壓器在單獨觸頭之間分配在第一組和第二組單獨觸頭上存在的總電壓。

在上述組件的一個或更多個實施例中，所述第一操作元件包括第一圓柱；且所述第一操作元件與所述第一組單獨觸頭的聯接包括所述第一組單獨觸頭沿著所述第一圓柱的表面的布置。

在上述組件的一個或更多個實施例中，所述第二操作元件包括第二圓柱；且所述第二操作元件與所述第二組單獨觸頭的聯接包括所述第二組單獨觸頭沿著所述第二圓柱的表面的布置。

在上述組件的一個或更多個實施例中，該組件還包括腔室，其包含：所述機構；所述第一組單獨觸頭(26)；所述第二組單獨觸頭(28)；以及中斷介質。

在上述組件的一個或更多個實施例中，所述運動包括單個運動。

實施例進一步涉及操作過電流保護組件的方法。該方法包括啟動機構的第一操作元件相對于該機構的第二操作元件的運動，其中，第一操作元件聯接到第一組單獨觸頭，而第二操作元件聯接到第二組單獨觸頭。該方法進一步包括通過單個運動斷開第一組單獨觸頭和第二組單獨觸頭之間的多個電氣路徑。

在上述方法的一個或更多個實施例中，第一組和第二組單獨觸頭布置在分壓器構造中，其中該方法還包括：通過分壓器在單獨觸頭之間分配存在于第一組和第二組單獨觸頭上的總電壓。

在上述方法的一個或更多個實施例中，該方法還包括：啟動所述第一操作元件相對于所述第二操作元件的另一運動；其中，所述第一操作元件進一步聯接到至少一個第一主觸頭；其中，所述第二操作元件進一步聯接到至少一個第二主觸頭；以及通過所述另一運動斷開所述至少一個第一主觸頭與所述至少一個第二主觸頭之間的接觸。

在上述方法的一個或更多個實施例中，所述運動包括單個運動。

實施例進一步涉及制造過電流保護組件的方法。該方法包括提供具有第一操作元件和第二操作元件的機構。該方法還包括將第一操作元件聯接到至少一個第一組單獨觸頭。該方法還包括將第二操作元件聯接到第二組單獨觸頭。該方法還包括將促動器系統構造成啟動第一操作元件相對于第二操作元件的運動，其中第一操作元件相對于第二操作元件的運動斷開第一組單獨觸頭和第二組單獨觸頭之間的多個電氣路徑。

在制造過電流保護組件的上述方法的一個或更多個實施例中，第一組和第二組單獨觸頭布置在分壓器中。分壓器構造成在單獨觸頭之間分配存在于第一組和第二組單獨觸頭上的總電壓。

在上述方法的一個或更多個實施例中，該方法進一步包括：將所述第一操作元件聯接到至少一個第一主觸頭；將所述第二操作元件聯接到至少一個第二主觸頭；以及進一步構造所述促動器系統來啟動所述第一操作元件相對于所述第二操作元件的另一運動；其中，所述第一操作元件相對于所述第二操作元件的所述另一運動斷開所述至少一個第一主觸頭與所述至少一個第二主觸頭之間的至少一個電氣路徑。

在上述方法的一個或更多個實施例中，所述第一操作元件與所述第一組單獨觸頭的聯接包括沿著所述第一操作元件的表面串聯地布置所述第一組的所述單獨觸頭。

在上述方法的一個或更多個實施例中，所述運動包括單個運動。

從結合附圖得出的以下描述中，這些和其它優點和特征將變得更加顯而易見。

附圖說明

在說明書結論部分處的權利要求書中特別地指出了并且清楚地要求保護本公開的主題。從結合附圖得到的以下詳細描述，本公開的前述以及其它特征和優點顯而易見，在附圖中：

圖1描繪了顯示了具有可動的波紋管和絕緣構件的已知的真空斷續器組件的示意性圖解；

圖2描繪了顯示了具有外部促動器、柔性連接和絕緣桿的已知的真空斷續器組件的示意性圖解；

圖3描繪了顯示了根據一個或更多個實施例的真空斷續器組件和促動器系統的外部視圖的高層級示意性圖解；

圖4描繪了顯示了圖3中所示的真空斷續器組件的另外的細節的示意性圖解；

圖5A描繪了根據一個或更多個實施例的旋轉式真空斷續器組件的三維視圖；

圖5B描繪了根據一個或更多個實施例在圖5A中所示的旋轉式真空斷續器組件的另一三維視圖；

圖6A描繪了沿著線6A-6A得到的、圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的截面圖；

圖6B描繪了沿著線6A-6A得到的、圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的另一截面圖；

圖6C描繪了沿著線6A-6A得到的、圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的另一截面圖；

圖6D描繪了沿著線6A-6A得到的、圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的另一截面圖；

圖7A描繪了根據一個或更多個實施例在圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的二維視圖；

圖7B描繪了根據一個或更多個實施例在圖5A和5B中所示的旋轉式真空斷續器組件的另一二維視圖；

圖8是顯示了根據一個或更多個實施例的操作過電流保護組件的方法的流程圖；

圖9是顯示了根據一個或更多個實施例的制造過電流保護組件的方法的流程圖；

圖10是顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解；

圖11是進一步顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解；且

圖12是進一步顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解。

在附圖以及公開的實施例的以下詳細描述中，為圖中所示的各種元件提供了參考標號。各個參考標號的最左側的數字(一個或多個)對應于其元件在圖中第一次顯示的圖。

部件列表：

10 真空斷續器

12 絕緣構件

14 金屬端板

16 金屬端板

20 固定電極

22 可動電極

24 波紋管

26 單獨觸頭

28 單獨觸頭

40 促動器

42 絕緣桿

44 柔性連接

46 匯流線

100 真空斷續器

100A 旋轉式真空斷續器

100B 旋轉式真空斷續器

102 促動器系統

102A 促動器系統

102B 促動器系統

402 由單獨的電弧觸頭形成

404 由單獨的電弧觸頭形成

406 電弧觸頭對

406A 電弧觸頭對

408 由單獨的電弧觸頭形成

410 由單獨的電弧觸頭形成

412 電弧觸頭對

414 由單獨的電弧觸頭形成

416 由單獨的電弧觸頭形成

418 電弧觸頭對

420 由單獨的電弧觸頭形成

422 由單獨的電弧觸頭形成

424 電弧觸頭對

426 由單獨的電弧觸頭形成

428 由單獨的電弧觸頭形成

430 電弧觸頭對

432 由單獨的電弧觸頭形成

434 由單獨的電弧觸頭形成

436 電弧觸頭對

440 單獨的主觸頭

442 單獨的主觸頭

446 主觸頭對

446A 主觸頭對

450 端部端子

460 端部端子

470 真空圍殼

472 分壓器

472A 分壓器

502 端蓋

538 電弧觸頭對

540 電弧觸頭對

542 電弧觸頭對

544 電弧觸頭對

602 定子

604 圓柱形轉子

800 方法

802 框

804 框

806 框

808 框

900 方法

902 框

906 框

908 框

910 框

912 框

914 框。

具體實施方式

現在將參照相關附圖描述本公開的各種實施例。可構想備選的實施例而不偏離本公開的范圍。注意到，在以下說明書和附圖中闡述了元件之間的各種連接。除非另外具體指出，這些連接可為直接的或者間接的，且本公開在這方面并不意圖為限制性的。因此，實體的聯接可指代直接的或者間接的連接。

預先要了解的是，雖然本公開包括真空斷續器的詳細描述，但本文所記敘的教導的實施并不局限于特定類型的過電流保護加壓氣體或者敞開空氣組件。相反，本公開的實施例能夠結合現在已知的或者以后開發出的任何類型的過電流保護組件來實施。

如本文中之前提到的，過電流保護組件－諸如電路斷路器－的基本功能是只要在系統的任何部分中出現電氣異常就保護和/或隔絕電氣系統。已知的電路斷路器構造的一個實例是旋轉式觸頭電路斷路器。在已知的旋轉式觸頭電路斷路器構造中，電流從電力線進入電氣系統。電流穿過負載帶而到達固定在帶上的固定的觸頭，且然后到達可動的觸頭。可動的觸頭固定地附連到臂，且臂安裝在可旋轉地安裝在盒中的轉子上。

只要穿過負載帶的電流低于預定的水平，固定的觸頭就保持與可動的主觸頭處于物理接觸，且電流從固定的主觸頭傳送到可動的主觸頭，并且離開電路斷路器而到達電氣系統的下行線構件。然而，如果出現過電流狀態(超過設計負載參數)(例如，短路)，則在固定的和可動的主觸頭對之間產生電磁力。這些電磁力排斥可動的主觸頭遠離固定的主觸頭。因為可動的主觸頭固定地附連到旋轉的臂，該臂樞轉且使可動的主觸頭與固定的主觸頭物理地分開，從而使單元跳脫，斷開電流流動且隔絕下行線構件。

電路斷路器制成不同的大小，從保護單獨的家用電器的小的裝置直至設計為保護供應整個城市的高電壓電路的大型開關設備。電路斷路器觸頭對必須在沒有過量發熱的情況下承載負載電流，而且也必須承受在中斷(斷開)觸頭時產生的電弧的熱量。單獨觸頭由銅或者銅合金、銀合金以及其它高導電性材料制成。單獨觸頭的使用壽命受到由于在中斷電流時的電弧放電引起的觸頭材料侵蝕的限制。當觸頭已經磨損時，通常拋棄小型的和模制管殼電路斷路器，但是電力電路斷路器以及高電壓電路斷路器具有可替換的觸頭或者斷續器。

如本文中之前提到的，當觸頭分開時產生電弧。該電弧必須以受控制的方式被容納、冷卻和熄滅，使得觸頭對之間的間隙可再次承受電路中的電壓。不同的電路斷路器使用真空，空氣，絕緣氣體或者油作為電弧形成于其中的介質。在較高電壓構造中，油電路斷路器依賴于一些油的氣化來吹送油的射流通過電弧。氣體(通常為六氟化硫(SF₆))電路斷路器有時使用磁場拉伸電弧，且然后依賴于SF₆的電介質強度來熄滅拉伸的電弧。空氣電路斷路器可使用壓縮空氣來吹熄電弧，或者備選地，觸頭被迅速擺動到小的密封腔室中，其中，溢出的移位的空氣吹熄電弧。與其它技術相比，真空電路斷路器具有最小的電弧放電，(因為除了已經被氣化的觸頭材料之外，不存在任何東西來電離)，從而當電弧被拉伸非常小的量(小于2–3毫米或者0.079–0.118英寸)時，該電弧熄滅。真空電路斷路器頻繁地用于高達38000伏特的現代中壓開關設備中。傳統的電路斷路器通常能夠在該機構已經被脫扣之后30與150毫秒之間滅弧，這取決于該裝置的使用年限和構造。

現在轉入本公開的概述，本文所公開的主題提供了簡單和高效的多觸頭過電流保護組件，其消除了對用來打開和閉合各個觸頭對的復雜機構的需要。該多個觸頭對可包括專用于吸收電弧電流的一組電弧觸頭對，連同一組專用于吸收系統的主電流的主觸頭對。備選地，多個觸頭對可包括吸收主電流和電弧電流兩者的一組觸頭對。在一個或更多個實施例中，多個觸頭對由移動通過較短的距離(例如，該單個操作元件的圓柱形實施方案的大約?圈或者更少)的單個操作元件基本一致地打開。對于其中主觸頭和電弧觸頭分開的實施例而言，觸頭布置成使得緊接在電弧觸頭打開之前所有的主觸頭打開。電流從主觸頭換向至電弧觸頭。該單個操作元件可實施為圓柱形轉子，且多個觸頭對可沿著轉子的表面布置。圓柱形轉子可實施為整體構造或者其可實施為聯接在一起的多個節段，使得多個節段一致地移動。轉子的打開/閉合動作是旋轉運動，取決于設計選擇，其可小至完整一圈的大約?或者更小。促動器系統移動轉子，并且可在過電流保護組件圍殼內部或者外部提供。在任一促動器構造中，促動器系統可磁性地(例如，線圈和永磁體)移動轉子，從而消除在促動器系統和轉子之間提供物理聯接的需要。取決于構造，液壓、氣動、彈簧、磁性能量或者機構的組合可用于閉合和打開觸頭。

繼續本公開的概述，觸頭對可布置成使得觸頭對中的至少一些形成分壓器。分壓器構造成在單獨觸頭之間分配存在于所有單獨觸頭上的總電壓。該電壓分配容許過電流保護組件在電流零之后立即承受高電壓，這會降低單獨觸頭之間的間隙上的瞬時恢復電壓壓力，從而容許緊湊的圍殼中的較高電壓的中斷。如果過電流保護組件圍殼包括氣體，諸如SF₆，且如果促動器系統被實施為使用磁耦合來旋轉圓柱，則圍殼可忍受較高的壓力，因為不需要通過在與促動器系統的接口處提供氣體密封來解決氣體泄漏。如果過電流保護組件圍殼是真空的，根據Paschen定律，觸頭對的電介質能力將隨著單獨觸頭之間的距離減小而增大。然而，真空閉合的觸頭對在單獨觸頭之間釋放金屬蒸氣，這可起作用來維持電弧以及延遲電流中斷。所公開的分壓器觸頭構造通過在各個觸頭對上具有更小的電壓而自然地解決了單獨的觸頭焊接的技術問題，從而容許使用進一步更小的操作元件。單獨觸頭上的瞬時恢復電壓也通過增大分壓器中的觸頭對的數量而成比例地減小。利用分壓器中的足夠的觸頭對，過電流保護組件可發展到零電流且維持最小的電弧放電。因為公開的過電流保護裝置迅速瓦解電流，其也會加速離中斷的時間。所公開的主觸頭對和電弧放電觸頭對的單獨觸頭可沿著操作元件的表面布置成“相對的”構造，使得第一組主觸頭對在穿過操作元件而切出的二維平面中從第二組主觸頭對偏離大約180度，且使得第一組電弧觸頭對在同一二維平面中從第二組電弧觸頭對偏離大約180度。因此，打開第一和第二主觸頭對的操作元件轉子軸的旋轉在該二維平面中在一個方向上分開第一組主觸頭對，且在該二維平面中的另一方向上分開第二組主觸頭對。類似地，打開第一和第二電弧觸頭對的操作元件轉子軸的旋轉在該二維平面中在一個方向上分開第一組電弧觸頭對，且在該二維平面中在另一方向上分開第二組電弧觸頭對。主觸頭和電弧觸頭對的該“相對的”構造在操作元件轉子軸的中心處自然地平衡了短時力。因此，減少的焊接，低的瞬時恢復電壓，發展到零電流以及低的短時力使得所公開的過電流保護組件設計適用于較高電壓，且適用于在低能量操作器上使用。

圖1是顯示了真空斷續器10形式的過電流保護裝置的已知構造的示意性圖解，該真空斷續器具有金屬端板14，16、絕緣構件12、波紋管24、固定電極20、可動的電極22以及單獨觸頭26，28，它們構造和布置成如圖所示。線性地促動的機構(未顯示)附連到沿著直線方向行進的可動的電極22。真空斷續器10使用各種復雜的形狀的、由銅鉻(典型地為40%對60%混合物)和其它金屬合金制成的觸頭對(例如，單獨觸頭26，28)。因為相同的觸頭導通連續的電流，并且中斷短路，真空斷續器10并非對于任一運行都是最優的。觸頭上的會焊接觸頭的高電壓，以及不平衡的短時力，提高了圖1中所示的構造的成本、裝置覆蓋面積和操作低效性。通常安裝另外的部件，諸如金屬蒸氣觸頭護罩，來收集由焊接或者金屬橋產生的在觸頭分離時爆炸的蒸氣。

圖2是顯示了真空斷續器10A形式的過電流保護裝置的另一已知的構造的示意性圖解，真空斷續器10A具有匯流線46、柔性連接44、絕緣桿42以及促動器40，它們構造和布置成如圖所示。促動器40、絕緣桿42以及柔性連接44在真空斷續器10A外部。使用大的外部促動器40、絕緣桿42和柔性連接44會提高圖2中所示的構造的成本、裝置覆蓋面積和操作低效性。

其它已知的、相對高成本的和復雜的促動器機構包括但不限于拉伸彈簧操作器以及表簧操作器。“快速”操作的彈簧促動的電路斷路器達到設計觸頭距離以及中斷所花費的典型的時間是三個交流電流周期。在一些情況中，裝置設計者有意地延遲斷續器的打開，以便通過容許直流分量在打開之前衰減而節約真空斷續器設計上的成本。整個系統包括復雜的聯接、馬達、并聯跳閘裝置、閂鎖、兩個或者更多個彈簧、凸輪、軸、阻尼器、齒輪或者棘爪組件、絕緣桿以及手動充裝機構，它們全部會限制觸頭對、觸頭打開的速度。彈簧操作的機構典型地在20與60毫秒之間打開。因為零電流彼此隔開120度，最后一極清除的電弧放電時間被進一步延長。

中斷促動器系統也可實施為電磁體，其可典型地在一個交流電流周期之后中斷。結合了電磁中斷促動器的已知的電路斷路器構造包括頂靠在一起的單獨的觸頭。因此，電磁促動器經受100%的電路斷路器短路瞬時閉合和閂鎖力。為此，相對于彈簧操作的促動機構，電磁性地促動的電路斷路器的短路電流限值限制了電磁促動機構的實施。

圖3是顯示了根據一個或更多個實施例的具有促動器系統的過電流保護組件的外部視圖的高層級示意性圖解。圖3中所示的過電流保護組件結合真空斷續器構造來描述。然而，如本文中之前提到的，特定的過電流保護實施例的教導同樣適用于現在已知的或者以后開發的任何類型的過電流保護構造。如圖3中所示，所示的過電流保護系統是真空斷續器100的形式。因為真空斷續器100及其內部促動器系統(未顯示)是獨立的，承載電流的匯流線(未顯示)可直接連接到真空斷續器100。在一個或更多個實施例中，促動器系統也可在真空斷續器100的外部提供。如下文更詳細地描述以及顯示的，真空斷續器100的簡單和高效的構造避免了已知的過電流保護裝置設計的增大的成本、裝置覆蓋面積和操作低效性。

圖4是顯示了圖3中所示的真空斷續器100的另外的細節的旋轉式真空斷續器100A的示意性電氣圖解。如圖所示，旋轉式真空斷續器組件100A包括真空圍殼470、端部端子450，460、促動器系統102、由單獨的主觸頭440，442形成的主觸頭對446，以及各自由單獨的電弧觸頭402，404，408，410，414，416，420，422，426，428，432，434形成的一組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，它們構造和布置成如圖所示。圖1中所示的示意性電氣圖解顯示了主觸頭對446與電弧觸頭對406，412，418，424，430，436之間的并聯的電氣關系，這就意味著電流可通過主觸頭對446(在閉合時)或者電弧觸頭對406，412，418，424，430，436(當全部閉合時)流過真空斷續器組件100A。當所有觸頭都閉合時，電流流過主觸頭對446，因為其電流路徑具有比電弧觸頭對406，412，418，424，430，436提供的電流路徑更低的阻抗。然而，圖1中所示的示意性電氣圖解并沒有顯示之前所述的相對的觸頭構造，該相對的觸頭構造平衡操作元件轉子軸604(圖6A-6D中所示)的中心處的電磁短時力。主觸頭和電弧觸頭的相對的構造由圖6A-6D更完整地示出，下文中更詳細地描述了圖6A-6D。控制器(未顯示)控制促動器系統102，并且也位于真空圍殼470內。備選地，控制器可位于真空圍殼470外部，這可要求對真空圍殼470的不動的連接點(未顯示)。電弧觸頭對406，412，418，424，430，436串聯地構造以形成分壓器472，其實際上在單獨的電弧觸頭402，404，408，410，414，416，420，422，426，428，432，424之間分配應用在該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436上的總系統電壓。主觸頭對446與該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436成并聯關系。雖然圖4顯示了一個主觸頭對和一組電弧觸頭對，但是可提供多個主觸頭對和多組電弧觸頭對。

如下文中更詳細地論述的，圖4中所示的主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436可沿著圓柱形轉子604(圖6A-6D中示出)的表面而布置，使得當促動器系統102轉動轉子604時，主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436基于轉子604被轉動的方向或者被打開或者被閉合。主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436布置在轉子表面上，使得緊接著該組電弧觸頭對被閉合之后，主觸頭對被閉合。類似地，緊接著主觸頭對446被打開之后，該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436被打開。通過使用單個轉子(例如，圖6A-6D中所示的轉子604)來閉合/打開觸頭對，本公開事實上消除了單獨的觸頭打開之間的時間延遲。此外，因為分壓器472容許高系統電流被吸收，剛剛在觸頭閉合之前，全部系統電壓出現在該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436上。隨著單獨觸頭之間的間隙中止，隨后的電弧放電可將單獨觸頭焊接在一起。然而，因為全部系統電壓都在該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436上，觸頭點處的熔融的程度降低。分壓器472可通過串聯地布置觸頭對來實施，這會成比例地增大觸頭分離速度。因為轉子604在兩個方向上使單獨觸頭分離，從任何可能已形成的金屬橋產生的電弧被最小化。

因為真空斷續器100A需要較小的力來分開觸頭對，促動器系統102可實施為具有線圈和永磁體的電磁體。控制器(未顯示)控制電磁體，并且也位于真空圍殼470內。備選地，控制器可位于真空圍殼470外，這將需要穿過真空圍殼470的不動的連接點(未顯示)。在這種構造中，穿透真空圍殼470的控制線將仍然具有比現有技術的波紋管設計更低的泄漏率，因為其是不動的連接點。當將控制器定位在真空圍殼470內時，通向線圈的線必須被絕緣(例如，具有陶瓷覆層)，因為傳統的線產生可損壞真空圍殼470的氣體。因為在真空斷續器100A中分開觸頭對所需的分開力與分壓器472中的觸頭對的數量成比例，且因為分壓器472中的觸頭對的數量可持續地增大，分開觸頭對所需要的力可被驅動至足夠小，從而促動器系統102的電磁實施方式可位于真空圍殼470外部，使得促動器系統102的磁場穿透真空圍殼470來控制觸頭對的打開和閉合。因為轉子鐵芯(圖6A-6D中所示的轉子604)和移動它的磁體之間的空氣間隙更大，對于促動器系統102的外部電磁實施方式而言，將需要相對更大的磁體。在這種情況下，穿透真空圍殼470的磁場并非泄漏點。

圖5A和5B顯示了旋轉式真空斷續器100B，其是圖3中所示的真空斷續器組件100以及圖4中所示的旋轉式真空斷續器組件100A的更詳細的實施方式。圖5A和5B基本相同，只是圖5A提供了分壓器472的更好的顯示，而圖5B提供了由單獨的主觸頭440，442形成的主觸頭對446的更好的顯示。旋轉式真空斷續器組件100B包括真空圍殼470，端部端子450，460，端蓋502，由單獨的主觸頭440，442形成的主觸頭對446，以及各自由單獨的電弧觸頭(例如，圖4中所示的402，404，408，410，414，416，420，422，426，428，432，424)形成的一組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544，它們如圖所示來構造和布置。電弧觸頭406，412，418，424，430，436，538，540，542，544構造成形成分壓器472(在圖7B中示出)，其實際上在單獨的電弧觸頭(例如，圖4中所示的402，404，408，410，414，416，420，422，426，428，432，424)之間分配在該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544上施加的總系統電壓。由單獨的主觸頭440，442形成的主觸頭對446與該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544處于并聯關系。主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544沿著轉子604的表面布置(圖6A-6B中示出)，使得當促動器系統102(圖4中示出)轉動轉子604時，主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544基于轉子604被轉動的方向或者被打開或者被閉合。主觸頭對446和該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544布置在轉子表面上，使得在緊接著該組電弧觸頭對閉合之后，主觸頭對閉合。類似地，緊接著主觸頭對446打開之后，該組電弧觸頭對406，412，418，424，430，436，538，540，542，544打開。

圖6A-6D描繪了圖5A中所示的旋轉式真空斷續器100B的沿著線6A-6A得到的截面圖。因此，圖6A-6D在平面中描繪了真空斷續器100B，該平面穿過轉子604切出，且提供了主觸頭對446與主觸頭對446A之間、以及電弧觸頭對406與電弧觸頭對406A之間的相對的觸頭構造的更完整的圖示。圖6A-6D顯示了在中斷電流路徑的多個階段期間的旋轉式真空斷續器100B。如圖6A-6D中所示，旋轉式真空斷續器100B包括真空圍殼470，促動器系統102B，定子602，轉子604，主觸頭對446，446A，以及電弧觸頭對406，406A，它們構造和布置成如圖所示。轉子604和定子602相對于彼此移動，以便打開和閉合連接在轉子604與定子602之間的觸頭對。對于圖6A-6D中所示的實施例而言，定子602是固定的，且轉子604由促動器系統102B旋轉。在備選的實施例中，定子602可為旋轉元件，而元件604可為固定的元件。在另外的備選的實施例中，兩個元件602，604都是可動的。在圖6A中，主觸頭對446，446A和電弧觸頭對406，406A是閉合的。雖然僅顯示了電弧觸頭對406，406A，但是要理解，圖6A-6D中所示的電弧觸頭對406，406A的多個運動關于旋轉式真空斷續器100B的所有電弧觸頭對發生。通過真空斷續器100B的電流將流過主觸頭對446，446A，因為僅存在兩組主觸頭對，且主觸頭對446，446A提供用于電流的最低阻抗路徑。在圖6B中，促動器系統102B已經啟動了轉子604的逆時針旋轉運動，使得主觸頭對446已在第一方向610上打開，而主觸頭對446A已在第二方向612上打開。轉子604的逆時針旋轉運動移動電弧觸頭對406，406A，而旋轉運動的距離不足以打開它們。在圖6C中，促動器系統102B繼續實現轉子604的逆時針旋轉運動，使得電弧觸頭對446開始在第三方向614上分開，且電弧觸頭對446A開始在第四方向616上分開。在圖6D中，促動器系統102B繼續實現轉子604的逆時針旋轉運動，使得主觸頭對446，446A和電弧觸頭對406，406A全部打開，而電流已中斷。

圖7A和7B描繪了旋轉式真空斷續器100B的二維視圖，其顯示了通過旋轉式真空斷續器100B的電流路徑。更具體而言，圖7A顯示了當它們閉合時通過主觸頭對的電流路徑，而圖7B顯示了當電弧觸頭對閉合時通過形成分壓器472，472A的電弧觸頭對的電流路徑。

圖8描繪了流程圖，其顯示了根據一個或更多個實施例的、用于操作過電流保護組件的方法800。圖8中所示的操作順序是為了方便，且要理解的是，所示的操作可以另一順序來執行而不會偏離本公開的范圍。此外，可省略圖8中所示的一些單獨的操作，或者可增加圖8中未顯示的一些操作，而不會偏離本公開的范圍。方法800的框802啟動了機構的第一操作元件相對于機構的第二操作元件的單個運動。框804使用該單個運動斷開了第一組單獨觸頭與第二組單獨觸頭之間的多個電氣路徑。框806啟動了第一操作元件相對于第二操作元件的另一單個運動。框808使用該“另一”單個運動斷開至少一個第一主觸頭與至少一個第二主觸頭之間的多個電氣路徑。在一個或更多個實施例中，第一組和第二組單獨觸頭的單獨觸頭布置在分壓器構造中。實際上，由第一組和第二組單獨觸頭中的單獨觸頭形成的分壓器在單獨的觸頭之間分配第一組和第二組單獨觸頭上存在的總電壓。例如，如果斷續器上的總電壓是15000伏特，20個串聯的布置的觸頭表面各自具有750伏特。

圖9描繪了流程圖，其顯示了根據一個或更多個實施例的用于制造過電流保護組件的方法900。圖9中所示的操作順序是為了方便起見，且將理解的是，操作可以另一順序執行而不會偏離本公開的范圍。此外，可省略圖9中所示的一些單獨的操作，或者可增加圖9中未顯示的一些操作，而不會偏離本公開的范圍。方法900的框902提供了具有第一操作元件和第二操作元件的機構。框904將第一操作元件聯接到第一組單獨觸頭。在一個或更多個實施例中，第一組單獨觸頭的單獨觸頭布置在分壓器構造中。框906將第二操作元件聯接至第二組單獨觸頭。在一個或更多個實施例中，第二組單獨觸頭的單獨觸頭布置在分壓器構造中。實際上，由第一組和第二組單獨觸頭的單獨觸頭形成的分壓器在單獨觸頭之間分配存在于第一組和第二組單獨觸頭上的總電壓。框908構造了促動器系統來啟動第一操作元件相對于第二操作元件的單個運動，其中，第一操作元件相對于第二操作元件的單個運動斷開第一組單獨觸頭和第二組單獨觸頭之間的多個電氣路徑。

繼續方法900，框910將第一操作元件聯接到至少一個第一主觸頭。框912將第二操作元件聯接到至少一個第二主觸頭。框914進一步構造促動器系統來啟動第一操作元件相對于第二操作元件的另一單個運動，其中，第一操作元件相對于第二操作元件的該另一單個運動斷開至少一個第一主觸頭與至少一個第二主觸頭之間的至少一個電氣路徑。

圖10是顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解。更具體而言，圖10顯示了雙斷開真空電路斷路器(VCB)相對于單斷開VCB的改進的擊穿可能性分布。該實施例高效地在一個斷續器組件中設置兩個或者更多個斷開。根據本公開的一個或更多個實施例，通過沿著旋轉軸設置觸頭對，消除了對用來打開/閉合觸頭的復雜的聯接的需要。此外，通過以分壓串聯布置沿著旋轉軸設置許多個觸頭對(例如，電弧觸頭對)，連同相對于串聯觸頭對可選地設置成并聯構造的其它觸頭對(例如，主觸頭對)，可供應顯著地高于系統電壓和/或電流負載的電壓和/或電流負載。本公開的多觸頭構造要求相對較小的分開距離來中斷電路，且需要較小的力來分開單獨觸頭。

圖11是進一步顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解。更具體而言，圖11顯示了由實施可產生超過系統電壓的電弧電壓的電路斷路器而得到的限流優點。操作器可設計為使得所有三個極以一個磁性控制器為動力(operate off of)來操作，或者三個分開的磁性控制器可被設計為在零電流或者零電壓時打開各個極。當觸頭在零電壓打開時，電流將瞬間地中斷。如由上部的圖解所示，當電弧電壓超過系統電壓時，電流受到限制且被迫使變成零。如底下的圖解所示，因為高電弧電壓限制了電流，代替必須承受全部短路電流若干個周期，電路斷路器中斷可在電弧電壓超過系統電壓之后立即發生。如本文中在之前所述的，根據本公開的一個或更多個實施例，通過沿著旋轉軸以分壓串聯布置設置許多個觸頭對(例如，電弧觸頭對)，連同相對于串聯觸頭對可選地布置成并聯構造的其它觸頭對(例如，主觸頭對)，電弧電壓可超過系統電壓，從而導致電流迅速瓦解。所需的觸頭的數量將是觸頭金屬、觸頭幾何形狀和斷續器內所使用的氣體的函數。

圖12是進一步顯示了一個或更多個實施例的操作優點的圖解。更具體而言，圖12進一步顯示了圖11中所示的限流概念。圖12的上部的圖解顯示了必須在電流中斷發生之前由25千安培(kA)電路斷路器吸收的電弧放電觸頭的電流周期的數量(5)。圖12的底下的圖解顯示了必須在電流中斷發生前由限流的電路斷路器吸收的電流周期的數量。如在底下的圖解中所示，限流的斷路器吸收交流電流的一個周期的一個循環的僅僅一部分。為了便于比較，必須在電流中斷發生前由25kA電路斷路器吸收的電流周期的數量(5)由底下的圖解中的點劃線曲線示出。根據本公開的一個或更多個實施例，通過沿著旋轉軸布置觸頭對，消除了對用來打開/閉合觸頭對的復雜的聯接的需要。這就容許許多觸頭(例如，電弧觸頭對)布置成分壓串聯構造，連同不需要分級電容器的其它觸頭對(例如，主觸頭對)。觸頭能夠相對于串聯觸頭對可選地布置成并聯構造，從而適應較高的電流負載。當足夠的觸頭串聯地布置，電路斷路器可針對電流限值而設計。因此，如圖12所示，本公開高效地且有效地利用了通過提供限流的過電流保護組件而得到的操作效率。

因此，從以上描述和示意中可以看出，本公開的一個或更多個實施例提供了技術特征和優點。通過在轉子上以分壓構造提供多個觸頭對(例如，電弧觸頭對)，且通過借助于轉子相對于定子的旋轉促動單獨的觸頭彼此進入及離開接觸的運動，本公開的系統和方法消除了對波紋管和密封的需要，從而消除了通過波紋管和密封從斷續器腔室泄漏的可能性。因為電壓在彼此串聯的若干單獨的電弧觸頭對上分配，使焊接最小化。中斷能力增強，因為串聯地布置的觸頭對分配可在零電流之后再點燃觸頭上的電流的瞬時恢復電壓。串聯地布置且具有優化的材料的電弧觸頭對容許跨過所有觸頭的較高的總體電弧電壓，從而最小化電流截斷。一個或更多個實施例對電弧放電觸頭的較高觸頭溫度的容忍容許主觸頭對以高傳導性材料實施。高傳導性材料容許設計具有較低的溫度或者用于主觸頭的更小的導體。因為本公開沿不同的方向(例如，圖6B和6C中所示的610，612，614，616)分開觸頭，形成或者產生金屬橋或者焊接的傾向被最小化。因此，消除了對防焊接材料（以便提高再沖擊性狀）的需要，從而消除了可通過焊接和隨后這些焊接的斷開而產生的設計凹點、橋和粗糙表面。操作器能量可減少，因為焊接力將受限制。

圖中的流程圖和框圖顯示了根據本公開的多種實施例的系統和方法的可行的實施方式的功能和操作。在一些備選的實施方式中，框中所提到的功能可不按照圖中所提到的順序來發生。例如，順序地顯示的兩個框事實上可基本同時執行，或者框有時可以相反的順序執行，這取決于所涉及的功能。

用語“約”意圖包括與基于提交本申請時可獲得的設備的特定量測量相關的誤差程度。例如，“約”可包括給定值的±8%或者5%，或者2%的范圍。

本文中所使用的用語僅用于描述特定實施例的目的，且并不意圖限制本公開。如本文所用，單數形式“一”和“該”意圖也包括復數形式，除非上下文清楚地另有所指。進一步將了解的是，在該說明書中使用時，用語“包括”和/或“包含”表示存在所述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或構件，但是并不排除存在或者添加一個或更多個其它特征、整數、步驟、操作、元件構件和/或它們的組。

雖然已結合僅有限數量的實施例詳細描述了本公開，但應當容易地理解，本公開并不局限于這樣的公開的實施例。相反，可修改本公開來結合此前未描述但是與本公開的精神和范圍相稱的任意數量的變型、備選方案、替換或者等效布置。此外，雖然已經描述了本公開的多個實施例，但是要理解，本公開的方面可包括所述的實施例中的僅一些。因此，本公開不應視為由前述描述限制，而是僅僅由所附的權利要求的范圍來限制。