一种电气隔离开关及其灭弧方法与流程

文档序号:32941694发布日期:2023-01-14 09:16阅读:56来源:国知局
一种电气隔离开关及其灭弧方法与流程

1.本技术涉及开关领域,具体涉及一种电气隔离开关及其灭弧方法。


背景技术:

2.近年来,随着直流传输系统向高电压的方向发展,市场对用于控制直流电开断的直流开关的要求越来越高。直流开关在其应用中面临的一个技术难点在于:有效地熄灭直流电所产生的电弧,即,灭弧。
3.例如,在光伏系统中,用于控制光伏电池板和逆变器之间的直流开关设有静触部和能够相对于所述静触部移动的动触部,当直流电路中电压和/或电流大于预设范围时,在通过直流开关切断被导通的直流电路的过程中,直流开关的动触部与静触部分离的瞬间两者之间会形成电弧。由于电弧能够导电,即使动触部和所述静触部分离,直流电路仍处于导通状态,直到电弧被熄灭直流电路才能够被断开,也就是说,电弧会延长直流开关开断电路的时间。
4.直流回路中电压或电流越大,在通过直流开关开断直流电路的过程中产生的电弧越多。当产生的电弧过多时可能导致直流开关被烧毁、电路中与直流开关电连接的其他设备被损坏,在对电弧产生的电火花敏感的地方(例如,煤气厂)还可能引发爆炸。由此可见,直流开关的灭弧性能是评价直流开关的质量的一个重要指标,其影响直流开关的使用寿命、使用安全性和可靠性。
5.现有诸多用于直流开关灭弧的方案,例如,增加动触部的直径来加大开距来拉长电弧、加快分断速度、增设磁体灭弧等。但这些灭弧方案或多或少都存在一定的缺陷,例如,增大动触部的直径会导致直流开关的整体尺寸的增加,这与当下开关的小型化发展趋势相违背、分断速度的加快存在明显的速度极限且分断速度的加快会导致直流开关的控制稳定性和寿命的下降,而增设磁体的灭弧效果却不显著,常无法满足应用要求。
6.因此,期待一种新型的用于直流开关的灭弧方案。
7.

技术实现要素:

8.本技术的一优势在于提供了一种电气隔离开关及其灭弧方法,其中,所述电气隔离开关在传统的磁体灭弧的方案基础上对所述电气隔离开关的结构进行微调以在电弧的偏转路径上形成作用于电弧的窄空间,所述窄空间能够迫使进入其内的电弧变细变长以加速电弧的拉断和消灭,通过这样的方式,增强所述电气隔离开关的灭弧能力。
9.本技术的另一优势在于提供了一种电气隔离开关及其灭弧方法,其中,通过配置所述窄空间,所述电气隔离开关能够在不大幅增大其整体尺寸或者不增大其整体尺寸的前提下增强所述电气隔离开关的灭弧能力。也就是,本技术所提供的电气隔离开关能够在满足开关小型化的发展趋势的同时具有相对较强的灭弧性能。
10.本技术的另一优势在于提供了一种电气隔离开关及其灭弧方法,其中,所述电气
隔离开关能够通过对传统的直流开关进行结构改造来获得,例如,可通过更换传统直流开关的壳体来实现改装。
11.根据本技术的一个方面,提供了一种电气隔离开关,其包括:壳体组件;被安装于所述壳体组件的电气接触组件,其中,所述电气接触组件包括至少一个静态接触部和至少一个动态接触部,所述动态接触部相对于所述静态接触部可移动,以适于控制所述电气隔离开关在导通态和断开态之间切换,当所述电气隔离开关被切换至所述导通态时,所述动态接触部与所述静态接触部相接触,当所述电气隔离开关被切换至所述断开态时,所述动触接触部与所述静态接触部相分开;以及用于对所述电气隔离开关在状态切换时产生的电弧进行偏转的至少一磁场产生元件;其中,所述壳体组件形成至少一窄空间,所述至少一窄空间位于所述电弧的偏转路径上。
12.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一磁场产生元件包括对应于所述动触接触部的运动路径的第一磁性元件。
13.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一磁场产生元件包括沿着所述电气接触组件的径向方向远离所述动触接触部的运动路径的第一磁性元件。
14.在根据本技术的电气隔离开关中,所述第一磁性元件具有相对的第一磁极和第二磁极,其中,所述第一磁极朝向所述动态接触部的运动路径,所述第二磁极沿着所述电气接触组件的轴向方向远离所述第一磁极。
15.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一窄空间包括第一窄空间,所述第一窄空间位于所述动触接触部的运动路径的外侧。
16.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一窄空间还包括第二窄空间,所述第二窄空间位于所述动触接触部的运动路径的内侧。
17.在根据本技术的电气隔离开关中,所述壳体组件包括承载壳体,所述承载壳体具有用于安装所述电气接触组件于其内的第一安装腔,其中,所述承载壳体还具有凹陷地形成于其内的第一灭弧槽,所述第一灭弧槽形成所述第一窄空间。
18.在根据本技术的电气隔离开关中,所述承载壳体还具有凹陷地形成于其内的第二灭弧槽,所述第二灭弧槽形成所述第二窄空间。
19.在根据本技术的电气隔离开关中,所述第一磁性元件具有相对的第一磁极和第二磁极,其中,所述第一磁极朝向所述动态接触部的运动路径,所述第二磁极沿着所述电气接触组件的径向方向远离所述第一磁极。
20.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一窄空间包括第一窄空间,所述第一窄空间位于所述动触接触部的运动路径的上侧。
21.在根据本技术的电气隔离开关中,所述至少一窄空间还包括第二窄空间,所述第二窄空间位于所述动触接触部的运动路径的下侧。
22.在根据本技术的电气隔离开关中,所述第一磁性元件具有沿着所述动态接触部的运动路径延伸的弧形结构。
23.在根据本技术的电气隔离开关中,所述第一窄空间和/或所述第二窄空间的延伸方式与所述第一磁性元件的延伸方式相一致。
24.在根据本技术的电气隔离开关中,所述壳体组件包括承载壳体与所述承载壳体相盖合的封装壳体,所述承载壳体具有用于安装所述电气接触组件于其内的第一安装腔和用
于安装所述第一磁性元件于其内的第二安装腔,所述第二安装腔位于所述第一安装腔的外侧,其中,所述第一窄空间形成所述封装壳体和所述承载壳体之间且位于所述第一磁性元件的上侧。
25.在根据本技术的电气隔离开关中,所述第二窄空间形成于所述封装壳体和所述承载壳体之间且位于所述第一磁性元件的下侧。
26.根据本技术的另一方面,还提供了一种电气隔离开关的灭弧方法,其包括:通过磁场产生元件将电气隔离开关在状态切换时产生的电弧导引至至少一窄空间内。
27.通过对随后的描述和附图的理解,本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
28.本技术的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
29.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述,本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术实施例一起用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
30.图1图示了本技术实施例的电气隔离开关的框图示意图。
31.图2图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的一个具体示例的局部立体示意图。
32.图3图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的另一个具体示例的局部立体示意图。
33.图4图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的内部结构立体示意图。
34.图5图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的开关切换单元的局部拆解示意图。
35.图6a图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的一个实施方式的局部立体示意图。
36.图6b图示了根据本技术实施例的所述电气隔离开关的另一个实施方式的局部立体示意图。
具体实施方式
37.下面,将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例,而不是本技术的全部实施例,应理解,本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
38.申请概述如上所述,现有诸多用于直流开关灭弧的方案,例如,增加动触部的直径来加大开距来拉长电弧、加快分断速度、增设磁体灭弧等。但这些灭弧方案或多或少都存在一定的缺陷,例如,增大动触部的直径会导致直流开关的整体尺寸的增加,这与当下开关的小型化发展趋势相违背、分断速度的加快存在明显的速度极限且分断速度的加快会导致直流开关的控制稳定性和寿命的下降,而增设磁体的灭弧效果却不显著,常无法满足应用要求。
39.因此,期待一种新型的用于直流开关的灭弧方案。
40.具体地,经本技术发明人对磁体灭弧的方案研究发现:在通过磁体来偏转电弧从而拉长电弧进而拉断电弧的方案中,为了将电弧拉得足够长且细以将其拉断,需要为电弧拉伸提供足够的空间,这无疑会增大直流开关的整体尺寸。也就是说,在磁体灭弧的方案中,壳体空间是一个技术矛盾,如果不增大壳体内部空间以提供足够的电弧拉断空间,则磁体灭弧的性能不佳,而如果增大了壳体内部空间,则会导致直流开关的整体尺寸的增大,这不符合当下直流开关小型化的发展趋势。
41.基于此,本技术发明人尝试在磁体灭弧的基础上对偏转的电弧配置干预机制,以通过适当的干预机制来增强直流开关的灭弧能力。应注意到,在传统的通过磁体灭弧的直流开关中,电弧的熄灭是依赖电弧在被拉长的过程中不断变细的自然规律而没有外加干预机制。相应地,在本技术的技术方案中,在电弧的偏转路径上配置能够作用于电弧的窄空间,其中,所述窄空间能够基于“窄缝原理”迫使进入其内的电弧变细变长以加速电弧的拉断和消灭,通过这样的方式,增强所述电气隔离开关的灭弧能力。这里,所述窄空间为新设的干预机制。
42.更具体地,在传统的磁体灭弧的方案中,电弧在磁场的作用下将向特定的方向偏转,也就是说,磁体产生的磁场能够控制电弧的偏转方式。这样,可在直流开关内配置磁场产生元件(例如,磁铁或者线圈等)以通过其所产生的特定磁场域对电弧进行特定方式的引导以使其发生以预定方式进行偏转,同时,在电弧的偏转路径上配置能够干预所述电弧的窄空间,以通过所述窄空间的物理干预将所述电弧快速地拉细和拉长以实现快速灭弧。值得一提的是,由于磁场能够对电弧进行特定方向的偏转,可凭此有选择性地、灵活地规划电弧的偏转路径和位于电弧的偏转路径上的窄空间的位置。
43.通过配置所述窄空间,所述电气隔离开关能够在不大幅增大其整体尺寸或者不增大其整体尺寸的前提下增强所述电气隔离开关的灭弧能力。也就是,本技术所提供的电气隔离开关能够在满足开关小型化的发展趋势的同时具有相对较强的灭弧性能。并且,所述电气隔离开关能够通过对传统的直流开关进行结构改造来获得,例如,可通过更换传统直流开关的壳体来实现改装。
44.基于此,本技术提供了一种电气隔离开关,其包括:壳体组件、被安装于所述壳体组件的电气接触组件,以及,至少一磁场产生元件。所述电气接触组件包括至少一个静态接触部和至少一个动态接触部,所述动态接触部相对于所述静态接触部可移动,以适于控制所述电气隔离开关在导通态和断开态之间切换,当所述电气隔离开关被切换至所述导通态时,所述动态接触部与所述静态接触部相接触,当所述电气隔离开关被切换至所述断开态时,所述动态接触部与所述静态接触部相分开。所述壳体组件形成至少一窄空间,所述至少一窄空间位于所述电弧的偏转路径上。
45.相应地,本技术还提供了一种电气隔离开关的灭弧方法,其包括:通过磁场产生元件将电气隔离开关在状态切换时产生的电弧导引至至少一窄空间内。
46.在介绍了本技术的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本技术的各种非限制性实施例。
47.示意性电气隔离开关如图1至图6b所示,根据本技术实施例的所述电气隔离开关被阐明,其用于控制直
流电开断,例如,用于控制光伏系统中光伏电池板和逆变器之间的电气开断。根据本技术实施例的所述电气隔离开关包括至少一开关切换单元 50和用于控制所述开关切换单元 50的状态切换的控制单元 60。
48.具体地,在本技术实施例中,所述电气隔离开关包括壳体组件 10、被安装于所述壳体组件 10的电气接触组件 20,以及,至少一磁场产生元件 30,所述壳体组件 10、所述电气接触组件 20和至少一磁场产生元件 30形成至少一所述开关切换单元 50,其中,所述壳体组件 10形成用于作用于电弧的至少一窄空间 40。在本技术一个具体的示例中,所述壳体组件 10形成至少一承载壳体 11和与至少一所述承载壳体 11相盖合的至少一封装壳体 12,并且所述壳体组件 10的承载壳体 11和/或所述封装壳体 12形成至少一窄空间 40,关于此部分会于后续的描述中展开。
49.在本技术实施例中,所述壳体组件 10中一个承载壳体 11和与其盖合的一个封装壳体 12形成一个开关切换单元 50的壳体结构。
50.值得一提的是,当所述电气隔离开关包括多个(大于或等于2个)开关切换单元 50时,各个开关切换单元 50的壳体结构可以是相互独立的,以通过所述壳体组件 10实现各个开关切换单元 50之间的电绝缘。当然,在本技术一些实施例中,所述电气隔离开关的至少部分开关切换单元 50的壳体结构 也可以是共用的,只需要在不影响安全的前提下,对此,并不为本技术所局限。
51.进一步地,在本技术实施例中,当所述电气隔离开关包括至少两个开关切换单元 50时,所述至少两个开关切换单元 50之间的组合方式并不为本技术所局限。例如,在本技术一个具体的示例中,所述至少两个开关切换单元 50以上下叠置的方式被组合在一起,如图2所示。在本技术另一个具体的示例中,所述至少两个开关切换单元 50以边对边横向连接的方式被组合在一起,如图3所示。
52.更具体地,在如图2所示意的示例中,所述电气隔离开关中的一个开关切换单元 50和与其相邻的另一个开关切换单元 50沿所述电气隔离开关的轴向上下叠置,其中,如图5所示,每一所述开关切换单元 50的封装壳体 12位于所述承载壳体 11的上方,且位于上层的开关切换单元 50的承载壳体 11形成与其相邻且位于其下层的开关切换单元 50的封装壳体 12。这样,相互叠置的两个开关切换单元 50的壳体组件 10部分共用,可节省轴向空间,缩减所述电气隔离开关的轴向尺寸。
53.在本技术实施例中,所述壳体组件 10形成用于安装所述电气接触组件 20于其内的第一安装腔 101。相应地,所述第一安装腔 101的形成方式和形成位置并不为本技术所局限。例如,在本技术的一个实施方式中,所述承载壳体 11具有用于安装所述电气接触组件 20于其内的第一安装腔 101。在本技术的另一个实施方式中,所述封装壳体 12具有用于安装所述电气接触组件 20于其内的第一安装腔 101。在本技术的又一个实施方式中,所述壳体组件 10的承载壳体 11具有一腔体,所述封装壳体 12具有与该腔体对应的另一腔体,所述承载壳体 11的腔体和与其对应的所述封装壳体 12的腔体相配合以形成所述第一安装腔 101。
54.所述电气接触组件 20包括至少一个静态接触部 22和至少一个动态接触部 21,所述动态接触部 21在所述控制单元 60的作动下相对于所述静态接触部 22可移动,以适于控制所述电气隔离开关在导通态和断开态之间切换。当所述电气隔离开关被切换至所述
导通态时,所述动态接触部 21与所述静态接触部 22相接触,当所述电气隔离开关被切换至所述断开态时,所述动态接触部 21与所述静态接触部 22相分开。
55.本技术一个具体的示例中,所述控制单元 60包括至少一操作件 61,所述操作件 61可传动地连接于所述动态接触部 21。当所述电气隔离开关被切换至所述导通态时,所述操作件 61被驱动以带动所述动态接触部 21相对于所述静态接触部 22进行移动直到所述动态接触部 21与所述静态接触部 22相接触。特别地,在本技术的技术方案中,当所述电气隔离开关中至少一个开关切换单元 50被导通时,认为所述电气隔离开关处于所述导通态。当所述电气隔离开关被切换至所述断开态时,所述动态接触部 21被所述操作件 61所带动以与所述静态接触部 22相分离。
56.在本技术一个实施例中,所述电气隔离开关的多个开关切换单元 50相互可联动地连接以使得所述多个开关切换单元 50的状态可被同步地改变,即,所述多个开关切换单元 50可同时被切换至导通态或者同时被切换至断开态,如图4所示。
57.在本技术的一个实施方式中,所述电气隔离开关中相邻的两个开关切换单元 50中每个开关切换单元 50包括一个设有动态接触部 21的动态导电组件 70,当动态导电组件 70被驱动移动时,所述动触接触部 21相对于所述静态接触部 22移动。如图4所示,所述电气隔离开关中相邻的两个开关切换单元 50中的一个开关切换单元 50的动态导电组件 70与另一个开关切换单元 50的动态导电组件 70可传动地连接。当可传动地连接于所述两个开关切换单元 50中的一个开关切换单元 50的操作件 61带动该开关切换单元 50的动态导电组件 70移动时,该开关切换单元 50的动态导电组件 70将带动另一个开关切换单元 50的动态导电组件 70移动,通过这样的方式,所述控制单元 60对所述两个开关切换单元 50进行协同控制。
58.值得一提的是,当所述电气隔离开关包括多个开关切换单元 50时,各个开关切换单元 50可被所述控制单元 60分别独立控制着进行状态切换,对此,并不为本技术所局限。
59.在本技术的另一个实施方式中,所述电气隔离开关包括动态导电组件 70相互独立的两个开关切换单元 50,也就是,所述两个开关切换单元 50的动态导电组件 70相互独立,其中一个开关切换单元 50的动态导电组件 70的运动不影响另一个开关切换单元 50的动态导电组件 70的运动。所述控制单元 60包括用于控制所述两个开关切换单元 50中一个开关切换单元 50的动态导电组件 70的一个操控件以及用于控制两个开关切换单元 50中另一个开关切换单元 50的动态导电组件 70的另一个操控件,通过这样的方式,所述控制单元 60对所述两个开关切换单元 50进行独立控制。
60.在本技术中,每一个开关切换单元 50中,所述静态接触部 22(或,所述动态接触部 21)的数量大于或等于1。例如,在本技术的一个实施方式中,一个开关切换单元 50包括两个静态接触部 22和两个动态接触部 21,即,所述静态接触部 22的数量为2,所述动态接触部 21的数量为2,且在该实施方式中,两个动态接触部 21一体地连接,即,所述两个动态接触部 21具有一体式结构。具体地,所述开关切换单元 50包括一个动触接触元件,所述动触接触元件具有两个相对的导电端部,所述两个相对的导电端部形成所述两个动态接触部 21,通过这样的方式,两个动态接触部 21一体地连接。在本技术的其他实施方式中,两个动态接触部 21还可以为分体式结构,对此,并不为本技术所局限。
61.值得一提的是,在本技术实施例中,所述操作件 61带动所述动态接触部 21的方
式并不为本技术所局限。在本技术的一个实施方式中,所述操作件 61被配置为通过旋转运动来带动所述动态接触部 21进行转动。在本技术的另一个实施方式中,所述操作件 61被配置为通过直线运动来带动所述动态接触部 21进行转动。在本技术的又一个实施方式中,所述操作件 61被配置为通过线性运动来带动所述动态接触部 21做线性运动,对此,并不为本技术 所局限。
62.如前所述,当直流电路中电压和/或电流大于预设范围时,在通过直流开关切断被导通的直流电路的过程中,直流开关的动触部与静触部分离的瞬间两者之间会形成电弧。直流回路中电压或电流越大,在通过直流开关开断直流电路的过程中产生的电弧越多。也就是,电路回路中的压或电流越大,所述电气隔离开关在进行状态切换时产生的电弧越多。当产生的电弧超过一定的极限时会导致所述电气隔离开关被烧毁,或者,无法正常工作。
63.现有诸多用于直流开关灭弧的方案,例如,增加动触部的直径来加大开距来拉长电弧、加快分断速度、增设磁体灭弧等。但这些灭弧方案或多或少都存在一定的缺陷,例如,增大动触部的直径会导致直流开关的整体尺寸的增加,这与当下开关的小型化发展趋势相违背、分断速度的加快存在明显的速度极限且分断速度的加快会导致直流开关的控制稳定性和寿命的下降,而增设磁体的灭弧效果却不显著,常无法满足应用要求。
64.经本技术发明人对磁体灭弧方案的研究发现:在通过磁体来偏转电弧从而拉长电弧进而拉断电弧的方案中,为了将电弧拉得足够长且细以将其拉断,需要为电弧拉伸提供足够的空间,这无疑会增大直流开关的整体尺寸。也就是说,在磁体灭弧的方案中,壳体空间是一个技术矛盾,如果不增大壳体内部空间以提供足够的电弧拉断空间,则磁体灭弧的性能不佳,而如果增大了壳体内部空间,则会导致直流开关的整体尺寸的增大,这不符合当下直流开关小型化的发展趋势。
65.基于此,本技术发明人尝试在磁体灭弧的基础上对偏转的电弧配置干预机制,以通过适当的干预机制来增强直流开关的灭弧能力。应注意到,在传统的通过磁体灭弧的直流开关中,电弧的熄灭是依赖电弧在被拉长的过程中不断变细的自然规律而没有外加干预机制。相应地,在本技术的技术方案中,在电弧的偏转路径上配置能够作用于电弧的窄空间 40,其中,所述窄空间 40能够基于“窄缝原理”迫使进入其内的电弧变细变长以加速电弧的拉断和消灭,通过这样的方式,增强所述电气隔离开关的灭弧能力。这里,所述窄空间为新设的干预机制。
66.更具体地,在传统的磁体灭弧的方案中,电弧在磁场的作用下将向特定的方向偏转,也就是说,磁体产生的磁场能够控制电弧的偏转方式。这样,可在直流开关内配置磁场产生元件(例如,磁铁或者线圈等)以通过其所产生的特定磁场域对电弧进行特定方式的引导以使其发生以预定方式进行偏转,同时,在电弧的偏转路径上配置能够干预所述电弧的窄空间 40,以通过所述窄空间 40的物理干预将所述电弧快速地拉细和拉长以实现快速灭弧。值得一提的是,由于磁场能够对电弧进行特定方向的偏转,可凭此有选择性地、灵活地规划电弧的偏转路径和位于电弧的偏转路径上的窄空间 40的位置。
67.也就是说,在通过磁体灭弧的过程中,电弧在磁场的作用下将向特定的方向偏转,从而可在电弧的偏转路径上配置约束电弧的窄空间 40,将电弧拉细、拉长,以实现快速灭弧。且由于磁场能够对电弧进行特定方向的偏转,可凭此有选择性、灵活地规划电弧的偏转路径和位于电弧的偏转路径上的窄空间 40的位置,以在不大幅增大直流开关的整体尺寸
的条件下实现灭弧。较窄的空间不仅有利于快速灭弧,还可以节省其占用的空间,有利于电气隔离开关的小型化。
68.相应地,在本技术实施例中,所述电气隔离开关包括用于对所述电气隔离开关在状态切换时产生的电弧进行偏转的至少一磁场产生元件 30和位于所述电弧的偏转路径上的至少一窄空间 40。
69.具体地,所述电弧产生于所述静态接触部 22和所述动态接触部 21之间,并且在没有磁场的作用下,电弧的运动轨迹几乎与所述动态接触部 21的运动路径相一致。因此,在本技术实施例中,以所述动态接触部 21的运动轨迹作为位置参考来说明其他元件的布设方式。
70.在本技术的一些实施方式中,所述磁场产生元件 30的至少一部分沿着所述电气接触组件 20的轴向方向上对应于所述动态接触部 21的运动轨迹。在本技术的另一些实施方式中,所述磁场产生元件 30沿着所述电气接触组件 20的径向方向远离所述动态接触部 21的运动路径,例如,所述磁场产生元件 30沿着所述电气接触组件 20的径向方向在一定距离范围内远离所述动态接触部 21的运动路径,以保证所述磁场产生元件 30产生的磁场能够作用于所述电弧。
71.应可以理解,在本技术实施例中,所述磁场产生元件 30的设置位置并不为本技术所局限,仅需满足所述磁场产生元件 30所产生的磁场能够作用于所述电弧以使得所述电弧沿着预定方向进行偏移。值得一提的是,在本技术实施例中,所述磁场产生元件 30可被实施为任何能够产生磁场的元件,例如,永磁体、软磁体等磁性元件、通电线圈等。
72.在本技术的一个实施方式中,所述至少一磁场产生元件 30包括沿着所述电气接触组件 20的轴向方向至少一部分对应于所述动态接触部 21的运动路径的第一磁性元件 31,如图6a所示。在本技术的另一个实施方式中,所述至少一磁场产生元件 30包括沿着所述电气接触组件 20的径向方向远离所述动态接触部 21的运动路径的第一磁性元件 31,如图6b所示。
73.应可以理解,所述磁性元件的磁极朝向将影响所述电弧的偏转路径,进而影响所述窄空间 40的位置。在本技术的一个实施方式中所述第一磁性元件 31具有相对的第一磁极和第二磁极,所述第一磁极朝向所述动态接触部 21的运动路径,所述第二磁极沿着所述电气接触组件 20的轴向方向远离所述第一磁极。所述承载壳体 11具有用于安装所述第一磁性元件 31于其内的第二安装腔 102,所述第二安装腔 102的至少一部分在所述壳体组件 10的轴向方向上对应于所述第一安装腔 101,所述第二安装腔 102的腔壁由绝缘材料制成。
74.可根据所述第一磁性元件 31的磁极朝向确定所述电弧的偏转路径,进而决定所述窄空间 40的布设位置和布设方式。这样,所述电气隔离开关通过所述第一磁性元件 31产生的磁场引导所述电弧按照预设的路径发生偏转,进而通过设置在所述电弧的偏转路径上的窄空间 40进行捕捉,将所述电弧拉细、拉长,以实现灭弧。
75.在该实施方式中,所述电气隔离开关的窄空间 40包括第一窄空间 41和第二窄空间 42,所述第一窄空间 41位于所述动态接触部 21的运动路径的外侧,所述第二窄空间 42位于所述动态接触部 21的运动路径的内侧。这里,内侧是指向靠近所述壳体组件 10的中心的一侧,外侧是指靠近所述壳体组件 10的外周缘的一侧。所述第一窄空间 41的数量
大于或者等于1,所述第二窄空间 42的数量大于或者等于1。所述第一窄空间 41可形成于所述动态接触部 21的上侧和/或下侧,所述第二窄空间 42也可形成于所述动态接触部 21的上侧和/或下侧,对此,并不为本技术所局限。
76.在本技术的其他实施方式中,所述电气隔离开关也可仅设有位于所述动态接触部 21的运动路径的外侧的第一窄空间 41,或者,仅设有位于所述动态接触部 21的运动路径的内侧的第二窄空间 42。在本技术的其他实施方式中,还可在所述第一磁性元件 31的左侧和/或右侧设置窄空间 40。
77.在该实施方式中,所述承载壳体 11本身具有的槽体形成所述第一窄空间 41和所述第二窄空间 42。具体地,所述承载壳体 11具有凹陷地形成于其内的第一灭弧槽,所述第一灭弧槽形成所述第一窄空间 41,所述承载壳体 11还具有凹陷地形成于其内的第二灭弧槽,所述第二灭弧槽形成所述第二窄空间 42。所述第一灭弧槽的开口和所述第二灭弧槽的开口均朝向所述动态接触部 21,所述第一灭弧槽的深度方向和所述第二灭弧槽的深度方向与所述壳体组件 10的轴向相一致。在本技术的其他实施方式中,可通过其他方式形成所述第一窄空间 41和所述第二窄空间 42。
78.值得一提的是,在该实施方式中,所述第二灭弧槽形成于所述动态接触部 21的运动路径的内侧,且是所述承载壳体 11本身具有的,未占用多余的径向空间。且可通过控制所述第一灭弧槽和所述第二灭弧槽的形状和宽度尺寸约束电弧的形状,将电弧拉细拉长,加快灭弧速度。这样,所述第一灭弧槽的布设方式使得所述电气隔离开关在不增大其径向尺寸的条件下加快灭弧速度,改善灭弧性能。
79.在本技术的另一个实施方式中,所述第一磁性元件 31设置于所述动态接触部 21的外侧,所述第一磁性元件 31具有相对的第一磁极和第二磁极,其中,所述第一磁极朝向所述动态接触部 21的运动路径,所述第二磁极沿着所述电气接触组件 20的径向方向远离所述第一磁极。所述承载壳体 11具有用于安装所述第一磁性元件 31于其内的第二安装腔 102,所述第二安装腔 102位于所述第一安装腔 101的外侧,所述第二安装腔 102的腔壁由绝缘材料制成。
80.在该实施方式中,所述电气隔离开关包括第一窄空间 41和第二窄空间 42,所述第一窄空间 41位于所述动态接触部 21的运动路径的下侧,所述第二窄空间 42位于所述动态接触部 21的运动路径的上侧。
81.具体地,所述第一窄空间 41形成于所述封装壳体 12和所述承载壳体 11之间,且位于所述第一磁性元件 31的下侧,所述第二窄空间 42形成于所述封装壳体 12和所述承载壳体 11之间且位于所述第一磁性元件 31的上侧。
82.更具体地,在该实施方式中,所述承载壳体 11和所述第一磁性元件 31之间的间隙形成所述第一窄空间 41,所述封装壳体 12和所述第一磁性元件 31之间的间隙形成所述第二窄空间 42。所述第一窄空间 41的开口和所述第二窄空间 42的开口均朝向所述动态接触部 21,所述第一窄空间 41的深度方向和所述第二窄空间 42的深度方向与所述壳体组件 10的径向方向一致。
83.在本技术的其他实施方式中,所述电气隔离开关也可仅设有位于所述动态接触部 21的运动路径的上侧的第一窄空间 41,或者,仅设有位于所述动态接触部 21的运动路径的下侧的第二窄空间 42。在本技术的其他实施方式中,所述第一窄空间 41和所述第二窄
空间 42还可以通过其他方式形成。
84.值得一提的是,在该实施方式中,所述第一窄空间 41的宽度尺寸和所述第二窄空间 42的宽度尺寸与所述壳体组件 10的轴向方向一致,为了约束电弧的形状,将所述电弧拉细,所述第一窄空间 41的宽度尺寸和所述第二窄空间 42的宽度尺寸较窄,这样,可缩减所述电气隔离开关的轴向尺寸。
85.值得一提的是,为了使得所述磁性元件产生的磁场尽可能地覆盖所述动态接触部 21的运动路径,进而作用于所述电弧。优选地,所述第一磁性元件 31的形状与所述动态接触部 21的运动路径一致。相应地,在本技术的一些实施方式中,所述第一磁性元件 31具有沿着所述动态接触部 21的运动路径延伸的弧形结构。在本技术的其他一些实施方式中,所述第一磁性元件 31的形状也可以与所述动态接触部 21的运动路径不完全一致,例如,所述第一磁性元件 31具有截面形状为三角形,或者,矩形,或者,梯形的结构,对此,并不为本技术所局限。当然,也可以通过增加所述第一磁性元件 31的数量,或者,增大所述第一磁性元件 31的体积来使得所述第一磁性元件 31产生的磁场尽可能地覆盖所述动态接触部 21的运动路径,进而作用于所述电弧。
86.进一步地,为了让所述电弧在磁场作用下顺利进入所述窄空间 40,优选地,所述第一窄空间 41和所述第二窄空间 42的延伸方式与所述第一磁性元件 31的延伸方式相一致。
87.在本技术中,所述电气隔离开关能够在磁场产生元件 30和所述窄空间 40的配合下实现灭弧,相应地,根据本技术的另一个方面,还提供了一种电气隔离开关的灭弧方法,其包括:通过磁场产生元件 30将电气隔离开关在状态切换时产生的电弧导引至至少一窄空间 40内。
88.综上,基于本技术实施例的电气隔离开关及其灭弧方法被阐明,所述电气隔离开关通过磁场引导电弧按照预设的方式发生偏转,进而通过配置在所述电弧的偏转路径上的窄空间 40进行物理干预将所述电弧快速地拉细和拉长以实现快速灭弧。且由于磁场能够对电弧进行特定方向的偏转,可凭此有选择性地、灵活地规划电弧的偏转路径和位于电弧的偏转路径上的窄空间 40的位置。
89.以上对本技术及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本技术的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本技术创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本技术的保护范围。
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