CN103069523A - 具有灭弧单元的开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于DC应用的开关（1），其包括两个具有第一接触区域（21，22）的固定导电触头（2），一个具有两个第二接触区域（31，32）的可移动导电桥（3），以及两个灭弧单元（41，42），上述两个第二接触区域（31，32）在导通状态下与两个第一接触区域（21，22）连接，在关断状态下与两个第一接触区域（21，22）断开，该灭弧单元（41，42）用来熄灭在该第二接触区域（31，32）与该第一接触区域（21，22）断开之后，在该第一和第二接触区域（21，22，31，32）之间产生的电弧（51，52），其中，从每个第一接触区域（21，22）延伸至相应的灭弧单元（41，42）内部的第一导电电弧引导元件（61）和至少一个延伸至灭弧单元（41，42）内部的第二导电电弧引导元件（62）具有适当的形状以将电弧（51，52）从可移动桥（3）的每个第二接触区域（31，32）引导至灭弧单元（41，42）内部，其中至少两个永磁磁体（71，72）被适当的布置为邻近于该第一和第二接触区域（21，22，31，32），以提供适于帮助将电弧（51，52）引导至灭弧单元（41，42）内的磁场（B），其中第二电弧引导元件（62）的至少部分（621，622）由导磁材料形成，其作为永磁磁体（71，72）的背铁被连接于永磁磁体（71，72），以增加永磁磁体（71，72）之间的磁场（B）的强度。

Description

具有灭弧单元的开关单元

技术领域

本发明涉及一种具有灭弧单元的开关单元，当一电弧出现于开关内部时，该开关单元能够快速和可靠地熄灭电弧。

背景技术

电气开关在闭合状态（导通状态）下能够提供一导电路径。为了中断该流动的电流，开关被断开（关断状态）。由此开关切换连接或断开两个触头。如果触头彼此断开，电流流动通过连接部直到连接部被断开。当一个通常在空气中工作的感应电路被关断时，电流不能瞬时跳转到零；将形成一个短暂的跨越分离的触头的电弧。电弧是由于电流流动通过例如空气的常规的不导电介质造成的气体被电击穿的现象，其形成了一个进行中的等离子体放电。在AC电力下工作的开关中的电弧至少会在AC电压的零点熄灭。与施加AC电的开关相比，在DC电力下工作的开关中电弧的发生和稳定性更高。不希望的或者非故意的电弧能够对例如开关的电子设备产生有害的影响。如果一个电路具有足够的电流和电压（一般大于1A并且大于50V），那么电弧将不能够自行熄灭。这样持久的电弧将损坏开关内部的接触点（腐蚀该触头）。另外，还存在以下风险：电弧可能触及开关的外部，从而引发对设备的损伤，例如对于人员和设备造成危险的熔化导体，破坏绝缘体和起火。因此特别是DC开关，通常被设计为在开关内部包含所谓的灭弧单元，并且通过该灭弧单元熄灭电弧。

文件EP1884969公开了一种接触器，该接触器具有两个固定触头和一个用来连接固定触头的接触桥，其作为一个适用于DC电流的特别示例，具有灭弧腔，该灭弧腔用来熄灭在断开多个触点以中断电流流过多个触点时产生的电弧。该接触器包括永磁磁体和电磁体的组合体，从而将电弧从触点引导至一通过空气间隙与触点分离的电弧引导板中，其中设置永磁磁体的目的是为了迫使电弧跃迁穿过作为电弧通向熄灭腔路径上的势垒的该空气间隙。该电磁体被连接至电弧引导板和固定触头上，以驱动电弧沿着电弧引导板朝着灭弧腔运动。电磁体根据流过其的电流的大小提供该驱动磁场，该电流大小取决于电弧的性质，该性质是可以变化的。理想的是获得一个具有最少必需元件数量的开关。更加理想的是获得在可预测的和稳定的条件下尽可能快地熄灭电弧的开关。

发明内容

发明的一个目的是提供一种适用于DC应用的简单的开关，在其中产生的电弧能够以快速、可靠、可预测的方式被熄灭。

该目的是通过一适于应用于DC应用的开关而解决的，该开关包括两个具有第一接触区域的固定导电触头、一具有两个第二接触区域的可移动导电桥、以及两个灭弧单元，其中两个第二接触区域用来在导通状态下与两个第一接触区域连接并在关断状态下与两个第一接触区域断开，该灭弧单元用来熄灭在第二接触区域从第一接触区域处断开后第一和第二接触区域之间产生的电弧，其中一第一导电电弧引导元件从每个第一接触区域延伸至相应的灭弧单元中，以及至少一个延伸至灭弧单元中的第二导电电弧引导元件被形成为适当的形状，从而将电弧从可移动桥的每个第二接触区域引导至灭弧单元，其中至少两个永磁磁体被适当地布置为邻近第一和第二接触区域，以提供适于帮助将电弧引导至灭弧单元中的磁场，其中至少部分的第二电弧引导元件由导磁材料形成，其作为永磁磁体的背铁连接于永磁磁体，以增加永磁磁体之间的磁场强度。

根据本发明的开关可以是任何的包括通过一可移动导电桥相互连接的两个固定导电触头的开关。这样的开关可以是例如接触器、断路器、高电流开关或电路断路器。该开关应当适合于DC应用，但是也可以适合于AC应用。该第一和第二接触区域是指第一固定触头和可移动桥的区域，上述两个区域在开关闭合时直接接触。在闭合状态下，电流由一个第一触头至另一个第一触头流动通过开关（这种状态也被称为导通状态）。术语“导电的”是指相应部件的电传导性。术语“导电桥”是指任何种类的部件，其适合于通过该桥的导电材料电连接两个相互分离的第一接触区域，该导电材料至少在该桥表面上的面向两个第一接触区域的两个第二接触区域之间建立足够的导电路径。将该桥向第一触头移动以闭合开关，将该桥朝向远离第一触头区域的方向移动以断开该开关，从而中断电流从第一接触区域至另一个第一接触区域流动通过该开关（也被称为关断状态）。这种移动可以被手动触发或者使用电气切换电力，该电气切换电力可以远远低于由该开关向连接到该开关的设备提供的电力。该接触区域可以具有任何适当的形状。该接触区域的形状可以在一个延伸的二维区域和一个非常小的点状区域之间的范围变化。该固定触头、接触区域和桥的材料可以是任何适当的具有电学传导性的材料。

该灭弧单元可以是任何适当的可熄灭被引入这个灭弧单元中的电弧的单元。在一个实施例中，该灭弧单元包括多个位于第一和第二电弧引导元件之间的相互平行排布的分弧器，其中永磁磁体延伸至靠近该分弧器。术语“靠近”是指一个具有一个或几个毫米量级的距离。这样，直到电弧进入灭弧单元，电弧都将受到洛仑兹力，从而进一步降低用于灭弧的时间。如果在开关内部的可用空间充足，那么优选将永磁磁体延伸至更加接近灭弧单元，甚至是延伸至灭弧单元内部。该分弧器可以是V形的。该电弧将被分解为多个存在于相邻的分弧器之间的若干子电弧。因此，由于分弧器数量的因素使得维持一个通过所有的分弧器的电弧所需的电压增加了，这造成击穿电压大于原有电压，从而导致灭弧。该分弧器安装在一绝缘材料中，该绝缘材料同时也支撑该第一和第二电弧引导元件。该（第一和第二）电弧引导元件可以具有任何合适的形状以向灭弧单元引导一电弧。该电弧引导元件可以为具有三维轮廓的板。在一个实施例中，电弧引导元件的厚度或者宽度可以变化。第一和第二电弧引导元件之间的距离可以根据至第一和第二接触区域的距离的增加而增加。

通过在第一和第二接触区域相对两侧上靠近（邻近）第一和第二接触区域排布的永磁磁体提供的磁场，电弧被朝向灭弧单元驱动。永磁磁体为由被磁化且建立自身稳定磁场的材料制成的物体。作为一个永磁磁体的例子，该磁体可以包括Fe,Ni,Co或者包括Fe,Co,Ni的合金，这些材料具有提供一个强大而稳定的磁场的较大矫顽力。该永磁磁体的排布方式为：在一个至少环绕开关断开状态下的第一和第二接触区域的空间内相对设置的永磁磁体之间提供一基本均匀的磁场，其中磁场的方向适合于向电弧施加洛仑兹力以驱使电弧朝向灭弧单元移动。驱动电弧至灭弧单元内所需要的时间取决于磁场的强度、均匀性和方向，该方向与电弧应当被驱动的方向和电弧中电流流动的方向有关。电弧内部电流的方向由开关的安装确定。其次，灭弧单元优选排布在垂直于接触区域之间建立的电弧内部的电流方向的方向上，以使施加在电弧上的磁力最大化。第三，永磁磁体优选的排布方式为，提供一垂直于电流流动方向和电弧希望的驱动方向的磁场，该磁场具有所需的取向以将电弧驱动至灭弧单元。因此该永磁磁体优选成形为一基本平行于可移动桥的移动平面延伸的元件，更优选的是永磁磁体被形成为像薄板的形状。开关内部的可利用空间是有限的，因此薄板仅占据小体积是有利的。这时，移动平面由包括开关处于关断状态下的第一和第二接触区域的平面构成。永磁磁体之间的距离能够根据永磁磁体所使用的磁性材料进行变化。为了得到一定的所需磁场，在使用具有较弱磁力的磁铁的情况下该距离应当较小，反之亦然。永磁磁体的高度适用于提供一磁场，该磁场优选为在电弧引导元件之间的尽可能接近均匀的磁场。在一均匀磁场下，可以获得最优化的朝向灭弧单元的电弧的运动状态。在一固定的永磁磁体间距下，为了进一步增加某一磁体材料的磁场，在永磁磁体之间的第二电弧引导元件作为永磁磁体的背铁与永磁磁体接触。为了引导磁通量通过第二电弧引导元件，在永磁磁体之间排布的第二电弧引导元件的至少一部分必须由导磁材料形成。在一替换实施例中，第二电弧引导元件可以全部由导磁材料形成。术语“导磁材料”是指所有的导磁材料，不论磁导率的强度。合适的导磁材料被本领域技术人员所熟知。优选的材料为具有高磁导率的铁磁材料，例如Fe，Ni，Co或包括Fe，Co，Ni的合金。作为一个例子，在一个适用于DC1500V电压，30A电流的开关，相对设置的永磁磁体的距离约为8mm。对于预计应用于更大电流的器件，相对设置的永磁磁体的距离将增加。第二电弧引导元件和永磁磁体之间的接触优选为通过将永磁磁体接附于第二电弧引导元件实现，二者的固定在一起通过磁力或者使用本领域技术人员在本发明范围之间选择的其他合适的手段（例如螺栓连接、夹紧连接、焊接、钎焊等）实现。在一个实施例中，为了提供一基本均匀的、方向基本垂直于由第一接触区域延伸至第二接触区域的电弧中电流的方向的磁场，开关包括4个平板形的永磁磁体，其被设置为两对磁体，每对磁体相对设置并覆盖两对第一和第二接触区域的范围。

由于施加于电弧的强磁场将相比于现有技术中的器件更快地驱动电弧至灭弧单元中，本发明中所述的开关能够短时间内熄灭电弧。此外，第一电弧引导元件与第一接触区域直接接触将避免对于电弧朝向灭弧单元运动中的如空气间隙的阻碍势垒。接近第一和第二接触区域排布的永磁磁体可以使用较小的和进而更便宜的磁性材料。根据本发明的开关的设计可以仅使用永磁磁体来提供一个具有快速和可靠的熄灭电弧功能的开关。进一步，由于使用永磁磁体向任何电弧提供确切已知的磁场，电弧以可预期的方式被熄灭。

在另一实施例中，永磁磁体可拆卸的安装于第二电弧引导元件上。这样可以使这些第二电弧引导元件还能够用于如AC应用的其他应用中，在上述应用中不需要永磁磁体。该永磁磁体能够容易地被去除或者该永磁磁体能够被常用于AC开关的槽电机（slot motor）所替代。术语槽电机指多个金属板，其与永磁磁体的排布方式相同，但是不具有永磁性。在AC开关的情况下，该槽电机应当向可移动桥提供转换力。

在另一个实施例中，该第二电弧引导元件的永磁材料包括一包覆层；优选永磁材料为被包覆的铁。该包覆层使得第二电弧引导元件被具有足够的抵御环境影响的电学性能和/或阻抗性能的材料包覆。在一优选例中，该包覆层由提供腐蚀防护的材料（例如镍包铁）形成。

在另一实施例中，开关包括一具有适当形状的第二电弧引导元件，其从一灭弧单元延伸至另一灭弧单元。单一第二电弧引导元件实现了更快和更可靠的开关安装，这是因为单一的第二电弧引导元件可以被作为背板以安装可移动桥，且需要用于两个分离的第一和第二接触区域的永磁体能够更准确地彼此对准。在一优选实施例中，第二电弧引导元件的形状包括一个凹部，其适用于容纳在关断状态下的可移动桥。该凹部实现了电弧从位于桥上的第二接触区域向第二电弧引导元件的平稳移动，使得灭弧更加快速。术语“凹部”指所有这样类型的凹腔，其中第二电弧引导板被设置为：与第二电弧引导板上邻近于这个凹部区域的部分相比，第一接触区域相对的区域与第一接触区域之间的距离更大。在与第一接触区域相对的区域内的第二电弧引导板轮廓的形状可以是具有基部区域和侧壁区域的U型。优选侧壁区域具有一高度，该高度与在关断状态下可移动桥朝向第一接触区域的表面的高度相等。

在另一实施例中，第二电弧引导元件的形状同时适用于槽电机替代永磁磁体的开关中。因此，相同的第二电弧引导元件必须包括能够安装永磁电机和槽电机两者的装置。作为一个例子，这样的装置可以是突出部，永磁磁体能够被放置于该突出部上（同时通过磁力被安装于第二电弧引导元件上）并且该槽电机可以被夹紧于该突出部上。这样使得同样的第二电弧引导元件能够应用于DC开关和AC开关，满足了仅用一种制造设备来制造用于不同应用类型第二电弧引导板的需求，进而使得制造成本下降。

在另一个实施例中，第二电弧引导元件包括一个倾斜区域以引导电弧远离永磁磁体，该倾斜区域从与关断状态下的可移动桥的第二接触区域邻近的点朝向灭弧单元延伸。在没有任何的引导下，电弧可能接触开关的侧壁，特别可能接触永磁磁体并且最终导致永磁磁体消磁的损坏，其将阻碍进一步的灭弧。因此，阻止电弧接触侧壁和/或永磁磁体是有益的。在一优选实施例中，该倾斜区域延伸至灭弧单元内，以防止任何与永磁磁体或者甚至延伸接近灭弧单元的永磁磁体外边缘的接触。除了永磁磁体的边缘，永磁磁体之间的磁场至少基本上是均匀的。但是，在永磁磁体的边缘上，磁力线不再是平行排列的，使得施加于电弧的朝向灭弧单元的磁力被明显减弱。如果使得电弧接近这些边缘，电弧将被钉扎在边缘。因此，为了实现快速灭弧，将倾斜区域延伸至灭弧单元内部是更有利的。倾斜区域的形状可以根据开关、永磁磁体和灭弧单元的形状而改变。斜倾斜区域可以形成为宽度较大的区域（例如第二电弧引导元件接近于可移动桥的区域和位于灭弧单元内的区域）之间的小桥。该桥的最小宽度取决于桥的所需电流载荷能力，该所需电流载荷能力根据开关的操作条件和相应预期的电弧获得。本领域技术人员根据该开关的已知材料性质和已知操作条件，能够得到所需电流载荷能力和桥的相应最小宽度。桥的厚度可以和第二电弧引导元件的其他部分的厚度相同。桥的上表面可以被设置为平面的。但是优选使用具有弯曲轮廓的上表面的桥，其在桥的中部提供了抬升部。电弧将总是沿着与第一电弧引导元件具有最小距离的路径行进，该最小距离由桥的抬升区域的路径而限定。因此，一个位于桥中部的抬升部进一步改善对电弧朝向灭弧单元的引导，并且将进一步减小电弧接触开关的灭弧单元外的其他部件的风险。作为一个例子，在倾斜区域为桥的情况下，这些桥的宽度可以为3-4mm并且桥中部的弯曲轮廓的宽度可以为1mm。弯曲轮廓相对于相应的平面的高度大约为1mm。

在另一实施例中，该开关进一步包括至少一个盖单元，其优选由电绝缘材料形成，更加优选由塑料材料形成，该盖单元至少部分的覆盖至少一个永磁磁体。该盖单元将进一步防止永磁磁体与电弧产生接触，以避免任何由感应热造成的对永磁磁体的损坏和/或消磁效应，这将妨碍进一步的灭弧。该盖进一步防止任何永磁磁体与第一触头和/或第一电弧引导元件之间的电接触。该盖单元能够与包括倾斜区域的第二电弧引导元件或者不包括倾斜区域的第二电弧引导元件组合使用。该盖单元将为永磁磁体提供足够的保护，第二电弧引导元件之中的倾斜区域仅为可选的。为了防止电弧在其朝向灭弧单元内部的路径上被钉扎，适当形状的盖单元还将防止电弧处于接近永磁磁体边缘的位置。盖单元的材料应当是电绝缘材料，例如塑料。

在一优选实施例中，至少一个盖单元包括至少一个适应于至少一个永磁磁体形状的腔体，以将该腔体施加于该永磁磁体上，优选通过滑动配合方式。该用于永磁磁体的盖单元支持永磁磁体至第二电弧引导元件的固定。该永磁磁体能够通过将该永磁磁体接附于第二电弧引导元件的顶面或者侧面上而简易地连接于第二电弧引导元件。通过其上具有相应相对设置的腔体以将永磁磁体固定就位的盖单元，将永磁磁体固定于所需位置上以在相对设置的永磁磁体之间提供一个基本均匀的磁场。该盖单元可以通过适当的方法（滑动配合，螺栓连接，夹紧连接等）被安装于开关的其他元件上以被固定。

在一个优选实施例中，仅一个盖单元包括用来容纳所有永磁磁体的腔体，该腔体具有适当的形状以通过磁力将第二电弧引导元件与上述盖单元的腔体中的永磁磁体连接。该腔体可以被形成为开口的空腔，其中永磁磁体可以与第二电弧引导元件相接触。

在另一实施例中，盖单元的形状和/或盖单元的腔体的形状同时也适用于包括替代永磁磁体的槽电机的开关。在此，该腔体必须形成按照需求能够容纳永磁磁体和槽电机两者。这样使得同样的盖单元能够应用于DC开关和AC开关中，满足了仅使用一种生产设备制造用于不同应用类型的盖单元的需求，从而降低了制造成本。

附图说明

通过参考下文中描述的实施例的阐述，本发明的这些和其他方面将是显而易见的。

图1：根据本发明的一个开关的实施例的侧视图。

图2：接附于第二电弧引导元件的（a）被盖单元覆盖，以及（b）未被覆盖的永磁磁体的实施例的透视图。

图3：接附有槽电机的图2中的第二电弧引导元件的透视图，其中（a）槽电机被图2所示的盖单元覆盖，以及（b）未被覆盖。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个适用于DC应用的开关1的实施例的侧视图。该开关1包括两个具有弯曲形状的固定导电触头2，该固定导电接触2具有两个第一接触区域21，22，设置于左侧的固定触头上的一个第一接触区域21和设置于右侧导电触头2上的另一个第一接触区域22面向一带有两个第二接触区域31，32的可移动的导电桥3，两个第二接触区域31，32面向相应的第一导电区域21，22。此处所示为开关1关断状态的例子，其中两个第二接触区域31，32与两个第一接触区域21，22断开。在之前的导通状态中，通过与固定触头2相接触的导电桥3，电流I由左侧第一接触区域21流向右侧第一接触区域22。在桥3从第一固定触头2远离的期间，电弧51，52产生于每个第一和第二接触区域21，22，31，32之间。为了消除(熄灭)该电弧51，52，两个灭弧单元41，42通过第一导电电弧引导元件61和至少一个第二导电电弧引导元件62被连接到第一和第二接触区域21，22，31，32，该第一导电电弧引导元件61从每个第一接触区域21，22延伸至相应的灭弧单元41，42中，该至少一个第二导电电弧引导元件62延伸至灭弧单元41，42中，其具有适合的形状以将电弧51，52从可移动桥3的每个第二接触区域31，32引导至灭弧单元41，42中。通过使用在第一和第二电弧引导元件61，62之间平行设置的多个分弧器8（在这些实施例中使用8个分弧器），电弧51，52将在灭弧单元41，42内部熄灭。分弧器的设置导致在左侧灭弧单元41内部将原始电弧51分成几个子电弧，这导致维持电弧所需的电压超过开关所提供的电压。随后，电弧将被熄灭。分弧器的数量和施加的电压仅仅是一个例子。对于其他工作电压，灭弧单元的结构需要进行调整。快速熄灭电弧51，52需要一个驱使电弧从该第一、二接触区域21，22，31，32到该灭弧单元41，42的力。这个力由两对永磁磁铁71，72提供，其中每一对永磁磁铁71，72中的两个永磁磁铁被布置为相对地邻近每个第一和第二接触区域21，22，31，32，并且被平行地对齐以向电弧51，52提供均一的磁场。电流流动的方向由虚线箭头I表示。根据特定开关中电流流动的方向，必须选择适当的磁场方向以获得作用于电弧51，52上的方向朝向灭弧单元41，42的力。由于第一电弧引导元件61被连接到第一接触区域21，22，因此电弧能够沿着第一电弧引导元件61向灭弧单元41，42移动。可移动桥在移动过程中将被引导以沿着导向装置33打开或者关闭桥。所示的导向装置33仅是可移动桥3的适当的导向装置的一个可能的示例。桥3的导向装置使得第二电弧引导元件62能够置于接近桥3的位置（在图1中表示为P），进而使得电弧51，52能够容易地通过桥3被传导至第二电弧引导单元62。为了获得电弧传导至第二电弧引导元件62的平稳过渡，可移动桥在关断状态下的位置位于第二电弧引导元件62的凹部623中，该凹部623与可移动桥3的形状相适应。在图1所示的实施例中，第二电弧引导元件62被提供为一个单一元件。在其它实施例中，第二电弧引导元件62可以包括两个或更多的分离的部件。但是，作用于电弧51，52的力越强，灭弧的速度越快。因此，成对的永磁磁体71，72通过第二电弧引导元件62的部分621，622被连接，该部分621，622由导磁性材料制成以形成每一对永磁磁铁71，72的背铁。在侧视图中，为了便于理解只示出了成对的永磁磁铁71，72中的一个。为了提供尽可能接近均匀的磁场，永磁磁铁形成为从接触区域延伸到灭弧单元41，42的薄板。该板的上部轮廓线（朝向第一电弧引导元件61）符合第一和第二电弧引导元件61，62之间增大的间距。但是，该永磁磁体必须被充分地成形和/或安装，以便其与固定的第一触头2电绝缘，例如通过在上部轮廓线和第一触头2以及第一电弧引导元件61之间的一个空气间隙。为了在这个结构下向电弧51，52提供尽可能最大的均匀磁场，下部轮廓线部分地在第二电弧引导元件62之下延伸。在本实施例中，第二电弧引导元件由镍包覆的铁形成，以进一步在第二电弧引导元件62表面提供腐蚀保护。倾斜区域624只是示意性的，该倾斜区域624设置的目的是为了妥善地引导电弧51，52远离永磁磁体71，72，图2和3提供了一较好的视图。

图2显示了一个接附于第二电弧引导元件62上的永磁磁体71，72的实施例的透视图，其中（a）由盖单元10覆盖，以及（b）未被覆盖。在这个实施例中，四个永磁磁体71，72被设置为两对，每对包括两个永磁磁体，参见图2的（b）部分。通过平行的虚线箭头B表示由每对永磁磁体71，72提供的均匀磁场及其方向。在另一实施例中，相对设置的永磁磁体的数量可以在本发明的范围内变化。如图2的（a）部分所示的盖单元10为一个单件盖10，例如由塑料形成并通过注塑成型形成，其包括四个腔体11，该腔体11的内部形状适于容纳四个永磁磁体71，72，优选以滑动配合的方式同时保持多个磁体在其所希望的位置上。本领域技术人员可以在本发明的范围内选择其它的固定方式来将永磁磁体保持在腔体内部。可以通过以下方式将该永磁磁体71，72安装于第二电弧引导元件62上，首先将永磁磁体71，72插入具有开口末端的腔体11，随后，将电弧引导元件62（至少部分的由导磁材料形成）贴附于为了面对第二电弧引导元件62而微微突出于腔体11外的永磁磁体71，72的下侧。采用这样的安装方法，不需要更多的装置来将永磁磁体71，72安装于第二电弧引导元件62上。通过在盖10的中央部分提供一个孔以进一步导引可移动桥（此处未示出），盖10可以被额外地固定于第二电弧引导元件62上或者固定于开关的其它元件上。在一个替代实施例中，可以在第一和第二接触区域的每一侧仅设置一个大的永磁磁体，其从一个灭弧单元41延伸至另一个灭弧单元42。相应地，盖10需要与所使用的永磁磁体71，72的数量和形状相适应。第二电弧引导元件62的倾斜区域624被更加详细的描述。倾斜区域624将引导位于永磁磁体71，72之间的电弧，以防止电弧与永磁磁体71，72的任何接触并且在电弧进入灭弧单元41，42（此处未示出）时保持电弧与磁体边缘之间的较大距离。为了进一步维持对电弧的引导，该倾斜区域624包括一个抬升部625，在抬升部625处电弧将蔓延至抬升部的最高点，该抬升部的最高点等于第一和第二电弧引导元件61，62之间的最短的距离。

图3显示具有接附的槽电机9的图2的第二电弧引导元件62的透视图，其中（a）中槽电机9被图2中所示的盖单元10覆盖，以及（b）中未被覆盖。此处，永磁磁体被槽电机所替代，其既可以直接固定于第二电弧引导元件62，也可以固定于盖10的腔体11内部，其中如前述图2中所讨论的那样，盖10通过中央部分安装于第二电弧引导元件62上。（如）图2的部件包括倾斜区域624的不同的实施例以展示在本发明范围内改变倾斜区域624形状的可能性。

虽然本发明已经在附图和前面的说明书中详细地示出和描述，这样的图示和描述将被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限定于实施例公开的内容。特别是特定的数值必须适合（成比例于）于开关的工作条件（电压，电流）。因此，所有特定的数值应当被认为是作为特定实施例的示例。

通过附图、说明书和所附权利要求的研究，本领域技术人员能够在实施所要求保护的发明中理解和实现公开的实施例的其它的变化。在权利要求中，术语“包括”并不排除其他的元件和步骤，以及不定冠词“一个（a）”或者“一个（an）”并不排除多个。仅仅记载于互不相同的从属权利要求中的特定措施并不表明这些措施不能组合。任何权利要求中的附图标记不应当被解释为对保护范围的限制。

1根据本发明的开关

2固定导电触头

21，22第一接触区域

3可移动导电桥

31，32第二接触区域

33导电桥的导向装置

41，42灭弧区域

51，52电弧

61第一电弧引导元件

62第二电弧引导元件

621，622第二电弧引导元件由导磁材料形成的部分

623开关处于关断状态下容纳可移动桥的凹部

624第二电弧引导元件的倾斜区域

625斜度区域中的抬升部

71，72永磁磁体

8分弧器

9槽电机

10至少部分覆盖永磁磁体的盖

11盖中容纳永磁磁体的腔体

B永磁磁体提供的磁场

I电流流动方向

F施加于电弧上的洛仑兹力

P第二电弧引导元件中邻近于可移动桥的第二接触区域的点

Claims (15)

1.一种适用于DC应用的开关（1），包括：

两个具有第一接触区域（21，22）的固定导电触头（2），具有两个第二接触区域（31，32）的可移动导电桥（3），以及两个灭弧单元（41，42），所述两个第二接触区域（31，32）在导通状态下与所述两个第一接触区域（21，22）连接，在关断状态下与所述两个第一接触区域（21，22）断开，所述灭弧单元（41，42）用来熄灭在该第二接触区域（31，32）与该第一接触区域（21，22）断开之后，在该第一和第二接触区域（21，22，31，32）之间产生的电弧（51，52），其中，从每个第一接触区域（21，22）延伸至相应的灭弧单元（41，42）内部的第一导电电弧引导元件（61）和至少一个延伸至灭弧单元（41，42）内部的第二导电电弧引导元件（62）具有适当的形状以将电弧（51，52）从可移动桥（3）的每个第二接触区域（31，32）引导至灭弧单元（41，42）内部，其中至少两个永磁磁体（71，72）被适当的布置为邻近于该第一和第二接触区域（21，22，31，32），以提供适于帮助将电弧（51，52）引导至灭弧单元（41，42）内的磁场（B），其中第二电弧引导元件（62）的至少部分（621，622）由导磁材料形成，其作为永磁磁体（71，72）的背铁被连接于永磁磁体（71，72），以增加永磁磁体（71，72）之间的磁场（B）的强度。

2.如权利要求1所述的开关（1），其特征在于：所述永磁磁体（71，72）被成形为基本上平行于所述可移动桥（3）的移动平面延伸的元件。

3.如权利要求2所述的开关（1），其特征在于：所述灭弧单元（41，42）包括多个在所述第一和第二电弧引导元件（61，62）之间的相互平行排布的分弧器（8），其中所述永磁磁体（71，72）延伸接近所述分弧器（8）。

4.如前述任意一个权利要求所述的开关（1），其特征在于：所述永磁磁体（71，72）可拆卸地安装于所述第二电弧引导元件（62）上。

5.如前述任意一个权利要求所述的开关（1），其特征在于：所述导磁材料包括一包覆层，优选所述导磁材料为被包覆的铁。

6.如权利要求5所述的开关（1），其特征在于：所述包覆层由提供腐蚀保护的材料形成。

7.如前述任意一个权利要求所述的开关（1），其特征在于：一个具有适当的形状的第二电弧引导元件（62）从一个灭弧单元（41）延伸至另一个灭弧单元（42）。

8.如权利要求7所述的开关（1），其特征在于：所述第二电弧引导元件（62）的形状包括适于在关断状态下容纳所述可移动桥（3）的凹部（624）。

9.如权利要求7或8所述的开关（1），其特征在于：该第二电弧引导元件（62）的形状适于同时被应用于包括替代永磁磁体（71，72）的槽电机的开关中。

10.如前述任意一个权利要求所述的开关（1），其特征在于：该第二电弧引导元件（62）包括倾斜区域（624）以引导电弧（51，52）远离所述永磁磁体（71，72），其从一个邻近于关断状态下的所述可移动桥（3）的所述第二接触区域（31，32）的点（P）朝向灭弧单元（41，42）延伸。

11.如权利要求10所述的开关（1），其特征在于：所述倾斜区域（624）延伸至灭弧单元（41，42）内。

12.如前述任意一个权利要求所述的开关（1），其特征在于：所述开关（1）进一步包括至少一个盖单元（10）来覆盖至少一个永磁磁体（71，72）的至少部分，该盖单元（10）优选由电绝缘材料形成，更优选为由塑料材料形成。

13.如权利要求12所述的开关（1），其特征在于：所述至少一个盖单元（10）包括至少一个腔体（11），该腔体（11）适配于至少一个永磁磁体（71，72）的形状，以将其施加于永磁磁体（71，72），优选采用滑动配合的方式。

14.根据权利要求13所述的开关（1），其特征在于：一个单一的盖单元（10）包括用于容纳所有永磁磁体（71，72）的腔体（11），其被形成为适当的形状以将所述第二电弧引导元件（62）通过磁力而连接到存在于所述盖单元（10）的腔体（11）中的永磁磁体。

15.如权利要求12至14中任意一项所述的开关（1），其特征在于：所述盖单元（10）的形状和/或所述盖单元（10）的腔体（11）的形状适于同时被应用于包括替代永磁磁体（71，72）的槽电机（9）的开关。

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