电弧流道组件和电路断续器的制造方法
【专利说明】电弧流道组件和电路断续器
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2012年11月15日提交的美国专利申请序号N0.13/677,631的优先权并且主张其权益，该申请通过引用并入本文中。
技术领域
[0003]所公开并要求专利保护的构思总体上涉及电路断续器，并且更具体地涉及用于电路断续器中的电弧流道(arc runner)组件以及一种电路断续器。
【背景技术】
[0004]已知电路断续器用于许多应用中。电路断续器例如用来在某些预定情形(例如可包括预定的过电流和欠电压情形)以及其它情形中断开保护电路的一部分。
[0005]如相关技术中一般理解的，电路断续器通常包括电气地介设在线路和负载导体之间的一组可分离触头，并且可分离触头可互相分离以断开保护电路的与线路和负载导体连接的部分。由于在触头的初始分离期间触头之间通常形成电弧，以及由于这种电弧对电路断续器和保护电路会是破坏性的，所以希望尽快使这些电弧熄灭，并且电路断续器通常采用某种类型的设备或系统来使这些电弧熄灭。一种灭弧系统包括熄弧沟，该熄弧沟包括发散地定向并且构造成打断和熄灭电弧的多个灭弧板。电弧流道通常用在该组可分离触头中的静触头附近以将电弧引向熄弧沟。可采用任何各种装置来帮助使电弧沿熄弧沟的方向移动，并且这些装置可包括产生将电弧推向熄弧沟的磁场的装置、在存在电弧的情况下产生将电弧推向熄弧沟的气体的装置等。
[0006]虽然这些灭弧系统对于它们的期望目的而言通常有效，但它们并非没有局限性。例如，已开发出许多已知的灭弧系统用于电弧常常持续至多仅半个循环的交流应用中。此类灭弧系统通常不可直接应用于直流应用，因为直流电弧会以更长的时间周期存在。此外，交流电中的电压根据已知循环在正和负之间变化，而直流电通常要么是正的，要么是负的，并且视应用而定，直流保护电路可能在不同时间经历正电压或负电压。用来保护直流电路的电路断续器因此希望具有在给定的电流水平下中断正直流和负直流两者的能力。此外，某些应用(如光伏应用)要求越来越大的电流中断能力。因此将希望提供解决本领域中的这些缺点的方案。
【发明内容】
[0007]一种改进的用于电路断续器中的电弧流道组件提供了位于电路断续器的静触头的相对两侧的一对电弧流道。如果用于直流应用中，则该电弧流道组件构造成沿着电弧流道之一在第一方向上将正直流电弧传送离开静触头，并且还构造成沿着另一电弧流道在另一方向上将负直流电弧传送离开静触头。该电弧流道组件还包括支承件，该支承件在与静触头所配置的表面相对的表面上与电路断续器的导体电接合。该改进的电弧流道组件有利地在直流应用中促进电弧的熄灭并使正和负直流电弧两者熄灭。
[0008]因此，所公开并要求专利保护的构思的一方面在于提供一种在电路断续器中用来使电弧熄灭的改进的电弧流道组件。
[0009]所公开并要求专利保护的构思的另一方面在于提供一种在用于直流应用中的情况下使正和负直流电弧两者熄灭的改进的电弧流道组件。
[0010]所公开并要求专利保护的构思的另一方面在于提供一种采用这种电弧流道组件的改进的电路断续器。
[0011]所公开并要求专利保护的构思的这些和其它方面由一种改进的电弧流道组件提供，该电弧流道组件构造成用于电路断续器中，该电路断续器具有第一导体、第二导体以及电气地介设在第一导体和第二导体之间的一组可分离触头。该组可分离触头包括位于第一导体和第二导体中的一者上的静触头。该电弧流道组件可一般地表述为包括第一电弧流道和第二电弧流道，其中第一和第二电弧流道彼此间隔开。第一电弧流道构造成位于静触头的第一侧部附近并且在第一方向上传送电弧离开静触头。第二电弧流道构造成位于静触头的与第一侧部相对的第二侧部附近并且沿与第一方向不同的第二方向传送电弧离开静触头。
【附图说明】
[0012]当结合附图阅读时可从以下描述进一步理解所公开并要求专利保护的构思，在附图中:
[0013]图1是根据所公开并要求专利保护的构思的改进的电弧流道组件的透视图；
[0014]图2是图1的电弧流道组件的侧视立面图；
[0015]图3是采用图1的电弧流道组件的根据所公开并要求专利保护的构思的改进的电路断续器的部分地剖切的透视图；
[0016]图4是图3的电路断续器的一部分的透视图；以及
[0017]图5是沿着图3的线5-5截取的剖视图。
[0018]说明书全文中相似的附图标记指代相似的部分。
【具体实施方式】
[0019]改进的电弧流道组件2在图1和2中大体示出。电弧流道组件2可用于如在图3中大体示出且在图4中部分示出的根据所公开并要求专利保护的构思的电路断续器4中。改进的电弧流道组件2有利地使得电路断续器4能够使电弧快速熄灭。电弧流道组件2和电路断续器4特别有利地用于直流应用中，但也可用于交流应用中而不脱离本构思。
[0020]电路断续器4可被说成是包括第一导体6、第二导体8以及电气地介设在第一导体6和第二导体8之间的一组可分离触头10。第一导体6和第二导体8中的一者通常将被视为线路导体，而第一导体6和第二导体8中的另一者通常将被视为负载导体，尽管具体指定在此并不重要。所示的示例性实施例中的一组可分离触头10包括被示出为位于第一导体6上的静触头12。该组可分离触头10还包括动触头14，该动触头位于动触头臂18上并且可与静触头12的接合面16电接合。
[0021]电路断续器4还包括灭弧装置20，该灭弧装置包括一组灭弧板(统一用附图标记22表示)、第一磁体24、第二磁体26和支架28。第一磁体24和第二磁体26是具有它们彼此对向的南(S)极的稀土永磁体并由钢质支架28保持就位。第一磁体24和第二磁体26可替换地具有它们彼此对向的北(N)极而不脱离本构思。还要清楚地指出的是，第一磁体24和第二磁体26可为任何形式即，不论是否为永磁体，不论是由稀土材料还是由其它材料形成，等等一一而不脱离本构思。灭弧装置20还包括中间元件30，该中间元件在中间延伸穿过一组灭弧板22并且包括钢质引导元件32 (图5)，该引导元件由在所示的示例性实施例中由聚合材料形成的壳套34覆盖。如相关技术中理解的，电路断续器4还包括使触头臂18枢转以使动触头14在与静触头12电连接的位置和与静触头12电断开的位置之间移动的操作机构。
[0022]如图1和2大体所示，电弧流道组件2可被说成包括第一电弧流道36、第二电弧流道38、支承件40和基座42。电弧流道组件2由导电但不影响灭弧装置20或电路断续器4中的其它构件内的磁场的不锈钢板构成。在所示的示例性实施例中，第一电弧流道36和第二电弧流道38以及支承件40经由切割和弯曲形成在电弧流道组件2中。在文中所示的实施例中，第一电弧流道36和第二电弧流道38以及支承件40各自都从基座42的同一端延伸。基座自身具有形成在其中的安装孔44，在所示的示例性实施例中，该安装孔具有螺纹以在其中接纳延伸穿过电路断续器4的模制外壳构件的螺纹紧固件46(如图3中大体所示)以将电弧流道组件2、第一导体6和其它结构固定在电路断续器4内。然而，应指出的是，在电弧流道组件2的其它实施例中，安装孔44可容纳其它类型的紧固件而不脱离本构思。
[0023]第一电弧流道36可被说成包括位于第一支腿50上的第一电弧流道元件48。第一支腿50将第一电弧流道元件48支承在与基座42间隔开的位置。第二电弧流道38同样可被说成包括位于第二支腿54上的第二电弧流道元件52，其中第二支腿54将第二电弧流道元件52支承在与基座42间隔开的位置。支承件40可被说成包括位于支柱58上的支承元件56，其中支柱58将支承元件56支承在与基座42间隔开的位置。第一电弧流道36和第二电弧流道38可被说成位于支承件40的相对两侧，并且支承件40可替换地被说成大体位于第一电弧流道36和第二电弧流道38之间。
[0024]第一电弧流道元件48包括大体平面的第一电弧流道表面60，并且第二电弧流道元件52同样具有大体平面的第二电弧流道表面60。第一电弧流道表面60和第二电弧流道表面62彼此大体共面并与静触头12的接合面16大体共面。支承元件56具有与第一电弧流道表面60和第二电弧流道表面62平行地定向并且偏离它们的大体平面的支承面64，如从图1和2可以理解的。支承面64构造成与第一导体6的与静触头12所在的表面相对的表面电接合。当触头臂18使动触头14与静触头12的接合面16挤压接合时，与第一导体6的上述表面接合的支承件40支承第一导体6。这种支承接合还提供了第一导体6和电弧流道组件2之间的上述电接合，该电接合使得静触头12和动触头14之间可能形成的电弧能沿着第一电弧流道表面60或第二电弧流道表面62 (在直流应用中取决于被中断的直流电的极性)被传送。
[0025]如文中已在别处提出的，电弧流道组件2通过切割并弯曲一块不锈钢或其它适当的导电材料而形成。第一电弧流道36可被说成包括紧邻基座42的近侧弯曲部66并且还包括远离基座42的远侧弯曲部68。第二电弧流道38同样包括近侧弯曲部70并且还包括远侧弯曲部72。支承件40包括近侧弯曲部74、远侧弯曲部76以及位于近侧弯曲部74和远侧弯曲部76之间的中间弯曲部78。如从图1和2可理解的，第一电弧流道36和第二电弧流道38以及支承件40中的各种弯曲部中的一些弯曲部大体位于相同方向上，而其它弯曲部在相反方向上。例如，近侧弯曲部66、70和74全