电气开关和断路器制造技术

本发明专利技术涉及电气开关和断路器。本文提供一种电气开关(100，200，600，700)和断路器(300，400，500)。电气开关包括：分级式电阻块(110，210，310，410)，其包括具有第一电阻率的第一端(112，212，612，712)和具有大于第一电阻率的电阻率的第二端(114，214，614，714)。电气开关进一步包括电联接到分级式电阻块的第一端(112，212，712)上的固定触头(120，220，720)，以及构造成在分级式电阻块上面滑动的滑动触头(130，230，730)。除了电气开关的构件之外，断路器还包括用以使滑动触头在分级式电阻块上面从第一端滑动到第二端的强制机构。

【技术实现步骤摘要】

本文提供的实施例大体涉及电气开关装置，并且更具体而言，涉及无弧电气开关装置。
技术介绍
断路器是用来在电路中的电流超过预先限定的极限时断开电路的设备。在电气触头响应于故障状况而断开时，传统断路器可产生电弧。电弧是不合需要的，尤其是在有火灾危险的有害环境中。熄灭电弧的一些已知解决方法采用电弧道、电弧槽、烧蚀冷却等等。熄灭电弧所花的时间非常多，甚至大于触头断开的时间。此外，电弧在AC断路器中出现的自然电流归零情形时消除。DC断路器不展示自然电流归零情形。因此，需要额外的电路和布置来强制有电流归零情形。一种已知的解决方法利用设置在两个金属触头之间的柔性管中的传导液体成分。在正常的工作状况期间，传导液体成分提供低电阻率。但是，当发生故障状况时，柔性管受到挤压而减小管的横截面积，从而提高两个金属触头之间的电阻率。这种电阻率提高有效地产生开路状况。但是，这种开关装置可受到传导液体成分的稳态电阻率的限制。例如，由于传导液体成分的传导率高，电流传导面积可能需要减少到10e-6平方米。实现这种收缩可能非常困难。另外，对于这种收缩的需要加上高的切换速度可能需要使用特殊材料来生产耐用的柔性管。因此，在本领域中需要能克服与已知解决方法相关联的这些和其它缺点的开关装置。
技术实现思路
根据一个实施例，公开一种电气开关。该电气开关包括：分级式电阻块，其包括具有第一电阻率的第一端和具有大于第一电阻率的电阻率的第二端。电气开关进一步包括电联接到分级式电阻块的第一端上的固定触头，以及构造成在分级式电阻块上面滑动的滑动触头。断路器还包括用以使滑动触头在分级式电阻块上面从第一端滑动到第二端的强制机构。根据一个实施例，公开一种电气开关。该电气开关包括：分级式电阻块，其包括具有第一电阻率的第一端和具有大于第一电阻率的电阻率的第二端。分级式电阻块可滑动地联接到第一触头上。断路器进一步包括电联接到分级式电阻块的第一端上的第二触头。电气开关还包括强制机构，以使分级式电阻块横向于第一触头而滑动，使得在第一触头和第二触头之间的电流路径从传导状态过渡到非传导状态。根据一个实施例，公开一种电气开关。该电气开关包括：分级式电阻块，其包括具有第一电阻率的第一端和具有大于第一电阻率的电阻率的第二端。电气开关进一步包括构造成在分级式电阻块上面滑动的第一滑动触头，以及构造成在分级式电阻块上面滑动的第二滑动触头。第一滑动触头和第二滑动触头可构造成以预定间隔接触分级式电阻块，在第一滑动触头和第二滑动触头的运动方向上测量该预定间隔。附图说明图1示出了根据一个实施例的电气开关的简化示意图；图2示出了根据另一个实施例的电气开关的简化示意图；图3A和3B示出了根据一个实施例的示例断路器组件；图4示出了根据另一个实施例的示例断路器组件；图5示出了根据另一个实施例的示例断路器组件；图6示出了根据另一个实施例的电气开关的简化示意图；图7示出了根据另一个实施例的电气开关的简化示意图；图8是根据一个实施例的电气参数-切换时间的曲线图；图9是根据一个实施例的流过电气开关的电流-切换时间的曲线图；以及图10是根据另一个实施例的流过电气开关的电流-切换时间的曲线图。部件列表100电气开关110分级式电阻块112端部114端部116滑动表面120固定触头130滑动触头200电气开关210分级式电阻块212端部214端部216滑动表面220固定触头230滑动触头300断路器310分级式电阻块320固定触头330滑动触头342柱塞344旋转式扫臂346导引销348导引件350逆向电流回路360复位杆400断路器410分级式电阻块420固定触头430滑动触头442阻尼块444闭锁件446导引销448导引件450切断弹簧460复位杆462人工跳脱臂480接触压力弹簧482接触压力调节螺栓500断路器510分级式电阻块520固定触头530滑动触头542阻尼块546导引销548导引件550切断弹簧552力调节螺栓560复位杆580接触压力弹簧582接触压力调节螺栓600电气开关610分级式电阻块612端部614端部616滑动表面618间隔件组件620第一滑动触头630第二滑动触头700电气开关710分级式电阻块712端部714端部716滑动表面720触头730触头。具体实施方式本文提供的实施例描述了电气开关和断路器。在传统的电气开关和断路器中，从闭路位置到开路位置的过渡典型地是突然的，而且触头之间的电流流突然终止。这种突然中断在切换操作期间可引起电弧。本文提供的实施例描述一种采用分级式电阻块来在从闭路(零电阻)切换到开路(无限电阻)时允许电阻平缓地增大的电气开关和断路器。分级式电阻块以分度的方式引入串联电阻，从而逐渐减小两个触头之间的电流，以及显著减少电弧。虽然已经结合特定的电气开关和断路器来描述本文提供的实施例，但应当注意的是，这样的教导同样也可应用于其它类型的电气开关装置。图1是根据一个实施例的示例电气开关100的简化示意图。电气开关100包括分级式电阻块110、固定触头120和滑动触头130。分级式电阻块110具有沿着分级式电阻块110的长度分级的电阻率。分级式电阻块110包括分别具有第一电阻率和第二电阻率的端部112和114。端部114处的电阻率为端部112处的电阻率的高达12个数量级。例如，端部112处的电阻率可为100微欧姆米，而端部114处的电阻率可为1欧姆米。备选地，端部114处的电阻率可为端部112处的电阻率的超过12个数量级。分级式电阻块110的电阻率可从第一电阻率到第二电阻率分级，作为距任一端部(即，端部112或端部114)的距离的连续函数，或者以离散的步骤的方式。在一个实施例中，分级式电阻块110包括以离散的电阻盒的电阻率的顺序堆叠的多个离散的电阻盒。图1描绘了显示为R1、R2、R3、R4、R5和R6的截然不同的电阻率的多个电阻盒的堆叠布置。电阻盒布置成上升顺序，使得电阻盒R1具有最低电阻率，而电阻盒R6具有最高电阻率。电阻盒R1的一部分或整体可形成端部112，而电阻盒R6的一部分或整体可形成端部114。典型地，在堆叠之前，可按照所需粗糙度来加工电阻盒的接口表面。通过使用适当的技术，诸如例如粘结、硬钎焊或软钎焊，离散的电阻盒(R1、R2、R3、R4、R5和R6)可结合到彼此上。备选地，通过使用夹紧组件，离散的电阻盒(R1、R2、R3、R4、R5和R6)可在预先限定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气开关(100，200)，包括：分级式电阻块(110，210)，其包括具有第一电阻率的第一端(112，212)和具有大于所述第一电阻率的电阻率的第二端(114，214)；电联接到所述分级式电阻块(110，210)的所述第一端(112，212)上的固定触头(120，220)；构造成在所述分级式电阻块(110，210)上面滑动的滑动触头(130，230)；以及用以使所述滑动触头(130，230)在所述分级式电阻块(110，210)上面从所述第一端(112，212)滑动到所述第二端(114，214)的强制机构。

【技术特征摘要】
2011.11.30 IN 4132/CHE/20111. 一种电气开关(100，200)，包括：
分级式电阻块(110，210)，其包括具有第一电阻率的第一端(112，212)和具有大于所述第一电阻率的电阻率的第二端(114，214)；
电联接到所述分级式电阻块(110，210)的所述第一端(112，212)上的固定触头(120，220)；
构造成在所述分级式电阻块(110，210)上面滑动的滑动触头(130，230)；以及
用以使所述滑动触头(130，230)在所述分级式电阻块(110，210)上面从所述第一端(112，212)滑动到所述第二端(114，214)的强制机构。
2. 根据权利要求1所述的电气开关(100，200，600，700)，其特征在于，所述分级式电阻块(110，210，610，710)的电阻率在所述第一端(112，212，612，712)和所述第二端(114，214，614，714)之间改变高达12个数量级。
3. 根据权利要求1所述的电气开关(100，200，600，700)，其特征在于，所述分级式电阻块(110，210，610，710)包括陶瓷单块盒，所述陶瓷单块盒包含氧化铝、氧化锌、钛酸钡、银、钼或它们的组合。
4. 根据权利要求1所述的电气开关(100，200，600，700)，其特征在于，所述分级式电阻块(110，210，610，710)包括共轭聚合物盒。
5. 根据权利要求1所述的电气开关(100，200，600，700)，其特征在于，所述电气开关(100，200，600，700)进一步包括：
弹簧组件，其以机械的方式联接到所述分级式电阻块(110，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK博霍里，S库马，SE里迪，P帕拉卡拉，M纳亚克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US