[發明專利]用于雙向直流的電弧室

有效

• 申請號: 201480011464.0
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN105027246B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: X·周;R·P·馬蘭奧斯科;K·J·麥卡錫;D·E·利特爾
• 申請（專利權）人: 伊頓公司
• 主分類號: H01H9/34
• 分類號: H01H9/34;H01H9/44;H01H9/36;H01H9/46
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 秘鳳華,吳鵬

對相關申請的交叉引用

本申請要求在2013年3月13日提交的美國專利申請序列號No.13/798,222的優先權并且主張其權益，該申請通過引用并入本文中。

技術領域

所公開的概念總體上涉及電氣開關設備，更具體地涉及直流電氣開關設備，例如直流斷路器。所公開的概念還涉及一種直流電弧室，該直流電弧室包括具有布置在固定觸頭下方的下表面的磁性構件。

背景技術

可以將使用暴露在空氣中的可分離觸頭的電氣開關設備構造成打開載有可察覺電流的電源線路。這些電氣開關設備例如斷路器通常在觸頭分離時發生電弧放電，并且一般結合有電弧室例如電弧室組件，以幫助熄滅電弧。這樣的電弧室組件通常包括多個導電板，所述導電板通過電絕緣殼體圍繞可分離觸頭保持彼此隔開。電弧傳遞至電弧板，在該電弧板上電弧被拉伸并冷卻直至熄滅。

已知的模殼斷路器(MCCB)不是針對在直流(DC)應用中的使用特別設計的。當已知的交流(AC)MCCB被嘗試用于DC應用中時，將多個電極以串聯的方式電連接，以便基于期望的系統DC電壓和系統DC電流來達到所要求的中斷或切換性能。

在DC電流中斷/切換中——尤其是在比較低的DC電流下——的一個挑戰是：將電弧驅趕至消弧室。已知的DC電氣開關設備使用永磁體來驅趕電弧至分弧板內。在已知的DC電氣開關設備中與這種永磁體有關的已知問題包括：DC電氣開關設備的單向操作，以及必須使用兩個單獨的電弧室來提供雙向操作，這兩個電弧室中的每一個都包括多個電弧板和一組觸頭。這些問題使得在不顯著增加尺寸和成本的情況下非常難以針對常規DC單極MCCB實施永磁體設計。

可使用具有永磁體設置和單斷操作的電氣開關設備來實現雙向DC切換和中斷。例如，沿單個電弧室的兩側使用的兩個永磁體板包括單獨一組多個電弧板和一個永磁體或鐵磁性中央屏障以提供雙電弧室結構。得到的磁場驅趕電弧至雙電弧室結構的一側并且根據DC電流的方向相應地分割電弧。

這樣的單個直流電弧室包括：鐵磁基部，該鐵磁基部具有第一端部和相對的第二端部；從該鐵磁基部的第一端部設置出的第一鐵磁側構件；從該鐵磁基部的相對的第二端部設置出的第二鐵磁側構件；從該鐵磁基部設置出并處于第一和第二鐵磁側構件之間的第三鐵磁構件；具有第一磁極的第一永磁體，該第一永磁體布置在第一鐵磁側構件上并且面對第三鐵磁構件；以及具有該第一磁極的第二永磁體，該第二永磁體布置在第二鐵磁側構件上并且面對第三鐵磁構件。

這樣的電弧室依然可以改進。即，當在觸頭分離期間形成的電弧從觸頭移動至電弧板時，電弧會沖擊在布置于觸頭的任一側的用于磁性構件的殼體上。此外，電弧會經歷邊緣效應，這種邊緣效應會阻礙電弧的傳播。即，如果永磁體的下緣處于固定觸頭表面位置處或其附近，則由接近固定觸頭區域的永磁體生成的磁場要么顯著減弱，要么反轉其方向。該反轉方向的磁場將沿反方向驅趕電弧離開消弧室。永磁體邊緣附近的磁場的減弱或方向反轉被稱為邊緣效應(fringing effect)。

因此，需要一種構造成控制電弧的行進路徑的改進的電弧室。還需要與已有的斷路器殼體兼容的這樣的電弧室。

發明內容

這些需求以及其它需求通過所公開并要求保護的概念的至少一個實施例滿足，其提供了一種電弧室，其中，布置在可分離觸頭的任一側的磁性構件具有位于固定觸頭的上表面下方的下表面。在此構型中，消除了會阻礙電弧傳播的邊緣效應。此外，所公開并要求保護的概念的至少一個實施例提供了一種電弧室，其中，在可分離觸頭與電弧板之間布置有電弧流道，即附加的導電構件。該電弧流道比可分離的觸頭寬。這提供了用于電弧從觸頭移動至電弧流道并允許電弧與電弧板接合的更大表面。

所公開的概念依賴于所提及的元件的構型，即，所提及的元件的尺寸、形狀和位置，來解決述及的問題。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，可從下文對優選實施例的描述充分理解所公開并要求保護的概念，在附圖中：

圖1是斷路器的側視截面圖。

圖2是斷路器的等軸測分解仰視圖。

圖3是斷路器的等軸測俯視圖。

圖4是固定觸頭組件的等軸測分解圖。

圖5是下部支承組件的等軸測詳圖。

圖6是固定觸頭組件的端視圖。

圖7是固定觸頭組件的等軸測局部視圖。

圖8是固定觸頭組件的側視圖。

具體實施方式