[發明專利]具有電接頭的電氣設備

有效

• 申請號: 200910178880.0
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101714715A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 奧利弗·哈林
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01R13/193
• 分類號: H01R13/193
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李慧

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的具有電接頭的電 氣設備。這樣一種電氣設備尤其可以理解為斷路器。

背景技術

用于電氣設備的接頭的一個特別簡單的實施例是插頭接點，其 中，在設備側的連接觸頭與連接在其上的插頭之間僅存在力配合。 該插頭接點的一個優點在于，電連接可以通過將插頭簡單地插入連 接觸頭來建立或者通過將插頭從連接觸頭拔出而重新解除。該插頭 接點的一種形式是所謂的叉形觸頭或者說豎琴式觸頭。

在圖1中以透視圖示意性地示出了這樣一種根據現有技術的叉 形觸頭的例子。在叉形觸頭中，接點的一側、優選為設備側的接點， 由兩個彼此隔開設置的接觸弓10、12構成。在這兩個連接弓 (Anschlussbuegel)10、12之間，為了建立與另一個設備的電接觸， 可以插入另外的設備的所謂的刀式觸頭14。為了使得將刀式觸頭 14插入到兩個接觸弓10、12之間變得容易，可以在兩個接觸弓10、 12的接觸區域16上設置特別的設計。接觸弓10、12在圖1所示的 例子里在未示出的電氣設備上同樣固定在接觸臂18上。由電氣設 備所輸出的總電流G經過接觸臂18流向叉形觸頭，該總電流在那 里分配到兩個接觸弓10、12上并因此形成了兩個平行走向的電流 路徑，并到達接觸區域16。在接觸區域16上，這兩個分電流轉入 刀式觸頭14，從而在刀式觸頭14中又產生了總電流G，該總電流 隨后在刀式觸頭14中被引出。

在圖1中僅僅局部地示出了接觸臂18以及刀式觸頭14，因此 既不能看到總電流G的電源也不能看到總電流的匯點。

總電流G從接觸臂18到刀式觸頭14的傳輸應該盡可能無損耗 地進行。特別是在短路的情況下，如果通過叉形觸頭所傳輸的總電 流G以至所傳輸的電功率也都處于允許的范圍，那么具有重要意義 的是，由該電功率所傳輸的功率作為損耗功率在叉形觸頭中所轉化 的部分這樣地小，從而在短路的情況下，叉形觸頭不會因為加熱而 損壞。在此特別地，兩個接觸弓10、12的接觸區域16的接觸面與 刀式觸頭14一起傾斜，由此，基于接觸區域16的表面的不平坦性， 該接觸區域并不完全抵靠在刀式觸頭上，而是僅僅部分區域允許總 電流G從接觸弓10、12傳輸到刀式觸頭14上。在這種電流收縮位 置(Strom-Engstelle)上，總電流穿過一個相對較小的截面圖，因 此在該位置上導致了基于電損耗的加熱。

此外，在接觸收縮位置上出現力F、F′，該力將接觸弓10、12 的接觸區域16從刀式觸頭14推離。這種力稱為電流收縮力或梁力 (Holmkraft)并在電流通路的斷面收縮部上產生。電流收縮力是洛 倫茲力，該力在電流通路的斷面收縮部兩側上基于相反走向的電流 而形成。如果由于電流收縮力F、F′而導致接觸區域16從刀式觸頭 14移開，則電流傳遞區域進一步收縮。由此，電流收縮力F、F′進 一步增大，并且導致了兩個接觸弓10、12中的一個首先被移開。 由于總電流G現在完全由仍然抵靠著的接觸弓來引導，電流收縮力 F、F′在該接觸弓的接觸區域16上再次增強，并且剩下的接觸弓10、 12也從刀式觸頭14上脫開。隨后導致了電弧的形成、叉形觸頭的 加熱以及(在最壞的情況下)接觸區域16與刀式觸頭14熔接在一 起，也就是說叉形觸頭的損壞。

由于每一個接觸弓10、12的接觸區域16上的電流收縮區域設 計得不同，在刀式觸頭14分別與一個接觸弓10、12之間形成了不 同的接觸電阻，以致于總電流G并不均勻地分布到兩個接觸弓10、 12上，而是有可能由兩個接觸弓10、12中的一個來引導更大的電 流。由測試已知了，在極端情況下會導致接觸弓10、12中的一個 接收了高達總電流G的80％，而在第二接觸弓10、12中僅流過總 電流G的剩下的20％。相應地，更大的電流收縮力F、F′立即作用 于具有更高的電流部分的接觸弓10、12。由此，通過不均勻的電流 分配促成了上面所述的首先一個接觸弓的脫開的過程以及接下來 帶有所描述的破壞性的后果的剩下的接觸弓的脫開。