适用于dc模制外壳断路器的电弧滑槽及其相关方法
【专利说明】适用于DC模制外壳断路器的电弧滑槽及其相关方法
[0001]本申请要求于2013年I月24日提交的美国专利申请序列号13/749，360的权益和优先权，其内容通过如在此全部陈述地弓I用并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及断路器所使用的电弧滑槽(arc runner)。
【背景技术】
[0003]断路器是用于电路保护和隔离的各种过流保护装置中的一种。断路器在每当电异常发生时提供电保护。在断路器中，电流从电力线进入系统并且穿过线导体到固定在线导体上的固定触点，然后到可移动触点。可移动触点可固定地附接到臂并且可将臂安装到转子上。只要固定触点与可移动触点物理接触，电流就从固定触点流到可移动触点并且流出断路器到下行线路的电装置。
[0004]在过流条件(例如短路)的情况中，可产生极高的电磁力。电磁力使可移动触点与固定触点相排斥。因为可移动触点固定地附接到旋转臂，臂枢轴转动并且使固定触点和可移动触点物理分离，因此使电路跳闸。当触点分离并且熔断开电路时，发生电弧放电条件。断路器的跳闸单元将使导致触点分离的断路器跳闸。同样，在断路器的正常“开/关”操作期间发生电弧放电。期望的是抑制生成的电弧。
[0005]抑制电弧的典型方法是将电弧导入熄弧沟中，熄弧沟一般是一系列消耗电弧能量的金属片。该熄弧沟位于电路的固定接触点附近。电弧滑槽用于将电弧导引到熄弧沟。电弧滑槽覆盖线导体的裸露区域。因为电弧滑槽提供沿着熄弧沟的电弧通路，所以电弧滑槽经受强烈高温。
[0006]在更高的故障中断，特别是那些与DC电流相关的故障中断期间，由于通过熄弧沟中的永磁体产生的磁场可能不足够强以抵抗气体动力以将电弧推并且拉入下电弧片中，所以电弧可能抵抗到熄弧沟内的运动。缺乏电弧与下电弧片之间的接合可导致对于熄弧沟和断路器的更长电弧放电时间和损害。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例涉及电弧滑槽，其可减少电弧放电时间和/或抑制对熄弧沟和/或断路器的损害。
[0008]一些实施例涉及双向直流(DC)断路器。
[0009]一些实施例涉及断路器，该断路器包括:(a)电弧室；(b)在电弧室中包括多个电弧片的熄弧沟；(C)电弧室中的线导体，该线导体具有下主体部分以及具有自由端的向上延伸的臂，该臂位于下主体部分的上面；(d)由线导体的臂支持的固定触点，该固定触点位于电弧片附近；以及(e)由电弧室的线导体支持的非铁磁性电弧滑槽。电弧滑槽具有如下特征中的至少一个:(i)附接到线导体的下主体部分，并且位于具有位于底电弧片下面的部分的固定触点的前面，或(ii)附接到线导体的臂，并且至少部分位于基本上共同的平面上，该平面作为具有至少一个向下延伸的侧壁的固定触点，该侧壁朝向线导体的下主体部分在具有位于底电弧片下面的部分的固定触点前面向下延伸一段距离，其中电弧滑槽定义导引到下电弧片的一个或多个下侧的电弧通路。
[0010]电弧滑槽可具有定义在其之间的空隙空间的面向前面间隔分开的段。
[0011]电弧滑槽可具有一对平面的并且基本上水平取向的间隔分开的指状物。
[0012]电弧滑槽可具有一对间隔分开的基本上垂直延伸的侧壁。
[0013]断路器可包括非导通的线导体盖，其位于线导体下部的上表面上。
[0014]电弧滑槽可附接到下主体部分并且可具有含上和下基本平行段的曲线形状。上段可具有面向电弧片并且位于线导体臂下面一段距离的自由端。下段可位于线导体的下主体部分附近并且在线导体的臂下面间隔分开。
[0015]电弧滑槽可附接到下主体部分并且可具有含有支柱的主体，该支柱上升到邻近固定触点的线导体的臂以上或邻近线导体的臂的位置，然后向下行进到位于底电弧片下面的前向平面段。
[0016]断路器可包括具有并入上臂中的下壁的线导体盖，该上臂到固定触点之前终止的自由端向上逐渐变细。线导体盖可包括设定大小并配置为可滑动地容纳线导体的臂的侧向延伸槽，使得线导体臂位于线导体盖的臂下面并且线导体盖的下部位于线导体的下主体部分的上面。
[0017]电弧滑槽可以是辅助电弧滑槽并且断路器同样可包括位于线导体的臂上的固定导体前面的固定电弧滑槽。
[0018]电弧滑槽可附接到线导体臂并且可具有两个间隔分开向下延伸的壁，其中一个壁分别位于臂的每侧并且延伸固定触点前面的一段距离。
[0019]断路器可包括位于线导体的臂上的反向回路盖，该反向回路盖与固定触点间隔分开并且远离线导体的自由端。
[0020]电弧滑槽可以是附接到线导体臂的辅助电弧滑槽，并且断路器可包括位于线导体臂上的固定导体前面的固定电弧滑槽以及位于线导体的下主体部分上的线导体盖。辅助电弧滑槽可具有两个间隔分开向下延伸的壁，该壁具有位于在其之间具有空隙空间的线导体的下主体上面的下端，位于线导体的臂每侧的一个壁在其前端上具有向外延伸的狭窄指状物。
[0021]断路器可包括位于线导体的下主体部分上的线导体盖。电弧滑槽可具有两个间隔分开向下延伸的壁，该壁具有位于线导体盖附近的下边缘，一个位于线导体的臂每侧的壁在前端上具有向外延伸向下并且向外延伸的基本上平面的指状物。
[0022]电弧滑槽可具有在其之间含有空隙空间的指状物的前端部分，所述空隙空间位于所述固定触点的一侧或每侧上。
[0023]空隙空间具有大于固定触点和/或邻近电弧片宽度的宽度。
[0024]断路器可包括位于线导体的下主体部分上的线导体盖。电弧滑槽，线导体和线导体盖每个可包括至少一个对齐的孔，该孔容纳将电弧滑槽附接到线导体的连接构件。
[0025]又一其它实施例涉及电弧室组件。该组件包括:电弧室，其具有模制主体；电弧室中包括多个电弧片的熄弧沟；在电弧室中支持可移动触点的可移动臂；以及具有线导体的线导体组件，该线导体具有下主体部分以及具有自由端的向上延伸的臂，该臂位于下主体部分之上。线导体组件包括与可移动触点合作的固定触点，以及附接到位于电弧室中的线导体的非铁磁性电弧滑槽。电弧滑槽具有如下特征中的至少一个:(a)附接到线导体的下主体部分，并且位于具有位于底电弧片下面的部分的固定触点的前面，或(b)附接到线导体的臂，并且位于基本上共同的平面上，该平面作为具有至少一个向下延伸的侧壁的固定触点，该侧壁朝向线导体的下主体部分在具有位于底电弧片下面的部分的固定触点前面向下延伸一段距离。电弧滑槽定义导引到一个或多个下电弧片的下侧的电弧通路。电弧室组件同样包括位于线导体下主体部分之上的非导电线导体盖。
[0026]又一实施例涉及电弧滑槽组件。该组件包括:伸长的线导体，其具有下主体部分以及向上延伸的臂，该线导体在直流(DC)断路器的臂的前端部分上支持固定电触点；附接到伸长的线导体的非铁磁性电弧滑槽，其中电弧滑槽具有定义在其之间的空隙空间的向前延伸的段，设定该段大小并且配置为位于线导体臂和/或固定触点的反向侧边上；以及非导电线导体盖，其位于线导体的下主体部分之上。
[0027]间隔分开的段可以是从线导体臂向下延伸或从线导体的下主体部分向上延伸并且面向电弧片的指状物。
[0028]间隔分开的段可以是从线导体的下主体部分上升然后朝向电弧滑槽的前平面端向下行进的支柱的上部。
[0029]电弧滑槽可以是第一电弧滑槽并且该组件可包括由线导体的臂支持的第二电弧滑槽。
[0030]再一实施例涉及在断路器的熄弧沟中导引电弧的方法。该方法包括:(a)提供具有电弧室的断路器，该电弧室包括具有电弧片的熄弧沟和具有固定触点的线导体以及至少一个电弧滑槽；以及(b)使用电弧滑槽导引电弧沿着电弧通路行进，该电弧通路延伸到熄弧沟的底电弧片的下侧。
[0031]本领域普通技术人员将从下列优选实施例中的附图和详细描述的阅读中理解本发明的进一步特征，优点和细节，该描述仅为本发明的说明。
[0032]应注意的是关于一个实施例所描述的本发明的方面可并入到不同的实施例中，尽管没有关于它们之间特别描述。换言之，可以任意方式和/或组合将所有实施例和/或任意实施例的特征组合。申请人保留改变任意原始提交的权利要求或相应地提交任意新权利要求的权利，包括虽然没有以如下方式提交原始权利要求，但是能够修改任意原始提交的权利要求以与任意其它权利要求独立和/或合并任意其它权利要求的任意特征的权利。以下所陈述的说明书中详细解释了本发明的这些和其它目的和/或方面。
【附图说明】
[0033]图1是根据本发明的实施例的示例性断路器的侧视角局部剖视图。
[0034]图2A是图1所示的断路器的侧截面视图。
[0035]图2B是图1所示的断路器的侧视图。
[0036]图2C是图1所示的断路器的侧视角视图。
[0037]图3是沿着图2