[发明专利]电磁脱扣装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的引言的用于断路器的电磁脱扣装置(electromagnetic trip device)，其中电流通路包括引导电流通过在固定和能移动的接触片之间形成的至少一个接触点的导体，其中接触杆携带至少一个能移动的接触片，该接触杆被安装以能在闭合接触位置和断开接触位置之间移动。

本发明进一步涉及根据权利要求9的引言的包括电流通路的装备开关装置，其进一步包括由至少两个接触构件形成的该电流通路中的接触点，由此接触构件中的至少一个安装在能移动的接触杆上并且由此这些接触构件配置成在电磁脱扣装置的影响下在脱扣状况下分离。

背景技术

提到的这种电磁脱扣和装备开关装置通常是机电装置。接触的点包括固定接触构件和由能移动的接触臂或接触桥托住的能移动的接触构件。在闭合位置中，该能移动的接触构件受到接触弹簧的力的影响而挤压该固定接触构件。

提到的这种脱扣装置和装备开关装置通常还包括具有锁存器和基于弹簧力的能量存储组件的机械齿轮机构。

此外，如本领域内已知的脱扣装置在脱扣状态情况下作用于锁存器，该锁存器然后从能量存储释放能量使得齿轮机构可以作用于接触杆或接触桥以便断开接触点。已知的脱扣装置是例如基于双金属或热形状记忆合金的热脱扣装置、基于快速移动电磁铁电枢的短路脱扣装置或基于耦合于电磁铁电枢的集成电流变压器的残余电流脱扣装置。

如在权利要求1的引言中提到的用于断路器的电磁脱扣装置例如在WO 2006 117 097 A2中描述。该脱扣装置具有磁轭、线圈、磁芯和磁性电枢，其中该电枢耦合于在短路电流情况下从装置伸出的销。当伸出时，该销作用于能移动的接触杆用于直接断开接触点。由于牵涉的各种机械片每个具有不可忽视的机械惯性，短路电流的出现和接触点的断开之间的延迟时间不能降至几毫秒范围中的下限以下。

由于杆和牵涉的其他齿轮部件的质量惯性，提到的这种以及脱扣装置的已知机械安装当提及脱扣和断开速度时导致限制。

在低压应用范围中，本领域内已知的机电致动器太慢。例如，低压系统(例如用于电信的电源)中的断路器需要快速操作以便提供比现今利用已知机电装置的可能的更快的选择性和保护。因此现今唯一的备选是电子开关。然而，这具有缺少流电分离(galvanic separation)的劣势，该流电分离只可以在机械操作断路器中实现。

因此需要有比本领域内已知的那些操作快得多的电磁脱扣装置。

发明内容

本发明的目的是提议用于采用电磁脱扣装置的脱扣和开关速度比现有技术的装置快得多并且其仍提供在断开接触位置中的接触件的流电分离这样的方式来设计电磁脱扣装置的方法和手段。

本发明的另外的目的是提供具有非常快的电磁脱扣装置的装备开关装置。

根据本发明，根据电磁脱扣装置的上面的目的由具有如在权利要求1中指出的特征的电磁脱扣装置实现。关于装备开关装置，该目的由根据权利要求9的装备开关装置实现。

有利的实施例在从属的权利要求的特性特征中描述。

根据本发明，电磁脱扣装置包括具有空隙的磁路，并且能移动的接触杆至少部分位于该空隙中，并且电流流过该接触杆，使得由流过该接触杆的电流产生的磁场直接与空隙内的磁场相互作用。

根据本发明有利的方面，通过接触杆的电流在垂直于空隙中的磁通取向的方向上流动。

根据本发明的电磁脱扣装置具有在磁路的磁场或磁通与接触杆之间直接相互作用的优势。在已知的电磁脱扣装置中，接触杆和磁路之间只存在间接相互作用，现有技术的脱扣装置中的直接相互作用是在磁路和销之间，该销由于这样的相互作用而加速并且其然后撞击接触杆以断开接触点。在根据本发明的装置中，不再有像磁路和接触杆之间的销那样的机械装置，使得由于这样的中间机械部件的机械惯性引起的延迟时间不能出现。

作用在接触杆上的力产生于众所周知的洛伦兹力，其作用于磁场中的移动电荷，从而当电流流过导体时作用于磁场中的导体。在磁场的通量的取向垂直于电流的情况下，洛伦兹力具有它的最高值，并且然后它的方向垂直于磁通和电流流动的取向，该取向由众所周知的“三指定则”给出。

因此，在包括根据本发明的电磁脱扣装置的断路器的电流通路中的电流是超出能确定的阈值的短路电流的情况下，洛伦兹力立刻将接触杆从空隙推出，并且因为至少一个能移动的接触片固定到接触杆，该接触杆将从而从固定接触片拉开，从而断开接触点并且中断短路电流。