專利名稱：用于保護電氣線路和/或用電裝置的機電開關(guān)裝置以及熱耦合件在機電開關(guān)裝置中的應(yīng)用的制作方法
用于保護電氣線路和/或用電裝置的機電開關(guān)裝置以及熱耦合件在
機電開關(guān)裝置中的應(yīng)用
背景技術(shù)：
機電開關(guān)裝置用于保護電氣線路和/或用電裝置。發(fā)生過載形式的故障 時，在電氣線路中流動的電流會使電線和用電裝置劇烈發(fā)熱。為避免由此引 發(fā)的火災(zāi)、用電裝置和電線受損，在很多應(yīng)用情況下都須使用可提供過載保 護的機電開關(guān)裝置。通常用熱脫扣器來達(dá)成這一目的，這種熱脫扣器可提供 可靠的過載保護。
在包括至少一個熱脫扣器的機電開關(guān)裝置中，存在一脫扣特性曲線，這 個脫扣特性曲線用于描述引發(fā)脫扣的極限電流。
熱脫扣器的工作方式?jīng)Q定了環(huán)境溫度會對脫扣特性曲線產(chǎn)生重大影響。 為此須通過補償帶對環(huán)境溫度作出主動反應(yīng)。補償帶的任務(wù)是對環(huán)境溫度進 行估測，并通過溫度補償對脫扣性能施加影響。目的是使極限電流在不同環(huán) 境溫度下保持穩(wěn)定。
在開關(guān)裝置的使用壽命期間，極限電流應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定不變。例如不 同連接方式或接觸件損害等擾動變量會改變開關(guān)裝置內(nèi)的熱狀況。因此，這 些擾動變量也會對極限電流的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
迄今為止，機電幵關(guān)裝置發(fā)展的一個著力點是將干擾熱脫扣器的極限電 流穩(wěn)定性的各種因素減小至最低程度，其實現(xiàn)方式是使接觸件和連接件盡可 能遠(yuǎn)離熱脫扣器。如果需要減小機電開關(guān)裝置的物理尺寸，這就會加大保持 必要距離的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種尺寸更小的用于保護電氣線路或用電裝置的 機電開關(guān)裝置，同時其極限電流仍能保持足夠的穩(wěn)定。
這個目的可通過一種包括至少一個熱脫扣器和至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部 熱源的機電開關(guān)裝置以根據(jù)權(quán)利要求1所述的方式而達(dá)成，即針對所述至少 -個熱脫扣器，所述機電開關(guān)裝置包括至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源的熱耦合 件。借此將擾動變量的熱成像主動地傳輸給可對擾動變量作出反應(yīng)的熱脫扣 器，以便對熱脫扣器的脫扣性能施加影響。這種設(shè)計有助于保持極限電流的 穩(wěn)定。除此之外，由于通過熱耦合件可導(dǎo)散熱源上的熱量，因而這種設(shè)計還 能提供額外的冷卻，例如對接觸區(qū)的冷卻。借此可提高功率密度。
本發(fā)明的目的還可通過在用于保護電氣線路或用電裝置的一機電開關(guān) 裝置中使用一熱耦合件而達(dá)成，以抑制機電開關(guān)裝置中的擾動變量。
從屬權(quán)利要求說明了本發(fā)明不同的有利實施方式。
特別有利的情況是，擾動變量的熱耦合件安裝在熱脫扣器的一補償帶 間。這可以使所述機電開關(guān)裝置具有特別緊湊的結(jié)構(gòu)，因為這樣就無需為同 一個相或可能的其他相使用另外的補償帶。如果所述補償帶設(shè)計用于估測所 述機電開關(guān)裝置的環(huán)境溫度，并通過至少一個熱脫扣器來影響脫扣器性 能——這種對脫扣器性能的影響是由一個或復(fù)數(shù)個擾動變量引起的，借助同 -個補償帶可同時并立即補償環(huán)境溫度和一個或復(fù)數(shù)個擾動變量所產(chǎn)生的 影響。
如果所述機電開關(guān)裝置是適用于三相電流應(yīng)用領(lǐng)域的一多相幵關(guān)裝置， 且所述熱耦合件使三相中的至少兩相的開關(guān)裝置內(nèi)部熱源彼此熱相連，就可 構(gòu)建僅具有一個熱補償帶的開關(guān)裝置。在對例如擾動變量接觸件使用補償帶 時，可使三相全部熱相連。借此可在三相之間實現(xiàn)針對所述擾動變量的熱補 償，從而達(dá)到簡化結(jié)構(gòu)的目的。在此情況下，這個補償帶不僅用于補償環(huán)境
5溫度，還用于對所有三個相的接觸件的擾動變量電阻的升高進行補償。
所述熱耦合件可有利地由至少一種導(dǎo)熱聚合物、共聚物、陶瓷和/或?qū)?性能良好的電絕緣材料構(gòu)成。


下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
具體實施例方式
將一機電開關(guān)裝置10的一個相連接到兩個導(dǎo)電體11 (例如電纜)上。
在使用三相電流的情況下，原則上需要兩個或者三個相。為此，開關(guān)裝置io
具有兩個或兩個以上的連接件104，這些連接件在附圖中顯示為端接螺釘。
連接件104分別與固定的開關(guān)件108相連。通過一個或復(fù)數(shù)個可動的開 關(guān)件109的運動對這個相進行通斷操作。當(dāng)可動的開關(guān)件109進行運動時， 可動的開關(guān)件109的接觸件101會朝固定的開關(guān)件104、 108的接觸件101 方向運動，或背離其運動。
當(dāng)可動的開關(guān)件109的復(fù)數(shù)個接觸件101接觸固定的開關(guān)件108的接觸 件101時，兩側(cè)的連接件104相連，機電開關(guān)裝置IO借此將這個相接通。
當(dāng)可動的開關(guān)件109的接觸件101離開固定的開關(guān)件108的接觸件101 時，就表示機電開關(guān)裝置10已將這個相斷開。
存在一個擾動變量，就表明存在一個附加熱源。在下文中，熱源這個概 念將被用于表示由一個或復(fù)數(shù)個擾動變量引起的熱源。
作為一可能的其他熱源，連接件104上的電纜11可以極小的緊固扭矩 固定。此外，電纜11的端部可能存在污垢、油脂或侵蝕，這會導(dǎo)致電纜ll 和固定的開關(guān)件108之間接觸不良。其結(jié)果是，接線區(qū)內(nèi)附加產(chǎn)生的損耗功 率高于最初使用時和以適當(dāng)方式接線時所產(chǎn)生的損耗功率。接觸件101的作用也可能因接觸件磨損或受到污染而發(fā)生改變，從而引 起熱損耗，也就是接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的損耗功率明顯高于最初使用時所產(chǎn)生的損
耗功率。因此，連接件104可起到裝置內(nèi)部熱源的作用。
通過一個或復(fù)數(shù)個熱耦合件106、 107、 IIO可將可動的開關(guān)件109、固 定的開關(guān)件108或連接件104的溫度以熱傳遞方式傳送到補償帶105。通過 這種方式，用于繪制接觸件或連接件等擾動變量的熱成像的補償帶105可主 動對擾動變量作出反應(yīng)，以便例如對熱脫扣器102的脫扣性能施加影響。為 此可在熱脫扣器102中將熱耦合件實施為所謂的雙金屬形式的補償帶。在此 情況下，這些補償帶的任務(wù)就是對相應(yīng)的擾動源作出反應(yīng)。
通過將擾動變量熱耦合到補償帶10本發(fā)明的特征可對擾動變量施加主 動的影響。
機電開關(guān)裝置10可以是一斷路器、 一限流器或一緊湊型支路。機電開 關(guān)裝置10也可以是僅包括一斷路器或一限流器或一緊湊型支路的一設(shè)備。
另一個有利于用戶的優(yōu)點是，發(fā)生例如短路或?qū)佑|件101或連接件 104的傳輸電阻的其它影響之后，無需對開關(guān)裝置10的脫扣點或極限電流進 行重新調(diào)整。從而也可以避免重新調(diào)整脫扣點。
權(quán)利要求
1.一種用于保護電氣線路和/或用電裝置的機電開關(guān)裝置(10)，包括i)至少一個熱脫扣器(102)和ii)至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、104、108、109)，其特征在于，針對所述至少一個熱脫扣器(102)，所述機電開關(guān)裝置(10)包括所述開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、104、108、109)中的至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源的一熱耦合件(106、107、110)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中， 所述熱耦合件(106、 107、 110)安裝在所述熱脫扣器(102)的一補償帶(105)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中，所述補償帶(105)設(shè)計用于估測所述機電開關(guān)裝置(10)的環(huán)境溫度， 并對所述熱脫扣器(102)中的至少一個熱脫扣器的脫扣性能施加影響。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的機電幵關(guān)裝置(10)，其中，所述熱耦合件(106、 107、 110)使所述開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(106、 107、 110)中的至少兩個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源彼此熱相連。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中，所述機電開關(guān)裝置(10)是適用于三相電流應(yīng)用領(lǐng)域的多相開關(guān)裝置， 且所述熱耦合件(106、 107、 110)使所述相中的至少兩相的開關(guān)裝置內(nèi)部 熱源(101、 104、 108、 109)彼此熱相連。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中，所述熱耦合件(106、 107、 110)由至少一種導(dǎo)熱聚合物、共聚物、陶 瓷金屬和/或?qū)嵝阅芰己玫碾娊^緣材料構(gòu)成。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中，所述至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、 104、 108、 109)包括用于至少 一個導(dǎo)電體(11)的至少一個連接件(104)、至少一個固定的開關(guān)件(108)、 至少一個可動的開關(guān)件(109)和/或至少一個接觸件(101)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的機電開關(guān)裝置(10)，其中，所述機電開關(guān)裝置(10)是或包括一斷路器、 一限流器或一緊湊型支路。
9. 熱耦合件(106、 107、 110)在用于保護電氣線路或用電裝置的機電 開關(guān)裝置(10)中的應(yīng)用，用于抑制所述機電幵關(guān)裝置(10)中的擾動變量， 其中，所述熱耦合件(106、 107、 110)從至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、 104、 108、 109)朝一熱脫扣器(102)布置，特定而言朝一補償帶(105) 布置，所述補償帶設(shè)計用于估測所述機電開關(guān)裝置(10)的環(huán)境溫度，并對 所述熱脫扣器(102)的脫扣性能施加影響。
全文摘要
一種用于保護電氣線路和/或用電裝置的機電開關(guān)裝置(10)，其包括至少一個熱脫扣器(102)和至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、104、108、109)。針對所述至少一個熱脫扣器(102)，所述機電開關(guān)裝置(10)包括所述開關(guān)裝置內(nèi)部熱源(101、104、108、109)中的至少一個開關(guān)裝置內(nèi)部熱源的熱耦合件(106、107、110)。本發(fā)明還涉及熱耦合件的應(yīng)用。
文檔編號H01H71/12GK101601113SQ200880003800
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者維爾納·德克爾, 馬丁·海姆勒 申請人:西門子公司