CN101183617A - 电开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电开关，特别是线路保护断路器或者发动机保护断路器，它具有至少一个接触点，在开关操作时所述接触点会产生电弧。具有由多个灭弧板组成的层叠灭弧板，所述层叠件的灭弧板被支撑元件以一间隔支撑在一起，所述支撑元件由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料随后的组装采用辐射交联。

Description

电开关装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序特征语句的电开关装置。

背景技术

这类电开关是线路保护断路器、发动机保护断路器等，它们用于在发生故障时将负载了高电流强度的过电流(短路电流)的电路从供电网络断开。为了这个目的，线路保护断路器具有一个接触点，该接触点具有一个固定的和一个移动的接触片，而发动机保护断路器则通常配备了具有两个固定的和两个移动的接触片的双接触点，后者与接触桥相匹配，通过所述接触桥可使两个固定的接触片桥接。

当接触点打开时，也就是说当移动接触片从固定接触片上提起时，在每个接触点上会产生开关电弧，开关电弧在为熄灭目的而准备的熄灭装置中被熄灭。在切断瞬间产生的这个电弧整流至电弧传导轨道并进入层叠灭弧板，在层叠灭弧板上电弧被分成较短的局部电弧，于是，产生了更高的电弧电压来限制电流从而使得电弧熄灭。灭弧层叠件中使用的板的数目越多，电弧电压变得越大。

层叠灭弧板通常由确定数目的铁磁性钢铁制成的熄灭板构成，这些熄灭板利用一个或者多个绝缘支撑元件在空间上彼此分开。

灭弧板具有通过特殊方式设计的进口缺槽对于本发明而言并不重要。

碎料板带，或者在一个详细的实施例中的由合成的芳香族聚酰胺聚合体和Akadur制成的三层材料化合物，被作为支撑元件使用以使得灭弧板在空间上彼此分开。

此外，还有这样的可能性，利用塑胶材料来涂覆层叠灭弧板本身，于是，电弧的基部被稳定在层叠灭弧板中。

此外，同样可以找到利用由上述材料制成的侧带支撑的层叠灭弧板；此外，同样可以提供所谓的排气掩膜，其是一种布置在层叠灭弧板尾部的具有槽的覆盖物，并且另外还可以找到被完全地包裹起来的层叠灭弧板。

考虑到灭弧室的制造以及在线路保护断路器或者发动机保护断路器中的组装，碎料板的使用，尤其是利用碎料板膜进行包裹的类型是最经济的结构。由于碎料板材料便宜，材料成本相应的很低。由于层叠灭弧板的各个部件非常坚固，所以各个部分的***和组装可认为是没有问题的。该装置的性能同样可相应地再现。

在预燃室(antechamber)的一些实施例中，提供了这样的材料，即当电弧产生时该材料会由于电弧而被部分气化，结果电弧上的气压增大并且加速进入灭弧室，其中所述预燃室被放置于接触点和实际的层叠灭弧板之间。

由于碎料板不是气化材料，所以考虑到关断能量和额定电流范围，用碎料板支撑在一起的层叠灭弧板的使用受到限制。

承受高热量负荷的***可以采取使用由Akadur和合成的芳香族聚酰胺聚合体(以品牌Nomex销售)制成的侧带材料的设计方案，尽管这种Akadur、Nomex和Akadur以三层带形式的材料化合物的成本是相当高的。

此外必须说明的是，使用了这种材料之后，用于制造安装在一个或者多个灭弧板上的塑料板的塑料带将变形成剑状形状，这使得制造变得有问题。侧带和塑料板之间的连接工艺同样很困难，因为连接工艺中遇到的所必需的力不能被这个不稳定的塑料板所吸收。随后这导致层叠灭弧板有时候会以不牢靠的板或者不足够牢靠的板的方式被最终组装起来。

此外，如果有槽覆盖物被用于层叠灭弧板的尾部，那么一个额外的部件必须在组装过程中被加工，其中在层叠灭弧板被装备以前该额外部件必须被适当地制造并手动安装，因为在组装期间这种排气掩膜不能在振动器上被加工，所以这种情况下必然需要一个中间手动步骤，这使得层叠灭弧板更加昂贵。

发明内容

本发明的目的是发明一种在前面介绍中提到的电开关装置，通过使用这种装置，层叠灭弧板的制造被简化并且能实现机械化。

根据本发明，可以通过使用热塑性塑料制造支撑元件的方式来实现这一目的，其中热塑性塑料在组装之后进行辐射交联(radiationcross-linked)。

辐射交联的热塑性塑料可参见由地址为Hautschenmühle3，91587 Adelshofen的PTS(塑料技术服务)公司2002年5月出版的PTS-Technik、PTS-Marketing、Strahlenvernetzung。据此，热塑性塑料材料通过电子束或者钴60(γ辐射)的方式交联而不考虑成型工艺，其中交联可以通过辐射量调节。在很多情况下，还可以使用交联增强器。这些主要的特征可以通过辐射交联的方式加以改进，参见所述公开物第4页第2项。

于是，对于廉价标准和工程热塑性塑料(例如DE、PT、PA 6、PA 6.6、TBT)的热量使用限制被扩展，并且对介质的阻力大大地增加。特别地，部分结晶热塑性塑料的非结晶部分通过电子束方式交联，这导致分子结构的改变以及交联程度的加深。于是造成了当暴露在热量中时增大对变形的阻力，改进了强度和漏电特性以及降低了热膨胀。抗磨损和抗应力开裂性能也大大提高。此外，纤维-基质粘合和塑料-塑料粘合强度同样得到改进。

由于辐射交联，材料不再能够熔化；抗变形性能保证了在短路断开期间更加一致的表现，此外，由于热塑性塑料的除气，在各个熄灭板之间的气压以及因此还有的电弧电压增大。

当需要所谓的排气掩膜或者对层叠灭弧板的完全包裹时，交联的热塑性塑料同样可以用于这个目的，层叠灭弧板首先被热塑性塑料包裹并且灭弧板被固定，随后热塑性塑料通过用γ辐射或者电子束照射而交联，在需要的时候热塑性塑料可以添加用来增强辐射交联的添加剂。

本发明进一步的优选实施例可以参见进一步的从属权利要求。

本发明以及本发明进一步的优选实施例以及本发明的一些改进通过参考附图得到更加详细的解释和描述，其中示出了本发明的7个示例性的实施例。

附图说明

图1示出了层叠灭弧板的侧视图，

图2示出了根据图1的层叠灭弧板的平面图，

图3到5示出了层叠灭弧板的第二个示例性实施例，

图6示出了用于图3到5中的层叠灭弧板的展开的外壳，

图7和8示出了层叠灭弧板的第三个示例性实施例的后视图和侧视图，

图9示出了根据图7和8的层叠灭弧板的覆层或者外壳的展开图，

图10示出了层叠灭弧板的第四个示例性实施例的侧视图，

图11示出了根据图10的层叠灭弧板的外壳的展开图，

图12示出了层叠灭弧板的第五个示例性实施例的侧视图，

图13示出了根据图12的层叠灭弧板的外壳的展开图，

图14和15示出了层叠灭弧板的第六或者第七个实施例的侧视图和平面图，

图16示出了根据图14和15的层叠灭弧板的覆层的展开图，

图17示出了层叠灭弧板的第七个实施例的部分外壳的展开图。

具体实施方式

对于本发明而言，灭弧层叠件被如何装配到线路保护断路器或者发动机保护断路器是无关紧要的。重要的是层叠灭弧板是通过特定的方式构建的。

图1和2示出了具有11块熄灭板的层叠灭弧板10，其中只有熄灭板11用参考数字来标记。如在图2中所示，每个熄灭板都具有矩形形状，其中该矩形形状具有面板12以及两个伸出的臂13和14，它们在中间形成了V形槽15。槽15可以通过其它不同的方式形成，如图5所示。根据箭头L所指的方向进入槽的电弧被分成了对应于层叠灭弧板10的熄灭板11的数量的多个局部电弧，于是，如同在介绍中所说明的，电弧电压以及因此的电流限制被增大并改善。在槽的周围，每个熄灭板11的两侧都具有凹部18、19，在凹部18、19的底部有模制凸耳20、21和22，凸耳20、21和22被按压到布置在两侧的支撑带26和27的洞23、24、25中。所以，凸耳20、21和22伸出支撑带26、27的外表面。

根据本发明，这些支撑带由热塑性塑料通过辐射交联制成；这是最简单的实施例，其中碎料板同样被用于现有技术。

图3示出了配备了外壳31的层叠灭弧板30，所述外壳在图6中以展开的方式示出。所述外壳具有中心区域32，它被匹配至板33的***边缘，部分32具有凹部34，它包围了板33的槽35；同时，凹部34具有圆形的延伸部分36，它平行于槽35的内部边缘。如同前述，凹口34被匹配到槽35；在图1和2的实施例中，凹口34被匹配到熄灭板11的槽15。

在每种情况下，中心区域32或者中心部分都在灭弧板33的纵向边缘处分别通过薄膜铰链38、39连接到支撑部分40、41，凸耳(未示出)在洞42内通过类似的方法啮合到图4到6中的熄灭板11上，所述洞42被配置在所述支撑部分上从而使得支撑部分40、41被固定于层叠熄灭板30，并且各个熄灭板空间上彼此分离。外壳31由热塑性塑料制成，并且在组装后被辐射交联。

在根据图7到9的实施例中，配置了外壳70(图9中以展开的形式示出)，它具有中心部分71，中心部分71的周边轮廓对应于层叠灭弧板的尾部。中心部分71具有排气开口或槽72、73并用于覆盖层叠灭弧板的尾部。对应于支撑部分40、41的支撑部分76、77利用布置在两侧的薄膜铰链74、75模制而成。支撑部分76、77同样具有洞78，在洞78内相应的凸耳啮合到熄灭板上。

图10示出了侧视图而图11示出了展开的外壳，该外壳用于具有中心板101的层叠灭弧板100，中心板101对应于图3中的实施例中的中心区域32。对应于支撑元件或支撑带26、27并且具有洞106从而可以连接到熄灭板上的凸耳107、108的支撑部分104、105分别通过薄膜铰链102、103连接到中心板101。

熄灭板109通过支撑部分104和105而被固定；板101被布置成距离顶部熄灭板109一段距离，这段距离对应于各个灭弧板之间的距离。

在根据图12和13的实施例中，配置了具有中心部分121的覆盖物120，对应于支撑带104和105的支撑带126和127通过薄膜铰链124、125模制到中心部分121的两个平行的边缘122、123上，如在图12所能看见，所述支撑带126和127按照与图1、图2以及图11相似的方法被布置在熄灭板128的侧边。具有对应于槽72、73的槽131、并且覆盖了层叠灭弧板的尾部的覆盖物130(排气掩膜)通过薄膜铰链129模制到垂直于两个边缘122和123的板121的一个边缘。

图16以展开的方式示出了外壳的又一实施例。这个外壳160具有对应于图11中的部分101的中心部分161。在每种情况下，对应于支撑部分40、41的支撑部分164和165通过薄膜铰链模制到两个纵向侧边162、163。

覆盖部分167通过薄膜铰链168模制到覆盖板161的槽166的对面的边缘。如在图14和15可以看见，支撑部分164和165被置于层叠熄灭板的两侧，尾部覆盖部分167覆盖了层叠灭弧板的尾部。如同图13中的覆盖部分130或者图9中的覆盖部分71一样，覆盖部分167提供有槽169、170。

图17示出了外壳以同样展开状态的又一实施例。外壳170具有中心部分171，该中心部分171具有槽172并且在这方面上是对应于部分101、106的。对应于支撑带104、105和支撑带26、27的支撑元件175和176通过薄膜铰链173和174模制到侧边，侧边是沿着电弧传播的方向延伸的。薄膜铰链178被连接到垂直于两个纵向边缘的面向尾部的边缘177，包含槽180的覆盖部分179以薄膜铰链178连接。该覆盖部分对应于图16中的覆盖部分167或者图13中的覆盖部分130。

当所有的外壳都组装完成，也就是说都固定于层叠熄灭板时，使得熄灭板同样彼此支撑，随后对该热塑性塑料进行前面介绍提到的辐射交联。

Claims (6)

1.一种电开关，特别是线路保护断路器或者发动机保护断路器，所述电开关具有至少一个接触点，在开关操作时所述接触点会产生电弧，所述电开关还具有由多个灭弧板(11)组成的层叠灭弧板(10)，所述层叠件的灭弧板(11)被支撑元件(26、27、40、41、76、77、104、105、164、165)彼此间隔地支撑在一起，所述电开关的特征在于所述支撑元件(26、27、40、41、76、77、104、105、164、165)由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料随后的组装采用辐射交联。

2.一种电开关，其具有覆盖物(71)，所述覆盖物(71)具有在层叠灭弧板(10)的尾部上的槽(72、73)，所述电开关的特征在于所述覆盖物(71)由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料在组装后被辐射交联。

3.如权利要求2所述的电开关，其特征在于所述覆盖物(71)以及支撑元件(76、77)由热塑性塑料制成为一体，所述热塑性塑料在组装后被辐射交联。

4.如以上权利要求中之一所述的电开关，其特征在于所述支撑元件被构建成支撑带(104、105)，其由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料在组装后被辐射交联。

5.如以上权利要求中之一所述的电开关，其特征在于配置了具有中心部分(32)的外壳，其中中心部分(32)具有凹部(34)，所述凹部(34)对应于并包围了灭弧板(33)的槽(35)，支撑元件(40、41)和/或用于灭弧板尾部的覆盖物(71)通过薄膜铰链(38、39)模制到所述外壳，所述外壳由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料在组装后被辐射交联。

6.如以上权利要求中之一所述的电开关，其特征在于辐射交联增强器附加地与热塑性塑料混合在一起。

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