专利名称：用于中压开关设备的辅助触头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于中压(MV)开关设备例如断路器、接触器、隔离开关等的辅助触头装置。就本申请的目的而已，术语“中压”指在I到50kV范围工作的设备。
背景技术：
辅助触头装置在中压配电盘中的使用众所周知。在中压配电盘中，辅助触头装置通常可操作地连接到主开关设备。特别地，辅助触头装置与主开关设备的致动构件连接，并且由所述致动构件驱动，以在对应于主开关设备的不同开关状态的不同的转换状态之间切換。通常，辅助触头装置包括多对固定触头和多个可动触头。可动触头布置在驱动轴上，所述驱动轴与主开关设备的致动构件连接。根据主开关设备的开关状态，致动构件将平移移动传递给驱动轴，并且可动触头移动到与相应的固定触头连接或分开的位置。可动触头与相应的固`定触头的连接/分开决定了经过固定触头的信号电流的通过/中断。信号电流由信号装置接收或监控，所述信号装置因而能够以信号告知主开关设备向着某开关状态的转变。当前可得的辅助触头装置具有ー些缺陷。现场经验普遍表明，在辅助触头装置的电触头处通常出现抖动现象，特别是当驱动轴经受意外振动或其他机械应カ时。该问题可能导致发出主开关设备的开关状态的错误信号，结果可能使中压配电盘发生故障。传统的辅助触头装置的另ー个缺陷在于，其通常具有相当低的断开容量。实践表明，电触头之间的放电可能甚至在可动触头相对于相应的固定触头处于分开位置时发生。该麻烦可能导致发出主开关设备的开关状态的错误信号，或判断出现电路故障。
发明内容
本发明的目的是提供ー种用于中压开关设备的辅助触头装置，其能够克服上面提到的问题。更具体地，本发明的ー个目的是提供ー种辅助触头装置，其能够获得所述辅助触头装置可操作地与其相连的主开关设备的开关状态的可靠信号。本发明的再ー个目的是提供ー种辅助触头装置，其具有相对于当前可得的辅助触头装置提高的断开容量(interruption capacity)。本发明的另ー个目的是提供ー种辅助触头装置，其可以エ业化成本并且以具有竞争力的成本容易地制造。本发明因而提供根据下面的权利要求1和相关的从属权利要求所述的用于中压开关设备的辅助触头装置。在一般的定义中，根据本发明的辅助触头装置包括固定触头子组件，其包括至少ー对固定触头；可动触头子组件，其包括至少ー个能与所述固定触头旋转连接的可动触头；操作轴，其包括可操作地与线性致动器连接的第一轴部分和可操作地与所述可动触头子组件连接的第二轴部分。根据本发明，所述轴的第一和第二轴部分彼此连接，并且两者一起在第一位置和第二位置之间线性移动，所述第二轴部分相对于所述第一轴部分在第三和第四位置之间自
由旋转。在本发明的优选实施例中，所述固定触头子组件包括底座，所述第二轴部分与所述底座连接，以实现所述第二轴部分在所述第三和第四位置之间的旋转。优选地，所述第二轴部分与所述固定触头子组件的底座通过螺纹连接装置连接。优选地，所述第一轴部分包括第一端，第一端与所述第二轴部分的第三端通过构造成用于防止所述第一和第二轴部分沿线性移动方向相对移动的连接装置可操作地连接。
在本发明的优选实施例中，所述可动触头子组件包括与所述第二轴部分操作性地连接的绝缘支座和与所述绝缘支座刚性连接的导电触头片。优选地，所述可动触头子组件包括一对导电触头片，其与所述绝缘支座刚性连接。优选地，所述第二轴部分与所述可动触头子组件可操作地连接，以使旋转运动仅在这些元件之间传递。特别地，所述第二轴部分包括插入在所述绝缘支座的腔中的第四端，所述第四端在所述腔中闲置地移动和线性移动，并且成形为使所述第三和第四位置之间的所述旋转运动在所述第四端和所述绝缘支座之间传递。在本发明的优选实施例中，所述固定触头子组件包括多对固定触头，并且所述可动触头子组件包括多个相应的可动触头，每个可动触头都可与相应对的固定触头旋转连接。优选地，所述可动触头子组件包括多个绝缘支座和相应的导电触头片，其彼此沿平行于所述第一和第二轴部分的线性移动方向叠置。优选地，一对导电触头片与所述绝缘支座中的ー个或多个刚性连接，每ー对导电触头片形成可与相应对的固定触头旋转连接的可动触头。
本发明的其他特征和优点将从根据本发明的辅助触头装置的优选但不唯一的实施例的描述中显现，本发明的非限制性示例在附图中提供，其中图1显示了根据本发明的优选实施例中的辅助触头装置的示意性分解视图；图2显示了图1中所示的辅助触头装置的一些示意性视图；图3显示了图1中所示的辅助触头装置中的子组件的示意性分解视图；图4显示了图3中所示的子组件的又一个示意性分解视图；图5显示了图1中所示的辅助触头装置的部件的一些视图6显示了图1中所示的辅助触头装置的部件的一些视图；图7显示了图1中所示的辅助触头装置的部件的一些视图；图8显示了图7中所示部件的另外ー些视图；图9显示了图1中所示的辅助触头装置的部件的视图；图10显示了图1中所示的辅助触头装置的部件的视图。
具体实施例方式參照引用的附图，本发明涉及用于中压开关设备的辅助触头装置I。当安装在中压配电盘中时，辅助触头装置I与主开关设备的线性致动器(未示出)可操作地相连，即与能够沿线性移动方向100 (图1)传递平移移动的致动器相连。辅助触头装置I包括固定触头子组件2和可动触头子组件3。 优选地，固定触头子组件2包括底座23和与所述底座相连的盖24，从而限定用于容纳可动触头子组件3的内部空间10。固定触头子组件2包括至少ー对固定触头21，其优选具有位于内部空间10内的第一部分211和位于所述内部空间外的第二部分212。第一和第二部分211和212可方便地具有L形轮廓，如图9中所示，以减小固定触头子组件2的总尺寸。但是，电触头21可以根据需要有不同形状。优选地，固定触头21与信号装置(未示出)可操作地连接，所述信号装置有利地能够接收或监测可能流动通过所述固定触头的信号电流(signaling current)。可动触头子组件3至少包括可动触头31A，31B，其可与固定触头21旋转连接。在优选实施例中，固定触头子组件2包括多对固定触头21，可动触头子组件3包括可与所述固定触头旋转连接的多个相应的可动触头31A，31B。辅助触头装置I还包括操作轴4，其与所提到的线性致动器(未示出)以及可动触头子组件2可操作地连接。轴4包括第一轴部分41，第一轴部分与线性致动器可操作地连接；和第二轴部分42，其与可动触头子组件2可操作地连接。根据本发明，第一和第二轴部分41，42彼此连接，并且在第一和第二位置之间ー起线性移动。如从图4可见的，第一和第二轴部分41，42可有利地沿不同的纵向轴线410和420延伸，所述纵向轴线410和420与线性移动方向100平行。由于提供了容纳可动触头子组件3所需的内部空间10，因此该技术方案允许减小固定触头子组件2的总尺寸。但是，作为替代，轴部分41，42可沿相同的轴线对准。优选地，第一轴部41包括第一端411和第二端412。该第一端411有利地与轴部分42的第三端412可操作地连接。优选地，第一端411成形为限定保持表面413，所述保持表面413与轴部分42的第三端421的连接表面424匹配。轴部分41，42的端部411和421之间的连接装置413，424有利地构造成用于防止轴部分41，42沿线性移动方向100的相对运动(或断开)。该连接装置413，424因而确保轴部分41，42沿线性移动方向100 —起刚性地移动。第一轴部分41的第二端412与线性致动器可操作地连接。如附图中所示，第二端412可包括叉状头部，所述叉状头部构造成用于与线性致动器的运动传递构件连接。但是，第二端412可根据需要包括不同形状的头部，例如多边形头部或圆形头部。第二轴部分42优选地包括上面提到的第三端421，第三端有利地成形为限定连接表面424，所述连接表面424与第一轴部分41的第一端·411的连接表面413匹配。第二轴部分42还包括第四端422，第四端与可动触头子组件3可操作地连接。根据本发明，第二轴部分42相对于第一轴部分41在第三和第四位置之间自由旋转。在优选实施例中，第二轴部分42与固定触头子组件2的底座23可操作地连接，使得当第一和第二轴部分41，42 —起在第一和第二位置之间线性移动时，使得第二轴部分42在第三和第四位置之间旋转。优选地，轴部分42与底座23通过螺纹连接装置424，231连接。有利地，轴部分42包括凹槽423，凹槽具有沿轴线420延伸的螺旋形轮廓。凹槽423——其显然形成一母螺纹——有利地与从底座23突出并且形成相应的公螺纹的齿231连接。上面示出的螺纹连接装置可以不同的方式设计，例如使母螺纹形成在底座23处，使公螺纹形成在第二轴部分42处。轴部分42和底座23之间的所述螺纹连接装置使第二轴部分42在轴部分41，42线性移动时进行旋转运动。轴部41，42的端部411，421之间的所述连接装置不妨碍轴部分42的自由旋转，这些连接装置构造成仅维持轴部分41，42沿线性移动方向100的连接。以该方式，当轴部分41，42在第一和第二位置之间一起(平行于线性移动方向100)线性移动时，第二轴部分42围绕其轴线420在第三和第四位置之间自由旋转。因此，当第一轴部分41仅进行平移移动时，第二轴部分42进行旋转一平移移动。优选地，可动触头子组件3包括至少ー个绝缘支座31，和与所述绝缘支座刚性连接的至少ー个导电触头片31A，31B。所述至少ー个触头片31A，31B形成可动触头组件3的可动触头，其能以旋转方式与固定触头子组件3的相应对的固定触头21连接。优选地，绝缘支座31具有中心主体312，所述中心主体312具有第一表面3121和第二表面3124。优选地,第一表面3121设置有第一接合装置3122,第一接合装置与设置在第二表面3124上的第二接合装置3123匹配。优选地，第一接合装置3122为在第一表面3121上形成的突出部，而第二接合装置3123为在第二表面3124上形成的并且与所述突出部3122匹配的座。绝缘支座31有利地包括腔311，所述腔优选贯穿所述绝缘支座的整个长度。优选地，绝缘支座31在第二轴部分42的第四端422处与第二轴部分42可操作地连接。第二轴部分42的端部422插入腔311中，并且有利地能够闲置地(idle)移动且沿所述腔线性移动。由于端部422沿腔311的闲置地移动，因此即使第二轴部分42如上面所述进行旋转一平移运动，仍可在第二轴部分42和绝缘支座31 (并且更一般地，可动触头子组件3)之间不传递平移移动。但是，第二轴部分42与绝缘支座31连接，以使旋转运动可在第二轴部分42和绝缘支座31 (更一般地，可动触头子组件3)之间传递。实际上，第二轴部分42的端部422成形为使得所述第三和第四位置之间的旋转运动在第二轴部分42和绝缘支座31之间传递。优选地，端部422包括成形头部422A，其与腔311的相应内表面311A匹配，使得旋转运动可在第二轴部分42和绝缘支座31之间传递。优选地，如附图中所示，成形的头部422A和连接表面311A具有彼此匹配的方形轮廓。但是，可适当地选择其他匹配轮廓来确保第二轴部分42和绝缘支座31之间的旋转运动的有效传递。根据优选实施例，如所引用的附图中所示，可动触头子组件3包括多个绝缘支座31和相应的导电触头片31A，31B，这些绝缘支座和导电触头片沿平行于线性移动方向100的轴线彼此叠置。优选地，绝缘支座31和相应的触头片31A，31B沿第二轴部分42的相同的轴线420叠置。绝缘支座31的叠置可有利地通过将每一个绝缘支座的第一表面3121和从第二轴部分42沿着向远侧方向看的下一绝缘支座的第二表面3124井置来实现。每ー个绝缘支座的第一接合装置3122可因而与后面的一个绝缘支座的第二接合装置3123连接。如上面所述，至少ー个触头片31A，31B与相应的绝缘支座31在该绝缘支座31的第一表面3121处刚性连接。优选地,可动触头子组件3包括一对导电触头片31A，31B，所述导电触头片在所述绝缘支座的第一表面3121处与ー个或多个绝缘支座31刚性连接。每ー对触头片31A，31B形成可动触头，其能旋转地与相应对的固定触头21连接。每ー对触头片31A，31B可根据错开预定角度(优选90° )的不同位置与相应的绝缘支座的第一表面3131连接。以该方式，可适当地布置与每ー个绝缘支座31连接的触头片31A，31B，从而当与之相连的支座31占据第三或第四位置吋，与固定触头组件2的相应对的固定触头21连接或断开。可动触头组件3的可动触头31A，31B将为常闭式或常开式——这取决于在辅助触头装置I处于正常操作状态时(对应于主开关设备的正常开关状态)这些可动触头与相应的固定触头21是连接还是断开。从上面明显的是，可动触头子组件3包括沿平行于线性移动方向100的轴线延伸的模块结构300。在该模块结构中，处在离第二轴部分42最近位置的绝缘支座31与第二轴部分42的第二端422可操作地连接。所有绝缘支座31沿轴线(例如轴线420)彼此叠置，并且能够在所述第三和第四位置之间彼此传递旋转。该模块结构300的每ー对触头片31A，31B与相应的绝缘支座31 —起旋转，所述每ー对触头片31A，31B与所述相应的绝缘支座31刚性连接。采用所述模块结构可提供以エ业水准制造辅助触头装置I的时间和成本減少的相关优点。根据优选实施例，可动触头31A，31B的每ー个触头片由扁平中心环315形成，两个対称的T形翼片316从所述中心环向外延伸，并且相对于所述中心环横向延伸。当可动触头由多对触头片形成时，触头片31A，31B在其中心环315处沿公共接触平面(未示出)彼此连接。有利地,触头片31A,31B彼此相反地(reciprocally)定位，以使姆ー个触头片的T形翼片316从所述公共接触平面、在该平面的相反侧偏离。当沿所述公共平面连接时，所述触头片31A，31B彼此相反地定位，以使触头片31A的每ー个T形翼片316相对于触头片31B的相应的T形翼片316设置在相反位置处——以所述公共接触平面作为參考平面的话。每ー对相反的T形翼片316构造成与电触头21的L形部分211连接。如图10中所示，T形翼片316的轮廓可因而适当布置，使得可建立相反的T形翼片316和相应的电触头21之间的稳定连接。优选地，辅助触头装置I包括第一回复弹簧51，该第一回复弹簧与第二轴部分42和可动触头组件2可操作地连接，以抵制所述轴部分41和42从所述第一位置朝向所述第二位置的线性移动，或反过来。第一回复弹簧51有利地与第二轴部分42的端部422同轴地连接。如图1中所示，第一回复弹簧51可相对于所述可动触头子组件3设置在外部。或者，所述第一回复弹簧51可设置在与第二轴部分42的端部422连接的绝缘支座31的腔311内部。优选地，所述辅助触头装置I还包括第二回复弹簧52，第二回复弹簧与可动触头子组件3和固定触头子组件2可操作地连接，以抵制绝缘支座31从所述第三位置朝向所述第四位置的旋转运动，或反过来。有利地，所述第二回复弹簧52为螺旋弹簧，其可操作地与离第二轴部分42最远位置处的绝缘支座31的第一表面3121连接。 现在更详细地描述辅助触头装置I的操作。在正常工作状态中——其可能对应于主开关设备的通常的第一开关状态(例如“开”开关状态)，第一和第二轴部分41，42占据第一位置(沿线性移动方向100)，并且轴部分42和可动触头组件3占据第三位置(与其围绕轴线420的旋转运动相关)。当主开关设备从第一开关状态转到第二开关状态(例如“关”开关状态)时，线性致动器沿线性移动方向100将线性移动传递到轴4。
由于第一轴部分41和第二轴部分42的端部411和421之间的连接装置413，424，因此第一轴部分41和第二轴部分42 —起以线性移动的方式从第一位置移动到第二位置。第二轴部分42的端部422沿与其可操作地连接的绝缘支座31的腔311闲置地移动，从而没有平移移动传递到可动触头子组件3。第一轴部分41，42的线性移动还使得第一回复弹簧51被压缩，其存储弹性能量。在轴部分41，42的线性移动过程中，第二轴部分42由于其与底座23的螺纹连接而围绕轴线420从第三位置自由旋转到第四位置。该朝向所述第四位置的自由旋转传递到可动触头组件3的所有绝缘支座31，所述可动触头组件3因而也朝向所述第四位置旋转。可动触头组件3的可动触头(优选每ー个可动触头由ー对触头片31A，3IB形成)也朝向所述第四位置旋转——只要每ー对触头片31A，31B与相应的绝缘支座31刚性连接。在可动触头组件3的旋转运动过程中，第二回复弹簧受到扭转应カ和存储弹性能量。当朝向第四位置的旋转运动完成时，根据每ー对触头片31A，31B与相应的绝缘支座在绝缘支座的第一表面3121处连接的连接位置，可动触头组件3的可动触头处于连接或断开位置。如果可动触头为常开式，则现在处于与相应的固定触头21的连接位置，并且信号电流在固定触头21之间传送。与所述固定触头可操作地连接的信号装置检测所述信号电流的流动，并且可因而发出主开关设备朝向所提到的第二开关状态转变的信号。如果可动触头为常闭式，则其现在处于与相应的固定触头21断开的位置，并且之前通过电触头21流动的信号电流停止流动。可操作地与所述固定触头连接的信号装置检测到所述信号电流的中断，并且可因而发出主开关设备朝向所提到的第二开关状态转变的信号。当主开关设备回复到第一开关状态时，如果线性致动器布置成以相反方式主动致动轴4，则将反向线性移动传递到轴4。在该情况下，轴部分41，42和可动触头组件3仅相对于上面提到的那些运动进行反向运动。轴部分41，42沿线性移动方向100回复到第一位置，并且轴部分42和可动触头组件3朝向第三位置旋转。回复弹簧51，52释放其存储的弹性能，并且促进轴41，42和可动触头组件3的移动。如果线性致动器布置用于简单地释放轴4，则仅由所述回复弹簧51，52提供用于反向移动所述轴部分41，42和可动触头组件3的能量。回复弹簧52释放其弹性能量，并且推动可动触头组件3朝向第三位置旋转。该旋转运动传递到第二轴部分42，所述第二轴部分42也朝向第三位置自由旋转。由于第二轴部分42与底座23的螺纹连接，因此轴部分42的旋转推动轴部分41，42 一起朝向第一位置线性移动。该朝向第一位置的平移由第一回复弹簧51的作用促进，所述第一回复弹簧51在线性致动器释放轴4时释放其弹性能，并且朝向第一位置推动轴部分41，42。
在上面所述两种情况下，当朝向第三位置的旋转运动完成时，轴部分41，42到达第一位置，并且完成其沿线性移动方向100平移的反向平移。至于可动触头组件3的可动触头，其根据所述对触头片31A，31B与相应的绝缘支座31的连接位置而处于与相应对的固定触头21连接或断开的位置。因而如果可动触头为常开式，则其现在处于断开位置，并且信号装置检测到流动通过固定触头21的信号电流的中断，可因而发出主开关设备向第一开关状态回复的信号。如果可动触头为常闭式，则其现在处于连接位置，并且信号装置检测到信号电流流动通过固定触头21，因而可发出主开关设备向所提到的第一开关状态回复的信号。本发明的辅助触头装置I相对于类似的已知类型的装置具有几个优点。轴4和可动触头组件3之间的上述运动传递机构确保了在可动触头组件3的可动触头处于与相应对的固定触头21连接位置时的抖动现象的明显減少。现场测试还表明，所述的运动传递机构还提高了根据本发明的辅助触头装置相对于已知的辅助触头装置的断开容量。实际上,可动触头子组件的旋转运动允许增大在可动触头相对于相应的固定触头处于断开位置时电触头之间的距离。如从引用的附图可意识到的，辅助触头装置1具有相对简单的结构，其基本上是模块化的，并且可容易地以具有竞争性的成本制造。辅助触头装置1的特征在于使用中显著的灵活性。这使得辅助触头装置I非常容易地安装在与断路器、接触器、隔离开关和类似的开关设备相关联的中压配电盘中。
权利要求
1.一种用于中压开关设备的辅助触头装置(1)，其特征在于包括 固定触头子组件(2)，其包括至少一对固定触头(21)； 可动触头子组件(3)，其包括至少一个能与所述固定触头旋转连接的可动触头(31A，31B)； 操作轴(4)，其包括可操作地与线性致动器连接的第一轴部分(41)，和可操作地与所述可动触头子组件连接的第二轴部分(42)，所述第一和第二轴部分(41，42)彼此连接，并且两者一起在第一位置和第二位置之间线性移动，所述第二轴部分(42)相对于所述第一轴部分(41)在第三和第四位置之间自由旋转。
2.根据权利要求1所述的辅助触头装置，其特征在于，所述固定触头子组件(2)包括底座(23)，所述第二轴部分(42)与所述底座连接，以实现所述第二轴部分在所述第三和第四位置之间的旋转。
3.根据权利要求2所述的辅助触头装置，其特征在于，所述第二轴部分(42)与所述底座(23 )通过螺纹连接装置(424，231)连接。
4.根据前述权利要求中一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述第一轴部分(41)包括第一端(411)，所述第一端成形为限定与所述第二轴部分(42)的第三端(421)的连接表面(423)匹配的保持表面(413)。
5.根据前述权利要求中一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述可动触头子组件(3)包括绝缘支座(31)和与所述绝缘支座刚性连接的导电触头片(31A，31B)，所述绝缘支座与所述第二轴部分(42 )操作性地连接。
6.根据权利要求5所述的辅助触头装置，其特征在于，所述可动触头子组件(3)包括与所述绝缘支座(31)刚性连接的一对导电触头片(31A，3IB)。
7.根据权利要求5至6中一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述第二轴部分(42)包括插入所述绝缘支座(31)的腔(311)内的第四端(422)，所述第四端在所述腔中闲置地线性移动，并且成形为使所述第三和第四位置之间的旋转运动在所述第四端(422)和所述绝缘支座(31)之间传递。
8.根据权利要求7所述的辅助触头装置，其特征在于，所述轴(4)的第二轴部分(42)的第四端(422)具有与所述腔(311)的相应内表面(311A)匹配的成形的头部(422A)。
9.根据权利要求5到8中的一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述绝缘支座(31)具有中心主体(312)，所述中心主体(312)的第一表面(3121)具有第一接合装置(3122)，第一接合装置与设置在所述中心主体的第二表面(3124)上的第二接合装置(3123)相匹配。
10.根据权利要求9所述的辅助触头装置，其特征在于，所述第一接合装置(3122)为所述第一表面(3121)上的突出部，所述第二接合装置(3123)为位于所述第二表面(3124)上的与所述突出部匹配的座。
11.根据权利要求5到10中的一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述可动触头子组件(3)包括多个绝缘支座(31)和相应的导电触头片(31A，31B)，所述绝缘支座和所述导电触头片沿平行于所述第一和第二轴部分(41，42)的线性移动方向(100)的轴线彼此叠置。
12.根据前述权利要求中一项或多项所述的辅助触头装置，其特征在于，所述固定触头子组件(2)包括多对固定触头(21)，并且所述可动触头子组件(3)包括能与所述固定触头旋转连接的所述多个相应的可动触头(31A，31B)。
13.根据权利要求11和12所述的辅助触头装置，其特征在于，所述可动触头子组件(3)包括与所述绝缘支座(31)中的一个或多个刚性连接的一对导电触头片(31A，3IB)。
全文摘要
本发明公开了一种用于中压开关设备的辅助触头装置，包括固定触头子组件，其包括至少一对固定触头；可动触头子组件，其包括至少一个能旋转地与所述固定触头连接的可动触头；操作轴，其包括可操作地与线性致动器连接的第一轴部分，和可操作地与所述可动触头子组件连接的第二轴部分。所述轴的所述第一和第二轴部分彼此连接，并且一起在第一位置和第二位置之间线性移动。所述轴的所述第二轴部分相对于所述第一轴部分在第三和第四位置之间自由旋转。
文档编号H01H1/22GK103035428SQ20121036641
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月4日
发明者D·卡塔尼奥, P·因韦尔尼兹, A·邦凡蒂, S·马戈尼 申请人:Abb技术股份公司