专利名称：用于灭弧槽的电弧隔板的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于开关装置中的、尤其是保护开关中的灭弧槽的涂层电弧隔板。E.Vinaricky著的“Elektrische Kontakte，Werstoffeund Anwendungen(电触头、材料和应用)，”Spring Verlag 2002，ISBN3-540-42431-8，pp.134-142已经公开所述种类的电弧隔板。
在电负荷下电路的断开和闭合过程中，电触点上依赖于电压和电流强度会发生各种放电现象。如果电压和电流强度足够高，触头表面则在每次开关操作中都会受到电弧效应的影响，这严重影响了触头的使用寿命。电弧效应导致触头材料的损失(烧蚀)。在触头开距更大的情况下，如在保护开关中存在的，则烧蚀了的触头材料大部分都熔失到环境中。为了使所述材料烧蚀处于较低水平，则力图使电弧在触头表面的驻留时间尽可能的短。闭合时，燃弧时间主要由开关触点的弹跳时间及合闸电流的波形决定。当断开交流电流时，从断开时刻起到下一紧随的电流过零，电弧在临界电流以下燃烧，接着发生电弧自熄灭。
当高于临界电流时，必须采取特殊措施来熄灭电弧。于此目的已知的是冷却或分割电弧。为此，已知在开关装置中提供了灭弧槽。根据消游离原理，将电弧分割成分电弧在灭弧槽中进行，该灭弧槽包括一组电弧隔板排列。在按消游离原理工作的灭弧槽中，提供了平行或扇形排列并彼此相互间隔开的多个厚度通常为1mm的金属片。由于伴随电弧的磁场总是试图在铁磁材料的附近从具有更高磁导率的电弧隔板中穿过，所以用于电弧隔板的材料是铁磁材料。这产生了朝向电弧隔板方向的吸引力作用。除了由电弧本身产生的磁吹场外，所述吸引力作用也可使电弧朝电弧隔板排列移动并在其中被分割开。
用低碳钢制备电弧隔板是已知的。为了防止电弧隔板上的电弧基点过热而不利于冷却电弧，则力图实现电弧隔板上电弧基点的高活动性。于此目的已知的是采用电镀法对电弧隔板进行镀银或镀铜。尽管如此，在电弧作用下，电弧隔板材料仍然会反复发生局部熔化以及熔化了的材料的飞溅。由于电弧像电闪一样伴随有可达到声速并可发出响声的气流，所以飞溅存在隐患。快速气流会夹带铁熔滴。该熔滴会使个别电弧隔板短路而使其失效。然而，另一方面，所述珠滴还会在开关装置中随处游离并沉降，例如沉降在触点表面，从而增加了触点电阻。
当前，本发明的目的是减少已知灭弧槽的缺点，并改善配置有所述灭弧槽的开关装置的使用寿命和/或短路开断能力。
借助于具有权利要求1所述特征的电弧隔板来实现本发明目的。权利要求27和28详细说明了本发明的电弧隔板制备方法。
本发明的进一步有利的改进为从属权利要求的主题。
本发明的电弧隔板由铁磁基体材料组成并进行了涂覆。然而，不是仅用其熔点不超过铁磁材料且优选其电导率高于铁磁材料的一种金属如银或铜进行涂覆，而是提供了一种由复合材料构成的涂层，该复合材料除了具有其熔点不超过铁磁材料且其电导率高于铁磁材料的第一组分外，还具有至少一种其熔点高于第一组分且其蒸发温度也高于第一组分的第二组分。具有更高熔点并在电弧的作用下开始时不熔化的第二组分，有利于防止在电弧作用下熔融的、传导性的或高传导性的第一组分飞溅。选择第二组分的量和熔点使得第二组分能够起到所述作用。
与现有技术相比，所使用的灭弧槽配置了本发明的电弧隔板的开关装置，显示出提高的使用寿命和/或改善的短路开断能力。短路开断能力取决于保护开关在存在短路的电路中被反复合闭时，在达到一定电流时再中断电路，参数I2t是该一定电流的量度(I＝电流强度，t＝断开时间)。
电导性或高电导性的第一组分应该促进电弧隔板上电弧的移动并指引由电弧传输的电流进入到铁磁材料中。由于第一组分的蒸发会消耗电弧中的太多能量以至于电弧中止，所以第一组分应优选选择为能够在电弧作用下也达到蒸发温度。
铁磁基体材料不限于低碳钢，而且还有任何软磁性材料，尤其是镍和钴以及铁、镍和钴的软磁性合金。
所述涂层的第二组分优选选择为在电弧作用下可让第一组分有效地结合在电弧隔板上。特别满足所述目的的材料其熔点高于铁磁材料以及其蒸发温度同样高于铁磁材料的蒸发温度。优选第二组分的熔点恰好高于第一组分的蒸发温度。特别适合的是耐火金属钨、钼和钽以及它们的碳化物、氮化物和硅化物，它们可单独或组合使用。
第一组分和第二组分的体积比适于在5∶95到85∶15之间，更适于在30∶70到80∶20之间，进一步适于在40∶60到70∶30之间。第一组分优选占绝大部分。
复合材料层优选进一步包含第三组分，第三组分选自元素周期表中第II、III、IV和VIII主族和第III到VII副族元素的氧化物、碳化物、硼化物和氮化物。添加一种或多种第三组的物质可改善电弧在涂层电弧隔板上的运动行为，从而使电弧更容易并更快地向灭弧横中的电弧隔板排列运动并进入到该排列中，特别是一套由多个相互平行或扇形排列的电弧隔板组成的组件。
特别适于用作复合材料第三组分的物质选自二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铌(NbO)、氧化镍(NiO)、氧化铈(CeO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化锆(ZrO)、氧化铱(Y2O3)、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)、碳化锆(ZrC)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、氮化钛(TiN)、硼化钛(TiB2)和硼化锆(ZrB2)。特别优选氧化铝和氧化镁。
第三组分优选由复合材料中的第二组分的负担决定。因此第一组分的体积与第二和第三组分体积之和的比适于在5∶95到85∶15之间，更适宜在30∶70到80∶20之间，进一步适于在40∶60到70∶30之间。在这种情况下，最好还是优选第一组分所占份数也大于第二和第三组分所占份数之和。
由复合材料形成的涂层的厚度有利地为0.05mm-0.3mm，优选为约0.1mm。可通过将由复合材料组成的长条轧制到铁磁长条上，特别是通过热轧板法而提供涂层。另一种可能的方法是通过热喷涂法(火焰喷涂)将涂层组分应用到铁磁片上面，在这种情况下涂层优选经过轧制法进行了压缩和整平。
为了用复合材料构成一个具有本发明涂层的电弧隔板，没有必要将复合材料的所有组分都应用在铁磁材料片上面并与其结合。然而，还有一种可能是，假如采用组分中的一种，尤其是第二组分，还优选第三组分，则将其以粉末的形式应用到铁磁片上面并轧入到铁磁片的表面中，以使铁磁片位于表面层上的材料成为复合材料的一部分，这表现在轧进去的颗粒的穿透厚度上。例如，可将碳化钨粉末应用到低碳钢片上面，通过使用冷轧法将碳化钨粉末的颗粒轧入到低碳钢的表面内而形成由铁和碳化钨组成的复合层。
优选在复合层与铁磁基体材料之间进一步提供中间层，从而改善结合效果并阻止扩散。特别满足所述目的的材料是镍，其另外具有铁磁性的优点。中间层优选采用电镀法进行施加，适宜地其厚度为3μm-20μm，特别是约10μm。
实施例1.将0.25mm厚并由70％体积铜和30％体积钨组成的复合层，通过热喷涂应用到1mm厚的低碳钢片上面。喷涂后采用冷轧法对层进行压缩。由此制得的电弧隔板可通过弯曲和冲压成型并安装到低压开关装置中。
2.将由55％体积银和45％体积钼组成的长条通过冷轧板法固定在由铁-钴合金组成的铁磁磁性长条上。冷轧后，电弧隔板的厚度为1mm，银-钼复合材料的厚度为0.1mm。由此制得的电弧隔板可通过冲压和弯曲成型并可安装到低压开关装置中。
3.先用电镀法在1mm厚的低碳钢片上提供10微米厚的镍层，然后熔合上0.2mm厚的并由40％体积铜和60％体积钨组成的复合层。由此得到的薄片可通过弯曲和冲压加工成为电弧隔板并可安装到低压开关装置中。
4.通过热轧板法，在由铁磁性的铁-镍合金组成的长条上涂覆由50％体积银和50％体积钽组成的复合层长条。热轧板后，长条的厚度为1.2mm，由银和钽组成的复合材料的厚度为0.15mm。由此得到的长条可通过弯曲和冲压成型为电弧隔板并可安装到低压开关装置中。
5.将碳化钨粉末应用到1.2mm厚的低碳钢片上面并通过使用冷轧法将其压入到低碳钢的表面内中。应用到低碳钢片上面的粉末的量应使得低碳钢仍占低碳钢片表面的50％到60％。由此得到在低碳钢表面上的由铁和碳化钨组成的功能层。由此制得的片材可通过弯曲和冲压加工成为电弧隔板并可安装到低压开关装置中。
6、将由70体积份的碳化钨粉末和30体积份的氧化铝粉末组成的混合物散布在1.2mm厚的低碳钢片上面，并通过冷轧法将其压入到低碳钢的表面内。施用在低碳钢上的粉末的量应使得低碳钢仍占低电弧隔板表面的50％到60％。由此得到在低碳钢表面上的由铁、氧化铝和碳化钨组成的功能层。由此得到的片材可通过弯曲和冲压加工成为电弧隔板并可安装到低压开关装置中。
权利要求
1.用在灭弧槽中的由铁磁材料制成的涂层电弧隔板，其特征在于所述电弧隔板具有由复合材料制成的涂层，该复合材料至少由两种组分组成，其中第一组分是电导性的且其熔点不超过铁磁材料的熔点，和蒸发温度不超过铁磁材料的蒸发温度，其中第二组分的熔点高于第一组分的熔点且蒸发温度高于第一组分的蒸发温度。
2.权利要求1所述的电弧隔板，其特征在于第二组分的熔点高于铁磁材料的熔点且蒸发温度高于铁磁材料的蒸发温度。
3.权利要求1所述的电弧隔板，其特征在于第二组分的熔点高于第一组分的蒸发温度。
4.权利要求1、2或3所述的电弧隔板，其特征在于第一组分与第二组分的体积比为5∶95～85∶15。
5.权利要求1、2或3所述的电弧隔板，其特征在于第一组分与第二组分的体积比为30∶70～80∶20。
6.权利要求1、2或3所述的电弧隔板，其特征在于第一组分与第二组分的体积比为40∶60～70∶30。
7.权利要求1、2或3所述的电弧隔板，其特征在于第一组分与第二组分的体积比大于1。
8.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于由复合材料制成的涂层的厚度为0.05mm～0.3mm，优选约0.1mm。
9.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于由复合材料制成的涂层包含第一组分的颗粒和/或第二组分的颗粒，所述颗粒的尺寸大至由复合材料组成的涂层的厚度。
10.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于电弧隔板的厚度为0.5mm～2mm，特别为0.8mm～1.2mm。
11.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于第一组分由银、铜或它们的合金组成。
12.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于第一组分是铁磁性材料。
13.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于第二组分由钨、钼和/或钽，和/或它们的碳化物、氮化物和硅化物组成。
14.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于在复合材料和置于其下面的铁磁材料之间至少有一个中间层。
15.如权利要求14所述的电弧隔板，其特征在于所述中间层选择为阻止扩散性的。
16.如权利要求14或15所述的电弧隔板，其特征在于中间层是铁磁性并尤其是由镍组成。
17.如权利要求14至16中任一项所述的电弧隔板，其特征在于中间层的厚度为3μm～20μm，尤其是10μm。
18.如权利要求14至17中任一项所述的电弧隔板，其特征在于中间层是电镀法施加的。
19.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于由复合材料制成的涂层提供在铁磁材料的两侧。
20.前述任一项权利要求所述的电弧隔板，其特征在于复合材料包含第三组分，该第三组分含有一种或多种选自元素周期表中第IIIII、IV和VIII主族和第III到VII副族元素的氧化物、碳化物、硼化物和氮化物的物质。
21.如权利要求20所述的电弧隔板，其特征在于复合材料中第三组分占复合材料的0.3％体积到20％体积。
22.如权利要求20或21所述的电弧隔板，除权利要求4至7外，其特征在于第一组分体积与第二和第三组分体积之和的比在9∶95到85∶15之间。
23.如权利要求20或21所述的电弧隔板，除权利要求4至7外，其特征在于第一组分体积与第二和第三组分体积之和的比在30∶70到80∶20之间。
24.如权利要求20或21所述的电弧隔板，除权利要求4至7外，其特征在于第一组分的体积与第二和第三组分体积之和的比在40∶60到70∶30之间。
25.如权利要求20或21所述的电弧隔板，除权利要求4至7外，其特征在于第一组分的体积与其他组分体积之和的比大于1。
26.如权利要求20至25中任一项所述的电弧隔板，其特征在于第三组分选自二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铌(NbO)、氧化镍(NiO)、氧化铈(CeO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化锆(ZrO)、氧化铱(Y2O3)、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)、碳化锆(ZrC)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、氮化钛(TiN)、硼化钛(TiB2)和硼化锆(ZrB2)，特别优选氧化铝和氧化镁。
27.一种前述任一项权利要求的电弧隔板的制备方法，其特征在于采用轧板法或热喷涂法来施加由复合材料制成的涂层。
28.一种权利要求1至26中任一项的电弧隔板的制备方法，其特征在于第一组分和/或第二组分和/或第三组分是以粉末形式应用到所述片上面，并被轧入到位于下面的铁磁材料中。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于只将涂层的第二组分应用到铁磁片上面，并将其轧入到其中。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于也将涂层的存在的第三组分应用到铁磁片上面并轧入到其中。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于将涂层的第二组分和第三组分共同应用到所述片上面，并将其轧入到其中。
32.如权利要求27至30中任一项所述的方法，其特征在于所述片经过冷轧。
全文摘要
本发明涉及用在灭弧槽中的由铁磁材料制成的涂层电弧隔板。根据本发明，所述电弧隔板具有由复合材料制成的涂层，该复合材料至少由两种组分组成，其中第一组分是电导性的且其熔点不超过铁磁材料的熔点，和蒸发温度不超过铁磁材料的蒸发温度，其中第二组分的熔点高于第一组分的熔点且蒸发温度高于第一组分的蒸发温度。
文档编号H01H9/36GK101023504SQ200580031442
公开日2007年8月22日 申请日期2005年7月23日 优先权日2004年7月24日
发明者V·贝伦斯, T·霍尼格 申请人:艾米多杜科有限公司