Выключатель с дугогасительной камерой



Выключатель с дугогасительной камерой
Выключатель с дугогасительной камерой
Выключатель с дугогасительной камерой
Выключатель с дугогасительной камерой

 


Владельцы патента RU 2581599:

ИТОН ЭЛЕКТРИКАЛ АйПи ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Изобретение относится к выключателю, обеспечивающему быстрое, надежное и не зависящее от направления тока гашение возникших электрических дуг и пригодному для многополюсного режима. Выключатель (1) содержит две коммутационные камеры (11а, 11b), каждая из коммутационных камер содержит одиночный прерыватель с неподвижным контактом (2) с первой областью (21) контакта и подвижный проводящий контактный элемент (30) со второй областью (31) контакта для соответствующего установления проводящего соединения между первой и второй областями контакта во включенном состоянии выключателя и для разделения первой (21) и второй области (31) контакта в выключенном состоянии выключателя (1) и две дугогасительные камеры (4) для гашения электрической дуги (5). Каждая электрическая дуга (5) распространяется в направлении одной из дугогасительных камер (4) независимо от направления тока в электрической дуге (5), подвижные контактные элементы коммутационных камер установлены параллельно направлению магнитного поля (М) в коммутационных камерах и обеспечивают поступательное движение. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к выключателям с дугогасительными камерами для быстрого гашения электрической дуги во время процесса выключения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Электрические выключатели являются компонентами электрической цепи, устанавливающими посредством внутренних проводящих контактов проводящее соединение (состояние коммутационного аппарата «включено» или «вкл» или размыкающими его состояние коммутационного аппарата «выключено» или «выкл»). В случае размыкаемого проводящего соединения ток протекает через контакты до тех пор, пока они не будут отделены друг от друга. Если индуктивная цепь тока размыкается выключателем, протекающий ток не может опуститься непосредственно до нуля. В этом случае между контактами образуется электрическая дуга. Эта электрическая дуга является газовым разрядом в самой по себе непроводящей среде, например в воздухе. Электрические дуги в выключателях при работе на переменном токе (АС) гаснут, как правило, при прохождении переменного тока через нуль. В результате отсутствия прохождения тока через нуль в выключателях при работе на постоянном токе (DC) при размыкании контактов (выключение выключателя) возникают стабильно горящие электрические дуги при том, что напряжение дуги явно ниже рабочего напряжения. Если электрическая цепь эксплуатируется при достаточных токе и напряжении (обычно при токе более 1 А и напряжении более 50 В) электрическая дуга сама по себе не гаснет. С этой целью в таких выключателях для гашения электрической дуги используются дугогасительные камеры. Время горения электрической дуги (время, в течение которого электрическая дуга горит) должно быть возможно меньшим, поскольку электрическая дуга высвобождает большое количество тепла, вызывающего обгорание контактов и/или тепловую нагрузку на контактный мост в выключателе, и сокращает тем самым срок службы выключателя. В двух- или многополярных выключателях с двумя или более коммутационными камерами электрическими дугами высвобождаются, соответственно, большие количества тепла, чем в однополярных выключателях. Таким образом, здесь особенно необходимо, чтобы эта электрическая дуга гасилась быстро.

Гашение электрической дуги, как правило, ускоряется за счет применения магнитного поля, поляризованного таким образом, чтобы оно создавало для электрической дуги движущую силу в направлении дугогасительных камер. При этом величина движущей силы зависит от напряженности магнитного поля магнита или магнитов. Обычно для создания магнитного поля большой напряженности используются постоянные магниты. К сожалению, движущая сила магнитного поля в направлении дугогасительных камер действует лишь при определенном направлении тока. Во избежание монтажных погрешностей выключателей, обусловленных поляризацией, или если выключатели необходимы для обоих направлений тока, для электрических дуг, возникающих между разомкнутыми контактами при выключении выключателя, желательны были бы быстродействующие выключатели, не зависящие от той или иной поляризации. В частности, было бы желательно, чтобы в двух полярных выключателях по сравнению с однополярными выключателями такое гашение не было бы существенно более сложным.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание выключателя, пригодного для многополярного режима и обладающего быстрым, надежным и не зависящим от направления тока гашением возникших электрических дуг.

Эта задача решается с помощью выключателя, пригодного для не зависящей от полярности многополюсной работы на постоянном токе по меньшей мере с двумя коммутационными камерами, причем каждая из коммутационных камер содержит одиночный прерыватель с неподвижным контактом с первой областью контакта и подвижный проводящий контактный элемент со второй областью контакта для соответствующего установления проводящего соединения между первой и второй областями контакта во включенном состоянии выключателя и для разделения первой и второй областей контакта в выключенном состоянии, и две дугогасительные камеры для гашения электрической дуги, которая может возникнуть при установлении выключенного состояния между первой и второй областями контакта, а также по меньшей мере два магнита для создания магнитного поля по меньшей мере на участке первой и второй областей контакта коммутационных камер для воздействия магнитной силой на электрические дуги так, чтобы каждая электрическая дуга распространялась в направлении одной из дугогасительных камер независимо от направления тока в электрической дуге, причем подвижные контактные элементы коммутационных камер установлены, по существу, параллельно направлению магнитного поля в коммутационных камерах. Выключатель согласно настоящему изобретению обладает быстрым, надежным и не зависящим от направления тока гашением и поэтому предупреждает обусловленные поляризацией монтажные погрешности и годится для приложений, когда необходимы выключатели для обоих направлений тока. Кроме того, благодаря быстрому гашению электрической дуги минимизируется тепловая нагрузка на контактный мост. Компоненты выключателя согласно изобретению обеспечивают симметричную конструкцию, являющуюся тем самым и более экономичной. При этом одиночный прерыватель при размыкании и замыкании контактов осуществляет поступательное движение. Выражение «по существу» включает в настоящем изобретении все формы выполнения, отклоняющиеся от заданного или среднего значения менее чем на 10%.

Выключатель согласно настоящему изобретению охватывает любой вид выключателей, пригодных для многополюсного режима. Эти выключатели могут быть, например, двух- или многополюсными выключателями. Поэтому количество коммутационных камер может составлять две или несколько коммутационных камер, причем коммутационные камеры, предпочтительно, эксплуатируются параллельно друг другу. Примерами таких выключателей являются контакторы, силовые разъединители или силовые выключатели. При этом выключатель пригоден для работы на постоянном токе, однако он мог бы быть использован также для работы на переменном напряжении. В одной из альтернативных форм выполнения выключатели в рамках настоящего изобретения могут быть также выключателями, в которых последовательно включены две или более коммутационных камер и которые тем самым по своему фактическому режиму представляют собой однополярные выключатели. Однако такие выключатели пригодны для многополюсного режима, поскольку пришлось бы лишь адаптировать подключение коммутационных камер для многополюсного режима. Работа на постоянном токе, не зависящая от направления тока, означает работу выключателя в цепи постоянного тока, причем для быстрого гашения электрических дуг в выключателе направление тока в выключателе, и тем самым направление тока в электрических дугах, не имеет значения. Здесь между первыми и вторыми областями контакта коммутационных камер возникают электрические дуги, в которых ток может протекать от первой контактной области ко второй или наоборот. Поскольку по существу постоянное и по своему направлению фиксированное магнитное поле (задаваемое установкой магнитов в выключателе) при фиксированном направлении тока всегда устанавливает электрическую дугу в направлении, определенном в соответствии с силой Лоренца, для работы выключателя с другим направлением тока (= другому направлению тока в электрической дуге) необходимо принятие дополнительных мер для быстрого гашения электрических дуг, что реализуется установкой дополнительной второй дугогасительной камеры на основе обоих возможных направлений тока в каждой электрической дуге. Преимуществом заявляемого устройства является простая, симметричная и тем самым экономичная конструкция выключателя.

Одиночные прерыватели означают здесь механические компоненты, вызывающие простое прерывание электрической цепи. Для этого простые прерыватели в отличие от двойных прерывателей имеют первую и вторую области контакта, в которых ток в выключенном состоянии прерывается посредством разделения областей контакта. Разрыв (расстояние между первой и второй областями контакта в выключенном состоянии) для одиночных прерывателей следует выбирать, соответственно, вдвое большим, чем для соответствующих двойных прерывателей. В каждом одиночном прерывателе первая и вторая области контакта означают области неподвижных контактов и подвижного контактного элемента, которые после замыкания выключателя (включенное состояние) находятся в прямом контакте. Во включенном состоянии ток от неподвижного контакта через первую область контакта протекает в контактирующую с ней вторую область контактного элемента. Для этого неподвижный контакт, а также первая и вторая области контакта состоят из проводящего материала. Для замыкания контактов (включенное состояние) контактный элемент со второй контактной областью перемещается в направлении первой контактной области. При этом первая и вторая контактные области могут быть подобластью неподвижного контакта или контактного элемента, или отдельным компонентом, установленным на неподвижном контакте или контактном элементе. Вышеупомянутое перемещение происходит вдоль оси перемещения контактного элемента перпендикулярно поверхностям областей контакта. При этом контактный элемент удерживается, например, в контактном мосту из электроизоляционного материала, предпочтительно, из пластика, посредством пружины, также оказывающей во включенном состоянии выключателя необходимое контактное давление, с возможностью перемещения. Размыкание выключателя происходит в результате перемещения контактного элемента в обратном направлении. Ось перемещения контактного элемента, по существу, направлена перпендикулярно направлению перемещения электрической дуги в дугогасительные камеры. Перемещение контактного элемента может осуществляться вручную или электрически. Первая и вторая области контакта могут различаться по форме и материалу. При этом поверхности первой и второй областей контакта могут варьироваться от обширных поверхностей до точечных контактов. Материалом областей контакта может быть любой подходящий проводящий материал, например серебро-оксид олова.

Чем больше напряженность магнитного поля в месте электрической дуги, тем быстрее электрическая дуга распространяется в дугогасительную камеру или вдоль мостикового дефлектора и таким образом гасится. Магнитное поле для создания движущей силы электрической дуги, предпочтительно, является, по существу, однородным магнитным полем по меньшей мере на участке первой и второй областей контакта. Выражение «по существу» охватывает в настоящем изобретении все формы выполнения, отклоняющиеся от заданного или среднего значения менее чем на 10%. Чем больше магнитная напряженность в месте электрической дуги, тем сильнее на дугу действует на движущая сила Лоренца. Поэтому в одной из форм выполнения магнитом является постоянный магнит. Постоянное магнитное поле очень большой напряженности может быть создано постоянным магнитом, являющимся, например, редкоземельным магнитом. Редкоземельные магниты состоят, например, из сплава NdFeB или SmCo. Эти материалы обладают большой коэрцитивной силой и поэтому обеспечивают, например, изготовление магнитов в виде очень тонких пластин, что обеспечивает компактность выключателя.

При этом магниты в одной из форм выполнения установлены таким образом, что они простираются по меньшей мере вдоль дефлекторов электрической дуги. В предпочтительном варианте выполнения магниты простираются даже за пределы дугогасительных камер. Время, пока электрическая дуга распространится в дугогасительные камеры или вдоль мостиковых дефлекторов, зависит от напряженности магнитного поля и от его однородности. Для этого магниты, предпочтительно, установлены таким образом, чтобы они создавали магнитное поле перпендикулярно направлению прохождения тока в электрической дуге и перпендикулярно желательному направлению перемещения электрической дуги. Форма магнитов в рамках изобретения может выбираться специалистом соответствующим образом. Магниты, предпочтительно, установлены парами из двух магнитов, количество магнитов в выключателе равно таким образом, предпочтительно, двум или кратному числу из них. В другой форме выполнения магниты включают по меньшей мере два пластинчатых магнита, предпочтительно, постоянных магнита, поверхности которых расположены параллельно друг другу. Поверхности магнитов, предпочтительно, расположены параллельно желательному направлению перемещения электрических дуг. Для быстрого гашения электрических дуг с протеканием токов в обоих направлениях предпочтительно, чтобы в области перемещения электрических дуг для обоих направлений тока могло действовать магнитное поле большой напряженности. Соответствующая установка магнитов могла бы создавать также однородное магнитное поле вплоть до дугогасительных камер.

В одной из форм выполнения по меньшей мере в одной из коммутационных камер дефлекторы электрической дуги простираются в двух противоположных направлениях от первой и второй областей контакта до двух соответствующих дугогасительных камер, установленных в конце дефлекторов электрической дуги. При этом выражение «простираются» включает такие возможности, чтобы дефлекторы электрической дуги доставали до соответствующих областей контакта и/или дугогасительных камер без того, чтобы они были непосредственно жестко соединены с ними или же вступали также в жесткое соединение дефлекторов электрической дуги по меньшей мере с первой областью контакта и/или с дугогасительными камерами. При этом дефлекторы электрической дуги, предпочтительно, жестко соединены с первой областью контакта. Таким образом устраняются препятствия для перемещения электрической дуги, как, например, воздушные зазоры, по меньшей мере для неподвижного контакта. Для обеспечения быстрого отвода электрической дуги от второй области контакта дефлектор электрической дуги у контактного элемента выступает по меньшей мере вблизи второй контактной области. В порядке альтернативы дефлектор электрической дуги для второй контактной области может быть также соединен с контактным элементом и близко подходить к дугогасительной камере с другого конца дефлектора электрической дуги. При этом дугогасительная камера содержит любой вид компонентов, пригодных для гашения электрической дуги. В одной из форм выполнения дугогасительной камеры она содержит множество гасительных плоских электродов между первыми дефлекторами электрической дуги, которые оба установлены в дугогасительной камере параллельно друг другу. Для быстрого гашения электрической дуги на нее, пока она не зайдет в дугогасительную камеру, с помощью магнитов воздействуют силой Лоренца. Если габаритный размер внутри выключателя достаточен, то предпочтительно устанавливать постоянные магниты как можно плотнее к дугогасительным камерам или даже сбоку за пределами дугогасительных камер. Гасительные плоские электроды в дугогасительных камерах являются, например, V-образными. Электрическая дуга разделяется в дугогасительной камере на множество частичных электрических дуг (деионная камера). При этом необходимое минимальное напряжение для поддержания электрической дуги пропорционально количеству гасительных плоских электродов, имеющихся в дугогасительной камере, вследствие чего напряжение, необходимое для поддержания электрической дуги, превышает напряжение, имеющееся в распоряжении, что ведет к гашению электрической дуги. Необходимое количество гасительных плоских электродов дугогасительной камеры в одиночном прерывателе, в котором функция гашения всегда осуществляется 1 дугогасительной камерой (всегда только той или иной дугогасительной камерой), соответственно, больше, чем у дугогасительных камер для двойных прерывателей при одинаковом рабочем напряжении. Гасительные плоские электроды содержатся в изолирующем материале, на котором закреплены также дефлекторы электрической дуги. При этом дефлекторы электрической дуги могут иметь любую форму, пригодную для направления электрической дуги в дугогасительные камеры. Дефлекторы электрической дуги могут быть выполнены также в виде детали, гнутой в штампе. Кроме того, толщина и ширина дефлекторов электрической дуги могут варьироваться. При этом расстояние между нижним и верхним дефлекторами электрической дуги с увеличением расстояния до первых и вторых контактов может возрастать.

В одной из форм выполнения контактные элементы соседних коммутационных камер установлены для спаренного перемещения в общем контактном мосту. При этом контактный мост выполнен таким образом, чтобы контактные элементы обоих одиночных прерывателей соседних коммутационных камер перемещались синхронно, т.е. оба контактных элемента перемещаются или во включенное, или в выключенное состояние переключателя. Перемещение обоих контактных элементов происходит не независимо друг от друга. В результате совместного перемещения, с одной стороны, реализуется общее переключение, и степень сложности выключателя является незначительной, что обеспечивает изготовление с оптимальными затратами. При этом в другой форме выполнения контактный мост выполнен таким образом, чтобы контактные элементы соседних коммутационных камер были электрически изолированы друг от друга. Тем самым предотвращаются короткие замыкания между соседними контактными элементами, что обеспечивает надежную работу выключателя, в частности, при общем контактном мосте. В предпочтительной форме выполнения контактный мост содержит крепежную деталь из электроизоляционного материала, на которой смонтированы контактные элементы соседних коммутационных камер. Таким электроизоляционным материалом является, например, пластик. Если контактные элементы смонтированы на общей крепежной детали, то следует произвести электрическую изоляцию контактных элементов друг от друга просто за счет выбора материала крепежной детали. Кроме того, общая установка контактных элементов на этой крепежной детали обеспечивает простое механическое перемещение контактных элементов путем перемещения общей крепежной детали.

В одной из форм выполнения контактный мост, включающий контактные элементы соседних коммутационных камер и крепежную деталь, образует единый механический блок. Этот механический блок осуществляет поступательное движение. В отличие от выключателей согласно уровню техники перемещение для размыкания контактов здесь не требует никаких вращающихся составляющих, вследствие чего выключатель согласно изобретению не нуждается ни в каких механических передачах. Благодаря этому выключатель может изготавливаться проще и с меньшими затратами.

В одной из форм выполнения контактный элемент коммутационной камеры соединен с соединительным зажимом посредством многопроволочного гибкого провода. Тем самым может быть достигнуто контактирование контактного элемента, несмотря на подвижную крепежную деталь с закрепленным на ней контактным элементом. При этом подвижный многопроволочный гибкий провод состоит, например, из эластичной меди. Многопроволочный гибкий провод, предпочтительно, закреплен на крепежной детали контактного моста и в качестве проводника соединен с контактным элементом.

В одной из форм выполнения выключателя согласно изобретению по меньшей мере две из коммутационных камер расположены в одной плоскости, предпочтительно, в одной плоскости расположены все коммутационные камеры. Это имеет то преимущество, что выключатель имеет более простое устройство и незначительную монтажную высоту и, соответственно, может быть изготовлен с оптимальными затратами. При этом в предпочтительной форме выполнения контактные элементы, дефлекторы электрической дуги и дугогасительные камеры соседних коммутационных камер установлены, соответственно, в одной плоскости. Благодаря этому коммутационные камеры могут быть установлены в выключателе весьма компактно. В другой форме выполнения магниты установлены сбоку за пределами коммутационных камер таким образом, чтобы они создавали, по существу, однородное магнитное поле по меньшей мере на участке первых и вторых областей контакта всех коммутационных камер, расположенных в одной плоскости. Благодаря такому расположению магнитов, с одной стороны, до минимума сокращается количество магнитов, что понижает степень сложности выключателя и тем самым допускает изготовление с меньшими затратами. С другой стороны, выключатель благодаря незначительному количеству компонентов (только два магнита) может иметь компактную конструкцию. Поскольку магнитам, предпочтительно, приходится создавать однородное магнитное поле для двух и более коммутационных камер, в этом устройстве, предпочтительно, используются постоянные магниты из магнитного материала с большой коэрцитивной силой.

В одной из альтернативных форм выполнения выключателя согласно настоящему изобретению по меньшей мере две коммутационные камеры установлены друг над другом. При таком расположении размеры выключателя для соответствующих приложений могут определяться иначе, чем при расположении коммутационных камер в одной плоскости. Расположения коммутационных камер друг над другом в других формах выполнения могут также комбинироваться с расположением других коммутационных камер в одной плоскости.

Две коммутационные камеры могут располагаться, например, в одной плоскости, а две другие коммутационные камеры, расположенные в одной плоскости, располагаться над обеими первыми коммутационными камерами. Таким образом, две коммутационные камеры расположены, соответственно, рядом друг с другом в одной плоскости, а две коммутационные камеры, соответственно, друг над другом. Тем самым такой выключатель сгодился бы для четырехполюсного режима переключения. Имеющийся числовой пример в рамках настоящего изобретения может быть также расширен и модифицирован специалистом для других приложений с 3, 4, 5 или более коммутационными камерами в одной плоскости или с 3, 4, 5 или более коммутационными камерами, расположенными друг над другом, или с любыми комбинациями из коммутационных камер, расположенных друг над другом и рядом друг с другом в одной плоскости. Благодаря возможному симметричному расположению коммутационных камер выключатель, например, с 4 коммутационными камерами, может быть реализован весьма компактным и потому малогабаритным.

В одной из форм выполнения при расположении коммутационных камер перекрываются оси перемещения соответствующих контактных элементов. Благодаря этому выключатель может иметь еще более компактную конструкцию.

В одной из форм выполнения магниты установлены сбоку за пределами коммутационных камер таким образом, чтобы они создавали по существу однородное магнитное поле по меньшей мере на участке первых и вторых областей контакта всех коммутационных камер, расположенных друг над другом. Благодаря этому выключатель при хорошем гашении электрических дуг может иметь еще более компактную конструкцию.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты настоящего изобретения подробно изображены на чертежах, на которых:

фиг. 1(а) изображает вид в перспективе, а (b) - вид сверху формы выполнения выключателя в выключенном состоянии согласно настоящему изобретению с двумя коммутационным камерами, расположенными в одной плоскости,

фиг. 2 - вид сбоку выключателя 1 в выключенном состоянии ZA согласно фиг. 1,

фиг. 3 - другую форму выполнения выключателя в виде (а) в перспективе и в виде (b) сверху.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ФОРМ ВЫПОЛНЕНИЯ

На фиг. 1 (а) изображен в перспективе вид одной из форм выполнения выключателя 1 в выключенном состоянии ZA согласно настоящему изобретению с двумя коммутационными камерами 11а, 11b, установленными в одной плоскости, для двухполюсного режима работы. Каждая из коммутационных камер 11а, 11b содержит один одиночный прерыватель с неподвижным контактом 2 с первой областью 21 контакта и подвижный контактный элемент 30 со второй областью 31 контакта. Подвижный контактный элемент 30 служит для установления проводящего соединения между первой и второй областями 21, 31 контакта во включенном состоянии выключателя 1 и для разделения первой и второй областей 21, 31 контакта в выключенном состоянии выключателя 1. Контактные элементы 30 соседних коммутационных камер 11а, 11b здесь установлены в общем контактном мосту 3 для спаренного перемещения в направлении ВА перемещения. Установка контактных элементов осуществляется с помощью крепежной детали 32 как детали контактного моста 3, состоящей из электроизоляционного материала (например, из пластика), на которой контактные элементы 30 установлены для взаимной электроизоляции. Сами контактные элементы 30 с помощью подвижного многопроволочного гибкого провода 34 соединены с соединительными зажимами 35 для контактных элементов 30 коммутационных камер 11а, 11b. На крепежной детали 32 установлены контактные элементы 31 обеих коммутационных камер, которые электрически изолированы друг от друга крепежной деталью 32 из пластика. Здесь крепежная деталь 32 и оба контактных элемента 30 соседних коммутационных камер 11а, 11b образуют единый неподвижный механический блок. Каждая из коммутационных камер 11а, 11b имеет две дугогасительные камеры 4 с плоскими гасительными электродами 8 для гашения электрической дуги 5, которая может возникнуть при установлении выключенного состояния коммутационных камер 11а, 11b между первой и второй областями 21, 31 контакта. Магнит 72 в этой форме выполнения простирается с целью создания магнитного поля для воздействия на электрические дуги 5 возможно большей магнитной силой от первых и вторых областей 21, 31 контакта коммутационных камер 11а, 11b сбоку от дугогасительных камер 4 до их конца. Для наглядности магнит 71 изображен только на фиг. 1(b). В этой форме выполнения магнит 72 образует для магнитного поля в коммутационной камере северный магнитный полюс, а магнит 71 - южный магнитный полюс. Направление магнитного поля показано на фиг. 1(b) пунктирной стрелкой М. В соответствии с направлением тока I в электрической дуге (показанным на фиг. 1(а) пунктирной стрелкой между областями 21, 31 контакта) от второй области контакта к первой или наоборот силы F воздействуют на электрические дуги 5, горящие между обеими первыми и вторыми областями 21, 31 контакта, и направляют их в соответствующие дугогасительные камеры 4. Кроме того, дефлекторы 6 электрической дуги простираются в двух противоположных направлениях от первой области 21 и второй области 31 контакта до обеих соответствующих дугогасительных камер 4, установленных в конце дефлекторов 6 электрической дуги. Соответствующий (верхний) дефлектор электрической дуги также простирается от контактного элемента 31 до дугогасительных камер 4. При этом верхний дефлектор электрической дуги установлен, соответственно, на подвижном контактном элементе 30 и выступает как можно ближе к дугогасительным камерам 4. В одной из альтернативных форм выполнения верхние дефлекторы электрической дуги могут быть закреплены на дугогасительной камере и выступать как можно ближе к контактному элементу. Так, например, электрическая дуга 5 направляется в дугогасительную камеру 4 особенно быстро постоянно действующей силой F. Установка двух соответствующих дугогасительных камер 4 в каждой коммутационной камере 11а, 11b приводит к тому, что каждая электрическая дуга 5 независимо от направления тока в электрической дуге 5 всегда распространяется в направлении одной их дугогасительных камер 4, причем подвижные контактные элементы 30 коммутационных камер 11а, 11b для возможно более компактной установки нескольких коммутационных камер в одной плоскости, по существу, установлены перпендикулярно направлению Т перемещения электрических дуг 5, см. фиг. 1(b). Аналогично соединительным зажимам 35 для контактных элементов 30 коммутационные камеры 11а, 11b имеют соответствующие соединительные зажимы 22 для неподвижных контактов 2.

На фиг. 2 изображен вид сбоку выключателя 1 в выключенном состоянии ZA согласно фиг. 1. Здесь для наглядности по сравнению с фиг. 1 часть компонентов обеих коммутационных камер 11а, 11b опущена. Контактный мост 3 содержит крепежную деталь 32 (здесь показана неявно), которая с помощью пружины 33 установлена подвижной в направляющей контактного моста 3 в направлении ВА перемещения. Крепежная деталь предусмотрена в качестве общей крепежной детали для контактных элементов 30 соседних коммутационных камер 11а, 11b, расположенных в одной плоскости. Вторая коммутационная камера 11b изображена на фиг. 2 как задняя коммутационная камера. Контактный элемент 30 имеет со своей стороны, обращенной к первой области 21 контакта, вторую область 31 контакта. Первые и вторые области 21, 31 контакта здесь выполнены в виде компонентов в форме прямоугольных параллелепипедов, установленных на неподвижный контакт 2 или на контактный элемент 30. Пружина 33 в контактном мосту 3 для установления электрического контакта сжимает первые и вторые области 21, 31 контакта во включенном состоянии с необходимым контактным давлением. Соответствующие области 21, 31 контакта с помощью соответствующих соединительных зажимов 22, 35 могут быть соединены с электрической цепью. С этой целью дефлектор 6 электрической дуги для неподвижного контакта соединен с соединительным зажимом. Соединительные зажимы 35 с помощью подвижного многопроволочного гибкого провода 34 соединены с контактным элементом 30. Таким образом, напряжение может быть приложено к подвижному контактному элементу 30 независимо от положения контактного элемента 30. При этом подвижный многопроволочный гибкий провод 34 состоит из эластичной меди и в качестве проводника электрически соединен с контактным элементом 30.

На фиг. 3 изображена другая форма выполнения выключателя 1 в выключенном состоянии ZA в виде (а) в перспективе и на виде (b) сверху. Компоненты, как на фиг. 1 и 2, сохранены и в этой форме выполнения. Правда, здесь подвижные контактные элементы установлены не на одной линии, как на фиг. 1, а параллельно друг другу со смещением. Крепежная деталь 32 здесь простирается, по существу, вертикально относительно контактных элементов 30. Контактные элементы 30 и здесь электрически соединены с соединительными зажимами 35 многопроволочными гибкими проводами 34. Благодаря установке контактных элементов 30 в общем контактном мосту 3, образующем единый механический блок, со смещением выключатель 1 может иметь более компактную конструкцию.

Подробное изображение изобретения в этом разделе и на фигурах следует понимать как пример возможных форм выполнения в рамках изобретения и поэтому без ограничения. Параметры, указанные, в частности, специалисту, следует подстраивать под производственные условия выключателя (ток, напряжение). Поэтому приведенные параметры следует понимать лишь как пример для определенных форм выполнения.

Альтернативные формы выполнения, возможно, рассматриваемые специалистом в рамках настоящего изобретения, также входят в объем охраны настоящего изобретения. В пунктах формулы изобретения выражения типа «один» относятся и ко множеству. Позиции, приведенные в пунктах формулы изобретения, не следует трактовать как ограничение.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

1 выключатель согласно настоящему изобретению

11а, 11b коммутационные камеры в выключателе 1

2 неподвижный контакт

21 первая область контакта

22 соединительный зажим для неподвижного контакта

3 контактный мост

30 подвижный контактный элемент

31 вторая область контакта

32 крепежная деталь

33 пружина контактного моста

34 многопроволочный гибкий провод

35 соединительный зажим для контактного моста

4 дугогасительная камера

5 электрическая дуга

6 дефлектор электрической дуги

71, 72 магниты, предпочтительно, постоянные магниты

ВА ось перемещения подвижного контактного элемента

I направление тока в электрической дуге

М магнитное поле

Т направление перемещения электрической дуги

F сила Лоренца, действующая на электрическую дугу

ZA разомкнутый выключатель (выключенное состояние)

1. Выключатель (1), пригодный для не зависящей от поляризации многополюсной работы на постоянном токе, по меньшей мере с двумя коммутационными камерами (11а, 11b), причем каждая из коммутационных камер (11а, 11b) содержит одиночный прерыватель с неподвижным контактом (2) с первой областью (21) контакта и подвижный проводящий контактный элемент (30) со второй областью (31) контакта для соответствующего установления проводящего соединения между первой и второй областями (21, 31) контакта во включенном состоянии выключателя (1) и для разделения первой и второй областей (21, 31) контакта в выключенном состоянии выключателя (1), и две дугогасительные камеры (4) для гашения электрической дуги (5), которая может возникнуть при установлении выключенного состояния между первой и второй областями (21, 31) контакта, а также по меньшей мере два магнита (71, 72) для создания магнитного поля (М) по меньшей мере на участке первых и вторых областей (21, 31) контакта коммутационных камер (11а, 11b) для воздействия магнитной силой (F) на электрические дуги (5) таким образом, чтобы каждая электрическая дуга (5) распространялась в направлении одной из дугогасительных камер (4) независимо от направления тока (I) в электрической дуге (5), причем подвижные контактные элементы (30) коммутационных камер (11а, 11b) установлены, по существу, параллельно направлению магнитного поля (М) в коммутационных камерах (11а, 11b).

2. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере в одной из коммуникационных камер (11а, 11b) дефлекторы (6) электрической дуги простираются в двух противоположных направлениях от первой (21) и второй области (31) контакта до двух соответствующих дугогасительных камер (4), расположенных на конце дефлекторов (6) электрической дуги.

3. Выключатель (1) по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что контактные элементы (30) соседних коммутационных камер (11а, 11b) установлены для совместного перемещения в общем контактном мосту (3).

4. Выключатель (1) по п.3, отличающийся тем, что контактный мост (3) выполнен таким образом, чтобы контактные элементы (30) соседних коммутационных камер (11а, 11b) были электрически изолированы друг от друга.

5. Выключатель (1) по п.4, отличающийся тем, что контактный мост (3) содержит крепежную деталь (32) из электроизоляционного материала, на которую установлены контактные элементы (3) соседних коммуникационных камер (11а, 11b).

6. Выключатель (1) по п.5, отличающийся тем, что контактный мост (3), содержащий контактные элементы (30) соседних коммутационных камер (11а, 11b) и крепежный элемент (32), образует единый механический блок.

7. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что контактный элемент (30) коммутационной камеры (11а, 11b) соединен с соединительным зажимом (35) с помощью подвижного многопроволочного гибкого провода (34).

8. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что магниты (71, 72) простираются вдоль дефлекторов (6) по меньшей мере до дугогасительных камер (4), предпочтительно, выступают за пределы дугогасительных камер (4).

9. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что магниты (71, 72) установлены в виде по меньшей мере двух пластинчатых магнитов, поверхности которых расположены параллельно друг другу.

10. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере две из коммуникационных камер (11а, 11b) расположены в одной плоскости.

11. Выключатель (1) по п.10, отличающийся тем, что контактные элементы (30), дефлекторы (6) электрической дуги и дугогасительные камеры (4) соседних коммуникационных камер (11а, 11b) расположены, соответственно, в одной плоскости.

12. Выключатель (1) по одному из пп.10 или 11, отличающийся тем, что магниты (71, 72) установлены сбоку за пределами коммуникационных камер (11а, 11b) таким образом, что они создают, по существу, однородное магнитное поле (М) по меньшей мере на участке первых и вторых областей (21, 31) контакта всех коммуникационных камер (11а, 11b), расположенных в одной плоскости.

13. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере две коммуникационные камеры (11а, 11b) расположены друг над другом.

14. Выключатель (1) по п.13, отличающийся тем, что оси (ВА) перемещения соответствующих контактных элементов (30) перекрываются.

15. Выключатель (1) по п.13 или 14, отличающийся тем, что магниты (71, 72) установлены сбоку за пределами коммуникационных камер (11а, 11b) таким образом, что они создают, по существу, однородное магнитное поле (М) по меньшей мере на участке первых и вторых областей (21, 31) контакта всех коммуникационных камер (11а, 11b), расположенных друг над другом.



 

Похожие патенты:

Изобретение представляет собой выключатель с быстрым и не зависящим от соответствующей полярности процессом гашения электрических дуг и с теплозащитой мостовой схемы.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе (1) коммутации, для реле или контактора, которая имеет контактный мост (5), расположенный между двумя контактами (4а, 4b) с возможностью вращения вокруг оси (6).

Прерыватель цепи выполнен с возможностью пропуска и разрыва тока в основной цепи. Прерыватель включает дугогасящее устройство с дугогасительным средством, намагничивающей катушкой (11) и группой электродных средств (9, 10), электрически связанной с намагничивающей катушкой (11).

Изобретение относится к контактору, работающему на постоянном и переменном токе и содержащему по меньшей мере одну контакт-деталь с неподвижным контактом и подвижным контактом; по меньшей мере один постоянный магнит, размещенный возле контакт-детали, для создания постоянного магнитного дугогасящего поля и по меньшей мере одну катушку, размещенную возле контакт-детали с целью создания электромагнитного дугогасящего поля для втягивания дуги, образующейся при размыкании контакта по меньшей мере в одну дугогасительную камеру.

Изобретение относится к устройствам для гашения электрической дуги при отключении как токов короткого замыкания, так и малых токов коммутационным аппаратом и предназначено для использования в дугогасительных устройствах токоограничивающих и быстродействующих выключателей.

Изобретение относится к составным частям коммутационного оборудования, в частности выключателя постоянного тока. .

Изобретение относится к устройствам коммутации электрических цепей постоянного тока и может быть использовано в конструкциях реле, контакторов и других коммутационных устройств автоматики, управления и защиты.
Наверх