CN106537539B - 多极电力接触器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多极电力接触器（1），其具有电磁驱动器、该驱动器的可动电枢（2）并且具有至少两个可动接触件（4），可动接触件布置成彼此相邻并且连接到该电枢（2）。电力接触器（1）的对应的固定接触件（5）被分配到可动接触件（4）。电枢（2）能够从打开位置运动到闭合位置，在打开位置可动接触件（4）和固定接触件（5）没有彼此接触，在闭合位置可动接触件（4）接触到固定接触件（5）。每个接触点被分配灭弧装置（6），接触点由可动接触件（4）和对应的固定接触件（5）组成。根据本发明，提供了在两个毗邻的可动接触件（4）之间布置的等离子体隔板，其中该等离子体隔板包括第一阻挡体（7）以及第二阻挡体（8），该两个阻挡体中的一个（7）连接到电枢（2）并且该两个阻挡体中的另一个（8）连接到电力接触器（1）的固定部分（22）。第一阻挡体（7）和第二阻挡体（8）在电枢（2）的打开和闭合位置之间的每个位置中彼此至少部分重叠。

Description

多极电力接触器

技术领域

本发明涉及一种多极电力接触器，具有电磁驱动器、该驱动器的可动电枢并且具有至少两个可动接触件，可动接触件布置成彼此相邻并且连接到该电枢。电力接触器的对应的固定接触件被分配到可动接触件。电枢能够从打开位置运动到闭合位置，在打开位置可动接触件和固定接触件没有彼此接触，在闭合位置可动接触件与固定接触件接触，进一步地，灭弧装置被分配至每个接触点，其由通用类型的电力接触器中的可动接触件和对应的固定接触件组成。

背景技术

通用类型的电力接触器特别被用作轨道车中的发动机接触器。用于轨道车的电力接触器必须能够可靠地切换特别高的功率水平。由于发动机变得被执行得越来越多，使用的发动机接触器的性能要求也增加。特别地，在本文中也必须考虑故障。因此，例如可能出现的是晶闸管起火通过转换器并从而产生了短路。在故障的情况下，轨道车的电机起发电机的作用并从而产生范围在几百KW的电力。该电力需要用电力接触器安全并可靠地切断。如果故障没有出现在转换器而是出现在接触器本身中，也要应用同样的方式。因而，待切换的频率在50Hz和400Hz之间的范围内。

在接触件打开期间会形成切换电弧。在这种类型的电力接触器中，灭弧装置被提供在切换电弧借助于磁场驱动并在该过程中猝熄的电力接触器中。待切换的电力越高，在短时间内实现切换电弧的猝熄越难。在合适的高电力的情况下，切换电弧会产生大量的导电等离子体，其会在压力下分散在装置内部。由于等离子体，存在在电力接触器的不同点处产生短路的风险。特别地，等离子体能够导致切换电弧激起邻近电极的接触点的短路或渗透到该单元的地面。

发明内容

因此，本发明的目的包括改进通用类型的电力接触器并增加切换能力。

本发明的目的由一种多极电力接触器解决，所述多极电力接触器具有电磁驱动器、可动电枢并且具有至少两个可动接触件，所述可动接触件布置成彼此相邻并且连接到所述电枢，由此所述电力接触器的对应的固定接触件被分配到所述可动接触件，由此所述电枢能够从打开位置运动到闭合位置，在所述打开位置中，所述可动接触件和所述固定接触件没有彼此接触，在所述闭合位置中，所述可动接触件与所述固定接触件接触，并且由此由可动接触件和对应的固定接触件组成的每个接触点被分配有灭弧装置，由此等离子体阻挡体设置在布置成彼此相邻的两个可动接触件之间，由此所述等离子体阻挡体具有第一阻挡体以及第二阻挡体，由此所述两个阻挡体中的一个连接到所述电枢并且所述两个阻挡体中的另一个连接到所述电力接触器的固定部分，并且由此所述第一阻挡体和所述第二阻挡体在所述电枢的所述打开位置和所述闭合位置之间的每个位置中彼此至少部分重叠，其特征在于，所述电枢连接到由金属制成的致动轴，由此所述致动轴被固定的绝缘套管至少部分地包围，其被布置成使得由在所述接触点打开期间形成的切换电弧所导致的所述致动轴与等离子体的接触被阻止。根据本发明，在通用类型的电力接触器中如果等离子阻挡体布置在邻近的设置成彼此相邻的电极的两个可动接触件之间，根据本发明存在问题的解决方案，由此等离子体阻挡体具有第一阻挡体以及第二阻挡体，由此该两个阻挡体中的一个连接到电枢并且该两个阻挡体中的另一个连接到电力接触器的固定部分，并且由此第一阻挡体和第二阻挡体在电枢的打开和闭合位置之间的每个位置彼此至少部分重叠。

本发明防止在接触件打开期间由于切换电弧产生的等离子体从一个接触点和/或包围该接触点的室流动到邻近接触点和/或相关的室。这也防止了切换电弧在附近的接触点闪络。两个阻挡体中的一个优选地安装在放置于电力接触器的轭板上的绝缘板上，绝缘板间接地连接到其上。为了实现优化的密封效果，这个阻挡体优选地用轭板关闭涌流（flush）。连接到电枢的阻挡体能够被直接或间接地连接到电枢。其优选地经由接触支撑件连接到电枢。

进一步优选地，在重叠区域第一和第二阻挡体之间的距离小于5mm，进一步优选地小于2mm，以及特别优选地小于1mm。

在本发明的特别优选的实施方案中，第一阻挡体和第二阻挡体以迷宫式密封的方式相互作用。以这种方式，特别有效地防止了等离子体从一个接触点运动到邻近的接触点。

如果阻挡体分别由至少一个板形成，则能够特别容易并且有成本效率的实现阻挡体。在这个方面，当第一阻挡体具有至少两个平行板时，这在密封效果方面是特别有利的，由此第二阻挡体的至少一个板布置在第一阻挡体的两个平行板之间。由此实现了特别有效的迷宫式密封。当这两个平行板固定在连接到电枢的接触支撑件上时或当它们是接触支撑件的一部分时这个实施方案特别容易实现。

在本发明的进一步特别优选的实施方案中，阻挡体由塑料或陶瓷制成。这两种材料不导电，这确保了在两个邻近的接触点之间不存在电导性。

在本发明的进一步特别优选的实施方案中，电力接触器具有轭板，由此电力接触器的至少一个部件借助于一个或多个塑料螺钉固定到轭板上，其中该电力接触器的至少一个部件直接靠近在轭板上的接触点之一安装。塑料螺钉优选地形成为高强度塑料螺钉。对比于传统的使用导电金属螺钉的电力接触器，在该实施方案中防止通过等离子体和螺钉在接地轭板上产生短路。该实施方案也适合于不拧入电力接触器的轭板而拧入电力接触器的任何接地部件的螺钉。待固定的部件例如为容纳部分或灭弧室。应该注意到，塑料螺钉的使用不仅适合于根据本发明的电力接触器也适合于通用电力接触器。用于上述目的的塑料螺钉的使用因此是单独的发明，尽管根据本发明它引起电力接触器的切换能力的进一步改进。

在本发明的进一步优选的实施方案中，电力接触器的轭板在面向接触点的侧面上至少部分地装备有绝缘膜。从而，防止了与等离子的接触并且进一步降低了短路的风险。

在本发明的进一步特别优选的实施方案中，电枢连接到由金属制成的致动轴，由此致动轴由固定的绝缘套管至少部分地包围。这防止了由电弧产生的等离子体接触到致动轴并从而防止了在致动轴上产生短路。在致动轴布置成直接靠近接触点中的一个的情况下特别推荐该实施方案。对于用作在轨道车中的发动机接触器的三极电力接触器，接触桥中的一个（可动接触件）通常直接安装在致动轴的一个端部上。中央接触桥实际上位于与致动轴位于的平面相同的平面。在这种排列中，存在由电弧产生的等离子体接触到致动轴的显著的风险。然而，这被固定的绝缘套管防止了。固定的绝缘套管因此形成了电力接触器的固定的部件并且被优选地安装在位于轭板上的绝缘板上。为了实现优化的密封效果，固定的绝缘套管优选地与轭板关闭涌流。如果致动轴被设计成圆柱体的方式，可能的是以中空的圆柱体的方式实现固定的绝缘套管。然而，原则上能够选择任何其他确保足够密封效果的横截面。

在特别优选的实施方案中，致动轴被运动式绝缘套管至少部分地包围，运动式绝缘套管可相对于固定的绝缘套管运动，由此运动式绝缘套管牢固地连接到致动轴，并且由此固定的绝缘套管和运动式绝缘套管以伸缩的方式相互作用。在该实施方案中，固定的绝缘套管和运动式绝缘套管也以迷宫式密封的方式相互作用。因此，有效地防止了由切换电弧产生的等离子体与致动轴的接触。优选地，固定的绝缘套管以及运动式绝缘套管两者都由塑料或者陶瓷制成。进一步优选地，在该两个套管之间存在非常短的距离以优化密封效果。距离优选地小于1mm。

在本发明的进一步特别优选地实施方案中，可动接触件和/或固定的接触件分别设计有电弧引导角状物，由此电弧引导角状物至少以分段的方式渐缩。应该注意到与渐缩的电弧引导角状物的接触不仅适合于根据本发明的电力接触器，通常也适合用于电力接触器。具有渐缩的电弧引导角状物的实施方案以及在下文描述的优选的实施方案因此为单独的发明，然而，根据本发明其以相同的方式为电力接触器的切换能力贡献了进一步的优化。电弧引导角状物是从相应的接触处以角度方式突出的接触件的延伸部，并且通过其切换电弧在形成后被引导进入分别的灭弧装置。为此，使用了由永磁体或电磁体或特定形成的接触件的电磁喷吹效应产生的磁场。电弧引导角状物渐缩，这导致磁场线的收缩，这转而引起电磁喷吹效应的增强。因此，能够明显地改进低功率范围内的电弧的切换。只要寿命要求允许，电弧引导角状物优选地保持尽可能窄。优选地，在任何情况下，电弧引导角状物关于分别的接触件的实际接触区域渐缩至少25%，优选地至少50%。

特别优选地，电弧引导角状物设计成单独的部件，并且固定于相应的固定接触件和/或可动接触件。固定优选地借助于铆接实现。进一步优选地，电弧引导角状物由铜制成。与以传统方式构造的并且与相应的接触形成完整的铜部分的电弧引导角状物相比较，在这个实施方案中，确保了电弧引导角状物的显著较高的寿命。变得明显的是传统的电弧引导角状物会由于振动负载而被很早破坏。

在本发明的进一步优选的实施方案中，电力接触器的轭板在接触点中的一个的区域中具有穿透处，由此穿透处借助于泡沫橡胶垫被密封。例如如果轭板具有用于连接部分的穿透处，这个实施方案能够被使用，其中该连接部分牢固的连接到电枢和/或接触支撑件并且通过连接部分致动设置在轭板下面的辅助切换。泡沫橡胶垫优选地以密封的方式包围连接部分的方式形成。这个实施方案具有由电弧产生的等离子体不经由穿透处接触到轭板和/或不接触到设置在下面的电力接触器的接地部件并从而产生短路的风险的优势。应该注意到借助于泡沫橡胶垫的穿透处的密封能够不仅在根据本发明的电力接触器的情况下实现，而且对于通用的电力接触器也能够实现。因此这个实施方案代表了单独的发明，然而根据本发明其为电力接触器的转换能力贡献了进一步的优化。

附图说明

将借助于下面的附图更加详细的说明本发明的实施方案。附图示出了：

图1：根据本发明的电力接触器的局部倾斜剖视图，

图2：通过根据本发明的图1的电力接触器的示意性纵切面，

图3：根据本发明的图1和图2的电力接触器的接触桥的详细视图。

具体实施方式

在下文的说明中，将用等同的附图标记来指定等同的部分。如果附图包含的附图标记在对对应的附图描述时没有被进一步描述，应参照前述或后续附图的描述。

图1示出了根据本发明的电力接触器1的局部倾斜剖视图。电力接触器具有三极设计并且包括布置成彼此相邻的三个切换点。电磁驱动器的电枢2通过致动轴14连接到接触支撑件3。电力接触器的接触支撑件3具有三个接触桥支撑件23，其在图2中更详细地示出，由此该三个接触桥支撑件中的每一个都承接布置成彼此相邻的三个接触桥4中的一个。该三个接触桥形成了该电力接触器的可动接触件。该三个接触桥支撑件中的一个布置在致动轴14的上端部，其被电磁驱动器致动。接触支撑件3能够借助于电枢2从打开位置运动到闭合位置，在打开位置该可动接触件4和分别分配的固定接触件5彼此不接触，在闭合位置可动接触件4接触到固定接触件5并从而产生电连接。在打开接触件期间，形成切换电弧，其需要被尽可能快的猝熄，尤其是在切换高负载的情况下，以防止损坏接触件或电力接触器的其他部件。因此为每个由可动接触件4和对应的固定接触件5组成的接触点分配灭弧装置。在图1中为总的6个接触点中的4个示出了灭弧装置的灭弧室6。

在发生故障的情况下，需要能够借助于电力接触器1在某种情况下可靠地切断几百千瓦的电力。在切断期间形成的电弧产生等离子体，其不仅短期内保持在接触点的直接区域，而且在最坏的情况下，甚至运动到毗邻的切换点。在这种情况下，存在电弧闪络到邻近切换点或接触点的风险。为了避免这种情况，根据本发明在两个毗邻接触点之间提供了等离子体阻挡体。等离子体阻挡体实质上由以迷宫式密封的方式相互作用并且将对应的接触点彼此分隔的分隔壁组成。图2示出了每个等离子体阻挡体具有两个板7.1和7.2，它们布置成彼此平行并且牢固地连接到接触支撑件3。接触支撑件3和板优选地形成一个单个部件。彼此平行对齐的两个板7.1和7.2在它们之间包围了另一个板8，板8连接到电力接触器的固定部件。在所示出的实施方案中，对应的塑料板22安装在电力接触器的轭板9上，其中中央板8实质上垂直地从塑料板22突出。板7.1和7.2至少部分地覆盖中央板8，并且这发生在电枢的打开和闭合位置之间的每个位置处。因此，板7.1和7.2与板8以迷宫式密封的方式相互作用，并且因此有效地防止了由切换电弧产生在接触点中的一个上的等离子体移动到邻近的切换点。

为了防止等离子体接触到轭板9或布置在下方的电力接触器接地的部件并因此产生短路，根据本发明依据所示的实施方案为电力接触器采取了附加的措施。一方面，在轭板9和位于所述轭板上的塑料板22之间提供了绝缘膜11。此外，实践表明如果等离子体接触到用于将任何部件固定到轭板9的金属螺钉时也会出现短路。例如灭弧装置6借助于合适的螺钉固定到轭板9。为了增加切换能力，根据本发明为电力接触器提供了高强度塑料螺钉10以将部件紧靠分别的接触点固定在轭板上。

此外，在由金属制成的致动轴14对面提供了等离子体阻挡体。它由固定的绝缘套管12和运动式绝缘套管13组成，固定的绝缘套管12从塑料板22突出，运动式绝缘套管13是接触支撑件3的一部分。固定的绝缘套管12和运动式绝缘套管13伸缩地并且以迷宫式密封的方式相互作用。在套管之间的距离非常小，正如在板8和7.1和/或7.2之间。

此外，为电力接触器提供辅助切换，其经由电枢致动。因此，根据本发明在所示的电力接触器中的连接部分20连接到接触支撑件3。连接部分20致动辅助接触件，其被布置在轭板9下方并且因此被引导通过轭板中的穿透处19。为了防止在切换过程期间形成的等离子体接触到轭板9或接触到布置在所述轭板下方的电力接触器的接地部件，穿透处19借助于泡沫橡胶垫21密封。当然，与轭板9的穿透处19相比较，泡沫橡胶垫具有更小的穿透处，连接部分20通过其被引导。

根据本发明在图3示出了关于电力接触器采取的增加切换能力的进一步的措施。图3详细的示出了三个接触桥4中的一个。其显示了当电力接触器闭合时接触到对应的固定的接触件5的两个接触区域18。实质上垂直地突出的电弧引导角状物15分别布置在接触桥4的两个端部上。电弧引导角状物15由铜制成并且与接触桥4铆接。铆接连接件17布置在接触桥的中央区域。垂直突出的电弧角状物15的区域16急剧地渐缩以实现磁场线的收缩并因此增强电磁喷吹效应。

Claims (11)

1.一种多极电力接触器（1），具有电磁驱动器、可动电枢（2）并且具有至少两个可动接触件（4），所述可动接触件布置成彼此相邻并且连接到所述电枢（2），由此所述电力接触器（1）的对应的固定接触件（5）被分配到所述可动接触件（4），由此所述电枢（2）能够从打开位置运动到闭合位置，在所述打开位置中，所述可动接触件（4）和所述固定接触件（5）没有彼此接触，在所述闭合位置中，所述可动接触件（4）与所述固定接触件（5）接触，并且由此由可动接触件（4）和对应的固定接触件（5）组成的每个接触点被分配有灭弧装置（6），由此等离子体阻挡体设置在布置成彼此相邻的两个可动接触件（4）之间，由此所述等离子体阻挡体具有第一阻挡体（7）以及第二阻挡体（8），由此所述两个阻挡体中的一个（7）连接到所述电枢（2）并且所述两个阻挡体中的另一个（8）连接到所述电力接触器（1）的固定部分（22），并且由此所述第一阻挡体（7）和所述第二阻挡体（8）在所述电枢（2）的所述打开位置和所述闭合位置之间的每个位置中彼此至少部分重叠，其特征在于，所述电枢（2）连接到由金属制成的致动轴（14），由此所述致动轴（14）被固定的绝缘套管（12）至少部分地包围，其被布置成使得由在所述接触点打开期间形成的切换电弧所导致的所述致动轴（14）与等离子体的接触被阻止。

2.根据权利要求1所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述第一阻挡体（7）和所述第二阻挡体（8）以迷宫式密封的方式相互作用。

3.根据权利要求1或2所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述第一阻挡体（7）和所述第二阻挡体（8）各自由至少一个板形成。

4.根据权利要求3所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述第一阻挡体（7）具有至少两个平行板（7.1、7.2），由此所述第二阻挡体（8）的至少一个板布置在所述第一阻挡体的所述两个平行板（7.1、7.2）之间。

5.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述阻挡体（7、8）由塑料或陶瓷制成。

6.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述电力接触器（1）具有轭板（9），由此所述电力接触器（1）的至少一个部件借助于一个或多个塑料螺钉（10）固定在所述轭板上，其中所述电力接触器（1）的所述至少一个部件安装在紧靠所述轭板（9）上的所述接触点中的一个处。

7.根据权利要求6所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述电力接触器（1）的所述轭板（9）在面向所述接触点的侧面上至少部分地装备有绝缘膜（11）。

8.根据权利要求1、2、4、7中的任一项所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述致动轴（14）由能够相对于固定的绝缘套管（12）运动的运动式绝缘套管（13）至少部分地包围，由此所述运动式绝缘套管（13）牢固地连接到所述致动轴（14），并且由此所述固定的绝缘套管（12）和所述运动式绝缘套管（13）伸缩地相互作用。

9.根据权利要求1、2、4、7中的任一项所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述可动接触件（4）和/或所述固定接触件（5）分别设计有电弧引导角状物（15），由此所述电弧引导角状物（15）至少以分段的方式渐缩。

10.根据权利要求9所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述电弧引导角状物（15）设计成单独的部件，并且紧固在对应的固定接触件（5）和/或可动接触件（4）上。

11.根据权利要求6所述的多极电力接触器（1），其特征在于，所述电力接触器（1）的所述轭板（9）在所述接触点的一个的区域中具有穿透处（19），由此所述穿透处（19）用泡沫橡胶垫（21）密封。