電氣開關和斷路器制造技術

本發明專利技術涉及電氣開關和斷路器。本文提供一種電氣開關(100，200，600，700)和斷路器(300，400，500)。電氣開關包括：分級式電阻塊(110，210，310，410)，其包括具有第一電阻率的第一端(112，212，612，712)和具有大于第一電阻率的電阻率的第二端(114，214，614，714)。電氣開關進一步包括電聯接到分級式電阻塊的第一端(112，212，712)上的固定觸頭(120，220，720)，以及構造成在分級式電阻塊上面滑動的滑動觸頭(130，230，730)。除了電氣開關的構件之外，斷路器還包括用以使滑動觸頭在分級式電阻塊上面從第一端滑動到第二端的強制機構。

【技術實現步驟摘要】

本文提供的實施例大體涉及電氣開關裝置，并且更具體而言，涉及無弧電氣開關裝置。
技術介紹
斷路器是用來在電路中的電流超過預先限定的極限時斷開電路的設備。在電氣觸頭響應于故障狀況而斷開時，傳統斷路器可產生電弧。電弧是不合需要的，尤其是在有火災危險的有害環境中。熄滅電弧的一些已知解決方法采用電弧道、電弧槽、燒蝕冷卻等等。熄滅電弧所花的時間非常多，甚至大于觸頭斷開的時間。此外，電弧在AC斷路器中出現的自然電流歸零情形時消除。DC斷路器不展示自然電流歸零情形。因此，需要額外的電路和布置來強制有電流歸零情形。一種已知的解決方法利用設置在兩個金屬觸頭之間的柔性管中的傳導液體成分。在正常的工作狀況期間，傳導液體成分提供低電阻率。但是，當發生故障狀況時，柔性管受到擠壓而減小管的橫截面積，從而提高兩個金屬觸頭之間的電阻率。這種電阻率提高有效地產生開路狀況。但是，這種開關裝置可受到傳導液體成分的穩態電阻率的限制。例如，由于傳導液體成分的傳導率高，電流傳導面積可能需要減少到10e-6平方米。實現這種收縮可能非常困難。另外，對于這種收縮的需要加上高的切換速度可能需要使用特殊材料來生產耐用的柔性管。因此，在本領域中需要能克服與已知解決方法相關聯的這些和其它缺點的開關裝置。
技術實現思路
根據一個實施例，公開一種電氣開關。該電氣開關包括：分級式電阻塊，其包括具有第一電阻率的第一端和具有大于第一電阻率的電阻率的第二端。電氣開關進一步包括電聯接到分級式電阻塊的第一端上的固定觸頭，以及構造成在分級式電阻塊上面滑動的滑動觸頭。斷路器還包括用以使滑動觸頭在分級式電阻塊上面從第一端滑動到第二端的強制機構。根據一個實施例，公開一種電氣開關。該電氣開關包括：分級式電阻塊，其包括具有第一電阻率的第一端和具有大于第一電阻率的電阻率的第二端。分級式電阻塊可滑動地聯接到第一觸頭上。斷路器進一步包括電聯接到分級式電阻塊的第一端上的第二觸頭。電氣開關還包括強制機構，以使分級式電阻塊橫向于第一觸頭而滑動，使得在第一觸頭和第二觸頭之間的電流路徑從傳導狀態過渡到非傳導狀態。根據一個實施例，公開一種電氣開關。該電氣開關包括：分級式電阻塊，其包括具有第一電阻率的第一端和具有大于第一電阻率的電阻率的第二端。電氣開關進一步包括構造成在分級式電阻塊上面滑動的第一滑動觸頭，以及構造成在分級式電阻塊上面滑動的第二滑動觸頭。第一滑動觸頭和第二滑動觸頭可構造成以預定間隔接觸分級式電阻塊，在第一滑動觸頭和第二滑動觸頭的運動方向上測量該預定間隔。附圖說明圖1示出了根據一個實施例的電氣開關的簡化示意圖；圖2示出了根據另一個實施例的電氣開關的簡化示意圖；圖3A和3B示出了根據一個實施例的示例斷路器組件；圖4示出了根據另一個實施例的示例斷路器組件；圖5示出了根據另一個實施例的示例斷路器組件；圖6示出了根據另一個實施例的電氣開關的簡化示意圖；圖7示出了根據另一個實施例的電氣開關的簡化示意圖；圖8是根據一個實施例的電氣參數-切換時間的曲線圖；圖9是根據一個實施例的流過電氣開關的電流-切換時間的曲線圖；以及圖10是根據另一個實施例的流過電氣開關的電流-切換時間的曲線圖。部件列表100電氣開關110分級式電阻塊112端部114端部116滑動表面120固定觸頭130滑動觸頭200電氣開關210分級式電阻塊212端部214端部216滑動表面220固定觸頭230滑動觸頭300斷路器310分級式電阻塊320固定觸頭330滑動觸頭342柱塞344旋轉式掃臂346導引銷348導引件350逆向電流回路360復位桿400斷路器410分級式電阻塊420固定觸頭430滑動觸頭442阻尼塊444閉鎖件446導引銷448導引件450切斷彈簧460復位桿462人工跳脫臂480接觸壓力彈簧482接觸壓力調節螺栓500斷路器510分級式電阻塊520固定觸頭530滑動觸頭542阻尼塊546導引銷548導引件550切斷彈簧552力調節螺栓560復位桿580接觸壓力彈簧582接觸壓力調節螺栓600電氣開關610分級式電阻塊612端部614端部616滑動表面618間隔件組件620第一滑動觸頭630第二滑動觸頭700電氣開關710分級式電阻塊712端部714端部716滑動表面720觸頭730觸頭。具體實施方式本文提供的實施例描述了電氣開關和斷路器。在傳統的電氣開關和斷路器中，從閉路位置到開路位置的過渡典型地是突然的，而且觸頭之間的電流流突然終止。這種突然中斷在切換操作期間可引起電弧。本文提供的實施例描述一種采用分級式電阻塊來在從閉路(零電阻)切換到開路(無限電阻)時允許電阻平緩地增大的電氣開關和斷路器。分級式電阻塊以分度的方式引入串聯電阻，從而逐漸減小兩個觸頭之間的電流，以及顯著減少電弧。雖然已經結合特定的電氣開關和斷路器來描述本文提供的實施例，但應當注意的是，這樣的教導同樣也可應用于其它類型的電氣開關裝置。圖1是根據一個實施例的示例電氣開關100的簡化示意圖。電氣開關100包括分級式電阻塊110、固定觸頭120和滑動觸頭130。分級式電阻塊110具有沿著分級式電阻塊110的長度分級的電阻率。分級式電阻塊110包括分別具有第一電阻率和第二電阻率的端部112和114。端部114處的電阻率為端部112處的電阻率的高達12個數量級。例如，端部112處的電阻率可為100微歐姆米，而端部114處的電阻率可為1歐姆米。備選地，端部114處的電阻率可為端部112處的電阻率的超過12個數量級。分級式電阻塊110的電阻率可從第一電阻率到第二電阻率分級，作為距任一端部(即，端部112或端部114)的距離的連續函數，或者以離散的步驟的方式。在一個實施例中，分級式電阻塊110包括以離散的電阻盒的電阻率的順序堆疊的多個離散的電阻盒。圖1描繪了顯示為R1、R2、R3、R4、R5和R6的截然不同的電阻率的多個電阻盒的堆疊布置。電阻盒布置成上升順序，使得電阻盒R1具有最低電阻率，而電阻盒R6具有最高電阻率。電阻盒R1的一部分或整體可形成端部112，而電阻盒R6的一部分或整體可形成端部114。典型地，在堆疊之前，可按照所需粗糙度來加工電阻盒的接口表面。通過使用適當的技術，諸如例如粘結、硬釬焊或軟釬焊，離散的電阻盒(R1、R2、R3、R4、R5和R6)可結合到彼此上。備選地，通過使用夾緊組件，離散的電阻盒(R1、R2、R3、R4、R5和R6)可在預先限定的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電氣開關(100，200)，包括：分級式電阻塊(110，210)，其包括具有第一電阻率的第一端(112，212)和具有大于所述第一電阻率的電阻率的第二端(114，214)；電聯接到所述分級式電阻塊(110，210)的所述第一端(112，212)上的固定觸頭(120，220)；構造成在所述分級式電阻塊(110，210)上面滑動的滑動觸頭(130，230)；以及用以使所述滑動觸頭(130，230)在所述分級式電阻塊(110，210)上面從所述第一端(112，212)滑動到所述第二端(114，214)的強制機構。

【技術特征摘要】
2011.11.30 IN 4132/CHE/20111.?一種電氣開關(100，200)，包括：
分級式電阻塊(110，210)，其包括具有第一電阻率的第一端(112，212)和具有大于所述第一電阻率的電阻率的第二端(114，214)；
電聯接到所述分級式電阻塊(110，210)的所述第一端(112，212)上的固定觸頭(120，220)；
構造成在所述分級式電阻塊(110，210)上面滑動的滑動觸頭(130，230)；以及
用以使所述滑動觸頭(130，230)在所述分級式電阻塊(110，210)上面從所述第一端(112，212)滑動到所述第二端(114，214)的強制機構。
2.?根據權利要求1所述的電氣開關(100，200，600，700)，其特征在于，所述分級式電阻塊(110，210，610，710)的電阻率在所述第一端(112，212，612，712)和所述第二端(114，214，614，714)之間改變高達12個數量級。
3.?根據權利要求1所述的電氣開關(100，200，600，700)，其特征在于，所述分級式電阻塊(110，210，610，710)包括陶瓷單塊盒，所述陶瓷單塊盒包含氧化鋁、氧化鋅、鈦酸鋇、銀、鉬或它們的組合。
4.?根據權利要求1所述的電氣開關(100，200，600，700)，其特征在于，所述分級式電阻塊(110，210，610，710)包括共軛聚合物盒。
5.?根據權利要求1所述的電氣開關(100，200，600，700)，其特征在于，所述電氣開關(100，200，600，700)進一步包括：
彈簧組件，其以機械的方式聯接到所述分級式電阻塊(110，2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：AK博霍里，S庫馬，SE里迪，P帕拉卡拉，M納亞克，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US