用于断路器的灭弧栅、断路器和用于组装灭弧栅的方法技术

本公开涉及用于DC断路器的灭弧栅，其包括：多个基本平行金属板(104，104a，104b，104n，108，108a，108b，108n)形成的至少两个平行叠堆(102，106)，其限定平行于叠堆方向的第一轴线(A)，其中同一叠堆的金属板在第一轴线的方向上、在相邻金属板之间具有基准距离(D1)；电弧空间(109)，其限定在两个平行叠堆之间且适于允许电弧沿着第一轴线移动，其中第二轴线(X)平行于金属板而横穿至少两个平行叠堆和电弧空间(109)，其中第二轴线基本垂直于第一轴线；以及灭弧栅壳体(111)，其具有在第一轴线的方向上限定灭弧栅壳体的内部的至少一个顶壁，其中通道(113a，113b)形成于顶壁和至少一个叠堆(102，106)的最靠近顶壁的金属板(104n，108n)之间，通道在第一轴线的方向上具有为基准距离(D1)的至少2倍的延伸部(D3)。另外本公开涉及断路器和用于组装断路器的灭弧栅的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于特别地针对中等电压定额或具有标称中等电压的直流(DC)断路器的灭弧栅(arc chute)。更特别地，本公开涉及直流断路器，其包括:多个基本平行金属板形成的至少一个叠堆，至少一个叠堆限定平行于叠堆方向的第一轴线；电弧空间，其适于允许电弧沿着第一轴线延伸，其中，第二轴线平行于金属板而横穿至少一个叠堆和电弧空间，并且基本垂直于第一轴线。典型地，中等电压是介于400V和4000V之间的电压。另外，本公开涉及断路器和用于组装灭弧栅的方法。
技术介绍
典型地，断路器或空气断路器用于轨道运载工具上的DC电路中。其它示例可为吊车索道或无轨电车。例如，这样的高速DC断路器可开关具有超过900伏的电压电平的1.5kA的直流。在传统DC断路器的灭弧栅组件中，塑料框架和金属板交替地叠堆在彼此上，其中，金属板设置在塑料框架上。塑料框架具有切口，使得可在两个相邻金属板之间建立电弧。塑料框架用来在脱开开关触头时产生气体，使得电弧中的热快速从灭弧栅中排出，以及用来通过改变金属板之间的空气的化学成分来增加电弧电压。典型地，气体排到灭弧栅中的金属板的所有侧部。塑料框架形成金属板之间的介电层。然后用模制壳体覆盖灭弧栅。随着气体在所有侧部上排出，断路器需要大量无法被其它装备使用的空间。典型地，在机车车辆上的空间有限。众所周知的是，必须在灭弧栅内拉长电弧和将电弧推入灭弧栅内，以建立足够的电压，使得可切断DC电流。电压建立得越快，电弧放电的总时间将越短。相对于标称电流在低电流下，例如在标称电流为1200A至4500A的情况下的IOA至100A的电流下，特别是在电弧中存在低电流密度，使得将电弧推入灭弧栅内所需的磁场受到限制。另外，电弧脚可能难以离开触头尖部而爬到电弧室或灭弧栅的内部。因而，在某些情况下，建立所需的电压可能需要时间，电弧可粘附到一个触头尖部，使得仅建立50%的电压，并且电流决不会被切断。在另一种情形中，电弧可粘在或粘附到固定触头和移动触头上，使得不建立电压，并且电流决不会被切断。DE 102008021025 Al公开一种用于马达保护开关的灭弧栅单元，其具有布置成三组且布置在电弧滑行板(runner plate)之间的成单个叠堆的平行灭弧栅板。相应的组的距离或者在外围组和相邻电弧滑行板之间的距离为相邻的电弧放电栅板之间的距离的至少2倍。照这样，大量灭弧栅板布置在电弧放电室的有限空间中。由于那个原因，一些灭弧栅或断路器包括自拱胀(blow up)线圈，自拱胀线圈取决于电流而被启动，使得磁场被提供来将电弧上推到灭弧栅中。但是，这种解决方案复杂，并且需要拱胀线圈和控制电路(例如印刷电路板)，以控制产生磁场的线圈。本专利技术的目标是提供一种不会带来已知灭弧栅的不便的灭弧栅、断路器以及用于组装灭弧栅的方法，特别是提供一种需要较少维护且较容易建设的灭弧栅。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种用于DC断路器的灭弧栅，其包括:多个基本平行金属板形成的至少两个叠堆，至少两个平行叠堆限定平行于堆叠方向的第一轴线，其中，同一叠堆的金属板在第一轴线的方向上、在相邻金属板之间具有基准距离，以及其中，第二轴线平行于金属板而横穿至少两个平行叠堆和电弧空间(109)，其中，第二轴线基本垂直于第一轴线；电弧空间，其限定在两个平行叠堆之间，并且适于允许电弧沿着第一轴线移动；以及灭弧栅壳体，其具有在第一轴线的方向上限定灭弧栅壳体的内部的至少一个顶壁，其中，在顶壁和至少一个叠堆的最靠近顶壁的金属板之间形成通道，通道在第一轴线的方向上具有为基准距离的至少2倍的延伸部。在实施例中，多个平行金属板形成的同一叠堆的两个相邻金属板之间的基准距离可为多个平行金属板形成的同一叠堆的两个相邻金属板之间的平均距离。在另一个实施例中，基准距离是在第一轴线的方向上、在同一叠堆的大部分成对的两个相邻金属板中的两个相邻金属板之间的距离。例如，大部分成对的两个相邻金属板可包括超过70%的金属板，特别地超过80%的金属板，例如超过90%的金属板。因而，大部分金属板，特别是超过70%的金属板(例如超过80%或超过90%的金属板)等距地布置在各个叠堆中。在典型的实施例中，通道在第一轴线的方向上具有为基准距离的2.5倍以上、特别地3倍以上的延伸部，以及/或者通道在第一轴线的方向上具有为基准距离的10倍以下、特别地7倍以下的延伸部。例如，在实施例中，通道可在第一轴线的方向上具有介于5mm和20mm之间、特别地介于7 mm和15mm之间的延伸部。在实施例中，断路器是空气DC断路器。因而，各个电流中断会产生电弧。典型地，电弧始于触头分开，并且保持到电流达到零。在实施例中，为了能够切断DC电流，高速DC断路器建立高于净电压的DC电压。为了建立DC电压，空气断路器可使用灭弧栅或熄灭室，其中，使用金属板来将电弧分成若干个部分电弧，电弧被拉长，并且通过化学效应(例如利用塑料或另一种材料的蒸发)而使用气体来提高电弧电压。对于灭弧栅，即使相对于包含所述灭弧栅的断路器的标称电流在低电流下，特别地由于来自开关触头的在朝灭弧栅的方向上的气体流的原因，与传统灭弧栅相比，更好地将电弧向上推入灭弧栅的壳体中，这是由于传统灭弧栅的通道在灭弧栅的上部端处。例如，相对于为5倍以上、特别地10倍以上的标称电流(例如介于1000A和7000之间，特别地介于1200A和4500之间的标称电流)，对于介于IOA和200A之间或低于200A的电流，电弧更好地被向上推入灭弧栅的壳体中或者被拉长。特别地，因为与属于金属板叠堆的金属板之间的空间相比，通道的尺寸在第一轴线的方向上增加，所以产生气体流，气体流帮助将电弧吸向灭弧栅顶部。这种气体流是高效的，尤其是在电流相对于标称电流而言低的时候，即当磁场太弱而无法推动电弧时。典型地，磁场由电弧本身产生。在标称电流下，金属板和顶壁之间的扩大的空间典型地没有实质的负面影响。在典型的实施例中，基准距离介于大约I mm和大约8 mm之间,特别地介于2 mm和大约6 mm之间。例如，在实施例中，顶壁基本平行于多个金属板的表面，并且/或者面向灭弧栅的内部的顶壁表面的法线平行于第一轴线。例如，在实施例中，顶壁和/或通道特别地沿着第二轴线而至少在多个基本平行金属板形成的至少一个叠堆(特别地所有叠堆)和电弧空间之上延伸，第二轴线平行于金属板而横穿至少一个叠堆和电弧空间，其中，第二轴线基本垂直于第一轴线。在可与本文公开的其它实施例结合的实施例中，顶壁是封闭的，使得电弧产生的气体流通过通道在第二轴线的方向上被引导出壳体，第二轴线平行于金属板而横穿至少一个叠堆和电弧空间，其中，第二轴线基本垂直于第一轴线。换句话说，顶壁在第一轴线的方向上阻止气体流。典型地，如果轴线平行于面向在第一轴线的方向上相邻的金属板的表面的金属板的表面，则轴线平行于多个基本平行金属板形成的叠堆的金属板。在典型的实施例中，灭弧栅进一步包括具有至少一个侧壁的灭弧栅壳体，所述至少一个侧壁基本平行于第一轴线和/或第二轴线，第二轴线平行于金属板而横穿至少一个叠堆和电弧空间，其中，第二轴线基本垂直于第一轴线，其中，至少一个侧壁和金属板之间的距离小于IOmm,特别地小于5 mm。在可与本文公开的其它实施例结合的实施例中，至少一个侧壁接触至少一个叠堆的金属板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 EP 10173949.81.一种用于DC断路器的灭弧栅，包括 多个基本平行金属板(104,104a, 104b, 104η, 108,108a, 108b, 108n)形成的至少两个平行叠堆(102，106)，其限定平行于堆叠方向的第一轴线(A)，其中，同一叠堆的金属板在所述第一轴线的方向上、在相邻金属板之间具有基准距离(Dl)； 电弧空间(109)，其限定在所述两个平行叠堆之间，并且适于允许电弧沿着所述第一轴线移动，其中 第二轴线⑴平行于所述金属板而横穿所述至少两个平行叠堆和所述电弧空间(109)，其中，所述第二轴线基本垂直于所述第一轴线，以及 灭弧栅壳体(111)，其具有在所述第一轴线的方向上限定所述灭弧栅壳体的内部的至少一个顶壁，其中 通道(113a，113b)形成于所述顶壁和所述至少一个叠堆(102，106)的最靠近所述顶壁的金属板(104η，108η)之间，所述通道在所述第一轴线的方向上具有为所述基准距离(Dl)的至少2倍的延伸部(D3)，从而使得气体流能够将电弧推入所述灭弧栅中。2.根据权利要求1所述的灭弧栅，其特征在于， 所述通道在所述第一轴线的方向上具有为所述基准距离(Dl)的2.5倍以上、特别地3倍以上的延伸部(D3)，以及/或者 所述通道在所述第一轴线的方向上具有为所述基准距离(Dl)的10倍以下、特别地7倍以下的延伸部(D3)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的灭弧栅，其特征在于， 所述基准距离(Dl) 介于大约I mm和大约8 mm之间,特别地介于2 mm和大约6 mm之间。4.根据前述权利要求中的任一项所述的灭弧栅，其特征在于， 所述顶壁(150)基本平行于所述多个金属板的表面，以及/或者 面向所述灭弧栅的内部的顶壁(150)表面的法线平行于所述第一轴线(Y)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的灭弧栅，其特征在于， 所述顶壁(150)和/或所述通道特别地沿着所述第二轴线(X)而在多个基本平行金属板形成的所有叠堆(104，106)和所述电弧空间(109)之上延伸。6.根据权利要求5所述的用于DC断路器的灭弧栅，其特征在于， 具有至少一个侧壁(112)，所述至少一个侧壁(112)基本平行于所述第一轴线和/或第二轴线，所述第二轴线平行于所述金属板而横穿所述至少一个叠堆和所述电弧空间(109)，其中，所述至少一个侧壁(112)和所述金属板之间的距离小于10mm，特别地小于5 mm。7.根据权利要求6所述的灭弧栅，其特征在于， 所述两个平行叠堆包括第一叠堆和第二叠堆，其中 所述第一叠堆的金属板到所述第二叠堆的最近的金属板之间的距离(D3)介于所述金属板的在所述第二轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：P努瓦塞特，Y阿尔方，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：