改进的开关以及相关方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改进的开关设备以及相关的方法，尤其涉及但不仅限于一种改进的断开继电器，例如，该断开继电器用于家庭用电开关或者工业用电开关。
【背景技术】
[0002]开关设备(例如用于家庭、住宅或者车辆的电源的智能电表或者控制器)一般包括接触器和致动器，例如螺管线圈(solenoid coil)。开关设备能够用于稳定地连通或者断开电源，例如电力干线(mains electricity)。例如，电表或者智能电表能够用于例如根据付款或者需求来控制电源供应。
[0003]开关设备能够承受特定的电流，例如较大的短路电流。典型地，接触器具有活动叶片以实现连通或者断开。活动叶片上的触点可选择地接合固定的导电条(bus-bar)上的触点。活动叶片与导电条之间的例如由洛伦兹力产生的电磁斥力，能够推动活动叶片远离导电条。在例如由短路引起的大电流的情况下，触点可被推动至分隔从而导致产生火星，局部加热，损坏开关或者其他潜在危害。
[0004]致动器能够被激活，例如通过向螺管线圈提供脉冲(pulsing the solenoidcoil)，以提供一种足以克服触点之间引力的力，从而当需要实现断开动作时触点能够有计划地分隔。在一些实施方式中，致动器提供一种有接触压力的元件以在特殊情况下维持触点之间的接触。如果开关设备在特殊情况下没有提供足够的接触压力，触点可能分开或者形成不良接触。在一些情况下，特定的接触压力，尤其是恒定的接触压力，能够通过流过触点的电流以允许触点有效地焊接在一起。
[0005]本发明的目的是针对克服上述的一个或多个问题或者至少减少上述的一个或多个问题的影响。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面提供一种开关设备。
[0007]所述开关设备可包括致动器(actuator)。
[0008]所述开关设备可包括接触器(contactor) ο
[0009]所述致动器可设置为驱动所述接触器。
[0010]接触器至少可以包括第一接触器组件和第二接触器组件。
[0011]至少一个接触器组件可以包括变化或者可变的厚度。例如，接触器组件的厚度可以沿着接触器组件的长度改变。
[0012]至少一个接触器组件可以包括较厚部分和较薄部分。所述较薄部分可以包括动态或者弹性的部分，例如活动叶片。所述较厚部分包括导电条或者叶片载体。所述接触器组件包括悬臂。
[0013]所述接触器组件可以包括第一部分和第二部分。所述第一部分可以包括较薄部分。所述第二部分可以包括较厚部分。
[0014]各个接触器组件可为单一的。各个接触器组件可以为整体形成的。
[0015]所述较厚部分和所述较薄部分形成为整体。
[0016]各个接触器组件可以形成为一个单独的单一块。
[0017]所述较厚部分和所述较薄部分是整体形成的。
[0018]所述较厚部分和所述较薄部分是基本连续的。
[0019]所述开关设备可以包括远程断开开关设备，例如，可远程操作的断开开关设备或者远程操作的断开开关设备。所述开关设备可以包括断开继电器，例如，智能电表。所述开关设备可以包括负荷开关。所述开关设备可以包括供电控制开关。所述开关设备可以包括辅助控制开关。
[0020]所述开关设备可以包括单极开关。
[0021]所述开关设备可以包括用于从电压源（例如从电力干线）连通和/或断开电源负荷的开关设备。所述开关设备可以包括大电流开关设备。
[0022]所述开关设备可以包括电流等级和/或设置承载的额定负荷为大约10至400Amps的范围；或者大约60Amps至大约200Amps ;或者大约20Amps至大约120Amps ;或者大约50Amps至大约150Amps ;或者大约80Amps至大约120Amps。所述开关设备可以适用于超过大约200Amps的电流。所述电流等级对应额定负荷。
[0023]所述开关设备可以设定为和/或适用于千安培的负荷；例如，6000Amps或者更多。所述开关设备可以设置为承载短路负荷，例如，承载三十倍的额定负荷。
[0024]所述开关设备可以包括家庭或者住宅用电开关设备。所述开关设备可以包括工业用电开关设备。所述开关设备可以包括交流开关设备。所述开关设备可以包括直流开关设备，例如，用于低电压电源（例如，用于车辆用蓄电池）。
[0025]所述开关设备可以包括周期开关设备。例如，所述开关设备可以分别地设定为和/或可适应于至少5000、至少10000、至少15000的操作周期，例如，电力操作周期。
[0026]所述较薄部分包括小于或者等于所述较厚部分的厚度（例如公称厚度)的大约一半的厚度（例如公称厚度）。所述较薄部分可以包括小于或者等于所述较厚部分的厚度的大约40%的厚度。所述较薄部分可以包括小于或者等于所述较厚部分的厚度的大约30%的厚度。所述较薄部分可以包括小于或者等于所述较厚部分的厚度的大约20%的厚度。所述较薄部分可以包括小于或者等于所述较厚部分的厚度的大约10%的厚度。所述较薄部分可以包括小于或者等于所述较厚部分的厚度的大约5%的厚度。
[0027]所述接触器组件可以包括位于所述较厚部分和所述较薄部分之间的传输部分。
[0028]所述传输部分可以设置为所述较厚部分和所述较薄部分之间提供顺畅的传输。所述传输部分可以设置为所述较厚部分和所述较薄部分之间提供顺畅的电力负荷的传输。所述传输部分可以设置为所述较厚部分和所述较薄部分之间提供顺畅的机械负荷的传输。所述传输部分可以设置为所述较厚部分和所述较薄部分之间提供顺畅的热负荷的传输。
[0029]所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分基本上是同质的。例如，所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分可以包括相似或者相同的性能。所述相似或者相同的性能能够包括一种材料和/或机械性能和/或电学性能和/或热性能。
[0030]另外地或者替代地，所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分在至少一种性能上可基本上不相似。例如，所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分可以包括与至少一个其他部分不同的性能。不同性能能够包括一种材料和/或和/或机械性能和/或电学性能和/或热性能。
[0031]所述接触器组件可以包括双金属接触器组件。例如，所述较厚部分可以包括第一金属，且所述较薄部分可以包括第二金属。
[0032]所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分可以包括铜。所述传输部分和/或所述较厚部分和/或所述较薄部分可以包括铜合金。所述较厚部分可以包括第一铜材料且所述较薄部分可以包括第二铜材料。所述第一铜材料可以设置为具有理想的散热性和/或导电性。所述第二铜材料可以设置以提供好的弹性，例如，在负荷情况下（例如，周期或者动态的弯曲）的增强的弹性和/或耐用性。所述第一铜材料基本上可以包括铜。所述第二铜材料可以包括铜合金，例如，铜/锆合金或者类似物质。
[0033]所述较厚部分和所述较薄部分可以在所述传输部分轴向对齐，因此所述较薄部分是所述较厚部分的轴向延伸。
[0034]所述传输部分可以包括斜面（chamfer)、半径（radius)、肋（rib)等。所述传输部分可以设置为防止较薄部分从较厚部分剥离。所述接触器组件可以设置为基本上张紧和/或压缩地加载所述传输部分。
[0035]所述传输部分可以通过恪合形成。所述传输部分由电子束（electron beam)焊接形成，例如，连续的电子束焊接。所述传输部分可以包括熔融部分。
[0036]所述较厚部分和所述较薄部分可以由电子束焊接结合。
[0037]所述接触器组件可以包括双金属片。所述较薄部分和/或所述较厚部分可以包括双金属片。所述较薄部分可以与所述较厚部分重叠，从而形成搭接接头（lap connection)。
[0038]所述传输部分可以包括搭接接头，例如，搭接恪合（lap fusion) ο
[0039]所述传输部分可以包括对接接头（butt connection)，例如，对接恪合（buttfusion)ο
[0040]所述接触器组件设置为以增加的速率散热。
[0041 ] 所述接触器组件可以包括增加的表面积。所述接触器组件可以包括在至少一侧或者面上的表面积，该表面积基本上大于所述侧或者面的区域（footprint)和/或平面投影。
[0042]在至少一侧或者面上的表面积可以为基本上不连续的。在至少一侧上的表面积可以设置为相对于等同的连续的或者平坦的表面基本上能够散更多的热。所述接触器组件(contactor member)在至少一个部分可以包括不均勾和/或不同质和/或不对称和/或和非均质的横截面。
[0043]所述接触器组件可以包括一个或多个突块和/或一个或多个凹槽，例如，在至少一侧或者面上。所述接触器组件可以包括多个突块和/或凹槽。
[0044]所述凹槽可以包括凹陷（indentation);和/或浅凹（dimple)和/或洼部(depression)和/或狭槽（slot) /或孔或者缝隙。所述凹槽可以包括盲槽。所述凹槽可以包括通孔。
[0045]所述凹槽可以包括连续凹槽。例如，所述凹槽可以包括连续狭槽，例如，弯曲或者迷宫式的狭槽。
[0046]所述接触器组件基本上是平坦的。
[0047]所述突块可以包括凸面。
[0048]所述接触器组件可以为凸面的。
[0049]所述突块可以包括凹面。
[0050]所述接触器组件可以为凹面的。
[0051 ] 所述接触器组件可以为弯曲的。
[0052]所述接触器组件可以包括可变的厚度。所述接触器组件的横截面(例如平行和/或垂直于所述接触器组件的纵向轴线)可以包括可变的厚度。
[0053]所述接触器组件可以包括统一的厚度。例如，在所述接触器组件的第一侧或者面上的凹槽可以与在所述接触器组件的对应(例如，相反)的第二侧或者面上的突块对应；和/或，反之亦然。
[0054]所述凹槽和/或突块可以纵向和/或横向分布，例如，沿着和/或垂直于所述接触器组件的纵向轴线分布。
[0055]所述接触器组件可以包括铰链。
[0056]所述铰链可以包括U形弯曲(U-bend)或者U字形弯部(U-shaped bend)。
[0057]所述接触器组件可以包括U字形弯部或者U形弯曲。
[0058]所述铰链可以包括限定的半径，例如，弯曲半径，所述半径在铰链的任一侧提供所述接触器组件的部分的预定间隔，例如，邻近所述铰链的一侧。所述半径可以提供最小的间隔。所述半径可以提供最大的间隔。
[0059]所述铰链可以限定枢转轴线。所述铰链可以限定虚拟的枢转轴线。
[0060]所述铰链可以包括刚度减小的部分。所述铰链设置为减小所需的开启力。
[0061 ] 所述铰链可以包括弹性增加的部分。所述铰链可以包括相对于所述接触器组件的所述较厚部分和/或所述较薄部分具有减小的横截面积的部分。或者，所述铰链可以包括相对于所述接触器组件的所述较厚部分和/或所述较薄部分具有基本相似的横截面积的部分。
[0062]增加的弹性可以允许所述活动叶