專(zhuān)利名稱(chēng)：真空式電氣開(kāi)關(guān)或斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空式電氣開(kāi)關(guān)，用以在一電路，特別是一低或中壓電路中實(shí)現(xiàn)斷路。
一種這類(lèi)斷路器據(jù)知，如在由申請(qǐng)人所提出的專(zhuān)利申請(qǐng)F(tuán)R-2682808中所述，包括一真空盒，其中裝有兩個(gè)滅弧觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)中的一個(gè)固定觸點(diǎn)牢靠地固定于一個(gè)端板，而另一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)可在盒里面安裝成可沿軸向在一閉合位置與各觸點(diǎn)在其中分隔開(kāi)來(lái)而導(dǎo)致形成一滅弧電流的一個(gè)位置之間移動(dòng)。此斷路器另外包括一同軸配置在盒外邊、面對(duì)各滅弧觸點(diǎn)的分隔間隙的線圈，這一線圈用以在電弧形成帶內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)。這種類(lèi)型斷路器的一項(xiàng)缺點(diǎn)源自于線圈串聯(lián)于各滅弧觸點(diǎn)，整個(gè)主要電流流經(jīng)線圈的這一事實(shí)。這就導(dǎo)致有必要設(shè)置一具有很大橫截面的線圈，從而表現(xiàn)出很大的整體尺寸并產(chǎn)生相當(dāng)大的各種損失。
對(duì)于這一問(wèn)題的解決辦法之一，如在申請(qǐng)人所提出的專(zhuān)利申請(qǐng)No9413408中所述，在于在線圈兩端之間配裝一分流裝置，所述裝置用以在斷路期間分流一部分流經(jīng)線圈的主要電流，以便生成一減小了的軸向磁場(chǎng)以及從而一減小了的損失。不過(guò)，在此實(shí)施例中，各種熱損失仍然很大。
本發(fā)明可解決這些問(wèn)題并提出了一種真空式開(kāi)關(guān)或斷路器，結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，能使這些損失進(jìn)一步降低。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種電氣開(kāi)關(guān)，用以在一電路中實(shí)現(xiàn)斷路，包括一細(xì)長(zhǎng)的真空盒，它帶有一由兩個(gè)端板封牢的圓筒形管殼，其中裝有兩滅弧觸點(diǎn)，用以分別電連接于兩個(gè)電流輸入導(dǎo)片，其中的固定觸點(diǎn)牢靠地固定于一個(gè)上述的端板，而另一個(gè)活動(dòng)滅弧觸點(diǎn)可沿軸向滑動(dòng)地安裝在盒里面；以及至少一個(gè)用以在電弧形成帶內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置，上述裝置包括至少兩個(gè)環(huán)組成部分，圍繞各觸點(diǎn)并聯(lián)安裝，各自包括一第一端部，電連接于一個(gè)滅弧觸點(diǎn)，以及一第二端部，電連接于所述觸點(diǎn)的電流輸入導(dǎo)片，所述各組成部分位于盒外邊，面對(duì)分隔各滅弧觸點(diǎn)的間隙。
本發(fā)明的一項(xiàng)目的還是提供一種電氣開(kāi)關(guān)，用以在一電路中實(shí)現(xiàn)斷路，包括一細(xì)長(zhǎng)的真空盒，它帶有一由兩個(gè)端板封牢的圓筒形管殼，其中裝有兩個(gè)滅弧觸點(diǎn)，用以分別電連接于兩個(gè)電流輸入導(dǎo)片，其中的固定觸點(diǎn)牢靠地固定于一個(gè)上述的端板，而另一個(gè)活動(dòng)滅弧觸點(diǎn)可沿軸向滑動(dòng)地安裝在盒里面；以及至少一個(gè)用以在電弧形成帶內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置，上述裝置包括至少兩個(gè)環(huán)組成部分，圍繞各觸點(diǎn)并聯(lián)安裝，各自包括一第一端部，電連接于一個(gè)滅弧觸點(diǎn)，以及一第二端部，電連接于所述觸點(diǎn)的電流輸入導(dǎo)片；每一環(huán)組成部分的第一和第二端部由一分流裝置電連接起來(lái)，此裝置用以在斷路期間分流一部分主電流通過(guò)各環(huán)組成部分。
按照一具體特征，每一環(huán)組成部分構(gòu)成一長(zhǎng)度小于完整環(huán)的幾分之一環(huán)。
按照另一特征，所有各環(huán)組成部分一起構(gòu)成一完整環(huán)。
按照一具體特征，各環(huán)組成部分的數(shù)量為兩個(gè)。
按照一具體實(shí)施例，各環(huán)組成部分和分流裝置同軸地安裝在盒外邊。
按照一具體實(shí)施例，各環(huán)組成部分和分流裝置同軸地安裝在盒里面。
按照另一特征，各環(huán)組成部分和分流裝置配裝在固定滅弧觸點(diǎn)與相應(yīng)的電流輸入導(dǎo)片之間。
按照一具體實(shí)施例，各環(huán)組成部分和分流裝置構(gòu)成一個(gè)或兩個(gè)滅弧觸點(diǎn)的一組成部分。
最好是，各環(huán)組成部分的數(shù)量為兩個(gè)，一個(gè)環(huán)組成部分的第二端部疊置在另一個(gè)環(huán)組成部分的第一端部上面。
按照一具體實(shí)施例，此開(kāi)關(guān)包括一第一鐘形外殼，具有幾個(gè)環(huán)組成部分，各環(huán)組成部分經(jīng)由它們的端部之一電連接于上述導(dǎo)片(或者連接于滅弧觸點(diǎn))并經(jīng)由它們的另一端部電連接于一同軸地配置于真空盒并電連接于滅弧觸點(diǎn)(或者相應(yīng)地連接于上述導(dǎo)片)的第二導(dǎo)電鐘形外殼。
最好是，第二鐘形外殼也包括與第一鐘形外殼數(shù)量相同的多個(gè)環(huán)組成部分，這些環(huán)組成部分經(jīng)由它們的端部之一分別連接于第一鐘形外殼的各環(huán)組成部分并經(jīng)由它們的第一端部電連接于所述滅弧觸點(diǎn)，關(guān)聯(lián)于第一和第二鐘形外殼的各環(huán)組成部分彼此相對(duì)配置的方式是，可消除流動(dòng)在各環(huán)組成部分之中的各電流的軸向分量。
按照另一特征，上述分流裝置包括一電阻元件和/或一電感元件，與各環(huán)組成部分并聯(lián)安裝。
但是其他一些優(yōu)點(diǎn)和特性從以下詳細(xì)說(shuō)明中將會(huì)更加明顯可見(jiàn)，此說(shuō)明參照了只作為范例給出的各個(gè)附圖，其中

圖1是表明本發(fā)明一具體實(shí)施例的真空盒的透視圖；圖2是表明用于前圖中真空盒實(shí)施例中的一環(huán)的組成部分之一的透視圖；圖3是表明用于同一實(shí)施例中并構(gòu)成軸向磁場(chǎng)生成裝置的一環(huán)的兩個(gè)組成部分的透視圖；圖4是表明本發(fā)明另一實(shí)施例真空盒的觸點(diǎn)之一的透視圖；圖5和6是以軸向橫截面表明本發(fā)明真空開(kāi)關(guān)兩個(gè)其他各實(shí)施例的局部視圖；圖7和8分別表明一種配備有由平行安裝的三個(gè)部分組成的環(huán)的真空盒，以及一環(huán)的三個(gè)組成部分之一。
在圖1中可見(jiàn)一種真空開(kāi)關(guān)I，包括一真空容器(或真空盒)C，真空容器主要由一用兩個(gè)對(duì)置的端板封蓋的圓筒形管殼1構(gòu)成，容器C中分別裝有一固定滅弧觸點(diǎn)(arcing contact)4和一活動(dòng)滅弧觸點(diǎn)5(此圖中看不到，圖5中看得到)。固定滅弧觸點(diǎn)4牢靠地固定于位于管殼1頂部處的端板，而活動(dòng)滅弧觸點(diǎn)5穿過(guò)兩端板中的另一個(gè)安裝成可滑動(dòng)的。
此開(kāi)關(guān)I還包括一種用以在兩觸點(diǎn)4、5之間產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置，以便獲得電弧的擴(kuò)散(diffusion)。按照示于此圖的本發(fā)明實(shí)施例，此裝置包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的半環(huán)2、20，諸如示于圖2的半環(huán)2。這兩個(gè)半環(huán)裝在真空盒C的外邊，面對(duì)將兩滅弧觸點(diǎn)4、5分隔開(kāi)的間隙，以便形成一整環(huán)。環(huán)的每一組成部分2、20是由包括兩個(gè)平行于真空盒C各端板延伸的端部2a、20a和2b、20b的半環(huán)構(gòu)成的。
這些端部包括第一端部2a、20a，用以電連接于固定觸點(diǎn)4，以及第二端部2b、20b，用以電連接于固定滅弧觸點(diǎn)4的電流輸入片(strip)19(此圖中未表明)。在圖3中可更為具體地看出，分別關(guān)聯(lián)于環(huán)的兩個(gè)組成部分的兩個(gè)第一端部2a、20a具有互補(bǔ)的形狀并且頭對(duì)頭地配置，就象兩個(gè)第二端部2b、20b那樣。最好是，厚度大約為1毫米的一絕緣材料層22設(shè)置在第一端部2a、20a與第二端部2b、20b之間，所述層22延伸至環(huán)各組成部分2、20的底部。環(huán)各組成部分的各第一端部2a、20a通過(guò)一并聯(lián)于所述各組成部分并在此具體實(shí)施例中由一不銹鋼制成的活塞銷(xiāo)23構(gòu)成的分流裝置M(branch-off means)電連接于各第二端部2b、20b。這一裝置用以經(jīng)由環(huán)的各組成部分2、20來(lái)分流充足部分的電流。
環(huán)各組成部分可使幾分之一(1/2，1/3，1/4)等的電流得以獲得以生成一磁場(chǎng)，而分流裝置M可使電流得以調(diào)節(jié)到精確數(shù)值，這樣可使必需的磁場(chǎng)得以精確生成，從而把損失減至最低。
在圖7中，真空盒配備著由三個(gè)也是對(duì)稱(chēng)的組成部分組成的環(huán)。單獨(dú)一部分(圖8)因而用來(lái)在幾個(gè)扇段已經(jīng)組裝起來(lái)之后獲得一完整的環(huán)。
在活塞銷(xiāo)11已經(jīng)裝定之后幾個(gè)扇段的自鎖效應(yīng)也可以被注意到，這種效應(yīng)是由于各組成部分端部的特殊形狀而獲得的。
參看圖4，可以看到，按照本發(fā)明另一實(shí)施例，上述兩個(gè)半環(huán)2、20形成在各滅弧觸點(diǎn)件的一個(gè)4里面?？梢灾赋?，在此實(shí)施例中，兩個(gè)滅弧觸點(diǎn)4、5最好是能夠配備這樣的各環(huán)組成部分。
按照本發(fā)明，真空盒C由環(huán)的幾個(gè)組成部分圍繞。這導(dǎo)致產(chǎn)生這樣的電流，其軸向分量易于產(chǎn)生不希望的徑向上的磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)具有把電弧推出位于各滅弧觸點(diǎn)之間的空間之外的效應(yīng)。為了補(bǔ)償這些軸向分量，在上述兩實(shí)施例中，環(huán)的每一組成部分2、20的兩端部2a、2b或20a、20b是沿軸向偏置的，且兩個(gè)第二端部2b、20b分別疊置在兩個(gè)第一端部20a和2a上面。
按照示于圖5的另一實(shí)施例，開(kāi)關(guān)I包括一具有一定數(shù)量的環(huán)組成部分18，比如七個(gè)的鐘形外殼14。
這些環(huán)組成部分包括電連接于固定觸點(diǎn)4的電流輸入片的一端和電連接于一第二導(dǎo)電鐘形外殼15的一端，第二導(dǎo)電鐘形外殼裝設(shè)在第一鐘形外殼14里面并電連接于固定滅弧觸點(diǎn)4，此第二鐘形外殼15從事對(duì)于上述各軸向電流分量的補(bǔ)償。應(yīng)當(dāng)指出，此第二鐘形外殼15最好是如圖5所示可以構(gòu)成真空盒管殼1的一個(gè)組成部分，并用釬焊固定于第一鐘形外殼。還應(yīng)當(dāng)指出，此第二鐘形外殼15還可以配設(shè)在第一鐘形外殼的外面。在此實(shí)施例中，分流裝置M由嵌置在上述兩個(gè)鐘形外殼14、15之間的一盤(pán)形電阻元件6構(gòu)成。
按照示于圖6中的另一實(shí)施例，開(kāi)關(guān)I，與前一實(shí)施例中一樣，包括兩個(gè)在其底部電連接的同軸鐘形外殼14、16，其中外邊的一個(gè)14包括電連接于用于把電流輸入固定觸點(diǎn)4的片19的各環(huán)組成部分18。不過(guò)，在此實(shí)施例中，各軸向電流分量的補(bǔ)償是通過(guò)以下原因而實(shí)現(xiàn)的，即內(nèi)部鐘形外殼16也包括各環(huán)組成部分17，所述各組成部分17處在外鐘形外殼14各環(huán)組成部分18的延伸段上并電連接于固定觸點(diǎn)4。在這種情況下，屬于兩個(gè)鐘形外殼的各環(huán)組成部分彼此這樣配置，使得電流上升以致沿軸線取向的各電流彼此抵消。這樣，徑向磁場(chǎng)與軸向磁場(chǎng)之間的比值減小了，這導(dǎo)致上述各軸向電流分量得以減小的效果。
上述實(shí)施例中任一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)操作將在以下說(shuō)明中參照各圖予以簡(jiǎn)略敘述。
按照示于圖1至4的實(shí)施例，在斷路期間，通過(guò)各環(huán)組成部分2、20產(chǎn)生電流分流。這導(dǎo)致在滅弧觸點(diǎn)4、5的隔離區(qū)中生成一軸向磁場(chǎng)。在使用兩個(gè)環(huán)組成部分時(shí)，對(duì)于一給定結(jié)構(gòu)(section)，每一組成部分形成一半環(huán)，造成的損失相應(yīng)于在整個(gè)電流流經(jīng)一完整環(huán)的情況下所造成的損失的25％。
一般，對(duì)于一25KA rms的致斷容量，最好是所獲得的軸向磁場(chǎng)相應(yīng)于流經(jīng)一環(huán)的電流為10KA。這只是必須流經(jīng)圍繞真空盒的一完整環(huán)的所用電流的40％。
采用單獨(dú)一個(gè)環(huán)，且在整個(gè)電流流經(jīng)所述環(huán)的情況下，在斷路期間會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的軸向磁場(chǎng)，因而，在流過(guò)1250A的恒定電流時(shí)，造成的損失是68瓦。
采用一完整環(huán)和一分流裝置，流經(jīng)環(huán)的電流可予以調(diào)節(jié)而所需軸向磁場(chǎng)可以精確獲得。不過(guò)，在流過(guò)1250A的恒定電流期間，各種損失是34瓦。
在采用由兩個(gè)并聯(lián)設(shè)置的環(huán)組成部分組成的裝置和一分流裝置的情況下，分支電流也可予以調(diào)節(jié)(高達(dá)流經(jīng)各環(huán)組成部分的電流的40％)。在流過(guò)恒定電流期間的損失則減小到只是17瓦的數(shù)值。在后一情況下，分流裝置可由支承兩個(gè)環(huán)組成部分和真空盒的一簡(jiǎn)單活塞銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)，只有20％的電流流經(jīng)此活塞銷(xiāo)，這樣會(huì)使裝配容易一些。
按照示于圖5和6的各實(shí)施例，分支電流首先流經(jīng)第一鐘形外殼14的各環(huán)組成部分18并隨后流經(jīng)第二鐘形外殼15、16，再流經(jīng)滅弧觸點(diǎn)4、5。
應(yīng)當(dāng)指出，一種電感式分流器也可用來(lái)代替電阻式分流器或者一電感式分流器和一電阻式分流器的組合。
非常自然的是，本發(fā)明決不局限于所敘述的和所圖示的各實(shí)施例，它們只是為示范目的而給出的。
相反，本發(fā)明包含了所述裝置的所有技術(shù)上的對(duì)等物及其各種組合，倘若后者是在本發(fā)明的原則精神之內(nèi)實(shí)施的話(huà)。
權(quán)利要求
1.一種用以在電路中實(shí)現(xiàn)斷路的電氣開(kāi)關(guān)，包括一細(xì)長(zhǎng)的真空盒，它帶有一由兩個(gè)端板封閉的圓筒形管殼，其中裝有兩個(gè)分別電連接于兩個(gè)電流輸入片的滅弧觸點(diǎn)，其中的固定觸點(diǎn)牢靠地固定于一個(gè)上述的端板，而另一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)可沿軸向滑動(dòng)地裝設(shè)在真空盒里面；以及至少一個(gè)用以在電弧形成區(qū)內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置，其特征在于，上述裝置包括至少兩個(gè)環(huán)組成部分(2、20)，圍繞各觸點(diǎn)(4、5)并聯(lián)安裝，各自包括一電連接于滅弧觸點(diǎn)(4、5)中的滅弧觸點(diǎn)(4)的第一端部(2a、20a)，以及一電連接于所述觸點(diǎn)(4)的電流輸入片(19)的第二端部(2b、20b)，所述各組成部分(2、20)位于真空盒外邊，面對(duì)將各滅弧觸點(diǎn)(4、5)分隔開(kāi)的間隙。
2.一種用以在電路中實(shí)現(xiàn)斷路的電氣開(kāi)關(guān)，包括一細(xì)長(zhǎng)的真空盒，它帶有一由兩個(gè)端板封閉的圓筒形管殼，其中裝有兩個(gè)用以分別電連接于兩個(gè)電流輸入片的滅弧觸點(diǎn)，其中的固定觸點(diǎn)牢靠地固定于一個(gè)上述的端板，而另一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)可沿軸向滑動(dòng)地裝設(shè)在真空盒里面；以及至少一個(gè)用以在電弧形成區(qū)內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置，其特征在于，上述裝置包括至少兩個(gè)環(huán)組成部分(2、20)，圍繞各觸點(diǎn)(4、5)并聯(lián)安裝，各自包括一電連接于各滅弧觸點(diǎn)(4、5)中的滅弧觸點(diǎn)(4)的第一端部(2a、20a)，以及一電連接于所述觸點(diǎn)(4)的電流輸入片(19)的第二端部(2b、20b)，每一環(huán)組成部分(2、20)的第一(2a、20a)和第二(2b、20b)端部通過(guò)一分流裝置M電連接起來(lái)，此分流裝置M用以在斷路期間分流一部分主電流通過(guò)各環(huán)組成部分(2、20)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，每一環(huán)組成部分構(gòu)成長(zhǎng)度小于一完整環(huán)的幾分之一環(huán)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，所有各環(huán)組成部分一起構(gòu)成一完整環(huán)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組部分(2、20)數(shù)量為兩個(gè)。
6.按照權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組成部分(2、20)和分流裝置M同軸地安裝在真空盒C外邊。
7.按照權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組成部分(2、20)和分流裝置M同軸地安裝在真空盒C里面。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組成部分(2、20)和分流裝置M配裝在固定滅弧觸點(diǎn)(4)與相應(yīng)的電流輸入片之間。
9.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組成部分(2、20)和分流裝置M構(gòu)成滅弧觸點(diǎn)(4、5)中的一個(gè)或兩者的一組成部分。
10.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，各環(huán)組成部分的數(shù)量為兩個(gè)，各環(huán)組成部分的第二端部(2b、20b)疊置在另一個(gè)環(huán)組成部分的第一端部(2a、20a)上面。
11.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)前述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，它包括一第一鐘形外殼(14)，具有多個(gè)環(huán)組成部分，多個(gè)環(huán)組成部分經(jīng)由它們的各端部之一電連接于上述片(19)(或者滅弧觸點(diǎn)(4))并經(jīng)由它們的另一端部電連接于一同軸配置于真空盒并電連接于滅弧觸點(diǎn)(4)(或者上述片(19))的第二導(dǎo)電鐘形外殼(15、16)。
12.按照權(quán)利要求11所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，第二鐘形外殼(16)包括同樣數(shù)量的環(huán)組成部分(17)，它們經(jīng)由其端部之一分別電連接于第一鐘形外殼(14)的各環(huán)組成部分(18)并經(jīng)由它們的另一端部電連接于所述滅弧觸點(diǎn)(4)，與第一(14)和第二(16)鐘形外殼相關(guān)聯(lián)的各環(huán)組成部分彼此相對(duì)配置的方式是，可消除流動(dòng)在各環(huán)組成部分之中的各電流的軸向分量。
13.按照權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的電氣開(kāi)關(guān)，其特征在于，上述分流裝置包括一與各環(huán)組成部分(2、20)并聯(lián)安裝的電阻元件和/或一電感無(wú)件。
全文摘要
一種電氣開(kāi)關(guān)，包括一細(xì)長(zhǎng)的盒，具有一由兩個(gè)端板封住的圓筒形外殼，其內(nèi)有兩個(gè)滅弧觸點(diǎn)，其一固定的觸點(diǎn)固定于一個(gè)端板，另一活動(dòng)觸點(diǎn)可沿軸向滑動(dòng)地安裝在盒里面；一可在電弧形成帶內(nèi)產(chǎn)生一軸向磁場(chǎng)的裝置。此裝置包括至少兩個(gè)環(huán)組成部分，平行安裝，各有一第一端部，電連接于滅弧觸點(diǎn)中的觸點(diǎn)，及一第二端部，電連接于該觸點(diǎn)的電流輸入片。第一和第二端部由一分流裝置電連接起來(lái)，此裝置在斷路期間分流一部分通過(guò)各環(huán)組成部分的電流。
文檔編號(hào)H01H33/664GK1165389SQ97102869
公開(kāi)日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1997年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月8日
發(fā)明者羅杰·博朗吉特, 漢斯·謝利肯斯, 菲利浦·比科特 申請(qǐng)人:施耐德電器公司