配有带介电屏蔽的灭弧室的电气断路器电极制造技术

一种电气断路器电极，包括静触头装置２０、动触头装置２２和灭弧室２４。灭弧室２４包括两个侧法兰６８、多个分离件７８、位于静触头装置接触区附近的前开口７６、下引弧角形件３４、上引弧角形件９６和一对沿横向限制灭弧室前开口的横向介电屏蔽１００。每个横向介电屏蔽１００设置在分离件和断开状态的动触头装置之间。这对横向介电屏蔽１００设置成使沿垂直于纵向中平面测量的灭弧室开口的宽度在上引弧角形件附近明显小于在下引弧角形件附近。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低压、高电流断路器的灭弧室。文献EP 0306382描述了一种多极断路器，具有一个模制绝缘壳体，其罩住一个操作机构。该操作机构与开关杆相连来断开、闭合断路器的所有电极。每个电极都包括一个静触头装置、一个动触头装置和一个灭弧室。静触头装置包括一个由壳体的背板(back-plate)支承的、导电的固定电流输入接片、多个静态主触头和一个静态引弧触头。静态触头接片布置成前连接(front-connection)。换言之，该静态触头接片由一个较直的金属杆形成，不会使流经金属杆的电流产生弯曲的路径，并因此在断开时能够防止电磁环路对起弧的影响。动触头装置包括一个也由壳体背板支承的固定的电流输入接片和一个触头系，该触头系有多个相同的主触头，这些主触头在可动引弧触头的两侧设成具有相同数量的两排，沿着电极中心轴线纵向延伸。引弧触头朝着灭弧室的内侧伸出，使电弧能够进到灭弧室。灭弧室设在第一接片的上方，包括多个侧法兰，支承一堆由金属的电弧消电离板形成的分离件，每个板都有一个V形的槽。上、下引弧角形件位于灭弧室的这堆板的两侧。上引弧角形件上设有两个侧翻片，其沿静触头的方向向后折，并且部分地盖住灭弧室入口的上部。在触头分离区位于灭弧室两个侧法兰延长线上，各有一个横向导弧颊板。两个颊板从相应的法兰面相对彼此倾斜地延伸。颊板为显著的梯形，并位于灭弧室的底部，靠近静触头。颊板限制了在靠近下引弧角形件的底部接近灭弧室。当发生触头断开时，导弧颊板能使电弧根部沿着下引弧角形件居中。这种灭弧室尤其好地适用于大约为3000A的高额定电流的断路器，以满足在约600V的较高电压、大约5到10倍的断路器额定电流的较低电流强度下进行单相断路测试的要求。另一方面，却非常不适用于在480V的中高电压大约100kA的非常高的故障电流下断路。当断路电流强度非常高时，电弧的截面直径实际上非常大，因此，电弧几乎是同时形成于所有触指上，并立即占据了灭弧室整个的可用空间。这样，灭弧室就受到了非常高的压力和非常高的温度。而颊板排出所生成的气体甚至进一步增大了压力。然而，颊板和上引弧角形件的定位促使灭弧室入口的开口的减小，导致了设备壳体中压力平衡的延迟，而引起壳体的爆炸。此外，可以了解到一种美国专利US 4650938中公开的断路器灭弧室，其包括设计成靠近触头设置的多个分离件和一对设在灭弧室纵向中间平面的两侧来支承分离件的侧法兰。每个法兰都包括一个向着面对的法兰伸出的细长肋。两个肋伸过灭弧室的整个高度，垂直于分离件并彼此相对。这些肋设在分离件和触头之间，以在灭弧室的整个高度上均匀地限制灭弧室入口的开口宽度。当触头断开发生时，这些肋改变灭弧室内的气流，保护支承分离件的法兰的部分不受热气流的损害。这种结构对于低性能、范围下限(bottom-of-the-rang)的断路器是有用的以防止法兰受到电弧气体的热量的损害。反之，这种结构不能利用灭弧室的整个空间来冷却气体。因此，要消散给定功率的电弧能量所需的灭弧室的尺寸就要很大。另外，这种类型的断路器需要采取一些措施来使电弧方便地进入到灭弧室，且特别需要将静触头制成U形，设在灭弧室底部表面上，以产生电磁环路效应来促进电弧进入灭弧室。因此，本专利技术的目的是改进配有上引弧角形件的高容量的多极低压断路器。本专利技术的目的尤其是能够对中压情况下非常高的故障电流引起的大直径电弧进行断路，防止灭弧室爆炸的危险。根据本专利技术，提供了一种用于断路器的电极来实现上述目的。该断路器包括一个壳体和一个能够从闭合状态切换到断开状态的操作机构，所述电极包括包括接触区的静触头装置；动触头装置，能与所述机构相连并能从其与静触头装置的接触区接触的闭合状态切换到两个触头装置分开的断开状态；灭弧室，包括两个由绝缘材料制成的平行的侧法兰，位于距灭弧室纵向中平面距离相等处，多个分离件，从一个侧法兰伸向另一个侧法兰，并明显垂直于纵向中平面，前开口，位于静触头装置接触区附近，由导电材料制成的下引弧角形件，与静触头装置电连接，由导电材料制成的上引弧角形件，所述分离件位于所述下引弧角形件和上引弧角形件之间，一对由电绝缘材料制成的横向介电屏蔽，朝中平面伸出，并横向限制灭弧室的前开口，其中，每个横向介电屏蔽被布置成横向置于分离件和断开位置的动触头装置之间，这对横向介电屏蔽设置成使沿垂直于纵向中平面所测量的灭弧室开口的宽度在上引弧角形件附近明显小于在下引弧角形件附近。引弧角形件有助于使电弧在主电弧头一切换到上引弧角形件时就进入到灭弧室中，即使触头接片是前连接型，对电弧没有任何电磁环路影响。至于介电屏蔽，能够使电弧在断开状态的动触头和分离件之间拉长、变弯，以促使电弧切换到上引弧角形件。介电屏蔽在灭弧室底部静触头附近变窄，能够得到一个进入灭弧室的宽开口，其促进了灭弧室和电极前空间之间的压力平衡。灭弧室内压力的迅速增加实际上有害于电弧进入灭弧室且留在里面并易于导致灭弧室爆炸。成型的介电屏蔽和引弧角形件的组合有助于在控制灭弧室内压力的同时拉长其内的电弧。优选地，上引弧角形件包括一个自由端，位于断开位置的动触头装置附近，并置于分离件和断开状态的动触头装置之间。每个横向介电屏蔽的上部置于分离件和上引弧角形件自由端之间。上引弧角形件的这种定位能够实现电弧到上引弧角形件上的最佳切换。介电屏蔽构成了电弧的屏障。电弧要绕过屏蔽才能到达分离件，这就拉长了电弧。根据一个实施例，横向介电屏蔽由产生很少或不产生气体的材料制成，尤其是聚四氟乙烯或者强化填充的6-6聚酰胺或4-6聚酰胺。因此，这些屏障不会增加灭弧室内的压力。另外，也不会产生任何阻碍电弧进入灭弧室的气流。根据一个实施例，每个介电屏蔽包括上部和下部，下部明显窄于上部。另外，可以整个地去掉下部。根据一个实施例，每个介电屏蔽包括一个前部，两个介电屏蔽的前部沿横向至少部分地界定所述接触区。屏蔽的前部作用为电极侧壁的保护屏。通过对由附图示出的、仅作为非限制性例子给出的本专利技术实施例所进行的以下描述，本专利技术的其他优点和特征将会更加清楚。其中，附图说明图1是根据本专利技术一个优选实施例的开关设备的电极沿其灭弧室纵向中平面的剖视图；图2是图1中的电极一部分的分解透视图，尤其示出了灭弧室；图3是图1中的电极的俯视图；图4是本专利技术断路器和两个为比较目的而选用的其他断路器电流强度和电弧电压对时间的变化曲线；图5是本专利技术断路器和两个为比较目的而选用的其他断路器压力对时间的变化曲线。参见图1到3，低压多极电源断路器10包括罩住了操作机构14的绝缘壳体12。操作机构14是公知类型的，配有一个所有电极共用的横向开关杆16。开关杆16在装在壳体12中的轴承内转动。每个电极包括一个静触头装置20、一个动触头装置22和一个位于静触头装置20附近的灭弧室24。静触头装置20包括一个电流输入接片26，其安装在壳体12的背面，部分地位于灭弧室24的下面。静触头装置20还包括两个直接固定在电流输入接片26上的主触头单元28(见图2)和一个设在相对固定的触头单元28突出的金属板32上的中央引弧触头30。金属板32固定到电流输入接片上单元28和灭弧室24之间的中间区域，经过一个导电的下引弧角形件34伸向灭弧室内部。电流输入接片26、单元28、引弧触头30和引弧角形件34可用各种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气断路器（１０）的电极，所述断路器包括壳体（１２）和能从闭合状态切换到断开状态的操作机构（１４），所述电极包括： 包括接触区（３６）的静触头装置（２０）； 动触头装置（２２），能与所述机构相连并能从其与静触头装置的接触区接触的闭合状态切换到两个触头装置分开的断开状态； 灭弧室（２４），包括： 两个由绝缘材料制成的平行的侧法兰（６８），位于距灭弧室纵向中平面（７０）距离相等处， 多个分离件（７８），从一个侧法兰伸向另一个侧法兰，并明显垂直于纵向中平面， 前开口（７６），位于静触头装置接触区附近， 由导电材料制成的下引弧角形件（３４），与静触头装置电连接， 由导电材料制成的上引弧角形件（９６），所述分离件位于所述下引弧角形件和上引弧角形件之间， 一对由电绝缘材料制成的横向介电屏蔽（１００），朝中平面伸出，并横向限制灭弧室的前开口， 其特征在于： 每个横向介电屏蔽（１００）被布置成横向置于分离件和断开位置的动触头装置之间， 这对横向介电屏蔽（１００）设置成使沿垂直于纵向中平面测量的灭弧室开口的宽度在上引弧角形件附近明显小于在下引弧角形件附近的宽度。...

【技术特征摘要】
FR 2000-1-7 00001991．一种用于电气断路器(10)的电极，所述断路器包括壳体(12)和能从闭合状态切换到断开状态的操作机构(14)，所述电极包括包括接触区(36)的静触头装置(20)；动触头装置(22)，能与所述机构相连并能从其与静触头装置的接触区接触的闭合状态切换到两个触头装置分开的断开状态；灭弧室(24)，包括两个由绝缘材料制成的平行的侧法兰(68)，位于距灭弧室纵向中平面(70)距离相等处，多个分离件(78)，从一个侧法兰伸向另一个侧法兰，并明显垂直于纵向中平面，前开口(76)，位于静触头装置接触区附近，由导电材料制成的下引弧角形件(34)，与静触头装置电连接，由导电材料制成的上引弧角形件(96)，所述分离件位于所述下引弧角形件和上引弧角形件之间，一对由电绝缘材料制成的横向介电屏蔽(100)，朝中平面伸出，并横向限制灭弧室的前开口，其特征在于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克里瓦尔，杰里米多恩，卢卡斯佩莱格里恩，劳伦特奥雷耶，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]