限流斷路器的制作方法

專利名稱：限流斷路器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有叉形可動接觸部分的多桿低壓限流斷路器，更具體地說，“低壓斷路器”這個術語應當理解為用于最高達大約1000V的操作電壓的斷路器。
一般地說，其中涉及大電流因此涉及大功率的低壓工業電氣系統一般使用在本領域中統稱為自動斷路器或電力斷路器特定的裝置。這種斷路器根據應用一般能夠在非常寬的額定電流范圍內操作，一般從幾分之一安培到幾千安培，這意味著提供一系列所需的性能，以便確保安裝有斷路器的電氣系統和與斷路器相連的負載的正確操作。例如，它們通過自動的斷開電源電路保護負載免受由短路故障或者由于過載而引起的異常情況，它們使得能夠在電路中插入/斷開負載，它們確保各個連接用戶的額定電流確實等于所需的電流等等。
當前，這些電路斷路器可以按照不同的結構方案得到，在最通常和最廣泛使用的這些方案中，在標準的基本結構中，用于斷開/連接固定接觸部分和可動接觸部分的操作利用復雜的機構進行，其中利用在特定的斷開彈簧中事先積累的機械能致動可動接觸部分，并使其以足夠的速度運動。
在某些操作條件下，特別是當短路電流具有很高的值時，使用基本型式的自動斷路器便不能完全滿足要求，因為只靠在斷開彈簧中積累的能量不足以確保以足夠的操作速度使接觸部分分開。
在這些情況下，則使用特殊的自動斷路器，這種斷路器在本領域中被稱為限流斷路器，其具有合適的技術解決方案，適用于增加其斷路容量。
具體地說，第一種技術解決方案對電流強加一個給定的通路，使得當發生短路時，在接觸部分之間產生電動斥力。這些斥力產生一種對于使可動接觸部分和固定接觸部分分開是有用的推力，因此，幫助達到足夠的斷開速度。
在第二種技術解決方案中，對于電路斷路器的每個桿，使固定接觸部分和可動接觸部分加倍，使得電流在相互電氣串聯設置的一個桿的兩個單獨的區域中被遮斷。
這兩種解決方案，其一般被相互聯系地使用，但是也可以被單獨地使用，使得能夠改善斷路器的性能，尤其是能夠改善電路斷路器的遮斷容量。然而，已知類型的限流斷路器，盡管具有滿意的操作性能，但是還具有一些缺點。
具體地說，在具有加倍的接觸部分的電路斷路器的情況下，一個主要的方面在于，每個桿需要具有相等地分布在每個固定接觸部分和相應的可動接觸部分之間的兩個連接表面上的機械壓力。當這個條件不滿足時，則對電導率有負面影響，由于設置在接觸部分的連接表面上的導電板的漸進的不規則的和非對稱的磨損，在斷路器的整個有用的壽命期間，使電導率不斷變差。
為了克服這些缺點，設想出了一種用于支承可動接觸部分并使可動接觸部分和開關設備相連的結構，該結構基本上由轉動桿或轉動軸構成，使得相對于所述致動元件因而也相對于固定接觸部分具有多個自由度。具體地說，在加倍的叉形可動接觸部分的情況下，使接觸部分本體具有一個用關節和開關設備相連的小的軸。另外，使一般成對的附加彈簧和每個可動接觸部分的結構相連，并通過利用可動接觸部分相對于固定接觸部分和開關設備的自由運動，幫助可動接觸部分表面相對于固定接觸部分表面實現自適應，因而實現接觸壓力的均勻分布。
不過，所述附加彈簧，除去增加可動接觸部分的整個機構的復雜性并影響成本之外，還對可動接觸部分的支承特別是對它們的軸施加有害的彎曲和壓縮應力，這些應力，從在斷路器的有用壽命期間需要進行的大量的操作來看，將引起反抗每個可動接觸部分的結構相對于致動柄的運動的摩擦的逐漸增加，并且抵銷或者在任何情況下使得減小由可動接觸部分結構的運動自由度提供的優點。此外，所述應力引起軸的逐漸塑性變形，甚至卡住整個機構。
本發明的目標在于提供一種多桿限流斷路器，其能夠克服現有技術的缺點，尤其是相對于已知類型的限流斷路器具有簡化的結構和改進的操作性能。
在這個目標內，本發明的一個目的在于提供一種多桿限流斷路器，其中可動接觸部分的結構以及它們和開關設備的連接使得能夠改進機械應力的分布，并消除摩擦，從而消除或者至少使被卡住的可能性減到最小。
本發明的另一個目的在于，提供一種多桿限流斷路器，其使得能夠優化在每個桿的可動接觸部分和固定接觸部分當中的接觸壓力的分布。
本發明的另一個目的在于提供一種多桿限流斷路器，其比已知的電路斷路器具有較少的結構元件，并且簡化其裝配。
本發明的另一個目的在于提供一種可靠性高的、相對容易并且以具有競爭性的成本生產的多桿限流斷路器。
從下面將會更加明顯地看出的所述目標以及這些和其它目的是通過一種包括絕緣殼體的多桿限流斷路器實現的，所述絕緣殼體含有用于每個桿的至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述斷路器閉合/斷開時，這些接觸部分可以被相互連接/斷開；致動裝置，其提供用于使所述可動接觸部分運動的能量，并確定所述可動接觸部分和相應的固定接觸部分的連接/斷開，所述致動裝置包括可操作地與桿的可動接觸部分相連的轉動致動柄；其特征在于，所述可動接觸部分具有叉形本體，其具有支承著兩個臂的底部元件，所述兩個臂具有用于與相應的固定接觸部分的連接表面實現電接觸的板，并且所述叉形本體通過至少部分地容納在所述柄中形成的基座中的彈性裝置與致動柄相連，所述彈性裝置被錨固到所述柄上并被固定到所述底部元件上，使得支承著可動接觸部分，并且有利于實現由接觸板對固定接觸部分的所述相應的連接表面施加的壓力的基本上均勻的分布。
用這種方式，斷路器的每個可動接觸部分通過彈性裝置以獨有的彈性方式與致動柄相連，所述彈性裝置也作為用于支承所述接觸部分的元件。因而，和現有技術相比，這使得能夠消除承受應力并可能卡住的剛性支承元件，特別是支承軸，因而在電氣功能性、機械應力分布和簡化結構方面具有優點。
其它的特征和優點從下面結合


的本發明的非限制性的非唯一的優選實施例將會更加清楚地看出，其中圖1是按照本發明的三桿型的限流斷路器的和致動柄連接的可動接觸部分的示意的透視圖；圖2是在按照本發明的電路斷路器中使用的螺旋彎曲彈簧的透視圖；以及圖3是圖1的側視截面圖。
圖1示意地表示三桿型的限流斷路器的運動裝置，所述限流斷路器，按照本領域熟知的因而不再詳細說明的方案以具有不同桿數的各種型式包括絕緣殼體，其中含有每個桿的至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述斷路器閉合/斷開時，它們可以相互連接/斷開，至少一個滅弧室，用于在短路時電動排斥所述接觸部分的操作裝置，以及所有桿共用的致動裝置，其提供用于使可動接觸部分運動并使可動接觸部分相對于相應的固定接觸部分連接/斷開的能量。具體地說，所述致動裝置一般包括彈簧加載機構，其可操作地與例如磁熱型的釋放裝置相連，并和用于使斷路器閉合/斷開的杠桿相連，所述杠桿在絕緣殼體的外部伸出，使得能夠手動地致動所述電路斷路器。
具體地說，所述彈簧加載機構包括轉動致動柄，即接觸部分保持軸，其被這樣實現，使得確保桿間相互絕緣，其在圖1中用標號1表示，并被設置在殼體內，使得沿橫向通過各個桿，并可操作地連接到與其相連的可動接觸部分2。實際上，當電路斷路器斷開時，所述彈簧加載機構對柄1提供事先在彈簧中積累的能量，通過所述能量，柄1以足夠的速度轉動，因而使可動接觸部分從固定接觸部分斷開。
在按照本發明的限流斷路器的實施例中，每個可動接觸部分2具有叉形的本體，其具有支承兩個臂4的底部元件3，兩個臂4都具有板5，用于和與其互補的固定接觸部分的相應的連接表面實現電接觸。
每個叉形本體通過彈性裝置和致動柄1相連，所述彈性裝置至少部分地容納在柄1中形成的基座6內，并被錨固在其上，并被固定到底部元件3上。最好是，在圖中所示的實施例中，彈性裝置由螺旋彎曲彈簧10構成，其被容納在柄1中形成的基座6內，其軸線基本上和所述柄1的轉動軸線平行，并被錨固在所述柄1上。另一種方案是，彈性裝置例如可以通過葉片彈簧構成，其中一部分錨固在所述柄1上，另一部分固定在可動接觸部分2的底部3上，或者通過其它合適構型的彈性體構成，只要它們可以和所述應用一致即可。
具體地說，彈簧10包括至少一部分7，其被固定到底部元件3上，從而支承可動接觸部分2，并有利于實現由接觸板5對固定接觸部分的相應的接觸表面提供的壓力的基本上均勻的分布。
具體地說，如圖1和圖2所詳細表示的，螺旋彈簧10包括第一系列螺旋匝11和第二系列螺旋匝12，它們被同軸地設置在基座6內，并基本上和致動柄1的轉動軸線平行。所述螺旋匝系列11和12都具有自由端，分別用14，15表示，它們被設置成基本上和所述匝的軸線平行，并和在基座6的壁中形成的相應的槽16接合。此外，兩個匝系列11和12通過匝13的一部分在所述彈簧的基本上中心的區域相互連接，所述匝13垂直于彈簧軸線并形成固定到底部元件3上的部分7。
如圖3詳細表示的，和彈簧10的軸線垂直的匝13的部分包括兩個基本上直的并且相互平行的臂，每個和相應的一個匝系列相連。所述的臂的方向使得其把致動柄1連接到可動接觸部分2上，并通過被固定到底部元件3上的部分7相互連接。部分7具有基本上呈U形的構型。
具體地說，U形的部分7被這樣設置，使得其至少部分地保持在底部元件3的一個面上，并通過在圖3中用標號20示意地表示的固定元件被固定到底部元件3上。固定元件20包括圓柱形的頭部21和柄部22，其也是圓柱形的，從頭部21伸出，具有比所述頭部較小的直徑。元件20被剛性地固定到可動接觸部分2的本體上，使得柄部22被U形部分7的臂包圍著，并通過底部元件3，使得頭部20把U形部分7壓在所述底部元件3的表面上。用這種方式，提供一種從結構的觀點看來簡單的，從功能的觀點看來有效的固定方式。另一種方案是，在部分7和可動接觸部分3的本體之間的連接可以用不同的方式提供，例如通過使用不同構型的固定元件，或者通過提供部分7和接觸部分2之間的直接連接。
有利的是，在按照本發明的限流斷路器的實施例中，彈簧10和接觸部分2的結構、它們之間的相互連接以及彈簧10和致動柄1之間的連接被這樣提供，使得第一和第二系列匝11和12、匝13的部分的兩個直的臂、U形部分7的兩個臂、以及兩個電接觸板5相對于垂直于每個可動接觸部分2的底部元件3的中心平面被基本上對稱地設置。
實際上，已經發現，按照本發明的多桿限流斷路器完全達到了預期的目標和目的，和現有技術相比，具有一系列優點。
如上所述，每個可動接觸部分2實際上以獨特的彈性方式，通過彈簧10和致動柄1相連，通過把彈簧固定到致動柄和可動接觸部分上，使其不僅作為連接元件，而且作為所述接觸部分的支承元件。此外，彈簧10，通過其彈性性質及其結構，能夠自動地對可動接觸部分提供相對于柄和相應的固定接觸部分的運動自由度，這在現有技術中是通過剛性支承元件獲得的，其具有上述的問題，并且在任何情況下，需要復雜的系統用于實現和開關裝置的連接。因此，用這種方式，和現有技術相比，獲得了電路斷路器的電氣和機械性能的改進。使得在每個桿的接觸表面之間具有平衡分布的接觸壓力，改善了總體可靠性，并延長了電路斷路器桿的使用壽命。通過一種相對于垂直于每個可動接觸部分的底部元件的中心平面為對稱的構建結構，這些效果被進一步增強和改善了，并幫助在每個桿的電連接表面當中均勻地分布負載。
此外，不應當忽略的一個事實是，和現有技術相比，接觸部分的結構被簡化了，并減少了所需的構建元件的數量，從成本的觀點看來以及從裝配和維護操作的觀點看來，具有有利的效果。
因而，這樣設計的電路斷路器容易作出許多改變和改型，所有這些改變和改型都落在本發明的范圍內。此外，所有細節都可以利用其它在技術上等效的元件代替。實際上，材料和尺寸按照需要以及按照現有技術的狀態可以任意選擇。
權利要求
1.一種包括絕緣殼體的多桿限流斷路器，所述絕緣殼體含有用于每個桿的至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述斷路器閉合/斷開時，這些接觸部分可以被相互連接/斷開；致動裝置，其提供用于使所述可動接觸部分運動的能量，并確定所述可動接觸部分和相應的固定接觸部分的連接/斷開，所述致動裝置包括可操作地與桿的可動接觸部分相連的轉動致動柄；其特征在于，所述可動接觸部分具有叉形本體，其具有支承著兩個臂的底部元件，所述兩個臂設有用于與相應的固定接觸部分的連接表面實現電接觸的板，并且所述叉形本體通過至少部分地容納在所述柄中形成的基座中的彈性裝置與致動柄相連，所述彈性裝置被錨固到所述柄上并被固定到所述底部元件上，使得支承著可動接觸部分，并且有利于實現由接觸板對固定接觸部分的所述相應的連接表面施加的壓力基本上均勻的分布。
2.如權利要求1所述的限流斷路器，其特征在于，所述彈性裝置包括容納在致動柄的所述基座中并被錨固在所述基座上的彈簧，所述彈簧的一部分被固定在所述底部元件上。
3.如權利要求2所述的限流斷路器，其特征在于，所述彈簧是螺旋彎曲彈簧，其被設置在所述基座中，其軸線和致動柄的轉動軸線基本上平行。
4.如權利要求3所述的限流斷路器，其特征在于，所述螺旋彈簧包括第一系列和第二系列的螺旋匝，它們被彼此同軸地設置在所述基座中，并和致動柄的轉動軸線基本上平行，所述第一和第二系列的匝具有自由端，其被插入在基座中形成的相應的槽中，并且在基本上中心的區域，通過橫截于彈簧的軸線并構成固定到所述底部元件上的所述部分的匝的一部分相互連接。
5.如權利要求4所述的限流斷路器，其特征在于，所述第一和第二系列螺旋匝的自由端被設置成基本上和所述匝的軸線平行，并與所述基座的壁中形成的相應的槽接合。
6.如權利要求4所述的限流斷路器，其特征在于，橫截于彈簧的軸線的所述匝的部分包括兩個相互平行的臂，每個所述臂與一系列相應的匝連接，并沿著連接致動柄和可動接觸部分的路徑導向，所述臂通過被固定到可動接觸部分的底部元件上的所述部分相互連接。
7.如前述權利要求中一項或幾項所述的限流斷路器，其特征在于，固定到可動接觸部分的底部元件上的所述部分基本上是U形的。
8.如前述權利要求中一項或幾項所述的限流斷路器，其特征在于，所述第一和第二系列的匝、所述U形部分的兩個臂以及兩個電接觸板被設置成基本上相對垂直于可動接觸部分的底部元件的中心平面為對稱。
9.如權利要求4-8中一項或幾項所述的限流斷路器，其特征在于，所述U形部分被這樣設置，使得其至少部分地保持靠在底部元件的表面上，并通過固定元件固定在其上。
10.如權利要求9所述的限流斷路器，其特征在于，所述固定元件包括圓柱形的頭部，一個圓柱形的柄部從所述頭部伸出，所述柄部具有比所述頭部小的直徑，固定元件被剛性地固定到可動接觸部分的本體上，使所述柄部被U形部分的臂包圍著，并通過所述底部元件，并且所述頭部把所述U形部分壓在所述底部元件的表面上。
全文摘要
一種包括絕緣殼體的多桿限流斷路器，所述絕緣殼體含有a)用于每個桿的至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述斷路器閉合/斷開時，它們可以被相互連接/斷開；b)致動裝置，其提供用于使所述可動接觸部分運動的能量，并控制所述可動接觸部分和相應的固定接觸部分的連接/斷開，所述致動裝置包括可操作地與桿的可動接觸部分相連的轉動致動柄；其特征在于，所述可動接觸部分具有叉形本體，其具有支承著兩個臂的底部元件，所述兩個臂具有用于與相應的固定接觸部分的連接表面實現電接觸的板，并且所述叉形本體通過至少部分地容納在所述柄中形成的基座中的彈性裝置與致動柄相連，所述彈性裝置被錨固到所述柄上并被固定到所述底部元件上，使得支承著可動接觸部分，并且有利于實現由接觸板對固定接觸部分的所述相應的連接表面施加的壓力基本上均勻的分布。
文檔編號H01H73/04GK1483213SQ01821361
公開日2004年3月17日 申請日期2001年12月11日 優先權日2000年12月27日
發明者O·卡拉拉, O 卡拉拉 申請人:Abb服務有限公司