本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域為電弧斷路器設(shè)備。

背景技術(shù)：

當斷開電路時，電接觸部之間會起電弧。電弧在網(wǎng)路中產(chǎn)生逆電動勢(emf)，其趨于反抗網(wǎng)路的電源。在交流電(ac)網(wǎng)路中，穿過斷路器裝備的終端的電流的幅值周期性地穿過零點。例如，在50赫茲(hz)的網(wǎng)路中，每10毫秒(ms)就發(fā)生電流穿過零點。當電流穿過零點時，導電弧突然冷卻，電弧的等離子體的離子然后復合。依據(jù)滅弧(coupure)技術(shù)(分離或延長)、污穢程度以及等離子體類型，該復合更快或更慢地發(fā)生。該復合使得斷路能夠承受仍存在于網(wǎng)路終端的網(wǎng)路電壓。如果不是這樣，則電擊穿重新開啟斷路中的電弧，直至下次電流穿過零點。

大于網(wǎng)路電壓的電弧電壓使得該介電復合現(xiàn)象能夠早于電流自然穿過零點而啟動，從而增加斷開電流的幾率。

但是，由于產(chǎn)生的電弧可能腐蝕電接觸部，所以現(xiàn)有的斷路設(shè)備存在問題。該腐蝕可能影響這樣的斷路設(shè)備的使用壽命。

因此，需要提高了使用壽命的新型斷路器設(shè)備，其中電弧導致的接觸部的腐蝕受到了限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，在第一方面，本發(fā)明提出一種電弧斷路器設(shè)備，包括：

·接觸區(qū)，其中存在至少一個靜態(tài)接觸部和至少一個能夠相對靜態(tài)接觸部移動的可移動接觸部，所述接觸部能夠彼此接觸，而且能夠彼此分開；以及

·招弧角，其面對靜態(tài)接觸部，招弧角的高度大于或等于靜態(tài)接觸部的高度，招弧角具有向后折疊的電弧切換部，電弧切換部在遠離靜態(tài)接觸部的方向上延伸。

因為向后折疊切換部的存在，招弧角用來將電弧推回斷路器設(shè)備后方，以改進電弧的分離，并且使電弧遠離靜態(tài)接觸部而移動。電弧從靜態(tài)接觸部向招弧角的移動還用于減少靜態(tài)接觸部的腐蝕，這是因為電弧與靜態(tài)接觸部之間的接觸有限，從而能夠提高斷路器設(shè)備的使用壽命。電弧切換部構(gòu)成了被電弧消耗的犧牲元件而不是消耗靜態(tài)接觸部，因此提高了靜態(tài)接觸部的使用壽命，并從而提高了斷路器設(shè)備的使用壽命。

在一個實施方案中，形成電弧切換部的材料的狀態(tài)變化溫度可以高于形成靜態(tài)接觸部的材料的狀態(tài)變化溫度。這在例如招弧角由鋼制成、靜態(tài)接觸部由銅制成時應(yīng)用。

從而，形成電弧切換部的材料的融化溫度或蒸發(fā)溫度可以分別高于形成靜態(tài)接觸部的材料的融化溫度或蒸發(fā)溫度。

使用這樣的招弧角，對于減少靜態(tài)接觸部和招弧角的腐蝕是有益的，因為招弧角由能承受電弧腐蝕的材料組成。因此，這樣的配置能夠進一步延長斷路器設(shè)備的壽命。

在一個實施方案中，斷路器設(shè)備出現(xiàn)在箱體中，招弧角的寬度l等于所述箱體的內(nèi)部寬度。

使用這樣的招弧角，能夠減小或甚至避免等離子體氣體橫向?qū)⑵淅@過。因此，這使得氣體遵循的路徑延長，并從而使得氣體在排放到斷路器設(shè)備外之前得到更好的冷卻。這樣的配置有益地用于最小化斷路器設(shè)備外的電勢電弧。

在一個實施方案中，斷路器設(shè)備可以進一步包括滅弧腔，其包含電弧分離板的堆疊，該電弧分離板的堆疊面對招弧角。

這樣的設(shè)備用于進一步提高設(shè)備的斷路能力，從而進一步限制電弧導致的電接觸部的腐蝕。

在變化形式中，斷路器設(shè)備不需要具有電弧分離板的堆疊。

這樣的設(shè)備有益地提供了簡單且便宜的消除電弧的方案。

附圖說明

本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點由作為非限制性的示例提供并參考附圖的本發(fā)明的特定實施方案的如下描述而顯現(xiàn)，在附圖中：

·圖1至圖3顯示了本發(fā)明的斷路器設(shè)備的第一示例；

·圖4顯示了圖1至圖3所示的斷路器設(shè)備的細節(jié)；

·圖5至圖8顯示了圖1至圖3的斷路器設(shè)備中的電弧的表現(xiàn)如何；以及

·圖9顯示了本發(fā)明的斷路器設(shè)備的變化形式。

具體實施方式

圖1顯示了本發(fā)明的電弧斷路器設(shè)備1的示例。所示設(shè)備用于在空氣中滅弧。斷路器設(shè)備1具有接觸區(qū)2，在接觸區(qū)中，存在至少一個靜態(tài)接觸部3和至少一個可移動接觸部4，可移動接觸部能夠相對于靜態(tài)接觸部3移動。接觸部3和4可以彼此接觸，并且其可以彼此分開，示例中顯示的可移動接觸部4被配置為，當接觸部分開時，繞樞軸進行旋轉(zhuǎn)移動。接觸頭3和靜態(tài)支撐部15形成靜態(tài)子組件，其使得斷路器設(shè)備1能夠連接在電子裝置中。接觸頭3可以由金屬材料制成，例如由銅制成。當可移動接觸部4與接觸頭3接觸時，電在這些元件之間流動。當可移動接觸部4與接觸頭3分開時，電不再在這些元件之間流動。

顯示的斷路器設(shè)備是雙斷旋轉(zhuǎn)斷路器設(shè)備，其具有兩個刀片并且滅兩個電弧(見圖2)。對于一些其他類型的斷路器設(shè)備，例如刀片單斷旋轉(zhuǎn)式或刀片平移的雙斷式斷路器設(shè)備都不超過本發(fā)明的范圍。

另外，斷路器設(shè)備1包括招弧角10，其面對靜態(tài)支撐部15上的接觸頭3。招弧角10通過機械連接固定至靜態(tài)支撐部15。招弧角10具有襯片14和電弧切換部12。招弧角由導電材料制成，例如，招弧角10可以由金屬材料制成，例如由鋼制成。在顯示的示例中，襯片14接觸靜態(tài)支撐部15，但是不超過本發(fā)明的范圍的是，招弧角10不接觸靜態(tài)接觸部15而是固定至構(gòu)成斷路器設(shè)備的外殼的箱體。在這些情況下，招弧角10與靜態(tài)支撐部15之間的距離可以小于或等于例如1微米(mm)?？梢苿咏佑|部4產(chǎn)生的電弧會在電弧切換部12上移動，如下詳細所述。

如圖所示，招弧角10的高度hc對應(yīng)于電弧切換部12的端部13所呈現(xiàn)的高度，其大于接觸頭3的高度。電弧切換部12向后折疊，并且在對著靜態(tài)接觸部3的方向上延伸(即，其延伸遠離靜態(tài)接觸部3)。如圖所示，切換部12形成彎曲部12a。招弧角10的高度hc和彎曲部12a所呈現(xiàn)的高度h'c都大于接觸頭3的高度ht，如示例所示。高度hc、h'c和ht從靜態(tài)接觸部15的面對招弧角10的表面s起，垂直于表面s地進行測量。

斷路器1設(shè)置在箱體35中。在顯示的示例中，箱體包括兩個半箱體的組合(見圖2和圖3)。連同另一半箱體(未顯示)，半箱體形成斷路器設(shè)備的外殼。該殼體使得斷路器設(shè)備能夠安裝在電子裝置中。招弧角10的寬度等于箱體35的內(nèi)部寬度，以減少甚至防止等離子體氣體橫向繞過所述招弧角10。圖4顯示了招弧角，并且示出了其寬度足以限制氣體可以橫向?qū)⑵淅@過的程度。招弧角10的寬度l對應(yīng)于垂直于其高度所測量的最大尺寸。

另外，圖1中顯示的示例中的斷路器設(shè)備1包括滅弧腔20，其具有分離板21的堆疊。電弧分離板21安裝在板支撐部22上(見圖3)。將分離板21安裝在板支撐部22上能夠形成剛性的滅弧腔20。分離板21由例如軟鋼制成。作為示例，板支撐部22可以由硫化卡(cartonvulcanisé)制成。在變化形式中，分離板可以直接安裝在構(gòu)成斷路器設(shè)備的外殼的箱體上。顯示的滅弧腔20具有多個堆疊的分離板21，例如至少三個堆疊的分離板21，例如至少五個堆疊的分離板21。作為示例，當在垂直于分離板延伸的平面的方向上觀察時，分離板可以是v形或u形。

尤其如圖1所示，在接觸部3和4分開后，形成電弧30。電弧30在最后電接觸的位置觸發(fā)。電弧30受制于電流流動引起的拉普拉斯(或洛倫茲)力，該流動由曲線31表示。電弧30處于電流環(huán)路中，作用在環(huán)路上的拉普拉斯力傾向于將其打開。該效應(yīng)通常稱為環(huán)路效應(yīng)。作用在電弧30上的拉普拉斯力傾向于將電弧30推向斷路器1的后方。

下面描述接觸部3和4之間產(chǎn)生的電弧30的表現(xiàn)。

接觸部繼續(xù)其分開的移動。電弧30然后移動向接觸頭3的端部3a和可移動接觸部4的端部4a(見圖5)。來自冷卻了的電弧的等離子體可以遵循由箭頭32表示的預(yù)定路徑。因為使用了寬度足夠的招弧角10，所以氣體遵循了更長的路徑，從而在排放到斷路器設(shè)備外之前得到了更好的冷卻。其可以有益地用于最小化斷路器設(shè)備外的電勢電弧。該等離子體氣體的主要部分偏向排放孔口40，并且在由切換部12和最接近其的分離板限定的空間內(nèi)流動。該氣體使得接近招弧角的介質(zhì)處于更好的電擊穿條件(介電強度隨溫度上升而下降)。

接觸部繼續(xù)其分開的移動。在接觸頭的端部的電弧(圖6中示意性顯示的配置p1)然后切換至招弧角10的切換部12上(配置p2)，這是因為其長度在切換后變短。這樣的切換可以這樣解釋：電弧優(yōu)選地沿著具有盡可能小的“阻抗”的路徑延伸，在該示例中，這對應(yīng)于長度盡可能短的路徑。該切換由電擊穿現(xiàn)象造成。此外，配置p1中的電弧還受制于電流流動導致的環(huán)路效應(yīng)，其傾向于使電弧變形，并使電弧具有曲線形狀(見圖6中的虛線配置p')。該變形可以進一步便于到招弧角上的切換。在顯示的示例中，可移動接觸部4在接觸部分開的過程中旋轉(zhuǎn)，電弧在切換到招弧角上時徑向移動，即垂直于可移動接觸部的旋轉(zhuǎn)軸地移動。

在切換后，招弧角旁的電弧的根部受制于環(huán)路效應(yīng)(電流流動31)導致的拉普拉斯力(圖6中顯示的箭頭)，其向斷路器設(shè)備的后方推動電弧。由此，因為電弧非常高的溫度，電弧的根部腐蝕切換部12。從而，切換部12而不是靜態(tài)接觸部3構(gòu)成了斷路器設(shè)備消耗的犧牲部。這能夠延長斷路器設(shè)備的接觸部可以使用的時間，從而提高斷路器設(shè)備的使用壽命。

接觸部仍繼續(xù)其分開的移動。電弧穿透進入滅弧腔并且分離。從而，其維持特定的固定的電壓水平(陰極電壓下降，陽極電壓在各種電弧根部下降)，并且其冷卻(電弧與分離板之間的交換用來增加阻抗)。在接觸部完全分開后，電弧在滅弧腔中完全分離(見圖7和圖8)。

在沒有分離板的情況下也可以應(yīng)用該滅弧原理，從而能夠提供簡化的斷路器設(shè)備50，如圖9所示。電弧從接觸頭3到招弧角10上的切換如同有滅弧腔一樣地發(fā)送。在切換后，電弧不再穩(wěn)定在滅弧腔，而是延長至斷路器設(shè)備50的后方。該延長由環(huán)路效應(yīng)導致的拉普拉斯力產(chǎn)生。延長使得電弧增加其阻抗。電弧沿箱體的內(nèi)壁延長，從而傾向于冷卻電弧，并且還傾向于增加其阻抗。電弧根部變?yōu)榉€(wěn)定在切換部12的端部，該區(qū)作為犧牲區(qū)，如上所述。

本發(fā)明的斷路器設(shè)備可以用于斷開直流電(dc)或交流電(ac)。本發(fā)明的斷路器設(shè)備可以用在低壓范圍(u_ac≤1000伏特(v)和u_dc≤1500v)。

術(shù)語“包括/包含/含有”應(yīng)當理解為“包括/包含/含有至少一個”。

術(shù)語“在……至……的范圍內(nèi)”應(yīng)當理解為包括邊界。