具有用于使电弧消弧的消弧区段的电流开关的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电流开关、优选DC-电流开关，其包括具有至少一个灭弧室的接触体，在灭弧室中设置有沿着纵向方向和宽度方向延伸的接触桥的接触区段以及接触件的接触区段，其中，在断口打开时，在接触桥和接触件的接触区段之间在负载下形成电弧。为了保证电弧被极为有效地消弧以及允许使用现有电流开关的尽可能多的部件，根据本发明提出：至少一个灭弧室具有消弧区段，电弧可偏转到消弧区段中；消弧区段在纵向方向上由第一消弧区段壁和第二消弧区段壁限定边界；消弧区段在宽度方向上由第三消弧区段壁和第四消弧区段壁限定边界；第一消弧区段壁、第二消弧区段壁、第三消弧区段壁和第四消弧区段壁形成三个闭合的角部和一个敞开的角部。
【专利说明】具有用于使电弧消弧的消弧区段的电流开关
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流开关、优选DC-电流开关，包括具有至少一个灭弧室的接触体，在所述灭弧室中设置有接触桥的接触区段以及接触件的接触区段，所述接触桥沿着从接触桥指向到所述至少一个灭弧室中的纵向方向和相对于纵向方向横向地延伸的宽度方向延伸，其中，在相对于从接触桥指向接触件的高度方向平行地延伸的断口打开时，在接触桥和接触件的接触区段之间在负载下形成电弧。
【背景技术】
[0002]在打开电流流过的触点时，只要其条件存在，就产生电弧。这导致所使用的贵金属触点烧损。在燃烧持续时间过长时发生触点的损坏，也可能燃烧。在低功率级别的交流电流开关中，电弧在电流下一次过零点时自动熄灭。因此在此可以取消消弧装置。
[0003]在直流电流时的状况是不同的，因为在此没有自然的过零点，因此需要专门的电弧消弧装置。所述电弧消弧装置可以利用多个同时进行的机制:提高电弧长度；快速转换，以便减少电弧时间并且由此减少开关上的损坏；自产气体消弧，其方式是通过电弧作用从绝缘材料分解出气体(例如H2，碳氢化合物)，由此产生电弧的加强冷却和更快速的消弧。
[0004]此外已经公知，借助于磁体一也称为吹弧磁体，在利用洛伦兹力的情况下使电弧偏转和/或延长并且由此较快速地消弧。在EP1998350A2中例如公开了一种具有包括两个壳体半部的壳体和电弧消弧单元的室内布线开关装置，其中，不仅在交流电流(AC)工况中而且在直流电流(DC)工况中，在电弧前腔中产生的电弧借助于永磁体引导到电弧消弧单元中。在此，永磁体设置在引导通道中并且可以在壳体半部的组装状态中通过壳体壁的口事后从外部插入到引导通道中。EP1998350A2的电弧消弧装置涉及一种铁磁性的电弧消弧片的堆叠装置，所述电弧消弧片通过保持装置彼此相对保持间隔。此外，该堆叠装置在电弧的进入侧具有V形的凹部，由此进一步提高了制造投入。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，提供一种电流开关，所述电流开关尤其是可用作DC-电流开关，具有极为有效的、同时尽可能简单的并且由此成本低廉的消弧装置。此外，该结构应允许使用现有电流开关的尽可能多的部件。
[0006]为了解决上述问题，根据本发明，提出了一种电流开关，所述电流开关包括具有至少一个灭弧室的接触体，在所述灭弧室中设置有接触桥的接触区段和接触件的接触区段。典型的实施形式对于每个电流开关或接触体可以具有多个、例如四个这样的灭弧室。为了能够在直流电流(DC)的情况下使在断口打开时在接触区段之间在电压或负载下形成的电弧有效地消弧，设置有灭弧室的消弧区段，该消弧区段形成灭弧室的子空间，并且电弧可以被迫使/偏转或延长到该子空间中。优选借助于永磁体进行电弧的偏转，然而原则上也可以使用其它机制，例如电磁体或空气压力系统。如果使用永磁体(或电磁体)，则在利用洛伦兹力的情况下进行电弧的偏转或延长。[0007]本发明的核心是灭弧室的特殊构造的消弧区段，所述消弧区段优选设计为接触体的凹部，由消弧区段壁限定边界并且电弧可以偏转到所述消弧区段中。消弧区段壁在此形成三个闭合的角部和一个敞开的角部，其中，闭合的角部通过消弧区段壁的相互对接获得，而敞开的角部通过消弧区段壁的假想延长部的相互对接获得。电弧可以通过敞开的角部偏转到消弧区段中。因此，在消弧区段中出现与消弧区段的至少一个消弧区段壁的接触，由此，释放气体并且电弧得到冷却，这又导致电弧被较快速地消弧。相应地，一种电流开关、优选DC-电流开关，包括具有至少一个灭弧室的接触体，在所述灭弧室中设置有接触桥的接触区段以及接触件的接触区段，所述接触桥沿着从接触桥指向到所述至少一个灭弧室中的纵向方向和相对于纵向方向横向地延伸的宽度方向延伸，其中，在相对于从接触桥指向接触件的高度方向平行地延伸的断口打开时，在接触桥和接触件的接触区段之间在负载下形成电弧，在所述电流开关、优选DC-电流开关中，根据本发明提出:所述至少一个灭弧室具有消弧区段，电弧可偏转到所述消弧区段中；消弧区段在纵向方向上由第一消弧区段壁和第二消弧区段壁限定边界；消弧区段在宽度方向上由第三消弧区段壁和第四消弧区段壁限定边界；第一消弧区段壁、第二消弧区段壁、第三消弧区段壁和第四消弧区段壁形成三个闭合的角部和一个敞开的角部。在此，在纵向方向上观察，第一消弧区段壁设置在第二消弧区段壁之前，在宽度方向上观察，第三消弧区段壁设置在第四消弧区段壁之前。
[0008]为了可使电弧尽可能无阻碍地偏转到消弧区段中，敞开的角部是最接近接触桥的角部。相应地，在根据本发明的电流开关的一种优选的实施形式中提出:敞开的角部由第一消弧区段壁和第三消弧区段壁形成。
[0009]另外，为了确保电弧无障碍地进入消弧区段中，消弧区段壁这样设置，使得接触桥在纵向方向上观察位于敞开的角部内部。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触桥在纵向方向上由接触桥棱边限定边界；在纵向方向上观察，接触桥棱边设置在第一消弧区段壁与第二消弧区段壁之间。
[0010]另外，为了确保电弧无障碍地进入消弧区段中，消弧区段壁这样设置，使得接触桥在宽度方向上观察位于敞开的角部内部。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触桥在宽度方向上由接触桥侧棱边限定边界；在宽度方向上观察，接触桥侧棱边设置在第三消弧区段壁与第四消弧区段壁之间。
[0011]最后，为了确保电弧无障碍地进入消弧区段中或者为了使电弧已经在消弧区段中产生，消弧区段壁这样设置，使得接触桥部分地设置在消弧区段中。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触桥通过敞开的角部伸入到消弧区段中。
[0012]因为在预给定的电流方向下电弧通过永磁体总是在同一方向上偏转，所以，在这种情况下，如果接触桥仅以接触桥角部伸入到消弧区段中，则已经可以确保电弧偏转到消弧区段中。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触桥以接触桥角部通过敞开的角部伸入到消弧区段中，其中，接触桥角部通过接触桥棱边和接触桥侧棱边形成。
[0013]优选电弧的偏转通过永磁体进行，该永磁体设置在接触体的凹槽中。因此，相对于现有电流开关获得了一种基于永磁体所需的安置可能性而具有较小灭弧室的接触体。此夕卜，仅转换桥与减小的灭弧室相匹配，使得现有电流开关的所有其它部件可以被沿用。
[0014]因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触体具有至少一个用于容纳永磁体的凹槽，以便使电弧偏转到消弧区段中，其中，所述至少一个凹槽与所述至少一个灭弧室分开地构造。“分开地构造”意味着，在凹槽与灭弧室之间不存在连接。因此，尤其是在电弧与永磁体之间不会出现接触，由此，永磁体通过电弧而受损得以避免。仅仅永磁体的磁力线从凹槽延伸到灭弧室中，由此，电弧偏转到消弧区段中。
[0015]为了使永磁体能够尽可能好地作用在电弧上，该永磁体尽可能靠近断口布置。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:所述至少一个凹槽相对于断口平行地延伸。
[0016]因为洛伦兹力作为电弧中的电离微粒的速度矢量与磁场的叉积得到，所以，为了使电弧有效地偏转，要注意的是，磁力线在任何情况下都不是精确地平行于断口延伸。为了实现这一点，例如可以使用棒形磁体，所述棒形磁体的极相对于断口横向地设置，由此，磁力线相对于断口横向地延伸。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:在所述至少一个凹槽中设置有永磁体，其中，所述永磁体的极沿着相对于断口横向的方向设置。
[0017]如果永磁体的极这样设置，使得电弧在预给定的电流方向下偏转到消弧区段中，贝IJ在电流方向换向时情况通常并非如此。这是因为在电流方向换向的情况下洛伦兹力指向相反的方向。也就是说，永磁体的极的设置对于这种状况是不正确的。为了在电流方向换向时能够使电弧偏转到消弧区段中，永磁体的极的设置必须不同。为了可使电弧完全正确地偏转到消弧区段中，永磁体的极的设置必须精确地换向，也就是说，极性必须换向。
[0018]这种问题的解决方案可以在双极转换中实现。对此要注意的是，按照国家安全规定，单极(unipo Iar )转换可能是不允许的，由此,进行双极转换的电流开关可以是特别有吸引力的。为了双极转换，分别设置有一个灭弧室对，所述灭弧室对由两个根据本发明的优选具有公共的接触桥的灭弧室组成。
[0019]现在为了对于两种可能的电流方向解决正确设置极或极性的问题，设置有永磁体对，所述永磁体对由两个永磁体组成，所述永磁体的极不同地、优选极性相反/镜像颠倒(gegengleich)地设置或定向。也就是说,永磁体对的永磁体优选具有相反的极性。永磁体对设置在凹槽对中。也就是说，一个永磁体设置在一个属于灭弧室对的一个灭弧室的凹槽中，另一个永磁体设置在另一个属于灭弧室对的另一个灭弧室的凹槽中。
[0020]在灭弧室对的两个灭弧室中，在接触中断时形成电弧。现在通过不同地设置永磁体的极，与电流方向无关地在灭弧室对的两个灭弧室之一中将电弧压到或偏转到消弧区段中，而在灭弧室对的另一个灭弧室中，那里的电弧的偏转在另一个优选相反的方向上进行。相应地，在灭弧室对的两个灭弧室之一中进行电弧的根据本发明的消弧。在灭弧室对的一个灭弧室中由此实现的接触中断防止灭弧室对的另一个灭弧室中的部件不允许地负载。在电流方向相反时，在灭弧室对的另一个灭弧室中进行电弧的正确偏转以及由此可靠的接触中断。相应地，在根据本发明的电流开关的一种优选的实施形式中提出:为了双极转换，设置有至少一个灭弧室对，所述灭弧室对由两个优选具有公共的接触桥的灭弧室组成；设置有凹槽对，所述凹槽对由对应于灭弧室对的每一个灭弧室的各一个凹槽组成；设置有永磁体对，所述永磁体对由设置在凹槽对的每一个凹槽中的各一个永磁体组成；永磁体对的一个永磁体的极不同于永磁体对的另一个永磁体的极来设置。
[0021]为了实现永磁体对的一个永磁体的极的布置相对于永磁体对的另一个永磁体的极的布置不同的特别简单的形式，在根据本发明的电流开关的一种优选的实施形式中提出:永磁体对的一个永磁体的极相对于永磁体对的另一个永磁体的极极性相反地设置。这对应于两个永磁体的相反极性。
[0022]为了对于制造而言特别简单且成本低廉的设计，在根据本发明的电流开关的一种优选的实施形式中提出:灭弧室对的两个灭弧室以及凹槽对的两个凹槽在纵向方向上观察前后依次设置，优选绕垂直于纵向方向的镜像平面镜像地设置。在这种情况下，永磁体对的永磁体仅须以极性相反的极性插入到凹槽对的凹槽中，这从制造技术的视角看是可简单实施的步骤。
[0023]灭弧室可以具有第一灭弧室区域，所述第一灭弧室区域构造成接触体的凹部。在纵向方向上，所述第一灭弧室区域由第一区域壁限定边界，其中，第一区域壁在纵向方向上观察设置在接触桥的后面。此外，第一室区域与消弧区段借助于接片分开。在此，接片形成消弧区段壁，电弧可以偏转到该消弧区段壁中。也就是说，接片负责电弧与消弧区段的壁之间的大面积的接触可能性。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:灭弧室具有构造成接触体的凹部的第一灭弧室区域，所述第一灭弧室区域在纵向方向上由第一区域壁限定边界；在第一灭弧室区域与消弧区段之间设置有由接触体形成的接片。
[0024]在此，灭弧室构造成不对称的，其中，消弧区段大于第一灭弧室区域，以便为电弧或其偏转和延长提供足够的位置。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:消弧区段在宽度方向上和/或在纵向方向上具有比第一灭弧室区域大的尺寸。
[0025]为了使电弧进入消弧区段中容易，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接片具有在纵向方向上呈V形扩展的横截面。
[0026]如所述，如果接触桥仅以接触桥角部伸入到消弧区段中，则在预给定的电流方向下已经可以确保电弧通过永磁体偏转到消弧区段中。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接片相对于接触桥的在宽度方向上的延伸设置在中间，优选相对于接触桥的接触区段的在宽度方向上的延伸设置在中间。
[0027]因为接片由接触体形成，所以接触体可以被一体地制造。为了在电弧与消弧区段壁接触时通过释放气体优化消弧效果，接触体由强烈释放气体的材料、优选由聚酰胺制成。因此，在电弧与消弧区段壁接触时尤其是释放氢，这由于其比热容而导致电弧被有效冷却并且由此被迅速消弧。相应地，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触体是一体的并且由聚酰胺制成。
[0028]在优选配备有永磁体的电流开关的一种特别优选的实施形式中，设置有至少一个吹熄口作为灭弧室的压力卸载装置。在此，所述至少一个吹熄口将灭弧室与在纵向方向上观察位于所述灭弧室后面的端子腔连接，与接触件连接的端子伸入到所述端子腔中。端子又用于使导体固定在接触件上或与接触件连接。
[0029]通过吹熄口可以进行灭弧室与端子腔之间的压力平衡。此外，这有助于通过吹熄更迅速地将电弧消弧。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:接触体还具有至少一个端子腔，所述端子腔在纵向方向上观察设置在所述至少一个灭弧室后面；设置有至少一个吹熄口，所述吹熄口将所述至少一个灭弧室与所述至少一个端子腔连接。
[0030]关于所述至少一个吹熄口在宽度方向和高度方向上的大小和定位，没有原则上的限制。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:在宽度方向上和/或在高度方向上，所述至少一个吹熄口的延伸小于等于所述至少一个灭弧室的延伸。
[0031]尤其是第一灭弧室区域、接片以及消弧区段适用于定位吹熄口。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:所述至少一个吹熄口设置在第一区域壁和/或第二消弧区段壁和/或接片中，所述第二消弧区段壁在纵向方向上观察设置在第一消弧区段壁后面。
[0032]吹熄口在高度方向上的受限制的延展促进喷嘴效应，该喷嘴效应有助于吹熄电弧。此外，这种喷嘴效应还可以通过指向吹熄口的斜部得到提升。因此，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:第一区域壁和/或第二消弧区段壁和/或接片具有朝所述至少一个吹熄口指向的斜部。
[0033]在另一种特别优选的实施方案中，斜部在宽度方向上在所述至少一个吹熄口的整个延伸上延伸。
[0034]在制造技术上特别有利的是，吹熄口的布置作为接触体在高度方向上的终止。相应地，在根据本发明的电流开关的一种特别优选的实施形式中提出:所述至少一个吹熄口在高度方向上限定第一区域壁和/或第二消弧区段壁和/或接片的边界。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]现在借助于实施例详细说明本发明。附图是示例性的，尽管应展现本发明构思，但是绝不限制或者甚至结论性描述本发明。在附图中:
[0036]图1示出公知的电流开关的接触体垂直于断口的剖面视图；
[0037]图2示出根据本发明的电流开关的接触体垂直于断口的剖面视图；
[0038]图3示出根据本发明的电流开关的接触体的根据图2中的剖切线A-A的剖面视图；
[0039]图4示出根据本发明的电流开关的接触体的根据图2中的剖切线B-B的剖面视图；
[0040]图5示出剖切开的具有多个灭弧室的电流开关的轴测视图，其中，标示出了剖切平面C和D ;
[0041]图6示出剖切开的具有多个灭弧室的电流开关的轴测视图，其中，标示出了剖切平面E;
[0042]图7示出根据本发明的具有永磁体特殊布置的用于双极转换的电流开关的两个灭弧室的类似于图2的剖面视图；
[0043]图8示出图7中的细节G的放大视图。
[0044]附图标记列表:
[0045]I 接触桥
[0046]2 接触体
[0047]3 电弧
[0048]4 灭弧室[0049]5永磁体[0050]6接触件[0051]7接触桥的接触区段[0052]8接触件的接触区段[0053]9用于永磁体的凹槽[0054]10接片[0055]11第一灭弧室区域[0056]12消弧区段[0057]13纵向方向[0058]14宽度方向[0059]15接触桥棱边[0060]16第一消弧区段壁[0061]17第二消弧区段壁[0062]18断口[0063]19接触桥侧棱边[0064]20第三消弧区段壁[0065]21第四消弧区段壁[0066]22闭合的角部[0067]23敞开的角部[0068]24接触桥角部[0069]25高度方向[0070]26端子腔[0071]27吹熄口[0072]28接触盖[0073]29斜部[0074]30第一区域壁[0075]31端子[0076]32夹紧螺钉[0077]33导体[0078]34电流方向[0079]35在永磁体的极性正确时电弧的偏转[0080]36在永磁体的极性错误时电弧的偏转[0081]37镜像平面[0082]3’ 灭弧室对的灭弧室中的电弧[0083]4’ 灭弧室对的灭弧室[0084]5’ 永磁体对的永磁体[0085]7’ 灭弧室对的灭弧室中的接触区段[0086]9’ 凹槽对的凹槽[0087]10’ 灭弧室对的灭弧室中的接片[0088]11’ 灭弧室对的灭弧室的第一灭弧室区域
[0089]12’ 灭弧室对的灭弧室的消弧区段
[0090]X公知电流开关的灭弧室的宽度
[0091]V电弧的电离微粒的速度矢量
[0092]B磁通密度
[0093]F洛伦兹力 【具体实施方式】
[0094]在图1中示出了公知的电流开关的接触体2的剖面。接触体2具有灭弧室4，在该灭弧室中设置有具有接触区段7的接触桥I。接触区段7在图1中设计为矩形，并且如接触桥I那样沿着纵向方向13和宽度方向14延伸。然而要注意的是，不言而喻，接触区段7的其它形状、尤其是圆形形状也是可以的。灭弧室4在宽度方向14上具有宽度X，典型地为 8mm 至 9mm ο
[0095]此外，在图1中可以看到电弧3，该电弧沿着断口 18 (参见图3)在接触区段7与接触件6的接触区段8之间形成一当这两个接触区段7、8在电压或负载下相互分离时。出现接触区段7、8的熔化材料形成的金属蒸汽和接着的介电击穿，其中，电离的金属蒸汽微粒根据施加在接触区段7、8上的电压而运动。
[0096]最后，在纵向方向13上观察，在灭弧室4后面设置有端子腔26。端子31伸入到端子腔26中(参见图3)，该端子与接触件6连接。端子31用于使导体33固定在接触件6上或与接触件连接，为此，在所示的实施例中使用夹紧螺钉32。
[0097]在图1中所示的剖面基本上垂直于所述的断口 18 ;图3的剖面视图示出了根据本发明的电流开关根据图2中的剖切线A-A的剖面，其中，箭头表示视线方向。在此，在图3中还可看见接触盖28，该接触盖可以套到接触体2上并且通过夹紧来固定接触件6。
[0098]尤其是在直流电流的情况下，视电流的强度而定，如果电弧3未被及时消弧，则可能导致接触区段7、8损坏或者甚至燃烧。为了实现电弧3的消弧，在根据本发明的电流开关的接触体2的图2中所示的实施形式中，灭弧室4设计成不对称的。在此，灭弧室4分成第一灭弧室区域11和消弧区段12。第一灭弧室区域11在纵向方向13上由第一区域壁30限定边界。接触体2在第一灭弧室区域11与消弧区段12之间形成接片10。
[0099]此外，在图2中所示的接触体2具有闭合的凹槽9，永磁体5设置在该凹槽中，所述永磁体的极优选在垂直于断口 18的方向上定向。
[0100]为了对于根据本发明的电流开关能够使用公知电流开关的尽可能多的部件，图2中的接触体2的外部尺寸与图1中的公知的接触体2的外部尺寸相同。因为在图2的接触体2中也设置有用于永磁体5的凹槽9,所以灭弧室4在宽度方向14上的延伸小于图1中的公知灭弧室4的宽度X，典型地小2mm至3mm，为了更好地比较也在图2中画入了所述宽度。相应地，在根据本发明的电流开关的接触体2中接触桥I在宽度方向14上的延伸小于图1中的接触桥I的延伸。
[0101]在根据本发明的电流开关的灭弧室4中，接片10关于接触桥I的在宽度方向14上的延伸或关于接触区段7的在宽度方向14上的延伸设置在中间，其中，然而也可以考虑偏心的布置。在宽度方向14上，接触桥I由接触桥侧棱边19限定边界，在纵向方向13上由接触桥棱边15限定边界。接触桥棱边15和接触桥侧棱边19形成接触桥角部24，所述接触桥角部伸入到消弧区段12中。
[0102]消弧区段12不仅在纵向方向13上而且在宽度方向14上都具有比第一灭弧室区域11大的尺寸。在此，消弧区段12在纵向方向13上由第一消弧区段壁16和第二消弧区段壁17限定边界。在宽度方向14上，消弧区段由第三消弧区段壁20以及第四消弧区段壁21限定边界，该第三消弧区段壁同时是接片10的一部分。
[0103]在宽度方向14上观察，第一灭弧室区域11设置在用于永磁体5的凹槽9后面，并且消弧区段12设置在第一灭弧室区域11或接片10后面。
[0104]第一消弧区段壁16与第四消弧区段壁21对接，由此形成闭合的角部22。以同样的方式，第四消弧区段壁21与第二消弧区段壁17以及第二消弧区段壁17与第三消弧区段壁20形成闭合的角部22。因为仅第一消弧区段壁16和第三消弧区段壁20的假想延长部相互接触，但不是消弧区段壁16、20本身相互接触，所以由第一消弧区段壁16和第三消弧区段壁20形成敞开的角部23。接触桥I以接触桥角部24通过该敞开的角部23伸入到消弧区段12中。
[0105]这种布置有助于将电弧3偏转到消弧区段12中。由于作用在电弧3中的在永磁体5的磁场中运动的电离微粒上的洛伦兹力，发生电弧3的偏转或长度扩展。以预给定的(准确的)电流方向以及由此电离微粒的运动方向为前提，电弧3如图2中所示被迫进入到消弧区段12中。由于消弧区段12与第一灭弧室区域11相比大的尺寸，可以实现电弧3在消弧区段12中相应大的长度扩展或偏转。
[0106]此外，电弧3在消弧区段12中可以与消弧区段壁16、17、20、21至少之一接触。在此，从消弧区段壁16、17、20、21或接触体2的材料中分解出气体，由此，电弧3被冷却并且所述电弧的迅速消弧得到促进。气体释放在此与在电弧3中转换的功率有关。为了有助于气体释放，与接片10和消弧区段壁16、17、20、21设计成一体的接触体2由强烈释放气体的材料、优选由聚酰胺制成。如果电弧3碰到这种材料，则主要释放氢。
[0107]接片10在宽度方向14上的延伸随着纵向方向13递增，也就是说，接片10在纵向方向13上呈V形扩展。V形形状使电弧3进入到灭弧室4的不对称的消弧区段12中变得容易。
[0108]原则上要注意的是，在根据本发明的电流开关中电弧3通过永磁体5和消弧区段12的配合进行的消弧即使在电流小的情况下也可可靠地且几乎与操纵无关地工作。
[0109]如果电流开关用于转换较弱的交流电流，则为了节约成本可以放弃使用永磁体5，因为在这种情况下电弧3在电流下一次过零点时消弧。
[0110]仅仅在优选配备有永磁体5的电流开关的一种特别优选的实施形式中，设置有至少一个吹熄口 27作为灭弧室4的压力卸载装置。在此，所述至少一个吹熄口 27将灭弧室4与位于其后的端子腔26连接，使得灭弧室4与端子腔26之间可进行压力平衡。这也有助于通过吹熄更迅速地将电弧3消弧。关于所述至少一个吹熄口 27在宽度方向14和高度方向25上的大小和定位，没有原则上的限制，该高度方向平行于断口 18延伸并且从接触桥I指向接触件6。
[0111]图4示出了根据图2中的剖切线B-B的剖面，其中，箭头表示视线方向。在该剖面视图中可看见两个吹熄口 27，一个吹熄口在第一灭弧室区域11的第一区域壁30中，一个吹熄口在消弧区段12的第二消弧区段壁17中，也参见图3。在此，两个吹熄口 27在高度方向25上限定第一区域壁30和第二消弧区段壁17的边界。作为替换方案，例如也可以考虑唯一一个吹熄口 27，该吹熄口在宽度方向14上在灭弧室4的整个延伸上延伸，并且除了两个在图4中可见的吹熄口 27之外还在接片10中形成口。
[0112]吹熄口 27在高度方向25上的受限制的延展促进喷嘴效应，该喷嘴效应有助于吹熄电弧3。此外，这种喷嘴效应还可以通过指向吹熄口 27的斜部29得到提升。在高度方向25上观察，相应在第一区域壁30中以及在第二消弧区段壁17中在各个吹熄口 27之前设置有斜部29。在所示的实施例中，斜部29分别在宽度方向14上在吹熄口 27的整个延伸上延伸。
[0113]在图3的剖面视图中，可特别清楚地看出斜部29在纵向方向13上的延伸。第二消弧区段壁17根据虚线延伸并且借助于斜部29沿着高度方向25以及在纵向方向13上收缩，直至第二消弧区段壁17最后由吹熄口 27限定边界。
[0114]图5示出了剖切开的用于双极转换的电流开关的轴测视图，所述电流开关具有总共八个灭弧室4。接触盖28逆着高度方向25套在接触体2上，所述接触盖在高度方向25上封闭灭弧室4。在图5中标记的剖切平面C相当于图2的剖面视图，在图5中标记的剖切平面D相当于图3的剖面视图。最后，图6示出了图5的电流开关的另一个轴测视图，其中，标记了剖切平面E，该剖切平面相当于图4的剖面视图。
[0115]图7示出了根据本发明的用于双极转换的电流开关的灭弧室对的两个灭弧室4、4’的类似于图2的剖面视图，其中，两个灭弧室4、4’具有公共的接触桥I。对于灭弧室对设置有凹槽对，该凹槽对由凹槽9、9’构成，其中每个凹槽分别配置给灭弧室对的两个灭弧室4、4’之一。灭弧室对的两个灭弧室4、4’以及凹槽对的两个凹槽9、9’绕镜像平面37彼此相对镜像地布置，该镜像平面垂直于纵向方向13。也就是说，灭弧室对的两个灭弧室4、4’以及凹槽对的两个凹槽9、9’在纵向方向上观察前后依次设置。凹槽对容纳永磁体对，该永磁体对由永磁体5、5’构成。
[0116]在凹槽9中可看见永磁体5，该永磁体的极设置在绘图平面中并且以垂直于纵向方向13的视线方向前后依次设置。在凹槽9’中设置有永磁体5’，该永磁体的极刚好相反地布置。也就是说，永磁体5’相对于永磁体5具有相反的极性。
[0117]图7示出了在具有电流方向34的直流电流中断时的状况。在灭弧室4中在接触桥I的接触区段7与接触件6的接触区段8之间(参见图3)形成的电弧3指入到图7的绘图平面中。对于电流方向34，存在永磁体5的正确极性，并且在灭弧室4中产生电弧3到消弧区段12中的偏转35。
[0118]为了解释电弧到消弧区段12中偏转的实现，图8示出了图7中的细节G的放大视图，其中画入了永磁体5的磁场的场力线。另外，在接触区段7的一个点上画入了磁通密度的矢量B以及洛伦兹力的矢量F，所述洛伦兹力由B与电弧3的电离微粒在该点处指入到绘图平面中的速度矢量V的叉积得出。
[0119]相应于电流方向34，灭弧室4’中的电弧3’从绘图平面指出。因此，对于电流方向34存在永磁体5’的错误的极性，由此，在灭弧室4’中从转换桥I的接触区段7’出发的电弧3’不是被偏转或压到灭弧室4’的消弧区段12’中。取而代之，发生电弧3’到灭弧室4’的第一灭弧室区域11’中的偏转36，其中，在第一灭弧室区域11’与消弧区段12’之间设置有由接触体2构成的接片10’。然而，因为在灭弧室4中在灭弧室4的消弧区段12中进行电弧3的消弧并且由此进行可靠的接触中断，所以不出现灭弧室4’中的部件过载或损坏。
【权利要求】
1.一种电流开关、优选DC-电流开关，包括具有至少一个灭弧室(4)的接触体(2)，在所述灭弧室中设置有接触桥(I)的接触区段(7)以及接触件(6)的接触区段(8)，所述接触桥沿着从所述接触桥(I)指向到所述至少一个灭弧室(4)中的纵向方向(13)和相对于所述纵向方向(13)横向地延伸的宽度方向(14)延伸，其中，在与从所述接触桥(I)指向所述接触件(6)的高度方向(25)平行地延伸的断口(18)打开时，在所述接触桥(I)和所述接触件(6)的接触区段(7，8)之间在负载下形成电弧(3)，其特征在于:所述至少一个灭弧室(4)具有消弧区段(12)，所述电弧(3)能偏转到所述消弧区段中；所述消弧区段(12)在纵向方向(13)上由第一消弧区段壁(16)和第二消弧区段壁(17)限定边界；所述消弧区段(12)在宽度方向(14)上由第三消弧区段壁(20)和第四消弧区段壁(21)限定边界；所述第一消弧区段壁(16)、第二消弧区段壁(17)、第三消弧区段壁(20)和第四消弧区段壁(21)形成三个闭合的角部(22)和一个敞开的角部(23)。
2.根据权利要求1所述的电流开关，其特征在于:所述敞开的角部(23)由所述第一消弧区段壁(16 )和所述第三消弧区段壁(20 )形成。
3.根据权利要求1至2之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触桥(I)在纵向方向(13)上由接触桥棱边(15)限定边界；在纵向方向(13)上观察，所述接触桥棱边(15)设置在所述第一消弧区段壁(16)与所述第二消弧区段壁(17)之间。
4.根据权利要求1至3之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触桥(I)在宽度方向(14)上由接触桥侧棱边(19)限定边界；在宽度方向(14)上观察，所述接触桥侧棱边(19)设置在所述第三消弧区段壁(20)与所述第四消弧区段壁(21)之间。
5.根据权利要求1至4之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触桥(I)通过所述敞开的角部(23)伸入到所述消弧区段(12)中。
6.根据权利要求5所述的电流开关，其特征在于:所述接触桥(I)以接触桥角部(24)通过所述敞开的角部(23)伸入到所述消弧区段(12)中，其中，所述接触桥角部(24)通过所述接触桥棱边(15)和所述接触桥侧棱边(19)形成。
7.根据权利要求1至6之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触体(2)具有至少一个用于容纳永磁体(5)的凹槽(9)，以便使所述电弧(3)偏转到所述消弧区段(12)中，其中，所述至少一个凹槽(9)与所述至少一个灭弧室(4)分开地构造。
8.根据权利要求1至7之一所述的电流开关，其特征在于:所述至少一个凹槽(9)与所述断口(18)平行地延伸。
9.根据权利要求1至8之一所述的电流开关，其特征在于:在所述至少一个凹槽(9)中设置有永磁体(5)，其中，所述永磁体的极沿着横向于所述断口(18)的方向设置。
10.根据权利要求1至9之一所述的电流开关，其特征在于:所述至少一个灭弧室(4)具有构造成所述接触体(2)的凹部的第一灭弧室区域(11)，所述第一灭弧室区域在纵向方向(13)上由第一区域壁(30)限定边界；在所述第一灭弧室区域(11)与所述消弧区段(12)之间设置有由所述接触体(2 )形成的接片(10 )。
11.根据权利要求10所述的电流开关，其特征在于:所述消弧区段(12)在宽度方向(14)上和/或在纵向方向(13)上具有比所述第一灭弧室区域(11)大的尺寸。
12.根据权利要求10至11之一所述的电流开关，其特征在于:所述接片(10)具有在纵向方向(13)上呈V形扩展的横截面。
13.根据权利要求10至12之一所述的电流开关，其特征在于:所述接片(10)相对于所述接触桥(I)的在宽度方向(14)上的延伸居中地设置，优选相对于所述接触桥(I)的接触区段(7)的在宽度方向(14)上的延伸居中地设置。
14.根据权利要求1至13之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触体(2)是一体的并且由聚酰胺制成。
15.根据权利要求1至14之一所述的电流开关，其特征在于:所述接触体(2)还具有至少一个端子腔(26 )，所述端子腔在纵向方向(13 )上观察设置在所述至少一个灭弧室(4 )后面；设置有至少一个吹熄口(27)，所述吹熄口将所述至少一个灭弧室(4)与所述至少一个端子腔(26)连接。
16.根据权利要求15所述的电流开关，其特征在于:在宽度方向(14)上和/或在高度方向(25)上，所述至少一个吹熄口(27)的延伸小于等于所述至少一个灭弧室(4)的延伸。
17.根据权利要求15至16之一所述的电流开关，其特征在于:所述至少一个吹熄口(27)设置在所述第一区域壁(30)和/或所述第二消弧区段壁(17)和/或所述接片(10)中，所述第二消弧区段壁在纵向方向(13)上观察设置在所述第一消弧区段壁(16)后面。
18.根据权利要求15至17之一所述的电流开关，其特征在于:所述第一区域壁(30)和/或所述第二消弧区段壁(17)和/或所述接片(10)具有朝所述至少一个吹熄口(27)指向的斜部(29)。
19.根据权利要求18所述的电流开关，其特征在于:所述斜部(29)在宽度方向(14)上在所述至少一个吹熄口(27)的整个延伸上延伸。
20.根据权利要求15至19之一所述的电流开关，其特征在于:所述至少一个吹熄口·(27)在高度方向(25)上限定所述第一区域壁(30)和/或所述第二消弧区段壁(27)和/或所述接片(10)的边界。
21.根据权利要求7至20之一所述的电流开关，其特征在于:为了双极转换，设置有至少一个灭弧室对，所述灭弧室对由两个优选具有公共的接触桥(I)的灭弧室(4，4’ )组成；设置有凹槽对，所述凹槽对由对应于所述灭弧室对的每一个灭弧室(4，4’ )的各一个凹槽(9，9’ )组成；设置有永磁体对，所述永磁体对由设置在所述凹槽对的每一个凹槽(9，9’ )中的各一个永磁体(5，5’)组成；所述永磁体对的一个永磁体(5)的极不同于所述永磁体对的另一个永磁体(5’ )的极来设置。
22.根据权利要求21所述的电流开关，其特征在于:所述永磁体对的一个永磁体(5)的极相对于所述永磁体对的另一个永磁体(5’ )的极极性相反地设置。
23.根据权利要求21至22之一所述的电流开关，其特征在于:所述灭弧室对的两个灭弧室(4，4’)以及所述凹槽对的两个凹槽(9，9’)在纵向方向(13)上观察前后依次地一优选绕垂直于所述纵向方向(13)的镜像平面(37)镜像地一设置。
【文档编号】H01H9/44GK103578819SQ201310339471
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】A·德格怀特, B·斯普利策多夫 申请人:K & N开关发展有限公司