開關裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種開關裝置（1），特別是斷路器或故障電流斷路開關，所述開關裝置具有移動觸點（8）和固定觸點（3），其中在接通狀態(tài)下使移動觸點（8）的接觸位置（10）與固定觸點（3）的接觸位置（5）接觸。固定觸點（8）的接觸位置（10）與固定觸點（3）的接觸位置（5）由殼體（55）包圍，其中該殼體（55）由鐵磁材料制成。
【專利說明】開關裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有機械的移動觸點和機械的固定觸點的開關裝置。

【背景技術】
[0002]這種開關裝置尤其可以是斷路器或故障電流斷路開關。斷路器的實例稱作線路保護開關。在開關裝置的接通狀態(tài)下，移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置接觸。在斷開開關裝置時，將移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置分開，在此可以在移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置之間點燃電弧(開關電弧)。為了盡可能小地保持由于電弧出現(xiàn)的觸點燒損，致力于電弧在接觸位置上短暫的停留時間。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種開關裝置和方法，其中電弧快速地運動遠離接觸位置。
[0004]按本發(fā)明，所述目的通過根據(jù)按獨立權利要求所述的開關裝置以及方法來實現(xiàn)。開關裝置以及方法的有利的設計方案在從屬權利要求中給出。
[0005]公開了一種開關裝置，特別是斷路器或故障電流斷路開關，其具有移動觸點和固定觸點，其中在開關裝置接通狀態(tài)下移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置接觸，其中移動觸點的接觸位置和固定觸點的接觸位置由殼體包圍，并且其中該殼體由鐵磁材料、特別是由鋼制成。在此有利的是，所述移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置由鐵磁性材料制成的殼體包圍。也就是該殼體不僅包圍移動觸點的接觸位置，而且也包圍固定觸點的接觸位置。通過該殼體增強了包圍移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置的磁場(該磁場由流經固定觸點以及移動觸點的電流形成)。由此，在接觸位置區(qū)域內存在增強的磁場，由此使在接觸位置之間燃燒的電弧快速地運動遠離接觸位置。換句話說，通過所述殼體增強了移動觸點和固定觸點區(qū)域內的磁場，更精確地說是接觸位置區(qū)域內的磁場。
[0006]可以如此設計所述開關裝置，使得所述殼體是用于磁場的磁路，該磁路由流經固定觸點和移動觸點的電流形成。由鐵磁性材料形成的磁路集中磁場線并且因此增強磁場。
[0007]也可以如此設計所述開關裝置，使得殼體布置在開關裝置殼體(開關殼體)內部。通過將殼體集成到開關裝置殼體內部不需要改變開關裝置殼體，從而不改變開關裝置的外部。尤其從開關裝置殼體外部不能看到所述殼體。
[0008]在此可以如此構造所述開關裝置，使得開關裝置殼體由絕緣材料、尤其塑料制成。開關裝置殼體防止與開關裝置的引導電壓的部件接觸。
[0009]在開關裝置中，所述殼體可以具有第一開口。
[0010]此外可以如此設計開關裝置，使得第一電導體穿過第一開口。
[0011]在開關裝置中，第一電導體可以與固定觸點電連接。
[0012]在開關裝置的前面所描述的變型方案中，所述第一開口實現(xiàn)了借助于第一電導體將待接通的電流導向固定觸點。
[0013]此外可以如此設計開關裝置，使得所述殼體具有第二開口。
[0014]在此，該第二開口可以與第一開口對置。
[0015]也可以如此設計開關裝置，使得第二電導體穿過第二開口。
[0016]在開關裝置中，第二電導體可以與固定觸點電連接。
[0017]此外可以如此設計開關裝置，使得第二電導體將固定觸點與消弧裝置、尤其消弧室電連接。
[0018]在開關裝置的前面所述的變型方案中，第二開口實現(xiàn)了電弧遠離接觸位置的運動。在此，電弧從殼體運動出來。電弧尤其可以借助于第二電導體運動至消弧裝置。
[0019]也可以如此設計開關裝置，使得殼體在第二開口上具有斜區(qū)段(斜殼體邊緣)，該斜區(qū)段基本上垂直于第二電導體布置。通過斜區(qū)段實現(xiàn)了第二電導體的大部分布置在增強的磁場范圍內。由此使得電弧特別好地運動遠離接觸位置。
[0020]也可以如此設計開關裝置，使得所述殼體是兩部分的殼體。兩部分構造的殼體可以特別簡單地裝配在開關裝置中。
[0021 ] 在此可以如此構造開關裝置，使得所述殼體具有殼體外殼以及蓋子。所述殼體外殼尤其可以具有U形的橫截面。所述蓋子封閉殼體外殼，由此圍繞移動觸點的接觸位置并且圍繞固定觸點的接觸位置環(huán)繞地封閉所述殼體。由此，該殼體形成了用于磁場的起作用的磁路。
[0022]也可以如此設計開關裝置，使得所述殼體不僅與固定觸點而且與移動觸點間隔開。由此，該殼體不僅與固定觸點而且與移動觸點電絕緣。
[0023]可以如此構造開關裝置，使得殼體與固定觸點之間的距離在0.5mm和5mm之間，尤其在1.5mm和2.5mm之間。證實了 1.5mm和2.5mm之間的距離是一方面殼體與觸點的電絕緣以及另一方面磁場的增強之間良好的折衷方案。
[0024]也可以如此設計開關裝置，使得所述移動觸點是旋轉觸點。
[0025]此外公開了一種用于在開關裝置、尤其斷路器或故障電流斷路開關中使電弧運動的方法，該開關裝置具有移動觸點和固定觸點，其中在開關裝置接通狀態(tài)下使移動觸點的接觸位置與固定觸點的接觸位置接觸，其中在該方法中，
-借助于流經移動觸點和固定觸點的電流產生磁場，
-該磁場通過殼體增強，其中該殼體包圍移動觸點的接觸位置和固定觸點的接觸位置，并且其中該殼體由鐵磁材料、尤其由鋼制成，并且
-通過增強的磁場使得在移動觸點的接觸位置和固定觸點的接觸位置之間點燃的電弧運動遠離移動觸點的接觸位置和固定觸點的接觸位置。
[0026]可以如此設計所述方法，使得該磁場通過用作磁路的殼體來增強。
[0027]也可以如此設計所述方法，使得殼體布置在開關裝置殼體(開關殼體)的內部。
[0028]也可以如此設計所述方法，使得通過增強的磁場額外地將力施加到移動觸點上，如此使得移動觸點的接觸位置運動離開固定觸點的接觸位置。由此更快地斷開電接觸(更快的動態(tài)的接觸斷開)。
[0029]所述方法的所述變型方案具有與上面對開關裝置所說明的優(yōu)點相同的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面根據(jù)實施例更詳細地解釋本發(fā)明。為此示出:
圖1是具有敞開的殼體的開關裝置的實施例的示意性側視圖，
圖2是圖1的側視圖，其中用蓋子封閉殼體，
圖3是圖1中放大的截取部分，
圖4是圖2的開關裝置從上面看的視圖，
圖5是圖4中放大的截取部分，
圖6是殼體的殼體外殼的三維視圖，以及圖7是殼體蓋的三維視圖。

【具體實施方式】
[0031]在圖1中以示意圖示出了線路保護開關形式的開關裝置1的實施例。在此示出了線路保護開關的僅選出的部分，功率保護開關的一些部分出于更好的清晰起見被省略。
[0032]所述線路保護開關1具有固定觸點3，該固定觸點承載著固定觸點側的接觸件5。開關1的移動觸點8承載著移動觸點側的接觸件10。示出了線路保護開關1的斷開狀態(tài)(切斷狀態(tài))，其中移動觸點8的接觸件10與固定觸點3的接觸件5分開。在開關1的閉合狀態(tài)(接通狀態(tài))下，接觸件10與接觸件5接觸。接觸件5和接觸件10分別形成了接觸位置，在該接觸位置上移動觸點與固定觸點接觸；電流流經該接觸位置。(接觸件5形成了固定觸點3的接觸位置；接觸件10形成了移動觸點8的接觸位置)。
[0033]所述移動觸點8可圍繞旋轉點13旋轉地進行支承,所述移動觸點8是旋轉觸點。移動觸點8的凹槽16與開關1的未示出的鎖扣機構連接。由此借助于(未示出的)操作桿能夠手動操作移動觸點。這種鎖扣機構由現(xiàn)有技術已知。
[0034]所述固定觸點3借助于第一電導體20與線圈22的繞組的第一端部電連接。線圈22的繞組的第二端部與線路保護開關的電接線25電連接。線圈22是磁性觸發(fā)器的一部分，該部分在過電流時借助于(未示出的)推桿使移動觸點8逆時針運動并且由此斷開在移動觸點與固定觸點之間的電接觸。
[0035]此外，固定觸點3借助于第二電導體28與消弧裝置30電連接。第二電導體28構造成導片28，該導片可以將電弧的端部從接觸件5引導至消弧裝置30。消弧裝置30的第二接線構造成導軌32。該導軌32形成了在移動觸點8的接觸件10附近的彎曲處35并且隨后進一步延伸至雙金屬載體38。
[0036]雙金屬載體38承載雙金屬帶40的第一端部。雙金屬帶40的另一端部與軟接線42的端部電接觸。該軟接線42與移動觸點8電連接。雙金屬載體38借助于另一軟接線45與線路保護開關的第二接線48電連接。雙金屬帶以已知的方式用作過溫保護并且在出現(xiàn)過高的溫度時斷開電流。
[0037]線路保護開關的所述部件布置在開關殼體52 (開關裝置殼體52)中。該開關殼體52僅示意性地借助于虛線示出。該開關殼體52由絕緣材料制成，例如由塑料制成，并且以已知的方式用于防止接觸傳導電壓的部件。
[0038]在線路保護開關1的接通狀態(tài)下，電流從第一接線25經過線圈22流經第一電導體20、固定觸點3、接觸件5、接觸件10、移動觸點8、軟接線42、雙金屬帶40以及軟接線45到達第二接線48。
[0039]固定觸點3的接觸件5以及移動觸點8的接觸件10由殼體55(接觸殼體55或者說接觸件殼體55)包圍。在該殼體55中，在圖1中僅示出了一個殼體外殼55a。省略了封閉殼體外殼55a的蓋子55b (參見圖4)。由此可以看到兩個接觸件5和10。
[0040]所述殼體55由鐵磁材料制成。在實施例中，該殼體由鋼制成，也就是鋼包圍接觸位置5和10。該殼體55布置在開關殼體52的內部。
[0041]所述殼體55具有第一開口 60，第一電導體20以及移動觸點8通過該第一開口 60延伸到殼體55的內部/內部空間中。此外，該殼體55具有第二開口 62。該第二開口 62與第一開口 60對置。第二電導體28通過該第二開口 62延伸到殼體55的內部。此外，第二開口 62允許電弧從接觸件5和10經由導片28或導軌32移出(運動或者說運動出)至消弧裝置30。換句話說，第一電導體20穿過第一開口 60。第二電導體28穿過第二開口 62。
[0042]所述殼體55具有斜區(qū)段58 (斜殼體邊緣58)。該斜區(qū)段58基本上垂直于第二電導體28延伸。由此實現(xiàn)了大部分第二導體28布置在增強的磁場區(qū)域內。
[0043]所述殼體55不僅與固定觸點3而且與移動觸點8間隔開。殼體與固定觸點之間的距離通常在0.5mm和5mm之間。被證明特別有利的是距離在1.5mm和2.5mm之間。這種距離一方面已經在殼體55和觸點3、8之間形成良好的電絕緣。另一方面已經充分地增強了磁場。
[0044]殼體55直接包圍固定觸點3和移動觸點8。在殼體55和固定觸點3之間的中間空間以及殼體55與移動觸點8之間的中間空間用氣體填充，尤其用空氣填充。也就是移動觸點8和固定觸點3例如是空氣絕緣的觸點。殼體55外殼狀地包圍固定觸點3的接觸位置5以及移動觸點8的接觸位置10。該殼體55也可以稱作包圍外殼。其涉及共同(用于觸點3、8)的殼體55，該殼體設計成盒狀的殼體或者說金屬盒。
[0045]如果流經線路保護開關的電流超過了額定電流(例如出現(xiàn)短路時)，那么由于該電流在接觸區(qū)域內形成的磁場如此之大，使得移動觸點逆時針旋轉。由此，該磁場斷開接觸件5和10之間的電接觸。涉及動態(tài)的接觸斷開；在此出現(xiàn)的力也稱作接觸斷開力。在斷開觸點時，也就是在使接觸件10與接觸件5電分離時，在所述兩個接觸件之間形成電弧(開關電弧)，由于該開關電弧使電流繼續(xù)流過。隨后該電流(其也流經線圈22)使得移動觸點借助于上述的推桿進一步旋轉遠離固定觸點3。
[0046]所述殼體55增強了在固定觸點3和移動觸點8區(qū)域內的磁場。通過增強的磁場使電弧快速地運動遠離接觸件5和10并且移動至消弧裝置30。在此，該電弧的一個端部從接觸件5經過導片28運動至消弧裝置30的一端。該電弧的另一端部從接觸件10運動至導軌32的彎曲處35并且隨后運動至消弧裝置30的另一端部。(也可以說，該電弧的另一端部從接觸件10轉換到導軌32的彎曲處35。)在消弧裝置30中以這種已知的方式消除電弧。該消弧裝置30在實施例中設計成所謂的消弧室(也稱作去離子室或消電離室)。該消弧室具有多個相互電絕緣的金屬板。電弧在金屬板之間分成單個電弧。由于在此形成的電壓分布，所述電弧快速消除。此外，通過金屬板的良好的導熱能力從電弧中取出熱量，這一點使得消除加速。
[0047]在圖2中示出了圖1的線路保護開關，其中用殼體蓋55b封閉殼體外殼55a。因此，圖2示出了完整的殼體55，從而接觸件5和10、移動觸點8和固定觸點3的一部分布置在殼體55的內部并且由此不能看到。所述殼體外殼55a和殼體蓋55b分別在圖6和7中示出。
[0048]在圖3中放大地示出了圖1中的截取部分。在此，用虛線表示電流300，該電流經由第一電導體20和固定觸點3流向接觸件5。開關電弧302在接觸件5和接觸件10之間燃燒。只要該電弧302燃燒，電流300就從接觸件5流向接觸件10并且繼續(xù)通過移動觸點8流向軟接線42。如在圖3中可以清楚地看出，流過的電流300具有U形的電流曲線。在固定觸點3和移動觸點8之間存在狹窄的平行的電流引導部，其中電流300在固定觸點3和移動觸點8中沿著相反方向流動。由此形成了通過場力線303說明的磁場。該場力線303在移動觸點8和固定觸點3之間的空間內沿著一個方向延伸并且在固定觸點3或者說移動觸點8的對置的一側上通過殼體55沿著相反的方向封閉。所述殼體55也就是用于磁場的磁路并且由于其鐵磁特性用于增強接觸件5和10區(qū)域內的磁場。通過U形的電流曲線產生相互排斥的磁力。由此移動觸點8被推開遠離固定觸點3。
[0049]磁場的增強基于這種已知的特性，即鐵磁材料具有較高的相對導磁率μ r。由此在磁場強度Η保持相同時，根據(jù)公式Β= μ r μ OH增強磁通密度Β ( μ 0=絕對導磁率=常數(shù))。
[0050]增強的磁場B會使得移動觸點8逆時針圍繞旋轉點13旋轉，由此使得接觸件10快速離開接觸件5。也就是通過增強磁場的殼體55比沒有殼體55的情況下更快地斷開電接觸。這是殼體55的重要的有利的效果。此外，增強的磁場沿著消弧裝置30的方向(也就是在圖3的視圖中向下)使得電弧302快速運動并且由此遠離接觸件5和10。由此降低了電弧302在接觸件5和10上的停留時間并且由此減少了接觸件的燒損。由此或者可以在切斷功率相同時使用更小的接觸件(節(jié)省材料、節(jié)省成本)，或者可以在接觸件的尺寸保持相同時提高切斷功率。通過增強的磁場使得電弧快速地運動或者說被驅動遠離接觸位置，并且隨后可以快速通入消弧裝置30中。
[0051]在圖4中示出了圖1的裝置從上面看的視圖。可以清楚地看出，可以通過第一開口 60從上面看到殼體55的內部。
[0052]在圖5中示出了圖4中放大的截取部分。在從上面看的視圖中可以清楚地看到，磁場線303 (參見圖3)閉合，其中閉合的磁路在三個側面通過殼體55實現(xiàn)。此外可以清楚地看出，所述殼體55具有殼體外殼55a和殼體蓋55b。
[0053]在圖6和圖7中分別單個地示出了殼體外殼55a和殼體蓋55b。在圖5到7中也可以清楚地看出，所述殼體55是兩部分的殼體，其由殼體外殼55a和殼體蓋55b組成或者說具有殼體外殼和殼體蓋。
[0054]示出了通過殼體增強接觸區(qū)域內形成的磁場。通過增強的磁場將開關電弧在其轉換之前從移動觸點到導軌比沒有增強磁場的情況下更快地遠離接觸位置5和10運動。也就是有針對性地增強存在于接觸位置上的磁場，從而將電弧驅離接觸位置。此外，增強的磁場將更大的力施加到移動觸點8上，這引起更快的動態(tài)的接觸斷開。
[0055]描述了一種開關裝置以及一種方法，其中借助于殼體增強包圍接觸位置的磁場。由此使開關電弧更快地運動遠離接觸位置并且實現(xiàn)更快的動態(tài)的接觸斷開。
【權利要求】
1.開關裝置(I)，特別是斷路器或故障電流斷路開關，所述開關裝置具有移動觸點(8)和固定觸點(3)，其中在接通狀態(tài)下使所述移動觸點(8)的接觸位置(10)與所述固定觸點(3)的接觸位置(5)接觸， 其特征在于， -所述固定觸點(8)的接觸位置(10)與所述固定觸點(3)的接觸位置(5)由殼體(55)包圍，其中所述殼體(55)由鐵磁材料制成，尤其由鋼制成。
2.按權利要求1所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)是用于磁場的磁路，其由流經所述固定觸點(3)和所述移動觸點(8)的電流(300 )形成。
3.按權利要求1或2所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)布置在開關裝置殼體(52)的內部。
4.按權利要求3所述的開關裝置， 其特征在于， -所述開關裝置殼體(52 )由絕緣材料制成，尤其由塑料制成。
5.按上述權利要求中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)具有第一開口(60)。
6.按權利要求5所述的開關裝置， 其特征在于， -第一電導體(20)穿過所述第一開口(60)。
7.按權利要求6所述的開關裝置， 其特征在于， -所述第一電導體(20)與所述固定觸點(3)電連接。
8.按上述權利要求中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)具有第二開口(62)。
9.按權利要求8所述的開關裝置， 其特征在于， -所述第二開口(62)與所述第一開口(60)對置。
10.按權利要求8或9所述的開關裝置， 其特征在于， -第二電導體(28)穿過所述第二開口(62)。
11.按權利要求10所述的開關裝置， 其特征在于， -所述第二電導體(28)與所述固定觸點(3)電連接。
12.按權利要求10或11所述的開關裝置， 其特征在于， -所述第二電導體(28)將所述固定觸點(3)與消弧裝置(30)尤其消弧室電連接。
13.按權利要求8到12中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)在第二開口(62)上具有斜區(qū)段(58)，所述斜區(qū)段基本上垂直于所述第二電導體(28)布置。
14.按上述權利要求中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)是兩部分的殼體。
15.按權利要求14所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)具有殼體外殼(55a)以及蓋子(55b)。
16.按上述權利要求中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)不僅與所述固定觸點(3)而且與所述移動觸點(8)間隔開。
17.按權利要求16所述的開關裝置， 其特征在于， -所述殼體(55)與所述固定觸點(3)之間的距離在0.5mm和5mm之間，尤其在1.5mm和2.5mm之間。
18.按上述權利要求中任一項所述的開關裝置， 其特征在于， -所述移動觸點(8)是旋轉觸點。
19.用于在開關裝置(I)、尤其斷路器或故障電流斷路開關中使電弧(302)運動的方法，所述開關裝置具有移動觸點(8)和固定觸點(3)，其中在接通狀態(tài)下所述移動觸點(8)的接觸位置(10)與所述固定觸點(3)的接觸位置(5)接觸，其中在所述方法中， -借助于流經所述移動觸點(8)和所述固定觸點(3)的電流(300)產生磁場， -所述磁場通過殼體(55)增強，其中所述殼體(55)包圍所述移動觸點(8)的接觸位置(10)和所述固定觸點(3)的接觸位置(5)，并且其中所述殼體(55)由鐵磁材料、特別是鋼制成，并且 -通過增強的磁場使在所述移動觸點(8)的接觸位置(10)與所述固定觸點(3)的接觸位置(5)之間點燃的電弧(302)運動遠離所述移動觸點(8)的接觸位置(10)和所述固定觸點(3)的接觸位置(5)。
20.按權利要求19所述的方法， 其特征在于， -所述磁場通過用作磁路的殼體(55)來增強。
21.按權利要求19或20所述的方法， 其特征在于， -所述殼體(55)布置在開關裝置殼體(52)的內部。
22.按權利要求19到21中任一項所述的方法， 其特征在于， -通過增強的磁場額外地將力施加到所述移動觸點(8)上，如此使得所述移動觸點(8)的接觸位置(10)運動離開所述固定觸點(3)的接觸位置(5)。
【文檔編號】H01H73/18GK104347326SQ201410361857
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2013年7月26日
【發(fā)明者】M.諾伊邁爾, C.韋伯 申請人:西門子公司