[发明专利]用于高安培数多指断路器的槽式马达构造

说明书

本发明涉及用于高安培数多指断路器的槽式马达构造，公开多指断路器（10），其包括运动触头组件（30），该运动触头组件具有载体主体（35）、多个第一固定断路触头（45）、多个第一活动触头（25）、多个第一指（50）、长度长于多个第一指（50）中的第一指的长度的至少一个第二指（55）、安置成邻近多个第一指和至少一个第二指的多个分弧器板（60），以及安置成邻近多个第一指和至少一个第二指的槽式马达（15）。槽式马达被配置成提供第一磁场力以放大施加在第二指上的第二磁场力，以在短路期间影响多个第一固定断路触头与多个第一活动触头之间的电弧，以使电弧从多个第一固定断路触头和多个第一活动触头之间移开并耗散电弧的能量。

技术领域

本发明的方面大体上涉及断路器，并且更具体地涉及配置槽式马达以生成足够的磁场力以将短路电弧从断路触头之间移开以便快速熄灭所述电弧，从而防止过多的热能积聚在多指断路器中。

背景技术

任何塑壳断路器（MCCB）或空气断路器（ACB）必须能够在其各种额定的电路水平（level）下分断（interrupt）短路。在MCCB和ACB的短路水平下，除非提供某些手段以将短路电弧从触头之间移开以便耗散其能量，否则该短路电弧将在触头之间继续燃烧。通常，利用磁力和由膨胀气体产生的气流使电弧运动，从而引起电弧变长并且也运动进入一组分弧器板中。变长使电弧的电阻增加。分弧器板使电弧冷却，这使电阻增加。电弧中的电阻生成对抗电流的电弧电压。分弧器板形成阳极/阴极压降，这进一步使电弧电压增加。电弧电压的快速增加对于快速熄灭电弧和防止过多热能积聚而言至关重要。过多的能量不仅能够导致分断失败，而且还限制允通电流，其通常是断路器的期望的性能特性。

一个具体问题出现在带有大约600A和更大的连续电流额定值的更大的断路器中。这些断路器需要大的铜横截面以在不过热的情况下承载正常的额定电流。在触头系统中，通常使用多个平行运动的指。这样做是因为在断路触头处存在多个触点，这减少了由触头界面电流收缩引起的发热。然而，需要沿断路器的宽度方向的许多空间来容纳多个接触指和大的铜横截面。为了在短路分断期间增加电弧力，这剥夺了设计师可用的选项。

例如，在额定为近似400A或更小的更小型的断路器中，在断路器的每个极中仅需要1个活动接触指。该单个指比断路器的所述极中的其它零件更窄。因此，可能将额外的零件放置在活动触头的每一侧上。设计师可用的不同选项中的一些是，例如，(1)使腿部从钢分弧器板延伸到触头的侧部，其使磁力轻微增加；(2)添加磁性钢槽式马达，其使磁力有力地增加；(3)添加除气塑料，其使气流增加；或(4)除气塑料与槽式马达或者延伸的分弧器板的组合。

然而，如果存在并排的多个指，那么不存在用于在更小型的断路器中起作用的这些解决方案的空间。为断路器添加额外的宽度通常是不期望的，因为这使总大小增加。而且此外，增加宽度对于改进电弧力而言仅具有有限的益处。当增加槽式马达的开口的宽度时，其有效性被极大地减小。当槽式马达及同样地延伸的分弧器板封装多于3个的长度相同的活动指时，它们丧失其增加磁弧力的大部分益处。除气塑料更不有效，因为相比于燃弧体积（arcing volume），暴露的表面面积占更小的比例。

因此，问题是如何在带有多于3个的接触指的额定为近似800A或更大的大型MCCB或ACB中生成强大的力以将短路电弧从断路触头之间移开。在带有更高额定电压（诸如，600V或690V）的电路水平下，尤其是当预期的短路电流处于低至中度水平（诸如，15到50kA）时，问题最为严峻。这是因为更高的电压往往增加电弧的发热和持续时间，且相对低的短路电流意味着更难以生成强大的磁力。相比之下，当可用的短路水平非常高（诸如，70kA或更大）时，由电流路径的整体形状产生的磁力通常足以在没有任何额外辅助的情况下将电弧驱动到分弧器板内。然而，当电流低于此时，由电流路径的整体形状产生的磁力是相对小的，且这将有助于通过使用磁性钢零件以放大场强度来辅助电弧运动，或使用除气零件来增加气流。