專利名稱：包括選擇性斷開裝置的電壓浪涌保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓浪涌保護(hù)裝置，包括具有電觸頭的斷開裝置。所述 斷開裝置包括與第一連接片電連接的第一連接電極、與第二連接片電連接的 第二連接電極、電連接至第二連接片的第三可動電弧切換電極，以及串聯(lián)地 連接在第三可動電弧切換電極與第二連接片之間的浪涌制止器。致動機(jī)構(gòu)設(shè) 計成移動第三可動電弧切換電極以使得電觸頭永久打開。
背景技術(shù)：
電壓浪涌保護(hù)裝置公知地包括具有可隨著電壓變化的非線性元件的浪 涌制止器和具有由致動機(jī)構(gòu)致動的觸頭的斷開裝置。該浪涌制止器和斷開裝 置串聯(lián)連接。
如文件EP0441722B1中所描述的，具有觸頭的該斷開裝置可位于斷開 位置和連接位置，分別對應(yīng)于觸頭的打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)。致動機(jī)構(gòu)使得該 斷開裝置的觸頭移動至打開狀態(tài)，尤其在所述非線性元件到使用期限時浪涌 制止器損壞的情況下。
具有觸頭的斷開裝置被校正
-一方面，在沒有對該致動機(jī)構(gòu)進(jìn)行致動的情況下放出10/350或8/20型 的浪涌電流，以及
-另 一方面，相應(yīng)于AC或DC短路電流，致動該致動機(jī)構(gòu)并且自動地使 得觸頭永久地打開。
在出現(xiàn)雷擊浪涌而致動機(jī)構(gòu)尚未被解開的情況下，觸頭 一般可以打開 (排斥)并且重新關(guān)閉。在該保護(hù)裝置操作期間，在觸頭的這一排斥(打開) 之后是所述觸頭的自動重新關(guān)閉。
觸頭"永久打開，，的意思是由該致動機(jī)構(gòu)打開。這一致動可以手動實現(xiàn) 或者由于電力故障而出現(xiàn)。在手動打開的情況下觸頭的重新關(guān)閉僅可通過 用戶謹(jǐn)慎的外部操作而實現(xiàn)。在由于電力故障而打開的情況下，打開是肯定 性的。
5公知保護(hù)裝置的校正如此執(zhí)行，即斷開裝置致動機(jī)構(gòu)在出現(xiàn)10/350或 8/20型的浪涌電流的情況下保持鎖扣。通常并不希望在每次浪涌電流流過后 者時使得該斷開裝置致動機(jī)構(gòu)解開并且使得觸頭永久打開。
跳閘(tripping)能量閾值直接取決于10/350或8/20型的浪涌電流，而 在這種浪涌電流的情況下，該斷開裝置觸頭的打開是并不需要的。換句話說， 所述跳閘能量閾值對應(yīng)于一個閾值，在該閾值之上時，10/350或8/20型的 浪涌電流將使得電觸頭永久打開。
此外，具有大于跳閘能量閾值的電能的AC或DC短路電流使得斷開裝 置的觸頭打開。
對于具有低于跳閘能量閾值的電能的10/350或8/20型的浪涌電流，保 護(hù)裝置是有效的并且使得所述浪涌電流能夠在它們的能量不會造成物料損 壞時斷開。而且，具有低于跳閘能量閾值的電能的10/350或8/20型的浪涌 電流不會解開該斷開裝置致動機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)觸頭的打開。
但是，在特定具體情況下，公知的保護(hù)裝置不具有足夠的保護(hù)水平。
實際上，當(dāng)AC或DC短路能量下降低于跳閘閾值能量時，該致動機(jī)構(gòu) 不再被致動并且不會使得該斷開裝置觸頭從關(guān)閉狀態(tài)永久地移動至打開狀 態(tài)。那么，部件惡化的風(fēng)險并不是可以忽視的。
這一情況尤其會發(fā)生在
-在接收多個電壓浪涌之后浪涌制止器的阻抗變?nèi)鮱具有低于跳閘閾值 的能量的AC短路電流然后在該保護(hù)裝置中流動。
-該保護(hù)裝置的安裝不正確。尤其當(dāng)通常連接在 一 個相位與中間位置 (neutral)之間的保護(hù)裝置連接在例如兩個相位之間時。相位之間所施加的 電壓通常大于浪涌制止器可以連續(xù)經(jīng)受的電壓。然后，浪涌制止器打開，AC 短路電流在該保護(hù)裝置中移動。如果電源變壓器的能量較弱和/或當(dāng)電纜較長 時，這一弱短路AC電流會^t減小。
在上述兩種情況下，具有低于跳閘能量閾值的較低能量的短路電流會導(dǎo) 致物料損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，從而提出一種電壓浪涌保 護(hù)裝置，包括用于保護(hù)不受短路影響的高效斷開裝置。根據(jù)本發(fā)明的電壓浪涌保護(hù)裝置包括用于保護(hù)免受AC或DC短路電流 影響的至少第 一熱斷路器。所述第 一熱斷路器與位于第三可動電弧切換電極 與第二連接片之間的浪涌制止器串聯(lián)地連接，所述熱斷路器包括至少 一個熔 絲件，所述熔絲件延伸穿過滅弧室的絕緣側(cè)壁中的第一與第二導(dǎo)電徑向壁之 間的通道間隙，所述滅弧室包括至少一個導(dǎo)電分離器，所述分離器固定在絕 緣側(cè)壁中以限定兩個減壓容積。當(dāng)電弧在第 一連接電極與第二連接電極之間
切換時，所述熱斷路器脫離電路。-當(dāng)具有低于跳閘能量閾值的能量的AC或 DC短路電流流過后者時，所述斷路器執(zhí)行斷開，所述跳閘能量閾值對應(yīng)于 下述閾值，在該閾值之上時10/350或8/20型浪涌電流使得所述電觸頭永久 地打開。
所述熔絲件優(yōu)選地包括一橫截面，該橫截面的形狀基本上與通道間隙的 橫截面相同。
所述至少一個熔絲件在垂直于縱向中心線的平面中的橫截面是細(xì)長形 狀的，使得所述橫截面的長度是寬度的至少三倍。
有利地、所述熱斷路器包括兩個滅弧室，熔絲件分別穿過所述滅弧室。
有利地，所述至少一個導(dǎo)電熔絲件包括導(dǎo)電金屬箔。
有利地，所述金屬箔通過固定裝置固定在形成所述絕緣側(cè)壁的一元件的 絕緣支承件上。
優(yōu)選地，所述至少一個熔絲件設(shè)置在所述至少一個分離器的邊緣上。 有利地，，所述側(cè)壁包括用于將包含在減壓容積中的氣體移除的孔。 有利地，所述電壓浪涌保護(hù)裝置包括殼體，該殼體具有由絕緣材料制成 的至少兩個凸緣板，所述凸緣板構(gòu)成所述熱斷路器的側(cè)壁的 一 部分。 有利地，所述絕緣側(cè)壁包括產(chǎn)生氣體的材料。
根據(jù)本發(fā)明的第 一特定實施例，所述浪涌制止器通過至少 一個熔絲連桿 與斷開裝置串聯(lián)地電性連接，驅(qū)動裝置在熔化至少一個熔絲連桿的情況下施 加使得浪涌制止器移動的位移力，所述制止器的位移直接地作用在致動機(jī)構(gòu) 上從而移動第三可動電弧切換電極并且使得觸頭永久地打開。
優(yōu)選地，浪涌制止器通過在所述浪涌制止器過熱情況下能夠熔化的第一 熔絲連桿而電性連接至第二連接片。
優(yōu)選地，所述浪涌制止器通過作為熱斷路器的第二熔絲連桿電性連接至 第二連接片。根據(jù)本發(fā)明的第二特定實施例，保護(hù)免受AC或DC短路電流影響的第 二電4t斷路器與位于第三可動電弧切換電極和第二連接片之間的熱斷路器 和浪涌制止器串聯(lián)連接。
優(yōu)選地，電磁斷路器包括設(shè)計成作用在致動機(jī)構(gòu)上從而使得電觸頭永久 性打開的電磁跳閘裝置。
根據(jù)一項發(fā)展模式，高能斷路器串聯(lián)連接在第一連接電極與第一連接片 之間，所述高能斷路器被校正成當(dāng)具有高于跳鬧能量閾值的能量的電流流過 后者時斷開。
有利地，高能斷路器包括由在第一和第二導(dǎo)電徑向壁之間延伸的絕緣側(cè) 壁形成輪廓的滅弧室，所述滅弧室包括固定在所述滅弧室中以限定兩個減壓 容積的至少一個導(dǎo)電分離器以及電性連接在第一與第二電極之間的至少一 個導(dǎo)電熔絲件，所述至少一個熔絲件從第 一徑向壁穿過一間隙延伸至第二徑 向壁并且通過固定裝置牢固地固定在滅弧室中，所述至少一個熔絲件的橫截 面采用細(xì)長形狀，使得所述橫截面的長度為寬度的至少三倍。
根據(jù) 一 項發(fā)展模式，關(guān)閉擋塊設(shè)計成當(dāng)電觸頭關(guān)閉時將第三可動電弧切 換電極直接或間接地固定在與第一連接電極相隔 一分離距離的位置處。
優(yōu)選地，所述關(guān)閉擋塊包括兩部分，第一部分由絕緣材料制成，設(shè)置成 與固定觸頭接觸，第二部分由導(dǎo)電材料制成，設(shè)置成相鄰于第一部分并且當(dāng) 兩個觸頭關(guān)閉時與可動觸頭接觸。
有利地，第一絕緣部分的厚度等于分離距離。


其他優(yōu)勢和特征將從本發(fā)明的具體實施例的下述說明中更清楚地得到， 這些說明都是作為非限制性的實例，并示出在附圖中，其中
-圖1至3表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電壓浪涌保護(hù)裝置的示意-圖4A和4B示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱斷路器的示意-圖5 A和5B示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱斷路器的示意-圖6A示出在公知滅弧室中的電弧的示意性剖視-圖6B和6C示出在如圖1至3所示的實施例的熱斷路器的滅弧室中的 電弧的示意性剖視-圖7至9示出根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的一項具體實施例的電壓浪涌保護(hù)裝置的示意-圖10示出根據(jù)圖7至9的保護(hù)裝置的備選實施例；
-圖11示出根據(jù)圖1的保護(hù)裝置的第二具體實施例的示意-圖12A和12B示出根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的保護(hù)裝置的備選實施例
的示意-圖13示出電壓浪涌保護(hù)裝置的另一備選實施例的示意圖。
具體實施例方式
如圖1至3所示，電壓浪涌保護(hù)裝置1包括具有可隨著電壓變化的非線 性元件的浪涌制止器2和具有電觸頭30、 31的斷開裝置3。浪涌制止器2 和斷開裝置3串聯(lián)地電性連接。
浪涌制止器2優(yōu)選地包括依賴于電壓的電阻器21。在本發(fā)明的非示出實 施例中，放電器避雷針(spark gap)也可與依賴于電壓的電阻器21串聯(lián)地
商己o
斷開裝置3包括與第一連接片41電性連接的第一連接電極卯和與第二 連接片51電性連接的第二連接電極50。
如果保護(hù)裝置1連接在相位與接地之間，那么連接片41、 51設(shè)計成分 別連接至相位和接地，反之亦然。
斷開裝置3包括電性連接至第二連接片51的第三可動電弧切換電極60。
第一電觸頭30設(shè)置在第一連接電極40上，第二電觸頭31位于第三可 動電弧切換電極60上。
如圖1至3所示，根據(jù)優(yōu)選實施例，浪涌制止器2串聯(lián)地連接在第三可 動電弧切換電極60與第二連接片51之間。
當(dāng)電觸頭30、 31關(guān)閉時，第三可動電弧切換電極60與第一連接電極40 接觸。
斷開裝置3還包括致動機(jī)構(gòu)7。所述機(jī)構(gòu)設(shè)計成被致動以移動第三可動 電弧切換電極60并且采用機(jī)械方式實現(xiàn)電觸頭30、 31的永久打開。
具有觸頭30、 31的斷開裝置3被校正從而一方面在致動機(jī)構(gòu)7沒有被 致動的情況下放出10/350或8/20型浪涌電流，另一方面相應(yīng)于AC或DC 短路電流而致動該致動機(jī)構(gòu)7并且使得觸頭30、 31永久地打開。
對保護(hù)裝置1進(jìn)行校正使得在出現(xiàn)10/350或8/20型浪涌電流的情況下
9斷開裝置3的致動機(jī)構(gòu)7保持鎖扣。每次浪涌電流流過觸頭時，致動機(jī)構(gòu)7不會實際地導(dǎo)致觸頭永久地打開。跳閘能量闊值直接地取決于10/350或8/20型浪涌電流，而在這種浪涌 電流的情況下，并不執(zhí)行斷開裝置3的觸頭30、 31的打開。換句話說，所 述跳閘能量閾值對應(yīng)于一閾值，在該閾值以上，10/350或8/20型浪涌電流 將使得電觸頭30、 31永久地打開。當(dāng)具有高于跳閘能量闊值的能量的電流在保護(hù)裝置中流動時，致動機(jī)構(gòu) 7被致動，移動第三可動電弧切換電極60并且采用機(jī)械方式使得電觸頭30、 31永久打開。用于致動該致動機(jī)構(gòu)7的電流通常是AC或DC短路電流。當(dāng)具有低于跳閘能量閾值的能量的10/350或8/20型浪涌電流在保護(hù)裝 置中流動時，保護(hù)裝置是有效的并且使得浪涌電流能夠在它們的能量不會造 成物料損壞時被排出。此外，所述浪涌電流不會解開斷開裝置致動機(jī)構(gòu)7以 使得觸頭30、 31打開。浪涌電壓保護(hù)裝置包括相對于AC或DC短路電流9、 10的至少第一斷 路器。所述至少第一斷路器是熱斷路器9。如圖l至3所示，根據(jù)該實施例，熱斷路器9與第三可動電弧切換電極 60與第二連接片51之間的浪涌制止器2串聯(lián)地電性連接。當(dāng)10/350或8/20型浪涌電流在保護(hù)裝置中流動時，電弧100在第一連 接電極40與第二連接電極50之間非?？焖俚厍袚Q。浪涌制止器2和熱斷路 器9然后同時地切換脫離電路，電壓浪涌在電路中以非常少的量流動。所述 制止器和所述熱斷路器由此受到保護(hù)并且不會被浪涌損害。保護(hù)裝置包括電 弧100的滅弧室101。第一連接電極40和第二連接電極50布置成面對滅弧 室101并且形成所述滅弧室101的嘴部輪廓。所述滅弧室101包括設(shè)計成冷 卻電弧IOO和消滅電弧的去離子片102。如圖5A至6B所示，根據(jù)第一優(yōu)選實施例，熱斷路器9包括至少一個 熔絲件91,延伸穿過滅弧室99的絕緣側(cè)壁92內(nèi)部的通道間隙。滅弧室99 包括縱向中心線Z。滅弧室99的絕緣側(cè)壁92在導(dǎo)電第一與第二徑向壁卯 之間延伸。滅弧室99包括至少一個導(dǎo)電分離器95,固定在絕緣側(cè)壁92中以 限定兩個減壓容積97。所述至少 一個分離器位于兩個導(dǎo)電徑向壁90之間。 第一和第二徑向壁90優(yōu)選地垂直于所述滅弧室的縱向幾何中心線Z延伸。所述至少一個熔絲件91在垂直于縱向中心線Z的平面中的橫截面是細(xì)長形狀。而且，所述橫截面基本上與通道間隙的相同。所迷橫截面的長度優(yōu) 選地是其寬度的三倍。熔絲件91從第 一徑向壁穿過該通道間隙延伸至第二徑向壁90并且通過 固定裝置牢固地固定在滅弧室99中。所述固定裝置保障在雷擊情況下所述 至少一個熔絲件91的牢固地固定。它們能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)受由于雷擊造成的電動 力。有利地，如圖5A和5B所示，熔絲件91設(shè)置在所述至少一個分離器95 的外周上。熔絲件91剛性地固定在所述至少一個分離器95與所述至少一個 絕緣側(cè)壁92之間。熔絲件91與每個分離器95之間的間隙是最小的從而尤 其地保障在雷擊情況下熔絲件的牢固固定。分離器95和絕緣壁92然后直接 地作為固定裝置。導(dǎo)電熔絲件91優(yōu)選地由金屬導(dǎo)電箔構(gòu)成。該導(dǎo)電箔優(yōu)選地通過固定裝 置固定至能夠形成絕緣側(cè)壁92的一元件的絕緣支承件上。當(dāng)熔絲件91熔化時，電弧以通道間隙的水平升起。由于所述通道間隙 的細(xì)長形狀，所以自然地具有大概圓形形狀的橫截面的所述電弧被促使變形 并且離開所述間隙區(qū)域。在減壓容積97中的電弧的發(fā)展由此被促進(jìn)，使得 能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的起弧電壓來滿意地限制短路電流。此外，所述電弧趨向在所 述通道間隙中層疊。電弧在通道間隙中的這一層疊趨向于快速地提升其電壓 從而滿意地限制短路電流。如圖6B至6C所示，所述至少一個熔絲件的通道間隙由第一陰影區(qū)域 73示出。打點表面74表示當(dāng)所述至少一個熔絲件已經(jīng)熔化時存在于減壓空 間97中的電弧。然后，電流已經(jīng)達(dá)到一大值，大于1000A。打點表面74和 第一陰影區(qū)域73重疊的區(qū)域?qū)?yīng)于一部分電弧沒有被分離器分離的空間。 這一重疊區(qū)域越大，則起弧電壓將越弱，短路電流限制將越低。因此，在采 用根據(jù)本發(fā)明的斷開裝置的情況下與公知斷開裝置相比將更快速地到達(dá)高 起弧電壓。打點區(qū)域74和陰影區(qū)域73之間的相交區(qū)域?qū)嶋H上在圖6B中小 于圖6A中。如圖4A至5B所示，滅弧室99包括若干導(dǎo)電分離器95，優(yōu)選地垂直于 縱向中心線Z延伸。所述至少一個側(cè)壁92優(yōu)選地包4舌沿著縱向中心線Z延伸的四個側(cè)才反。 四個側(cè)板彼此連接。滅弧室99具有平行六面體的形狀，分離器95具有方形裝置1包括由模制塑料材料制成的殼體，該殼體采 用由絕緣材料制成的設(shè)置在縱向中心線的每側(cè)上的兩個平行側(cè)部凸緣板。所述凸緣板可形成側(cè)壁92的兩個板的一部分。側(cè)部凸緣板的一部分然后可構(gòu) 成熱斷路器9的滅弧室99的一部分側(cè)壁92。分離器95通過側(cè)部凸緣板其中 的兩個固定。根據(jù)一項備選實施例，側(cè)壁92優(yōu)選地采用產(chǎn)生氣體的塑料材料制成。 如圖6C所示，氣體產(chǎn)生材料的存在使得電弧能夠被排斥至滅弧室的中心， 使得該電弧移動離開所述通道間隙。如上所述，這使得熔絲斷開裝置滅弧室 的效率能夠進(jìn)一步增強(qiáng)。此外，在某些未示出的應(yīng)用中，可采用玻璃或陶瓷制造絕緣側(cè)壁。根據(jù)一項備選實施例，所述至少一個側(cè)壁92包括用于移除包含在減壓 容積97中的氣體的孔。根據(jù)另一備選實施例，將過濾器設(shè)置在氣體移除孔的水平處，優(yōu)選地位 于滅弧室外部。這些過濾器使得保護(hù)裝置的外部展現(xiàn)極大程度地受到限制。卻。浪涌保護(hù)裝置內(nèi)部由此受到較少的污染。根據(jù)優(yōu)選實施例的第一特定發(fā)展形式，浪涌制止器2通過至少一個熔絲 連桿8、 91而與斷開裝置3串聯(lián)地電性連接。如圖7至9所示，驅(qū)動裝置22 連續(xù)地在所述浪涌制止器上施加位移力Fd。如果熔絲連桿8、 91中的至少 一個被破壞，那么浪涌制止器2會由于位移力Fd的作用而移動。所述浪涌 制止器的位移直接地作用在致動機(jī)構(gòu)7上。所述機(jī)構(gòu)解開并且移動第三可動 電弧切換電極60,并且實現(xiàn)電觸頭30、 31的永久和肯定性的打開。驅(qū)動裝置22優(yōu)選地包括彈簧。根據(jù)圖7至9所示的具體實施例，這種 螺旋形的彈簧被拉伸以將位移力Fd直接地施加在浪涌制止器2的依賴于電 壓的電阻器21上。根據(jù)另一未示出的具體實施例，這種螺旋形的彈簧被壓 縮。浪涌制止器2可通過兩個熔絲連桿8、 91電性連接至第二連接片51。例 如，第一熔絲連桿8在所述浪涌制止器過熱的情況下熔化。第二熔絲連桿91 作為熱斷路器9。當(dāng)熔絲連桿8、 91的至少一個熔化時，依賴于電壓的電阻 器21由于位移力Fd的作用而移動從而直接地作用在致動機(jī)構(gòu)7上。如圖7 至9所示，依賴于電壓的電阻器21經(jīng)由兩個端子串聯(lián)地與斷開裝置3連接。第一端子通過柔性金屬帶15連接至斷開裝置3,第二端子連接至第二連接片 51。導(dǎo)電金屬箔構(gòu)成熱斷路器9的熔絲件91。導(dǎo)電金屬箔由此將依賴于電壓 的電阻器固定在第一位置。于是，將依賴于電壓的電阻器21連接至第二連 接片51的導(dǎo)電金屬箔包括一橫截面，該橫截面經(jīng)校正從而在其能量低于跳 閘閾值的短路電流以給定時間流過所述箔時進(jìn)行熔化。此外，將依賴于電壓 的電阻器21連接至第二連接片51的導(dǎo)電金屬箔通過低溫焊而焊接至依賴于 電壓的電阻器的第二端子,形成第一熔絲連桿8。如果依賴于電壓的電阻器2設(shè)置在盒或可動殼體中以與依賴于電壓的 電阻器21形成單獨塊體，那么操作仍然保持不變。然后，可將位移力Fd施 加在該盒或可動殼體上，而不是直接地施加在依賴于電壓的電阻器上。該盒 或可動殼體可進(jìn)一步直接地作用在致動機(jī)構(gòu)7的斷路桿7上。根據(jù)圖10所示的備選實施例,熱斷路器9包括并排設(shè)置的兩個滅弧室 99。熔絲件91穿過每個滅弧室99。兩個滅弧室99的這一特定布置是相應(yīng)于 浪涌保護(hù)裝置的內(nèi)部容積而進(jìn)行優(yōu)化的，如圖IO所示。而且，將兩個滅弧室99串聯(lián)地連接使得起弧電壓能夠加倍并且使得短 路電流能夠受到更好地限制。分別穿過兩個滅弧室99的熔絲件91并非釆用 相同的方式4交正。經(jīng)由金屬箔直接地連接至依賴于電壓的電阻器21的第一 熔絲件91實際上校正成在第二熔絲件之前進(jìn)行熔化。這一構(gòu)造確保在出現(xiàn) 短路電流的情況下，第 一熔絲件的熔化將系統(tǒng)性地釋放所述依賴于電壓的電 阻器。依賴于電壓的電阻器將由于位移力Fd的影響而移動從而致動該致動 機(jī)構(gòu)7并且實現(xiàn)電觸頭30、 31的永久和肯定性打開。如圖11所示，根據(jù)該優(yōu)選實施例的第二特定發(fā)展方式，保護(hù)免受AC 或DC短路電流10影響的第二斷路器串聯(lián)地連接在第一可動電弧切換電極 60與第二連接片51之間的浪涌制止器2。第二斷路器是電磁斷路器]0。電 磁斷路器10包括電磁跳閘(trip)裝置12以作用在致動機(jī)構(gòu)7上并且使得 電觸頭30、 31永久地打開。根據(jù)第一實施例，電磁跳閘裝置12包括柱塞芯 部。流過電》茲斷路器10的短路電流使得柱塞芯部移動以作用在致動機(jī)構(gòu)7 上。這一柱塞芯部實際上包括釋放致動機(jī)構(gòu)7的鎖扣的觸發(fā)器(striker )。該 柱塞芯部的質(zhì)量被校正以使得芯部不會在雷擊浪涌電流在保護(hù)裝置中流動 時移動。這一具有柱塞芯部的電磁斷路器10優(yōu)選地也包括其本身的鎖扣系統(tǒng)從而當(dāng)致動機(jī)構(gòu)7解鎖時防止致動機(jī)構(gòu)7重新設(shè)定。4艮據(jù)第二實施例，電 磁跳閘裝置12包括葉片。如前述實例所述，該葉片的質(zhì)量被校正使得所述 葉片不會在雷擊浪涌電流在保護(hù)裝置中流動時移動。這一葉片優(yōu)選地也具有 鎖扣系統(tǒng)，當(dāng)該葉片已經(jīng)被故障(fault)電流致動時防止致動機(jī)構(gòu)7的重新 設(shè)定。電磁斷路器10也被校正從而當(dāng)其能量高于跳閘斷開閎值的AC或DC 短路電流在后者中流動時致動該致動機(jī)構(gòu)7。電磁跳閘裝置12作用在致動機(jī) 構(gòu)7上從而實現(xiàn)電觸頭30、 31的永久和肯定性的打開.包括至少第一熱斷路器9的浪涌保護(hù)裝置11的操作如下所述: 當(dāng)10/350或8/20型浪涌電流在保護(hù)裝置中流動時，電弧100非?？焖?地在第 一連接電極40與第二連接電極50之間切換。熱斷路器9從電路斷開， 雷擊沖擊波不再流過電路。熱斷路器9于是受到保護(hù)并且不會受到雷擊的損 害。由于所述斷路器很少會經(jīng)受雷擊這一事實，所以其校正基本上取決于設(shè) 計成斷開時的短路電流的能量。當(dāng)其能量低于跳閘能量闞值的AC或DC短路電流流過浪涌保護(hù)裝置1 時，所述電流流過第一連接電極40、第三連接電極60和保護(hù)不受AC或DC 短路電流9、 IO影響的熱斷路器?？蓜佑|頭31的排斥于是受到限制。觸頭 30、 31之間的起弧電壓仍然較弱，電弧100的切換是不可能的或者非常晚地 才能出現(xiàn)。弱起弧電壓意味著低于動力系統(tǒng)電壓的電壓，例如小于K)OVolt。然而，熱斷路器9被校正為當(dāng)其能量高于斷開閾值的AC或DC短路電 流流過后者時斷開。例如，用于使所述斷路器斷開的電流具有大于IOOA的 強(qiáng)度。由于通過短路電流的流動而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的作用，熱斷路器9的熔絲件弧的疊層中的分散(fractionirig),所以由熱斷路器9的滅弧室99產(chǎn)生的電 壓較大。對于這些短路電流值，因此基本上將由熱斷路器9執(zhí)行限制。此外， 熔絲件91的熔化導(dǎo)致浪涌制止器2的位移和致動機(jī)構(gòu)7的致動從而實現(xiàn)電 觸頭30、 31的永久且肯定性的打開,.當(dāng)具有大于上述強(qiáng)度的強(qiáng)度的強(qiáng)AC或DC短路電流(尤其具有大于 6000A的強(qiáng)度)流過電壓浪涌保護(hù)裝置1時，第三可動電弧切換電極60的 排斥是明顯的。起弧電壓100快速地增加，將后者切換至第二連接電極5014上是快速地進(jìn)行的。這一切換速度取決于短路電流的水平。在切換之后，起弧電壓的增加由滅弧室101保證。雖然電觸頭30、 31進(jìn)行高速打開，但是 剩余的電流會在第三可動電弧切換電極60中流動并且最終導(dǎo)致熱斷路器9 的熔絲件91的熔化或者電^t斷路器IO的致動。所述熔化或所述致動然后導(dǎo) 致浪涌制止器2的移動以及致動機(jī)構(gòu)7的致動從而使得電觸頭30、 31永久 且肯定性地打開。根據(jù)第一備選實施例,高能斷路器11串聯(lián)地連接在第 一連接電極40和 第一連接片41之間。所述高能斷路器11經(jīng)校正從而當(dāng)具有高于跳閘能量閾 值的能量的電流流過后者時斷開。所述高能斷路器優(yōu)選地設(shè)計成作用在致動 機(jī)構(gòu)7上從而移動第三可動電弧切換電極60并且使得電觸頭30、 31永久打 開。高能斷路器11然后被校正從而當(dāng)具有高于跳閘能量閾值的能量的電流 流過致動機(jī)構(gòu)7時解開該致動機(jī)構(gòu)7。所述高能斷路器然后包括作用在致動 機(jī)構(gòu)7上從而實現(xiàn)電觸頭30、 31永久打開的裝置。作為示例性實施例，高 能斷路器11是包括電磁跳閘裝置的電磁斷路器。如圖12A和12B的示例性 實施例所示，高能斷路器11采用熱斷路器。所述斷路器包括滅弧室99，該 滅弧室具有縱向中心線Z并且由絕緣側(cè)壁92形成外形。所述壁部在第一和 第二導(dǎo)電徑向壁90之間延伸。滅弧室99包括固定在所迷室內(nèi)部以限定兩個 減壓容積97的至少一個導(dǎo)電分離器95。至少一個熔絲件91電性連接在第一 和第二電極96之間并且經(jīng)由一通道間隙從第一徑向壁延伸至第二徑向壁 90。所述至少一個熔絲件91通過固定裝置牢固地固定在滅弧室99中。所述 至少一個熔絲件91在垂直于縱向中心線Z的平面中的橫截面采用細(xì)長形狀 從而使得所述橫截面的長度至少是寬度的三倍。因此，雖然基本上通過滅弧 室IOI執(zhí)行限制，但是所述滅弧室101不會實現(xiàn)達(dá)到足夠的起弧電壓從而令 人滿意地限制短路電流。于是，通過高能熱斷路器11的滅弧室99傳遞該起 弧電壓補(bǔ)量(complement )。加入這兩個電壓于是會實現(xiàn)非?？焖俚叵拗齐?、六根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的第二備選實施例，該裝置包括關(guān)閉擋塊80，該 擋塊設(shè)計成當(dāng)電觸頭30、 3關(guān)閉時將第三可動電弧切換電極60直接或非直 接地固定在與第一連接電極40相隔為D的距離處。處于關(guān)閉位置的電觸頭 的這一分離距離D作為與浪涌制止器2的依賴于電壓的電阻器21串聯(lián)地電 性裝配的放電器避雷針22。如本申請人提交的專利申請WO04/042762的實例，關(guān)閉擋塊80包括導(dǎo)電固定墊，該導(dǎo)電固定墊具有形成面對第一連接電 極40的固定電極的表面以及形成其上停留第三可動電弧切換電極60的觸頭 電極的相對表面。根據(jù)圖13所示的另一實施例，關(guān)閉擋塊80包括兩個部分 81和82。采用絕緣材料制成的第一部分80設(shè)置成與固定觸頭30接觸。采 用導(dǎo)電材料制成的第二部分82設(shè)置成相鄰于笫一部分81 ，并且當(dāng)兩個觸頭 30、 31關(guān)閉時與可動觸頭接觸。絕緣第一部分的厚度確定該距離D。在雷擊 的情況下，當(dāng)電弧100在第 一連接電極40與第二連接電極50之間切換時， 熱斷路器9從電路斷開。
根據(jù)另一備選實施例，斷開裝置包括重設(shè)裝置72。重設(shè)裝置72使得所 述第三電極從稱為切換位置的位置移動到稱為使用位置的位置。換句話說， 觸頭30、 31的關(guān)閉可在所述觸頭永久關(guān)閉之后借助重設(shè)裝置72以機(jī)械方式 實現(xiàn)。重設(shè)裝置82還能夠作用在致動機(jī)構(gòu)7上從而實現(xiàn)電觸頭30、 31的永 久打開。 一旦AC或DC短路電流斷路器9、 10已經(jīng)在短路故障之后導(dǎo)致電 觸頭30、 31肯定性打開，則重設(shè)裝置72不再是可操作的。
權(quán)利要求
1、一種電壓浪涌保護(hù)裝置(1)，包括-具有電觸頭(30、31)的斷開裝置(3)包括-與第一連接片(41)電性連接的第一連接電極(40)，-與第二連接片(51)電性連接的第二連接電極(50)，-電性連接至第二連接片(51)的第三可動電弧切換電極(60)，-致動機(jī)構(gòu)(7)，該致動機(jī)構(gòu)設(shè)計成移動所述第三可動電弧切換電極(60)從而使得所述電觸頭(30、31)永久地打開，-在第三可動電弧切換電極(60)與第二連接片(51)之間串聯(lián)連接的浪涌制止器(2)，其特征在于，該保護(hù)裝置包括用于保護(hù)免受AC或DC短路電流影響的至少第一熱斷路器(9)，所述第一熱斷路器與位于第三可動電弧切換電極(60)與第二連接片(51)之間的浪涌制止器(2)串聯(lián)地連接，所述熱斷路器包括至少一個熔絲件(91)，所述熔絲件延伸穿過滅弧室(99)的絕緣側(cè)壁(92)中的第一與第二導(dǎo)電徑向壁(90)之間的通道間隙，所述滅弧室(99)包括至少一個導(dǎo)電分離器(95)，所述分離器固定在絕緣側(cè)壁(92)中以限定兩個減壓容積(97)，-當(dāng)電弧(100)在第一連接電極(40)與第二連接電極(50)之間切換時，所述熱斷路器(9)脫離電路；-當(dāng)具有低于跳閘能量閾值的能量的AC或DC短路電流流過后者時，所述斷路器(9)執(zhí)行斷開，所述跳閘能量閾值對應(yīng)于下述閾值，在該閾值之上時10/350或8/20型浪涌電流使得所述電觸頭(30、31)永久地打開。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所述熔絲 件(91)包括一橫截面，該橫截面的形狀基本上與通道間隙的橫截面相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所述 至少一個熔絲件(91)在垂直于縱向中心線(Z)的平面中的橫截面是細(xì)長 形狀的，使得所述橫截面的長度是寬度的至少三倍。
4、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述熱斷路器(9)包括兩個滅弧室(99)，熔絲件(99)分別穿過所述滅弧室。
5、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所述至少一個導(dǎo)電熔絲件(91)包括導(dǎo)電金屬箔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所述金屬 箔通過固定裝置固定在形成所述絕緣側(cè)壁(92)的一元件的絕緣支承件上。
7、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述至少一個熔絲件(91)設(shè)置在所述至少一個分離器(95)的邊緣上。
8、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置,其特征在于，所 述側(cè)壁(92)包括用于將包含在減壓容積(97)中的氣體移除的孔。
9、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述電壓浪涌保護(hù)裝置包括殼體，該殼體具有由絕緣材料制成的至少兩個凸緣 板，所述凸緣板構(gòu)成所述熱斷路器(9)的側(cè)壁(92)的一部分。
10、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述絕緣側(cè)壁(92)包括產(chǎn)生氣體的材料。
11、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述浪涌制止器(2)通過至少一個熔絲連桿(8、 91)與斷開裝置(3)串聯(lián) 地電性連接,驅(qū)動裝置(22)在熔化至少一個熔絲連桿的情況下施加使得浪 涌制止器(2)移動的位移(Fd)力，所述制止器的位移直接地作用在致動 機(jī)構(gòu)(7)上從而移動第三可動電弧切換電極(60)并且使得觸頭(30、 31 ) 永久i也打開。
12、根據(jù)權(quán)利要求U所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，浪涌制 止器(2)通過在所述浪涌制止器過熱情況下能夠熔化的第一熔絲連桿(8) 而電性連接至第二連接片(51 )。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所 述浪涌制止器(2)通過作為熱斷路器(9)的第二熔絲連桿(91)電性連接 至第二連接片(51)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1至IO任一項所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在 于，保護(hù)免受AC或DC短路電流影響的第二電磁斷路器(0)與位于第三 可動電弧切換電極(60)與第二連接片(51)之間的熱斷路器(9)和浪涌 制止器(2)串聯(lián)連接。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，電磁斷 路器(10)包括設(shè)計成作用在致動機(jī)構(gòu)(7)上從而使得電觸頭(30、 31) 永久性打開的電磁跳閘裝置(12)。
16、 根據(jù)前迷任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，高 能斷路器(11)串聯(lián)連接在第一連接電極(40)與第一連接片(41)之間， 所述高能斷路器(11 )被校正成當(dāng)具有高于跳閘能量闊值的能量的電流流過 后者時斷開。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，高能斷 路器(11 )包括由在第一和第二導(dǎo)電徑向壁(90 )之間延伸的絕緣側(cè)壁(92 ) 形成輪廓的滅弧室(99)，所述滅弧室(2)包括固定在所述滅弧室中以限定 兩個減壓容積(97)的至少一個導(dǎo)電分離器(95)以及電性連接在第一與第 二電極之間的至少一個導(dǎo)電熔絲件(91 ),所述至少一個熔絲件(91 )從第 一徑向壁穿過一間隙延伸至第二徑向壁(90)并且通過固定裝置牢固地固定 在滅弧室(99)中，所述至少一個熔絲件(91)的橫截面采用細(xì)長形狀，使 得所述橫截面的長度為寬度的至少三倍。
18、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電壓浪涌保護(hù)裝置,其特征在于，所 述電壓浪涌保護(hù)裝置包括關(guān)閉擋塊(80),所述關(guān)閉擋塊設(shè)計成當(dāng)電觸頭(30、 31)關(guān)閉時將第三可動電弧切換電極(60)直接或間接地固定在與第一連接 電極(40)相隔一分離距離(D)的位置處。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，所述關(guān) 閉擋塊(80)包括兩部分(81、 82)，第一部分(81)由絕緣材料制成，設(shè) 置成與固定觸頭(30)接觸，第二部分(82)由導(dǎo)電材料制成，設(shè)置成相鄰 于第一部分(81)并且當(dāng)兩個觸頭(30、 31)關(guān)閉時與可動觸頭接觸。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電壓浪涌保護(hù)裝置，其特征在于，第一絕 緣部分(81)的厚度等于分離距離(D)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電壓浪涌保護(hù)裝置(1)，包括具有電觸頭(4、6)的斷開裝置(3)，所述斷開裝置包括與第一連接片(41)電性連接的第一連接電極(40)，與第二連接片(51)電性連接的第二連接電極(50)以及電性連接至第二連接片(51)的第三可動電弧切換電極(60)。該保護(hù)裝置包括與位于第三可動電弧切換電極(60)與第二連接片(51)之間熱斷路器(9)串聯(lián)連接的浪涌制止器(2)。所述熱斷路器包括在滅弧室(99)的第一與第二導(dǎo)電徑向壁(90)之間延伸的至少一個熔絲件(91)，所述滅弧室(99)包括至少一個導(dǎo)電分離器(95)。
文檔編號H01H71/10GK101521128SQ20091000679
公開日2009年9月2日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者克里斯托夫·格魯梅爾, 克里斯托夫·沙伯特, 埃里克·多梅瓊 申請人:施耐德電器工業(yè)公司