低压多极断路器

摘要

一种低压多极断路器(2)，包括模制壳体，该壳体包括分成内部隔室的主体，每个内部隔室与断路器的一个极(12、14、16)相关联，以及安装在主体上的盖，其覆盖主体的主面(22)。对于每个极，断路器包括可以通过切换机构和灭弧室分离的电触点。对于至少两个极，主面包括附加孔(18、20)，每个孔放置在相应极的火花防护装置正上方，并且使该极的灭弧室与由盖和主面限定的内部容积连通，且盖附接到主体，同时在盖和主体之间留下外围开口，使内部容积与壳体的外部连通。

权利要求

1.一种低压多极断路器(2)，包括模制壳体，所述模制壳体包括主体(4)和盖(6)，所述盖(6)安装在所述主体(4)上并覆盖主体(4)的主面(22)，主体(4)被分成内部隔室，每个内部隔室与所述断路器(2)的一个极(12、14、16)相关联；

对于每个极(12、14、16)，所述断路器(2)在相应的隔室内还包括：

‑电触点(34、38)，其可通过断路器(2)的切换机构分开；

‑灭弧室(40)，其包括：电弧分离板的堆叠(42)、在堆叠(42)顶部的火花防护装置(44)、以及设置有过滤装置(48)的灭火气体出口孔；

所述断路器(2)的特征在于，对于至少两个极(12、14、16)，所述主体(4)的主面(22)包括附加孔(18、20)，每个附加孔(18、20)放置在相应极的火花防护装置(44)正上方，并使该极的灭弧室(40)与由所述盖(6)和主面(22)限定的内部容积连通，并且在于，所述盖(6)附接到所述主体(4)，同时在盖(6)的周边上在盖(6)与主体(4)之间留下外围开口，该开口使所述内部容积与所述壳体的外部连通。

2.根据权利要求1所述的断路器(2)，其特征在于，所述外围开口具有介于0.3mm和1mm之间的间隔(E2)。

3.根据权利要求1所述的断路器(2)，其特征在于，所述过滤装置(48)包括气体扩散器(80)、金属过滤器(82)和由合成纤维制成的绝缘筛网(84)，其插入在所述气体扩散器(80)和过滤器(82)之间，所述筛网(84)设置有形成在筛网(84)的顶部(88)和底部(90)中的通孔(92)。

4.根据权利要求3所述的断路器(2)，其特征在于，所述筛网(84)还包括中央切口(86)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的断路器(2)，其特征在于，所述灭弧室(40)包括由包含合成纤维的绝缘材料制成的挡板(50)，所述挡板(50)垂直地安装在所述灭弧室(40)的入口的两侧。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的断路器(2)，其特征在于，每个附加孔(18、20)具有椭圆形形状。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的断路器(2)，其特征在于，所述盖(6)包括设置有支承元件(66、70)的凸缘(72)，所述支承元件的尺寸设计成当所述盖(6)安装在所述壳体的主体(4)上时保持所述外围开口的间隔(E2)在盖(6)的周边上恒定。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的断路器(2)，其特征在于，所述主体(4)由热固性聚酯制成，并且所述盖(6)由聚碳酸酯制成。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的断路器(2)，其特征在于，与所述极相关的内部隔室在所述主体(4)内并排对齐，与位于对准中心的极相邻的两个隔室(12、16)每个都设置有一个所述附加孔(18、20)，位于两个横向隔室(12、16)之间的另一个或多个隔室(14)没有附加孔(18、20)。

10.根据权利要求9所述的断路器(2)，其特征在于，所述断路器(2)是三极断路器，位于对准中心的隔室(14)没有附加孔。

说明书

低压多极断路器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低压多极断路器。

背景技术

[0002] 已知低压多极断路器，其包括分成内部隔室的模制壳体，每个内部隔室与断路器的一个极相关并且每个包围可分离电触点，其位移由所有极共用的致动机构控制并且由跳闸机构驱动。

[0003] 在FR‑2780549‑A1中描述了这种断路器的一个示例。

[0004] 这些断路器更特别地用于中断高强度的电流，通常位于630A和6300A之间。通过使用与每个极相关的电灭弧室分离电触点来在空气中完成电流的断开。

[0005] 这些断路器的一个已知问题源于这样的事实：在断开电流时产生称为灭火气体的热电离气体。这些灭火气体表现出高温，通常高于2000℃，并且具有高压。在已被去除污染并冷却之后，它们必须从断路器中排出。

[0006] 为了解决这个问题，已知的断路器包括灭火气体过滤装置。

[0007] 然而，这些断路器在某些现代用途中并不完全令人满意，特别是当这些断路器打算在高电压下工作时，例如对于每相大于或等于500V AC并且可能达到690V AC的低电压。

[0008] 特别地，在断路器的壳体内部过度过压的灭火气体之后，这些断路器表现出更大的损坏风险。

[0009] 本发明正是更具体地提出了通过提出一种低压多极断路器来补救这些缺点，其中优化了灭火气体的排出而不降低断路器的性能水平。

发明内容

[0010] 为此，本发明涉及一种低压多极断路器，包括模制壳体，所述模制壳体包括主体和盖，所述盖安装在所述主体上并覆盖主体的主面，主体被分成内部隔室，每个隔室与所述断路器的一个极相关；

[0011] 对于每个极，所述断路器在相应的隔室内还包括：

[0012] ‑电触点，其可通过断路器的切换机构分开；

[0013] ‑灭弧室，其包括：电弧分离板的堆叠、在堆叠顶部的火花防护装置、以及设置有过滤装置的灭火气体出口孔；

[0014] 所述断路器的特征在于，对于至少两个极，所述主体的主面包括附加孔，每个附加孔放置在相应极的火花防护装置正上方，并使该极的灭弧室与由所述盖和主面限定的内部容积连通，

[0015] 并且在于，所述盖附接到所述主体，同时在盖的周边上在盖与主体之间留下外围开口，该开口使所述内部容积与所述壳体的外部连通。

[0016] 借助于本发明，附加孔和外围开口使得可以提供用于在显著过压的情况下灭火气体的排气通道，从而避免破坏断路器，同时限制不通过过滤装置的灭火气体的量。因此优化了灭火气体的排出和处理，而不会降低断路器的性能水平。

[0017] 根据本发明的有利但非强制性的方面，这种断路器可以包括一个或多个以下特征，单独使用或以任何技术上允许的组合：

[0018] ‑外围开口的间隔在0.3mm和1mm之间。

[0019] ‑过滤装置包括气体扩散器、金属过滤器和由合成纤维制成的绝缘筛网，其插入在气体扩散器和过滤器之间，筛网设置有形成在筛网的顶部和底部中的通孔。

[0020] ‑筛网还包括中央切口。

[0021] ‑灭弧室包括由包括合成纤维的绝缘材料制成的挡板，所述挡板垂直地安装在灭弧室的入口的两侧。

[0022] ‑每个附加孔具有椭圆形形状。

[0023] ‑所述盖包括设置有支承元件的凸缘，支承元件的尺寸设计成当盖安装在壳体的主体上时保持外围开口的间隔在盖的周边上恒定。

[0024] ‑主体由热固性聚酯制成，盖由聚碳酸酯制成。

[0025] ‑与极相关的内部隔室在主体内并排对齐，与位于对准中心的极相邻的两个隔室每个都设置有一个所述附加孔，位于两个横向隔室之间的另一个或多个隔室没有附加孔。

[0026] ‑所述断路器是三极断路器，位于对准中心的隔室没有附加孔。

附图说明

[0027] 根据以下对低压断路器的实施例的描述，本发明将被更好地理解，并且其它的优点将变得更加清楚，实施例纯粹作为示例给出并参考附图，其中：

[0028] ‑图1是通过正视图示出了根据本发明的低压断路器的示例的示意图；

[0029] ‑图2是通过侧视图示出了图1的断路器的示意图；

[0030] ‑图3是通过正视图示出了图1的断路器的示意图，其中移除了断路器的盖；

[0031] ‑图4是通过横向剖视图示出了图3的平面IV‑IV中的示意图，示意性地示出了用于电极的断路器的内部；

[0032] ‑图5是图1的断路器的盖内部的示意图；

[0033] ‑图6是通过分解图示出了图1的断路器的灭火气体过滤装置的示意图。

具体实施方式

[0034] 图1至图4表示低压多极断路器2，其包括模制壳体，该模制壳体包括主体4和添加到主体4的可移除盖6。

[0035] 当盖6安装在主体4上时，它覆盖主体4的主面22。例如，主面22是主体4的前面。

[0036] 更具体地从图2中可以看出，盖6紧固到主体4，同时在盖6和主体4之间留下外围开口。该外围开口在盖6的周边上延伸。

[0037] 盖6与面22一起限定内部容积。外围开口使该内部容积与断路器2的壳体的外部连通。

[0038] 附图标记“P2”表示几何平面，在该几何平面上产生盖6和主体4之间的连接。

[0039] 优选地，外围开口具有表示为E2的间隔，其在0.3mm和1mm之间，更优选地，在0.5mm和0.7mm之间，甚至更优选地，等于0.6mm。在此，在与主面22成直角的方向上测量该间隔E2。

[0040] 例如，主体4由热固性聚酯制成，盖6由聚碳酸酯制成。

[0041] 断路器2还包括切换机构。

[0042] 在该示例中，断路器2还包括跳闸8和手动控制杆10，其能够控制切换机构。跳闸8和控制杆10布置在断路器2的前部，以便可由断路器2的使用者接近。

[0043] 断路器2包括多个电极，这里每个电极与断路器2所连接到的电气设备的电相相关。

[0044] 根据实施例，断路器2是三极断路器，其旨在与三相电气设备一起操作。为此，断路器2包括三个电极，每个电极与三个电相中的一个相关。

[0045] 在未示出的替代实施例中，断路器2是四极断路器，其旨在与设有中性线的三相电气设备一起操作。断路器2则包括四个极，分别与电相和中性线相关。

[0046] “低压”应理解为意味着断路器2能够在每个极的高达690V AC的电压范围内操作。

[0047] 断路器2能够中断强度在630A和6300A之间的标称电流。

[0048] 断路器2的壳体的主体4被分成内部隔室，每个内部隔室与断路器2的一个极相关。这些隔室在下文中也称为“极隔室”。

[0049] 在下文中，为了简化描述，使用附图标记12、14和16而没有区别地表示断路器2的电极或相应的内部隔室。

[0050] 例如，隔室12、14和16在主体4的横向轴线上并排横向对齐。隔室14处于该对齐的中心位置。隔室12和16放置在中央隔室14两侧的横向位置。隔室12、14和16通过内部隔板成对分开。

[0051] 主体4的主面22还包括用于至少两个极的附加孔18、20。在下文中更详细地描述了这些附加孔18、20的作用。

[0052] 例如，每个附加孔18、20具有椭圆形形状。

[0053] 根据实施方式，每个附加孔18、20的表面积在0.5cm2和2cm2之间，并且优选地等于2
1cm。

[0054] 根据实施例，如图3所示，断路器2包括与隔室12相关的第一附加孔18以及与隔室16相关的第二附加孔20。中央隔室14没有附加孔。

[0055] 如图4所示，断路器2对于每个极包括电连接端子30、32和可分离电触点，比如与移动电触点36相关的固定电触点34，每个都连接到端子30、32。触点34和36没有电接触垫38。

[0056] 控制机构对于所有极是共用的，并且设计成打开或关闭由这些触点34和36形成的电路，特别是使用配置为移动移动触点36的旋转轴39。这使得可以分别防止或者可替代地授权对于每个极在端子30和32之间循环电流。

[0057] 轴39对于断路器2的极是共用的，并且在断路器2的横向方向上在主体4中延伸。特别地，分开隔室12、14和16的内部隔板设有允许轴39通过的开口。然而，这些开口不允许相邻隔室之间的流体连通。

[0058] 对于每个极，断路器2还包括灭弧室40。灭弧室40包括电弧分离板的堆叠42、火花防护装置44、底部电弧角46和灭火气体出口孔，其称为主孔，设置有过滤装置48。主孔出现在主体4的外部，因此在断路器2的外部。

[0059] 灭弧室的操作是众所周知的，并且不再详细解释。灭弧室的示例在专利EP‑1764811‑B1中描述。

[0060] 几何轴线X40表示堆叠42的板的对齐方向。火花防护装置44在堆叠42的顶部，在轴线X40上与该堆叠对齐。例如，火花防护装置44采用弯曲实心板的形式，这里弯曲成直角，使得其横截面为L形。

[0061] 附加孔18形成在主面22中，位于火花防护装置44的正上方。换句话说，火花防护装置44插入附加孔18和堆叠42之间。这里，附加孔18在轴线X40上与火花防护装置44。

[0062] 在所示的示例中，附图标记X48表示穿过主灭火气体出口孔的几何轴线。轴线X48与轴线X40成直角。

[0063] 灭弧室40布置成使得大部分灭火气体通过穿过过滤装置48而排出隔室12。因此，灭火气体流当其从隔室12中排出时基本上沿着轴线X48定向。

[0064] 因此，仅在显著过压的情况下，除了穿过过滤装置48之外，灭火气体还穿过附加孔18，因为附加孔18被设定为与主要灭火气流之后的轨迹分开。

[0065] 这特别是由于事实在于轴线X40和X48未对准，更特别是直角。这也由于事实在于火花防护装置44插入堆叠42和附加孔18之间，以便形成防止气体直接从灭弧室40直线通过的筛网。

[0066] 断路器2的其他极具有类似的设计。特别地，极16类似于极12，除了事实在于极16的附加孔承载参考20。位于极12和16之间的极14类似于极12，除了事实在于它不包括附加孔18或20。

[0067] 附加孔18和20与盖6和主体4之间的外围开口共同作用，因此通过形成灭火气体的附加出口，允许在断开电流时发生压力峰值的时候减压极12和16的灭弧室40。

[0068] 附加孔18和20的布置使得可以限制在发生这种减压时排出的灭火气体的量。实际上，不希望在断路器2外部排出太多未受污染和未冷却的灭火气体，因为这可能对货物和人员的安全产生破坏性后果。

[0069] 特别地，这里仅使用两个附加孔18、20是有利的。在当前情况下，不需要在与极14相关的中央隔室上设置附加孔，因为该隔室通过安装有机构的开口与由盖6界定的内部容积流体连接，使得可以排出为该中央隔室14产生的灭火气体的过压。

[0070] 限制附加孔的数量使得可以限制在发生这种减压时排出的灭火气体的量。

[0071] 在断路器2的正常操作中，盖6安装在主体4上。实际上，通过附加孔18和20输出的灭火气体必须在盖6内部在内部容积中运行，然后才能够从断路器2中退出。这种布置减弱了在喷射灭火气体时形成的压力波，并且限制了由于存在附加孔18和20而引起的断路器2的密封性的损失，特别是对水和灰尘的密封性。

[0072] 最后，先前为间隔E2定义的值使得可以确保令人满意地排出过压，而不会以任何方式降低断路器的密封性能，特别是对水和灰尘的密封性。

[0073] 因此，本发明使得可以限制在过压之后损坏断路器2的风险，而不会降低断路器2的性能水平。

[0074] 根据替代实施方式，在四极断路器的情况下，可以仅使用两个这样的附加孔18、20，其形成用于与位于对准中心(即位于中心极两侧的侧边缘上)的极相邻的极隔室。

[0075] 根据变型，在用于具有中性线的三相设备的四极断路器的情况下，没有必要为与中性线相关的极室形成附加孔，因为这条中性线的电流断开所涉及的能量小于电相断开的能量，因此在该极室中灭火气体过压的风险较小。

[0076] 根据另外的实施方式，灭弧室40还包括垂直挡板50，其由包括合成纤维(例如芳族聚酰胺类型)的材料制成。优选地，挡板50由商标为 并由DU PONT DE NEMOURS公司销售的材料制成。

[0077] 例如，挡板50垂直安装在灭弧室40的入口的两侧，平行于轴线X40延伸。挡板50采用细长条带的形式并固定到灭弧室40的侧壁上。这里，有两个挡板50。

[0078] 挡板50将电弧引导到灭弧室40中，并横向地使灭弧室周围的灭火气体的返回最小化。因此，挡板50有助于进一步优化断路器2的灭弧气体的排出和处理。

[0079] 图5表示盖6的实施例。

[0080] 该盖6包括主要部分60，这里是空心块的形式，其底部是规则的四边形。主要部分60包括前端壁，当盖6安装在主体4上时，前端壁形成断路器2的前面。例如，前端壁包括分别允许跳闸8和控制杆10通过的通孔窗口62和64。

[0081] 因此，主要部分60限定了空腔，该空腔出现在盖背面的盖6的外面。主要部分60的形状和尺寸根据主体4的形状选择。

[0082] 盖6还包括用于允许盖6紧固到主体4上的紧固元件66，优选地是没有自由度的紧固。主体4还包括与紧固元件66互补的元件，例如以设计用于接收紧固元件的切口或凹陷的形式。例如，紧固元件66分别设置有孔68以接收螺钉，其旋拧在此在主体4中进行。

[0083] 盖6还包括形成在主要部分60的基部处的凸缘72。该凸缘72具有扁平形状并且在主要部分60的基部的所有周边上延伸。

[0084] 凸缘72设置有支承元件70或间隔件，其尺寸设计成当盖6安装在主体4上时保持外围开口的间隔E2。因此，这些支承元件70旨在当盖6安装在主体4上时与主体4的相应表面接触。这里，支承元件70是与盖6的其余部分一体形成的突片。

[0085] 这里，紧固元件66在凸缘72上突出形成。当盖6被紧固时，它们也支撑在中心体4上，并因此形成与支承元件70共同作用的支承元件。

[0086] 图6示出了过滤装置48的优选实施例。

[0087] 过滤装置48包括气体扩散器80、金属过滤器82和插入气体扩散器80与过滤器82之间的绝缘筛网84。这里，扩散器80、过滤器82和筛网84沿轴线X48对齐。

[0088] 这里，扩散器80、过滤器82和筛网84彼此分开示出。然而，实际上，当过滤装置48处于组装配置时，扩散器80、过滤器82和筛网84两两接触。

[0089] 气体扩散器80形成过滤装置48的入口，并且其功能是在空间上分配灭火气流，使得在扩散器80的出口处，灭火气体均匀地分布在过滤器82的所有表面上。EP‑1251530‑A1中描述了气体扩散器80的示例。

[0090] 过滤器82的功能是冷却和去污灭火气体。它包括“repp”型的金属织物堆叠。在专利EP‑0817223‑B1中描述了过滤器82的示例。

[0091] 筛网84包括由合成纤维(例如芳族聚酰胺类型)制成的电绝缘材料层。优选地，筛网84由商标为 并由DU PONT DE NEMOURS公司销售的材料制成。

[0092] 根据实施方式，筛网84有利地具有中央切口86。该中央切口86延伸到筛网84的顶部88和底部90。

[0093] 优选地，顶部88和底部90设置有允许灭火气体通过的通孔92。孔92例如通过切割形成。

[0094] 作为变型，省略中央切口86并且用类似于孔92的通孔代替。

[0095] 因此采用孔92刺穿的顶部88和底部90允许灭火气体通过，同时提供增强的电绝缘。因此降低了金属过滤器82处的电离灭火气体中的电流环回的风险。

[0096] 中央切口86使得可以避免过度限制灭火气体的流动。在筛网84的中心部分没有孔92不是不利的，因为主要在底部88和顶部90中，电流环回的风险最高。

[0097] 因此，增强了过滤装置48的效率，而不以任何方式增加断路器2外部的电离水平，特别是当其操作时相对于位于断路器2的直接环境中的带电电导体。

[0098] 换句话说，过滤装置48有助于进一步优化来自断路器2的灭火气体的排出和处理。

[0099] 上面考虑的实施例及变型可以彼此组合以产生新的实施例。