用于猝灭电弧的系统和方法_3

文档序号:9632446阅读:来源:国知局
金属片可在输出功率端106与电流感测单元116之间电耦合。在另一个实施例中,双金属片可在电流感测单元116与连接器114之间电耦合。另外,双金属片也可经由闩锁(未示出)而机械耦合于移动接触110。闩锁可通过柱塞耦合于移动接触110。在一个示例中,闩锁可使用绝缘材料形成。
[0050]双金属片可使用具有不同温度系数的两个金属形成。通过双金属片的电流的流动导致双金属片的温度增加。双金属片的温度增加促使双金属片弯曲。在一个实施例中,双金属片的弯曲可与温度并且因此与流过双金属片的电流的量成正比。由于温度增加引起的双金属片弯曲还促使柱塞经由闩锁而移走。柱塞的这样的移走导致移动接触110与固定接触108分离。移动接触110与固定接触108的分离导致打断通过电气通路的电流流动,由此保护电气设备。
[0051]此外,流过断路器100的电流也可通过手动操作杠杆112而被中断。杠杆112可机械耦合于移动接触110。杠杆112可操作成在与第一位置不同的第二位置处安置杠杆112。第一位置可代表处于“向上”位置的杠杆112。在第一位置中,杠杆112确保移动接触110耦合于固定接触108,由此允许电流流动。杠杆112可被拉下来中断电流流动。在例如拉下位置等第二位置中,杠杆112实现移动接触110与固定接触108分离。
[0052]由于过电流状况、超温状况或电流的手动中断中的任一个引起的移动接触110与固定接触108的分离可促使在移动接触110与固定接触108之间形成电弧121。例如,由于移动接触110与固定接触108的分离引起的电流的突然中断可促使在电流继续流动时加热移动接触110与固定接触108之间的空气。该空气加热进而可促使周围空气电离,由此在固定接触108与移动接触110之间形成等离子体。电离空气可充当导体并且允许电流流过固定接触108到移动接触110。由于电离空气引起的该电流流动可代表电弧121。电弧121的形成是不希望的情形并且因此迅速减轻电弧121是所希望的。
[0053]根据本公开的一个方面,为了减轻电弧121,断路器100可包括消弧系统122。如之前指出的,在一个实施例中,消弧系统122可包括熄弧板124和安装结构126。熄弧板124安装在安装结构126上。安装结构126可采用条、杆、圆柱体或其组合的形式。在一些实施例中,消弧系统122还可包括运动传递单元128。运动传递单元128可包括马达、弹簧、一个或多个齿轮或其组合。熄弧板124可靠近固定接触108和移动接触110定位。此外,熄弧板124中的一个或多个可配置成旋转、振动或既旋转又振动。在一个实施例中,熄弧板124和安装结构126可被外壳102包围并且运动传递单元128可设置在外壳102外部。在另一个实施例中,熄弧板124、安装结构126和运动传递单元128可包围在外壳102内。
[0054]在一个实施例中,熄弧板124可使用任何导电材料形成,其包括但不限于不锈钢或铜。在另一个实施例中,熄弧板124可使用例如低碳钢等铁磁材料形成。尽管图1的实施例将消弧系统122描绘为包括五个熄弧板124,也设想使用更大或更低数量的熄弧板。此夕卜,尽管熄弧板124描绘为具有圆形形状,可利用具有任意形状的熄弧板而不偏离本说明书的范围。在一个实施例中,熄弧板124中的每个可包括孔。在一个实施例中,孔可定位在熄弧板124中的每个的中心处。在另一个实施例中,孔可远离熄弧板124的中心定位。
[0055]在一个实施例中,安装结构126可通过熄弧板124中的孔插入以用于帮助在其上安装熄弧板124。此外,安装结构126可使用抗电弧121的任何绝缘材料形成。这样的绝缘材料的示例包括玻璃块模塑化合物(BMC),其具有10%或以上的玻璃含量。还可注意其他类型的绝缘材料也可用于形成安装结构126而不偏离本说明书的范围。在一个实施例中,安装结构126的一端可耦合于运动传递单元128,而安装结构126的另一端可由外壳102可移动地支承。
[0056]此外,在一个实施例中,在移动接触110与固定接触108分离后,运动传递单元128可配置成将振动运动或旋转运动中的至少一个传递到安装结构126,由此使媳弧板124振动和/或旋转。通过示例,继移动接触110与固定接触108分离后,控制单元118可配置成将控制信号传送到运动传递单元128。响应于控制信号,运动传递单元128可配置成将振动运动或旋转运动中的至少一个传递到安装结构126来使媳弧板124振动和/或旋转。在另一个实施例中,控制单元118可配置成对运动传递单元128施加驱动力或打开到运动传递单元128的驱动力来使熄弧板124振动和/或旋转。
[0057]另外,在一个实施例中,运动传递单元128的马达可配置成将旋转运动传递到安装结构126来使熄弧板124旋转。在另一个实施例中,运动传递单元128和安装结构126可配置成选择性地使熄弧板124中的一个或多个旋转。
[0058]用于运行马达的驱动力也可从外部电池(未示出)得到。在另一个实施例中,用于运行马达的驱动力可直接从在电流感测单元116中利用的电流互感器的次级线圈中感应的电压得到。在再另一个实施例中,电容器可使用在电流互感器的次级线圈中感应的电压来充电。存储在电容器中的能量然后可用于驱动马达。
[0059]在另一个实施例中,运动传递单元128中的弹簧可配置成采用赋能形式。例如,赋能形式的弹簧可包括伸张状态。弹簧的一端也可耦合于安装结构126并且弹簧的另一端可机械耦合于移动接触110和/或杠杆112。在正常操作条件下,弹簧可维持在拉长形式。在移动接触110与固定接触108分离时,弹簧可配置成采用安装结构126振动的形式释放它的能量。在另一个实施例中,安装结构126的振动和/或旋转可通过马达和一个或多个齿轮的适合设置而促进而不偏离本说明书的范围。
[0060]继续参考图1,在再另一个实施例中,熄弧板124可配置成自旋。在这样的配置中,安装结构126的一个或两个末端由外壳102可移动地支承。例如,孔可在外壳102的相对侧上钻削以便可移动地支承安装结构126,其具有设置在其上的熄弧板124。可在外壳102中提供窗口 130。更特定地,窗口 130可在外壳102的顶表面132上提供。窗口 130还可在外壳102的靠近熄弧板124的其他侧表面上提供而不偏离本说明书的范围。电弧121的出现促使加热周围空气并且产生加压气体/空气。窗口 130可配置成引导加压气体以将旋转运动或振动运动中的至少一个传递到多个可移动熄弧板中的一个或多个。加压气体可经由窗口 130从外壳102释放,由此导致熄弧板124旋转。在该实施例中,熄弧板124配置成使用加压气体/空气而自旋。可注意该实施例消除需要运动传递单元128,由此导致消弧系统122的简化设计。
[0061]根据本说明书的另外的方面,熄弧板124中的一个或多个可配置成自旋。因此,对于熄弧板124中的一个或多个中的每个(其配置成自旋),可设计对应孔的直径使得孔的直径大于安装结构126的外径。非自旋熄弧板可固定安装在安装结构126上。因此,加压气体从窗口 130的释放实现具有大于安装结构126的外径的直径的熄弧板124中的一个或多个的旋转。此外,在一些实施例中,熄弧板124中的至少一个可配置成采用顺时针方向旋转,而其他熄弧板可配置成采用逆时针方向旋转。在本发明的一些实施例中,熄弧板124在相对方向上这样的旋转可导致电弧121的快速猝灭。
[0062]在一个实施例中,为了帮助熄弧板124的自旋,熄弧板124可设计成具有气动形状。各种示范性熄弧板将关于图2-4论述。
[0063]熄弧板124的旋转和/或振动(由运动传递单元128传递或自我致动)可在外壳102内部的气流中形成湍流。气流的速率可在电弧121附近增加。气流速率这样的增加可增强传热机制,由此帮助更快的电弧中断。此外,旋转熄弧板124可在电弧121上形成额外拖曳力。额外拖曳力进而可扰乱电离空气并且因此使电弧121的持续时间减小。此外,在一个实施例中,因为熄弧板124旋转,电弧121闪击熄弧板124中的每个所在的位置持续改变。因此,旋转/振动熄弧板124可随着单个位置处的腐蚀而不受影响,由此增加熄弧板124的寿命。此外,电弧121的更快中断导致紧凑的电弧室、提高的机械完整性和更高的短路处理能力。这些因素可进一步导致明显的成本降低。
[0064]此外,本说明书的消弧系统122配置成通过旋转和/或振动熄弧板124而持续中断电弧121。此外,气流速率的增加也可帮助降低电弧121的整体温度和电弧121周围空气的温度。因此,电弧121的再闪击的可能性可降低或被消除。
[0065]通泄能量代表断路器100甚至在固定接触108与移动接触110分离后也允
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1