電保護單元中的滅弧裝置和包括這樣的裝置的電保護單元的製作方法

2023-04-30 07:26:37

本實用新型涉及一種用於在電保護單元中滅弧的裝置，該電保護單元包括電弧形成腔室，該腔室包封固定觸點和移動觸點，固定觸點和移動觸點在它們分開的時刻在它們之間形成電弧，該電弧形成腔室之後是前腔室，其意圖避免電弧的停滯且有利於電弧的變長，所述前腔室與稱為滅弧腔室的腔室連通，在該滅弧腔室中，電弧被熄滅，所述電保護單元還包括用於改進電弧到前腔室中的推進的器件，所述固定觸點包括被稱為接觸區域的傳導區域，其對應於固定觸點的額定電流在觸點閉合位置中流過的表面，還涉及一種包括這樣的裝置的電保護單元。

背景技術：

斷路器—特別是小型斷路器—通過將觸點分開而允許實現電流的開關，以便保護財產和人身不受短路電流影響。

在要被保護的電路中發生過載或短路後觸點自動斷開以及觸點的該分開導致的電弧改變之後，該電路沿滅弧腔室的方向移動，該滅弧腔室意圖執行滅弧。

該滅弧腔室包括由堆疊的板組成的電弧隔板(或分隔器)，所述板大體平行於斷路器基部的平面延伸，斷路器意圖通過該基部被安裝在安裝支撐件上。

該滅弧腔室或熄弧腔室允許通過在所述腔室中滅弧而對限制短路電流做出貢獻。

但是，在觸點分開之後，電弧沿稱為前腔室的區域的方向移動，該區域通過將觸點的分開區域與形成滅弧腔室的電弧隔板的起點分開的空間形成。該區域被設置，以便避免電弧在觸點上的停滯，且有助於電弧的延長，其比僅通過觸點的機械斷開導致的電弧更快且更大。

電弧在稱為前腔室的該區域中的出現構成限制短路電流的主要階段，且允許該單元斷路。

以公知的方式，電弧的延長可通過自然吹風(也稱為迴路效應)或通過磁效應實現。

在通過自通風的第一種情況(自然吹風)下，每個斷路器柱被由塑料材料製成的絕緣外殼覆蓋，其在下部部分上縱向地敞開，且減小到上部部分上的縫隙。該系統產生煙囪效應，也稱為迴路效應。

迴路效應以以下方式呈現：

當電弧產生時，作為其高溫的結果，熱空氣由於其較低的密度而升起，且將電弧朝向上部部分拖動，而冷空氣回到下部部分同時冷卻電弧，該電弧被熄滅。

在磁吹風的情況下，每個柱裝備有線圈和磁路。電流流動到與觸點串聯的線圈中。由此產生的磁場產生導致電弧上升的力。要被斷開的電流越大，電弧將越快地上升，吹風煙囪增大了該現象。

在這些小單元中的空間缺乏不允許使用磁性U類型的傳統吹弧器件，而且在要進一步減小佔地面積的單元中更是如此。

在當前產品中，已經在有助於改進電弧推進方面發現部分方案，但是仍具有一定的缺點。

特別地，在特定產品中，固定觸點由覆蓋有銅的鋼製成，由此有助於改進電弧的推進，但是由於鋼的電阻，這限制該方案用於低等級(<或＝25A)。

在其他單元中，該零件位於固定觸點下面，在與移動觸點相對那一側上。

在該情況下，該零件關於電弧的遠離程度明顯地降低了其有效性。

其他方案在於將磁零件併入在固定觸點側上覆蓋有銅的零件中，這導致過早加熱(因為鋼比銅的傳導性差)，以及由於要在鋼與銅之間執行的焊接，導致增大的工業生產複雜度。

技術實現要素：

本實用新型解決了這些問題，並且提出一種滅弧裝置，其允許電弧推進力增加，而沒有增加單元的佔地面積，以及提供一種包括這種滅弧裝置的電保護單元。

為此，本實用新型的一個主題是一種上述類型的滅弧裝置，該裝置特徵在於，這些用於改進電弧推進的器件包括由磁性材料製成的至少一個元件，稱為磁性元件，該元件被併入在固定觸點中，以便位於電弧位置附近但是在接觸區域之外，從而僅在開關期間與電流接觸，而沒有額定電流流過其中。

根據一個特定特徵，上述磁性材料是鐵磁性材料。

根據一個特定實施方案，該裝置包括固定觸點部分，其由磁性材料製造，且在固定觸點的位於移動觸點那一側上的自由端部處添加到固定觸點的末端。

根據另一實施方案，該裝置包括兩個縱向磁翼，它們分別添加在固定觸點的接觸區域的任一側上且在該接觸區域的長度的至少一部分上延展。

有利地，上述磁翼在上述被添加的固定觸點部分上延伸。

根據一個特定特徵，上述接觸區域包括接觸墊。

根據一個特定特徵，上述接觸區域包括接觸墊，且上述磁翼包括面向接觸墊定位的加厚部。

根據一個特定特徵，該加厚部被製造在完全由銅製成的固定觸點上，或被製造在包括被添加的磁性固定觸點部分的固定觸點上。

根據另一實施方案，接觸區域包括接觸墊，且這些磁翼在觸點的墊下遊的大體整個長度上與接觸墊對齊地包含在固定觸點內。

根據一個特定特徵，包含在固定觸點內的磁翼部分在墊的上遊延伸直到所述觸點與單元本體的接合部。

有利地，上述鐵磁性材料是鋼。

根據一個特定特徵，一個或多個磁性元件通過輥壓接合固定到固定觸點。

根據另一實施方案，上述磁翼各自定位在殼體中，所述殼體模製在單元的其中一個封殼中。

該裝置包括保持滾花，其設置在封殼中且能夠確保磁翼面向固定觸點的保持。

本實用新型的另一主題是一種電保護單元，其包括具有單獨或結合採用的上述特徵的滅弧裝置。

根據一個特定特徵，該單元是低壓開關或斷路器。

附圖說明

但是，本實用新型的其他優勢和特徵將在以下參考附圖的詳細描述中更加清楚地顯現，所述附圖僅作為例子給出，且其中：

圖1是示出根據現有技術的斷路器的內部部分的透視圖；

圖2是示出根據現有技術的單元的封殼、固定觸點和接觸墊的局部橫截面視圖；

圖3和4示出根據本實用新型的第一和第二實施方式的單元的固定觸點；

圖5是示出根據本實用新型的上述第一和第二實施方式用於將磁翼固定到固定觸點的方法的局部橫截面視圖；

圖6和7是類似於圖3和4的透視圖，分別示出根據本實用新型的第三和第四實施方式；

圖8是類似於圖2和5但根據本實用新型的第三和第四實施方式的視圖；

圖9和10是類似於圖3、4和6、7但用於根據本實用新型的第五和第六實施方式的視圖；和

圖11是類似於圖2、5和8但根據本實用新型的第五和第六實施方式的視圖。

具體實施方式

圖1示出低壓電路斷路器D的內部部分，其通過將觸點分開而允許實現電流的開關，以便保護財產和人身不受短路電流影響。

以本身已知的方式，該斷路器包括絕緣外殼B，該絕緣外殼B在其前部面上具有手動杆m，且在其兩個窄側面上具有連接端子C。移動觸點5和固定觸點1容納在外殼內。該移動觸點5通過控制機構M控制，該控制機構將上述杆m連接到移動觸點5，以便閉合觸點。

該外殼還容納熱脫扣器T和電磁脫扣器E，它們分別在過載或短路電流的情況下容易導致觸點的自動斷開。外殼的內部包封滅弧腔室，該滅弧腔室包括稱為電弧形成腔室的第一腔室，包含固定觸點1和移動觸點5，該電弧形成腔室之後是前腔室b，該前腔室意圖避免電弧停滯且有利於電弧的延長，所述前腔室與稱為滅弧腔室c的腔室連通，在該滅弧腔室中，電弧熄滅。稱為滅弧腔室c的該腔室包括電弧隔板4，所述電弧隔板包括平行於外殼的基部d延伸的堆疊的板(或金屬片)。

移動觸點5大體平行於單獨取用的板4的平面延伸，以便在觸點分開時吸引在觸點之間的電弧，其初始方向大體平行於所述板。

以本身已知的方式，這樣的單元包括用於改進電弧推進的器件，以便減小電弧偏離時間。

通常，固定觸點1和移動觸點5由銅製成。

根據本實用新型，這些器件包括鐵磁元件，它們布置在電弧附近，但是被設置為使得額定電流不會流過其中。

根據圖3所示的本實用新型的第一實施方式，這些器件包括鋼部分7，其在接觸墊2之後添加到固定觸點1的末端。該鋼部分7可固定到固定觸點1的主要部分，例如通過輥壓接合。在電弧上的推進力的增益大約是6％的量級。

根據圖4所示的本實用新型的第二實施方式，稱為磁翼6a的兩個翼接觸墊2的每一側上被添加到固定觸點，且至少部分地在屬於前一實施方式的鋼部分7上延伸，所述接觸墊2布置在固定觸點1的接觸區域z中。增益是14％的量級。

這些翼6a也可通過輥壓接合固定到固定觸點1的其他部分。但是，根據更簡單和更經濟的一個有利實施例，諸如圖5所示，這些翼6a可每個定位在殼體8中，該殼體設置在單元的其中一個封殼3中。有利地，這些封殼3包括保持滾花(未示出)，當再次關閉這些封殼時，通過完美地匹配面向固定觸點1的磁翼6a，所述保持滾花有助於組裝。

根據圖6所示的第三實施方式，固定觸點包括根據上述第一實施方式的鋼部分7，並且這些磁翼6b包括增厚部分，該增厚部分在接觸墊2的整個長度上沿移動觸點5的方向平行於所述翼的邊緣延伸。增益則是31％的量級。

根據圖7所示的第四實施方式，包括加厚部6b的這些磁翼被製造在完全由銅製成的觸點上。增益則是20％的量級。

有利地，包括該加厚部6b的這些翼可根據已經結合圖5描述且現在在圖8中示出的實施例製造。

根據圖9所示的第五實施方式，這些磁翼6c沒有添加到固定觸點1，而是包含在固定觸點內。它們沿接觸墊2的平面、平行於該墊的縱向邊緣、自固定觸點的位於與移動觸點相對的那一側上的自由邊緣沿固定觸點另一端部的方向在一定長度上延伸，固定觸點的外佔地面積與傳統的固定觸點的相同。所獲得的增益則是42％的量級。

根據圖10所示的第六實施方式，在墊2的上遊直至與本體的接合部，這些翼6d包含在固定觸點的整個長度上。所獲得的增益則是35％的量級。

以上對於前述實施方式描述的相同有利實施例可用於執行剛剛描述的這兩個實施方式的元件6的固定，諸如圖11所示。

在電弧推進和佔地面積方面根據需求提供明顯增益的最有利方案通過第五實施方式提供。

本實用新型完美地適合被製造單元的空間約束。固定觸點附近的鐵磁性零件的存在允許存在於固定觸點附近的磁場變形。這引起電弧導致的磁場的增大，且由此應用於電弧的拉普拉斯力的增大，因而電弧朝向滅弧腔室的更快速地移動以及由此限流的改進。

本實用新型因此允許避免現有方案的缺點，而保持促進電弧偏離的優勢，這是由於一個或多個鐵磁性元件位於電弧位置附近，而沒有恆定的電流流過其中，電流只在開關期間流過其中。

本實用新型可應用於必須在不變的佔地面積內改進電弧推進的任何電保護單元中。

當然，本實用新型不限於所述和所示的實施例，其僅作為例子給出。

相反地，本實用新型包括所有所述方式的技術等同體和其組合，只要它們根據本實用新型的精神實施。