高中壓設備部件間的適應于傾斜的電接觸器的制作方法

專利名稱：高中壓設備部件間的適應于傾斜的電接觸器的制作方法
技術領域：
本發明涉及在電氣設備的部件之間形成連接部的領域。位于 電氣設備的部件之間的這種類型的連接部使得電接觸是永久性 的，而不必組裝或維護操作，并且形成的接合是半固定式的。更特別地講，本發明涉及在接觸塊的兩個相對可移動部分之 間建立接合以確保電氣和機械連接功能的可能性，即使這兩個部 分預期并非被調節至緊密配合，從而可以使它們彼此相對傾斜。本發明的特別應用場合是高壓或中壓設備；這使得可以在組 裝和拆卸操作中降低成本。
背景技術：
為了使電流流經高壓或中壓開關裝置的部件之間，接觸塊通 常由兩個部分構成，它們被安裝成彼此相對移動，并且連接著開 關裝置的不同元件以便流過電流。兩個部分之間的移動僅僅用于 組裝和拆卸操作。傳統上，例如，在文獻FR 2 810 463中所示，第一部分例如 桿設有電接觸器，其在至少一端被安裝成做平移運動，從而被連 接至固定接觸部，所述固定接觸部通常設有圓柱形凹座，所述桿 插入凹座中，從而被保持就位。桿在接觸塊的固定接觸部處的接 合因此可確保電氣連接和機械限位。事實上，由于剛性桿可能非 常重，例如大約為幾百公斤，因此施加在固定接觸部上的機械負 載是一項非常重要的因素。理想地，在設備部件被組裝在一起時，即當桿接合于固定接 觸部中吋，移動和固定部分被彼此精確對正，并且被調節以確保 最佳的可行電接觸器。但是組裝在一起的設備部件之間可能會錯 位，并且間隙可能會產生于兩個部分之間。另外，為了使得金屬包覆的高壓或中壓變電設備能夠被組裝 和拆卸，可能必須在設備部件之間提供可分離的接頭。這樣的接 頭通常由伸縮套圈和可分離桿構成；分開伸縮套圈及其桿可在設 備部件之間產生間隔，從而使得它們能夠被拆開。發明內容本發明的種種優點之一旨在減輕前述缺點，特別是使得固定 接觸部和移動接觸部能夠彼此相對傾斜，即，能夠使得接觸桿和 接觸凹座彼此相對傾斜。在本發明中，由此帶來的益處是，在組 裝和拆卸操作中允許傾斜，其中連接桿可以相對于固定接觸部的 軸線傾斜，從而使得可以省略伸縮元件和可分離桿。本發明因此能夠以緊湊的方式獲得高性能電接觸器，同時允 許導電桿和固定接觸部之間傾斜。借助于本發明，"高性能"電接觸 器能夠緊湊地獲得這種類型的接觸器特別適用于恒定電流在2000安(A)至6300A的范圍，特別是大于至少4000 A，以及適 用于至少31.5千安(kA)至63 kA范圍內的至少三秒鐘短路電流。更一般地講，本發明涉及互連的兩個部分的組合，它們彼此 嵌合并且被安裝成彼此相對移動，連接部包括可補償它們之間的 間隙的元件，并且使得一個所述部分可相對于另一個所述部分傾 斜，同時維持它們的功能。在其一個方面，本發明為此而提供了一種用于高或中壓電氣設備的部件的接觸塊，包括被安裝成彼此相對移動的兩個部分， 特別是剛性管，其適于嵌入設有突塊的凹座中。兩個部分的尺寸 被設置成使得，兩個部分的軸線不是必須重合。因此桿可以相對 于第二部分以一角度傾斜，該角度有益地在4。的量級，或小于7°。 由于在對正約束方面的更大的靈活性，該斜度實際上等價于一個 額外的自由度，其可以實現插入和移除移動部分。形成彈簧的導電元件存在于接觸塊中，以便補償第一和第二部分之間的每個間隙；兩個形成彈簧的元件安置在相同的徑向平 面中從而形成一對。形成彈簧的元件被有益地安置在接觸塊的單 一一個部分中，特別是在桿的每側，或在凹座中彼此面對(在壁 上和在內部突塊上)。有益地，設有多個形成彈簧的元件，它們圍繞著外周，以便 補償均勻地圍繞著軸線的間隙；優選地，形成彈簧的元件是圓形 的。例如，形成彈簧的元件可以是葉片條或具有傾斜簧圈的彈簧。形成彈簧的元件，通常由金屬制成，可以局部地連接著機械 連接支撐體，所述支撐體是例如由聚酰胺制成的三個部件，如有 必要，它們可以支撐桿，從而避免因桿和凹座之間或桿和中央突 塊之間的金屬對金屬摩擦而產生金屬屑。在另一方面，本發明提供了在高壓或中壓裝置中用于互連電 接觸器的允許傾斜的可能性的用途。本發明還涉及一種連接裝置，其包括桿，所述桿在每端在前 面定義的接觸塊中緊固在電氣設備部件上。


參照以非限定方式給出的附圖閱讀下面的詳細說明，本發明的特點和優點可以被更好地理解，在附圖中 圖1A和1B示出了本發明的接觸塊；圖2A示出了形成彈簧的元件的一個實施例，圖2B示出了其 如何集成于壁中；圖3A和3B示出了本發明的接觸器的一個優選實施例，分別 位于對正位置和傾斜適應位置；圖4是從上方所作的表面視圖，示出了本發明的機械支撐體 的一個優選實施例。
具體實施方式
本發明的接觸塊可以主要用于在高或中壓設備的兩個部件之 間形成連接部，在這種情況下，連接部局限化于設備部件的邊界 處事實上，桿通過兩個連接部結合兩個設備部件，每個連接部 位于桿的相應一端。以常規方式制成的連接部可能會斷裂，特別 是在維護操作中其因此而可能脫離其在本發明的接觸塊中連接 著的那一個設備部件。如顯示于圖1，高壓或中壓裝置的電連接塊1由兩個部分構 成，它們被安裝成彼此相對移動。第一部分2或"桿"大致上采用金 屬圓柱形管的形式，例如由鋁或銅制成。優選地，管2是圍繞所述軸線AA呈圓形對稱的，并且具有外徑Dl和內徑dl，以限定出大致恒定的壁厚，至少在其插入塊1的固定部分中的端部。例如，對于高壓電氣開關裝置，桿2可能由鋁制成，厚度在5毫米 (mm)至15mm的范圍，外徑Dl在50 mm至200 mm的范圍， 這些尺寸涉及桿2的端部，所述桿例如可以還在其整個長度上設 有突起；所述第一部分2的長度取決于應用場合，其范圍在大約300 mm至10 m，甚至是12 m;因此，每個桿的重量可以在200 kg 左右。在高壓或中壓開關裝置組裝時，第一部分2連接至固定接觸 部4(盡管被顯示于一端，但特別地，管2可能連接在固定接觸部 4的每端，因此形成組件，其中第一和第二接觸塊1是這樣的，即 它們的第一和第二部分2、 4互連并且整合為單一桿)。連接塊的 第二部分通常包括支撐體，其緊固在開關裝置的元件上，并且設 有凹座6，桿2可插入該凹座中。凹座6由壁限定，所述壁通常為 圍繞其軸線BB的圓柱形，壁的圓柱形環8延伸經過一段長度L 并且機械地保持桿2;對于上面的例子，長度L因此可以是大約 50mm。壁的尺寸被設置成使得桿2可以容易地滑動，g卩，壁的保 持部分8 (最窄部分)的內徑d2大于第一部分2的外徑D1。另外，突伸到凹座6中的中央嵌塊10，例如，可被用于電氣 連接本身。嵌塊的形狀和尺寸被設置成使得第一部分2圍繞著它 配合，即，使得嵌塊10圍繞第二部分4的軸線BB對稱延伸，并 且嵌塊10的外徑D2小于桿2的內徑dl 。可以理解，本實施例是優選實施例，并且通常的替代是可行 的電氣連接可以建立在凹座6的壁上，可選地在沒有嵌塊10的 情況下；各元件2、 8、 IO的形狀不是必須是圓柱形對稱的，其它 不同的形狀也是可行的。在本發明中，保持壁8、嵌塊10和桿2的直徑被有意地選擇， 從而使得間隙形成在所有元件之間，這些間隙相等，即d2-Dl = dl-D2> 0。例如，對于Dl二130mm，可以具有131 mm S d2 ^ 135 mm。 另 一種選擇是D2 = 75 mm， dl = 77 mm， Dl = 97 mm， d2 = 99 mm，且L = 45 mm。為了維持第一和第二部分2、 4對正，設有形成彈簧的元件， 特別是形成彈簧的導電性元件。每個形成彈簧的元件由在第一部 分2的每側彼此面對的元件12、 14成對地構成，每對所述元件位 于軸線AA、 BB的徑向上的相同徑向平面內；成對形成彈簧的元 件12、 14可以補償第一和第二部分2、 4之間的間隙。盡管成對的形成彈簧的元件12、 14可能安置在塊1的兩部分 上，但有益地，為了簡化結構，并且為了確保每對元件在公共平 面中彼此面對，優選將成對元件布置在同一部分上。例如，如顯 示于圖1A，第一部分2是常規的桿，成對的形成彈簧的元件12、 14被安置成使得它們相應的元件在圓柱形壁8和在嵌塊IO上彼此 面對。如顯示于圖1B，可以將每對中的兩個形成彈簧的元件12、 14安置在第一部分2的筒形壁的外表面和內表面上。每對形成彈簧的元件12、 14可以相同或不同。它們可以延伸 通過不同的弧長。有益地，如果所述弧長小于180°,多對形成彈 簧的元件可以布置在接觸塊1的周邊，從而補償是均勻的；例如 可以具有以120。分隔的三對，或以90。分隔的四對，等等。在優選實施例中，至少一個形成彈簧的元件12、 14是圓形的， 即，即它覆蓋相關部分的整個外周，并且延伸通過位于軸線徑向 的平面。第二元件可以只延伸通過一段弧長(在這種情況下，還 可以通過任意劃分圓形元件而具有多個面對的對)，或者，優選地， 所述第二元件也可以是圓形的。一個優選實施例是使用葉片條或片層(lamellae)條，如描述 于文獻EP 1 119 077并顯示于圖2A。這種葉片條16包括薄金屬條 18，其寬度為，例如，大約26mm至30mm; —系列金屬葉片20布置在所述條18上，所述葉片的形狀為三角形，厚度小于5mm， 通常從條18所在平面以最大角度小于90°伸出，并且在承受壓力 時可向所述條18降低。因此，葉片20的工作高度可變，例如， 從有效位置處的最大高度5 mm減小到2.5 mm或以下。這樣的片 層帶(lamellaband) 16通過插入凹槽22中而就位，該凹槽可能是 直的或優選為T形的或燕尾槽形的，以使得葉片20留下條的一部 分18'在每端自由以便被保持在凹槽22中見圖1和2B。葉片20 的斜度因此可以補償變化的間隙，例如變化幅度在2.5 mm以上， 同時維持電接觸。有益地，葉片16的條安置在相對于連接塊的保持壁8位于中 央的凹槽22中(也見于圖2B)。因此，例如，對于直徑d2-99 mm， 上述葉片組合于延伸通過凹槽22，該凹槽在其底部的寬度為30 mm，向外開口的寬度為l = 26mm，與壁8每側相距20mm，壁8 的長度L = 70 mm。凹槽22的深度被設置成可獲得令人滿意的傾 斜角度，同時還維持葉片的操作范圍。作為葉片條16的替代物，形成彈簧的元件12、 14還可以是， 例如"傾斜線圈"類型的彈簧(WO 2004/031595)，即，具有傾斜簧 圈的圓環形彈簧，其也可以安置在設于相應部分中的凹槽中；以 類似的方式，在插入后，彈簧的簧圈傾斜更大或更小的程度，從 而可以建立連接。不論為形成彈簧的元件本身選擇的方案如何，本發明的接觸 塊都能夠改進加工許用間隙，同時實現它們固有的電氣和機械功 能。首要的是，借助于本發明的塊，如顯示于圖3，在接觸塊1 通過本例中的支撐體24連接到高壓或中壓開關裝置的情況下，可 以使第一部分2相對于第二部分4以角度a傾斜。有益地，允許的角度a在1。至7。的范圍內變化，例如4°，并且各尺寸dl、Dl、 d2、 D2、 L為此目的而被選擇；可以在圍繞所述軸線BB的所有 方向上實現傾斜。這種適應于傾斜的可能性可以導致連接塊的組 裝和拆卸更加容易，并且以低成本實現在大多數情況下，不再 需要在設備部件之間提供可釋放接頭，這種接頭通常由伸縮套圈 和可分離桿構成。通過具有兩個接觸部12、 14，可以減小接觸塊1的整體尺寸， 同時維持高電流通過性能和為組裝和拆卸的目的而適應于傾斜的 可能性。例如，上述實施例(其中Dl-97mm)對于高于4000A的恒 定電流和對于3秒鐘的短路電流63 kA可以獲得高性能電氣連接， 并且以緊湊的方式實現這一點，同時具有適應于傾斜的可能性。 更一般地講，在2000 A至6300 A范圍內的恒定電流可以由重量最 高達200 kg的桿2傳輸，桿2緊固在兩個固定元件4上，兩個固 定元件優選具有相同性質，并且每個承載最高達100kg的重量； 每個接觸塊可以承受的短路電流范圍為3秒鐘內31.5kA至63 kA， 同時維持緊湊性。為了改進第二部分4對第一部分2的機械支撐功能，特別是 當形成彈簧的元件是圓形形成彈簧的元件12、 14時，尤其是片層 帶16時，可以在一對形成彈簧的元件中的一個處嵌入加強體或支 撐體26。加強體26顯示于圖2B中；如有必要，其可以支撐桿2， 并且其避免桿2和凹座6之間或桿2和中央嵌塊IO之間的金屬對 金屬摩擦。支撐體26可以用于，特別是高重量的桿2 (實際上， 一些桿的長度至少等于10m或12m)。由于存在長度方向的基部 28，并且其高度被設置成與凹槽22匹配，即實際上類似于葉片條 16的條18，支撐體26因此而嵌入凹槽22中。然而，作為葉片的替代物，可以設置加厚本體部分30，其可以使相鄰安置的葉片20 傾斜。作為示例，對于上面的條，基部28在高度小于1.5mm時， 其寬度為30 mm，并且寬度1 = 26 mm的本體30具有最大高度h 為大約3.5 mm。支撐體26的形狀被基于形成彈簧的元件進行設計。當形成彈 簧的元件由前述葉片20構成時，圖中所示的形狀，包括矩形部分， 其高度為13mm、寬度l-26mm，并且其壁是以圓形部分的形式 凹入的，已被證明可提供高性能。加強體可以由塑料材料制成， 例如聚酰胺，如PA6;理想的是，不中斷部分大于6 mmx26 mm 的矩形。優選地，使用圍繞外周分布的多個加強體26，例如三個加強 體。它們因此而可以承載較長的導電桿2的重量，而不阻礙適應 于傾斜的功能。
權利要求
1、一種位于高和/或中壓設備的部件之間的電接觸塊(1)，包括筒狀第一部分(2)，其沿著第一軸線(AA)延伸，第二部分(4)，其設有圍繞第二軸線(BB)的圓柱形凹座(6)，從而第一部分(2)可以插入凹座(6)中，以及位于第一和第二部分(2、4)之間的移動連接器件(12、14)，當第一部分(2)插入在凹座(6)中時，所述移動連接器件可在圍繞第二軸線(BB)的各個方向上在第一和第二軸線(AA、BB)之間以一角度α實現傾斜，并且所述移動連接器件確保第一和第二部分(2、4)之間接觸。
2、 如權利要求1所述的接觸塊，其中，第二部分(4)的凹 座(6)設有嵌塊(10)，其沿著第二軸線(BB)伸入所述凹座中， 從而在凹座(6)的壁(8)與嵌塊(10)之間限定出環形空間， 第一部分(2)可以嵌入該環形空間中，第一部分(2)的外部和 內部尺寸(Dl、 dl)被設置成使得第一部分(2)和凹座(6)的 壁(8)之間存在間隙，并且第一部分(2)和嵌塊(10)之間存 在間隙，移動連接器件(12、 14)確保第一部分(2)和第二部分(4)在每個所述間隙處相接觸。
3、 如權利要求1所述的接觸塊，其中，移動連接器件包括至 少一對形成彈簧的元件(12、 14)，所述形成彈簧的元件在第一和 第二軸線(AA、 BB)之一徑向的相同平面中位于第一和第二部分(2、 4)之間的間隙中。
4、 如權利要求3所述的接觸塊，其中，每對中的兩個形成彈 簧的元件(12、 14)被緊固在第一部分(2)上并且安置在每側，并且位于第一軸線(AA)徑向的相同平面中。
5、 如權利要求3所述的接觸塊，其中，每對中的兩個形成彈 簧的元件(12、 14)被緊固在第二部分(4)上，安置在第二軸線(BB)徑向的相同平面中，并且在凹座(6)的內壁(8)上和在 嵌塊(10)的外側上彼此面對。
6、 如權利要求3至5之一所述的接觸塊，其中，所述兩個部 分(2、 4)之間的間隙被設置成使得最大傾斜角度a小于7°,優 選在4°左右。
7、 如權利要求3至5之一所述的接觸塊，具有多對形成彈簧 的元件(12、 14)，它們位于相同平面內并且圍繞所述軸線(AA、 BB)分布。
8、 如權利要求3至5之一所述的接觸塊，其中，形成彈簧的 元件(12、 14)是圓形的。
9、 如權利要求8所述的接觸塊，其中，至少一個形成彈簧的 元件是片層帶(16)。
10、 如權利要求8或9所述的接觸塊，其中，至少一個形成 彈簧的元件是圓形彈簧，其具有傾斜的簧圈。
11、 如權利要求8至IO之一所述的接觸塊，還包括至少一個 機械連接支撐體(26)。
12、 如權利要求11所述的接觸塊，包括圍繞外周分布的三個支撐體(26)。
13、 如權利要求11或12所述的接觸塊，其中，機械支撐體 (26)由聚酰胺制成。
14、 一種電連接裝置，包括根據權利要求1至13中任一所述 的兩個接觸塊，其中第一和第二接觸塊的第一筒狀部分(2)為同 一桿。
15、 被安裝成相對于高壓或中壓開關裝置中的電接觸塊(1) 移動的兩個部分(2、 4)之間的軸向傾斜的用途。
全文摘要
在用于高壓或中壓開關裝置中的電氣連接中，桿(2)插入設有突塊(10)的凹座(6)中。在本發明中，各尺寸被設置成使得桿(2)和突塊(10)的軸線(AA、BB)可以彼此相對傾斜。形成彈簧的導電元件(12、10、14)即使是在傾斜的情況下也能建立電氣連接。因此可以緊湊地獲得高性能電接觸器，其可以對電氣設備實施組裝/拆卸操作，而不需要任何伸縮套圈或可分離桿類型的附加元件。
文檔編號H01R13/187GK101228668SQ200680026523
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月21日 優先權日2005年7月22日
發明者A·阿諾, J-M·貝拉爾斯, J-P·魯萊 申請人:阿雷瓦T&D股份公司