[发明专利]大电流开关

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分的大电流开关。

背景技术

此类开关包括第一固定触头(Festkontakt)和与第一固定触头间隔开的第二固定触头。此外，设置有相对于两个固定触头可运动的触头桥接部(Kontaktbrücke)和进给装置(Zustellvorrichtung)，以便将触头桥接部从开关的在其中两个固定触头未彼此相连接的打开的位置转变到在其中触头桥接部使两个固定触头电气地彼此连接的闭合的位置中。此外，进给装置设置成用于将触头桥接部在闭合的位置中压向两个固定触头。

通常可在开关中区分原则上不同的两种结构类型。在第一结构类型中，触头桥接部在切换过程中借助于合适的进给装置朝两个固定触头运动，直至固定触头的接触面和触头桥接部的接触面相接触且固定地彼此贴靠。触头桥接部大多数由弹簧来操纵或甚至自身构造为弹簧。在市场上可得到根据该原理工作的大电流开关。如果触头桥接部构造为弹簧，则触头桥接部的尺寸恰巧相当显著地影响开关的在热方面可行的连续电流。如果在所切换的电路中的开关中出现短路，则直至触发保险装置在很短的时间内流动有带有明显超过开关的在热方面可行的连续电流的电流强度的电流。在带有几kA的电流强度的此类电流冲击的情况下，在接触部位的区域中通过电流产生相反的磁场，其在固定触头与触头桥接部之间引起很高的力。磁力与压紧力(以该压紧力将触头桥接部压到固定触头上)相反地指向、并且可在相应很大的电流强度的情况下导致触头桥接部的升起。在此，在固定触头与触头桥接部之间出现电弧，由于其而局部加热固定触头和触头桥接部，这还可导致材料熔化。如果出现触头桥接部的升起，则相比先前开关闭合的情况，小得多的电流流动通过电弧。更小的电流还导致磁引起的升起力的降低，由此开关在很短的时间接着由于持续起作用的压紧力又闭合。只要电流冲击持续，该过程一直重复。在此，接触部位由于电弧的加热可导致触头的焊接。特别紧要的是触头桥接部在触头桥接部受弹簧操纵时且在触头桥接部自身构造为弹簧的情况下的反复升起的现象。倘若激励电流的频率处在弹簧的固有频率的范围中，则可产生共振危害，从而特别长地维持间歇性出现的电弧。

在市场上目前可获得适合于直至大约30kA的电流冲击的受弹簧操纵的大电流开关。最终限制性的因素是可通过弹簧获得的压紧力，触头桥接部通过该压紧力压到两个固定触头上。此类开关通常无负荷地来切换。

新的大电流应用要求这样的开关，其允许大约800安培的连续热电流(thermischer Dauerstrom)且适合于直至85kA或更大的冲击电流。目前仅所谓的刀片接触开关(Messerkontaktschalter)胜任这些要求。在第二结构类型中，通常构造成楔形的接触刀片压入到固定触头的相应构造成楔形的容纳部中。刀片接触开关通常如此实施，即，刀片(即触头桥接部)可转动地与两个固定触头中的其中一个相连接且仅压入到第二固定触头的相应的容纳部中。利用刀片接触开关不仅可切换非常大的连续热电流，而且可切换非常大的动态电流冲击。通过在接通过程中压入刀片和在切断过程中拉开触点，由于摩擦出现相对很大的磨损。相对于首先提及的结构类型的开关，刀片接触开关具有相对短的寿命。

在文献DE 10 2006 008 480 B4中作为由现有技术已知地说明了开头所提及的类型的开关。该文献还提到这样的问题，即，尤其在高的电流脉冲和由此引起的触头桥接部的升起的情况下可出现不仅损坏固定触头而且损坏可运动的触头桥接部的电弧。因此，文献DE 10 2006 008 480 B4提出触头桥接部呈U形或者锅状地(topff?rmig)来设计，其中，触头桥接部在接通状态中包围两个固定触头的以直角突出的突起。两个固定触头的突起构造成有弹性且在接通的状态中从内向外压向设计成锅状的触头桥接部。在该结构类型中，由电流脉冲产生的磁场增强了在固定触头与触头桥接部之间的压紧力。由此于是避免触头桥接部的升起。然而，两个固定触头的弹性地设计的突起在切断的状态中向外张开，从而在闭合和打开开关时由于摩擦出现触头桥接部和固定触头突起的磨损，因此，由文献DE 10 2006 008 480 B4已知的开关的寿命同样相对很短。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种这样的大电流开关，其适合于大约800安培的连续热电流和直至大约85kA的冲击电流且同时具有很高的寿命。