具有樞轉永磁體的電磁輔助熄弧裝置制造方法及圖紙

電路斷流器配置成在與通過電路斷流器的電流的極性無關并且在弱電流情況下幫助快速熄滅電弧。該電路斷流器的各種實施方式包含了電磁體和樞轉永磁體。這些結構導致生成附加磁場，使得在觸點之間的電弧上產生一力，將該電弧朝電弧捕獲結構驅進，而與電路斷流器的電極性或通過電路斷流器的電流的大小無關。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術通常涉及電氣設備的保護，更具體而言，涉及一種滅弧結構，其配置用于幫助快速熄滅電弧而與穿過電路斷流器的電流的極性無關，以及在弱電流條件下幫助快速熄滅電弧。
技術介紹
電路斷流器(Circuitinterrupters)是可用于斷開電路從而中斷電流流動的電氣部件。開關是電路斷流器的一個基本例子，其通常由處于以下兩個狀態之一的兩個電觸點組成：閉合，意味著觸點接觸，電流可在它們之間流動，或者開路，意味著觸點分離，沒有電流可在它們之間流動。人可以直接操作開關以提供對系統的控制信號，例如計算機鍵盤按鍵或者用以控制電路中的功率，例如光開關。電路斷流器的另一個例子是斷路器(circuitbreaker)。斷路器可以用于，例如，在配電板上，以限制通經電線的電流。斷路器設計成保護電路免受例如過載或者短路所帶來的損害。若發生故障，例如，在電線中發生電涌，斷路器就會脫扣。這會導致原先處于“接通(on)”位置的斷路器跳閘到“斷開(off)”位置并中斷穿過斷路器的電力的流動。當斷路器脫扣時，其可以防止過載電路上起火。斷路器還可以防止充電設備的破壞。標準的斷路器具有連接至電源(例如電力公司的電線)的端子以及連接至斷路器旨在保護的電路的第二端子。通常情況下，這些端子被分別稱為“線路”和“負荷”。該線路有時可被稱為斷路器的輸入。該負荷有時可被稱為斷路器的輸出，其從斷路器連出并連接到正由斷路器供電的電氣部件。斷路器也可用于保護單個設備或多個設備。例如，單個被保護的設備(例如單一的空調機)可直接連接到斷路器。斷路器也可用于保護多個設備，例如通過終止于插座的電線連接到多個部件。斷路器可用作熔斷器的替代品。熔斷器只能工作一次，隨后必須更換。而與熔斷器不同，斷路器可(手動或自動地)進行復位，以繼續正常操作。熔斷器執行與斷路器相似的功能。然而，斷路器在某些情況下可能較熔斷器使用更安全，并且可能更容易安裝。在熔斷器熔斷從而切斷例如建筑物的一部分的電源的情況下，哪個熔斷器控制切斷電路的可能并不明顯。在此情況下，電氣面板上的所有熔斷器都需要被檢查，以確定哪個熔斷器被燒壞或失效。之后，需將該熔斷器移除并安裝新的熔斷器。在這方面，斷路器使用可能比熔斷器更簡單。在斷路器脫扣的情況下，例如切斷建筑物的一部分的電源，僅通過檢查電氣面板并注意到哪個斷路器脫扣到“斷開”的位置，就可以很明顯的知道是哪個斷路器控制切斷電路的。然后，將該斷路器簡單地扳到“接通”的位置，電力就會恢復。一般而言，普通的電路斷流器具有兩個位于殼體內部的觸點。第一觸點是固定的，可連接到線路或者負荷上。第二觸點相對于第一觸點是可移動的，使得當斷路器在“斷開(off)”或脫扣位置時，第一和第二觸點之間存有間隙。電路斷流器操作分離觸點時會產生問題，因為通電觸點在斷路器脫扣時會分離，從而在動觸點從閉合位置移動至開路位置時使觸點之間的間隙變寬。當觸點從閉合位置開始分離或從開路位置完全閉合時，觸點之間短暫地存在有非常小的間隙，直至觸點閉合或開路。若觸點之間的電壓足夠高，就可能穿過此間隙產生電弧。這是因為觸點之間的擊穿電壓在一定壓力和電壓條件下與距離正相關。在電路斷流器開關或脫扣期間產生的電弧可導致不期望的負面影響，其會對電路斷流器的操作產生負面影響，甚至會產生安全隱患。這些影響會影響電路斷流器的操作。一個可能的后果是，電弧可能會使電路斷流器內的其它物體和/或周圍物體短路，造成損壞以及引發潛在的火災或安全隱患。電弧作用的另一個后果是，電弧能破壞觸點，引起一些物質作為細粒物質逸出到空氣中。觸點熔化的碎屑可移動或猛沖進電路斷流器的機械裝置里，破壞機械裝置或減少其運行壽命。電弧作用的另一后果源于電弧的極高的溫度(成千上萬攝氏度)，這可能會爆裂周圍的氣體分子產生臭氧，一氧化碳以及其它化合物。電弧還可以電離周圍的氣體，潛在地生成其它傳導路徑。正由于電弧作用的這些不利的后果，快速冷卻和熄滅電弧是非常重要的以阻止對電路斷流器的破壞。已知多種用于改進滅弧的技術。例如，Carling科技有限公司的美國專利申請公開No.2012/0037598以及2012/0261382，均涉及利用電磁場將電弧引向電弧拆分器。然而，產生電磁場以移動電弧會消耗電力并會在設備中產生熱量，從而限制了本方法的適用范圍。此外，電磁場的強度取決于流經電路斷流器的電流，并且該強度在某些情況下可能不夠大到足以影響電弧。例如，在一些應用中，在不會產生足夠強的電磁場以將電弧驅入滅弧結構的弱電流的情況下可能需要臨界電流中斷，或者需要無法實行的電磁體設計。解決這個問題的一個可行方法是包含會產生磁場而無需電力供應的永磁體。然而，永磁體生成的磁場相對于磁體的定向具有固定方向，并且與流經電路斷流器的電流無關。由此，許多已知的使用永磁體將電弧引進電弧路徑的方案是與電路的電極性相關的。這是由于，電弧由固定磁場移動的方向取決于流過電路斷流器的電流方向。這可能是極大的限制，因為它阻礙了此類設備安裝在電極性可能反轉的電路中。當這樣的設備意外的裝反的情況下也會引發危險情況，原因在于通常用于加強熄弧的磁場，實際上會操作使得電弧遠離電弧路徑。這種對電極性的敏感也阻礙了永磁體方案用在電極性重復反轉的交流電應用中。熄弧技術的最新發展提出了解決這些限制中的一些方案，這些方案包括一種利用以對電路的電極性不敏感的方式將電弧引向電弧拆分器的永磁體的布置。然而，這些布置可能需要在斷路器中增加特定結構，并由此不能用于某些應用或從再利用、改裝或已有設計的升級的設計角度而言是不能實行的。此類布置也包含了具有固定強度的磁場，而不具有如在電磁設計中磁場強度隨電流增加的優點。因此，希望將永磁體方案的弱電流電弧捕獲與電磁體方案的電極性獨立和漸增的場強合并。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的在于提供一種具有磁場的電路斷流器，驅使觸點之間的電弧進入滅弧結構。本專利技術的進一步的目的在于提供一種磁場，以驅使電弧進入滅弧結構而與電路斷流器的電極性無關。本專利技術的另一個目的在于提供一種磁場，該磁場具有最小強度而與流經電路斷流器的電流的大小無關。本專利技術的目的通過提供一種電路斷流器實現，該電路斷流器包括第一觸點和第二觸點，該第一觸點和第二觸點中的至少一個能夠相對另一個觸點移動；電連接至所述第一觸點的第一導體；電連接至所述第二觸點的第二導體；滅弧裝置；電磁結構，其設置成當觸點脫離接觸時將在觸點之間產生的電弧驅向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關；以及永磁體，其設置在所述電磁結構的芯體內；其中，所述永磁體能夠相對于由所述電磁結構生成的電磁場樞轉定向；以及其中，所述永磁體設置成當觸點脫離接觸時將觸點之間的電弧驅向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關。進一步，本專利技術的目的通過提供一種電路斷流器實現，該電路斷流器包括第一觸點和第二觸點，該第一觸點和第二觸點中的至少一個能夠相對另一個觸點移動；電連接至所述第一觸點的第一導體；電連接至所述第二觸點的第二導體；滅弧裝置；電磁結構，其設置成當觸點遠離接觸時將在觸點之間的電弧驅向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關；以及永磁體，其設置成當觸點遠離接觸時將觸點之間的電弧驅向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關。在一些實施方式中，所述永磁體至少部分設置在所述電磁結構內。在一些實施方式中，所述永磁體根據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電路斷流器，包括：第一觸點；第二觸點；其中，所述第一觸點和所述第二觸點中的至少一個能夠相對另一個觸點移動；電連接至所述第一觸點的第一導體；電連接至所述第二觸點的第二導體；滅弧裝置；電磁結構，其設置成將在觸點之間產生的電弧引向所述滅弧裝置；以及永磁體，其設置在所述電磁結構的芯體內；其中，所述永磁體能夠相對于由所述電磁結構生成的電磁場樞轉定向；以及其中，所述永磁體設置成將所述電弧引向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關。

【技術特征摘要】
2015.08.19 US 14/830,3821.一種電路斷流器，包括：第一觸點；第二觸點；其中，所述第一觸點和所述第二觸點中的至少一個能夠相對另一個觸點移動；電連接至所述第一觸點的第一導體；電連接至所述第二觸點的第二導體；滅弧裝置；電磁結構，其設置成將在觸點之間產生的電弧引向所述滅弧裝置；以及永磁體，其設置在所述電磁結構的芯體內；其中，所述永磁體能夠相對于由所述電磁結構生成的電磁場樞轉定向；以及其中，所述永磁體設置成將所述電弧引向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關。2.一種電路斷流器，包括：第一觸點和第二觸點，該第一觸點和第二觸點中的至少一個能夠相對另一個觸點移動；電連接至所述第一觸點的第一導體；電連接至所述第二觸點的第二導體；滅弧裝置；電磁結構，其設置成將在觸點之間產生的電弧引向所述滅弧裝置；以及永磁體，其設置成將所述電弧引向所述滅弧裝置，而與觸點的極性無關。3.根據權利要求2所述的電路斷流器，其中，所述永磁體至少部分設置在所述電磁結構內。4.根據權利要求2所述的電路斷流器，其中，所述永磁體根據電磁場定向。5.根據權利要求4所述的電路斷流器，其中，所述電磁場由所述電磁結構生成。6.根據權利要求2所述的電路斷流器，其中，所述永磁體設置成使得永磁體的場流經一區域，在該區域所述第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾·法薩諾，
申請(專利權)人：嘉靈科技有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US