CN108140506A - 用于电开关的接触装置以及电开关 - Google Patents

Abstract

一种接触装置（30），用于电开关，所述接触装置包括第一联接元件（31）、第二联接元件（32）和能运动的接触电桥（33）。此外，所述接触装置（30）包括至少两个磁体，用于消除在所述电开关切换时出现的电弧。所述磁体在第一区域中产生磁场，所述第一区域包括至少一个第一接触区域和第二接触区域，在其中，在所述电开关的切换位置关闭时，所述第一联接元件（31）或所述第二联接元件（32）与所述接触电桥（33）处于接触中。此外，所述接触装置（30）包括一个或多个偏转元件，所述偏转元件布置和构造成如此使所述磁场歪曲，使得构造在所述第一联接元件（31）与所述接触电桥（33）之间的第一电弧和构造在所述第二联接元件（32）与所述接触电桥（33）之间的第二电弧无关于在所述联接元件（31、32）中的相应的电流方向而朝着不同的、互斥地伸延的方向受挤压。

Description

用于电开关的接触装置以及电开关

技术领域

本发明涉及一种用于电开关的接触装置。此外，本发明涉及一种具有所述接触装置的电开关。

背景技术

继电器和尤其是闸门主要被用于高的和最高的电负载的切换。这样的开关优选具有接触腔室，对所述接触腔室提出关于可行的运行温度、所允许的内部压力、电绝缘能力和电弧耐抗性的高要求。在继电器中，在电流中断时出现切换电弧。所述切换电弧必须被中断，以便可靠地中断电流流动并且克服结构部件的破坏。

为了消除所述电弧，通常使用灭弧磁体。灭弧磁体是一种永磁体或电磁体，所述永磁体或电磁体被用于通过作用到所述电弧上的洛伦兹力使在所述继电器的触点之间的切换电弧偏转，并由此使其延长，并由此较快速地使其熄灭。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种用于电开关的接触装置和一种电开关，所述接触装置和电开关实现所述电开关的较可靠的运行和/或具有较低的失灵概率，因为尤其是至少部分地发生破坏的概率减小。

所述任务通过独立专利权利要求的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中表明。

根据第一方面，本发明的突出之处在于一种用于电开关的接触装置。所述接触装置包括第一联接元件、第二联接元件和能运动的接触电桥。此外，所述接触装置包括至少两个磁体，用于消除在所述电开关切换时出现的电弧。所述磁体在第一区域中产生磁场，所述第一区域包括至少一个第一接触区域和第二接触区域，在其中，在所述电开关的切换位置关闭时，所述第一联接元件或所述第二联接元件与所述接触电桥处于接触中。此外，所述接触装置包括一个或多个偏转元件，所述偏转元件布置和构造成，如此使所述磁场歪曲，使得构造在所述第一联接元件与所述接触电桥之间的第一电弧和构造在所述第二联接元件与所述接触电桥之间的第二电弧无关于在所述联接元件中的相应的电流方向而朝着不同的、互斥地伸延的方向受挤压。

这具有如下优点，即能够防止这两个电弧尤其是在所述接触装置的气体空间中进行连接，更确切地说，无所谓所述电流在所述接触装置中朝着哪个方向流动。能够防止在所述电开关中发生直接的电弧短路。在所述洛伦兹力的充分利用下，所述电弧被延长并且较快速地熄灭，因为所述电弧具有较大的表面并由此较快速地冷却，并且包括经离子化的空气的电弧较快速地失去其传导能力。所述接触装置能够有利地被用于结合电能储存器的充电和放电来使用的电开关，因为此处出现不同的电流方向。

所述接触电桥能够占据第一位置，在所述第一位置中，所述接触电桥将所述第一联接元件与所述第二联接元件导电地连接。此外，所述接触电桥能够占据第二位置，在所述第二位置中，所述第一联接元件和所述第二联接元件隔离。

在根据第一方面的一有利的设计方案中，代表所述第一电弧受挤压所朝着的方向的第一方向向量与将所述第一接触区域的中央与所述第二接触区域的中央连接的连接轴线围成在大于90°至小于270°的范围内的角度。代表所述第二电弧受挤压所朝着的方向的第二方向向量与所述连接轴线围成小于90°至大于-90°的范围内的角度。所述第一方向向量具有沿着所述连接轴线的远离所述第二接触区域指向的方向分量。所述第二方向向量具有沿着所述连接轴线的远离所述第一接触区域指向的方向分量。由此能够保证，这两个电弧不进行连接。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述至少一个偏转元件部分地围绕所述第一联接元件和所述第二联接元件和所述接触电桥布置所在的区域布置。优选地，所述接触装置具有至少两个偏转元件，所述偏转元件围绕所述区域部分地布置。优选地，所述第一联接元件和所述第二联接元件和所述接触电桥布置所在以及所述至少一个偏转元件布置所围绕的区域是矩形的或近似矩形的。这有利地实现所述接触装置的成本适宜的制造。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述磁体中的至少一个磁体布置在所述第一联接元件和所述第二联接元件和所述接触电桥布置所在的区域的第一侧上。此外，所述磁体中的至少一个磁体布置在所述区域的相对于所述第一侧对置的第二侧上。所述接触装置具有第一偏转元件，所述第一偏转元包括第一角度，所述第一角度带有第一角度区段和第二角度区段，其中，所述第一角度区段至少部分地沿着所述区域的第一端侧伸延，并且所述第二角度区段至少部分地沿着所述区域的第一侧伸延。此外，所述接触装置具有第二偏转元件，所述第二偏转元件包括第二角度，所述第二角度具有第一角度区段和第二角度区段，其中，所述第一角度区段至少部分地沿着所述区域的相对于所述第一端侧对置的第二端侧伸延，并且所述第二角度区段部分地沿着所述区域的第二侧伸延。所述角度有利地促使：所述磁场无关于在所述第一联接元件和第二联接元件中的相应的电流方向如此歪曲，使得构造在所述第一联接元件与所述接触电桥之间的第一电弧和构造在所述第二联接元件与所述接触电桥之间的第二电弧朝着不同的、互斥地伸延的方向受挤压。此外，所述第一角度和所述第二角度实现所述接触装置的成本适宜的制造。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述至少一个偏转元件具有有导磁能力的材料或由有导磁能力的材料构成。优选地，所述第一偏转元件和所述第二偏转元件具有有导磁能力的材料或由有导磁能力的材料构成。所述有导磁能力的材料实现：得到磁场线的期望的偏转。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述第一角度的和/或所述第二角度的第二角度区段如此构造和布置，使得所述第二角度区段至少部分地覆盖所述第一侧的或所述第二侧的至少一个磁体。优选地，所述第一角度的和/或所述第二角度的第二角度区段如此构造和布置，使得所述第二角度区段完全覆盖所述第一侧的或所述第二侧的至少一个磁体。这有利地实现以小的材料消耗进行磁场线的充分偏转。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述第一侧的至少一个磁体和所述第二侧的至少一个磁体如此布置，使得所述磁体的同极的侧彼此面向。也就是说，所述第一磁体和所述第二磁体如此装配，使得所述第一磁体和所述第二磁体排斥地作用于彼此。由此，在所述第一接触区域和第二接触区域中能够实现磁场线的附加的偏转。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述接触装置具有第一磁体，所述第一磁体布置在所述第一侧上。此外，所述接触装置具有第二磁体，所述第二磁体布置在所述第二侧处。在此，所述第一磁体和所述第二磁体分别覆盖第二区域，所述第二区域从所述第一联接元件的第一接触区域处延伸至所述第二联接元件的第二接触区域。

在根据第一方面的另一有利的设计方案中，所述第一磁体和所述第二磁体如此布置和构造，使得所述第一磁体和所述第二磁体至少分别覆盖所述第一接触区域和所述第二接触区域。这实现：产生适合的磁场。替代地，所述磁体也能够是较小的并且分别布置在所述接触区域之间。

根据第二方面，本发明的突出之处在于一种电开关，所述电开关具有根据第一方面的接触装置和驱动单元。所述驱动单元构造成用于，使所述接触装置的接触电桥在第一位置与第二位置之间来回运动，在所述第一位置中，所述接触电桥将所述第一联接元件和所述第二联接元件导电地连接，在所述第二位置中，所述第一联接元件和所述第二联接元件隔离。在此，第一方面的有利的设计方案也适用于第二方面。

所述电开关能够是继电器。优选地，所述驱动单元具有磁体驱动器，并且当所述磁体驱动器未通电时，所述接触电桥占据所述第二位置。

附图说明

在下面根据示意性的附图阐释本发明的实施例。

其中：

图1示出包括接触装置的电开关的一实施例，

图2示出示例性的接触装置的透视视图，

图3示出朝带有第一磁场伸延的接触装置的俯视图，以及

图4示出朝带有第二磁场伸延的接触装置的俯视图。

相同的结构或功能的元件跨图地设有所述相同的参考标记。

具体实施方式

图1示出电开关的一实施例。所述电开关例如构造为继电器10。

所述继电器10包括驱动单元20和接触装置30。所述驱动单元20例如包括带有至少一个线圈24和挺杆26的磁体驱动器，所述挺杆布置在所述至少一个线圈24中。所述线圈24能够从外部加载以电压，以便在所述挺杆26中产生磁场，由此使得所述挺杆26能够轴向地沿着其纵向轴线朝着所述接触装置30的方向运动。所述线圈24和所述挺杆26优选布置在能磁化的轭28内部。

所述接触装置30包括第一联接元件31、第二联接元件32和能运动的接触电桥33。

所述驱动单元20、尤其是所述挺杆26布置和构造成，取决于所述线圈24的通电，使所述接触装置30的接触电桥33在第一位置与第二位置之间转换，在所述第一位置中，所述接触电桥33将所述第一联接元件31和所述第二联接元件32导电地连接，在所述第二位置中，所述第一联接元件31和所述第二联接元件32隔离。

所述接触装置30包括至少两个磁体，例如第一磁体35和第二磁体36，用于消除在所述电开关切换时出现的电弧，其中，所述磁体35、36在第一区域中产生磁场，所述第一区域包括至少一个第一接触区域和第二接触区域，在其中，在所述电开关的切换位置关闭时，所述第一联接元件31或所述第二联接元件32与所述接触电桥33处于接触中。

此外，所述接触装置30包括至少一个偏转元件，所述至少一个偏转元件布置和构造成，如此使所述磁场歪曲，使得构造在所述第一联接元件31与所述接触电桥33之间的第一电弧和构造在所述第二联接元件32与所述接触电桥33之间的第二电弧无关于在所述联接元件31、32中的相应的电流方向而朝着不同的、互斥地伸延的方向受挤压。

图2示出所述接触装置30的第一实施例的透视视图。

所述接触装置30例如具有框架，所述框架限制如下空间，所述第一联接元件31和所述第二联接元件32以及所述接触电桥33至少部分地布置在所述空间中。所述框架能够是壳体或接触腔室、例如陶瓷的腔室的一部分。所述框架使所述磁体35、36和所述偏转元件的稳定的布置变得容易，并因此可选地用于所述接触装置30。对于电弧消除的功能，所述磁体35、36和所述偏转元件关于所述联接元件31、32和所述接触电桥33的相应的布置是决定性的。

所述框架例如包括所述接触装置30的至少一个偏转元件。所述接触装置30例如具有第一偏转元件和第二偏转元件，所述第一偏转元件和第二偏转元件是所述框架的一部分。所述第一偏转元件和第二偏转元件优选具有有导磁能力的材料或由有导磁能力的材料构成。

所述框架具有例如第一侧壁37和相对于所述第一侧壁37对置的第二侧壁38。所述第一侧壁和第二侧壁37、38优选构造成不导磁的。

所述第一磁体35例如布置在所述第一侧壁37处。替代地，所述第一侧壁37具有凹部，所述第一磁体35布置在所述凹部中。

所述第二磁体36例如布置在所述第二侧壁38处。替代地，所述第二侧壁38具有凹部，所述第二磁体36布置在所述凹部中。

所述第一磁体35和所述第二磁体36分别如此布置在所述第一侧壁37处或布置在所述第二侧壁38处，使得所述磁体35、36的同极的侧彼此面向。优选地，所述第一磁体35和所述第二磁体36直接地对置地布置在所述框架的内侧上。

所述第一偏转元件例如包括第一角度39，所述第一角度带有第一角度区段和第二角度区段41、42。所述第一角度区段41沿着所述框架的第一端侧伸延，并且所述第二角度区段42至少部分地沿着所述第一侧壁37布置。

所述第二偏转元件例如包括第二角度40，所述第二角度带有第一角度区段43和第二角度区段44，其中，所述第一角度区段43沿着所述框架的相对于所述第一端侧对置的第二端侧伸延，并且所述第二角度区段44部分地沿着所述第二侧壁38布置。

所述第一角度39和所述第二角度40的第二角度区段42、44例如分别布置在所述第一侧壁37或所述第二侧壁38的外侧上。

图3示出朝所述接触装置30的俯视图。示出了第一磁场伸延。通过所述第一联接元件31和第二联接元件32的电流具有第一电流方向。此外，示出了第一方向向量和第二方向向量FL1、FL2。所述第一方向向量FL1示例性地代表所述第一电弧受挤压所朝着的方向。所述第二方向向量FL2示例性地代表所述第二电弧受挤压所朝着的方向。这两个方向向量FL1、FL2相互远离地指向。所述方向向量FL1、FL2分别代表如下洛伦兹力的力向量，所述洛伦兹力在相应的部位处作用到经离子化的空气、也就是说所述电弧上。

尤其，所述第一方向向量FL1包括沿着将所述第一接触区域的中央与所述第二接触区域的中央连接的连接轴线的如下方向分量，所述方向分量远离所述第二接触区域指向。所述第二方向向量FL2具有沿着所述连接轴线的如下方向分量，所述方向分量远离所述第一接触区域指向。

图4示出朝所述接触装置30的俯视图。示出了第二磁场伸延。通过所述第一联接元件31和第二联接元件32的电流具有与所述第一电流方向相反的第二电流方向。所述第一电弧和第二电弧朝着与在图3中所示出的情况不同的方向被挤开。但是，此处所述第一方向向量FL1也包括沿着所述连接轴线的远离所述第二接触区域指向的方向分量，并且所述第二方向向量FL2也具有沿着所述连接轴线的远离所述第一接触区域指向的方向分量。

附图标记列表

10 继电器

20 驱动单元

24 线圈

26 挺杆

28 轭

30 接触装置

31 第一联接元件

32 第二联接元件

33 接触电桥

35 第一磁体

36 第二磁体

37 第一侧壁

38 第二侧壁

39 第一角度

40 第二角度

41 第一角度的第一角度区段

42 第一角度的第二角度区段

43 第二角度的第一角度区段

FL1 第一方向向量

FL2 第二方向向量

M 磁场线。

Claims (10)

1.接触装置（30），用于电开关，所述接触装置具有

- 第一联接元件（31），

- 第二联接元件（32），

- 能运动的接触电桥（33），

- 至少两个磁体，用于消除在所述电开关切换时出现的电弧，其中，所述磁体在第一区域中产生磁场，所述第一区域包括至少一个第一接触区域和第二接触区域，在其中，在所述电开关的切换位置关闭时，所述第一联接元件（31）或所述第二联接元件（32）与所述接触电桥（33）处于接触中，

- 至少一个偏转元件，所述至少一个偏转元件布置和构造成如下使所述磁场歪曲，使得构造在所述第一联接元件（31）与所述接触电桥（33）之间的第一电弧和构造在所述第二联接元件（32）与所述接触电桥（33）之间的第二电弧无关于在所述联接元件（31、32）中的相应的电流方向而朝着不同的、互斥地伸延的方向受挤压。

2.根据权利要求1所述的接触装置（30），其中，

- 代表所述第一电弧受挤压所朝着的方向的第一方向向量（FL1）与将所述第一接触区域的中央与所述第二接触区域的中央连接的连接轴线围成在大于90°至小于270°的范围内的角度，

- 代表所述第二电弧受挤压所朝着的方向的第二方向向量（FL2）与所述连接轴线围成小于90°至大于-90°的范围内的角度，

- 所述第一方向向量（FL1）具有沿着所述连接轴线的远离所述第二接触区域指向的方向分量，以及

- 所述第二方向向量（FL2）具有沿着所述连接轴线的远离所述第一接触区域指向的方向分量。

3.根据权利要求1或2所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，所述至少一个偏转元件部分地围绕所述第一联接元件（31）和所述第二联接元件（32）和所述接触电桥（33）布置所在的区域布置。

4.根据权利要求3所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，

- 所述磁体中的至少一个磁体布置在所述第一联接元件（31）和所述第二联接元件（32）和所述接触电桥（33）布置所在的区域的第一侧上，

- 所述磁体中的至少一个磁体布置在所述区域的相对于所述第一侧对置的第二侧上，

- 所述接触装置具有第一偏转元件，所述第一偏转元件包括第一角度（39），所述第一角度带有第一角度区段（41）和第二角度区段（42），其中，所述第一角度区段（41）至少部分地沿着所述区域的第一端侧伸延，并且所述第二角度区段（42）至少部分地沿着所述区域的第一侧伸延，以及

- 所述接触装置具有第二偏转元件，所述第二偏转元件包括第二角度（40），所述第二角度具有第一角度区段（43）和第二角度区段（44），其中，所述第一角度区段（43）至少部分地沿着所述区域的相对于所述第一端侧对置的第二端侧伸延，并且所述第二角度区段（44）部分地沿着所述区域的第二侧伸延。

5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，所述至少一个偏转元件具有有导磁能力的材料或由有导磁能力的材料构成。

6.根据权利要求4或5所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，所述第一角度（39）的和/或所述第二角度（40）的第二角度区段（42、44）如下构造和布置，使得所述第二角度区段至少部分地覆盖所述第一侧的至少一个磁体或所述第二侧的至少一个磁体。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，所述第一侧的至少一个磁体和所述第二侧的至少一个磁体如下布置，使得所述磁体的同极的侧彼此面向。

8. 根据前述权利要求1至7中任一项所述的接触装置（30），所述接触装置

- 具有第一磁体（35），所述第一磁体布置在所述第一联接元件（31）和所述第二联接元件（32）和所述接触电桥（33）布置所在的区域的第一侧上，以及

- 具有第二磁体（36），所述第二磁体布置在所述区域的第二侧上，其中，所述第一磁体（35）和所述第二磁体（36）分别覆盖第二区域，所述第二区域从所述第一联接元件（31）的第一接触区域处延伸至所述第二联接元件（32）的第二接触区域。

9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的接触装置（30），

在所述接触装置中，所述第一磁体（35）和所述第二磁体（36）如下布置和构造，使得所述第一磁体和所述第二磁体至少分别覆盖所述第一接触区域和所述第二接触区域。

10. 电开关，具有

- 根据权利要求1至9中任一项所述的接触装置（30），以及

- 驱动单元（20），所述驱动单元构造成，使所述接触装置（30）的接触电桥（33）在第一位置与第二位置之间来回运动，在所述第一位置中所述接触电桥（33）将所述第一联接元件（31）和所述第二联接元件（32）导电地连接，在所述第二位置中所述第一联接元件（31）和所述第二联接元件（32）隔离。