КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК H01H9/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к низковольтному коммутационному устройству для коммутации электропитания. Более конкретно, оно относится к низковольтному коммутационному устройству, содержащему дугогасительную камеру, охватывающую узел замыкания контактов, причем упомянутый узел замыкания контактов содержит неподвижный и подвижный контакт, и упомянутая дугогасительная камера приспособлена для гашения дуг, образующихся между упомянутыми контактами во время размыкания упомянутых контактов. Диапазон упомянутого низкого напряжения соответствует 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока.

Уровень техники

Низковольтное коммутационное устройство содержит узел замыкания контактов, содержащий неподвижный контакт и подвижный контакт, выполненный с возможностью перемещения между исходным положением и рабочим положением, причем дуги образуются между контактами при размыкании контактов, то есть когда подвижный контакт отсоединяется от неподвижного контакта. Для гашения упомянутых дуг предусмотрена дугогасительная камера, которая расположена так, чтобы охватывать упомянутый узел замыкания контактов. Упомянутая дугогасительная камера может содержать множество U-образных дугогасительных пластин, приспособленных для разделения, направления и охлаждения дуги, образующейся между контактами. Для улучшения размыкающей/выключающей способности коммутационного устройства, дугогасительная камера должна обеспечивать эффективное притягивание возникающей дуги от поверхностей контактов в дугогасительную камеру. Когда дуга притягивается в дугогасительную камеру, она дополнительно разделяется на несколько более коротких дуг посредством дугогасительных пластин, что увеличивает падение напряжения на разделенных контактах и таким образом прерывает электрический ток. Для притяжения дуги в дугогасительную камеру требуется усилие, чтобы воздействовать на дугу. Для того чтобы обеспечить такое усилие, ветви U-образных дугогасительных пластин расположены так, чтобы оказывать воздействие на магнитное поле, создаваемое дугой, чтобы увеличить усилие, действующее на дугу. Желательно, чтобы дуга втягивалась прямо в дугогасительную камеру, чтобы предотвратить повторное воспламенение непосредственно между контактами. При этом желательно, чтобы дуги не повреждали упомянутые ветви, что резко снижает размыкающую способность.

В патенте ЕР 1103996 В1 раскрыто коммутационное устройство, содержащее мостовое соединение двух подвижных контактов с соответствующими дугогасительными пластинами и направляющее средство, предусмотренное для приема и направления ветвей/концов дугогасительных пластин. Данное направляющее средство приспособлено также для изолирования дугогасительных пластин от подвижных контактов и упрочнения боковой стенки упомянутого коммутационного устройства.

Задачи и сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание низковольтного коммутационного устройства, выполненного с возможностью направления дугогасительных пластин в дугогасительную камеру и предотвращения повреждения ветвей дугогасительных пластин, вызываемого дугами.

Эти задачи решаются посредством низковольтного коммутационного устройства, описанного в вводной части п.1 формулы изобретения. Упомянутое низковольтное коммутационное устройство также отличается тем, что направляющее средство содержит множество поддерживающих пластин. Упомянутые поддерживающие пластины расположены так, чтобы выступать к внутренней части дугогасительной камеры для приема ветвей дугогасительных пластин и для обеспечения электрической изоляции между ветвями двух смежных дугогасительных пластин. Таким образом, ветви каждой из дугогасительных пластин изолированы друг от друга, и дуга не может быть расположена между упомянутыми ветвями. Это снижает риск повторного воспламенения и повреждения упомянутых ветвей.

Предпочтительно, упомянутые поддерживающие пластины расположены на боковых стенках, поскольку свободное пространство между ветвями дугогасительных пластин и контактами позволяет ветвям дугогасительных пластин размещаться ближе к контактам. Таким образом, усилия, действующие на дуги, увеличиваются так, что дуги эффективно отделяются.

Дополнительное преимущество заключается в том, что можно иметь относительно более широкие ветви дугогасительных пластин, которые более эффективно притягивают дуги, так что дуги прямо и быстро перемещаются в дугогасительную камеру.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает более высокую размыкающую способность, в частности в диапазоне 690-1000 В.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, каждая из упомянутых поддерживающих пластин длиннее и шире, чем каждая из ветвей дугогасительной пластины, чтобы обеспечить эффективную электрическую изоляцию между ветвями дугогасительных пластин.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, упомянутое низковольтное коммутационное устройство дополнительно содержит основание, и дугогасительная камера разъемно прикреплена к упомянутому основанию. Преимущество использования дугогасительной камеры, выполненной с возможностью разъемного прикрепления, заключается в раздельном изготовлении упомянутого основания и упомянутой камеры. Следовательно, дугогасительная камера может быть выполнена как модульная, что может дополнительно уменьшать стоимость изготовления упомянутого низковольтного коммутационного устройства.

В качестве альтернативы, дугогасительная камера образована посредством формования на упомянутом основании, таким образом боковые стенки дополнительно упрочнены посредством объединенной в одно целое дугогасительной камеры.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет объяснено ниже более подробно посредством описания разных вариантов осуществления изобретения и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1а представляет собой вид с частичным поперечным сечением коммутационного устройства, содержащего дугогасительную камеру настоящего изобретения, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 1b представляет собой горизонтальное поперечное сечение коммутационного устройства, показанного на фиг. 1а.

Фиг. 2а показывает дугогасительную пластину, приспособленную для размещения посредством направляющего средства, предусмотренного на боковой стенке камеры, показанной на фиг. 1.

Фиг. 2b представляет собой вид с частичным поперечным сечением дугогасительной камеры, показанной на фиг. 1.

Фиг. 2с представляет собой частичное изометрическое изображение дугогасительной камеры, показанной на фиг. 2b, с дугогасительной пластиной, размещенной на поддерживающей пластине направляющего средства.

Фиг. 3а представляет собой общий вид дугогасительной камеры, приспособленной для разъемного прикрепления к основанию коммутационного устройства, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 3b представляет собой общий вид дугогасительной камеры, образованной посредством формования на основании коммутационного устройства, в соответствии с другим вариантом осуществления.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1а и 1b показан контактор 1, содержащий коммутационное устройство 2 и основание 100. Коммутационное устройство 2 дополнительно содержит множество дугогасительных камер 10, узел 60 замыкания контактов, содержащий неподвижный контактный элемент 30 и подвижный контактный элемент 20, и держатель 50 контакта, соединенный с приводным узлом (не показан).

В данном примере, упомянутый контактор представляет собой трехполюсный контактор с тремя узлами замыкания контактов, приспособленными для подсоединения к каждой из трех фаз трехфазной электрической нагрузки. Каждый из упомянутых трех узлов замыкания контактов содержит подвижный контактный элемент 20, включающий в себя две контактные площадки 22, 22′, и два неподвижных контактных элемента 30, 30′, расположенных на основании 100. Упомянутые два неподвижных контактных элемента 30, 30′ выполнены с возможностью совмещения с подвижным контактным элементом 20. Контактные площадки 22, 22′ расположены в каждом конце подвижного контактного элемента 20. Каждый из неподвижных контактных элементов 30, 30′ содержит контактную площадку 32, 32′, приспособленную для взаимодействия с контактной площадкой 22, 22′ подвижного контактного элемента 20 соответственно.

Подвижный контактный элемент приводится в движение посредством приводного узла через держатель 50 контакта и выполнен с возможностью перемещения между рабочим положением и исходным положением, в данном примере вдоль направления Х. В упомянутом рабочем положении, электрическое соединение образуется, когда контактные площадки 22 и 32 находятся в контакте друг с другом.

Дугогасительная камера 10 охватывает контактные элементы 20, 30, когда они находятся в контакте друг с другом.

Со ссылкой на фиг. 2а, 2b и 2с, U-образная дугогасительная пластина 40 включает в себя две ветви 42 и основную часть 44. Дугогасительная камера 10 содержит две боковые стенки 12, нижнюю стенку 15. Боковые стенки 12 дугогасительных камер 10 содержат направляющее средство 14. Направляющее средство дополнительно содержит множество удерживающих штырей 17, выступающих к внутренней части камеры и образованных посредством формования на упомянутых боковых стенках и приспособленных для облегчения вставки дугогасительных пластин 40 во время установки и удерживания дугогасительных пластин 40 в соответствующих положениях во время работы.

В камере 10 предусмотрено множество U-образных дугогасительных пластин 40, приспособленных для разделения, направления и охлаждения дуги, возникающей при удалении подвижного контактного элемента 20 от неподвижного контактного элемента 30. U-образные дугогасительные пластины 40 могут представлять собой, например, металлические пластины, т.е. пластины из ферромагнитного или неферромагнитного материала. Когда контактные элементы 20, 30 отделяются друг от друга, между ними образуется дуга. Дуга создает магнитное поле, которое вызывает электрический ток в дугогасительных пластинах. Ветви 42 расположены на расстоянии от неподвижного контактного элемента и приспособлены для оказания воздействия на магнитное поле таким образом, что сила Лоренца, которая действует на дугу, увеличивается. При наличии упомянутой увеличенной силы дуга будет втягиваться в камеру, при этом упомянутое множество U-образных дугогасительных пластин 40 выполнены с возможностью разделения дуг на несколько более коротких дуг. Соответственно это ускоряет падение напряжения на контактных площадках 22, 32 после отсоединения, для того чтобы прерывать электрический ток. Ветви 42 расположены на расстоянии от неподвижных контактных элементов 30, 30′.

Каждый из удерживающих штырей 17 дополнительно продолжается посредством поддерживающей пластины 16 в направлении вставки дугогасительной пластины. Поддерживающая пластина, выступающая к внутренней части дугогасительной камеры 10, приспособлена для приема ветвей 42 дугогасительных пластин 40. Поддерживающие пластины 16 обеспечивают изоляцию между ветвями 42 дугогасительных пластин 40. По желанию, поддерживающие пластины 16 могут быть размещены параллельно друг другу. Предпочтительно, каждая из поддерживающих пластин 16 длиннее и шире, чем каждая из ветвей 42, так что площадь поддерживающей пластины 16 немного больше площади дугогасительной пластины 40, для того чтобы предотвратить появление и длительное нахождение дуг между двумя ветвями. При такой структуре поддерживающей пластины возможна более широкая ветвь с большим количеством металлического материала. Это дополнительно увеличивает притягивание дуг. U-образные дугогасительные пластины 40 выполнены из металла, например из ферромагнитного или неферромагнитного материала. Направляющие средства и боковые стенки выполнены из электроизоляционного материала. Сама камера выполнена из электроизоляционного материала, такого как термопластичный или термореактивный материал.

Кроме того, свободные пространства между ветвями 42 дугогасительных пластин и контактами 30 позволяют ветвям 42 размещаться ближе к контакту 30, 20 при отсоединении, для того чтобы увеличить силы, воздействующие на дуги. Таким образом, дуги эффективно отделяются.

Дугогасительная камера 10 может быть образована посредством формования на основании 100. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1а и 1b, каждая из двух камер, приспособленных для каждой из трех фаз, может совместно использовать одни и те же боковые стенки.

На фиг. 3а и 3b показан общий вид дугогасительной камеры, приспособленной для разъемного прикрепления к основанию коммутационного устройства, в соответствии с другим вариантом осуществления. В данном примерном варианте осуществления дугогасительная камера дополнительно содержит соединительный элемент 18 для соединения камеры 10 с неподвижным контактным элементом 30.

Изобретение относится к низковольтному коммутационному устройству (1), содержащему множество дугогасительных камер (10). Каждая из упомянутых дугогасительных камер (10) охватывает узел (60) замыкания контактов, содержащий неподвижный контакт (30, 30′) и подвижный контакт (20), и дуги образуются, когда подвижный контакт отсоединяется от неподвижного контакта. Каждая дугогасительная камера содержит множество U-образных дугогасительных пластин (40), приспособленных для разделения, направления и охлаждения дуги, образующейся между контактами (30, 30′, 20), и боковые стенки (12), содержащие направляющее средство (14) для направления ветвей (42) дугогасительных пластин. Направляющее средство (14) содержит множество поддерживающих пластин (16), которые расположены так, чтобы выступать к внутренней части дугогасительной камеры для приема ветвей (42) дугогасительных пластин и для обеспечения электрической изоляции между ветвями двух смежных дугогасительных пластин (40). Технический результат - создание низковольтного коммутационного устройства, выполненного с возможностью направления дугогасительных пластин в дугогасительную камеру с предотвращением повреждения ветвей дугогасительных пластин, вызываемого дугами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Низковольтное коммутационное устройство (1), содержащее множество дугогасительных камер (10), причем каждая из дугогасительных камер (10) охватывает узел (60) замыкания контактов, содержащий неподвижный контакт (30, 30') и подвижный контакт (20), и дуги образуются, когда подвижный контакт отсоединяется от неподвижного контакта, причем каждая из дугогасительных камер содержит множество U-образных дугогасительных пластин (40), приспособленных для разделения, направления и охлаждения дуги, образующейся между контактами (30, 30', 20), и боковые стенки (12), содержащие направляющее средство (14) для направления ветвей (42) дугогасительных пластин, причем направляющее средство (14) содержит множество поддерживающих пластин (16),
причем упомянутое коммутационное устройство отличается тем, что
- поддерживающие пластины (16) расположены так, чтобы выступать к внутренней части дугогасительной камеры для приема ветвей (42) дугогасительных пластин и для обеспечения электрической изоляции между ветвями двух смежных дугогасительных пластин (40) и
- каждая из упомянутых поддерживающих пластин (16) длиннее и шире, чем каждая из ветвей (42) дугогасительной пластины.

2. Низковольтное коммутационное устройство по п. 1, причем упомянутое низковольтное коммутационное устройство (1) дополнительно содержит основание (100), и по меньшей мере одна из дугогасительных камер (10) разъемно прикреплена к упомянутому основанию (100).

3. Низковольтное коммутационное устройство по п. 1, причем упомянутое низковольтное коммутационное устройство дополнительно содержит основание (100), и по меньшей мере одна из дугогасительных камер (10) образована посредством формования на упомянутом основании (100).