[发明专利]具有壁厚可变的管状分离件的电断路开关元件

说明书

本发明涉及具有壁厚可变的管状分离件的电断路开关元件，尤其是用于断开高电压下大电流的电断路开关元件，其具有包围限定经过断路开关元件的电流路径的接触单元的壳体，其中接触单元具有第一和第二连接触点以及断开区，其中接触单元被设计成使得它能经由第一连接触点被供应电流并能经由第二连接触点从其输出电流，或反之，其中断开区被设计成管状件，其轴向延伸方向沿着轴线X延伸，其中该管状件沿着垂直于轴线X的平面能被分为两个部分，由此第一与第二连接触点之间的电流被中断，其中该管状件沿轴线X的延伸方向具有两个对置的端部区域，其特征是，该管状件在两个端部区域之间的一区域内具有最小壁厚，该最小壁厚分别朝向所述端部区域增大。

技术领域

本发明涉及一种尤其用于断开高电压下的大电流的电断路开关元件。

背景技术

这样的断路开关元件例如被用在发电厂技术和KFZ技术中，比如在机器和设备的开关柜的常见的机器结构和电气结构中，以及在电动车和混动车内的电动领域内，但也可以在电动直升机和飞行器中在紧急情况下被用来按规定快速断开强电流电路。对这种开关元件的要求在于，不会由此出现热气、颗粒、丁块或等离子体。另外，这种开关元件应该在断开之后保证绝缘电阻。

其它的应用领域是针对相关组件中的短路情况组件与车载电网电气隔断，例如在立式电热装置或电制动器中，以及锂电池的紧急关断，就像它们迄今用在电动车和混动车以及飞行器中那样。电池在结构体积小的情况下具有在极小内电阻下的高达1200V的端电压。这两者导致了达到5000A的可能短路电流，有时甚至瞬时达到30kA，但此时不会导致电源电压击穿，这可能导致电池在几秒钟后着火或爆炸。本文所提出的断路开关元件很好地也适用于在紧急情况下紧急关断单独的太阳能电池模块或整个太阳能电池场，因为它可被设计成可控制或可遥控。

所有在此说明的应用状况一般都是直流电流关断，它不同于交流电流，不具有过零。通常，在断路开关元件中仅加载有工作电压。但在断路开关元件中直流电路断路的时刻，外电流电路的磁场崩溃造成电压显著升高，使得通常在断路开关元件的分离两端之间出现电弧。为了产生电弧，一般需要相对高的电压。但低得多的电压也足以用于维持，一般在常见的约450伏工作电压下就是这种情况。

为了在电压峰值降低到工作电压之后也熄灭电弧，已经采用如下开关元件，其具有带有呈空心柱状的断开区的接触管，其中该空心柱沿着其横截面完全开裂、熔化或断裂以便电路断开，并以机械方式使空心柱的两端相互远离。为了空心柱体的开裂或断开，此时通常采用可激活的驱动件，其位于空心柱体的空腔内。然而能确定的是，由于可激活的驱动件的点燃或由于出现电弧和与之相关的由周围灭弧介质气化造成的压力形成，通常会将断开区的相对较大的部分撕裂，然后在断路开关元件的其余部分中由于还存在不期望的两个电压导通区的桥接而可能触发短路。

发明内容

鉴于该现有技术，本发明基于如下任务，提供一种尤其用于断开高电压下的大直流电流的断路开关元件，此时在从导通位置过渡至断开位置时尽量不会在内部释放出或者只释放出少量的(如果有)仅有微弱传导作用的可能引起短路的碎片。

根据本发明的断路开关元件可以从导通位置转入断开位置。如果根据本发明的断路开关元件被集成到一个电路中，则该电路在导通位置处闭合。在断开位置处，电路被中断。根据本发明的断路开关元件具有壳体，该壳体包围限定流过断路开关元件的电流路径的接触单元，即该接触单元被壳体包围。该接触单元具有第一和第二连接触点和断开区。该接触单元被设计成，使得它经由第一连接触点可接受电流并经由第二连接触点可自此输出电流，或反之。该断开区被设计成管状件，其轴向延伸方向沿着轴线X延伸，其中该管状件沿着一个垂直于轴线X的平面可被分为两个部分，由此，在第一连接触点与第二连接触点之间的电流被中断。该管状件沿着轴线X的延伸方向具有两个对置的端部。