[发明专利]提供与电路中断器协调的断开的电气开关设备及其操作方法

说明书

技术领域

所公开构思一般涉及电气开关设备，特别涉及接触器。所公开构思还涉及操作电气开关设备的方法。

背景技术

接触器用于例如但不限于启动器应用场合，以便开启/关闭负载以及保护例如电动机或其他电气装置等负载免受电流过载影响。接触器用作电气开关设备，并具有固定触点以及可动触点，其在闭合时传导电力。

例如，三极低压接触器具有三个接触组件，每个接触组件用于三相电气装置的一相或一极。例如，每个接触组件可包含一对静触点和可动触点。一个静触点是线路侧触点，另一个静触点是负载侧触点。可动触点由包含衔铁和磁体组件的致动组件控制，致动组件由线圈激励，从而移动可动触点以在静触点之间形成桥接。在可动触点与两个静触点都接合时，允许电流从电源或线路流到负载或电气装置。在可动触点与静触点分离时形成开路，线路和负载彼此电气隔离。

通常使用一个线圈来操作所有三个接触组件的共用支架(carrier)。因此，低压接触器被构建为，每当在三相输入的任意一极或一相中收到故障状态或开关断开指令时，接触器的所有接触组件一致断开。简单地，接触组件作为一个组受到控制，而不是被单独控制。

中压接触器通常包含气隙、绝缘气体和真空几种。例如，真空接触器在真空中断开电弧。

例如，单相真空接触器包含：真空容器，具有在其中保持的合适的高度排空真空；操作机构；交流(AC)电力线路端子和负载端子。例如，固定触点和可动触点被容纳在真空容器内，并且分别电气连接到线路端子和 可动容器柄(bottle stem)。接触器的负载端子通过分路器(shunt)电气连接到从容器突出的容器柄。容器柄远离容器的移动使可动触点远离固定触点移动，由此以开路位置将触点分开。例如，操作机构包含可绕轴承转动的T形横杆和具有衔铁的线圈，衔铁响应于线圈并附着到横杆，从而使横杆转动。T形横杆具有弹性伸缩臂和枢轴板臂(pivot plate arm)。

包含多极的中压或真空接触器的例子在美国专利5,559,426、4,559,511、4,544,817、4,504,808、4,485,366、4,479,042和4,247,745中公开。

已知的接触器使用固定的断开时间，其与主启动器电力熔断器一致，以便确保接触器不会中断比其中断额定值高的故障。例如，典型的接触器的断开时间为大约8个线路周期或大约130毫秒的数量级。即使故障电流低于接触器的中断额定值，接触器等待这么长的时间来断开。

作为另一实例，由不同制造商制造的一些已知接触器具有4400安培与8500安培之间的中断能力，并使用2和20线路周期之间的固定的或预定的释放时间(drop out time)。

例如接触器等的电气开关设备具有改进的空间。

操作电气开关设备的方法也具有改进的空间。

发明内容

所公开构思的实施例满足了这些以及其他需要，实施例提供了一种电气开关设备，例如接触器，其基于流过接触器的故障电流来决定或是做出响应地断开可分离触点(例如立即或尽可能快地)或是将可分离触点保持为闭合并等待另一电路中断器(例如而不限于熔断器)来清除故障。在故障电流小于接触器中断额定值时接触器清除故障的缩短的时间使得对其他系统部件(例如而不限于电力电缆、电动机)的损坏减少。这种较短的故障清除时间还为与上游(upstream)设备的协调提供了更大的裕量。

根据所公开构思的一个方面，电气开关设备具有中断额定值，并包含：数个可分离触点；操作机构，其被构造成断开以及闭合可分离触点；数个 传感器，其被构造成至少检测流过可分离触点的电流；处理器，其被构造成与操作机构配合以断开以及闭合可分离触点，根据检测到的流过可分离触点的电流来确定故障，其中，处理器还被构造成，如果检测到的与故障相关联的电流小于中断额定值，则做出响应地断开可分离触点，且其中，如果检测到的与故障相关联的电流大于中断额定值，则将可分离触点保持为闭合，并等待另一个电路中断器来中断故障。

操作机构可包含控制电路和线圈，处理器和控制电路可被构造成导致线圈的反电动势的即时损耗(depletion)，从而缩短可分离触点的断开时间。

所述数个传感器可以是数个被构造成检测与可分离触点可操作地相关联的电压的电压传感器和数个被构造成检测流过可分离触点的电流的电流传感器，电气开关设备可以是用于电动机的电动机启动器，处理器还可以构造成，在启动电动机时，对于启动过程中的数个线路周期，从电流传感器和电压传感器输入线路电压和线路电流。

处理器还可被构造成计算：