專利名稱:滅弧室以及使用該滅弧室的電路斷續(xù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明總體上涉及電路斷續(xù)器,更具體地,涉及用于斷路器的滅弧室。
背景技術(shù):
斷路器一般包括一組固定電觸點和一組可動電觸點。當需要通過斷路器向負載供電時,固定觸點和可動觸點彼此物理的接觸。而當需要中斷電路時,可動觸點從固定觸點移開,從而使可動觸點與固定觸點脫離物理接觸并在固定觸點和可動觸點之間形成間隙。
可動觸點遠離固定觸點的運動會在觸點最初開始分離時在觸點之間的間隙內(nèi)導(dǎo)致形成電弧。由于多種原因,這種電弧是人們所不期望的。例如,電流會在不需要電流流向負載時通過斷路器流向負載。此外,在觸點之間延伸的電弧經(jīng)常導(dǎo)致觸點材料本身汽化或者升華,最后導(dǎo)致可動觸點和固定觸點損壞或者點蝕。因此需要在任何這種電弧蔓延時盡可能快地消除該電弧。
可動觸點通常安裝在臂部上,該臂部容納在使可動觸點樞轉(zhuǎn)離開固定觸點的樞轉(zhuǎn)組件中。沿每個臂部的路徑設(shè)置一滅弧室,以切斷并消除這些電弧。這種滅弧室通常包括安裝在外殼內(nèi)的多個間隔開的滅弧板。當可動觸點從固定觸點移開時,可動觸點經(jīng)過滅弧板的端部,從而電弧通過磁力被推向滅弧板并位于滅弧板之間。滅弧板彼此電絕緣,這樣電弧被滅弧板切斷并熄滅。美國專利Nos.6,703,576;6,297,465;5,818,003和4,546,336中公開了滅弧室的示例。
美國專利No.4,229,630公開了消電離板(deionization plate),該板可用于將電弧引至每個消電離板的角落,從而可利用該板的最大長度來冷卻和消電離所產(chǎn)生的等離子體。在板中具有總體為V形的開口。然而,該V形開口的頂點指向滅弧室的其中一個框架側(cè)部。當將這些板插入框架內(nèi)時,對這些板進行定位使得相鄰的板的頂點指向相對的側(cè)壁,或者說使得交替的板的頂點指向相同的側(cè)部。
專利4,229,630也公開了一對固定在消電離板上的垂直的電弧析氣(放氣,gassing)絕緣板。電弧析氣絕緣板設(shè)置在總體為V形的開口和滅弧接點的相對側(cè)。該電弧析氣絕緣板由適當?shù)碾娀∥鰵獠牧?,例如玻璃聚酯或者陶瓷類材料制成,并插置在滅弧接點的任一側(cè)上以增加滅弧接點處的壓力,從而在允許存在于主可動觸點處的任何電弧進入滅弧腔的同時,促使所產(chǎn)生的電弧更快地進入滅弧腔。
具有模制殼體和封閉滅弧腔的用于中斷較高電流(例如100,000A及更高)的低電壓空氣斷路器通??梢猿惺芏搪分袛嗥陂g對其殼體的破壞。處于相應(yīng)功率級的電弧能會產(chǎn)生壓力波,該壓力波可能使模制的復(fù)合部件破裂并使片狀金屬板坍塌。對滅弧室的相應(yīng)破壞會降低其效率,這將增加滅弧持續(xù)時間、能量釋放以及失敗的可能性。此外,即使在最初的電弧消失后,殘留的電離氣體連同汽化的導(dǎo)體材料也可能導(dǎo)致可分離觸點之間的電介質(zhì)擊穿。
滅弧室設(shè)計成可促使電弧進入金屬滅弧板。電弧可快速運動到滅弧板的頂邊,并在一些板的頂邊之間通過,從而完全繞過中間的滅弧板。這樣就降低了電弧壓降的數(shù)量和滅弧室的效率。這種旁通效應(yīng)還會進一步形成將使成群滅弧板一起坍塌的電流和氣流型式,從而進一步減少滅弧室中的分壓和滅弧室的冷卻效率。
常用的滅弧室設(shè)計的另一個缺點是來自各個滅弧板的間隙的氣流在排出通風(fēng)開口前重新組合。這使得正好位于電弧中心上方的幾個間隙可控制該氣流。因為較遠的前部或后部滅弧板間隙與中心的高壓間隙競爭排放氣流的面積,所以其中產(chǎn)生較小的氣流(或者電弧遷移率)。前部和后部滅弧板從而滅弧腔的總體積未得到充分利用。
當中斷100,000A以上的電流時,即使滅弧室具有較大的排放口,也難以保持住滅弧室的頂部。壓力波可以輕易地破壞模制成的復(fù)合的滅弧室頂部,并且可將緊固件拉出模制材料。金屬的頂部可能向斷路器或外殼接地釋放出不可接受的分散的電弧電流。金屬的滅弧室頂部還可能吸引來自下方金屬滅弧板的電弧,從而以繞過中間滅弧板的方式導(dǎo)通電流。
因此,滅弧室和使用滅弧室的電路斷續(xù)器仍有改進的空間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以滿足這些和其它需求,本發(fā)明提出了一種電路斷續(xù)器的滅弧室,其包括多個由第一和第二支承部支承的導(dǎo)電滅弧板和多個設(shè)置在滅弧板之間的絕緣分隔元件。滅弧板具有從滅弧室的出口部偏移的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊。絕緣分隔部件具有緊鄰出口部的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊。絕緣分隔元件的第二邊越過滅弧板的第一邊并朝向滅弧板的第二邊延伸。絕緣分隔元件的第一邊越過滅弧板的第一邊并遠離滅弧板的第二邊延伸。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,電路斷續(xù)器的滅弧室包括第一支承部;第二支承部;由第一和第二支承部支承的出口部,該出口部具有至少一個開口;由第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板,該滅弧板具有從出口部偏移的第一邊和遠離出口部的相對的第二邊;以及設(shè)置在滅弧板之間的多個絕緣分隔元件,該絕緣分隔元件具有緊鄰出口部的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊,其中,絕緣分隔元件的第二邊越過滅弧板的第一邊并朝向滅弧板的第二邊延伸,并且絕緣分隔元件的第一邊越過滅弧板的第一邊并遠離滅弧板第二邊延伸。
第一和第二支承部可以是第一和第二側(cè)部;出口部可以是頂部;滅弧板的第一和第二邊可以分別是頂邊和底邊;絕緣分隔元件的第一和第二邊可以分別是頂邊和底邊;滅弧板和絕緣分隔元件可基本垂直于頂部以及第一和第二側(cè)部;該至少一個開口可以是一個開口;滅弧板的頂邊可以在頂部的一個開口下方偏移;并且,絕緣分隔元件的頂邊可位于頂部的一個開口內(nèi)。
該至少一個開口可以是多個開口;滅弧板的頂邊可以在頂部的開口下方偏移第一距離;絕緣分隔元件的頂邊可以在該開口下方偏移第二距離,第二距離比第一距離短。
每個絕緣分隔元件可設(shè)置在相鄰的一對滅弧板之間,并與該對滅弧板隔開。
出口部的至少一個開口可以是第一開口;出口部可以包括模制頂部件和頂部框架,該模制頂部件具有與出口部的第一開口相對應(yīng)的第二開口、圍繞模制頂部件的第二開口的模制凸緣、以及凹入?yún)^(qū)域。頂部框架可具有與出口部的第一開口相對應(yīng)且比第二開口大的第三開口。頂部框架可以安放在模制頂部件的凹入?yún)^(qū)域中。模制頂部件的模制凸緣可以與第三開口相鄰接。
模制頂部件可以由絕緣材料制成;并且頂部框架可以是導(dǎo)電性的并鍍有不導(dǎo)電材料。
第一和第二支承部中的每一個可包括緊鄰出口部的楔形部,該楔形部用于引導(dǎo)氣體或使氣體轉(zhuǎn)向以朝向出口部的至少一個開口。
楔形部可由絕緣材料制成,并可包括用于與絕緣分隔元件接合的多個第一凹槽以及用于與滅弧板接合的多個相對的第二凹槽。
作為本發(fā)明的另一方面,用于電路斷續(xù)器的滅弧室包括第一支承部;第二支承部;由第一和第二支承部支承的出口部,該出口部具有至少一個開口;由第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板,該滅弧板具有從出口部偏移的第一邊和遠離出口部的相對的第二邊;設(shè)置在滅弧板之間的多個絕緣分隔元件,該絕緣分隔元件具有緊鄰出口部的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊;以及至少一個析氣元件,其中,絕緣分隔元件的第二邊越過滅弧板的第一邊并朝向滅弧板的第二邊延伸,絕緣分隔元件的第一邊越過滅弧板的第一邊并遠離滅弧板的第二邊延伸,第一和第二支承部具有遠離出口部的邊緣,并且至少一個析氣元件設(shè)置成至少基本在第一和第二支承部的該邊緣附近。
該至少一個析氣元件可以是總體為U形的單個析氣元件,其具有基本沿第一支承部的邊緣設(shè)置的第一支腳、基本沿第二支承部的邊緣設(shè)置的第二支腳,以及設(shè)置在第一和第二支腳之間并在第一和第二支承部之間的基部。
其中一個滅弧板可包括消弧角(arc horn),該基部可緊鄰消弧角。
該至少一個析氣元件可包括設(shè)置成與第一支承部的邊緣平行的第一析氣元件和設(shè)置成與第二支承部的邊緣平行的第二析氣元件。
第一和第二析氣元件可以分別與第一和第二支承部平行,并可包括多個接納滅弧板的狹槽。
作為本發(fā)明的另一方面,一種斷路器包括第一電源端子;第二電源端子;與第二電源端子電連接的固定觸點;與第一電源端子電連接的可動觸點;用于打開和閉合固定觸點與可動觸點的操作機構(gòu);以及滅弧室,該滅弧室包括第一支承部;第二支承部;由第一和第二支承部支承的出口部,該出口部具有至少一個開口;由第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板,該滅弧板具有從出口部偏移的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊;以及設(shè)置在滅弧板之間的多個絕緣分隔元件,該絕緣分隔元件具有緊鄰出口部的第一邊以及遠離出口部的相對的第二邊,其中,絕緣分隔元件的第二邊越過滅弧板的第一邊并朝向滅弧板的第二邊延伸,并且絕緣分隔元件的第一邊越過滅弧板的第一邊并遠離滅弧板第二邊延伸。
出口部可以是頂部。滅弧板的第一和第二邊可以分別是頂邊和底邊。絕緣分隔元件的第一和第二邊可以分別是頂邊和底邊。絕緣分隔元件可以延伸到滅弧板的頂邊上方并與滅弧板重疊,以防止當操作機構(gòu)打開固定觸點和可動觸點時產(chǎn)生的電弧在不伸長的情況下到達滅弧板的頂邊,并使電弧在絕緣分隔元件的下方通過。
每個絕緣分隔元件可設(shè)置在相鄰的一對滅弧板之間,并與該對滅弧板隔開,以便在中斷操作機構(gòu)打開固定觸點和可動觸點時產(chǎn)生的電弧期間,保護滅弧板的頂邊,并防止電弧擊穿滅弧板。
頂部可包括模制頂部件,該模制頂部件具有帶有多個凹槽的底面。每個絕緣分隔元件可包括與模制頂部件的底面的相應(yīng)一個凹槽互鎖的頂面。
當結(jié)合附圖閱讀下文對優(yōu)選實施例的描述時,可以充分理解本發(fā)明,其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的滅弧室的立體圖;圖2是結(jié)合圖1的滅弧室的斷路器的垂直截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的另一滅弧室的底部(相對于圖2中的取向)平面圖;圖4是圖3的滅弧室的立體圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的另一滅弧室的立體圖;圖6是圖3的滅弧室的垂直正視圖;圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的滅弧板的平面圖;圖8是圖1的模制的滅弧室頂部件的立體圖;圖9-12是根據(jù)本發(fā)明其它實施例的其它模制的滅弧室頂部件的平面圖;圖13是圖3的梳的立體圖;圖14是圖1的楔的立體圖;圖15是圖1的滅弧室的分解圖。
具體實施例方式
結(jié)合一種斷路器對本發(fā)明進行說明,但是本發(fā)明可用于較廣范圍的電路斷續(xù)器。
雖然文中提及諸如“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”和“側(cè)部”等術(shù)語,但可以認識到,這些相對性的術(shù)語適用于一個參照系,并且可使用等同的參照系。例如,可將一個具有“頂部”、“底部”和四個側(cè)部的物體轉(zhuǎn)動180度,使得“底部”位于“頂部”的上方。作為另外一個示例,可將具有“頂部”、“底部”和四個側(cè)部的物體轉(zhuǎn)動90度,使得四個側(cè)部中的一個側(cè)部位于頂部,并且位于現(xiàn)在處于底部的另一側(cè)部的“上方”。
參考圖1和圖15,電路斷續(xù)器的滅弧室2包括第一支承部或側(cè)部4、第二支承部或側(cè)部6、以及由第一和第二側(cè)部4、6(例如由適當?shù)牟粚?dǎo)電復(fù)合材料制成)支承的出口部或頂部8。頂部8具有一個或多個通風(fēng)開口10(在圖1和圖15中只示出一個通風(fēng)開口10)。第一和第二側(cè)部4、6支承多個基本平行的導(dǎo)電滅弧板12(如圖15所示)(例如鍍鎳板、1010磁性鋼板,但不限于此)。滅弧板12具有從頂部8偏移的第一邊或頂邊14以及遠離頂部的相對的第二邊或底邊16。在滅弧板12之間設(shè)有多個絕緣分隔元件,例如隔板18。隔板18具有緊鄰頂部8的第一邊或頂邊20以及遠離頂部的相對的第二邊或底邊22。隔板18的底邊22越過滅弧板12的頂邊14并朝向滅弧板的底邊16延伸。隔板18的頂邊20越過滅弧板12的頂邊14并遠離滅弧板底邊16延伸。
如圖15最佳地示出,滅弧板12和隔板18基本上垂直于頂部8并垂直于第一和第二側(cè)部4、6。滅弧板12的頂邊14偏移到頂部8的開口10下方。隔板18的頂邊20位于頂部開口10中(圖1中最佳地示出)。隔板18包括具有頂邊20的頂部23。為了防止在隔板18的頂邊20上方形成電弧,頂部23向上延伸進入單個通風(fēng)開口10中(圖1中最佳地示出)。盡管未示出,但是頂部23可以選擇性地向上延伸穿過通風(fēng)開口10。
繼續(xù)參考圖15,頂部8包括模制頂部件24(例如,由合適的絕緣材料如玻璃填充的聚酯制成,但不限于此)和頂部框架26。模制頂部件24(圖8中最佳地示出)具有與頂部8的開口10相對應(yīng)的開口28、圍繞開口28的模制凸緣30和凹入?yún)^(qū)域32。頂部框架26具有與頂部的開口10相對應(yīng)的開口34。開口34大于開口10、28。頂部框架26安放在模制頂部件24的凹入?yún)^(qū)域32中,并且模制凸緣30與開口34相鄰接。頂部框架26(例如由鋼制成,但不限于此)可導(dǎo)電并鍍有適當?shù)牟粚?dǎo)電材料。模制頂部件24的電絕緣性、頂部框架26的不導(dǎo)電鍍層和不導(dǎo)電的隔板18可保護滅弧板12的頂邊14。這也可以防止將頂部框架26暴露于廢氣的直通氣流中。此外,滅弧板12較靠近隔板18可防止在中斷電弧期間電弧擊穿滅弧板。這些電弧被強制保持在隔板18的下方并被分隔在滅弧板12之間。此外,隔板18與模制頂部件24的凹槽一例如切口65(見圖15)一互鎖,從而防止電弧繞過所形成的互鎖配合。而且,由于具有隔板18,電弧不會采取從一個滅弧板12出發(fā)、到一個或多個通風(fēng)開口10之外、繞過中間的滅弧板然后回到另一滅弧板的較長的路徑。否則,在沒有隔板18的情況下,電弧可能會行進到滅弧板12的頂部然后重新組合,從而繞過一些滅弧板。
頂部框架26和模制頂部件24還包括開孔35,以將滅弧室2保持在斷路器殼體(例如圖2中標號為80的構(gòu)件)上,并防止損壞該模制頂部件24。圍繞頂部框架26的模制塑性凸緣30防止上述框架26暴露在廢氣的直通氣流中。利用這種方式保護金屬的頂部框架26可減少分散的電弧電流通過導(dǎo)電的金屬頂部框架26而接地的可能性。這種結(jié)構(gòu)還允許對頂部框架26進行電鍍而不是利用例如較厚的油漆或聚酯涂層進行絕緣處理,從而使制造成本較低。
模制頂部件24包括一對凸出部36。頂部框架26包括一對適合于接納凸出部36的開孔38,和一對適于接合和保持凸出部36的緊固件40(例如螺紋緊固件;直接與模制頂部件24互鎖的壓力配合緊固件或卡合配合緊固件;推力鎖緊螺母)。可選地,頂部框架26可以直接與滅弧室側(cè)部4、6互鎖(未示出)。
第一和第二側(cè)部4、6包括多個開孔42、44。滅弧板12包括多個分別在開孔42、44處與第一和第二側(cè)部4、6接合的凸出部46、48。類似地,隔板18包括分別在開孔54、56處與第一和第二側(cè)部4、6接合的凸出部50、52。模制頂部件24包括分別在開孔62、64處與第一和第二側(cè)部4、6接合的凸出部58、60。
示例1為了提供額外的機械支承并防止電弧繞過,盡管在圖1未示出,但是隔板18的表面63可與模制頂部件24底側(cè)上的切口65互鎖。
圖2示出結(jié)合圖1和圖15的滅弧室2的斷路器66。斷路器66包括第一電源端子68、第二電源端子70、與第二電源端子70電連接的固定觸點72、通過適當?shù)娜嵝?例如編織的)導(dǎo)體(未示出)與第一電源端子68電連接的可動觸點74、用于打開和閉合觸點72、74的操作機構(gòu)76,以及滅弧室2。每個隔板18設(shè)置在相鄰的一對滅弧板12之間,并與該對滅弧板12間隔開。如圖2最佳地示出,隔板18延伸至滅弧板12的頂邊14的上方并與這些滅弧板重疊,以防止操作機構(gòu)76打開固定觸點72和可動觸點74時產(chǎn)生的電弧在沒有伸長的情況下到達滅弧板12的頂邊14,并使電弧在隔板18的下方通過。在中斷電弧期間,隔板18保護滅弧板頂邊14,并防止電弧擊穿滅弧板12。
為了減輕滅弧腔78內(nèi)的壓力而又不損壞斷路器66的殼體80或滅弧室2,滅弧室2的頂部8具有較大的不受限制的通風(fēng)開口10(圖1中最佳地示出)。自由地排出電弧氣體也促使電弧從可分離的觸點72、74向上運動到電弧滑動(running)元件(例如固定電弧滑道82和活動滅弧接點指狀延伸部84)上。電弧向滅弧室2的快速運動可將電弧盡可能快地分開,由此插入電壓并限制電流,從而減少由中斷造成的能量釋放、持續(xù)時間和損害。最后,將電離的電弧氣體快速排掉可以減少電介質(zhì)擊穿的發(fā)生,該擊穿可能由于剩余氣體而在中斷后的瞬間在打開的觸點72、74之間發(fā)生。
為了防止電弧到達滅弧板頂邊14,在各金屬滅弧板12之間安置絕緣分隔隔板18。金屬滅弧板12終止于模制頂部件24(圖15)下方較遠距離處,從而防止電流從金屬滅弧板12爬上模制頂部件24的表面而到達(另一)金屬滅弧板12。隔板18延伸至滅弧板12的頂部的上方,并與滅弧板12重疊一段適當?shù)木嚯x,以防止電弧在沒有伸長的情況下到達滅弧板的頂邊14,并使電弧在絕緣分隔隔板18的下方通過。隔板18的存在消除了電弧越過頂邊14、繞過一些滅弧板的情況,并大大減少了在沒有隔板18的情況下會出現(xiàn)的滅弧板彎曲的情況。
絕緣分隔隔板18通過將出口部的通風(fēng)開口10(圖1)分成始自金屬滅弧板12之間的各個通道,也促進了在所有滅弧板間隔內(nèi)的強烈的氣體流動和電弧運動。氣流和電弧在滅弧室2底部和頂部之間的這種均勻分布使滅弧室的體積、質(zhì)量和滅弧板12的數(shù)量得到最大限度的利用。這里所描述的布置允許使用較少的金屬滅弧板12,這些滅弧板被更有效地利用,并且在滅弧板之間具有較大的氣流間隙。
示例2盡管可以采用相對較厚的金屬滅弧板12以減少彎曲,但在兩個或更多滅弧板12朝向彼此彎曲的情況下,滅弧板之間的絕緣分隔隔板18會阻止它們接觸,從而保持有效的冷卻表面積和滅弧室2內(nèi)的分壓數(shù)目。
圖3示出與圖1中的滅弧室2有些類似的另一滅弧室86。滅弧室86包括第一支承部或側(cè)部88、第二支承部或側(cè)部90、出口部或頂部92、通風(fēng)開口94、包括一個具有消弧角99的頂部滅弧板98的多個基本平行的導(dǎo)電滅弧板96、以及多個絕緣分隔元件,例如隔板100。滅弧室86還包括一對析氣梳(gassing comb)102、104(圖13中最佳地示出)以及一對滅弧室氣體轉(zhuǎn)向楔106、108(圖6和14中最佳地示出)(例如,由適當?shù)慕^緣材料如聚酯、玻璃填充的聚酯、陶瓷填充的聚酯(例如Al2O3)、GPO3(紅玻璃聚酯)制成,但不限于此)。
圖4中最佳地示出,第一和第二側(cè)部88、90包括靠近頂部92的各個楔106、108。楔106、108(圖14)用于引導(dǎo)氣體或使氣體轉(zhuǎn)向以朝向頂部92的通風(fēng)開口94。楔106、108包括多個第一或上部凹槽110和多個相對的第二或下部凹槽112,該第一或上部凹槽110用于接合絕緣分隔隔板100(圖3)并被隔板保持在適當?shù)奈恢?,而該第二或下部凹?12用于接合滅弧板96并被滅弧板保持在適當?shù)奈恢谩?br>
析氣梳102、104也包括多個用于接合滅弧板96并被滅弧板保持在適當位置的狹槽或凹槽114(圖13中最佳地示出)。析氣梳102、104分別設(shè)置成至少基本在第一和第二側(cè)部88、90的底邊116、118(圖4)附近。如圖4所示,析氣梳102、104設(shè)置成與各底邊116、118平行。析氣梳102、104由合適的電弧析氣材料(例如,纖維素填充的三聚氰胺甲醛、尿素(CMF);適當?shù)慕^緣體;氫氧化鋁(ATH)填充的玻璃聚酯,但不限于此)制成,并且插入到滅弧接點(未示出)的任一側(cè)上,以增加滅弧接點處的壓力,從而在允許出現(xiàn)在主可動觸點(未示出)處的任何電弧進入滅弧腔(未示出)的同時,驅(qū)使所產(chǎn)生的電弧更快速地進入滅弧腔。這可使電弧冷卻。
圖3中的絕緣分隔隔板100與圖14中的楔106、108的凹槽110互鎖,這將阻止電弧從絕緣分隔隔板100的上方通過而繞過滅弧板96的路徑。使絕緣分隔隔板100與這些凹槽110互鎖還提供了附加的支承,該支承可防止滅弧板96成群坍塌或滅弧室86的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障。這為向上延伸進入滅弧室的通風(fēng)開口94的絕緣分隔隔板100提供了機械支承,從而可靠地防止越過絕緣分隔隔板100的頂部產(chǎn)生電弧。
圖5示出與圖1所示的滅弧室2有些類似的另一滅弧室120。滅弧室120包括第一支承部或側(cè)部122、第二支承部或側(cè)部124、出口部或頂部126、通風(fēng)開口128、包括一個具有消弧角133的頂部滅弧板132的多個基本平行的導(dǎo)電滅弧板130,以及多個絕緣分隔元件,例如隔板100(圖4中最佳地示出)。滅弧室120還包括單個滅弧室析氣“門柱”元件134。該元件134大體成U形,其中,第一支腳136基本沿第一支承部122的底邊138設(shè)置,第二支腳140基本沿第二支承部124的底邊142設(shè)置,并且基部144設(shè)置在第一和第二支腳136、140之間以及第一和第二支承部122、124之間?;?44靠近消弧角133。如針對支腳136和支承部122所示出的,支腳136、140包括與支承部122、124的開孔145A接合的凸出部145。
圖7示出適合與滅弧室2、86、120一起使用的電弧滑動滅弧板146。相鄰的成對滅弧板146(在圖7中,兩個滅弧板146中的一個用實線示出,另一個用虛線示出)中具有狹槽148,狹槽148的端部149指向第一和第二支承部(未示出)(例如圖1中的4、6)中相對的支承部。這有助于將電弧從圖7的左下部引到右上部。并且,電弧還被進一步拉伸越過一條垂直的(相對于圖7)直線(未示出)。對于成對滅弧板中的每對滅弧板而言,(其中的)每個滅弧板146在鄰近第一和第二支承部中的一個支承部的一側(cè)151具有第一寬度150,并且在鄰近第一和第二支承部中的另一個支承部的相對側(cè)153具有較小的第二寬度152。具有較小寬度152的側(cè)部153設(shè)置成靠近狹槽148的端部149。
示例3寬度150、152之間的差值可以是例如0.1英寸。這個差值提供了雙倍于前緣的板間距的間隙,因此如果在外部觸點臂上形成電弧,則該電弧更容易進入滅弧板12。較大的滅弧板間距對電弧運動的阻力比間距緊密的滅弧板小。否則,電弧可能在前緣處“停滯”,并在表面上行進。
圖9-12示出與圖8所示的模制頂部件24有些類似的其它模制的滅弧室頂部件154、156、158、160。這里,在各個模制頂部件154、156、158、160中具有多個通風(fēng)開口162、164、166、168,而不是圖8所示的單個通風(fēng)開口28。在這些示例中,滅弧板12的頂邊14(圖2)在通風(fēng)開口162、164、166、168的下方偏移第一距離170(圖2),而絕緣分隔元件18的頂邊20(圖1)在通風(fēng)開口162、164、166、168的下方偏移第二距離172(圖1),該第二距離172比第一距離170短。例如,絕緣分隔元件18的頂邊20(圖1)可與模制頂部件154、156、158、160的表面174(如虛線所示)接合或緊鄰該表面。
雖然已對本發(fā)明的特定實施例進行了詳細說明,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認識到,根據(jù)本公開的全面教導(dǎo),可對這些細節(jié)進行各種改變和變型。因此,所公開的具體設(shè)置僅是說明性的而不是對發(fā)明范圍的限制,本發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求書的全部內(nèi)容及其任何和所有等同物給出。
附圖標記列表2電路斷續(xù)器的滅弧室4第一支承部或側(cè)部6第二支承部或側(cè)部8出口部或頂部10 一個或多個通風(fēng)開口12 基本平行的導(dǎo)電滅弧板14 第一邊或頂邊
16相對的第二邊或底邊18絕緣分隔元件,例如隔板20第一邊或頂邊22相對的第二邊或底邊23頂部24模制頂部件26頂部框架28開口30模制凸緣32凹入?yún)^(qū)域34開口35開孔36成對的凸出部38成對的開孔40成對的緊固件42多個開孔44多個開孔46多個凸出部48多個凸出部50凸出部52凸出部54開孔56開孔58凸出部60凸出部62開孔63表面64開孔
65切口66斷路器68第一電源端子70第二電源端子72固定觸點74可動觸點76操作機構(gòu)78滅弧腔80殼體82固定電弧滑道84活動滅弧接點指狀延伸部86滅弧室88第一支承部或側(cè)部90第二支承部或側(cè)部92出口部或頂部94通風(fēng)開口96多個基本平行的導(dǎo)電滅弧板98頂部滅弧板99消弧角100 多個絕緣分隔元件,例如隔板102 析氣梳104 析氣梳106 滅弧室氣體轉(zhuǎn)向楔108 滅弧室氣體轉(zhuǎn)向楔110 第一或上部凹槽112 相對的第二或下部凹槽114 狹槽或凹槽116 底邊
118底邊120滅弧室122第一支承部或側(cè)部124第二支承部或側(cè)部126出口部或頂部128通風(fēng)開口130多個基本平行的導(dǎo)電滅弧板132頂部滅弧板133消弧角134單個滅弧室析氣“門柱”元件136第一支腳138底邊140第二支腳142底邊144基部145凸出部145A 開孔146電弧滑道滅弧板148狹槽149端部150第一寬度151一側(cè)152較小的第二寬度153相對側(cè)154模制的滅弧室頂部件156模制的滅弧室頂部件158模制的滅弧室頂部件160模制的滅弧室頂部件
162多個通風(fēng)開口164多個通風(fēng)開口166多個通風(fēng)開口168多個通風(fēng)開口170第一距離172較小的第二距離174表面。
權(quán)利要求
1.一種電路斷續(xù)器的滅弧室(2;86;120),包括第一支承部(4);第二支承部(6);由所述第一和第二支承部支承的出口部(8),所述出口部具有至少一個開口(10);由所述第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板(12),所述滅弧板具有從所述出口部偏移的第一邊(14)和遠離所述出口部的相對的第二邊(16);以及設(shè)置在所述滅弧板之間的多個絕緣分隔元件(18),所述絕緣分隔元件具有緊鄰所述出口部的第一邊(20)以及遠離所述出口部的相對的第二邊(22),其中,所述絕緣分隔元件的第二邊越過所述滅弧板的第一邊并朝向所述滅弧板的第二邊延伸,以及所述絕緣分隔元件的第一邊越過所述滅弧板的第一邊并遠離所述滅弧板的第二邊延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(2),其特征在于,所述第一和第二支承部是第一和第二側(cè)部;所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述滅弧板和所述絕緣分隔元件基本垂直于所述頂部以及所述第一和第二側(cè)部;所述至少一個開口是一個開口(10);所述滅弧板的頂邊偏移到所述頂部的所述一個開口的下方;并且所述絕緣分隔元件的頂邊位于所述頂部的所述一個開口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(2),其特征在于,所述第一和第二支承部是第一和第二側(cè)部;所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述滅弧板和所述絕緣分隔元件基本垂直于所述頂部以及所述第一和第二側(cè)部;所述至少一個開口是多個開口(162;164;166;168);所述滅弧板的頂邊在所述頂部的所述開口的下方偏移第一距離(170);并且所述絕緣分隔元件的頂邊在所述開口的下方偏移第二距離(172),該第二距離比所述第一距離短。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(2),其特征在于,每個所述絕緣分隔元件設(shè)置在相鄰的一對所述滅弧板之間,并且與該對滅弧板分隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(2),其特征在于,所述出口部的所述至少一個開口是第一開口(10);所述出口部包括模制頂部件(24)和頂部框架(26),所述模制頂部件具有與所述出口部的第一開口相對應(yīng)的第二開口(28)、圍繞所述模制頂部件的第二開口的模制凸緣(30)以及凹入?yún)^(qū)域(32),所述頂部框架具有與所述出口部的第一開口相對應(yīng)且比所述第二開口大的第三開口(34),所述頂部框架安放在所述模制頂部件的凹入?yún)^(qū)域中,所述模制頂部件的模制凸緣與所述第三開口相鄰接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滅弧室(2),其特征在于,所述模制頂部件由絕緣材料制成;所述頂部框架具有導(dǎo)電性并鍍有不導(dǎo)電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滅弧室(2),其特征在于,所述模制頂部件還包括一對凸出部(36);所述頂部框架還包括一對用于接納所述凸出部的開孔(38),以及一對用于接合并保持所述凸出部的緊固件(40)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(2),其特征在于,所述第一和第二支承部包括多個開孔(42,44);所述滅弧板包括多個在該開孔處與所述第一和第二支承部接合的凸出部(46,48)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅弧室(86),其特征在于,每個所述第一和第二支承部包括緊鄰所述出口部的楔形部(106,108),所述楔形部用于引導(dǎo)氣體或使氣體轉(zhuǎn)向以朝向所述出口部的所述至少一個開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滅弧室(86),其特征在于,所述楔形部由絕緣材料制成,并包括多個用于與絕緣分隔元件接合的第一凹槽(110)以及多個用于與所述滅弧板接合的相對的第二凹槽(112)。
11.一種用于電路斷續(xù)器的滅弧室(86;120),所述滅弧室包括第一支承部(4);第二支承部(6);由所述第一和第二支承部支承的出口部(8),所述出口部具有至少一個開口(10);由所述第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板(12),所述滅弧板具有從所述出口部偏移的第一邊(14)以及遠離所述出口部的相對的第二邊(16);設(shè)置在所述滅弧板之間的多個絕緣分隔元件(18),所述絕緣分隔元件具有緊鄰所述出口部的第一邊(20)以及遠離所述出口部的相對的第二邊(22);以及至少一個析氣元件(102;104;134),其中,所述絕緣分隔元件的第二邊越過所述滅弧板的第一邊并朝向所述滅弧板的第二邊延伸,所述絕緣分隔元件的第一邊越過所述滅弧板的第一邊并遠離所述滅弧板的第二邊延伸,所述第一和第二支承部具有遠離所述出口部的邊緣(116,118;138,140),以及所述至少一個析氣元件設(shè)置成至少基本在所述第一和第二支承部的該邊緣附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅弧室(120),其特征在于,所述至少一個析氣元件是總體為U形的單個析氣元件(134),該析氣元件具有基本沿所述第一支承部的邊緣(138)設(shè)置的第一支腳(136)、基本沿所述第二支承部的邊緣(142)設(shè)置的第二支腳(140),以及設(shè)置在所述第一和第二支腳之間并在所述第一和第二支承部之間的基部(144)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滅弧室(120),其特征在于,其中一個所述滅弧板(132)包括消弧角(133);所述基部緊鄰所述消弧角。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅弧室(86),其特征在于,所述至少一個析氣元件包括設(shè)置成與所述第一支承部的邊(116)平行的第一析氣元件(102),以及設(shè)置成與所述第二支承部的邊(118)平行的第二析氣元件(104)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的滅弧室(86),其特征在于,所述第一和第二析氣元件分別與所述第一和第二支承部平行,并包括多個用于接納所述滅弧板的狹槽(114)。
16.一種斷路器(66),包括第一電源端子(68);第二電源端子(70);與第二電源端子電連接的固定觸點(72);與第一電源端子電連接的可動觸點(74);用于打開和閉合所述固定觸點和所述可動觸點的操作機構(gòu)(76);以及滅弧室(2),包括第一支承部(4),第二支承部(6),由所述第一和第二支承部支承的出口部(8),所述出口部具有至少一個開口(10),由所述第一和第二支承部支承的多個導(dǎo)電滅弧板(12),所述滅弧板具有從所述出口部偏移的第一邊(14)和遠離所述出口部的相對的第二邊(16),以及設(shè)置在所述滅弧板之間的多個絕緣分隔元件(18),所述絕緣分隔元件具有緊鄰所述出口部的第一邊(20)以及遠離所述出口部的相對的第二邊(22),其中,所述絕緣分隔元件的第二邊越過所述滅弧板的第一邊并朝向所述滅弧板的第二邊延伸,所述絕緣分隔元件的第一邊越過所述滅弧板的第一邊并遠離所述滅弧板的第二邊延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述至少一個開口是單個通風(fēng)開口(10)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的斷路器(66),其特征在于,所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件具有帶頂邊(20)的頂部(23),所述頂部向上延伸進入所述單個通風(fēng)開口,以防止電弧越過所述絕緣分隔元件的頂邊。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述至少一個開口是多個通風(fēng)開口(162;164;166;168)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,相鄰的成對的所述滅弧板中具有狹槽(148),該狹槽的端部(149)指向所述第一和第二支承部中相對的支承部;并且對于所述成對滅弧板中的每一對,每個所述滅弧板在與所述第一和第二支承部中的一個相鄰的第一側(cè)(151)上具有第一寬度(150),并且在與所述第一和第二支承部中的另一個相鄰的第二側(cè)(153)上具有較小的第二寬度(152),具有較小寬度的第二側(cè)靠近所述狹槽的端部設(shè)置。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件延伸到所述滅弧板的頂邊上方并與所述滅弧板重疊,以防止在所述操作機構(gòu)打開所述固定觸點和所述可動觸點時產(chǎn)生的電弧在沒有伸長的情況下到達所述滅弧板的頂邊,并使所述電弧在所述絕緣分隔元件的下方通過。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;每個所述絕緣分隔元件設(shè)置在一對相鄰的所述滅弧板之間,并與該對滅弧板分隔開,以便在中斷所述操作機構(gòu)打開所述固定觸點和所述可動觸點時產(chǎn)生的電弧期間,保護所述滅弧板的頂邊,并防止電弧擊穿所述滅弧板。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述頂部的所述至少一個開口是第一開口(10);所述頂部包括模制頂部件(24)和頂部框架(26),所述模制頂部件具有與所述頂部的第一開口相對應(yīng)的第二開口(28)、圍繞所述模制頂部件的第二開口的模制凸緣(30)以及凹入?yún)^(qū)域(32),所述頂部框架具有與所述頂部的第一開口相對應(yīng)且比所述第二開口大的第三開口(34),所述頂部框架安放在所述模制頂部件的凹入?yún)^(qū)域內(nèi),所述模制頂部件的模制凸緣與所述第三開口相鄰接。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的斷路器(66),其特征在于,所述模制頂部件由絕緣材料制成;所述頂部框架是導(dǎo)電性的并鍍有不導(dǎo)電材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的斷路器(66),其特征在于,所述出口部是頂部;所述滅弧板的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;所述絕緣分隔元件的第一和第二邊分別是頂邊和底邊;每個所述絕緣分隔元件設(shè)置在一對相鄰的所述滅弧板之間,并與該對滅弧板分隔開;所述頂部包括模制頂部件(24),該模制頂部件具有帶有多個凹槽(65)的底面;并且每個所述絕緣分隔元件(18)包括與所述模制頂部件(24)的底面的對應(yīng)的一個所述凹槽(65)互鎖的頂面(63)。
全文摘要
本發(fā)明公開了滅弧室以及使用該滅弧室的電路斷續(xù)器。電路斷續(xù)器的滅弧室(2;86;120)包括第一和第二支承部(4,6)、由該支承部支承的出口部(8)和多個由該支承部支承的滅弧板(12)。出口部具有一個或多個通風(fēng)開口(10)。滅弧板具有從出口部偏移的第一邊(14)和遠離出口部的相對的第二邊(16)。在滅弧板之間設(shè)有多個絕緣分隔元件(18)。這些元件具有緊鄰出口部的第一邊(20)和遠離出口部的相對的第二邊(22)。這些元件的第二邊越過滅弧板的第一邊并朝向滅弧板的第二邊延伸。分隔元件的第一邊越過滅弧板的第一邊并遠離滅弧板的第二邊延伸。
文檔編號H01H33/08GK1801418SQ20051013737
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者J·J·謝伊, P·R·拉庫斯, T·C·彭德里克, F·J·馬錢德, G·C·西森 申請人:伊頓公司