用于电气保护设备的灭弧室和包括该室的电气保护设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于电气保护设备的灭弧室，包括含有静触点和动触点的电弧形成室，在它们分离的瞬间电弧形成于它们之间，所述电弧形成室与称为灭弧室的第二室的入口连通；至少一个分离壁，其放置在位于所述灭弧室下游的体积中，所述壁在气体流的方向上延伸，以便执行上述体积在气体的此流的方向上的分隔；以及至少一个排放出口，其能够使淬火气体被移除至设备的外部。该室特征在于，上述分离壁(19)向上延伸至包括上述排放出口(26)的设备的面板(21)，以便执行在流向这些出口(26)的方向上的分隔且从而至少形成第一移除管道(22)和第二移除管道(23)。
【专利说明】用于电气保护设备的灭弧室和包括该室的电气保护设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气保护设备，其设计成通过分离触点来执行电流的中断，从而保护装备和人员免受短路电流的影响，且更具体地涉及超终端类型的保护断路器的领域。
[0002]本发明更具体地涉及位于这种设备的灭弧室的下游的排放体积。
[0003]此灭弧室包括电弧形成室，其含有静触点和动触点，在它们分离的瞬间电弧形成于它们之间，所述电弧形成室与称为灭弧室的第二室的入口连通；至少一个分离壁，其放置在位于所述灭弧室下游的体积中，所述壁在气体流的方向上延伸，以便执行上述体积在气体的此流的方向上的分隔；以及至少一个排放出口，其能够使淬火气体被移除至该设备的外部。
【背景技术】
[0004]众所周知，一旦触点在电路发生短路后分开，就会在触点之间出现电弧，该电孤将产生电弧电压。
[0005]然后，电弧移向通常包括设计成冷却气体的隔板的灭弧室，之后气体由于电弧而从灭弧室退出并通过设置在隔板下游的底部格栅中的狭缝。
[0006]然后，这些气体被收集在位于灭弧室之下的体积中。
[0007]该体积可以由一个或多个通道形成，通道被设计成使得气体能够流至设置在该设备壳体中的出口开口，这些气体通过其而逸出至外部。
[0008]例如，专利W002/075760和FR2575861公开描述了一种灭弧室，其配备有执行上述体积在气流的方向上分隔的壁。
[0009]专利FR2575861还描述了使用灭弧室下游的急弯，后者的目的是减慢气体流动。
[0010]排放区域的这些公知的架构没有令人完全满意。气塞实际上的确形成在灭弧室的出口，这些塞是由于发生在隔板之间的流之间的相冲突的相互作用。气流实际上从灭弧室在与它们须跟随要被移位至位于气体收集体积的末端的排放出口的方向相垂直的方向上退出。
[0011]与气体的流动有关联的此问题可能会引起上述底部格栅的部分熔融。断路器的间距越小，此问题就越大，断路器间距的此减少导致气体收集体积的减少。
【发明内容】
[0012]本发明解决了这些问题并且提出了一种设计简单的电气保护设备的灭弧室，使得这些气塞能够被消除以便增加并稳定短路电弧的电压，特别是在预室中，从而能够获得更快更清洁的断路，以及提出了一种包括一个这样的室的电气保护设备。
[0013]为此，本发明的目的是提供一种用于上述那种的电气保护设备的灭弧室，所述室的特征在于，上述分离壁延伸以便形成在流向这些开口的方向上的大致完全的分隔且从而至少形成第一移除管道和第二移除管道，所述管道每个都与排放出口相关联，并且使得大致完全的分离能够被实现在称为主流的第一流与称为二次流的第二流之间，所述流动在灭弧室的出口射出并分别流入第一和第二管道。
[0014]由于气流的这种总的分离，防止主流对二次流产生负面影响。
[0015]根据特定特征，所述排放出口和灭弧室相对彼此布置成使得气流在气流经由排放出口从设备退出的方向大致垂直的方向上从灭弧室退出。
[0016]通过气流的这种分离，在灭弧室的该特定实施例中，防止因易于发生在流动之间的冲突而在灭弧室的出口形成气塞。
[0017]根据另一特征，上述排放出口位于设备的后面板上，其被设计成用于将后者固定在固定支承R上。
[0018]根据另一特征，所述电气保护设备包括电磁保护装置以及位于此电磁保护装置与在固定支承上的设备的固定面板之间的灭弧装置，称为主流的第一流被射出在固定支承所位于的一侧上，而称为二次流的第二流被射出在电磁保护装置所位于的一侧上。
[0019]考虑到设备的这种结构，主流发生在固定支撑所位于的一侧上，例如固定轨，而二次流发生在电磁保护装置所位于的一侧上并且较弱。
[0020]根据另一特征，上述管道的横截面随着排放出口接近而逐步减小。
[0021]根据另一特征，此灭弧室包括绝缘底部格栅，其置于灭弧室下游并且包括设计成使得执行淬火时所产生的气体能够通过的开口。
[0022]流的分离提高了室的底部格栅的不同出口开口之间的气体的交叉影响。
[0023]根据另一特征，该室还包括用于平衡在这两个管道中的气流的路径的长度的器材。因此，主流的路径的长度更接近于二次流的路径的长度。此功能使得电弧能够在与灭弧室隔板的对准的轴线垂直的方向上进入。
[0024]根据另一特征，这些器材包括用于在设备厚度的方向上分离气流的装置。因此尽管这些管道因在设备固定表面上的排放孔的位置的非对称结构，在三维空间中设计这种分隔使得能够具有这些管道的合适长度。
[0025]根据另一特征，在设备厚度的方向上的上述分离器材包括大致相互垂直并形成台阶的两个分隔，所述台阶布置在称为第一管道的管道中，以便形成在此管道中的凸出体积并同时增加在此管道中的气流的路径的长度，且在另一方面形成在称为第二管道的管道中的凹陷体积，气流在此台阶上方的第一管道中流动，而气流在此台阶下方的第二管道中流动。
[0026]根据另一特征，与第二管道相关联的排放出口位于上述台阶的下方，而与第一管道相关联的排放出口位于台阶的脚部。
[0027]根据另一特征，上述排放出口位于相同的高度，后者被限定在平行于设备的后面板的方向上并且垂直于固定支承的纵向方向。
[0028]根据特定特征，上述管道与设备的外壳模制在一起。
[0029]根据另一实施例，上述管道容纳在模块化盒中。
[0030]本发明的另一目的是提供一种电气保护设备，其包括具有单独的或组合的上述特征的灭弧室。
[0031]根据特定特征，该设备是低压断路器。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]但是参照仅为示例目的所给出的附图，从下面描述中，本发明的其它优点和特征将变得更加显而易见，其中:
[0033]-图1是根据现有技术的断路器的平面视图，示出了设备的内部结构，
[0034]-图2是上图的局部平面视图，单独示出了灭弧室，
[0035]-图3是上图的类似视图，但示出了根据本发明特定实施例的灭弧室，
[0036]-图3a是沿着图3的线m_m的剖视图，
[0037]-图3b是图3的左侧视图，
[0038]-图4和4a分别是具有两个不同方位的透视图，示出了根据在图3、3a和3b中所示的特定实施例的灭弧室，以及
[0039]-图5是示出了在根据现有技术的灭弧室中的与在根据本发明的灭弧室中的电弧电流和电压随时间变化的图形表示。
【具体实施方式】
[0040]在图1中可以看出微型断路器的极p，包括绝缘壳体B，具有在其前面板上的操作把手Μ和在其两个窄侧面板上的连接端子1、2。动触点3和静触点4以同样公知的方式容纳在壳体内。
[0041 ] 动触点3由操作机构C操控,该操作机构将上述把手Μ连接至动触点,用于执行关闭或打开触点。
[0042]设计成在过载或短路的情况下促使自动打开触点3、4的热脱扣释放5和电磁脱扣释放6也容纳在该壳体中。
[0043]壳体Β的底部部分包含灭弧室7，其由与称为灭弧室的第二室9的入口连通的称为电弧形成室8的第一室形成，第二室包括散热片10。
[0044]动触点3大致垂直地延伸至其中板延伸以便在发生触点分离时在触点之间引发电弧的平面，其初始方向大致平行于板。
[0045]上述灭弧室7由分别电连接至上述两个端子的招弧角11、12横向限定。这些招弧角布置成以便拾取在发生触点分离时在它们之间所引发的电弧。
[0046]该断路器包括体积V，用于移除灭弧室下游的淬火气体，并且在该体积的出口上包括排放出口 0，用于将气体移除至设备外部。
[0047]由于这样的断路器对于本领域专业人员来说是众所周知的，所以更详细地描述其布置或操作将毫无用处。
[0048]断路器的灭弧室9以已知的方式有利地包括在其下游部分的由塑料材料制成的格栅13，其可以与设备的壳体或盖模制在一起，但其也可以是独立的。此格栅的功能是防止电弧重新形成于灭弧室下游的散热片后面。
[0049]在图2中，已经示出了根据现有技术的灭弧室14，其包括在灭弧室15下游的分隔件16,用于在流动方向上分离气流。
[0050]在图3至4a中，可以看出根据本发明优选实施例的灭弧室17，其中气流收集体积18 一方面在气流的方向上且另一方面在该设备厚度的方向上被分隔。
[0051]在气流方向上的分隔由从隔板20开始的分离壁19执行，然后在位于该组隔板长度的四分之一与四分之三之间的位置，在弯曲之后，向上延伸至设备的后面板21或固定面板的平面。该分离壁19因此由两个部分19a、19b形成，这两个部分相对彼此延伸形成包括在90°与160°之间的角度，一个在与散热片20的平面大致平行的平面中延伸，而另一个在大致垂直延伸至设备固定面板21的平面中延伸。可以注意到的是，这两个分隔件之间的角度将根据该分隔件的位置而有所不同。此分隔件19从而形成两个气流排放管道22、23，分别是第一管道22和第二管道23，第一管道位于面对着设在紧邻排放出口 25、26的散热片24，用于将气体移除至外部，第二管道位于面向远离这些出口的散热片27，每个管道22、23与排放出口 25、26相关联。
[0052]在设备厚度方向上的此分隔是通过形成在第一管道22内凸起的且在第二管道28内凹陷的台阶28来实现的，由两个壁28a、28b所形成的该台阶彼此大致垂直，在第一管道22中建立大致矩形形状的额外体积，并且同时将第二管道23的体积减小此相同的体积。应当指出的是，对于该壁来说可以构想除矩形形状之外的其它形状。
[0053]在设备厚度方向上的此分隔使得能够分别形成与用于将气体移除至外部的两个排放出口 25、26相关联的两个上述移除管道22、23，排放出口位于相同的高度，该高度被限定成垂直于固定轨道的纵向方向。
[0054]应当指出的是，这些排放开口或出口可以是不同的位置、大小和形状，例如一个在另一个的上面、一个挨着另一个，或者根据闩锁的位置以及分隔件的形状以交错的方式。此夕卜，如前面所解释，这些开口可以开在除断路器的后部之外的其它地方。
[0055]因此，在操作中，由于在流动方向上由分隔件所执行的气流的分离(该分隔是在气体所经过的整个路径上进行的)，位于最远离排放出口 25、26的气流被单独地从射出在接近气体出口开口的那些收集，所述开口位于与固定轨道R的同一侧上。
[0056]气流的这种分离增强了限制室的底部格栅13的不同排放出口之间的气体的交叉影响的流动。通过限制这些交叉影响，易于产生前面提到的塞的气流的扰动也得到限制。
[0057]在设备厚度方向上的此分隔使得气体收集体积v能够通过由第二管道23所用的体积的再分配而被重新布置。此重新布置还使得由在第一管道中气体所经过的路径的长度得以加长，这使得气体能够以比通常在根据现有技术的设备中的情况更低的温度射出。
[0058]随着排放出口被逐渐接近，气体收集体积v的此重新布置还能够逐渐减少要在两个管道22、23中得到的排出管道的横截面，以便考虑温度的降低且因此气体体积的降低。
[0059]提供在三维空间中的此分隔从而使得可以具有这些管道的合适长度，尽管排放管道因在设备的固定面板21上的排放出口的位置的非对称结构。
[0060]这些布置可以在执行断路器外壳的模制时得以有利地改造。
[0061]此淬火气体收集体积v还可以设置在以与外壳分离的盒的形式的模块化盒中。在所分离的盒中的气体收集容积的这种设置的优点之一是能够根据与气流相关的应力调整不同的隔间，并且就构成独立于设备的该盒的材料而言能够提供一定的灵活性。
[0062]此解决方案还表现出的优点是能够根据其性能(高中断能力、低中断能力)、其成本、与Vigi是否相关的事实等优化用于特定类型产品的专门的盒。
[0063]下面参照图5，可以将根据现有技术的设备的中断行为与执行在6kA的流动的分离的根据本发明的设备的中断行为进行比较。
[0064]图5的图形表示说明了电流(安培)(左轴)和电弧电压(右轴)随时间(秒)的变化关系。可以观察到的是，在根据本发明的设备的情况下，电弧电压增加(曲线图a)被执行400微秒，比根据现有技术(曲线图b)的设备的情况更迅速。因此与在根据现有技术(曲线图d)的灭弧室中得到的相比，在根据本发明(曲线图c)的灭弧室中得到更好的电流限制。
[0065]可以注意到的是，可以通过一个或多个流动分离分隔件来实现气流的这种分离，此分隔件或这些分隔件布置成使得一直执行分隔至排放出口，以便获得这种分离。气流的这种分离使得在它们从产品排出之前能够获得气体的良好冷却。
[0066]因此，根据本发明，已经实现了灭弧室及包括一个这样的室的电气保护设备，其中气流被分离以便消除一个流动对另一个流动的影响，此外，其中主气流受到扰动以便与二次流相比将其置于劣势，从而促进均匀的电弧插入。
[0067]由于本发明从而实现了消除目前甚至在设备机构的水平出现的气塞，所以这使得短路电弧电压能够得到增加并稳定，特别是在预室中。这也使得能够获得更快、更清洁的中断，提供装备和人员的增强的保护。
[0068]本发明还能够更好地控制在室出口的气流，从而使得能够更好地消除中断残余至室外面，从而使该产品更加坚固。
[0069]本发明还能够确保室的维护和定位，使得在使用盒的选择的情况下能够选择不同于壳体的材料，这种可能性在直接模制在外壳中的分隔件的情况下是更困难的。
[0070]当然，本发明决不限于仅用于示例目的所给出的所述和所示的实施例。
[0071]因此例如，可以增加分离分隔件的数量，从而进一步增加气流的分离。
[0072]同样，主权利要求还涵盖其中排放出口横向于由分隔壁所形成的管道并靠近设备的后面板的情况。因此，这些出口可以指向上、向下或横向。同样，这些出口可以打开进入端子隔间或进入差动保护装置等。
[0073]相反，本发明延伸至包括所述装置的所有技术等同物以及它们的组合，前提是如果后者是根据本发明的精神来实现的话。
【权利要求】
1.一种用于电气保护设备的灭弧室，包括含有静触点和动触点的电弧形成室，在它们分离的瞬间电弧形成于它们之间，所述电弧形成室与称为灭弧室的第二室的入口连通；至少一个分离壁，其放置在位于所述灭弧室下游的体积中，所述壁在气流的方向上延伸，以便执行上述体积在气体的此流动的方向上的分隔；以及至少一个排放出口，其能够使淬火气体被移除至所述设备的外部，其特征在于，上述分离壁(19)延伸，以便形成在流向这些开口的方向上的大致完全的分隔且从而至少形成第一移除管道(22)和第二移除管道(23)，所述管道每个都与排放出口(25、26)相关联，并且使得大致完全的分离能够被实现在称为主流的第一流和称为二次流的第二流之间，所述流在灭弧室(9)的出口射出并分别流入第一 (22)和第二(23)管道，所述排放出口(25、26)和灭弧室(9)相对彼此布置成使得气流在与气流经由排放出口(25、26)从设备退出的方向大致垂直的方向上从灭弧室(9)退出。
2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，上述排放出口(25、26)位于设备的后面板(21)上，其被设计用于将后者固定在固定支承R上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室，其特征在于，电气保护设备包括电磁保护装置(6)，以及位于此电磁保护装置(6)与在固定支承R上的设备的固定面板(21)之间的灭弧装置(9)，称为主流的第一流被射出在固定支承R所在的一侧上，而称为二次流的第二流被射出在电磁保护装置(6)所在的一侧上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室，其特征在于，排放管道(22、23)的横截面随着排放出口(25、26)接近而逐步减小。
5.根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室，其特征在于，其包括绝缘底部格栅(13)，其置于灭弧室(9)下游并且包括设计成使得进行淬火时所产生的气体能够通过的开□。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的灭弧室，其特征在于，其还包括用于平衡在两个管道(22、23)中的气体流的路径的长度的器材。
7.根据权利要求6所述的灭弧室，其特征在于，这些器材包括用于在设备厚度的方向上分离气体流的器材。
8.根据权利要求7所述的灭弧室，其特征在于，在设备厚度的方向上的上述分离装置包括大致相互垂直并形成台阶(28)的两个分隔件(28a、28b)，所述台阶布置在称为第一管道(22)的管道中，以便形成在此管道中的凸出体积并同时增加在此管道中的气体流的路径的长度，且在另一方面形成在称为第二管道(23)的管道中的凹陷体积，气体流在此台阶(28)上方的第一管道(22)中流动，而气体流在此台阶(28)下方的第二管道(23)中流动。
9.根据权利要求8所述的灭弧室，其特征在于，与第二管道(23)相关联的排放出口(26)位于上述台阶(28)的下方，而与第一管道(22)相关联的排放出口(25)位于台阶(28)的脚部。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的灭弧室，其特征在于，上述排放出口(25、26)位于相同的高度，后者被限定在平行于设备的后面板(21)的方向上并且垂直于固定支承R的纵向方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室，其特征在于，上述管道(22、23)与设备的外壳模制在一起。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的灭弧室，其特征在于，上述管道(22、23)容纳在模块化盒中。
13.一种电气保护设备，其包括根据前述权利要求中任一项所述的灭弧室。
14.根据权利要求13所述的电气保护设备，其特征在于，其是低压断路器。
【文档编号】H01H9/30GK104252982SQ201410299092
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】J-C.拉米雷兹, H.瓦利尔, B.黑格, L.荣多特 申请人:施耐德电器工业公司