单直流灭弧罩及采用其的双向直流电气开关设备的制造方法
【专利说明】单直流灭弧罩及采用其的双向直流电气开关设备
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月5日提交的美国专利申请序列号N0.13/603，574的优先权并且主张其权益，该申请通过引用并入本文中。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及电气开关设备，更具体地涉及直流电气开关设备，比方说，例如而非限制地为直流断路器。本发明还涉及直流灭弧罩(熄弧栅)。
【背景技术】
[0004]采用暴露于空气的可分离触头的电气开关设备可构造成打开输送大电流的电力线路。这些电气开关设备、例如断路器通常在触头分离时产生电弧，并且一般结合有灭弧罩来帮助使电弧熄灭。这样的灭弧罩通常包括多个导电板，所述多个导电板围绕可分离触头以隔开关系被电绝缘壳体保持。电弧传导至所述电弧板，在这里电弧被拉伸并冷却直至熄灭。
[0005]通常，塑壳断路器(MCCB)不是专门设计用于直流(DC)应用的。当已知的交流(AC)MCCB被尝试应用在DC应用中时，多个极以串联的方式电连接，以基于期望的系统DC电压和系统DC电流来实现所要求的中断或开关性能。
[0006]在DC中断中的一个挑战是将电弧驱促至灭弧罩内，特别是在较低的电流水平。一些已知的DC开关产品使用永磁体来将电弧驱促至分弧板内。然而，它们要么仅提供单向电流中断，要么它们由于使用两个灭弧罩以实现双向性能而比较大。
[0007]直流电气开关设备存在改进空间。
[0008]直流灭弧罩也存在改进空间。
【发明内容】
[0009]这些及其它需求通过本发明的实施方式满足。
[0010]根据本发明的一个方面，一种直流灭弧罩包括:铁磁基部，该铁磁基部具有第一端部和相对的第二端部；从该铁磁基部的第一端部配置的第一铁磁侧构件；从该铁磁基部的相对的第二端部配置的第二铁磁侧构件；在第一和第二铁磁侧构件中间从该铁磁基部配置的第三铁磁构件，该第三铁磁构件具有与铁磁基部相对的端部；配置在第一铁磁侧构件上的第一永磁体，该第一永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第二铁磁侧构件上的第二永磁体，该第二永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第一铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第一电弧室，该第一电弧室包括多个分弧板；以及配置在第二铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第二电弧室，该第二电弧室包括多个分弧板，其中第一永磁体和第一铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的第一端部并超出第三铁磁构件的端部，其中第二永磁体和第二铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的相对的第二端部并超出第三铁磁构件的端部，其中第一永磁体和第一铁磁侧构件在第三铁磁构件的端部之后朝向第二永磁体和第二铁磁侧构件延伸，并且其中第二永磁体和第二铁磁侧构件在第三铁磁构件的端部之后朝向第一永磁体和第一铁磁侧构件延伸。
[0011]作为本发明的另一方面，一种双向直流电气开关设备包括:可分离触头；操作机构，该操作机构构造成打开和闭合所述可分离触头；和单直流灭弧罩，该单直流灭弧罩包括:铁磁基部，该铁磁基部具有第一端部和相对的第二端部；从该铁磁基部的第一端部配置的第一铁磁侧构件；从该铁磁基部的相对的第二端部配置的第二铁磁侧构件；在第一和第二铁磁侧构件中间从该铁磁基部配置的第三铁磁构件，该第三铁磁构件具有与铁磁基部相对的端部；配置在第一铁磁侧构件上的第一永磁体，该第一永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第二铁磁侧构件上的第二永磁体，该第二永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第一铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第一电弧室，该第一电弧室包括多个分弧板；以及配置在第二铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第二电弧室，该第二电弧室包括多个分弧板，其中第一永磁体和第一铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的第一端部并超出第三铁磁构件的端部，其中第二永磁体和第二铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的相对的第二端部并超出第三铁磁构件的端部，其中第一永磁体和第一铁磁侧构件在第三铁磁构件的端部之后朝向第二永磁体和第二铁磁侧构件延伸，并且其中第二永磁体和第二铁磁侧构件在第三铁磁构件的端部之后朝向第一永磁体和第一铁磁侧构件延伸。
[0012]作为本发明的另一方面，一种双向直流电气开关设备包括:可分离触头，所述可分离触头包括活动触头和固定触头；构造成打开和闭合可分离触头的操作机构，该操作机构包括载持活动触头的活动触头臂；和单直流灭弧罩，该灭弧罩包括:具有第一端部和相对的第二端部的铁磁基部；从铁磁基部的第一端部配置的第一铁磁侧构件；从铁磁基部的相对的第二端部配置的第二铁磁侧构件；在第一和第二铁磁侧构件中间从铁磁基部配置的第三铁磁构件，该第三铁磁构件具有与铁磁基部相对的端部；配置在第一铁磁侧构件上的第一永磁体，该第一永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第二铁磁侧构件上的第二永磁体，该第二永磁体具有面对第三铁磁构件的第一磁极；配置在第一铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第一电弧室，该第一电弧室包括多个分弧板；配置在第二铁磁侧构件和第三铁磁构件之间的第二电弧室，该第二电弧室包括多个分弧板；配置成与第一永磁体邻近的第一有形(有造型的，非平直的，contoured)放气(gassing)壁；和配置成与第二永磁体邻近的第二有形放气壁，其中第一永磁体和第一铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的第一端部并超出第三铁磁构件的端部，其中第二永磁体和第二铁磁侧构件延伸离开铁磁基部的相对的第二端部并超出第三铁磁构件的端部，其中由活动触头臂载持的活动触头顺循可分离触头的闭合位置和可分离触头的打开位置之间的运动路径，并且其中该运动路径配置在第三铁磁构件的端部与第一和第二有形放气壁之间。
【附图说明】
[0013]当结合附图阅读时可从下文对优选实施例的描述充分理解本发明，在附图中:
[0014]图1是用于单灭弧罩的包括两个永磁体的钢及永磁体结构的等轴视图。
[0015]图2是图1的钢及永磁体结构的简化俯视平面图，并且还包括活动触头臂和处于打开位置的可分尚触头。
[0016]图3是根据本发明的实施例的包括具有两个永磁体的钢及永磁体结构的双向灭弧罩的等轴视图。
[0017]图4是图3的双向灭弧罩的一半的等轴视图。
[0018]图5和6是图3的双向灭弧罩的端部竖向等轴立视图。
[0019]图7是图3的双向灭弧罩的俯视平面图。
[0020]图8是根据本发明的实施例的处于打开位置的电气开关设备的等轴视图，其中一些部分被切除以示出内部结构。
[0021]图9是根据本发明的其它实施例的处于打开位置的电气开关设备的等轴视图，其中一些部分被切除以示出内部结构。
[0022]图10是图9的放气嵌件之一的等轴视图。
【具体实施方式】
[0023]如文中所用，术语“数量”应意味着I或大于I的整数(即，多个)。
[0024]如文中所用，两个或更多个部分/部件“连接”或“联接”在一起的表述意味着所述各部分直接结合在一起或者通过一个或多个中间部分结合。此外，如文中所用，两个或更多个部分“附连”的表述是指所述各部分直接结合在一起。
[0025]虽然结合直流断路器描述本发明，但本发明适用于各种直流电气开关设备。
[0026]参照图1和2，钢及永磁体结构2包括用于单直流灭弧罩8的两个永磁体4、6。永磁体4、6被示出为恰好在钢结构14的两个竖直腿10、12的内侧，并且位于钢结构14和绝缘壳体(未示出)之间。单直流灭弧罩8包括铁磁基部18，该铁磁基部18具有第一端部20和相对的第二端部22。从该第一端部20配置有第一铁磁侧构件24，从该相对的第二端部22配置有第二铁磁侧构件26，在第一铁磁侧构件24和第二铁磁侧构件26中间从铁磁基部18配置有第三铁磁构件28。第一永磁体4具有第一磁极(S)，该第一永磁体4配置在第一铁磁侧构件24上并且面对第三铁磁构件28。第二永磁体6具有第一磁极(S)，该第二永磁体6配置在第二铁磁侧构件26上并且面对第三铁磁构件28。