专利名称：两接触块间的电连接方法及装置、高压或中压开关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及两个接触块之间的电连接。 本发明适用于高压或中压开关设备，更具体地应用于具有金属开关柜或金属箱的 气体绝缘开关设备(GIS)单元中。 从而，在这类开关单元的维修操作期间，本发明使得GIS单元的一个或多个元件 (诸如断路器、母线隔离开关装置、外护套等)更容易拆卸，而无需将整个单元拆散。
背景技术：
对于特定高压或中压开关单元的各元器件之间的电流传输，通常提供两个通过可 拆卸连接装置而彼此连接的接触块。两个接触块之间的可拆卸装置的使用限于装配和拆卸 操作，以便于一个或多个所述元器件上的维修。
各种可拆卸连接装置是公知的。 可以提及那些装配在气体绝缘开关设备(GIS)单元中的连接装置，诸如附图1中 所示的它们包括一根刚性杆l，具有装配在套管M中的端部la和lb，每个套管自身装配在 两个接触块2和3中的对应一个上。装配有0形环以防止套管M于两个端部la和lb处在 杆l上滑动，从而防止杆l在处于连接位置时滑落。杆1还装配在伸縮的外护套4中。实 践中发现这种连接装置难以装配和拆卸。装配和拆卸操作需要特殊的工具(诸如扳手和夹 钳)。此外，存在装配过程中错误定位的风险，尤其是套管M可能位置不正。而且，这种装置 增加了 (杆与套管之间、套管与接触块之间)接触电阻的数量。 而且，可以提及市场上可买到的气体绝缘开关设备(GIS)单元中设立的电连接装 置，如附图2中所示。它包括两根在端部10a和lla之一处通过部件12借助于螺钉13固 定在一起的刚性杆半部10和11，部件12的形状像空竹(哑铃)。每根杆半部的端部10a 和lla中的另一个装配在接触块2或3中。而且，这样的结构难以装配和拆卸，主要是因为 有六个必须拧紧和松开的螺钉13。接触电阻的数量也增加了 (例如，杆半部与空竹部件之 间)。 因此，本发明的目的在于提出一种新颖的在两个接触块之间进行电连接的方法， 该方法适用于诸如气体绝缘开关单元的高压或中压设备，并且减轻了上述不利因素。
发明内容
因此，本发明提供了一种在两个接触块之间进行电连接的方法，每个所述接触块 具有柱状凹部，接触块以彼此面对的关系沿一轴线设置并且间隔固定的距离，其中该方法 包括以下步骤 a)将一导电的伸縮组件的一端插入到一个接触块中，处于伸展位置的伸縮组件的
整体长度大于所述距离；
b)将伸縮组件縮回； c)将縮回的伸縮组件定位在接触块的轴线上；以及
d)将伸縮组件伸展，以便使其另一端插入到另一个接触块中。 在一优选实施例中，伸縮组件是可压縮的伸縮组件，并且伸展步骤d)包括释放该 伸縮组件的压縮。 在本发明的实践中，采用一导电的伸縮系统，其可有利地是借助于压縮弹簧可压 縮的组件，以便改变两个固定接触块之间的导体长度，从而使作为导体的杆件能够容易地 装配在接触块之间并移除。 本发明还提供了一种在两个接触块之间进行电连接的连接装置，每个接触块具有 柱状凹部，所述接触块以彼此面对的关系沿一轴线设置并且间隔固定距离L，可拆卸连接装 置设置在接触块之间并且包括一导电的伸縮组件，该伸縮组件适于在伸展位置与縮回位置 之间伸縮，在伸展位置，伸縮组件的两端接合在接触块的凹部中，从而它们进行接触；在縮 回位置，伸縮组件的长度小于固定距离L，从而通过一个端部从至少一个接触块抽出同时另
一端部保持接合在另一接触块中而允许断开连接。 在一优选实施例中，伸縮组件是可压縮的伸縮组件。 该可压縮的伸縮组件可有利地包括一刚性杆件以及一元件，该刚性杆件的一端适 于以接触方式装配在一个接触块中，该元件被构造为接线端并且适于在刚性杆件的另一端 上在伸展位置与縮回位置之间进行相对轴向移动，在伸展位置，使得伸縮组件的整体长度 大于间隔两个接触块的所述固定距离L ;在縮回位置，接线端能够从一个接触块中縮回同 时杆件保持接合在另一接触块中。 该伸縮组件还包括装配在刚性杆件的所述另一端与所述电连接接线端之间的压
縮弹簧，从而允许管状部件回复到其能够从接触块抽出的縮回位置。 当接线端处于伸展位置时，压縮弹簧可有利地处于部分压縮状态。 该接线端可具有限定一种鞘的内中空部，其中安装有压縮弹簧，无论接线端的位
置如何，该内中空部适于通过互补轮廓的配合而围绕刚性杆件紧密接合，从而在伸展时与
杆件同轴地引导接线端。 本发明还提供了包括至少一个上述连接装置的高压或中压开关设备。
这种设备可有利地构成具有金属开关柜或金属箱的气体绝缘开关单元。
在阅读下面给出的详细描述并参照附图1至4之后，本发明的其他优点和特征将 更显而易见，附图中 图1是示出了根据现有技术的气体绝缘开关(GIS)单元中的电连接装置的轴向截 面视图； 图2是根据现有技术的气体绝缘开关(GIS)单元中的另一电连接装置的轴向截面 视图； 图3A和图3B是根据本发明的用作电连接装置的可压縮的伸縮组件的轴向截面视 图，分别示出了其端部位置，即伸展位置和縮回位置；以及 图4是图3A和3B中的安装在气体绝缘开关(GIS)单元中的伸縮组件的截面视图， 用于在所述开关单元的两个接触块之间进行电连接。
具体实施例方式
图1和图2示出了两类根据现有技术的在两个接触块之间进行电连接的连接装置。 在本文的开始已对之以及它们的缺点进行的描述。 为了克服现有技术中设立的这种连接装置的缺点，发明人提出了在分别具有柱状
凹部20和30的两个接触块2和3中接合一可压縮的伸縮组件4的方案(见图4)。 在示出的实施例中，可压縮的伸縮组件4主要包括一杆件40，用于电连接的接线
端41安装在该杆件上。杆件40和接线端41由高导电性材料制成。优选地，装配在下面描
述的两个接触块2和3的对应一个中的端部402和411被涂敷银，以改进电流流动。 接线端41主要由限定了一种鞘的内中空部410构成。 —单个压縮弹簧43设置在接线端41的内中空部410的内部。 中空部410紧密接合在刚性杆件40周围，无论接线端的位置如何，中空部和杆件
都具有互补的匹配轮廓，从而在伸展时与杆件40同轴地引导接线端。 更确切地说，用于引导压縮弹簧43的引导件42固定于杆件40的端部400之一。
该引导件42还用来避免弹簧43与杆件40之间出现任何磨损。 压縮弹簧43还接合抵靠在接线端41的管状部410的底部4100上。 还提供了用于接线端41的全伸展位置的端部止挡系统44。该系统44包括杆体
440，该杆体的一端4400接合抵靠垫圈441，该杆体的另一端固定于止挡件442，该止挡件在
形成于杆件40中的凹槽400中滑动。 止挡件442的目的在于防止杆件40和接线端41在行程结束时与接触块或电极2 和3接合，这种接合将分流通常流过触点20和30的电流。 而且，当杆体440构成具有头部4400且与由止挡件442限定的螺母配合的螺钉 时，该止挡件442可以调整伸縮组件4的长度。借助于螺钉头部4400的简单螺纹连接足以 调整伸縮组件4的长度Ll。例如，可以利用标准扳手转动头部4400。 无庸置疑，凹槽400中止挡件442的设置使得能够进行滑动而不能旋转，如图3A 和图3B所示。 在内中空部410与杆件40之间的界面处，存在电触点45。在图3A、3B和图4所示 的实施例中，该触点为一闭环金属带。显然，可以构成彼此平行设置的多条带(例如两条)。
而且，在中空部410与杆件40之间的界面处设置有引导带46，该引导带防止杆件 40与接线端41之间存在任何下垂风险，或者换句话说，引导带保持这些部件彼此同轴。
因此，通过弹簧43的简单压縮力，接线端41朝向杆件40轴向移动；然后伸縮组件 4能够从图3A所示的全伸展位置变化到图3B所示的全縮回位置。该实例中的伸展行程约 为100mm。 在全伸展位置，由于止挡件442接合抵靠凹槽400的边缘4000，弹簧43将再次处 于部分压縮状态。 在全縮回位置，弹簧43被完全压縮。 在全伸展位置，可压縮的伸縮组件具有的整体长度Ll大于接触块的边缘200和 300间隔的固定距离L(见图4)。 根据本发明，为了在气体绝缘开关(GIS)单元 以彼此面对的关系沿轴线X设置的两个接触块2和3之间进行连接，采用上面描述的可压縮伸縮组件4，该方法如下
-将刚性杆件40的端部401插入到一个接触块2中； _通过朝向接合抵靠接触块2的杆件40，在接线端41上施加推力而使弹簧43压 縮；-将縮回的伸縮组件定位在接触块2和3的轴线X上；-释放弹簧43，从而释放已縮回组件的接线端41，进而使接线端41的端部411插 入到另一接触块3中。 在图4所示的实施例中，通过将一伸縮外护套5装配在适当位置，完成本发明的开 关设备单元A的两个接触块2和3之间的连接装配，外护套为当操作连接装置时通过螺钉 6 —起固定在伸縮组件4周围的两个部件50和51 (图4)。 对于拆卸过程，以相反的顺序进行上述步骤，通过从接线端41到支撑的杆件40施 加简单推力，再次压縮压縮弹簧43，从而使接线端41从接触块3中抽出，同时杆件40保持 接合在另一接触块2中。为了縮回杆件40，可以手动操作或利用扳手以利于操作。
因此，对于拆卸操作，例如处于维修目的的现场拆卸过程中，参照图4，首先必须去 掉用于护套5的左侧拧紧螺钉，然后使伸縮部件51滑动，移除伸縮组件4(杆件为可縮回 的)，进而将它置放在护套5的底部处，之后去掉护套的右侧拧紧螺钉。这样，包括护套5和 可縮回杆件4的组件与开关单元A的其他部件完全脱开，该开关单元是具有金属开关壳或 金属箱的气体绝缘开关(GIS)单元。最后，利用传统的装卸设备能够去掉该组件4、5。
如上述，本发明完全适于当今所用的任何类型的触点。例如，可以提及杯球型 ("球-漏斗形"ball-tulip)接头、诸如专利申请EP0890758中描述的弹簧触点、或者诸如 专利申请EP 1443601中描述的接触片。相配的触点可以具有60mm至130mm范围的内径。
因此，根据所采用触点的具体类型，所示的伸縮组件4仅需要在杆件40和接线端 41的端部区域的一步机加工操作以及固定接触块或电极2和3的柱状凹部区域的不同机加 工操作。 对于杆件40与接线端41之间的中央触点或界面触点也是如此，并且上述所有类 型的触点都是可行的，改进仅在于接线端41的内部机加工。 弹簧的刚度以及接线端和杆件的尺寸是预期应用(即plicationintended)的函
数。该刚度应该作为所使用的一类固定接触块的函数进行校准，因为通常已知和上面提到
的那些不会因杆件40、41而引起相同的穿透力(force of penetration)。 例如，对于具有2000安培(A)至6300A范围的恒定电流的高压气体绝缘开关
(GIS)单元，利用接合在具有柱状凹部的两个接触块2和3(各自承受达到10千克(kg))中
的伸縮组件4和弹簧43可以确保有效连接；每个接触块可以短时承受31. 5千安培(kA)至
63kA范围的短路电流。 尽管在图3A、3B和图4所示的实施例中，伸縮组件所需的行程C仅在一侧40 (与 固定触点2面对)上实现，但将该行程分成位于组件的每个端部上的两个同样可行。因此， 例如通过考虑图4所示的实施例，对于拆卸操作，杆件40将可縮回距离C，以便脱离触点20 和电极21，而另一端41将从触点30和电极3縮回同样的距离，或者再次，每个端部可以在 同一时间縮回，每个端部縮回C/2。 所示的伸縮组件4在杆件40与接线端41之间提供了电接触界面45，它与固定触点2和3间隔足够远。优点在于不会增加触点2和3的热量，在流经触点2和3之间的连 接装置的大电流(通常4000A)时该热量可能相当大。 刚描述的本发明提供了用于将气体绝缘开关(GIS)单元中的两个形成有柱状凹 部的接触块连接在一起的连接装置，具有以下优点-在所示的实施例中，由于采用单个压縮弹簧43，伸縮组件4更容易装配；-在所示的实施例中，由于弹簧43，保持了伸縮组件4的长度，并且该伸縮组件保
持在精确的位置；-处于维修或现场测试的目的，构成两个接触块之间的外壳的另一护套可完全移 除；-该伸縮组件能够适于目前所使用的所有类型的接触块；
_可以利用标准杆件作为可压縮伸縮组件的一部分；-与现有技术中的具有接线端的连接装置相比，减少了触点的数量本发明的提
议结构采用三个滑动触点2、40 ;45 ;3、41，而图1中所示的结构具有四个滑动触点，且图2
中所示的结构具有两个螺纹连接触点和两个滑动触点；-无需现有技术中那样的任何特殊工具来装配和拆卸；-简化了本发明气体绝缘开关(GIS)单元中部件的维护和修理；-没有由于震动而导致杆件意外滑落的风险；-无需现有技术中那样的阻止线性移动的0形环或止挡环；-由于可利用标准长度范围的杆件，简化了产品，而且由于压縮弹簧43和其止挡 件42，产品不像现有技术中那样设计和制造到毫米的高精度级，利用螺钉440和螺母442构 成的系统，可以设置具有杆件40 (虽建议承受100mm的限度，但覆盖无限的调整范围)的可 压縮的伸縮组件，以避免提高部件的价格，并且涉及的范围仅利用螺纹调整来覆盖。
无庸置疑，在不背离本发明范围的前提下，可以设想其他变型和改进。
因此，通过本发明伸縮组件的形式，还可以在杆件40与接线端41之间提供任何伸 縮系统，只要在这些部件40和41之间仍提供电界面45即可。从而，可以在杆件40与接线 端41之间设置螺纹连接。接线端41可以形成有内螺纹，并且杆件40可在其端部形成有外 螺纹，或者反之亦然。这种螺纹连接具有容易调整的优点。
权利要求
一种在两个接触块(2，3)之间进行电连接的方法，每个所述接触块具有柱状凹部(20，30)，所述接触块以彼此面对的关系沿一轴线(X)设置并且间隔固定的距离(L)，其中，所述方法包括以下步骤a)将一导电的伸缩组件(4)的一端(40，401)插入到一个接触块(2)中，处于伸展位置的所述伸缩组件(4)的整体长度(L1)大于所述距离(L)；b)将所述伸缩组件缩回；c)将缩回的伸缩组件定位在所述接触块(2，3)的轴线(X)上；以及d)将缩回的组件伸展，以便使其另一端(41，411)插入到另一个接触块(3)中。
2. 根据权利要求l所述的在两个接触块(2，3)之间进行电连接的方法，其中，所述伸縮组件是可压縮的伸縮组件(4)，并且其中，伸展步骤d)包括释放该伸縮组件的压縮。
3. —种在两个接触块(2，3)之间进行电连接的连接装置，每个接触块具有柱状凹部(20，30)，所述接触块以彼此面对的关系沿一轴线(X)设置并且间隔固定距离(L)，可拆卸连接装置设置在所述接触块(2，3)之间并且包括一导电的伸縮组件(4)，所述伸縮组件适于在伸展位置与縮回位置之间伸縮，在伸展位置，伸縮组件的两端(40,401 ;41,411)接合在所述接触块(2， 3)的凹部(20， 30)中，从而它们进行接触；在縮回位置，所述伸縮组件的长度小于所述固定距离(U，从而通过一个端部(41,411)从至少一个接触块(3)抽出同时另一端部(40,401)保持接合在另一接触块(2)中而允许断开连接。
4. 根据权利要求3所述的连接装置，其中，所述伸縮组件是可压縮的伸縮组件(4)。
5. 根据权利要求4所述的连接装置，其中，所述可压縮的伸縮组件(4)包括一刚性杆件(40)以及一元件，所述刚性杆件的一端(401)适于以接触方式装配在一个接触块(2)中，所述元件被构造为接线端(41)并且适于在刚性杆件的另一端(400)上在伸展位置与縮回位置之间进行相对轴向移动，在伸展位置，使得伸縮组件的整体长度(LI)大于间隔两个接触块(2， 3)的所述固定距离(L);在縮回位置，所述接线端(41)能够从一个接触块(3)中縮回同时所述杆件(40)保持接合在另一接触块(2)中。
6. 根据权利要求5所述的连接装置，其中，所述伸縮组件(4)还包括装配在所述刚性杆件(40)的所述另一端(400)与所述电连接接线端(41)之间的压縮弹簧(43)，从而允许管状部件(4)回复到其能够从接触块(3)抽出的縮回位置。
7. 根据权利要求6所述的连接装置，其中，当所述接线端(41)处于伸展位置时，所述压縮弹簧(43)处于部分压縮状态。
8. 根据权利要求6或7所述的连接装置，其中，所述接线端具有安装所述压縮弹簧(43)的内中空部(410)，其中，无论接线端的位置如何，所述内中空部(410)适于通过互补轮廓的配合而围绕刚性杆件(40)紧密接合，从而在伸展时与杆件同轴地引导所述接线端。
9. 高压或中压开关设备(A)，包括根据权利要求3至8中任一项所述的至少一个连接装置。
10. 根据权利要求9所述的高压或中压开关设备(A)，其特征在于，其构成具有金属开关柜或金属箱的气体绝缘开关单元(A)。
全文摘要
本发明涉及一种具有柱状凹部(20，30)的两个接触块(2，3)之间的新颖电连接装置。根据本发明，采用导电的伸缩组件(4)，其一端(40，401)首先插入到一个接触块(2)中，然后缩回，使得其另一端(41，410)能够插入到另一接触块(3)中。本发明使得高压或中压气体绝缘开关(GIS)单元的两个元器件之间的电连接更容易装配或拆卸。
文档编号H01H1/38GK101728094SQ20091017985
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者劳伦特·普罗菲, 沙尔利·吉拉德 申请人:阿海珐输配电股份公司