电气中断装置制造方法及图纸

公开了一种用于切换电路中的短路电流的电气中断装置。该装置包括抽真空外壳(58)；第一和第二电极(54、56)，其至少部分地位于外壳内。第一和第二电极(54、56)由轨道间隙隔开。提供可在闭合电路位置和断路位置之间相对于第一和第二电极(54、56)移动的第三电极(52)，由此在移动期间在第三电极(52)和第一和第二电极(54、56)中的至少一个之间产生电弧。一旦产生，电弧由第一和第二电极(54、56)引导远离第三电极(52)。

Electrical interruption device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电气中断装置
本专利技术涉及一种电气中断装置。特别地，涉及一种用于切换电路中的短路电流的抽真空电气中断装置。
技术介绍
电气中断或切换装置用于中压电气设备中。最广泛使用的是真空切换装置，通常称为真空中断器。真空切换装置典型地用作切换装置的一部分，这是用于控制，保护和隔离电气设备和电路的电气部件的组合的广义术语。开关设备通常包括切换装置，例如真空中断器，用于施加力以切换切换装置的致动器，以及用于检测电气设备/电路中的切换要求(包括故障)的检测系统。众所周知，真空中断器用于在输电和配电中切换高电流。在已知的真空中断器中，一对电极或触点封装在绝缘真空容器内，如图1中的简化形式所示。一个触点(10)固定在适当位置，另一个触点(11)可以通过外部致动器移动以分离两个触点并导致或破坏电流的产生。该接点通过真空室(12)的壁的移动通常由波纹管(13)实现。触点主要由高导电率材料制成，通常是铜，但接触表面(14)由特殊材料制成，例如铜铬合金。未示出金属屏蔽物，其防止通过电弧放电而蒸发的金属沉积在真空容器的绝缘部分的内部。当触点分离时，在真空中抽出电弧，并且必须控制该电弧以防止在电弧消除之前的时间内损坏接触表面。电弧控制通常通过磁场实现，该磁场通过使被切换的电流在其通向接触表面的路上的圆形路径行进来产生。通常使用两种形式的电弧控制：轴向和径向磁场电弧控制。用于轴向磁场电弧控制的触点在图2中示出，图2是触点组件的横截面。将电流带到每个接触表面的接触杆(21)在接触表面下方形成杯子形(22)，并且在杯子的侧面切割出倾斜的槽(23)，使电流以螺旋形路径朝向接触表面的边缘流动，从此扩散到接触表面上。这种形式的电流产生磁场，该磁场通常在组件的轴线方向上。第二触点具有与第一触点相同的槽，并且两个触点的磁场组合形成磁场，该磁场通常在接触表面的整个区域上沿着轴向方向。现在在高电流下，电弧具有收缩的趋势，使得电弧不会均匀地分布在接触表面上，而是通常集中在表面上的单个点处。该点处的集中电流导致触点的熔化和腐蚀，并且必须避免。轴向磁场的作用是使电弧在接触表面上更均匀地扩散。用于径向磁场电弧控制的一种形式的触点在图3中示出。在这种情况下，除了第二触点中的槽以与第一触点中的槽相反的方向切割之外，该结构是类似的。其效果是电流协作以在接触表面的边缘处产生径向场。然后电动机效应起作用，从而使触点边缘处的电弧电流沿圆周路径移动。电弧收缩仍然发生，但由于电弧保持移动，因此避免了对接触表面的损坏。不需要中心区域，并且接触表面(31)以环的形式制成。已知的真空中断器设计具有一些缺点，现在对其进行解释。由于电流占据的路径长度更长并且特殊接触材料的电阻更高，先前描述的触点具有比具有铜制对接触点的普通棒更高的电阻。这意味着当正常负载电流连续流过闭合的触点时，在接触区域中有更多的加热。这倾向于加热整个装置，从而降低了装置可承载的最大可能负载电流，还有浪费电力。已知的真空中断器中的接触组件由于要制造和组装的部件的数量大并且需要对接触表面使用特殊的材料，因此制造昂贵。已知类型的真空中断器本质上是圆柱形的，这意味着陶瓷绝缘体必须制成挤压件，这是一种昂贵的工艺。如果中断器可以具有盒形真空封壳，则可以将陶瓷部分制成压制件，这是一种便宜得多的工艺。传统的真空中断器的另一个问题是它们几乎专门用于交流(AC)电源而不是直流(DC)电源。真空中断器的这种限制的主要原因是需要消除任何产生的电弧所需的自然电流零点。当然，对于AC源，使用50Hz源每0.1秒发生电流零点，因此电弧可存在的时间长度是有限的。然而，对于DC源，没有自然电流零点，因此电弧不会消除并且可以无限期地继续。已经进行了一些尝试来克服该限制，但是这些主要涉及产生人工电流零点，例如在US2017263399中，或者通过利用额外的电涌放电器和谐振电路来抵抗DC电流，如WO2012/045360中，或者通过利用额外的电子产品。然而，通常没有考虑对接触电极本身的结构和形状的修改。特别是，在真空中引导或转移所产生的电弧远离触点或电极的概念似乎以前没有被认真考虑过。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于切换电路中的短路电流的电气中断装置，该装置包括：抽真空外壳；第一电极和第二电极，至少部分地位于外壳内，第一电极和第二电极由轨道间隙隔开；第三电极，其能够在闭合电路位置和断路位置之间相对于第一电极和第二电极移动，由此在移动期间在第三电极与第一电极和第二电极中的至少一个之间产生电弧；其中电弧由第一电极和第二电极引导远离第三电极。这种布置显著地减少了电极的接触表面的磨损和要求，其中在这些电极之间通常产生电弧。通过利用上述布置，产生的电弧被引导远离产生电弧的点。这有助于电弧消散并允许使用非圆形电极。在一个实施例中，第一电极和第二电极可以是非圆形的。这允许该装置被设计并且能够装配在通常不适合真空中断器装置的非标准空间内。在另一示例中，该装置还包括第四电极，其能够相对于第三电极移动以产生短路和断路位置。第四电极可以与第三电极相对，其中第三电极能够相对于第四电极移动，并且其中第三电极和第四电极在闭合电路位置接触并且在断路位置以电弧间隙分离。在这种情况下，在转移到第三电极和第一电极与第二电极中的至少一个之间之前，可以首先在第三电极和第四电极之间产生电弧。这允许电极的表面针对其预期目的而定制。换句话说，第三电极和第四电极可以被涂覆或者适合于使耐久性最大化或者针对电弧形成而定制，同时第一电极和第二电极被定制用于引导电弧远离第三电极。可以理解，当第三电极和第四电极之间的间隙大于第三电极和第一或第二电极之间的间隙时，电弧将转移。在这样的实施例中，第三电极可以相对于第四电极移动，并且第三电极和第四电极在闭合电路位置接触并且在断路位置中以电弧间隙分离。第三电极相对于第四电极的移动可以在电弧间隙中产生电弧。当第三电极远离第四电极移动的距离比轨道间隙的距离更远时，电弧从电弧间隙转移到轨道间隙。根据本专利技术的一个实施例，两个电极以两个大致平行的固定长度的棒的形式提供，其可以被认为是轨道，使得电流可以基本上进入一个棒的一端，沿着该棒行进一段距离，通过电弧交叉到另一个棒，然后返回并离开它进入的同一端。这些棒之间的电弧可以沿着这对棒移开直到它消除。电弧的这种运动是由沿着一个棒流动并沿着另一个棒流回的电流的磁场，对电弧中的电流施加力而引起的。这些棒可以足够长以在电弧到达轨道的末端之前发生电流零点，或者轨道可以到达使电弧消除的装置。物理上与轨道炮中使用的类似。可以理解的是，轨道炮没有容纳在真空中并且不用作电气中断装置。通过利用这种轨道效应，可以以类似于轨道炮的方式将电弧引导离开初始位置。可选地或优选地，轨道基本上是线性的。线性切换电极可以容易地与电极组合以获得连续电流，从而可以在真空中断器中实现转移切换。因此，提供了一种用于切换电路中的电流负载的电气中断装置，该装置包括：抽真空外壳；至少部分地定位的第一和第二线性电极，其穿过外壳的壁；以及用于允许一个电极移动并连接到致动器同时保持电连接到外部电路的装置。通过对第一和第二电极中的至少一个使用非圆形几何形状，在中断事件期间产生的电弧可以被引导远离产生电弧的位置。这允许中断功能的设计与连续电流功能的设计分离，允许两者都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于切换电路中的短路电流的电气中断装置，其特征在于，所述装置包含：抽真空外壳；第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极至少部分地位于所述外壳内，所述第一电极和所述第二电极由轨道间隙隔开；第三电极，所述第三电极能够在闭合电路位置和断路位置之间相对于所述第一电极和所述第二电极移动，由此在所述移动期间在所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个之间产生电弧；其中，所述电弧由所述第一电极和所述第二电极引导远离所述第三电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于切换电路中的短路电流的电气中断装置，其特征在于，所述装置包含：抽真空外壳；第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极至少部分地位于所述外壳内，所述第一电极和所述第二电极由轨道间隙隔开；第三电极，所述第三电极能够在闭合电路位置和断路位置之间相对于所述第一电极和所述第二电极移动，由此在所述移动期间在所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个之间产生电弧；其中，所述电弧由所述第一电极和所述第二电极引导远离所述第三电极。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极是非圆形的。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括与所述第三电极相对的第四电极，其中，所述第三电极能够相对于所述第四电极移动，并且，所述第三电极和所述第四电极在所述闭合电路位置接触并且在所述断路位置以电弧间隙分离。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第三电极相对于所述第四电极的移动在所述电弧间隙中产生所述电弧。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述第三电极远离所述第四电极移动的距离比所述轨道间隙的距离更远时，所述电弧从所述电弧间隙转移到所述轨道间隙。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极用作电轨道以引导所述电弧。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述轨道实质上是线性的。8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述轨道实质上是平行的。9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述导轨是发散的。10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述轨道的至少一部分是喇叭形状的。11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱斯利·福尔金汉，
申请(专利权)人：施恩禧电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US