[发明专利]电气开关和电气开关系统

说明书

一种电气开关，包括：第一导电臂，该第一导电臂包括第一导电电弧部和导电主要部分；第二导电臂，该第二导电臂包括导电主体部和导电轮，该导电轮通过沿着轮轴线延伸的轮轴连接到该主体部，该轮绕轮轴线自由旋转，该轮与主体部电接触；该第一臂和该第二臂中的至少一个臂适于相对于另一臂移位，以使开关在断开构造与接通构造之间切换，在断开构造中，第一臂和第二臂间隔开，在接通构造中，电弧部与轮相接触，并且主要部分与主体部相接触；所述开关适于使得随着开关从断开构造向接通构造切换，电弧部在主要部分接触主体部之前接触所述轮。

技术领域

本发明涉及一种电气开关。更特别但不排它地，本发明涉及一种电气开关，其包括第一臂和第二臂，第二臂包括轮，该开关适于使得随着开关接通，第一臂的电弧部在第一臂的主要部分接触第二臂的主体部之前接触所述轮。本发明还涉及一种电气开关系统。更特别但不排它地，本发明涉及一种电气开关系统，其包括电气开关，该电气开关的一个臂连接到电源，另一臂连接到负载。

背景技术

在大电流应用中使用的电气开关是已知的。此类开关通常设计为承载高达10000安培的电流。但是，如果将开关接通到故障负载上，则即使仅短暂接通，也可能要求开关承载100000安培至150000安培范围内的电流。这种应用的一个例子是在电气铁路领域。

与大电流应用中使用的开关相关的一个特殊问题是洛伦兹力。当开关的臂接近电触头以使电路接通时，会发生预接触电弧，并且电流开始流动。洛伦兹力将触头和开关臂挤压在一起，必须使用相当大的力才能将开关臂完全插入到触头中。因此，这种开关往往很大，因为它们必须包括用以提供必要力以将臂驱动回到触头中的驱动机构。通常利用大型弹簧或者机械或液压柱塞。使用这种驱动机构往往会导致臂或触头变形或磨损，从而降低开关寿命。通常，这类开关仅能够使用少于十次，之后它们需要以可观成本进行更换。

这种已知开关的另一问题在于，当发生预接触电弧时，它总是在开关臂和触头上的相同两点之间发生。这会腐蚀开关臂和触头，从而进一步降低了开关使用寿命。

在大电流直流(DC)开关的情况下，这两个问题都特别严重。这是由于DC电流的高增加率，通常是约40kA/ms的增加率。

本发明试图克服现有技术的问题。

发明内容

因此，在第一方面中，本发明提供了一种电气开关，该电气开关包括：

第一导电臂，该第一导电臂包括第一导电电弧部和导电主要部分；

第二导电臂，该第二导电臂包括导电主体部和导电轮，该导电轮通过沿着轮轴线延伸的轮轴连接到该主体部，该轮绕轮轴线自由旋转，该轮与主体部电接触；

该第一臂和该第二臂中的至少一个臂适于相对于另一臂移动，以使开关在断开构造与接通构造之间切换，在断开构造中，第一臂和第二臂间隔开，在接通构造中，电弧部与轮相接触，并且主要部分与主体部相接触；

所述开关适于使得随着开关从断开构造向接通构造切换，电弧部在主要部分接触主体部之前接触所述轮。

本发明开关的断开和接通仅需要相对较小的力。此外，预接触电弧不总是发生在所述轮和电弧部上的相同点之间。因此，根据本发明的开关具有比已知开关显著更长的寿命。

优选地，电弧部包括至少一对间隔开的电弧指状部，所述轮适于被接纳在所述指状部之间。

优选地，主要部分包括至少一对间隔开的主要部分指状部，主体部适于被接纳在所述主要部分指状部之间。

优选地，电气开关还包括枢转机构，其用以执行下列至少一项：使电弧部枢转以与所述轮接触；和使主要部分枢转以与主体部相接触。

优选地，枢转机构分别地使电弧部枢转以与所述轮相接触并且使所述主要部分枢转以与主体部相接触。

优选地，电弧部包括可弹性变形的轨道。