开关系统技术方案

本发明专利技术涉及一种开关系统(4)，其带有第一接触部(16)并带有第二接触部(24)，第一接触部和第二接触部能沿断开方向(28)彼此运动。开关系统(4)具有灭弧室(12)和用于驱动电弧(34)进入灭弧室(12)中的驱动元件(26)，其中，灭弧室(12)包括由多孔材料构成的灭弧元件(14)。本发明专利技术还涉及一种带有这种类型的开关系统(4)的保护开关(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种开关系统，其带有第一接触部并带有第二接触部，第一接触部和第二接触部能沿断开方向彼此运动。该开关系统尤其是设置用于低电压领域，优选用于继电器或用于接触器，其中，待开关的电压在直流运行中为直至1500V，并且在交流运行中为直至1000V。
技术介绍
由DE 10 2009 013 337B4公知了一种用于直流电流和交流电流的带有两个接触位置的保护开关。在接触位置之间布置有接触桥接片，其在保护开关触发的情况下沿横向方向转移。在两个接触位置上产生的电弧借助运送装置(Blaseinrichtung)驱动。两个电弧中的一个在此被运送至接触桥接片的边缘区域，而另一个电弧的其中一个基点借助导通片基本上与两个接触部位置形成电接触。换而言之，借助第二电弧，两个接触位置发生电气短路，并且第二电弧负责在闭合状态下的接触桥接片的电气功能。因此，第二电弧与接触桥接片并联连接。两个电弧中的第一个在这种情况下熄灭。剩余的电弧借助另一个运送设备被驱动到灭弧室中并且在那里熄灭。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种特别合适的开关系统，其带有第一接触部并带有第二接触部，第一接触部和第二接触部能沿断开方向彼此运动，并且提供一种带有该开关系统的保护开关，其中，在两个接触部之间形成的电弧被比较有效地熄灭，并且其中，尤其是减小了重量和尺寸。在开关系统方面，该任务通过权利要求1的特征解决，而在保护
开关方面，该任务通过权利要求10的特征解决。优选的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。开关系统具有第一接触部和第二接触部，第一接触部和第二接触部电串联连接并且在开关系统内部用于电流引导。两个接触部能彼此沿断开方向运动。在此，第一接触部例如是固定不动的，也就是说借助开关系统的其他元件位置固定地保持。第二接触部例如借助铰接部，例如薄膜铰接或类似物可运动地支承。换而言之，第一接触部是固定接触部而第二接触部是运动接触部。备选于此，两个接触部都可运动地布置在开关系统内。尤其是，第一接触部借助铰接部可运动地支承。备选于此或与此结合地，接触部中的至少一个能沿向横向方向转移。在开关系统的导通状态下，两个接触部优选彼此机械地直接彼此贴靠，并且在未导通的状态下彼此间隔。在这种情况下，接触部相对彼此沿断开方向转移。断开方向尤其是理解为如下的方向，即，第二接触部相对于第一接触部沿该方向转移，以便使开关系统从导通状态过渡到不导通状态中。例如，将第二接触部相对于第一接触部横向地转移。在这种情况下，断开方向表示平行于横向的直线的方向。备选地，使第二接触部相对于第一接触部旋转，尤其是借助铰接部或固定不动的轴旋转。在该情况下，断开方向相对于旋转轴线是切向的。开关系统包括带有灭弧元件的灭弧室，其中，灭弧室尤其是与两个接触部相邻地布置。灭弧室的灭弧元件由多孔材料构成。尤其是，灭弧室基本上由灭弧元件构成，或者灭弧室仅额外地具有用于灭弧元件的保持件。特别优选的是，多孔材料是开孔的。换而言之，材料的各个孔彼此连接。在适宜的方式下，灭弧元件在此是不导电的，也就是说由电绝缘材料构成。此外，开关系统包括用于驱动电弧进入灭弧室中的驱动元件。灭弧室、驱动元件以及两个接触部按如下方式布置，即，在两个接触部
断开时，所产生的电弧在它们之间借助驱动元件被驱动进入灭弧室中。在开关系统从导通状态过渡到不导通状态中时，可以能的是，在第一接触部与第二接触部之间由于比较高的电压而形成等离子并且因此产生电弧，电流通过该电弧流动。由此，即使在接触部断开的情况下也继续存在穿过开关系统的电流。借助驱动元件，电弧被驱动到灭弧室中并且在灭弧元件中传播。尤其是，在孔的区域中形成等离子，电流通过等离子流动。换而言之，在两个接触部之间形成的电弧的长度增加，这是因为电弧仅在孔的内部传播。此外，在适当的选择孔尺寸的情况下，限制了电弧的横截面。这导致电压增加，其对于获得电弧是必需的。在等离子与相对较冷的灭弧元件之间发生热交换。由于在等离子与灭弧元件之间的大的接触面，热交换比较有效，从而等离子比较强烈地冷却。等离子的冷却以及随之出现的能量消耗引起电弧的电场强度增加。这在第一与第二接触部之间导致电弧电源的强烈且快速的提升。一旦电弧电压达到或超过设在开关系统上的电压值，这就导致对电流的限制和降低，直至其被中断。总之，电弧被比较有效地冷却并且在其横截面方面受限，并且因此比较快速地熄灭，并且由此将开关系统置于不导通状态中。由于使用多孔的材料，可以制作比较轻且紧凑的开关系统。此外，多孔材料的制作例如比布置灭弧片更为简单和快速。由此，开关系统可以比较快速并且成本低廉地设定。此外，电弧场强度的提升速度是比较高的，从而可以比较快速地将开关系统置于不导通状态中。符合目的的是，将开关系统使用在机动车辆或飞机中，这由于开关系统的比较轻且紧凑的实施方案是可行的。开关系统尤其是设置用于高的直流电压，优选用于高压继电器或接触器。开关系统应当优选与继电器或接触器形式的开关相结合地适合用于例如至少330V的高直流电压，并且适用于承载和断开例如至少32A、100A、320A或1000A
的持续电流。尤其是，开关系统适用于承载和断开直至数百安培的持续电流以及直至数百伏特的持续电压，其中，待开关的电压在直流电压运行中例如为直至1500V，而在交流电压工作中为1000V。优选地，多孔材料具有在20ppi与30ppi(每英寸孔数)之间的孔密度，其也被称为单元宽度。换而言之，每英寸的孔的数量在20与30之间。再换言之，每厘米的孔的数量在7.5与12之间。符合目的的是，密度等于20ppi、25ppi或30ppi。借助这种单元宽度，能在灭弧元件内实现电弧的比较强的散开由此能比较快速地在灭弧元件内熄灭电弧。符合目的的是，多孔材料具有在70％与90％之间的孔隙度，其中，孔隙度表示中空空间体积与整体体积的比例。整体体积减去中空空间体积与整体体积相比的比例被称为多孔材料的固体份额，其尤其是等于10％、20％或30％。在这样选择孔隙度的情况下，一方面保证了灭弧元件的比较高的结构坚固性。另一方面，提供了比较多的中空空间，电弧在这些中空空间中传播。在特别优选的实施方式中，多孔材料是泡沫陶瓷，其尤其是开孔的。以这种方式提供了比较坚固的灭弧元件。在本专利技术的特别优选的实施方式中，多孔材料是Al2O3。在本专利技术的特别优选的实施方式中，灭弧元件是比较耐抗高温的，高温由于电弧而产生。由此，可以借助开关系统执行比较多的开关过程，其中，灭弧元件的烧损比较小。此外借助灭弧元件，由于材料的比较高的比电阻，排除了电气短路。灭弧元件例如中空柱状地设计。尤其是，灭弧元件的垂直于其柱轴线的横截面是环形的。在灭弧元件内，至少部分地布置有第二接触部。第二接触部例如借助灭弧元件的中央留空部引导。以这种方式，灭弧元件包围第二接触部，并且在第二接触部与第一接触部之间传播的电弧被比较快地驱动进入灭弧室中。尤其是，第一接触部基本上环
状或盘状地设计，并且与中空柱状的灭弧元件的遮盖面直接机械式接触。在导通状态中，第二接触部以适宜的方式按如下形式布置在灭弧元件内，即，使第二接触部与第一接触部直接机械式接触。为了使开关系统过渡到不导通状态中，第二接触部沿断开方向经过灭弧元件从第一接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关系统(4)，所述开关系统带有第一和第二接触部(16、24)并且带有灭弧室(12)以及用于驱动电弧(34)进入到灭弧室(12)中的驱动元件(26)，所述第一和第二接触部能沿断开方向(28)彼此运动，其中，所述灭弧室(12)包括由多孔材料构成的灭弧元件(14)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.08 DE 102014001730.31.一种开关系统(4)，所述开关系统带有第一和第二接触部(16、24)并且带有灭弧室(12)以及用于驱动电弧(34)进入到灭弧室(12)中的驱动元件(26)，所述第一和第二接触部能沿断开方向(28)彼此运动，其中，所述灭弧室(12)包括由多孔材料构成的灭弧元件(14)。2.根据权利要求1所述的开关系统(4)，其特征在于，所述多孔材料具有在20ppi与30ppi之间的孔密度。3.根据权利要求1或2所述的开关系统(4)，其特征在于，所述多孔材料具有在70％与90％之间的孔隙度。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的开关系统(4)，其特征在于，所述多孔材料是泡沫陶瓷，尤其是Al2O3。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的开关系统(4)，其特征在于，所述灭弧元件(14)中空柱状地成形，并且所述第二接触部(24)至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：托斯滕·施兰克，米夏埃尔·库拉特，恩斯特迪特尔·威尔克宁，
申请(专利权)人：埃伦贝格尔及珀恩斯根有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE