专利名称：单一中断的低压开关设备，尤其为线路保护开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单一(einfach)中断的低压开关设备 (Niederspannungsschaltgerat),如尤其涉及线路保护开关。在低压配电器
(Niederspannungsverteiler)中，这样的开关设备用作快速且可靠地保护处于低压下的用电器(Verbraucher)，如尤其为线路、电动机、设备(Anlage)或者器械(Apparat)。在此，这具有决定性的意义，S卩，在中断电流时，在断开开关的触点 (Kontaktstelle)时产生的开关电弧不保留在触点的接触件上，而是尽可能快地到达开关的灭弧室中，在该灭弧室中该开关电弧通过分解成部分电弧而冷却且消除。因此，除了触点和灭弧室，除了两个接线端、电流连接件和用于探测 (Detektieren)在开关中引导的电流的脱扣装置，低压开关设备还具有电弧引导轨 (Lichtbogenleitschiene)，该电弧引导轨将开关电弧从触点引导到灭弧室；以及这样的器件，即，该器件支持开关电弧的引导。
背景技术：
在文件DE19524915C2中和文件DE3334852A1中描述了开头所提及类型的低压开关设备。在这些设备中，以围绕触点的方式而引导的吹弧回环(Blasschleife)成形到第一电导体中，该第一电导体将触点的固定触头(Festkontakt)与开关的第一接线端相连接(文件DE19524915C2)，或者成形到第二电导体中，该第二电导体将触点的可动触头 (Kontakt)与第二接线端相连接(文件DE3334852A1)。因此，吹弧回线(Blasschlaufe)由待切断的电流而流经，并且产生吹弧磁场(Blasfeld)。该吹弧磁场有利于(imterstiltzen) 开关电弧的固有场(Eigenfeld)。因此，开关电弧在其从触点到灭弧室的路径上而附加地加速。由此实现缩短电弧运行时间(Lichtbogenlaufzeit)并且相应地改进灭弧性能 (L0schverhaken)及提高开关的开关能力(Schaltverm0gen)。
发明内容
如在权利要求书中所给出的那样，本发明的目的在于，实现开头所提及类型的单一中断的低压开关设备，尽管构造简单，该低压开关设备通过短的电弧运行时间和良好的灭弧性能而出众。根据本发明的单一中断的低压开关设备包括第一和第二接线端，带有固定触头和带有可动触头的触点，第一电导体，该第一电导体以导电的方式将第一接线端与固定触头相连接，第二电导体，该第二电导体以导电的方式第二接线端与可动触头相连接，与第一电导体以导电的方式相连接的第一电弧导轨(Lichtbogenlaufschiene)，第二电弧导轨，第三电导体，该第三电导体将第二电导体与第二电弧导轨相连接，以及
布置在第一和第二电弧导轨之间的灭弧室。在该开关设备中，在电流中断时，可动触头在平面上朝向第二电弧导轨而运动，并且在触点断开时，形成位于平面中的、通过分离的触点的间隔而确定的开关距离 (Schaltstrecke) 0此外，保持在可动触头上的、在触点断开时形成的开关电弧的最下点 (Fusspunkt)从可动触头过渡到第二电弧导轨上，并且电流在此换向(kommutieren)到第三电导体中。该开关设备的第一电导体具有平行于平面伸延的、跨越(Uberbrilckenden)开关距离的且布置在开关距离的远离灭弧室的侧边处的第一导体区段。第三电导体具有平行于平面伸延的、跨越开关距离的第二导体区段。在中断过程期间，不仅第一而且第二导体区段与其在开关电弧中的方向相反地弓丨导电流。因此，代替在开关距离和两个电弧导轨附近的昂贵的吹弧回环，根据本发明的低压开关设备具有两个由第一和第二导体区段形成的电流回引(MromrilckfUhrimg)。该电流回引可以简单的方式设计并且要求少的空间。因为在两个导体区段中的待中断的电流分别与其在开关电弧中的方向相反地引导，因此两个导体区段共同排斥(abstossen)开关电弧。因为第三电导体和由此同样与该第三电导体成一体的第二导体区段只有在电弧最下点过渡到第二电弧导轨上后才引导待中断的电流，因此从该时刻起提供特别大的电磁力，该电磁力将基于(fussen)两个电弧导轨上的开关电弧快速驱动(treiben)到灭弧室中。因为第二导体区段只有在将电流换向到第三电导体中后才参与构建电磁力，因此该第二导体区段可如第一导体区段那样布置在开关距离的远离灭弧室的侧边处，然而也可布置在开关距离的面向灭弧室的侧边处。在任何情况下，根据本发明的低压开关设备通过简单的结构、 短的电弧持续时间和良好的灭弧能力而出众。第一导体区段可主要(vorwiegend)平行于开关距离而伸延，然而相比于第一导体区段，第二导体区段相对于灭弧室可具有更小的间隔。在根据本发明的如此改进的开关设备中，开关电弧可特别快速且可靠地消除。这主要是，因为与第一导体区段相比，更近地定位在灭弧室处的第二导体区段在电流换向后以更大的电磁力作用到开关电弧上，并且因为如此电弧在其过渡到电弧导轨上后特别迅速地被驱动到灭弧室中。第二导体区段可布置成相对第一导体区段倾斜，以用于同样利用弯曲伸延的电弧导轨(该电弧导轨强烈地、典型地以约90°改变在开关距离和灭弧室之间的开关电弧的方向)将开关电弧快速地驱动到灭弧室中。当第二电导体具有平行于平面伸延的第三导体区段时(在该第三导体区段中电流在换向前与其在开关电弧中的方向相反地引导)，则可有助于将基于可动触头上的开关电弧过渡到第二电弧导轨上并且由此同样可有助于将待中断的电流换向到第二导体区段中。为了实现电磁力(该电磁力有利于将开关电弧从可动触头过渡到第二电弧导轨上并且由此同样有助于将待切断的电流换向到第二导体区段中)，第一和第三导体区段可分别以相对于平面有间隔的方式布置到平面的两侧，其中，第一导体区段的间隔比第三导体区段的间隔小。第三导体区段可构造成柔性的并且可以生产技术上有利的方式利用其两个端部的一个以导电的方式安置在可动触头的触头承载件的从平面引出的端部上。第三导体区段的另一端部可与短路电流脱扣器(Kurzschlussstromausl0ser)的与第二电导体成一体的
线圈的导电条(Stromanschluss)以导电的方式相连接。当第二和第三导体区段以如此的条件布置在平面的相同侧边上时，S卩，使得与第三导体区段相比，第二导体区段相对于平面具有更小的间隔，则可实现电磁力的有利于整个中断过程的效果。在根据本发明的低压开关设备中，在其中沿顺序依次(der Reihe nach)布置第一接线端、触点、第一和第二电弧导轨、灭弧室以及第二接线端，第二电导体可具有布置在第二接线端和灭弧室之间的第四导体区段，该第四导体区段垂直于灭弧室的灭弧片取向，并且在该第四导体区段中，待中断的电流在开关电弧流入灭弧室中时具有与开关电弧相同的方向(Richtimgssirm)。在这样的实施形式中，还更强烈地有利于开关电弧流入灭弧室中， 并且相应地附加地缩短电弧时间。
根据附图，下文进一步解释本发明的实施例。在此图1显示了在中断短路电流时的根据发明的构造成线路保护开关的低压开关设备的引导电流的带电部分(Aktivteile)的侧视图，图2显示了根据图1的开关的实施成灭弧装置的部件的从右侧以箭头II-II方向所引导的俯视图，以及图3显示了根据图2的灭弧装置的沿
参考标号列表
10接线端
20触点
21固定触头
22可动触头
23轴线
24触头承载件
30，40电弧导轨
50灭弧室
51灭弧片
60接线端
70电导体
71导体区段
72横梁(Traverse)
80电导体
81导体区段
82导电条
83线圈
84电流连接件(Stromverbinck
85,86导体区段
E平面G连接直线(Verbindungsgerade)L，L，开关电弧N法向平面S开关距离
具体实施例方式在所有附图中，相同的参考标号表示起相同作用的部件。在图1中示出的线路保护开关沿顺序(in einer Linie liegend)依次具有接线端10，带有单一中断的触点20、带有两个电弧导轨30，40及带有灭弧室50的灭弧装置，以及接线端60。触点20包括固定触头21以及与固定触头21共同工作的可动触头22，该固定触头21以导电的方式保持在与接线端10相连接的电导体70上，该可动触头22以导电的方式保持在以可围绕轴线23摆动的方式支承的触头承载件M上。触头承载件M通过部分段柔性地构造的电导体80以导电的方式与接线端60相连接。电弧导轨30与电导体70以导电的方式相连接，而电弧导轨 40与电导体80以导电的方式相连接。电弧导轨30，40在由图2和3显而易见的平面E中伸延。在两个电弧导轨30和40之间布置有灭弧室50，该灭弧室50具有彼此平行取向的且以彼此有间隔的形式所保持的灭弧片51的堆叠。电导体70具有平行于平面E延伸的、构造成刚性的导体区段71，而电导体80包括平行于平面延伸的、然而以柔性的形式-典型地作为绞合线-构造的导体区段81。由1 和3可看出，两个导体区段71，81的每一个以至少部分段地平行于位于平面E中的开关距离S的形式伸延，该开关距离S在开关断开时在分离的触头21，22之间形成。如在图2和3 中所显示的那样，以生产技术上有利的方式，导体区段71利用其两个端部中的一个通过从平面引出的横梁72以导电的方式与触头21相连接。可动触头22利用同样可应用于双重 (zweifach)中断的开关的触头承载件M的一个端部以导电的方式而安置。触头承载件M 的另一端部通过导体区段81以生产技术上有利的方式与开关的短路电流脱扣器的与电导体80成一体的线圈83的导电条82以导电的方式相连接。与电导体80成一体的导电条82和电弧导轨40彼此通过实施成绞合线的导体件 84相连接，该导体件84具有平行于平面E伸延的导体区段85，根据图3，相比于导体区段 81，该导体区段85相对于平面E具有更小的间隔。不仅导体区段85而且导体区段71跨越开关距离S，并且因此具有与在开关断开时的开关距离相对应的纵向延伸。在开关闭合时，可动触头22在形成接触力的情况下支撑在固定触头21上。此后， 通过箭头标示的短路电流C从接线端10经过电导体70、固定触头21、可动触头22、触头承载件M及电导体80流动到接线端60。为了中断短路电流C，触点20断开，并且在此触头承载件M或者可动触头22在平面E中逆时针绕轴线23摆动。在此，在形成基于两个触头 21，22上的、位于平面E中的开关电弧L的情况下，可动触头22与固定触头21分离。同样， 在图3中标示的开关距离S同样位于平面E中。如在图1和3中示出的那样，待中断的短路电流C在两个导体区段71和81中分别与其在开关电弧L中的方向相反地引导。因此，两个导体区段由于电磁力而排斥开关电弧L。两个导体区段71和81如此地布置，即，使得电磁力的在灭弧室50方向上指向的分力具有足够的大小，以为了确保将开关电弧的位于可动触头22上的最下点快速地从触头22 过渡到电弧导轨40上。为了利用简单的器件实现大小足够(dimensioniert)的分力，导体区段71布置在开关距离S的远离灭弧室50的侧边上。通过将导体区段81同样布置在该侧边上、也就是在开关距离S上方，在中断过程开始时，实现起排斥作用的、电磁力的特别有利于将电弧最下点过渡到电弧导轨40上的分力。如果导体区段81布置在开关距离S下方，即该导体区段81位于开关距离S的面向灭弧室50的侧边上，则如从图2和3显而易见的那样，相比于导体区段71，导体区段81 相对于平面E具有更大的间隔。同样在该情况下实现对于电弧最下点的过渡为足够大的分力。当导体区段71和81以与平面E有相同间隔的形式定位在垂直于平面E取向的且穿过开关距离S安置的法向平面N中时，并且当在法向平面N中的从(引导电流C的)导体区段71引导到(引导电流C的)导体区段81的连接直线G-相对于电弧导轨30，40的伸延-在-容纳电弧L的最下点的-开关距离S的远离灭弧室50的侧边处、也就是说在开关距离上方伸延时，则肯定地实现施加上文提及的作用的分力。在电弧最下点从可动触头22过渡到电弧导轨40上时，电流C换向到电导体80中， 并且现在从电弧L’经过电弧导轨40、电导体84和电导体80而引导到接线端60。在导体区段85中，短路电流具有如上文在导体区段81中的相同的方向。起排斥作用的电磁力现在产生在两个导体区段71和85中。该力将基于在两个电弧导轨30和40上的开关电弧L’ 驱动到开关的灭弧室50中，在该灭弧室50中该开关电弧L’通过灭弧片51分解成部分电弧(Teillichtb0gen)、冷却且消除。显而易见地，相比于导体区段81，导体区段85相对于平面E具有更小的间隔。因此，电磁力的驱动开关电弧L’的分力变大。同时，与导体区段71相比，导体区段85引导到灭弧室50的更近处。通过该措施，特别有效地有助于开关电弧L流入到灭弧室50中。为了在中断过程开始时已经产生足够大的电磁力，如在图1中所示，导体区段71 主要平行于开关距离S而伸延。如在图1中所示，开关距离S主要平行于灭弧片51而延伸， 并且相应地，在开关距离S和灭弧室50之间的电弧导轨30，40改变其方向约90°，如此有利的是，将导体区段85相对于第一导体区段71或者灭弧片51布置成典型地倾斜约30至 60°。在电流换向之后，尽管电弧导轨30，40弯曲伸延，但电弧L’和导体区段85此后在电弧L’的行进路径(Laufweg)的相当大的部分上布置成主要彼此平行。为了有助于开关电弧流入灭弧室50中并将其分解为部分电弧，电导体80具有布置在接线端60和灭弧室50之间的导体区段86，该导体区段86垂直于灭弧片51取向，并且相对于灭弧室50仅具有较小的间隔。待中断的短路电流在该区段中具有如在开关电弧 L’中的相同的方向。因此，短路电流在导体区段86中产生电磁力，该电磁力吸引开关电弧 L或者部分电弧，并且如此附加地改进开关的灭弧能力。
权利要求
1.一种单一中断的低压开关设备，包括第一接线端(10)和第二接线端(60)，带有固定触头且带有可动触头0 的触点00)，第一电导体(70)，所述第一电导体(70)将所述第一接线端(10)与所述固定触头以导电的方式相连接，第二电导体(80)，所述第二电导体(80)将所述第二接线端(60)与所述可动触头02) 以导电的方式相连接，与所述第一电导体(70)以导电的方式相连接的第一电弧导轨(30)， 第二电弧导轨G0)，第三电导体(84)，所述第三电导体(84)将所述第二电导体(80)与所述第二电弧导轨 (40)连接，以及布置在所述第一电弧导轨(30)和所述第二电弧导轨GO)之间的灭弧室(50)， 在所述低压开关设备中，在电流(C)中断时，所述可动触头02)在平面(E)上朝向所述第二电弧导轨GO)运动，并且在所述触点00)断开时，形成位于所述平面(E)中的、通过分离的触头01，22)的间隔而确定的开关距离(S)，以及在所述低压开关设备中，在所述触点00)断开时形成的开关电弧(L)的保持在所述可动触头0 上的最下点从所述可动触头0 过渡到所述第二电弧导轨GO)上，并且在此所述电流(C)换向到所述第三电导体(84)中， 其特征在于，所述第一电导体(70)具有平行于所述平面(E)伸延的、跨越所述开关距离(S)的且布置在所述开关距离(S)的远离所述灭弧室(50)的侧边处的第一导体区段(71)，所述第三电导体(84)具有平行于所述平面(E)伸延的、跨越所述开关距离(S)的第二导体区段(85)，以及在中断过程期间，所述电流(C)不仅在所述第一导体区段(71)中而且在所述第二导体区段(85)中与其在所述开关电弧(L，L’ )中的方向相反地引导。
2.根据权利要求1所述的开关设备，其特征在于，所述第一导体区段(71)主要平行于所述开关距离(S)而伸延，并且相比于所述第一导体区段(71)，所述第二导体区段(85)相对于所述灭弧室(50)具有更小的间隔。
3.根据权利要求2所述的开关设备，其特征在于，所述第二导体区段(8 布置成相对于所述第一导体区段(71)倾斜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述第二电导体(80) 具有平行于所述平面(E)伸延的第三导体区段(81)，在所述第三导体区段(81)中，所述电流(C)在其换向到所述第三电导体(84)中前与其在所述开关电弧(L)中的方向相反地引导。
5.根据权利要求4所述的开关设备，其特征在于，所述第一导体区段(71)和所述第三导体区段(81)以相对于所述平面(E)有间隔的方式分别布置到所述平面的两侧，其中，所述第一导体区段(71)的间隔比所述第三导体区段(81)的间隔小。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述第三导体区段 (81)构造成柔性的，并且利用其两个端部的一个以导电的方式安置在所述可动触头02)的触头承载件04)的从所述平面(E)引出的端部上，并且所述第三导体区段(81)的另一端部与短路电流脱扣器的与所述第二电导体(80)成一体的线圈(83)的导电条(82)以导电的方式相连接。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述第二导体区段 (85)和所述第三导体区段(81)布置在所述平面(E)的相同侧边上，其中，相比于所述第三导体区段(81)，所述第二导体区段(85)相对于所述平面(E)具有更小的间隔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的开关设备，在所述开关设备中，沿顺序依次布置所述第一接线端(10)，所述触点(20)，所述两个电弧导轨(30，40)，所述灭弧室(50)以及所述第二接线端(60)，其特征在于，所述第二电导体(80)具有布置在所述第二接线端(60) 和所述灭弧室(50)之间的第四导体区段(86)，所述第四导体区段(86)垂直于所述灭弧室 (50)的灭弧片(51)取向，并且在所述第四导体区段(86)中，在所述开关电弧(L’)流入所述灭弧室(50)中时，所述待中断的电流(C)具有与所述开关电弧(L’ )相同的方向。
全文摘要
本发明涉及一种单一中断的低压开关设备，尤其为线路保护开关，具体而言，在根据本发明的低压开关设备中，在短路电流(C)中断时，形成开关电弧(L，L’)。开关设备具有两个由第一导体区段(71)和由第二导体区段(85)形成的电流回引。待中断的电流(C)在两个导体区段(71，85)中分别与其在开关电弧中的方向相反地引导。然而，第二导体区段(85)只有在开关电弧(L)的最下点由触点(20)过渡到电弧导轨(40)上后才引导电流(C)。此后，两个导体区段(71，85)由于电磁力而共同排斥电弧(L’)并且因此以大的力将电弧(L’)驱动到开关的灭弧室(50)中。
文档编号H01H9/44GK102360972SQ201110162150
公开日2012年2月22日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者F·屈恩, T·布森哈特 申请人:Abb瑞士有限公司