用于电气断路装置的磁性熄弧式的灭弧室和配备有这种室的电气断路装置的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明涉及用于电气断路装置的磁性熄弧式的灭弧室，所述灭弧室包括磁场源、磁性骨架和断路区域，当属于断路装置的断路极闭合和/或断开时，电弧易于形成在断路区域中，所述场源布置成产生磁场，该磁场旨在移动所述电弧，以便拉伸电弧并且加速电弧的冷却和电弧的熄灭，所述磁性骨架布置成引导所述磁场，所述断路极包括静触头和动触头，该动触头相对于所述静触头在限定断路平面的路径上的闭合位置与断开位置之间移动，并且所述断路区域至少在所述断路平面中延伸。2.本发明还涉及配备有这种磁性熄弧式的灭弧室的电气断路装置。背景技术：3.电弧的磁性熄弧是一种原理，其通常用于断路技术中，以便管理特别是在断路单元在电路中断开时出现的电弧，从而实现断路性能的增益并保持断路单元的完整性。可以由任何类型的磁场源产生的磁场使得可以在电弧一出现就移动电弧，并且可以迅速地拉伸电弧，以便加速电弧的冷却，直到电弧熄灭。电弧的等离子体的冷却具有增加其阻抗的效果，这使得可以在断路期间增加电弧的电压。直流电(direct current，dc)的断路意味着断路单元产生比要断路的网络的电压更多的电压。这就是磁性熄弧原理特别适用于dc电流的断路的原因。然而，电弧的高电压对于交流电(alternating current，ac)的断路也是有利的，因为它允许在电流断路时限制电流，这具有减少由于电弧造成的损坏的效果、或者甚至通过限制效果减少电弧的持续时间的效果。因此，该电弧磁性熄弧原理对于dc电流和对于ac电流一样有利。4.申请人的公开fr 3 003 101 a1提出了非极化磁性熄弧原理，其具有独立于断路单元中的电流方向工作的优点。灭弧室包括产生磁场的永磁体，该磁场定向在动触头相对于静触头的移动平面中。灭弧室相对于该平面的对称性使得可以保证该断路原理的非极化。在该公开中，已经提出了引导磁场的原理，其形式为位于永磁体后面的平面铁磁板或包围磁体的后面和两侧的u形铁磁板。在断路区域中引导磁场的事实使得可以减小永磁体的尺寸。然而，所获得的场引导不是最佳的。5.公开ep 3 242 306 a1试图通过提出另一种磁性熄弧原理来弥补这种不足，在这种原理中，永磁体被极化，并且其北极和南极分别与两个铁磁板联接，这两个铁磁板在断路区域的两侧上并沿灭弧室的方向平行延伸。该解决方案需要根据断路单元中的电流方向来极化磁体。而且，气隙的长度较大，因为它取决于断路单元的空间要求和磁体的长度。事实上，磁场的引导没有得到最佳的实现，因为气隙在磁路中产生高磁阻，这对熄弧效率是有害的，这可以解释灭弧室的存在。实际上，由具有大气隙的磁体激励的磁路将不产生高的磁场值。现在，实际上是该场的值产生电弧上的移动力，称为拉普拉斯力(f＝i^b)。6.在公开us 2017/025232中，磁性灭弧室是绝缘的，其围绕一个或两个静触头，并且其包括用于使一个或两个动触头通过的窗。而且，磁性灭弧室包括绝缘的中心隔板，以便产生促进空气在一个方向或另一个方向上循环的环形通道，这具有防止空气压力由于电弧的温度而升高的效果，这防止电弧的磁性拉伸和电弧的快速熄灭。一个实施例变型包括围绕灭弧室和极化的熄弧磁体布置的u形磁性骨架，其用于最大化断路区域中的磁场。然而，由于存在中心隔板和用于空气循环的环形通道，气隙的长度较大。事实上，气隙在磁路中产生高磁阻，这对熄弧的效率是有害的。7.公开us 2013/284702和de 10 2014 015061提出了u形或v形灭弧室，其由分裂片构成，这些分裂片由磁性材料制成，并且灭弧室与两个绝缘极化永磁体组合，该两个绝缘极化永磁体在灭弧室内部或外部在断路区域的两侧上彼此面对地布置。在公开de 10 2014 015061中，u形磁性骨架还围绕灭弧室和极化的熄弧磁体布置。再次，气隙较大且在磁路中产生高磁阻，这对熄弧的效率是有害的。8.此外，产生磁性熄弧的磁场通常由钕铁硼型永磁体实现。这些磁体具有在其附近产生强磁场(通常大约0.2t)的优点。然而，磁体昂贵，并且受到制造它们的稀土成本变动的影响。9.因此，需要磁性熄弧式的灭弧室，其具有与现有技术的灭弧室相当或比其更大的性能，从而使得可以使用更少量的钕铁硼型高级磁体，或者使用更低级且更便宜的磁体(例如铁氧体类型的磁体或类似磁体)。技术实现要素：10.本发明的目的是通过提出一种磁性熄弧式的灭弧室的新颖架构来满足这种需求，该架构使得可以最大化磁场，因此最大化断路区域中的电弧的磁性熄弧，以便提高断路性能，同时使得可以在成本、体积和/或所使用的场源的性质上发挥作用。11.为此，本发明涉及一种在前序部分中指出的磁性熄弧式的灭弧室，其特征在于，所述灭弧室具有相对于与所述断路平面重叠的中间平面基本上对称的形式，所述场源布置在所述断路区域附近并且与所述断路区域相对，并且被定向为产生基本上平行于所述断路平面的磁场矢量，所述骨架围绕所述断路区域和所述场源并且包括窗，该窗朝向外部敞开以允许所述动触头通过，并且所述骨架抵靠所述场源竖立并且在场源的前面闭合，以便在由所述场源和所述骨架形成的磁路中产生气隙并且因此最大化穿过所述断路区域的磁场。12.优选地，选择尽可能小的气隙，因为对于相同的场源，气隙越小，空气中的磁阻减小得越多，并且磁激励越大。13.根据实施例变型，所述骨架可以包括界定平行于所述断路区域延伸的所述窗的敞开周壁、或封闭周壁和界定所述窗的在所述周壁的至少一个横向端处的开口，该窗在这种情况下垂直于所述断路区域延伸。14.所述灭弧室也可以在比所述断路平面中的所述断路区域的长度大的长度上延伸。在这种情况下，所述骨架有利地包括部分敞开且部分封闭的周壁，敞开部分界定平行于所述断路区域延伸的所述窗，并且封闭部分延伸所述敞开部分且界定用于电弧延伸的熄弧烟囱。15.所述骨架还可包括至少一个横向壁，其封闭所述周壁的至少一个横向端。16.所述骨架的周壁可以具有横截面，该横截面具有选自包括弯曲形式、多边形形式、复合形式、结合直段和弯曲段的形式的组的形式，并且在多边形形式的情况下，该横截面可以选自包括矩形、等腰梯形、c形形式的组，该横截面的端部形成朝向所述断路区域的外部或内部定向或者平行于所述断路区域定向的翼片。17.根据需要，所述场源可以选自包括一个或多个永磁体以及一个或多个线圈的组。优选地，所述场源在大致等于所述灭弧室的表面的表面上延伸。18.在本发明的优选实施例中，磁性熄弧式的灭弧室包括内部绝缘套，其至少部分地围绕所述断路区域延伸，以便电绝缘所述场源和至少部分地所述骨架。灭弧室还可以包括围绕所述骨架延伸的外部绝缘套。19.有利地，所述骨架在垂直于断路平面的横向尺寸上延伸，以便将所述断路区域分成出现电弧的出现区域和电弧被拉伸和熄灭的至少一个熄灭区域。该横向尺寸可以至少等于所述出现区域的横向尺寸的x倍，x在2至10之间。20.优选地，所述灭弧室的几何形状界定窄且变平的断路区域，以便在电弧被所述磁场移动时迫使电弧变平。因此，在由所述场源和所述骨架形成的磁路中产生的所述气隙是窄的，以便减小空气中的磁阻并且使穿过所述断路区域的磁场最大化。21.根据实施例变型，所述骨架可由一个实心铁磁件构成，以便引导磁场，或者由铁磁分裂片的堆叠构成，铁磁分裂片以限定的间隔沿所述灭弧室的纵向轴线延伸，以便同时引导磁场和分裂电弧，或者可由实心件和分裂片的堆叠的组合构成。22.所述骨架还可以包括斜面，其被布置成使断路区域的厚度在所述至少一个熄灭区域的端部的方向上变窄，以便进一步减小所述气隙。23.另外，所述磁性熄弧式的灭弧室可包括陶瓷绝缘端板，其在所述断路区域的两侧至少部分地叠置在所述内部绝缘套上。24.为此，本发明还涉及一种在前序部分中指出的类型的电气断路装置，其特征在于，其包括如上定义的磁性熄弧式的灭弧室。25.在一个实施例变型中，所述静触头可具有支架的形式，该支架具有在所述中间平面中在所述灭弧室内部延伸的内分支和在所述灭弧室外部延伸以便形成连接端子的外分支。所述静触头的内分支可以有利地包括定位于所述断路区域的中心部分的顶点，因此将电弧的出现区域置于所述灭弧室的中心部分。26.所述静触头的内分支还可以包括加宽的基部，其在电弧的一个熄灭区域中界定朝向所述灭弧室的端部定向的至少一个跟部。在这种情况下，最靠近所述静触头的所述灭弧室的分裂片可以有利地通过所述至少一个跟部连接到所述静触头的电势。27.在本发明的优选实施例中，离所述静触头最远的所述灭弧室的分裂片可以通过电导体连接到所述动触头的电势。28.如果断路装置包括每个断路极两个灭弧室，那么所述灭弧室的骨架可以通过作为离所述静触头最远的分裂片的替代或补充的公共片彼此联接，其中该公共片可以通过电导体连接到或不连接到所述动触头的电势。附图说明29.在参考附图作为非限制性示例给出的多个实施例的以下描述中，本发明及其优点将变得更加清楚，在附图中：30.图1是根据本发明第一实施例的灭弧室的透视图，该灭弧室与处于闭合位置的压力型断路单元组合；31.图2是类似于图1的视图，其示出了处于断开位置的断路单元；32.图3是图2的灭弧室的纵向剖视图，其示出了电弧的磁性熄弧；33.图4是图2的灭弧室的横向剖视图，其表示由磁场施加在电弧上的电磁力；34.图5是类似于图4的视图，其表示所述灭弧室中的磁场的引导；35.图6是图1和图2中的灭弧室的横向剖视图，该灭弧室是外部绝缘的；36.图7是设置有根据第一变型的磁性骨架的灭弧室的示意性俯视图；37.图8是类似于图7的视图，其示出了根据第二变型的磁性骨架；38.图9是类似于图7的视图，其示出了根据第三变型的磁性骨架；39.图10是类似于图7的视图，其示出了根据第四变型的磁性骨架；40.图11是类似于图7的视图，其示出了根据第五变型的磁性骨架；41.图12是类似于图7的视图，其示出了根据第六变型的磁性骨架；42.图13是根据本发明第二实施例的灭弧室的透视图，该灭弧室与处于闭合位置的压力型断路单元组合；43.图14是类似于图13的视图，其示出了处于断开位置的断路单元；44.图15是图14的灭弧室的剖视图，其示出了通过电磁力进行的电弧拉伸；45.图16是根据本发明第三实施例的灭弧室的透视图，该灭弧室与处于断开位置的压力型断路单元组合；46.图17是根据本发明第四实施例的灭弧室的透视图，其中，磁场源由供电线圈而不是永磁体构成；47.图18是根据图13和图14的配备有两个灭弧室的电气断路装置的横向剖视图；48.图19是根据本发明第五实施例的灭弧室的透视图，该灭弧室与处于闭合位置的刀片型滑动断路单元组合；49.图20是类似于图19的视图，其示出了处于断开位置的断路单元；50.图21是根据图19和图20的配备有两个灭弧室的电气断路装置的纵向剖视图；51.图22是根据本发明的灭弧室的实施例变型的分解图，其中，磁性骨架由分裂片构成；52.图23是图22的灭弧室的组装图，其示出了构成骨架的不同的分裂片；53.图24是图23的灭弧室的横向剖视图，其详细示出了断路区域；54.图25是图24的灭弧室沿着截面c的纵向剖视图，其示出了电弧的磁性熄弧；55.图26是类似于图24的包括陶瓷端板的灭弧室的横向剖视图；56.图27是根据图23的配备有两个灭弧室的断开极的俯视图，其中，最后的分裂片连接到动触头的电势；以及57.图28是根据图23的配备有两个灭弧室的断开极的俯视图，灭弧室通过公共的上片彼此连接。具体实施方式58.在不同的例示实施例示例中，相同的元件或部分具有相同的附图标记。而且，在说明书和权利要求书中指出的几何位置(例如“垂直”、“平行”、“对称”)不限于几何上定义的严格含义，而是延伸到类似的几何位置，也就是说，在所讨论的技术领域中接受一定公差，而不会影响所获得的结果。这种公差特别地由副词“大致”引入，该术语不必在每个形容词之前重复。同样，在说明书和权利要求书中指示的空间指示(例如“纵向”、“横向”、“深度”、“上”、“下”等)基于附图，并且不限于所例示的示例。59.参考附图，根据本发明的磁性熄弧式的灭弧室(以下被称为“灭弧室100、110、120、130、140”)旨在装备涉及所有类型的工业、第三产业和家庭应用的电气断路装置200、300，其被供应直流电以及交流电，并且这与额定供电电压无关。根据期望的断路性能，该灭弧室100、110、120、130、140可以有利地替代或补充传统上已知的分裂室。考虑到作为本发明主题的灭弧室100、110、120、130、140能够与任何类型的断路装置的架构兼容或适于任何类型的断路装置的架构，所讨论的电气断路装置200、300同样也可以是开关、接触器、转换开关、转换开关-逆变器、隔离开关或任何其它类似的断路装置。同样，这些电气断路装置200、300可包括一个或多个断路极pc，并且各个断路极pc可以是具有与单个动触头cm协作的单个静触头cf的单个断路极，或者是具有与动触头cm协作的两个静触头cf的双断路极，如图18、图21和图27所示。在所有情况下，动触头cm布置成相对于静触头cf移动，并且动触头cm移动的路径限定了断路平面p，无论该移动是平移(由箭头t表示)还是旋转(未表示)。而且，根据断路极是否包括根据图1至图3、图13至图16、图18和图22至图28的压力型触头、根据图19至图21的滑动触头、具有凸轮控制的压力型触头或任何其它类型的电触头，存在多种类型的断路极pc的架构。60.图1至图6所例示的根据本发明第一实施例的灭弧室100大致是矩形的，并且布置成界定断路区域z，在该断路区域z中电弧e易于形成，特别是当属于电气断路装置的断路极pc断开时，并且电弧e易于尽可能快地熄灭。为此，灭弧室包括：场源2，其被布置成产生磁场b，该磁场b旨在移动所述电弧e，以便拉伸电弧e并加速电弧e的冷却和电弧e的熄灭；磁性骨架3，其被布置成总体上引导磁场b，更具体地在断路区域z中引导磁场b；以及内部绝缘套4，其被布置成使断路区域z电绝缘，并因此使电弧e与场源2电绝缘并与骨架3电绝缘。该内部绝缘套4可以由任何电绝缘材料实现，也包括气体产生材料，其也具有吸收电弧e的热能、促进其冷却并因此促进其熄灭的效果。61.在图中，断路极pc由布置在灭弧室100内部的静触头cf和部分地布置在灭弧室100内部与静触头cf相对且部分地布置在灭弧室外部以便由致动机构201、301(图18、图21)控制的动触头cm表示。该布置示例不是限制性的，并且扩展到取决于断路极pc的架构的任何其他类型的布置。值得注意的是，静触头cf不是必须容纳在灭弧室内部，而是可以部分地容纳在灭弧室中，或者布置在灭弧室附近。而且，致动机构本身是已知的，并且本发明不涉及它。可以给出手动和/或自动控制的平移运动和/或旋转运动。并且断路区域z至少在断路平面p中延伸并且至少对应于断路极pc的断开位置与闭合位置之间限定的空间。静触头cf和动触头cm通常包括接触垫(未表示)，电流形成在接触垫之间，并且静触头和动触头使用具有高热阻的导体材料来实现。62.在所表示的示例中，灭弧室100、110、120、130、140具有相对于与断路平面p重叠的中间平面a的基本上对称的形式。这种对称使得可以有利地独立于场源2的极性，该场源将总是执行其功能而不管断路极pc中的电流的方向。然而，取决于断路极pc的架构，灭弧室也可以具有非对称形式，然而，这并不需要考虑它可以独立于该场源2的极性的事实。63.而且，灭弧室100、110、120、130、140在平行于中间平面a的纵向尺寸上延伸，该纵向尺寸至少在所述断路极pc的动触头cm的闭合位置(图1)与断开位置(图2)之间延伸。并且灭弧室100、110、120、130、140在垂直于中间平面a的横向尺寸l2上延伸，该横向尺寸在断路极pc的一侧或两侧上延伸超出。因此，对应于由灭弧室100、110、120、130、140界定的内部容积的断路区域z被分成至少一个出现电弧e的出现区域za和熄灭电弧e的熄灭区域ze(z＝za+ze)。出现区域za位于断路极pc处并与断路平面p重叠。一个或多个熄灭区域ze与出现区域za邻接并位于其周边。横向尺寸l2例如至少等于出现区域za的横向尺寸l1的x倍，x在2至10之间，该系数不是限制性的。如果灭弧室是非对称的，则它可以在出现区域za的一侧仅包括一个熄灭区域ze。作为选择，一个或多个熄灭区域ze还可以包括由非磁性材料(例如由铜、陶瓷、塑料材料等制成的非磁性材料)制成的翅片(未表示)，以便产生挡板并分裂电弧e以加速其熄灭。64.场源2布置在断路区域z附近并与其相对。场源2具有大的表面，因为它大致覆盖灭弧室100、110、120、130、140的整个表面。场源在纵向尺寸上沿着平行于中间平面a的轴线延伸，并且优选地覆盖整个断路区域z。并且场源在横向尺寸上沿着垂直于中间平面a的轴线延伸，并且也优选地覆盖整个断路区域z。而且，场源垂直于断路平面p定向，以便在断路区域z的方向上产生磁场b，使得磁场矢量基本上平行于断路平面p。场源可以由一个或多个永磁体20或任何其他能够产生磁激励的等同系统构成，例如供电线圈21(图17)。在所表示的示例中，场源2具有平面的平行六面体形式，该形式不是限制性的。实际上，可以实现场源2，其形式适于断路极pc的架构，其在例如旋转断路装置的情况下可以是弯曲的。在这种情况下，场源可以由在曲线上并排布置的多个平行六面体永磁体20构成，或者由以弯曲形式模制的永磁体20构成。在这种情况下，骨架3的形式适于场源2的形式。65.根据图1至图6，永磁体20是独立的南北磁体，其由具有相反极性并且彼此平行的两个表面限定，产生闭合到自身的磁场b。优选地，对应于北极n的表面(称为前表面)定位成与断路区域z相对，以便产生磁场b或磁激励矢量，其离开永磁体的北极n并经由骨架3闭合到永磁体的南极s，该南极对应于永磁体的相对表面(称为后表面)。该磁场b集中在断路区域z中。其场线描述基本上平行于与图4至图6的截面相对应的横向平面的环。而且，场线在所述断路区域z中基本上平行于断路平面p，并且实际上基本上垂直于在断路极pc的静触头cf与动触头cm之间循环的电流i。下面参考图3至图5进一步解释磁性熄弧原理。66.磁性骨架3具有矩形形式，参考图1至图6，指定实际上圆角将优于直角以便促进磁场b的循环。骨架3由铁磁或磁性材料或具有高导磁率的任何其它等同材料制成，高导磁率允许其执行其引导磁场b的功能。骨架由实心件构成，该实心件可以由单片制成，该单片通过折叠和/或弯曲和/或通过围绕所述中间轴线a挤出形成，或者实心件由多个片段制成，该多个片段通过简单并置(通过接触)和/或通过焊接或通过任何其它制造和组装方法围绕所述中间轴线a组装，其中片或片段可以由一个或多个邻接的叠置的材料片制成。在所有表示的示例中，骨架3尽可能紧密地围绕断路区域z和场源2，并且包括至少一个窗35，该窗朝向外部敞开以允许断路极pc的动触头cm通过。67.在图1至图6的示例中，骨架3包括周壁30，其在其一端由横向壁31封闭，而在其另一端敞开，从而特别允许去除源自电弧e的气体。骨架可以不包括横向壁31，而在两侧敞开，或者另一方面，骨架可以包括封闭其两端的两个横向壁，以便优化电弧e的约束，这取决于各个灭弧室的生产规范。骨架3的周壁30包括后表面32、两个侧面33和包括所述窗35的前表面34。在这个变型中，窗35在灭弧室100的整个纵向尺寸上延伸，以中间轴线a为中心。骨架3的后表面32优选平行于并邻接场源2的后表面，以便不产生气隙。而且，骨架的长度大于场源2的长度，以便防止场源2的端部与骨架3的侧面33接触，因此防止与场源2的任何磁短路的风险。骨架3的前表面34靠近场源2的前表面，从而在由所述场源2和所述骨架3形成的磁路中形成气隙d2。在该示例中，前表面34包括两个翼片34a、34b，其平行于骨架3的后表面32延伸，并且该前表面与场源2的前表面一起界定一定体积的空气，断路区域z位于该空气中。形成所述气隙d2的该体积的空气被场线b穿过，这些场线离开场源2的北极n，穿过断路区域z并朝向场源2的南极s环回，同时被骨架3的前表面34、侧面33和后表面32的翼片34a、34b引导。因此，将选择具有最小可能长度的气隙d2，以便将场线穿过的空气的厚度的磁阻减小到最小，并因此使断路区域z中的磁场b最大化。气隙d2的长度可以根据断路区域z的体积来确定，该体积本身部分地取决于断路极pc的空间要求。68.图1所表示的灭弧室100对应于断路极pc的闭合位置，在该位置，动触头cm闭合到静触头cf上，从而允许电流i在电路中循环。图2对应于断路极pc的断开位置，在该位置，动触头cm与静触头cf分离，从而阻止所述电流i的循环。当电路断开时，电弧e形成在静触头cf与动触头cm之间，从而维持电流i的循环。作为灭弧室100的纵向剖视图的图3使得可以在电弧e出现时使电弧e的位置(e1)可视化，在该位置，电弧在断路平面pc中和在所述出现区域za中在静触头cf与动触头cm之间大致竖直地延伸，然后使电弧e在磁性熄弧之后的位置(e2)可视化，在该位置，电弧在断路平面pc的外部和在一个所述熄灭区域ze中在骨架3的一个侧面33的方向上变形和拉伸。该磁性熄弧所涉及的电磁力f由矢量f表示。69.图4中例示了磁性熄弧原理，该图表示灭弧室100的横向剖视图，其示出了电流i在其中循环的电弧e、由场源2产生的由矢量b表示的磁场、以及由磁场b在由矢量f表示的电流i上产生的电磁力。图4中用虚线标记的区域表示由内部绝缘套4界定的断路区域z，电弧e在该断路区域中产生，覆盖出现区域za和两个熄灭区域ze。已知磁场b和电流i的存在产生称为拉普拉斯力的电磁力f，其施加在断开断路极pc时产生的电弧e上，并且其在大致垂直于断路平面p的方向上延伸。在本情况下，电弧e在灭弧室100的一个熄灭区域ze中在电弧迅速冷却并熄灭所接触的骨架3的一个侧面33的方向上移动和拉伸。由于气隙d2的长度小，并且由于灭弧室100的几何形状，断路区域z是窄的、变平的并且横向伸长，这具有在电弧e的移动期间迫使电弧e变平的效果，这趋向于进一步冷却电弧。实际上，在变平中，电弧e提供了与非常靠近的绝缘壁4交换的更大表面(椭圆形的电弧)。70.应当注意，灭弧室100相对于断路平面p的对称性引起不取决于电流i的方向并且因此不取决于电弧e的熄弧方向而变化的性能，而不管其在图4中是朝向右侧还是朝向左侧。如上所述，根据图21所例示的实施例示例，沿着与中间平面a重叠的断路平面p的这种对称性可以接受一定的公差，因此接受一定的非对称性，而不会对工作或对磁室100的效率产生有害影响。71.而且，引导通过磁性骨架3的存在而获得的磁场b的效果仅在图5的右部分中由磁场线b表示，磁场线b离开磁场源2的北极n，由于气隙d2的长度小而穿过空气中的最短可能部分，然后经由最短路线集中在骨架3中，以便以环路闭合回到场源2的南极s。骨架3使得可以引导磁通和可能的最窄气隙d2的组合使得可以集中和最大化穿过断路区域z的磁场b，以便一旦电弧e出现在出现区域za中就优化电弧e的管理，直到电弧在骨架3的侧面33的方向上在一个或多个熄灭区域ze中消失。72.图6以横截面例示了灭弧室100的变型，其补充有外部绝缘套5，该外部绝缘套布置成使骨架3相对于外部环境电绝缘。正如内部绝缘套4一样，外部绝缘套5可以由模制或注射的电绝缘材料制成，甚至由气体产生材料制成，例如塑料、复合材料或陶瓷材料。如果材料可模制，则该材料可围绕整个骨架3包覆模制，从而同时形成内部绝缘套4和外部绝缘套5。73.参照图1至图6描述的引导原理不仅限于上述骨架3的几何形状。图7至图12使得可以使用相同的物理原理来说明其它几何形状。灭弧室100仅由其骨架3和其场源2表示，并且其包括六个实施例变型。在图7中，骨架3的周壁301比前面的周壁30更敞开，并且包括前表面341，该前表面包括两个翼片341a和341b，其朝向外部定向，以便增加断路区域z的容积。因此，该容积可以包含更大容积的等离子体(特别是在强电流i的情况下)和/或适应断路极pc的空间要求的更大容积的断路区域z。在图8中，骨架3的周壁302包括前表面342，其包括朝向外部定向的两个翼片342a和342b(如前述示例中)，但是其端部342a'和342b'朝向外部弯曲并且在窗35的两侧上彼此面向，以便在断路区域z的入口处引导磁通量。在图9中，骨架3的周壁303包括前表面343，其包括朝向外部定向的两个翼片343a和343b，但是其端部343a'和343b'平行于后表面32弯曲，以便在断路区域z的入口处引导磁通量并且增加灭弧室的灭弧区ze区中的磁场。在图10中，骨架3的周壁304包括前表面344，其包括朝向内部定向的两个翼片344a和344b，以便在出现区域za的中心产生比在断路区域z的熄灭区域ze的端部更多的磁场。在图11中，骨架3的周壁305包括前表面345，其包括两个朝向内部定向的翼片345a和345b(如前述示例中)，但是其端部345a'和345b’朝向外部弯曲，以便在入口处引导磁通量，并且在出现区域za产生比在断路区域z的熄灭区域ze的端部更多的磁场。而且，可以在灭弧室100中添加额外的磁体，例如在前表面34的翼片34a、34b的与主永磁体20相对的后部上的永磁体20'，以便进一步使断路区域z的熄灭区域ze中的磁场最大化。74.图13至图15例示了根据本发明的灭弧室110的第二实施例，其与图1至图6所表示的灭弧室的区别在于纵向尺寸，其远大于断路极pc的纵向尺寸，以便在断路区域z中产生呈熄弧烟囱6的形式的额外的熄灭区域ze。为此，骨架3包括周壁30，该周壁的下部是敞开的，并且该周壁的上部是封闭的。敞开的下部包括用于使在断路平面p中延伸的动触头cm通过的窗35。封闭的上部界定熄弧烟囱6，其促进电弧e向上的拉伸和熄灭。灭弧室110在图13中例示为处于闭合位置，然后在图14中例示为处于断开位置。作为灭弧室110的纵向剖视图的图15使得可以使由磁性熄弧引起的电弧e的不同的连续位置(e1＝》e2＝》e3＝》e4)可视化。很明显，熄弧烟囱6使得可以在动触头cm的后部增加电弧向上的伸长。在该实施例中，静触头cf变宽，以便允许在一个熄灭区域ze中将电弧e的底部导向灭弧室110的端部，从而防止静触头cf的接触垫由于电弧e而劣化。如图1至图6的灭弧室100的情况，该灭弧室110的周壁30可以在其一端或者在其两端由横向壁(未表示)封闭，以便进一步限制电弧e。75.图16例示了根据本发明的灭弧室120的第三实施例，其与图1至图6所表示的灭弧室的区别在于骨架3，其由封闭的周壁30构成，其横向端是敞开的，各个横向端包括用于使动触头cm通过的窗35。因此，动触头cm通过其一个横向端完全进入灭弧室120，这使得可以提供完全磁性闭合的灭弧室120，以便进一步最大化磁场b并在断路区域z中获得最大的磁性熄弧效率。76.在图17中，场源2的永磁体20由线圈21代替，该线圈被供给电流以便在断路区域z中产生磁场b。当然，场源2可以包括多于一个线圈21，并且结合前述解决方案描述或建议的设置有一个或多个永磁体的所有变型和型式可以被调换到该实施例。77.图18例示了电气断路装置200的横截面，其示出了根据图13和图14的两个灭弧室110在双断路极pc(也就是说，包括在断路平面p中对准的两个静触头cf和两个动触头cm)中的放置。当然，所表示的断路装置200被最大程度地简化，因为它本身不是本发明的一部分。断路装置可以包括一个或多个并排组装在单个外壳7中或并置的单独外壳中的断路极pc，其电触头在断路平面p中工作。在该示例中，触头是压力型的，其静触头cf由连接端子8延伸，并且其动触头cm由可动组件9承载，该可动组件由致动器(未表示)在断路平面p中控制平移t。78.图19和图20例示了图1至图6的灭弧室100，其处于具有带滑动触头的断路极pc的型式。静触头cf由在断路平面p中延伸的刀片(也称为刀)构成，并且动触头cm由双刀片构成，该双刀片通常由返回单元(未表示)固定并且布置成通过在静触头cf的刀片上滑动而配合。79.图21以横截面例示了电气断路装置300，其示出了根据图6、图19和图20的两个灭弧室100在双断路极pc(也就是说，包括在断路平面p中对准的两个静触头cf和两个动触头cm)中的放置。如图18所例示的示例中，所表示的断路装置300被最大程度地简化，因为它本身不是本发明的一部分。断路装置可以包括一个或多个并排组装在单个外壳7中或并置的单独外壳中的断路极pc，其电触头在断路平面p中工作。在该示例中，触头是滑动触头，其静触头cf由连接端子8延伸，并且其动触头cm由可动组件9承载，该可动组件由致动器(未表示)在断路平面p中控制平移t。80.图18和图21非常清楚地示出了根据本发明的灭弧室100、110、120、130的优点以及其尽可能靠近静触头cf地集成在任何断路装置200、300中的容易性，因为其由于其平坦的几何形状和其有限的体积而至少部分地围绕它们定位。81.图22至图28所例示的灭弧室140具有与图13至15所例示的灭弧室110类似的形式，也就是说，纵向尺寸远大于断路极pc的纵向尺寸，以便在断路区域z中产生呈熄弧烟囱6形式的额外的熄灭区域ze。灭弧室140与前述灭弧室100、110、120、130的区别在于磁性骨架40，其不再由实心件构成，而是由也称为去电离片的分裂片41的堆叠构成。因此，该灭弧室140具有组合以下多个技术效果的优点：引导由场源2产生的磁场b、最大可能地伸长电弧e、以及另外将电弧e分成多个小电弧以便由于阳极/阴极现象而倍增电弧电压，从而允许电流的更快速断路。82.分裂片41分别在垂直于断路平面p的平面中延伸，相对于其它两个尺寸具有较小的厚度，并且具有与骨架40的横截面相等的横截面。在所表示的示例中，该横截面具有矩形框架的一般形式。骨架40由两个系列的分裂片构成：位于骨架40的敞开下部中的第一系列的分裂片41a、41'a，其形成在窗35的水平处敞开的周壁30；以及位于骨架40的封闭上部中的第二系列的分裂片41b、41'b，其形成封闭的周壁30。分裂片的分布可以是敞开片2/3、封闭片1/3，这个示例不是限制性的。在说明书和权利要求书中使用的附图标记41使得可以识别分裂片，而不管它们的形式和它们在骨架40中的放置。83.分裂片41优选地由铁磁或磁性材料或任何其他具有高导磁率的等同材料制成，高导磁率允许骨架40执行其在断路区域z中引导和放大磁场b的功能，如在上述灭弧室100、110、120、130的骨架3中。分裂片41以规则或不规则的限定间隔彼此堆叠。堆叠的方向平行于灭弧室140的中间平面a。为此，骨架40包括两个侧向凸缘42，其用于将分裂片41保持在一起并限定所述间隔。凸缘42平行于中间平面a延伸，并包括用于接收设置在片的侧面上的突出销44的孔口43。当然，任何其它附接装置或安装类型都可以是合适的。84.场源2包括具有厚度d1的永磁体20，其抵靠骨架40竖立，骨架40在其前面闭合，以便产生尽可能窄的气隙d2，同时包围其整个断路区域z。磁体20具有适于灭弧室140的形式的平行六面体形式。由于场源大致覆盖灭弧室140的整个表面，所以它具有大的表面，从而使得可以将电弧e伸长到最大。该磁体20可以是铁氧体类型的，以便降低灭弧室140的成本，材料的该示例不是限制性的。85.磁体20借助于绝缘外壳45与电弧的出现区域za和熄灭区域ze绝缘，该磁体整体容纳在该绝缘外壳中。因此，受到磁场b作用的电弧e将被侧向吹入到灭弧室140的侧面，以便使其能够伸长。骨架40借助于绝缘壁46与电弧的出现区域za和熄灭区域ze部分绝缘，该绝缘壁不覆盖熄灭区域ze的端部，以便允许电弧e在分裂片41的堆叠中分裂。绝缘壁46定位于断路区域z的入口处，在窗35的两侧，与绝缘外壳45相对。该绝缘壁46可以在窗35的周边上延伸，以便保护分裂片41a、41'a的边缘。在所表示的示例中，绝缘外壳45和绝缘壁46通过装配突片47组装，这些突片形成确保气隙d2和断路区域z的厚度的间隔件。该断路区域z因此侧向延伸直到非绝缘的分裂片41，从而允许电弧e的分裂，如图25所表示的。绝缘外壳45和绝缘壁46类似于设置在前述灭弧室100、110、120、130中的内部绝缘套4，然而不使熄灭区域ze的端部绝缘，以便允许电弧在分裂片41中分裂。而且，如上所述，灭弧室140可以在外部由外部绝缘套5保护。86.在所表示的示例中，断路极pc是双断路极，并且包括与压力型的动触头cm协作的两个静触头cf(图22和图27)。静触头cf和动触头cm通常包括由具有高热阻的导电材料制成的接触垫(未表示)，电流形成在接触垫之间。动触头cm借助于可动组件(未表示)在图中为竖直的断路平面p中沿着双箭头t平移运动。在图22更具体表示的示例中，静触头cf具有支架的形式，该支架具有在图中竖直的、在灭弧室140内部延伸的内分支、以及在图中水平的、形成在灭弧室140外部延伸的连接端子8的外分支。静触头cf的内分支在熄弧烟囱6的方向上延伸，并且其支承接触垫(未表示)的顶点48大致停止在断路区域z的中心部分，因此使接触区域并且因此使电弧的出现区域za从灭弧室140的端部移动到中心部分。而且，静触头cf的内分支包括加宽的基部，其界定两个跟部49，这两个跟部沿骨架40的方向定向并且与骨架40的第一分裂片41电接触。该电接触可以是直接的(如在图25所表示的示例中)或者经由电导体(未表示)。静触头cf的内分支可以具有大致三角形的形式(如所表示的示例中)、杆的形式或者任何几何或非几何形式。静触头cf的特定几何形状允许在电弧e的分裂和伸长方面的大增益，如参考图25所解释的。然而，这种解决方案产生了长度很大的灭弧室140，从而导致了大且昂贵的磁体20。根据期望的性能，放置在灭弧室140的端部的单个静触头cf(例如参考上述灭弧室100、110、120、130描述的静触头cf)当然可以是合适的。87.图24是灭弧室140的横截面，其示出了发生磁性熄弧的断路区域z，其原理参考图4进行解释。在该示例中，由于断路区域z的厚度沿分裂片41的方向在熄灭区域ze中变窄，断路区域z相当平坦，并且磁阻得到最大程度的减小。这种变窄使得可以通过减小在气隙d2中可用于电弧e的部署的空间而物理地使电弧e更靠近磁体20，并且因此当电弧e朝向分裂片41前进时使电弧e尽可能靠近磁场b。为此，如图23例示，骨架40由分裂片41'a和41'b构成，其包括位于前表面34后部的斜面52，该斜面52的尺寸在侧面33的方向上增大。88.作为灭弧室140的纵截面的图25示出了本发明的该实施例变型关于电弧e的管理的优点。其例示了从电弧e在静触头cf和动触头cm的接触区域(大致在断路区域z的中心)中的出现开始的、由磁体20的磁性熄弧和电弧e在骨架40中的分裂的组合效果引起的电弧e的不同的连续位置(e1＝》e2＝》e3＝》e4＝》e5＝》e6)。由于电弧的出现区域za的中心位置，该电弧e在灭弧室140的整个高度上和在对应的熄灭区域ze的整个宽度上完全自由地拉伸和伸长，因此到达大量的分裂片41。如图例示，电弧e1沿分裂片41的方向迅速离开静触头cf和动触头cm的接触区域，朝向图中的右侧移动。同时，电弧朝向动触头cm的后部移动以便在熄弧烟囱6中向上伸长，朝向静触头cf的基部移动以便朝向断路区域z的底部伸长，并且侧向地一直移动到分裂片41。而且，与骨架40的第一分裂片41电接触的静触头cf的加宽基部的跟部49允许电弧e1远离静触头cf和动触头cm的接触区域的快速移动，并且允许电弧e的底部朝向灭弧室140的端部引导，进入其中一个熄灭区域ze，并且一直到分裂片41。因此，静触头cf的接触几何形状使得可以避免接触垫由于电弧e而劣化，并且还允许电弧e到达灭弧室140的下部中的分裂片41。因此，整叠分裂片41参与电弧e的分裂和快速熄灭。89.如在灭弧室100、110、130的情况下，如果需要，该灭弧室140的骨架40的周壁30可以在其一端或者在其两端由横向壁(未表示)封闭，以便进一步限制电弧e。90.图26例示了灭弧室140的变型，其包括额外的绝缘端板50，其添加在断路区域z中并且分别叠置在绝缘外壳45和绝缘壁46上。这些绝缘端板50因此与电弧的出现区域za和熄灭区域ze接触。绝缘端板50可以有利地由陶瓷制成，例如氧化铝合金，其具有用于熄灭电弧的有利特性。另外，其耐高温性允许该材料更能抵抗由电弧引起的侵蚀。因此，灭弧室140将不那么迅速地劣化，并且将能够容忍大量的操作。当然，具有类似特性的任何其它材料可以是合适的。91.图27例示了完整的断路极pc，其包括两个灭弧室140，这两个灭弧室140围绕两个静触头cf布置，并且在由双箭头t表示的断路平面p中移动的动触头cm循环通过灭弧室。在该示例中，各个灭弧室140的最后的分裂片41(也就是说离静触头cf最远的分裂片)通过电导体51(例如柔性编织物、弹簧单元等)连接到动触头cm的电势。该组件的技术效果在于稳定分裂片41中的电弧，以便通过加速电弧的熄灭来进一步提高断路性能。92.图28是图27的变型，其中，灭弧室140的骨架40通过作为最后的分裂片41(也就是说离静触头cf最远的分裂片)的替代或补充的公共片53彼此联接。在该变型中，单个电导体51足以将公共片53连接到动触头cm的电势。如果两个灭弧室z的两个电弧e切换到该公共片53，甚至可以省去该电导体51，从而使得可以降低该变型的成本价格和复杂性。在这种情况下，动触头cm的电势将在该公共片53上移动，并且动触头cm将变得“浮动的”。这种解决方案尤其使得可以减少接触垫的磨损并使分裂片41中的电弧e稳定。93.从本说明书中清楚的是，本发明满足了既定目标(即电弧的磁性熄弧的优化解决方案)，从而保证了断路区域中的最大化磁激励，以便促进电弧的伸长，与电弧的分裂相结合或不与电弧的分裂相结合，以尽可能快速地熄灭电弧，从而使得可以显著地改善给定等级的磁体的断路性能。这些好的结果使得可以根据各个灭弧室的生产规范选择磁体的性质、数量和成本，而不会引起断路性能的问题。94.而且，该解决方案与用于直流电和交流电两者的任何类型的断路装置兼容和/或适用于该任何类型的断路装置，并且其可以有利地代替传统的灭弧室。95.本发明当然不限于所述的实施例示例，而是延伸到对本领域技术人员显而易见的任何修改和变型，同时保持在所附权利要求中限定的保护范围内。显然，参考灭弧室100、110、120、130、140中的一者描述的实施例变型可以应用于其他灭弧室。









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