專利名稱：開關設備以及裝備該開關設備的光電池裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于使特別是在至少一根電線中的直流電斷開的設備，而不管電 流的流動方向如何，所述設備包含
-至少兩個連接端子，-預定的偶數個能分開的觸頭，其包含電連接到所述連接端子的兩個觸頭，
-等于所述預定偶數的多個滅弧腔(arc chute)，每個滅弧腔與不同對的能夠分開 的觸頭相關聯，每個滅弧腔設置有電弧形成室(arc formationchamber)、電弧室和永久磁 鐵，當至少一個電線中的電流沿著預定方向流動時，永久磁鐵表現出能夠將電弧移除到所 述滅弧室的極性，對于一部分的滅弧腔，所述預定電流流動方向是不相同的。
本發明還涉及一種裝備有該開關裝置的光電池的設備。
背景技術：
美國專利US5004874描述了一種開關設備，其被設計成以便被固定到雙向直流電 在其上流動的電線上，所述開關設備包括兩對能分開的觸頭，每對觸頭包括靜止觸頭和可 動觸頭，可動觸頭被牢固地固定到同一個導電支承件上以形成單個的接觸橋。該開關設備 還包含兩個滅弧腔以及電連接到所述靜止觸頭的兩個連接端子。該開關設備能夠使所述接 觸橋打開，根據電線中的電流流動方向將一對或另一對能分開的觸頭之間形成的電弧移除 到與所述的那對觸頭相關聯的滅弧腔。 在該專利中描述的開關設備不包含能夠在電故障的情況下使接觸橋打開的任何 脫扣裝置。該開關設備的一個缺點是其僅能連接在單根電線上并且不能使滅弧腔的數量根 據所述開關設備的端子處的電壓容易得以改造和最優化。該開關設備的另一缺點是體積 大。
發明內容
本發明的目的是通過提出一種用于特別是不論電線中的電流的流動方向如何而 斷開至少一根電線中的直流的開關設備來消除現有技術的開關設備的限制和缺點，所述開 關設備包含-至少兩個連接端子，-預定的偶數個能分開的觸頭，其包含電連接到所述連接端子的兩個觸頭，-等于所述預定偶數個的多個滅弧腔，每個滅弧腔與不同對的能分開的觸頭相關 聯，每個滅弧腔設置有電弧形成室、滅弧室和永久磁鐵，該永久磁鐵呈現出當至少一個電線 中的電流在預定方向流動時能夠使電弧被消除到所述滅弧室的極性，所述預定的電流方向 對于一部分滅弧腔來說是不同的。 所述開關設備的特征在于其包含等于所述預定偶數個的多個脫扣機構，每個脫扣機構與一對所述能分開的觸頭相關聯，以響應至少一根電線中的電故障來分開所述那對觸 頭，所述脫扣機構通過機械連接件被彼此連接，該機械連接件能使所述對能分開的觸頭被 同時打開。 優選地，所述電流流動的預定方向對于滅弧腔的一半是不相同的。
每個滅弧腔的滅弧室優選通過一疊脫離子板得以形成。 開關設備優選是模塊型的并且包含等于所述預定偶數個的多個模塊，每個模塊包 含- —對所述能分開的觸頭，-與所述對能分開的觸頭相關聯的滅弧腔，-與所述對能分開的觸頭相關聯的脫扣機構，以及-饋電端子和受電端子，它們被分別電連接到所述能分開的觸頭的一個和另一個。
每個模塊優選安裝在包含兩個平行主板的殼體中，所述模塊經由它們的主板彼此 連接。每對能分開的觸頭有利地包含能夠沿著大致平行于主板的軸移動的可動觸頭。每對 能分開的觸頭的可動觸頭優選都布置在所述設備的相同側上。 每個滅弧腔的電弧形成室優選通過沿著平行于模塊的主板延伸的第一和第二頰
板限定，所述滅弧腔的永久磁鐵至少布置在第一頰板之后并且呈現出能使磁場沿著大致垂
直于所述主板的方向產生的極性。每個滅弧腔的電弧形成室有利地包含 感應增強部分，其包含所述滅弧腔的第一部分的永久磁鐵，該第一部分的永久磁
鐵產生能使電弧得以推進的磁場，第一部分的永久磁鐵包含布置在每個頰板之后的兩個磁
化部分，以及-換向部分，其包含第二部分的永久磁鐵，該第二部分的永久磁場沿著縱軸產生磁 場，該磁場比第一部分的永久磁場產生的磁場顯著較弱，并且能使電弧相對于縱軸得以換 向。 根據一個實施例，開關設備是用來在單根電線上斷開，連接端子包含被設計成以 串聯連接到所述電線上的第一饋電端子和第一受電端子。 開關設備優選包含至少兩個模塊，第一饋電端子是第一模塊的饋電端子，第一受 電端子是第二模塊的受電端子，第一模塊的受電端子被連接到第二模塊的饋電端子。有利 地，第一饋電端子和第一受電端子被布置在相同側，并且第一和第二模塊中的滅弧腔的永 久磁鐵表現出同樣的極性以產生沿著相同的方向取向的磁場。 另外，所述開關設備包含四個模塊，第一模塊的受電端子被連接到第三模塊的饋 電端子，所述第三模塊的受電端子被連接到第四模塊的饋電端子，所述第四模塊的受電端 子被連接到所述第二模塊的饋電端子。 根據另一實施例，開關設備是用來在兩根電線上斷開的，所述連接端子包含被設 計成以便串聯連接到其中一根所述電線上的第一饋電端子和第一受電端子，以及被設計成 以便被串聯連接到另一根所述電線上的第二饋電端子和第二受電端子。 所述設備優選僅包含兩個模塊，第一饋電端子和第一受電端子是第一模塊的饋電
和受電端子，第二饋電端子和第二受電端子是第二模塊的饋電和受電端子。 另外，所述設備包含四個模塊，其結合了用來在單根電線上斷開的兩個開關設備，
其中一個所述設備的第一饋電端子和第一受電端子分別對應于第二饋電端子和第二受電端子。 這些模塊優選不能分離。 本發明還涉及一種帶有光電池的裝置，其中所述裝置包含其上布置有光電池的至 少一個面板，所述面板被連接到兩根電線，該兩根電線被設計成以直流電的形式供電，所述 裝置的特征在于其包含如上所述的至少一個開關設備，該開關設備包含被連接到所述至少 一個電線上的至少兩個連接端子。
圖1是根據本發明能串接到單根電線上的模塊化開關設備的簡化的縱向橫截面；
圖2示意性圖示如圖1所示的開關設備的脫扣和切換機構；
圖3是圖示將電弧消除到滅弧腔的滅弧室的示意圖； 圖4是和圖2的示意圖相似的示意圖，其中圖2表示從滅弧室消除電弧；
圖5是根據本發明的開關設備模塊的部分視圖； 圖6是沿著橫截面線A-A'如圖4所示的模塊的簡化的縱向橫截面圖； 圖7是根據一個實施例的設備的簡化的縱向橫截面，其中所述實施例包含兩個電
極單元并且適合于串聯安裝在極性相反的兩根電線上； 圖8是根據另一實施例的設備的簡化的縱向橫截面圖，其中所述另一實施例包含 四個電極單元并且適合于串聯安裝在極性相反的兩根電線上； 圖9仍是根據另一實施例的設備的簡化的縱向橫截面圖，包含四個電極單元并且 適合于安裝在單根電線上； 圖10表示使用適合于串聯安裝在具有光電池的裝置中的單根電線上的開關設備 的例子； 圖11表示使用適合于串聯安裝在具有光電池的另一種類型的裝置中的極性相反 的兩根電線上的開關設備的例子。
具體實施例方式
參照圖1，開關設備1串聯安裝在電線3上，電線3通過連接端子El和SI得以連 接。開關設備l包含兩個電極單元，考慮到它們的各個殼體的尺寸大致相同所述兩個電極 單元被稱為第一模塊5和第二模塊7。這些模塊經由它們的主板9以不能分開的形式被彼 此連接。每個模塊5，7包含一對能分開的觸頭11，12、滅弧腔14，15以及脫扣機構。每個模 塊5， 7還包括饋電端子21 ， 23以及受電端子22， 24，所述端子被電連接到所述能分開的觸頭 的一個和另一個上。第一模塊5的饋電端子21和第二模塊7的受電端子24對應于分別標 記為E1和S1的連接端子。 從圖2可以看出，每個模塊5， 7的脫扣機構27， 28通過機械連接件29被彼此連 接，這使得在電線3上發生故障之后所有能分開的觸頭對11， 12能夠被同時打開。每個模 塊的脫扣機構一般包含熱脫扣設備31和磁脫扣設備32。開關設備的每個模塊5，7還包含 能夠使能分開的觸頭手動打開或閉合的手柄33,34。這些手柄一般通過能使能分開的觸頭 對11， 12同時打開或閉合的桿25被彼此連接。這樣，開關設備1具有斷路器功能和開關功
在圖1和2所示的開關設備1中，同一個模塊5，7的每個滅弧腔14， 15和每個脫 扣機構27， 28與該模塊的能分開的觸頭對11， 12相關聯。該對能分開的觸頭而且被分開， 即，在所述的每對觸頭之間沒有直接的機械連接。脫扣機構27， 28之間和手柄33， 34之間 的機械連接事實上不能形成能分開的觸頭的不同對觸頭之間的牢固連接的直接機械連接。 換句話說，能分開的觸頭的不同對的觸頭沒有被牢固地連接到中間部件，例如接觸橋。由于 該結構，每對能分開的觸頭和該對能分開的觸頭相關聯的滅弧腔以獨立方式進行操作。使 用開關設備能夠在不同電壓下斷開直流電流，其中，滅弧腔的數量適合于要被保護的電線 中的電壓。而且，如進一步描述的，所述對能分開的觸頭之間的獨立性使所述開關設備能夠 被串聯連接在極性相反的兩根電線上。 這可以從圖l看出，每個模塊5，7的滅弧腔14，15包含電弧形成室41，42以及滅 弧室43，44，在大部分的情況下其由一疊脫離子板46形成。每個模塊5，7的滅弧腔14， 15 還包含永久磁鐵47、48。當能分開的觸頭對11，12打開時，在所述對能分開的觸頭中的每一 個之間產生電弧。 每個滅弧腔14， 15的永久磁鐵47，48呈現出當電線3中的電流沿著預定方向流動 時能使電弧消除到所述滅弧腔的滅弧室43，44。該預定的電流流動方向是對所考慮的滅弧 腔所特有的。因此，如果電線的電流沿著與預定的電流流動方向相反的方向流動，所考慮的 滅弧腔的電弧被消除到滅弧室的外部。如進一步所解釋的，該預定的電流流動方向會從一 個滅弧腔到另一個有所變化。該預定的電流流動方向一方面是通過所考慮的滅弧腔的永久 磁鐵的極性以及另一方面是通過將模塊殼體的饋電和受電端子連接到所考慮的滅弧腔得 以確定的。 更準確地說， 一方面通過永久磁鐵產生的電磁場和另一方面當所述觸頭打開時在 能分開的觸頭之間形成的電弧中的電流能夠產生一個力，這個力沿著一個方向或另一方向 推進電弧。該電弧消除方向基本上取決于電弧中的電流的方向以及永久磁鐵的極性。因 此，對于給定極性的永久磁鐵，電弧被移除到滅弧室或該滅弧室的外部，這取決于電弧中電 流的方向，即，取決于在電線3中流動的電流的方向。 根據本發明的一個特征，所述開關設備包含為偶數個Np滅弧腔，對于所述滅弧腔 的一部分，在此情況下為所述滅弧腔的一半，預定的電流流動方向是不同的。這樣，不論電 流在電線中的流動方向如何，第一半的滅弧腔將電弧移除到它們各個的滅弧室，第二半的 滅弧腔將電弧移除到它們各個滅弧室的外部。 在圖1所示的實施例中，打開兩對能分開的觸頭會產生兩個電弧51、52。滅弧腔14 中的電弧51被移除到該滅弧腔的滅弧室43的外部，然而，滅弧腔15中的電弧52被移除到 滅弧室。如果電線3中的電流反向情況會相反。第二模塊7的滅弧腔15和第一模塊5的 滅弧腔14，以及它們各自的電弧51、52還被示意性地分別表示在圖3和圖4中的另一縱向 平面中。 在圖1所示的實施例中，第一饋電端子E1和第一受電端子Sl被布置在相同側，第 一和第二模塊5、7中的滅弧腔14、15的永久磁鐵47、48呈現相同的極性以便產生沿著相同 的方向取向的磁場。照此，在滅弧腔14中，電弧51中的電流的方向能使該電弧被移除到滅 弧室43的外部。同時，在滅弧腔15中，電弧52中的電流的方向能使該電弧被移除到滅弧 室44中。因此，在電線3中流動的電流的方向對應于與滅弧腔15相關聯的預定的電流流
7動方向，其中對于所述滅弧腔15，所述電弧被移除到滅弧室。 在另一實施例中，沒有表示出，第一饋電端子和第一受電端子可布置在兩個相對 側上，在此情況下，第一和第二模塊中的滅弧腔的永久磁鐵應呈現相反的極性以便產生沿 著相反方向取向的磁場。 開關設備1中使用的滅弧腔14、15具有這樣的結構，該結構一般是斷開單向的直 流電所特有的，并且其與能使雙向直流電斷開的偶數個滅弧腔相關聯。參照圖5和圖6，進 一步描述所述滅弧腔的特有結構。這些滅弧腔的關聯性已被形成，可能部分是由于它們良 好的內在特性，特別是根據移除到滅弧室的電弧的電壓的增長率。這樣，與被移除到滅弧室 43外部的滅弧腔14的電弧51相比，被移除到滅弧室44的滅弧腔15電弧52吸收大部分的 電壓。特別是，這就能夠將電弧移除到滅弧室外部的負面效果減小或者甚至消除。為了使 在每個滅弧腔中消失的電弧的電壓最小化，能夠使滅弧腔的數量加倍，這將參照圖8和9予 以進一步地描述。 相對于斷開單向電流的要求滅弧腔有可能尺寸過大，對于所述斷開單向電流而言 所述電弧被對稱地移除到滅弧室。盡管該尺寸過大，但是與現有技術的開關設備相比，該開 關設備仍然非常緊湊并且體積較小。 開關設備的滅弧腔通常具有使單向直流電斷開所特有的結構。圖5和圖6所示的 滅弧腔特別適合于根據本發明的開關設備。 參照圖5和6，這些滅弧腔的每個罩住包含可動觸頭101和靜止觸頭102的一對能 分開的觸頭。滅弧腔104的電弧形成室111是通過第一頰板112和第二頰板113限定，所述 頰板大致平行于主板9。包含滅弧腔104的模塊的饋電或受電端子之一被部分地電連接到 靜止觸頭102并且得以延伸以形成延伸到電弧形成室的頂部中的電弧極或弧尖114。包含 滅弧腔104的模塊的另一端子被電連接到可動觸頭101并且被連接到在電弧形成室中的底 部中延伸的另一電弧極或弧尖115。電弧極或弧尖114和115被布置成以便當觸頭101和 102分開時拾取在觸頭101和102之間引起的電弧。在兩個觸頭之間產生的電弧因此通過 電極被拾取從而得以傳送和移除到滅弧腔的滅弧室121，假定電線中的電流沿著預定方向。
應當注意到，在圖5中，由于分開的觸頭101和102和電極114被特別是第二頰板 113隱蔽，因此分開的觸頭101和102以及電極114已被表示成虛線。電弧形成室的底部中 的可動觸頭101和電極115之間的距離一般在4和8毫米之間。對于斷開高強度的電流， 該距離能獲得很好的性能。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，滅弧室121是通過一般為金屬板的一疊脫離子 板122得以形成的。脫離子板包含前邊，電弧經由該前邊進入滅弧室。脫離子板的前邊一 般包含中心凹槽123。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，電弧形成室111包含感應增強部分131，其中所 述電弧通過由永久磁鐵的第一部分產生的磁場被推向滅弧室121。通過感應增強部分中的
永久磁鐵的第一部分沿著電弧形成室的縱軸iio產生的磁場大于通過電弧形成室的剩余
部分中的永久磁鐵的其他部分產生的磁場。該結構能使電弧被更好地被推動并且能使電弧 離開觸頭。可動觸頭和電極115之間的電弧根部的切換因此主要是通過電弧形成室的感應 增強部分中的永久磁鐵的第一部分獲得的。 從圖6可以看到，由點表示在不同時間電弧的移動。在感應增強部分中，電弧由點141和142表示。 在圖5和6表示的滅弧腔104中，永久磁鐵的第一部分不僅包含第一磁化部分132 并且還包含第二磁化部分133。磁化部分132和133被布置在每個頰板112和113之后。 由永久磁鐵的第一部分的磁化部分表示的是相對于所述永久磁鐵的第一部分，即，相對于 永久磁鐵在感應增強部分中的部分限定的部分。永久磁鐵的第一部分的第二磁化部分133 的存在產生了磁場，該磁場能被加到由第一磁化部分132產生的磁場。這使通過永久磁鐵 的第一部分在電弧上產生的磁力顯著增加。永久磁鐵的第一部分的第二磁化部分133因此 能使電弧根部在可動觸頭101和電極115之間切換，以及能使所述電弧離開并且被移除到 滅弧室。可動觸頭101和電極115之間的距離D的影響因此通過第二磁化部分133的存在 得以補償。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，永久磁鐵的第一部分的第一和第二磁化部分132 和133產生強度大致相等的磁場。沿著滅弧室121的方向推動電弧的磁力因此已經被加倍， 其能使電弧被更快地推動到滅弧室中。而且，永久磁鐵的第一部分的第一和第二磁化部分 132和133相對于電弧形成室的縱軸110被對稱布置。這能使上述特性，即，更有效地將電 弧推動到滅弧室甚至得以進一步地增強。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，電弧形成室111包含換向部分151，其中所述電 弧通過由永久磁鐵的第二部分產生的磁場相對于電弧形成室的縱軸110被變換到第一頰 板112，由永久磁鐵的第二部分產生的磁場基本小于由永久磁鐵的第一部分產生的磁場。由 于由永久磁鐵的第二部分在縱軸110上產生的磁場比永久磁鐵的第一部分產生的磁場小 并且相對所述縱軸不對稱，因此電弧從其路徑上換向。電弧的換向分量因此主要通過換向 部分151中的永久磁鐵的第二部分得以獲得。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，永久磁鐵的整個第二部分152布置在第一頰板 112之后。在沒有示出的其他實施例中，僅永久磁鐵的第二部分中的一部分布置在第一頰板 之后，以使由所述部分產生的磁場比由永久磁鐵的第二部分的其余部分產生的磁場要強， 永久磁鐵的第二部分的其余部分被布置在第二頰板113之后。永久磁鐵的第二部分的磁化 部分表示相對于永久磁鐵在換向部分中的部分限定的部分。 從圖6可以看出，在換向部分151中，點161、162、163、164和165表示在不同時刻 換向部分中的電弧的位置。由于永久磁鐵的第二部分152能使電弧換向，因此這些點朝向 第一頰板112移動。這樣，電弧朝向第一頰板112移動同時保持沿著縱軸110的磁力足夠 以便不會粘在第一頰板112上并且不會在接觸頰板112時衰減。 從圖6中看到，脫離子板的前邊裝備有中心凹槽123以及面向電弧形成室的換向 部分151的兩個側部171和172。當電線中的電流是沿著預定方向時，電弧在換向部分中被 定向成朝向側部171。因此，在斷開低強度的電流的情況下，電弧會由于要擴散的能量較小 因此在滅弧室121的前邊的側部171上熄滅。 在圖5和6表示的滅弧腔104中，永久磁鐵的第二部分152和脫離子板的側部171 之間的距離有利地小于1毫米。該距離足夠小以便防止電弧進入電弧形成室并且在其中熄 滅。而且，限定電弧形成室的頰板112和113—般由電絕緣材料形成。為了在低強度的直 流電下獲得良好的電氣耐久性，與交流電相比其斷開時間相對較長，頰板可由不容易腐蝕 的電絕緣材料比如陶瓷，例如滑石形成。為在高強度的直流或交流電下獲得良好的斷開，頰板可由產生氣體的電絕緣材料，例如產生氣體的尼龍形成。有利地是，第一頰板112由陶瓷 材料做成，第二頰板113產生氣體的有機材料做成。產生氣體的頰板能使接觸區域中的壓 力增加，因此增強了電弧從接觸區域離開而到達滅弧室。 在圖5和6所示的滅弧腔104中，滅弧腔包含分別布置在頰板112和113的每個 之后的第一和第二永久磁鐵。布置在第一頰板112之后的磁鐵在電弧形成室的感應增強部 分和換向部分之上延伸，布置在第二頰板113之后的磁鐵僅在感應增強部分之上延伸。在 此情況下，感應增強部分的永久磁鐵的第一部分實質上是由第一磁鐵，即，磁化部分132，以 及由感應增強部分中的第二磁鐵的一部分，即，磁化部分133得以形成的。同樣地，換向部 分的永久磁鐵的第二部分實質上是由換向部分中第二磁鐵的一部分，即，磁化部分152得 以形成的。 滅弧腔可包含兩個永久磁鐵，它們分別布置在感應增強部分和換向部分中的第一 頰板之后，感應增強部分中的磁鐵產生的磁場顯著大于換向部分中產生的磁場。滅弧腔可 包含三個永久磁鐵，第一和第二磁鐵分別布置在感應增強部分和換向部分中的第一頰板之 后，第三磁鐵布置在感應增強部分中的第二頰板之后。 通過將圖5和6所示的滅弧腔結合到根據本發明的開關設備中，在將電弧移除到 滅弧室的滅弧腔中的電弧電壓增加方面的性能得以改進。這使得將電弧移除到滅弧室的外 部的另 一滅弧腔中的電弧電壓得以最小化。 圖1所示的開關設備的實施例適合于包含其中之一接地的兩根電線的組件。在該
種類型的組件中，開關設備只不過必需被串聯連接到沒有接地的電線上。 在單獨的電力系統，S卩，包含具有相反極性的兩根電線的系統的情況下，能夠使用
一種被串聯連接到所述兩根電線上的單個的開關設備。實現這種連接的開關設備的實施例
示于圖7中。 參照圖7，連接端子包含被設計成以串接在電線201上的第一饋電端子El和第一 受電端子S1，以及被設計成以串接在電線202上的第二饋電端子E2和第二受電端子S2。開 關設備200僅包含兩個模塊205、 106，第一饋電端子El和第一受電端子Sl是第一模塊205 的饋電和受電端子，第二饋電端子E2和第二受電端子S2是第二模塊206的饋電和受電端 子。 為了使在每個滅弧腔中消散的電弧的電壓最小化，滅弧腔的數量可以加倍，如參 照圖8和9進一步所示。 在圖8所示的實施例中，開關設備210用來在兩根電線211、212上斷開并且包含 四個模塊215、216、217、218。開關設備210事實上結合了與如圖7所示相同類型的第一和 第二開關設備，第一設備包含模塊215和217，第二設備包含模塊216和218。
在圖9所示的實施例中，開關設備230用來在單根電線231上斷開并且包含四個 模塊。連接端子包含被設計成以串接在所述電線231上的第一饋電端子E1和第一受電端 子S1。開關設備230包含分別標記為233、234、235、236的第一、第二、第三和第四模塊。第 一饋電端子El是第一模塊233的饋電端子，第一受電端子Sl是第二模塊234的受電端子， 第一模塊的受電端子被間接連接到第二模塊的饋電端子。更準確地說，第一模塊233的受 電端子241被連接第三模塊235的饋電端子242，所述第三模塊的受電端子243被連接到第 四模塊236的饋電端子244，所述第四模塊的受電端子245被連接到第二模塊的饋電端子246。 上述開關設備非常適合于光電池裝置。如圖10和11所示，這些裝置301、302 — 般由幾個面板311、312、313組成，它們集成到通常串接并且產生直流電的光電池。這些面 板一般被并聯連接到逆變器321的輸入端，所述逆變器321用于將直流電轉變為其本身被 重新配送到主電力系統的交流電。 該種類型的裝置一般具有高電壓水平，例如能夠達到1000伏特，低的短路電流一 般等于裝置的額定電流值的1. 25倍。這種類型的裝置的電線一般具有時間常數，S卩，電感 對電阻之比，其通常小于2毫秒。在平行的面板的數量大于或等于3的裝置中，通常需要在 每個面板的電線上安裝合適的開關設備以斷開高壓的直流電。 這些開關設備必需能夠在兩個運行方向斷開電流。事實上，在第一種情況下，斷開 面板有時是維護所需要的。在第二種情況下，這些開關設備可用來在故障的情況下保護面 板。例如，在遮擋(shadowing)的情況下，面板可作為接收器并且產生相反的電流。
在圖10所示的裝置301中，每個面板通過電線331 、332被連接到逆變器321，其中 電線332接地。在此情況下，包含兩個模塊和兩個能分開的觸頭的兩極開關設備335，例如 圖1所示的一個，被安裝在每個面板的電線331上。有利地，其已經能夠用四極設備替換這 些開關設備335，如圖9所示。這會能使電弧電壓得以分布在四個模塊之上而不是兩個之 上。 如圖11所示的裝置302，每個面板通過電線341、342被連接到逆變器321形成單 獨的電力系統。在此情況下，包含兩個模塊和兩個能分開的觸頭的兩極開關設備345，例如 如圖7所示的一個，被安裝在每個面板的電線341、342上。有利地，這些開關設備345可以 被四極設備替換，如圖8所示。這會能使電弧電壓得以分布在兩個模塊之上而不是一個之 上。 根據本發明的開關設備的一個優點在于其使得滅弧腔能夠實現，該滅弧腔已經被 研發用于斷開單向直流電。
權利要求
一種開關設備(1；200；230)，該開關設備用于特別是使在至少一根電線(3；201；202；211；212；231)中的直流電斷開，而不論所述至少一根電線中的所述電流的流動方向如何，所述開關設備包含-至少兩個連接端子(E1，S1，E2，S2)，-預定偶數個(Np)能分開的觸頭(11，12)，該預定的偶數個能分開的觸頭包括電連接到所述連接端子的兩個觸頭，-等于所述預定偶數(Np)的多個滅弧腔(14，15)，每個滅弧腔與不同對的能分開的觸頭相關聯，每個滅弧腔設置有電弧形成室(41，42)、滅弧室(43，44)以及永久磁鐵(47，48)，該永久磁鐵表現出當所述至少一根電線中的電流沿著預定方向流動時能使電弧被移除到所述滅弧室的極性，所述電流流動的預定方向對于一部分滅弧腔是不同的，其特征在于，所述開關設備包含等于所述預定偶數(Np)的多個脫扣機構(27，28)，每個脫扣機構與其中一個所述對能分開的觸頭相關聯，以響應所述至少一個電線中的電故障將所述對能分開的觸頭分開，所述脫扣機構通過能使所述對能分開的觸頭得以同時打開的機械連接件(29)被彼此連接。
2. 根據權利要求1所述的開關設備，其特征在于，所述預定的電流流動方向對一半的 滅弧腔是不同的。
3. 根據權利要求1或2所述的開關設備，其特征在于，每個滅弧腔(14,15)的滅弧室 (43， 44)由一疊脫離子板(46)形成。
4. 根據權利要求1到3中任一項所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備是模塊類 型的并且包括等于所述預定偶數(Np)的多個模塊(5，7)，每個模塊包括-所述一對能分開的觸頭(11， 12)，_滅弧腔(14， 15)，該滅弧腔與所述對能分開的觸頭相關聯， _脫扣機構(27， 28)，該脫扣機構與所述對能分開的觸頭相關聯，以及 -饋電端子(21,23)和受電端子(22，24)，該饋電端子和受電端子被分別電連接到所述 能分開的觸頭的一個和另一個上。
5. 根據權利要求4所述的開關設備，其特征在于，每個模塊(5，7)被容納在包含兩個平 行主板(9)的殼體中，所述模塊經由它們的主板彼此連接。
6. 根據權利要求5所述的開關設備，其特征在于，每對能分開的觸頭(101,102)包含能 夠沿著大致平行于主板(9)的軸移動的可動觸頭(101)。
7. 根據權利要求6所述的開關設備，其特征在于，每對能分開的觸頭(101,102)的可動 觸頭(101)都被布置在所述開關設備的相同側上。
8. 根據權利要求6或7所述的開關設備，其特征在于，每個滅弧腔的電弧形成室(41， 42)通過平行于模塊(5，7)的主板(9)延伸的第一和第二頰板(12,13)得以限定，所述滅弧 腔的永久磁鐵(47,48)被布置在至少第一頰板(12)之后并且具有能夠產生沿著大致垂直 于所述主板的方向取向的磁場的極性。
9. 根據權利要求8所述的開關設備，其特征在于，每個滅弧腔的電弧形成室包含 -感應增強部分(131)，該感應增強部分包括產生能推動電弧的磁場的所述滅弧腔的永久磁鐵的第一部分，所述永久磁鐵的第一部分包括布置在每個頰板(112,113)之后的兩 個磁化部分(132，133)，以及-換向部分(151)，該換向部分包括所述永久磁鐵的第二部分(152)，該永久磁鐵的第 二部分在縱軸(110)上產生比由永久磁鐵的第一部分產生的磁場顯著較小的磁場并且能 相對于所述縱軸使電弧換向。
10. 根據權利要求4到9中任一項所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備(1; 230)是用來在單根電線(3 ;231)上斷開，所述連接端子包含被設計成以串聯連接到所述電 線上的第一饋電端子(El)和第一受電端子(Sl)。
11. 根據權利要求IO所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備包含至少兩個模塊 (5，7;233，234)，第一饋電端子(El)是第一模塊(5 ;233)的饋電端子，第一受電端子(Sl) 是第二模塊(7 ;234)的受電端子，所述第一模塊的受電端子被連接到所述第二模塊的饋電 端子。
12. 根據權利要求ll所述的開關設備，其特征在于，第一饋電端子(El)和第一受電端 子(Sl)被布置在相同側，并且第一模塊(5 ;233)和第二模塊(7 ;234)中的滅弧腔的永久磁 鐵具有相同的極性以產生沿著相同方向取向的磁場。
13. 根據權利要求IO所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備包含四個模塊 (233-234)，第一模塊(233)的受電端子(241)被連接到第三模塊(235)的饋電端子(242)， 所述第三模塊的受電端子(243)被連接到所述第四模塊(236)的饋電端子(244)，所述第四 模塊的受電端子(245)被連接到所述第二模塊(234)的饋電端子(246)。
14. 根據權利要求4到9中的任一個所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備 (200 ;210)被用來在兩根電線(201,202 ;211,212)上斷開，并且所述連接端子包括被設計 成以串聯連接到所述電線(201 ;211)的其中一根的第一饋電端子(El)和第一受電端子 (Sl)，以及被設計成以串聯連接到所述電線(202,212)的另一根上的第二饋電端子(E2)和 第二受電端子(S2)。
15. 根據權利要求14所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備(200)僅包含兩個模 塊(205，206)，第一饋電端子(El)和第一受電端子(Sl)是第一模塊(205)的第一饋電端子 和第一受電端子，第二饋電端子(E2)和第二受電端子(S2)是第二模塊(206)的第二饋電 端子和第二受電端子。
16. 根據權利要求14所述的開關設備，其特征在于，所述開關設備包含結合根據權利 要求9到12中任一項所述的兩個開關設備的四個模塊，其中一個所述開關設備的第一饋電 端子(El)和第一受電端子(Sl)分別對應于第二饋電端子(E2)和第二受電端子(S2)。
17. 根據權利要求4到16中任一項所述的開關設備，其特征在于，所述模塊是不能分開的。
18. —種具有光電池(301 ;302)的裝置，所述光電池包括其上布置有該光電池的至少 一個面板(311,312， 113)，所述至少一個面板被連接到被設計成以直流形式供電的兩根電 線(331,332 ;341,342)，其特征在于，所述裝置包含根據前述權利要求中任一項所述的至 少一個開關設備(335，345)，該至少一個開關設備包括連接在所述至少一根電線上的兩個 連接端子。
全文摘要
本發明公開了一種用于斷開電線(3)中的雙向直流電的開關設備(1)，該開關設備包含至少兩個連接端子(E1，S1)、偶數個(Np)幾對能分開的觸頭(11，12)，偶數個(Np)與不同的幾對能分開的觸頭有關的滅弧腔(14，15)以及偶數個(Np)與不同的幾對能分開的觸頭有關并且通過機械連接件彼此連接的脫扣機構，每個滅弧腔設置有滅弧室(43，44)以及永久磁鐵(47，48)，該永久磁鐵具有當電流沿著預定方向在電線中流動時能使電弧(52)移除到所述滅弧室的極性，所述預定方向對于一半的滅弧腔是不同的。一種包含一個所述開關設備的具有光電池的裝置。
文檔編號H01H71/12GK101740274SQ200910226449
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月20日 優先權日2008年11月21日
發明者埃里克·多梅瓊, 瑟奇·帕吉 申請人:施耐德電器工業公司