[发明专利]具有灭弧室的开关

说明书

技术领域

本发明涉及具有灭弧室的开关，用于在开关打开过程期间快速灭弧。

背景技术

电气开关是在电路中通过内部的导电触点创建（开关状态为“接通”或接通状态）或断开（开关状态为“关断”或“关断”状态）导电连接的部件。在载流连接要断开时，电流流过触点直到触点分离。如果通过开关断开感应电流回路，电流不能直接降到0。在这种情况下，在触点之间形成电弧。这种电弧是通过非导电介质例如空气的气体放电。在交流（AC）设备中的开关中的电弧最迟在交流电过零时熄灭。因为直流电（DC）没有过零现象，在触点分离（断路）时，只要电弧电压明显小于工作电压，在直流设备中的开关中将产生稳定燃烧的电弧。如果电路在足够的电流和电压（通常在超过1A和超过50V）下工作，电弧将不会自行熄灭。为此，在这种开关中使用灭弧室来熄灭电弧。燃弧时间（电弧燃烧的时间）必须保持得尽可能地少，因为电弧释放大量的热，这将导致触点的烧毁和/或开关中的桥式装置的热负荷，并且因此缩短开关的寿命。因此需要将该电弧迅速熄灭。

通常，通过利用磁场来加速灭弧，磁场是极化的以使得驱动力向着灭弧室的方向作用在电弧上。这里，驱动力的大小依赖于一个磁体或多个磁体的强度。习惯上，用永磁体来产生强磁场。不利的是，磁场向着灭弧室方向的驱动力仅仅在电流沿特定方向流动时发生。为了防止由于极性引起的开关的安装错误或是在需要用于两个电流方向的开关时，期望的是这样的开关：对于发生在开关断开期间断开的触点之间的电弧进行快速灭弧处理，而与相应的极性无关。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种开关，所述开关克服了现有技术的上述缺点。

该目的通过适于与极性无关的直流操作的开关来实现，所述开关具有：至少两个分离的固定触点，每个固定触点具有一个第一接触区；至少一个可动导电桥式触点，其具有两个第二接触区，用于在开关的接通状态下生成第一接触区和第二接触区之间的导电连接以及在开关的关断状态下使得第一接触区和第二接触区分离；至少一个磁体，其适于在第一接触区和第二接触区之间的区域中产生基本恒定的磁场，以在形成关断状态时将磁力作用于第一接触区和第二接触区之间产生的电弧；两个第一灭弧室，其用于熄灭具有第一电流方向的电弧；至少在关断状态下从第一灭弧室中的每一个，第一电弧导向板朝向第一接触区延伸以及第二电弧导向板朝向第二接触区延伸，以使电弧导向进入第一灭弧室，可动桥式触点包括两个桥式板，为了熄灭电弧，所述桥式板中的每一个在与第一电流方向相反的第二方向上从桥式触点沿着桥式触点的位移轴围绕第一接触区延伸到背朝桥式触点的固定触点的背面。这里“可动桥式触点包括两个桥式板”的表述也指出桥式触点和桥式板通过桥式装置间接互联的可能性。在此，桥式装置指可移动地固定有桥式触点的装置，桥式触点例如通过弹簧和引导件可移动地形成在适当形成的塑料制成的桥式装置中。在此桥式板也构成了对桥式装置的热保护。

根据本发明的开关包括所有类型的具有至少两个固定触点的单极或多极开关，所述开关可以通过至少一个可动桥式触点电闭合。这些开关例如保护开关、负载断路开关或断路器。在此，开关适于直流操作，但是也能用于交流电设备。与极性有关的直流操作指在直流电路中的开关操作，开关中的电弧被快速熄灭而不论电流方向如何。在此，电弧可能在第一接触区和第二接触区之间产生，其中电流可能从第一接触区流向第二接触区，或相反。因为基本恒定的磁场具有固定方向（由开关中的磁体的安装所预定）且通常给定固定的电流方向，其在洛仑兹力所确定的固定方向驱动电弧，所以，额外的用于快速灭弧的措施必须在另一电流方向（电弧中的第二电流方向）的开关操作中施用，这在本发明中通过桥式板及其特殊的布置来实现。桥式板在此作为电弧的冷却板使用。所要求保护的布置的优点为开关构造简单、对称且因此节省成本。在电弧处的磁场越强，电弧将被越快地驱入灭弧室或被沿着桥式板驱动并且因此被熄灭。在开关中的磁体的优选配置中，第一接触区和第二接触区中的一个之间的电弧被驱入相应的第一灭弧室并且在第一接触区和第二接触区中的另一个之间的电弧被沿着桥式板驱动。当在相反电流方向操作开关时，熄灭行为将表现得完全相同，只是之后每个电弧被驱向另一个灭弧室或另一个桥式板。在替代实施例中，开关中的磁体布置为通过磁场使两个第一接触区和第二接触区之间的电弧：在开关中的特定的电流方向时被分别驱入第一灭弧室，或在反向电流时被分别沿着桥式导向板驱动。这两种变体都被包含在本发明的保护范围内。“基本”的表述在本发明中包括所有的与预定值偏差在10%以内的实施例。