[发明专利]用于在短路期间保持电触点闭合的设计和方法

说明书

与相关申请的交叉参考

本申请要求了2006年7月13日提交的名为“Design and Method forKeeping Electrical Contacts Closed During Short Circuits”的美国临时专利申请No 60/830,533的优先权，其内容在此通过参考完整地合并。

技术领域

本发明一般地涉及改进的触点组件和电路断路器组件，且更特定地涉及具有远程控制触点的远程控制电路断路器组件，该远程控制触点抵抗在增加的负载条件下的吹断(blow open)。

背景技术

存在对于可远程控制的电路断路器组件的增加的需求，该可远程控制的电路断路器组件响应于远程生成的指令在断开的电路和闭合的电路之间往复。对于这样的电路断路器组件的一个有利的应用是控制面板，该控制面板用于例如自动照明系统的自动控制系统。已开发了自动照明系统以用于基于例如时刻、墙壁开关、占用传感器和/或来自电力分配系统的控制的输入来控制照明电路。照明控制系统通过自动控制当情况允许时削减点亮的照明固定设备的个数或完全切断人工照明的过程而提供了节能的可能性。例如，环境光传感器可以用于响应于环境光程度而控制照明电路。传感器可以用于开关和自动调暗功能，自动调暗功能可以响应于投射到环境光传感器上的日光的量而连续地调整照明系统的输出。占用传感器可以用于当有人在空间内时激活照明且当不再在空间内检测到人员时可能在一个设定的时间间隔后对照明解除激活。

一般地，可以远程控制的电路断路器组件可以至少分为两类。第一类是远程操作电路断路器。在远程操作电路断路器中，两对触点位于单一的封装内。第一对(或初级对)触点用于中断短路、中断过载且通过手柄开启和关断电路断路器。远程操作电路断路器内的第二对触点例如可以使用在照明控制应用中。这些次级触点意图于比初级对触点更经常地被开关，但如果暴露于与短路相关的电弧和热时则不具有维持其意图中功能的稳健性。因此，重要的是，当“大”电流(例如1000至20000安培)通过远程操作电路断路器时，次级对触点维持在闭合位置。如不合并特别的设计特征，则在大电流负载下电磁力倾向于在初级触点中断电路前断开这些次级触点，从而导致起电弧和生热且潜在地损坏触点。

远程控制电路断路器组件的另一类是包括电路控制盒的组件。在这样的组件中，继电器设备或“盒”(具有远程地操作触点对的装置)接附到不具有远程操作装置的标准电路断路器。电路控制盒添加了与电路断路器串联的附加的触点对。类似于以上描述的远程操作电路断路器的次级触点，电路控制盒的次级触点必须在短路和过载条件期间保持闭合。如果次级触点不保持闭合，则短路中断可能在电路断路器和电路控制盒之间分离。在这些条件下，存在电路控制盒被损坏的高风险。

已建议了数个设计用于防止触点在增加的电流负载下吹断。例如，已知使用弹簧将电触点维持在闭合位置。

美国专利No 5,301,083披露了具有可移动触点臂的触点对，触点臂带有随增加的电流通过触点壁而施加增加的力的抑制电磁体。

美国专利No 6,034,581披露了这样的触点组件，其中在可移动触点臂和邻近的导体中流动的平行电流造成了吸引力和排斥力以将触点保持在一起以抵抗非意图中的分离。

目前存在对于在短路期间保持触点对闭合的改进的设计和方法的需求。这样的设计应具有低成本和高可靠性。这样的设计应进一步是紧凑的，以用于小的封装区内。因此，本发明的目的是提供可靠的低成本且紧凑的远程可控制电路断路器组件。就发明人所知，目前不存在这样的远程可控制电路断路器组件。

发明内容

本发明的一个实施例是触点组件，触点组件具有允许电流通过它的闭合位置和防止电流通过它的断开位置。组件包括可移动导体，可移动导体包括可移动触点和可移动传导表面。组件也包括固定触点。可移动导体在使得可移动触点接触固定触点的闭合位置和使得可移动触点与固定触点分开的断开位置之间可移动。组件进一步包括具有当触点组件处于闭合位置时接近可移动传导表面的固定传导表面的固定导体，可移动导体和固定导体电连接以将电流在使得因此产生的电磁力抵抗可移动触点向断开位置移动的方向传导通过导体。磁电枢固定到可移动导体，且磁轭接近固定导体，以此通过固定导体的电流导致磁轭在电枢上施加磁力，且因此抵抗可移动触点向断开位置的移动。

触点组件可以进一步包括将可移动触点向固定触点偏置的弹簧，以抵抗可移动触点向断开位置的移动。