[發(fā)明專利]提供與電路中斷器協(xié)調(diào)的斷開的電氣開關(guān)設(shè)備及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010253469.8
• 申請(qǐng)日: 2010-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN101924345A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·M·凱利斯;L·B·法爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊頓公司
• 主分類號(hào): H02H3/093
• 分類號(hào): H02H3/093;H02H7/085
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光;郭曉華

技術(shù)領(lǐng)域

所公開構(gòu)思一般涉及電氣開關(guān)設(shè)備，特別涉及接觸器。所公開構(gòu)思還涉及操作電氣開關(guān)設(shè)備的方法。

背景技術(shù)

接觸器用于例如但不限于啟動(dòng)器應(yīng)用場(chǎng)合，以便開啟/關(guān)閉負(fù)載以及保護(hù)例如電動(dòng)機(jī)或其他電氣裝置等負(fù)載免受電流過(guò)載影響。接觸器用作電氣開關(guān)設(shè)備，并具有固定觸點(diǎn)以及可動(dòng)觸點(diǎn)，其在閉合時(shí)傳導(dǎo)電力。

例如，三極低壓接觸器具有三個(gè)接觸組件，每個(gè)接觸組件用于三相電氣裝置的一相或一極。例如，每個(gè)接觸組件可包含一對(duì)靜觸點(diǎn)和可動(dòng)觸點(diǎn)。一個(gè)靜觸點(diǎn)是線路側(cè)觸點(diǎn)，另一個(gè)靜觸點(diǎn)是負(fù)載側(cè)觸點(diǎn)。可動(dòng)觸點(diǎn)由包含銜鐵和磁體組件的致動(dòng)組件控制，致動(dòng)組件由線圈激勵(lì)，從而移動(dòng)可動(dòng)觸點(diǎn)以在靜觸點(diǎn)之間形成橋接。在可動(dòng)觸點(diǎn)與兩個(gè)靜觸點(diǎn)都接合時(shí)，允許電流從電源或線路流到負(fù)載或電氣裝置。在可動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分離時(shí)形成開路，線路和負(fù)載彼此電氣隔離。

通常使用一個(gè)線圈來(lái)操作所有三個(gè)接觸組件的共用支架(carrier)。因此，低壓接觸器被構(gòu)建為，每當(dāng)在三相輸入的任意一極或一相中收到故障狀態(tài)或開關(guān)斷開指令時(shí)，接觸器的所有接觸組件一致斷開。簡(jiǎn)單地，接觸組件作為一個(gè)組受到控制，而不是被單獨(dú)控制。

中壓接觸器通常包含氣隙、絕緣氣體和真空幾種。例如，真空接觸器在真空中斷開電弧。

例如，單相真空接觸器包含：真空容器，具有在其中保持的合適的高度排空真空；操作機(jī)構(gòu)；交流(AC)電力線路端子和負(fù)載端子。例如，固定觸點(diǎn)和可動(dòng)觸點(diǎn)被容納在真空容器內(nèi)，并且分別電氣連接到線路端子和?可動(dòng)容器柄(bottle?stem)。接觸器的負(fù)載端子通過(guò)分路器(shunt)電氣連接到從容器突出的容器柄。容器柄遠(yuǎn)離容器的移動(dòng)使可動(dòng)觸點(diǎn)遠(yuǎn)離固定觸點(diǎn)移動(dòng)，由此以開路位置將觸點(diǎn)分開。例如，操作機(jī)構(gòu)包含可繞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的T形橫桿和具有銜鐵的線圈，銜鐵響應(yīng)于線圈并附著到橫桿，從而使橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)。T形橫桿具有彈性伸縮臂和樞軸板臂(pivot?plate?arm)。

包含多極的中壓或真空接觸器的例子在美國(guó)專利5,559,426、4,559,511、4,544,817、4,504,808、4,485,366、4,479,042和4,247,745中公開。

已知的接觸器使用固定的斷開時(shí)間，其與主啟動(dòng)器電力熔斷器一致，以便確保接觸器不會(huì)中斷比其中斷額定值高的故障。例如，典型的接觸器的斷開時(shí)間為大約8個(gè)線路周期或大約130毫秒的數(shù)量級(jí)。即使故障電流低于接觸器的中斷額定值，接觸器等待這么長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)斷開。

作為另一實(shí)例，由不同制造商制造的一些已知接觸器具有4400安培與8500安培之間的中斷能力，并使用2和20線路周期之間的固定的或預(yù)定的釋放時(shí)間(drop?out?time)。

例如接觸器等的電氣開關(guān)設(shè)備具有改進(jìn)的空間。

操作電氣開關(guān)設(shè)備的方法也具有改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容

所公開構(gòu)思的實(shí)施例滿足了這些以及其他需要，實(shí)施例提供了一種電氣開關(guān)設(shè)備，例如接觸器，其基于流過(guò)接觸器的故障電流來(lái)決定或是做出響應(yīng)地?cái)嚅_可分離觸點(diǎn)(例如立即或盡可能快地)或是將可分離觸點(diǎn)保持為閉合并等待另一電路中斷器(例如而不限于熔斷器)來(lái)清除故障。在故障電流小于接觸器中斷額定值時(shí)接觸器清除故障的縮短的時(shí)間使得對(duì)其他系統(tǒng)部件(例如而不限于電力電纜、電動(dòng)機(jī))的損壞減少。這種較短的故障清除時(shí)間還為與上游(upstream)設(shè)備的協(xié)調(diào)提供了更大的裕量。

根據(jù)所公開構(gòu)思的一個(gè)方面，電氣開關(guān)設(shè)備具有中斷額定值，并包含：數(shù)個(gè)可分離觸點(diǎn)；操作機(jī)構(gòu)，其被構(gòu)造成斷開以及閉合可分離觸點(diǎn)；數(shù)個(gè)?傳感器，其被構(gòu)造成至少檢測(cè)流過(guò)可分離觸點(diǎn)的電流；處理器，其被構(gòu)造成與操作機(jī)構(gòu)配合以斷開以及閉合可分離觸點(diǎn)，根據(jù)檢測(cè)到的流過(guò)可分離觸點(diǎn)的電流來(lái)確定故障，其中，處理器還被構(gòu)造成，如果檢測(cè)到的與故障相關(guān)聯(lián)的電流小于中斷額定值，則做出響應(yīng)地?cái)嚅_可分離觸點(diǎn)，且其中，如果檢測(cè)到的與故障相關(guān)聯(lián)的電流大于中斷額定值，則將可分離觸點(diǎn)保持為閉合，并等待另一個(gè)電路中斷器來(lái)中斷故障。

操作機(jī)構(gòu)可包含控制電路和線圈，處理器和控制電路可被構(gòu)造成導(dǎo)致線圈的反電動(dòng)勢(shì)的即時(shí)損耗(depletion)，從而縮短可分離觸點(diǎn)的斷開時(shí)間。

所述數(shù)個(gè)傳感器可以是數(shù)個(gè)被構(gòu)造成檢測(cè)與可分離觸點(diǎn)可操作地相關(guān)聯(lián)的電壓的電壓傳感器和數(shù)個(gè)被構(gòu)造成檢測(cè)流過(guò)可分離觸點(diǎn)的電流的電流傳感器，電氣開關(guān)設(shè)備可以是用于電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，處理器還可以構(gòu)造成，在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)于啟動(dòng)過(guò)程中的數(shù)個(gè)線路周期，從電流傳感器和電壓傳感器輸入線路電壓和線路電流。

處理器還可被構(gòu)造成計(jì)算：