[发明专利]单直流电弧室及采用它的双向直流电气开关设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电气开关设备，尤其涉及直流电气开关设备，例如直流断路器。本发明还涉及直流电弧室。

背景技术

可以将采用暴露在空气中的可分离触头的电气开关设备构造成打开输送可观电流的电源电路。这些电气开关设备、例如断路器通常经受由触头分离导致的电弧放电，并且一般与电弧室、如熄弧沟结合来帮助使电弧熄灭。这样的熄弧沟通常包括一定数量的导电板，所述导电板借助于电气绝缘壳体围绕分离的触头彼此隔开地保持。电弧传导至电弧板，在该电弧板上电弧延伸并冷却直至熄灭。

已知的塑壳断路器(MCCB)不是针对在直流(DC)应用中的使用特别设计的。当已知的交流(AC)MCCB被尝试应用在DC应用中时，将多个电极以串联的方式电连接，以基于期望的系统DC电压和系统DC电流来达到所要求的中断或切换性能。

在DC电流中断/切换中、尤其是在比较小的DC电流中的一个挑战是：将电弧驱赶至消弧室。已知的DC电气开关设备使用永磁体来驱赶电弧至分弧板内。在已知的DC电气开关设备中，与这种永磁体有关的已知问题包括：DC电气开关设备的单向操作以及必须使用两个分开的电弧室来提供双向操作，这两个电弧室每个都包括一定数量的电弧板和一组触头。这些问题使得在不使尺寸和成本明显增大的情况下非常难以针对常规DCMCCB使用永磁体。

存在改进直流电气开关设备的空间。

也存在改进直流电弧室的空间。

发明内容

这些需求以及其它方面通过本发明的实施方式满足，本发明提供了一种电气开关(切换)设备，该电气开关设备具有用以实现双向DC切换以及中断的单断开操作以及永磁体装置(布置)。

例如，沿着单个电弧室的两侧使用两个永磁体板，所述电弧室包括单组一定数量(多个)的电弧板、以及用以提供双电弧室结构铁磁中心隔板或永磁体。所产生的磁场驱赶电弧至双电弧室结构的一侧内，并依照DC电流的方向来分弧。

在本发明的一个方面中，一种单(单个)直流电弧室包括：铁磁基部，该铁磁基部具有第一端部和相对的第二端部；从该铁磁基部的第一端部布置的第一铁磁侧构件；从该铁磁基部的相对的第二端部布置的第二铁磁侧构件；从该铁磁基部设置并处于第一和第二铁磁侧构件之间的第三铁磁构件；具有第一磁极的第一永磁体，该第一永磁体布置在第一铁磁侧构件上并且面对第三铁磁侧构件；以及具有该第一磁极的第二永磁体，该第二永磁体布置在第二铁磁侧构件上并且面对第三铁磁构件。

该铁磁基部的第一端部和从该铁磁基部的第一端部布置的第一铁磁侧构件可限定第一角部；铁磁基部的相对的第二端部和从该铁磁基部的该相对的第二端部布置的第二铁磁侧构件可限定第二角部；该单直流电弧室可限定磁场样式(图案，型式)；第一铁磁侧构件与第二铁磁侧构件之间可以触发电弧；该磁场样式可以构造成根据流入电弧中的电流的方向来朝向第一和第二角部中的一个驱动(驱赶，推动)电弧。

第一和第二铁磁侧构件可具有第一长度；第三铁磁构件可具有较小的第二长度；所述第一长度与较小的第二长度的比率可以大于一预定值，该预定值大于1.0。

该预定值可以是约1.33。

在本发明的另一方面中，一种单直流电弧室包括：铁磁基部，该铁磁基部具有第一端部和相对的第二端部；从该铁磁基部的第一端部设置的第一铁磁侧构件；从该铁磁基部的相对的第二端部设置的第二铁磁侧构件；从该铁磁基部设置并位于第一和第二铁磁侧构件中间的第三铁磁构件；具有第一磁极的第一永磁体，该第一永磁体设置在第一铁磁侧构件上并且面向第三铁磁构件；具有该第一磁极的第二永磁体，该第二永磁体设置在第二铁磁侧构件上并且面向第三铁磁构件；具有相对的第二磁极的第三永磁体，该第三永磁体设置在第三铁磁构件上并且面对具有第一磁极的第一永磁体；以及具有该相对的第二磁极的第四永磁体，该第四永磁体设置在第三铁磁构件上并且面向具有第一磁极的第二永磁体。

在本发明的又一方面中，一种双向直流电气开关设备包括：可分离的触头(触点)；操作机构，该操作机构构造成打开和闭合该可分离的触头；以及单直流电弧室，该单直流电弧室包括具有第一端部和相对的第二端部的铁磁基部、从铁磁基部的第一端部设置的第一铁磁侧构件、从铁磁基部的相对的第二端部设置的第二铁磁侧构件、从铁磁基部设置并位于第一铁磁侧构件与第二铁磁侧构件之间的第三铁磁构件、设置在第一铁磁侧构件上并且面向第三铁磁构件的具有第一磁极的第一永磁体以及设置在第二铁磁侧构件上并且面向第三铁磁构件的具有该第一磁极的第二永磁体。