CN107799339B

CN107799339B - 用于电开关的灭弧单元和电开关

Info

Publication number: CN107799339B
Application number: CN201710755410.0A
Authority: CN
Inventors: R.赫德根; M.波勒斯
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: EP3291266A1; CN107799339A; DE102016216392A1; EP3291266B1; US20180061597A1; US10403458B2

Abstract

本发明公开了一种用于电开关的灭弧单元，其中，灭弧单元包括至少一个固定触点和一个具有供电装置的运动触点，为了闭合或断开电流路径，所述固定触点和运动触点被置于互相机械接触或彼此机械或磁性分离，此外灭弧单元还包括至少一块灭弧板，该灭弧板影响在电触点断开时形成的电弧，以及其中，运动触点的供电装置设计为，使得供电装置在断开位置逆电弧的流动方向沿电弧导引电流。

Description

用于电开关的灭弧单元和电开关

技术领域

本发明涉及一种电开关的灭弧单元以及一种具有这种触点系统的电开关。

背景技术

在电开关内导电触点断开时产生电弧。例如在短路的情况下当断开导电触点时形成这种电弧。电弧导致触点灼伤，触点主要由银组成以及比较昂贵。若电弧没有快速彻底熄灭，则很大的电流会流过保护设备、电路和必须保护的设备。这导致开关电路的过高热负荷，直至破坏其导电和与之相邻的部分。

为了熄灭电弧典型地使用灭弧板，它将电弧分割成多个分段并冷却，从而将其更迅速地全部熄灭。在电弧的电流流动时形成磁场，它将电弧驱向灭弧板的方向，然后在那里将其熄灭。

迄今为了加速灭弧过程使用铁磁性材料制成的灭弧板。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，提供一种灭弧单元，其中通过附加的磁力加速灭弧过程。

按照本发明的所述的用于电开关的灭弧单元，包括至少一个固定触点和一个运动触点及运动触点的供电装置，为了闭合或断开电流路径，所述固定触点和运动触点被置于互相机械接触或彼此机械或磁性分离，此外灭弧单元还包括至少一块灭弧板，该灭弧板影响在电触点断开时形成的电弧，其中，供电装置设计为，使它在断开位置逆电弧的流动方向沿电弧导引电流。

在这里有利的是通过附加的磁力加速灭弧过程。在灭弧单元断开位置逆电弧的电流方向导引电流，由此通过电路的磁场将电弧进一步朝灭弧板的方向推动。通过在电弧与运动触点的供电装置之间的排斥力，使电弧更迅速朝灭弧板的方向运动。由此使电弧与灭弧板有更大的接触面积，并因而更好地被灭弧板冷却。此外由于灭弧过程加速，所以流过的电流减小并在短路时提高断开过程的安全性。

按一项扩展设计，供电装置设计为，使它在断开位置基本上平行于电弧导引电流。

按一项扩展设计，运动触点包括触臂和触头，以及供电装置设计为，使它在断开位置基本上平行于电弧延伸。

按另一项扩展设计，灭弧单元还包括绝缘装置，它使供电装置与电弧电绝缘。

按另一项扩展设计，供电装置紧邻电弧设置，使电弧尽可能靠近供电装置延伸。

按另一项扩展设计，触臂可围绕旋转点D旋转地支承，它围绕旋转点D摆动以闭合或断开电流路径。

按另一项扩展设计，供电装置具有一个成型为半圆形的部段，在断开位置该半圆形的部段基本上平行于电弧延伸。

按另一项扩展设计，供电装置由导电的固体材料制成或设计为固定安装在绝缘装置内的导电绞合线。

本发明的电开关，包括按照本发明的灭弧单元和把手，其中，把手操纵灭弧单元以闭合或断开电流路径。

按一项扩展设计，灭弧单元安装在极盒中。

按另一项扩展设计，电开关是电源开关、线路断路器、电机保护开关、接触器、直流电开关或空气断路器(ACB：air circult breaker)。

附图说明

结合下面对附图详细表示的实施例的说明，可以更清楚和明确地理解上面所说明的本发明特性、特征和优点以及它们如何达到的方式。其中：

图1表示由运动触点和固定触点组成的典型的灭弧单元以及电弧；

图2表示按本发明包括固定触点和运动触点的灭弧单元处于闭合位置；

图3表示按本发明包括固定触点和运动触点的灭弧单元处于断开位置以及电弧；

图4表示作为替代形式的按本发明包括平移式运动触点和固定触点的灭弧单元处于断开位置以及电弧；以及

图5表示具有按本发明灭弧单元的电开关。

具体实施方式

在图1中表示一种传统的灭弧单元。供电装置包括有触头400的固定触点100和有触头300的运动触点200。

此外还设有一些灭弧板500，它们用于影响在电触点断开时形成的电弧600。借助箭头表示电流的流动，它经过运动触点的触臂200流往触头300，并通过电弧600流到固定触点100的触头400。同样，电流当然也可以逆箭头方向流动。

图2表示按本发明的灭弧单元1000。在图2的视图中表示处于允许电流流动的闭合位置。灭弧单元1000包括固定触点100、400和运动触点200、300，为了闭合或断开电流路径，它们被置于互相机械接触或彼此机械或磁性分离，此外灭弧单元1000还包括至少一块灭弧板500，它影响在电触点100、400；200、300断开时形成的电弧600。电流通过供电装置250导向运动触点200和触头400。

运动触点200、300包括触臂200和触头300。同样，固定触点100、400由触臂100和触头400组成。这两个触头300和400处于机械接触状态，所以灭弧单元1000处于闭合位置并允许电流流动。

此外在图2中还表示绝缘装置700，它使供电装置250与产生的电弧600电绝缘。

图3表示按本发明的灭弧单元1000处于断开位置。此时固定触点100、400与运动触点200、300机械或磁性分离。通过例如在短路时的电流流动产生电弧600。这种电弧600在触头300与400之间形成。灭弧板500用于分割电弧600并熄灭。

供电装置250设计为，使它在灭弧单元1000处于断开位置时逆电弧的电流方向导引电流。供电装置250的电流沿电弧600流动。按图3所示，供电装置250在断开位置基本上平行于电弧600延伸。绝缘装置700使供电装置250相对于电弧600电绝缘。

在图3中用箭头表示电流的流动。在供电装置250内的电流逆电弧600的电流方向流动。由此造成磁性力，磁性力导致朝灭弧板500方向排斥电弧600。采取所述措施能比传统的方法更迅速熄灭电弧600。

通过可围绕旋转点D旋转地支承，图2和图3所示按本发明的灭弧单元1000可被置于闭合或断开位置。为了闭合或断开电流路径，令运动触点200、300围绕此旋转点D摆动。

供电装置250布置为，使它在断开位置基本上平行于电弧600延伸。

运动触点的供电装置250可以借助绞合线800导电地触点接通，所以灭弧单元1000的电流从绞合线800流向触头300。

在按本发明的灭弧单元1000的断开位置，供电装置250基本上平行于电弧600导引电流。此外，供电装置250紧邻电弧600设置，使电弧600尽可能靠近供电装置250延伸。相应于图3所示，这意味着在初始阶段电弧600尽可能靠近灭弧单元1000的绝缘装置700延伸，然后基于磁性力朝灭弧板500方向运动。

图4表示按本发明灭弧单元1000的另一种替代的实施形式。为了断开或闭合电流路径，运动触点200；200′平移运动。

图4表示灭弧单元1000已断开以及没有电流能直接流动。当运动触点200；200′断开时，基于例如在短路情况下的电流流动形成电弧600；600′，它们可在灭弧板500；500′旁被熄灭。运动触点200；200′借助供电装置250导电地和机械地连接。

在图4中表示的电流路径说明，在断开位置电流逆电弧600的电流方向导引。在按本发明的灭弧单元1000的断开位置，供电装置250设计为，使它基本上平行于电弧600；600′导引电流。由此保证，将电弧600；600′朝灭弧板500；500′的方向推动。

在图4中箭头也表示电流方向。同样有可能是一种与图中所示反方向延伸的电流方向。按图4所示，运动触点200；200′的平移运动是向上或向下运动。在图4的视图中，为了电路闭合所述灭弧单元1000，运动触点200；200′可以向下运动，从而使触头300；400、300′；400′互相机械接触。

图5表示电开关1500。电开关1500包括按本发明的灭弧单元1000和把手1510。把手1510操纵灭弧单元1000以闭合或断开电流路径。典型地，把手1510由操作员操纵，但同样也可以设想电机操纵器，它机电式控制把手1510。按本发明的灭弧单元1000可以处于极盒1520内。典型地，电开关1500可以包括多个分别用于一个电极的极盒1520。

电开关1500可例如是电源开关、线路断路器、电机保护开关、接触器、直流电开关，或也可以是ACB(air circult breaker)。

当在短路的情况下触点断开时使运动触点200；200′旋转或平移运动。在触头300与400之间形成电弧600，电弧的电流与在运动触点200；200′的供电装置250相对置的圆形或直线段内的电流流动地反向流动。此时在电弧600与供电装置250之间造成排斥力，其使电弧600更迅速地朝灭弧板500运动。由此使电弧与灭弧板有更大的接触面，并因而更好地被灭弧板冷却。

Claims

1.一种用于电开关(1500)的灭弧单元(1000)，其中，灭弧单元(1000)包括至少一个固定触点(100、400；100′、400′)和一个运动触点(200、300；200′、300′)及运动触点(200、300；200′、300′)的供电装置(250)，为了闭合或断开电流路径，所述固定触点和运动触点被置于互相机械接触或彼此机械或磁性分离，此外所述灭弧单元(1000)还包括至少一块灭弧板(500)，该灭弧板影响在电触点(100、400；100′、400′：200、300；200′、300′)断开时形成的电弧(600)，其特征为：所述供电装置(250)设计为，使得该供电装置在断开位置时逆电弧(600)的电流方向沿电弧(600)导引电流，运动触点(200、300；200′、300′)包括触臂(200；200′)和触头(300；300′)，以及供电装置(250)设计为，使该供电装置在断开位置时基本上平行于电弧(600)延伸，触臂(200)能够围绕旋转点(D)旋转地支承，以及为了闭合或断开电流路径而围绕旋转点(D)摆动，供电装置(250)具有一个成形为半圆形的部段，在断开位置时该半圆形的部段基本上平行于电弧(600)延伸。

2.按照权利要求1所述的灭弧单元(1000)，其特征在于，供电装置(250)设计为，使得该供电装置在断开位置时基本上平行于电弧(600)导引电流。

3.按照权利要求1所述的灭弧单元(1000)，其特征在于，灭弧单元(1000)还包括绝缘装置(700)，它使供电装置(250)与电弧(600)电绝缘。

4.按照权利要求1所述的灭弧单元(1000)，其特征在于，供电装置(250)紧邻电弧(600)设置，使得电弧(600)尽可能靠近供电装置(250)延伸。

5.按照上述权利要求之一所述的灭弧单元(1000)，其特征在于，供电装置(250)由导电的固体材料制成或设计为固定安装在绝缘装置(700)内的导电绞合线。

6.一种电开关(1500)，包括按照前列诸权利要求之一所述的灭弧单元(1000)和把手(1510)，其特征在于，所述把手(1510)操纵灭弧单元(1000)以闭合或断开电流路径。

7.按照权利要求6所述的电开关(1500)，其特征在于，所述灭弧单元(1000)安装在极盒(1520)中。

8.按照权利要求6或7所述的电开关(1500)，其特征在于，电开关(1500)是电源开关、线路断路器、电机保护开关、接触器、直流电开关或空气断路器。