[发明专利]具有灭弧功能的窄轮廓断路器

说明书

一种断路器设计，使得断路器的整体宽度(即，沿断路器的外壳的朝外暴露面测量)相比于已知传统的构造中可用的宽度更窄，与此同时仍提供稳健的灭弧性能。这在很大程度上是通过提供活动触点臂组件的特定方向和/或通过提供外壳内电流路径的特定配置来实现的。

技术领域

本发明涉及断路器领域。更具体地，本发明涉及一种具有改进设计的断路器，相比于传统断路器设计允许更紧凑、更窄的断路器。

背景技术

电路断流器为打断电子电路、中断电流的电学零件。电路断流器的一个基础示例为开关，开关大体上由两个电学触点组成，这两个触点处于以下两个状态之一：闭合，意味着这两个触点物理接触并且电流从一个触点流到另一个触点；或打开，意味着这两个触点相对彼此分离，从而防止电流在其间流动。开关可作为系统的控制信号(诸如电脑的键盘按键)直接由人员操作，或用来控制电路中的电流(诸如照明开关)。

电路断流器的第二个示例为断路器。断路器通常在配电板中使用，监控和限制通过电线传送的电流量(安倍数)。断路器被设计为保护电路免受由过载或短路导致的损坏。如果在电线中发生电力高峰，断路器将跳闸。这将导致处于“接通”位置的断路器切换至“断开”位置并且切断从断路器引出的电力。当断路器跳闸时，断路器可防止从过载的电路引发的起火；断路器还可防止充电的设备的损坏。

标准断路器具有接线端和负载端。一般而言，接线端与输入电力供应源(最通常地来自于电力公司或发电机)电连通。接线端有时可称为到断路器的输入端。负载端(有时称为输出端)从断路器馈电并且连接至由断路器馈电的电学组件。还可存在直接连接至断路器的独立的零件，例如仅为空调设备，或断路器可通过在插座处终止的电线连接至多个零件。

断路器可用作保险丝的替代。与保险丝不同的是，保险丝一旦运行并且随后必须被更换，断路器可被复位(手动或自动地)以重新开始正操运行。保险丝与断路器执行大致相同的职责，然而，断路器比保险丝使用更安全并且修复更简单。如果保险丝烧毁，通常人们不会知道哪个保险丝控制哪个特定的电力区域。人们将不得不检查保险丝以判定哪个保险丝表现为被烧毁或消耗。该保险丝将随后必须从保险丝盒移除并且将安装新的保险丝。

断路器比保险丝更易于修复。当断路器跳闸时，人们可简单地查看配电板并且看出哪个断路器致动器已经移动至跳闸位置。断路器可随后通过将致动器转换至“断开”位置被“复位”，并且随后移动致动器至“接通”位置。

大体上，断路器具有两个位于外壳内部的触点。第一触点通常为固定的，并且可连接至接线端或负载端(经常地，连接至接线端)。第二触点通常是相关于第一触点活动的，从而当断路器处于“断开”、或跳闸位置时，在第一和第二触点之间存在物理间隙。第二触点可连接至第一触点未连接的接线端或负载端种的任何一个(经常地，第二触点连接至负载端)。

为了使断路器跳闸从而打开电路，可提供过流传感器(例如，液压磁性过流传感器或热过流传感器)或可使用具有过流传感器的螺线管类型跳闸机构。当过流传感器感测到电流水平高于阈值水平时(例如，可为高于断路器的额定电流百分比)，可致动过流传感器或螺线管以使第二触点机械地移动远离第一触点，从而使断路器跳闸以打开电路。

然而，传统电路断流器的问题在于，即使电路断流器处于打开位置(也就是，开关为打开的或断路器已经跳闸、中断连接)，在第一触点和第二触点之间的打开区域使得在这两个触点之间形成电弧，尤其是随着两个触点打开或恰好在两个触点闭合之前。电弧可具有高压和/或高安培数，并且就其本身而言是危险的；电弧可导致电路断流器的损坏，具体地，损坏电学触点、连杆或其他活动组件。对电学触点或其他零件的任何损坏都会减少电子断流器的使用寿命并影响其性能。

电弧的另一个影响起源于电弧的极度高温(或许为数万摄氏度)，该高温能够影响周围的气体分子生成臭氧、一氧化碳、以及其他危险的化合物。电弧还可电离周围的气体，潜在地生成另外的导电路径。

由于这些有害的影响，已经认知到，快速冷却和熄灭电弧以防止电路断流器的损坏和/或限制如上描述的危险情况是非常重要的。