具有增强的电弧吹动效应的低压电接触系统技术方案

一种电接触系统，具有第一和第二接触件(1、5)，接触件各自具有接触面(4、8)。第一电接触件(1)具有介孔结构电接触部分(14)，介孔结构电接触部分(14)具有多个槽(15)和在多个槽(16)中的相邻的槽(16)之间形成的脊(16)。这些槽(15)和脊(16)沿横向于所述开关平面(X‑Z)延伸的方向延伸，形成多个电流路径(16)。电流路径(16)相对于第一接触面(4)而以测得小于60度的第一角(17)倾斜，使得在使第一接触面(4)升离第二接触面(8)之后，流过介孔结构电接触部分(14)，且流过在第一接触面(4)和第二接触面(8)之间延伸的电弧(11)的中断电流(12)将所述电弧(11)沿所述第一角(17)的顶点的方向从第一位置(18)推动至第二位置(19)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的电弧吹动效应的低压电接触系统
本专利技术属于例如低压或中压电路开关设备(诸如，马达断路器或马达起动器/接触器)的领域。
技术介绍
在大部分低压断路器中，在断路器的闭合状态下，固定式电接触件和可移动式电接触件的接触件对彼此触碰。如果要中断通过断路器的电路径，则可移动式电接触件相对于固定式接触件而沿着移动路径移动，使得在固定式电接触件与可移动式电接触件之间，形成电弧。在中断过程的初始阶段，电弧的足点为点状，且为相当固定的。为了熄灭电弧，能够采用若干方法。大部分方法的共同点在于，沿着与固定式电接触件和可移动式电接触件电连接的一组导电轨朝向一组分流板而驱动电弧，在该组分流板处，电弧最终被中断。第一方法在于，经由增压空气流而将电弧朝向分流板驱动。第二方法在于，使电弧暴露于磁场(例如，来自永磁体)。采用所述磁体，以便将电弧推离固定式电接触件和可移动式电接触件而推向该组分流板。第三方法在于，设计标称导体路径以及固定式电接触件和可移动式电接触件，使得流过导体路径的电流的自然磁场将其功率施加于电弧上，使得将电弧远推离固定式电接触件和可移动式电接触件而推向该组分流板。在图1中，显示第三方法的代表的中断部分的特写。图1中所图示的该电接触系统包括第一电接触件1和第二电接触件3，其中，在电接触系统的断开状态下，第一电接触件1显示为上部接触件，第二电接触件3显示为下部接触件。第一电接触件1具有第一接触件载体2，其中，第一接触件载体2与第一接触片3导电连接，第一接触片3具有第一接触面4。同样地，第二电接触件5具有第二接触件载体6，其中，第二接触件载体6与第二接触片7导电连接，第二接触片7具有第二接触面8。第一电接触件1和第二电接触件5可沿着在开关平面X-Z上延伸的开关路径相对于彼此而移动。开关路径能够为线状或弓状的。在电接触系统的闭合状态下，第一接触面4和第二接触面8彼此触碰。在电接触系统的断开状态下，第一接触面4相对于第二接触面8移位绝缘距离9，使得在第一接触件与第二接触件之间实现期望的中断和安全的电绝缘。第一接触面4和第二接触面8在虚拟平面X-Z的方向上相对于所述开关平面X-Z横向地(即，垂直地)延伸。一旦该电接触系统断开，就在第一接触面4与第二接触面8之间，逐步形成电弧11。由于当在平面X-Z上观察时，标称电流路径和中断电流路径以环路穿过第一电接触件1和第二电接触件5，因而中断电流12的自然磁场将电弧11从左向右推动。换句话说，中断电流12的自然磁场对电弧11施加压力或力13。第三方法可能遭受如下的问题：流过导体路径的电流的自然磁场对电路径仅施加很少的功率，使得在朝向该组分流板移动之前，电弧可能在固定式电接触件与可移动式电接触件之间停留太久，如果电弧会朝向该组分流板移动的话。
技术实现思路
将通过本专利技术而解决的目标在于，在第三方法中，将电弧更快地且更可靠地移离电接触件的接触尖端，以实现灭弧。由于引导电弧的电接触件的接触尖端的特定的几何结构使得电弧被迫相对于电接触件的接触尖端的接触面而以锐角流动，而解决该目标。结果，一将电接触件断开，就实现作用于弧上的更高得多的磁驱动力。电弧从实际的电接触件更快地移开这一方案是有利的，因为，能够缩短弧与接触件的相互作用的时间。弧与接触件的相互作用的时间越短，接触件侵蚀就越小。在下文中，术语‘低压’被理解为小于1000伏，然而，术语‘中压’被理解为多于1000V，但小于大约72kV。在最基本实施例中，电接触系统包括具有第一接触面的第一电接触件和具有第二接触面的第二电接触件。第一电接触件和第二电接触件可沿着在开关平面上延伸的开关路径相对于彼此而移动，使得在电接触系统的闭合状态下，第一接触面和第二接触面彼此触碰。该术语将被理解为不仅包括仅第一电接触件可相对于固定式第二电接触件而移动的电接触系统的实施例，而且还包括仅第二电接触件可相对于第一固定式电接触件而移动的实施例，而且还包括第一电接触件和第二电接触件两者都可相对于彼此而移动的实施例。在电接触系统的断开状态下，第一接触面相对于第二接触面移位绝缘距离。第一接触面和第二接触面横向于所述开关平面延伸。第一电接触件和第二电接触件中的至少一个包括介孔结构(mesostructured)电接触部分，介孔结构电接触部分具有多个槽和在多个槽的相邻的槽之间形成的脊。多个槽和脊沿横向于所述开关平面延伸的方向延伸，x形成穿过介孔结构电接触部分的多个电流路径。取决于实施例，术语槽不应当限于在接触面处开口的槽，而是还应当包括如下的实施例：当在开关平面(X-Z)上观察时，槽终止于接触面下方的某处，使得槽由导电材料界定。换句话说，当在开关平面(X-Z)上观察时，槽不需要排入其专用的接触面中，而是能够具有封闭的横截面。此外，术语脊不应当限于具有延伸至接触面的销或指状物的形状的脊，而是还包括当在开关平面(X-Z)上观察时，终止于接触面下方的某处的脊。术语‘介孔结构电接触部分’被理解为多孔复合材料，该多孔复合材料包括具有50微米与2毫米之间的尺寸的多个如脊那样的导电部分，采用这些导电部分来形成电流路径和多个槽，这些槽形成针对电流流动的屏障，因为，这些槽防止标称电流和中断电流自由地流过电接触系统的特定区域。子术语‘介孔’指出，电接触部分的结构处于仅能够通过使用显微镜而检测的典型的微型结构与可用肉眼看到成分的典型的大型结构之间。在这种情况下，介孔结构电接触部分是包括两个子结构的超结构。第一子结构由多个槽形成。由于槽具有大约50微米至大约0.5毫米的范围内的平均槽宽，因而如果槽宽处于该范围的低端，则槽本身能够形成微型结构。第二子结构由微型结构形成，该微型结构包括电流传导部分，例如，具有大小为大约50微米的金属氧化物颗粒的银。因此，介孔结构电接触部分是基本上理想的电流路径和基本上电绝缘的部分的专门设计的混合部分，其布置成集群，使得在介孔结构电接触部分及其接近的区内，将中断电流沿预选且优选(即，预先设计)的方向导引且引导。如稍后将解释的，槽不一定依然空着。使多个电流路径相应地(即，如果第二接触件具有介孔结构电接触部分，则同样如此)相对于第一接触面和第二接触面而以测得小于60度的第一角倾斜，使得在使第一接触面升离第二接触面之后，相应地(即，如果第二接触件具有介孔结构电接触部分，则同样如此)流过介孔结构电接触部分和在第一接触面与第二接触面之间延伸的电弧的中断电流将所述电弧沿所述第一角的顶点的方向从第一位置推动至第二位置。如果对电弧的磁压将甚至更大，则推荐将第一角选择为小于45度。在特别地有助于生产的实施例中，在第一电接触件和第二电接触件中的至少一个电接触件中，多个电流路径彼此平行地延伸。换句话说，以某一图案生成多个槽，例如在适用的情况下，经由激光切割，在第一接触面和第二电接触件中切出槽。该图案不需要为均匀的，因为，例如，可以被证明为有利的是，在边缘部分中，偏离该图案。由于有助于生产，因而如下的设计被证明为有利的：多个槽各自具有在开关平面上延伸的条形横截面，其中，该条形横截面的长轴各自沿电流路径的方向延伸。请注意到，术语‘条形’不应当被理解为仅限于矩形形状。相反，大体上细长的开口的变型应当同样地在该横截面上包括长方形或椭圆形的形状。此外，例如，在经由激光切割而制造槽的实施例中，可实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，包括：具有第一接触面(4)的第一电接触件(1)和具有第二接触面(8)的第二电接触件(5)；其中，所述第一电接触件(1)和所述第二电接触件(5)可沿着在开关平面(X‑Z)上延伸的开关路径相对于彼此而移动，使得在所述电接触系统的闭合状态下，所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)彼此触碰，且其中，在所述电接触系统的断开状态下，所述第一接触面(4)相对于所述第二接触面(8)移位一绝缘距离(9)，且其中，所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)横向于所述开关平面(X‑Z)延伸，其特征在于，所述第一电接触件(1)和所述第二电接触件(5)中的至少一个电接触件包括介孔结构电接触部分(14)，所述介孔结构电接触部分(14)具有多个槽(15)和在所述多个槽(15)中的相邻的槽(15)之间形成的脊(16)，其中，所述多个槽(15)和所述脊(16)沿横向于所述开关平面(X‑Z)延伸的方向延伸，形成穿过所述介孔结构电接触部分(14)的多个电流路径(16)，且其中，所述多个电流路径(16)相应地相对于所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)而以测得小于60度的第一角(17)倾斜，使得在使所述第一接触面(4)升离所述第二接触面(8)之后，相应地流过所述介孔结构电接触部分(14)，且流过在所述第一接触面(4)与所述第二接触面(8)之间延伸的电弧(11)的中断电流(12)将所述电弧(11)沿所述第一角(17)的顶点的方向从第一位置(18)推动至第二位置(19)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 EP 15185869.31.一种电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，包括：具有第一接触面(4)的第一电接触件(1)和具有第二接触面(8)的第二电接触件(5)；其中，所述第一电接触件(1)和所述第二电接触件(5)可沿着在开关平面(X-Z)上延伸的开关路径相对于彼此而移动，使得在所述电接触系统的闭合状态下，所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)彼此触碰，且其中，在所述电接触系统的断开状态下，所述第一接触面(4)相对于所述第二接触面(8)移位一绝缘距离(9)，且其中，所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)横向于所述开关平面(X-Z)延伸，其特征在于，所述第一电接触件(1)和所述第二电接触件(5)中的至少一个电接触件包括介孔结构电接触部分(14)，所述介孔结构电接触部分(14)具有多个槽(15)和在所述多个槽(15)中的相邻的槽(15)之间形成的脊(16)，其中，所述多个槽(15)和所述脊(16)沿横向于所述开关平面(X-Z)延伸的方向延伸，形成穿过所述介孔结构电接触部分(14)的多个电流路径(16)，且其中，所述多个电流路径(16)相应地相对于所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)而以测得小于60度的第一角(17)倾斜，使得在使所述第一接触面(4)升离所述第二接触面(8)之后，相应地流过所述介孔结构电接触部分(14)，且流过在所述第一接触面(4)与所述第二接触面(8)之间延伸的电弧(11)的中断电流(12)将所述电弧(11)沿所述第一角(17)的顶点的方向从第一位置(18)推动至第二位置(19)。2.根据权利要求1所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，所述第一角(17)小于45度。3.根据前述权利要求中的任一项所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，所述多个电流路径(16)在所述第一电接触件(1)和所述第二电接触件(5)中的所述至少一个电接触件中彼此平行地延伸。4.根据前述权利要求中的任一项所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，所述多个槽(15)各自具有在所述开关平面(X-Z)上延伸的条形横截面，其中，所述条形横截面的长轴(21)各自沿所述电流路径(16)的方向延伸，在所述开关平面上沿着所述横截面的短轴(22)延伸且与所述长轴(21)垂直地延伸的平均槽宽(34)在50微米至0.5毫米的范围内。5.根据权利要求4所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，沿所述长轴(21)的方向延伸的槽长(35)与沿所述短轴(22)的方向延伸的槽宽的长宽比为至少4:1。6.根据前述权利要求中的任一项所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，所述开关平面(X-Z)上的相应地沿着所述第一接触面(4)和所述第二接触面(8)中的至少一个接触面的总体的槽与脊的比在30%:70%至高达50%:50%的范围内。7.根据前述权利要求中的任一项所述的电接触系统(10、20、30、40、50、60、70)，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R西蒙，E约翰松，G埃里克松，M贝姆，G约翰松，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH