[发明专利]用于断开开关的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于断开开关或用于分开动触点与静触点的方法以及相应的装置，由此最好可以实现无电弧地断开。

背景技术

在断开开关时或者在分开动触点与静触点时经常存在问题，在电流还流动时、尤其也在交流电中可能产生电弧，它不仅可能延迟分开触点，而且损伤触点。主要在交流电中、例如50Hz在分开触点时由于微小的接触距离总是直到接着的电流经过零点存在电弧。这可能持续最多接近10毫秒。尽管理论上的方法能够有力地非常快速地断开开关或者分开触点，但是这在实践中总是不能足够快速地实现。而是存在电弧。

这也适用于例如由DE 10 2006 057 260 A1已知的专用开关。在这里在超过释放点时一种速动弹簧要负责快速通断。但是在这里也不能避免，在相切时存在持续几毫秒的上述电弧。

由DE 1096453已知，在近似的开关中在作用于动触点和静触点上的力上在电流相中叠加一完全脉冲的小的力。因此可以大约以电流过零实现断开开关。但是必须持续地施加力。

由DE 1113745已知一类似的开关。在这里专门详细提到振动，它们能够有助于，防止动触点与静触点粘接或焊接。

发明内容

本发明的目的是，实现一种上述的方法以及相应的装置，通过它们可以避免现有技术的问题，尤其可以实现一种可靠的以及无损失的用于通断的方法以及相应的开关。

这个目的通过具有权利要求1特征的方法以及具有权利要求13特征的装置得以实现。本发明的有利以及优选的扩展结构是其它权利要求的内容并且在下面详细解释。下面的某些特征只用于描述本方法或只用于描述本装置。但是它们能够彼此独立地不仅适用于本方法，而且适用于本装置。权利要求原文与说明书内容具有明确的关系。

在此规定，所述开关通断交流电，有利地以50/60Hz的频率，100至400伏以及直到约16A的电流，即在家电或工业领域。按照本发明以5°至20°的角度或相角、有利地以10°至18°、特别有利地以约13°在电流过零之前将一机械的脉冲给到开关或触点上。这个脉冲尤其具有用于分开动触点与静触点的脉冲方向，或者说该脉冲在动触点与静触点相互分开的方向上运动。由此不仅可以一般地实现更轻松地分开动触点与静触点。在本发明的研究范围里面已经发现，以上述这种相角将一脉冲作用于开关上使动触点与静触点分开导致正好在负载电流过零时自动断开。在此开关的机械惯性或系统的总延迟的作用是，一相应的脉冲在电流快过零之前以足够小的接触力分开触点，接触力如同在所期待的断开触点时产生的那样。

如果所施加的使动触点与静触点彼此顶压的接触力还足够大或者说非常大，由此短的脉冲可能是不足够的或者说触点保持连接。只有当低于一定的接触力阈值并且以给定的相角释放脉冲时，才使触点在电流下一次过零时分开。在本发明范围内发现的特别有利的相角约为13°。在较迟钝的系统中该相角可能略微更大，在灵敏的或不迟钝的系统中该相角也可能更小，例如更多地在上述5°或上述10°的方向上。因此确定正确的相角是有意义的，因为用于准时释放脉冲的时间窗口只有约100微秒。

在本发明的第一简单扩展结构中可以规定，以上述相角在每次过零之前将一相应短的脉冲给到开关或一触点上。如果要通断或分开触点，则对于接触力正好非常小的时刻，或者说在下一半波时使触点相互分开并且打开开关。这种打开以相应地与系统协调的相角正好在电流过零时并由此没有电弧地实现。这是本发明的简单的扩展结构，其中结构上和测量技术上的费用是有限的。为此必须承受，非常频繁地或者说在开关闭合状态中在每个半波时必须释放脉冲。在这里尽管在运行中有时导致出现电弧。但是磨损总是下降到其10%，这在没有本发明按照这个扩展结构时是常见的。

本方法在原则上可选择的扩展结构中可以更好或更准确地实现，附加地还测量接触力，有利地持续地测量。即，可以规定，不必持续地或者太频繁地释放这种脉冲或者给到开关上，而是只有当接触力低于一定的接触力阈值的时候。即，这种低于是对此的一个可靠的指示，不久开关要断开或者说动触点与静触点要分开。因此例如可以规定，接触力阈值在0.01N和0.03N之间，有利地约为0.02N。因此通常要考虑，正好在接触力还下降并且以上述在5°和20°之间或在10°和18°之间的相角在电流过零之前释放脉冲，由此正好在下一次过零时使动触点与静触点彼此分开。