專利名稱：帶有曲面形弧根遷移導(dǎo)向裝置的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有密封外殼的中壓旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，它的內(nèi)周緣裝有兩個徑向面對面設(shè)置的靜觸頭，每個靜觸頭能與橋式觸頭的一個動觸頭相配合組成一對觸頭，所述的在樞軸上轉(zhuǎn)動的刀形橋式觸頭由旋轉(zhuǎn)操作軸支撐，該橋式觸頭可選擇置于使兩對觸頭連接的閉合位置和斷開位置。
現(xiàn)有的所述類型的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)包括內(nèi)裝壓縮氣體的腔室，以便進行有利于滅弧的氣壓吹弧。這些氣壓滅弧裝置是復(fù)雜的并且需要明顯地增加開關(guān)的操作力。
本發(fā)明的目的是提供一種簡單的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，并無需對開關(guān)設(shè)備進行大的改變就能增加其開斷能力。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)的特征在于包括一個使一對觸頭斷開時產(chǎn)生的弧根遷移的導(dǎo)向裝置;該導(dǎo)向裝置向與該對觸頭中另一觸頭相反的方向延展，以便使弧根和伴生的過熱點向隱蔽位置移動，在該隱蔽位置與兩個弧根相關(guān)聯(lián)的過熱點不是相互面對面的;一個可靠地裝于遷移導(dǎo)向裝置式觸頭中的永磁鐵，它被安置成把弧根吹向所說的隱蔽位置以有利對電弧熄滅和電流切斷。
在中壓開關(guān)中，電弧在電流過零時自然熄滅用來進行斷電，以便防止電弧復(fù)燃。為了減小電流通過零點后電弧復(fù)燃的危險性，一些開關(guān)配備了主要是利用永磁鐵迫使電弧旋轉(zhuǎn)的磁吹弧裝置。電弧及其根部旋轉(zhuǎn)減弱了熱量上升、減少了絕緣氣體的離子化，抑制了觸頭上過熱點的出現(xiàn)以及減少熱電發(fā)射散發(fā)的電子。本發(fā)明的開關(guān)也利用永磁鐵，用磁方法吹滅弧根，但由于它是建立在觀察到電流過零后不復(fù)燃的一個重要因素是避免兩個觸頭上的兩個過熱點面對面這種現(xiàn)象基礎(chǔ)上的，因此，切斷的原理是不一樣的。通過至少把弧根中的一個移到隱蔽位置，特別是移到避開另一觸頭的該觸頭的后部，就有可能避免在觸頭分離的區(qū)域里發(fā)生電子發(fā)射。
旋轉(zhuǎn)式力型開關(guān)可由兩個串聯(lián)的開斷點組成，發(fā)明的弧根遷移系統(tǒng)可以同時涉及兩個斷口，也可以僅涉及它的中心一個開斷點。具有隱蔽過熱點的電弧遷移導(dǎo)向裝置觸頭可以是動觸頭，也可以是靜觸頭，或其兩者。永磁鐵最好能裝在柱形觸頭里，尤其是圓柱形的觸頭里。一個或多個的圓柱形觸頭柱的軸都垂直于刀形片的運動平面，弧根遷移導(dǎo)向裝置由觸頭柱的外周緣而形成，該周緣可以是柱的圓柱形表面或是該柱的一個或多個側(cè)面部分。電弧的移動能夠通過用絕緣層復(fù)蓋該觸頭柱的相鄰部分而被引導(dǎo)到遷移導(dǎo)向裝置上。弧根以及伴生的過熱點按照曲面形導(dǎo)向裝置移動，不言而喻，當(dāng)弧根到達(dá)圓柱形上與電弧點燃點徑向相反的隱蔽位置時，該隱蔽位置相對于另一個觸頭來說，被該觸頭柱本身掩蔽起來了。按預(yù)定方向轉(zhuǎn)動的刀形片能用來導(dǎo)致有利于弧根轉(zhuǎn)動方向中的一個的不對稱情況。轉(zhuǎn)動方向由承磁鐵的極質(zhì)和在某一給定時刻的電流方向確定。在電流的一半被中，弧根按給定的方向在遷移導(dǎo)向裝置上移動，在下一半波能自動地反過來。通過下面更詳細(xì)地敘述，可以更清楚地看出，選擇這個能動方向既能用來加愉滅弧的速度也能增強開關(guān)的開斷能力。本發(fā)明適用于任何類型的開關(guān)，特別適用于鄰接觸頭和我們下面還要著重講到的類型觸頭。開關(guān)可以是對所有的刀具有一個共同的外殼或分別是有外殼的多刀型開關(guān)。絕緣并充滿外殼的氣體是一種高絕緣強度氣體，例如，在常壓或壓縮狀態(tài)下的六氟化硫氣體。外殼能夠用絕緣的或?qū)щ姷牟牧现瞥桑僮鳈C構(gòu)可以裝在外殼里或放在外殼外面。
按照本發(fā)明進一步發(fā)展，弧根遷移導(dǎo)向裝置可被隱蔽位置區(qū)域的一個蓋所蓋住，以便限制該區(qū)域發(fā)射電子的發(fā)散。該蓋與遷移導(dǎo)向裝置確定了限制離子化氣體和金屬蒸汽的電弧引入狹道。
其他的優(yōu)點和特征將從以下本發(fā)明所舉各種實施例說明中更清楚地闡述，這些實施例并不是對發(fā)明進行限制的例子。它們展示在附圖中，其中

圖1展示了本發(fā)明多刀開關(guān)的部分剖面簡圖;
圖2展示了按圖1的處于閉合位置開關(guān)的沿線Ⅱ-Ⅱ剖面圖;
圖3展示了開關(guān)處于斷開過程中的類似于圖2的示圖;
圖4展示了所舉本發(fā)明另一可供選擇實施例的半個剖面圖;
圖5展示了圖4開關(guān)的側(cè)面剖示圖;
圖6至11展示了所舉本發(fā)明其他各種可供選擇實施例的類似于圖2的示圖。
在圖中，一個中壓旋轉(zhuǎn)式開關(guān)包括一個密封外殼10，該密封外殼里裝有開關(guān)的三個刀R、S、T。密封外殼10為三個刀R、S、T所共有，并且由金屬或絕緣材料制成。它也能由三個組件組合而成，每個組件設(shè)置一個刀或者如圖1所示仍為一個外殼10，該外殼10通過內(nèi)隔板12分隔成三個室。三個刀R、S、T是同樣的，以后僅對其中的一個進行詳細(xì)描述。密封外殼10充滿了高絕緣強度氣體，例如常壓或超壓的六氟化硫氣體。
每刀包括兩個設(shè)置在外殼10的內(nèi)周緣上經(jīng)向相對而置的靜觸頭14，16，每個靜觸頭14，16通過外殼10的密封襯套18，20伸出。開關(guān)的旋轉(zhuǎn)部件由操作軸22形成，操作軸支承著由兩個接觸片24，26構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式刀形片28，兩個接觸片24，26的兩對端30、32形成與靜觸頭配合的夾型動觸頭。在開關(guān)的閉合位置如圖2所示，刀形片28在電氣上與靜觸頭14、16連接，并且開關(guān)的斷開是通過軸22的逆時針旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。兩個靜觸頭14，16是同樣的，每一個都裝配成呈圓柱形，該圓柱的軸平行于軸22。在圓柱14，16內(nèi)裝有包圍在圓柱形導(dǎo)電殼36中的永磁鐵34。很薄的鋼片38安裝在軸的磁化永磁鐵34的極面和殼36之間。在閉合位，夾型動觸頭30、32夾住圓柱形觸頭14，16的向里的下方，接觸刀24，26與該觸頭柱的外側(cè)部分相接觸。圓柱14，16的軸向尺寸稍大于刀24，26所形成夾的間隙以便得到足夠的接觸壓力。觸頭14，16的外側(cè)的上部套有絕緣材料40以免電弧遷移到該部分。
永磁鐵34的磁力線在圖中以刀S上的虛線展示出來，并且能看作這些線能平行于觸頭柱14、16的圓柱形周緣42延伸。周緣42構(gòu)成一個連在該觸頭14、16上的弧根的遷移導(dǎo)向裝置。在開關(guān)的閉合位，如圖2所示，電流流經(jīng)永久磁鐵外部的觸頭柱14，16的殼36而不致使永磁鐵有退磁危險。當(dāng)軸22旋轉(zhuǎn)進行斷開時，刀形片28與靜觸頭14，16分離，而在電氣上串聯(lián)的電弧44，46被相應(yīng)地形成在靜觸頭14和刀形片28之間以及刀形片28和靜觸頭16之間。由于永磁鐵34的磁場作用，連在靜觸頭14，16上的弧根48，50被吹走，他們移動到形成一個弧根遷移導(dǎo)向裝置的圓柱形周緣42上?；「?8、50的轉(zhuǎn)動方向取決于斷開發(fā)生瞬間交流電的極性，而在圖3中可見，兩個弧根48，50被吹到與面向刀形片28的電弧形成點徑向相反的隱蔽位置。這樣與弧根48，50伴生的過熱點就會遷移到隱蔽位置52，54，當(dāng)電弧44，46自然滅弧，電流過零時就會出現(xiàn)不復(fù)燃最佳條件。事實上，過熱點52，54的熱電發(fā)射不會對著刀形片28發(fā)生，就避免或限制了在恢復(fù)電壓時電弧44，46復(fù)燃的危險。當(dāng)然弧根48，50的遷移既拉長了電弧也使它在絕緣氣體介質(zhì)中遷移從而促進了用常規(guī)方法進行的電弧開斷。從圖3可見，當(dāng)電流的極性相反于形成電弧44，46時的情況下，弧根48、50向朝著襯套18，20相反方向旋轉(zhuǎn)，移動到處于與隱蔽位置52和54相比，離刀形片28較近和較不隱蔽的位置，如果在電流第一次過零時，沒有切斷電流，那么必須等到下半波，那時在隱蔽位置52，54處出現(xiàn)過熱點的最佳條件再次出現(xiàn)。后面描述的某些具體布置避免了這種不對稱情況。
在下面例舉的各種可供選擇的實施例的圖中，相同的標(biāo)號表示與圖1至3中類似的或相同的條件。
參見圖4和5，它們展示了一種可供選擇的實施例，其中靜觸頭14包括一個絕緣外套，具體地說是套在柱型觸頭14圓柱形外表面上的環(huán)氧樹脂制品56，另一方面柱型觸頭14的扁平部分或表面是赤裸的，它們構(gòu)成了弧根接觸和遷移表面。開關(guān)的操作不會受這一改變的影響，連在靜觸頭14上的弧根被永磁鐵的磁場吹走并沿著柱型觸頭14的側(cè)面周緣到一個不面對動觸頭片的隱蔽點58。在這個可供選擇的實施例中，其優(yōu)點在于利用了一個具有徑向磁化的永磁鐵34。接觸片24，26已被延伸以便向外殼10方向上移動接觸點和使電流途徑遠(yuǎn)離磁鐵34，從而限制了退磁危險。這一特征也能應(yīng)用于其他所描述的實施例中。
在圖6的開關(guān)中，用滑動觸頭60代替了一對觸頭14，28。刀形片28在斷開方向上的旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致產(chǎn)生單個弧46，以便實現(xiàn)用上述的將弧根遷移到隱蔽位置的方式進行滅弧。在被中斷的電路中引入單個電弧限制了開關(guān)的開斷能力，但被開斷容易實現(xiàn)。
永磁鐵34的極性決定了電弧44，46的轉(zhuǎn)動方向，從圖1至3所示例子的描述可知，電流的滅弧和斷開在交流電的一半周內(nèi)被強化了。在圖7所示的實施例中，由于觸頭14，16中的磁鐵34選擇了相反的極性，由此導(dǎo)致了觸頭14，16之間的不對稱，用這樣的方式，如果電弧中的一個，例如弧44在某一瞬間被吹向隱蔽位置52，而另一弧46在下半周被吹向隱蔽位置54。無論在觸頭14，16，28斷開瞬間半波的極性如何，電弧44，46中的一個將被吹向隱蔽位置增強滅弧。這樣就避免了電流斷開的任何延遲，但稍有損于對弧44，46中的一個滅弧能力。
用以上描述的方式推薦了在靜觸頭14，16上設(shè)置弧根遷移導(dǎo)向裝置，但是很清楚如果這些導(dǎo)向裝置應(yīng)用到由刀形片28(圖8)所支撐的動觸頭30，32上。其仍未超出本發(fā)明的構(gòu)思。由于裝入了永磁鐵34使得可動部件的慣性增加，但是其弧根明顯地向不面對所配合接觸頭的隱蔽位置移動的作用將完全地保留下來。此外，能僅對觸頭30，32中的一個裝備有電弧遷移導(dǎo)向裝置，而另一個觸頭為標(biāo)本觸頭或者是有弧根遷移導(dǎo)向裝置的觸頭為靜觸頭。任何其他的組合也都是可以接受的。更具體地說，在圖10中展示了一種組合，其中所有的觸頭14，16，30，32都裝備有一個遷移導(dǎo)向裝置和一個相關(guān)聯(lián)的永磁鐵。這樣，弧根轉(zhuǎn)動方向的選擇性將明顯增強，這種選擇可根據(jù)運行需要確定。
靠本發(fā)明避免了過熱點在斷開時相互面對面，復(fù)燃的風(fēng)險降低了，但根據(jù)本發(fā)明通過對這些過熱點的限制能進一步降低復(fù)燃的危險。在如圖9所示的可供選擇的實施例中，其相應(yīng)于圖2和圖3描述的一般結(jié)構(gòu)，在隱蔽位置52，54附近圍繞著柱式靜觸頭14，16設(shè)置蓋62。蓋62形成了很窄的狹長通道允許弧根進入并遷移到隱蔽位置52，54上，而限制由過熱點發(fā)射的電子進入遠(yuǎn)離觸頭的空間。蓋62可以將靜觸頭14，16圍起來，僅留有一個槽，以便通過該槽電弧能進入，或者這蓋62能由面對過熱點設(shè)置的單一防護屏組成。從以上描述中可知，刀形片28的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致了在一電流半波內(nèi)增強斷開的不對稱情況。如圖11所示，通過將柱形靜觸頭14，16相對于襯套18，20錯位，使得觸頭14，28;16，28的分離位置和柱形觸頭14，16的電流輸入點分布在徑向相對位置，該不對稱情況被避免了并且無論什么樣的電流半波都能達(dá)到隱蔽點。
很明顯，本發(fā)明能應(yīng)用于其他類型的開關(guān)，尤其適用于具有整體外殼，組合式外殼或金屬外殼的開關(guān)。開關(guān)也許還包括由外殼10支撐的并和刀形片28相配合的接地接點，而觸頭14，16，28也許是鄰接型的或是任何其他結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種中至旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中包括，一個密封外殼(10)，在該外殼內(nèi)周緣的徑向?qū)χ梦恢蒙显O(shè)有兩個靜觸頭(14，16)；一個其兩端作為動觸頭(30，32)的橋式觸頭，每個動觸頭能與所述靜觸頭(14，16)中的一個配合形成觸頭對；一個支撐所述橋式觸頭的旋轉(zhuǎn)操作軸(22)，橋式觸頭可以選擇在兩對觸頭(14，30；16，32)閉合的閉合位置也可以選擇在兩觸頭斷開的斷開位置；至少在所說觸頭對中，一對觸頭中的一個觸頭包含一個由觸頭對斷開時產(chǎn)生的電弧(44，46)的弧根(48，50)遷移導(dǎo)向裝置(42)，該導(dǎo)向裝置向所述觸頭對的一對中的另一個觸頭相反的方向延伸，并且具有一個隱蔽位置，以便使弧根和伴生的過熱點移向所述的隱蔽位置(52，54；58)，在該隱蔽位置，由兩弧根而伴生的兩過熱點不是面對面的；一個可靠裝在遷移導(dǎo)向裝置觸頭內(nèi)的永磁鐵(34)，它被設(shè)置用來將弧根吹向所述的隱蔽位置(52，54；58)，以便有利于滅弧和電流開斷。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中所述遷移導(dǎo)向裝置描述了一曲面軌跡，并且其中永磁鐵(34)安置在所述的導(dǎo)向裝置內(nèi)，而其產(chǎn)生的磁力線使弧根移向所述的曲面軌跡上。
3.按照權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，遷移導(dǎo)向裝置觸頭(42)是圓柱形的，它的軸平行于所說的旋轉(zhuǎn)操作軸(22)。并且，其中，所述的永磁鐵(34)是圓柱形的并被裝在由一個形成接觸面的圓柱形導(dǎo)電殼構(gòu)成的所述的導(dǎo)向裝置內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，所述的殼(36)包括一個形成遷移導(dǎo)向裝置的圓柱形表面，該表面相對所述觸頭對中的另一觸頭相反伸展，并且扁平表面至少部分地被絕緣層(40)的復(fù)蓋以便防止電弧在這些平展表面點燃。
5.按照權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，所述的殼(36)包括扁平的表面，該表面具有一個形成遷移導(dǎo)向裝置的周緣，并且圓柱形表面至少部分地被絕緣層(56)復(fù)蓋。
6.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，每對觸頭(14，30;16，32)包括一個裝備有一個遷移導(dǎo)向裝置和一個吹弧永磁鐵的觸頭(14，16)，磁鐵的極性是這樣的，以致于兩個電弧(44，46)被同時吹向于所述的隱蔽位置(52，54)。
7.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，每對觸頭(14(14，30;16，32)包括一個裝備有一個遷移導(dǎo)向裝置和一個吹弧永磁鐵的觸頭，磁鐵的極性是這樣的，以致于兩個電弧被同時吹向所述的隱蔽位置。
8.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，包括一個蓋住所述隱蔽位置(52，54)區(qū)域中的遷移導(dǎo)向裝置的蓋，留有一個用于電弧進入和遷移到隱蔽位置的狹長通道。
9.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，每一個所述的觸頭都裝有一個遷移導(dǎo)向裝置和一個永磁鐵。
10.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，其中，一對觸頭中的一個觸頭(14)包含一個圓柱形永磁鐵(34)，它的軸平行于所述的旋轉(zhuǎn)軸，而圓柱形導(dǎo)電殼包圍著所述的圓柱形磁鐵，并且其中，所述的一對觸頭中的另一觸頭(30)包括一個觸頭夾，該觸觸頭夾在閉合位置時，夾住所述的圓柱形殼的兩側(cè)面。
全文摘要
一種具有密封外殼的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，在該外殼里裝有與支撐在外殼內(nèi)周緣的兩靜觸頭配合的旋轉(zhuǎn)刀形片。一個永磁鐵裝在靜觸頭里以便在一個曲面形遷移導(dǎo)向裝置上將弧根磁吹到不面對刀形片的隱蔽位置。本發(fā)明應(yīng)用于中壓氣體絕緣開關(guān)。
文檔編號H01H9/44GK1034633SQ8810389
公開日1989年8月9日 申請日期1988年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月25日
發(fā)明者布蘭德·勤芝 申請人:梅蘭日蘭公司