空气断路器的制作方法

文档序号:14656477发布日期:2018-06-12 05:00阅读:124来源:国知局

本说明书涉及空气断路器,并且更具体地说,涉及能够防止可移动接触器与接触板之间的接触部分在电流流动时接触器由于通过故障电流的引入造成的在接触部分处生成的热量而熔合的空气断路器。



背景技术:

通常来说,断路器指的是当在输变电系统或电路中发生诸如接地、短路等的故障时,打开或关闭负载或切断电流的装置。

此外,具有通过绝缘材料绝缘的断开部分的断路器在正常使用状态中通过手动地断开或闭合电线路,或者通过金属容器等外部的电操作装置在远程距离处断开与闭合此线路,或者当发生过载或短路时自动地断开线路来保护电力系统与负载装置。

为了断开电线路,在断路器的断开部分中设有固定接触器与可移动接触器。相应地,固定接触器与可移动接触器通常地彼此接触以允许电流流动。当大的电流由于在线路中的其它地方发生的故障而流动时,可移动接触器与固定接触器分离以切断电流。

根据操作断开部分的方式,断路器分成空气操作类型(模式)、液压操作类型以及弹簧操作类型。首先,空气操作类型具有简单结构,并且可以获得大的操作力。然而,此类型要求操作压缩空气,在维修操作装置中具有困难,并且造成取决于温度的降低的性能。

其次,液压操作类型由于利用应当通过超精密处理保持在气密状态中的液压缸、泵、液压蓄能器等因此需要高的制造成本。

此外,液压操作类型由于由长期使用造成的油泄露造成断路器的操作时间与可移动接触器的速度偏差(误差)。这导致断开性能的降低。相应地,不能确保可靠地断开操作。

最终地,获得弹簧操作类型以克服空气操作类型与液压操作类型的问题。

弹簧操作类型将弹簧力用作能量源以断开与闭合回路。优于空气与液压操作类型,弹簧操作类型可以方便操作力的保持与操作装置的管理,并且使响应速度的偏离与通过机械构造的响应时间最小化。由此弹簧操作类型被广泛地用作操作断开部分的方法。

在另一个方面,当响应于可移动接触器与固定接触器分离而切断电流时,产生电弧。

应该迅速地熄灭产生的电弧以防止在可移动接触器的触头上的损坏。根据灭弧方法,断路器分成通过吹送空气灭弧的空气断路器(ACB)以及通过吹送气体灭弧的气体断路器(GCB)。

在此情形中,空气断路器安装在低压水分配系统的最上端部分,并且由此非常需要耐久性,以确保稳定结构即使在引入故障电流时也对抗在触头处发生的热冲击以持续预定时间。

图1是示出相关技术空气断路器的断开部分的立体图;图2是示出相关技术空气断路器的断开部分的分解立体图;图3是示意性示出在相关技术空气断路器的断开部分中的可移动触头与固定触头之间的接触状态的横截面视图。

此外,图4是示出其中可移动接触器插入相关技术空气断路器的相邻接触板之间的状态的前视图,图5是示出相关技术空气断路器的可移动接触器与接触板之间的热生成位置的前视图,图6是示出其中接触板设置在构成相关技术空气断路器的绝缘保持架中的状态的立体图,图7是示出在相关技术空气断路器中在可移动触头与固定触头彼此接触以前的状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图。图8是示出在相关技术空气断路器中在其中可移动触头与固定触头彼此接触的状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图。

如图1至图3和图6中所示,相关技术空气断路器设有由绝缘材料形成并且允许电流流动或切断的断开部分10。断开部分10包括固定到断开部分10的一侧的固定接触器11,以及根据切换机构(未示出)的操作与固定接触器11接触或分离的可移动接触器14。

固定接触器11连接到通过其引入电流的输入侧端子12,并且固定接触器11在其一端处设有固定触头11a。

此外,断开部分10设有绝缘保持架15,此绝缘保持架具有其一侧固定的下部以及可旋转的另一侧,以便通过连接到切换机构的连接连接件16可旋转通过连接销钉19;设置在绝缘保持架15一侧的负载侧端子13;以及设置在绝缘保持架15内的多个编织线,其连接到负载侧端子13并且朝向绝缘保持架15的另一侧串联布置。

断开部分10还设有布置在绝缘保持架15内的可移动接触器14,每个都具有连接到相应的编织线18的一端和从绝缘保持架15的另一侧突出的另一端,并且每个都设有在其上部上的可移动触头14a,设置在绝缘保持架15的另一侧内的接触弹簧17以及可移动接触器14的弹性支撑下端等。

如图4、图5、图7和图8中所示,当空气断路器从跳脱(关闭)状态切换到接通(打开)状态中时,可移动接触器14响应于切换机构的操作移动到固定接触器11,使得可移动接触器14a与固定触头11a接触。在此情形中,当可移动接触器14朝向绝缘保持架15移动时,可移动接触器14插入设置在绝缘保持架15内的多个接触板20之间并且与多个接触板20接触。

此时,即使故障电流通过可移动触头14a与固定触头11a流入到空气断路器中,空气断路器也应该保持在打开状态以持续预定时间。当引入故障电流时,在可移动接触器14与接触板20之间的接触部分A的每个处生成热量。生成的热量使可移动接触器14与绝缘板20之间的接触部分熔合,这导致干扰可移动接触器14的旋转。这造成可移动接触器14不能正常地操作的问题。



技术实现要素:

因此,详细描述的方面是提供空气断路器,其能够防止可移动接触器与接触板之间的接触部分在空气断路器处于打开状态中时由于通过故障电流的引入造成的在接触部分处生成的热量而熔合。

为实现这些与其它优点并且根据本说明书的目的,如这里体现与广义地描述的,提供了空气断路器,其包括设有多个接触板的绝缘保持架,每个都插入相邻接触板之间的可移动接触器,以及响应于可移动接触器的移动与可移动接触器接触或分离的固定接触器,其中,接触板的每个都设有凹入部。

凹入部形成在接触板的两个侧表面的每个上。

在可移动接触器与固定接触器达到彼此接触的状态中,凹入部定位在邻近可移动接触器与固定接触器之间的接触部分的位置处。

凹入部从接触板的后侧到前侧向接触板内部倾斜。

此凹入部具有长方形或圆形剖面。

凹入部设有多个,并且凹入部中每个的深度都随着凹入部从接触板的后侧延伸到前侧而变化。

接触板与绝缘保持架彼此由不同的材料制成。

接触板由具有比绝缘保持架的耐热性更高的耐热性的材料制成。

接触板由热固性或热塑性树脂合成物制成。

绝缘保持架由热固性或热塑性树脂合成物制成。

如到目前为止描述的,根据本发明的空气断路器可以具有凹入部,该凹入部提供在设置在绝缘保持架中的各接触板的一个侧表面或两个侧表中的每个上,以便减小当可移动接触器与接触板位于接触状态中时可移动接触器与接触板之间的接触部分的接触面积,由此防止接触部分由于生成的热量而熔合。

凹入部可以邻近当引入故障电流时生成最大量热量的在可移动接触器与固定接触器之间的接触部分定位,由此有效地防止由于在接触部分处生成的热量的熔合。

凹入部可以从接触板的后侧到前侧向内地倾斜,以便随着接近可移动接触器的触头与固定接触器的触头彼此接触的位置而增加向内深度,由此使在触头的接触位置到可移动接触器与接触板之间的接触部分处生成的热量的影响最小化。

接触板可以由热固性树脂制成,以便防止由于当引入故障电流时在接触部分周围生成的热量而熔合。

由于可以防止接触板熔合,因此能够防止由于通过熔合的接触板110造成的可移动触头熔合在接触板上的可移动接触器的旋转故障。

此外,当制造断开部分时,可以首先模制由热固性树脂制成的接触板,并且可以最终地模制由热塑性树脂制成的绝缘保持架,由此方便接触板的插入操作。

通过下文提供的详细描述本发明的其它应用范围将会变得更加显而易见。然而,应该理解的是,详细的描述与特定的实例尽管指示本发明的优选实施方式,但仅以描述的方式提供,因为本发明的精神与范围内的多种改变与修改通过详细的描述对于本领域中的技术人员来说将会变得显而易见。

附图说明

被包括以提供对本发明进一步理解并且并入说明书且构成此说明书的一部分的附图,示出了示例性实施方式并且与说明一起协助解释本发明的原理。

在附图中:

图1是示出相关技术空气断路器的断开部分的立体图;

图2是示出相关技术空气断路器的断开部分的分解立体图;

图3是示意性示出在相关技术空气断路器的断开部分中的可移动触头与固定触头之间的接触状态的横截面视图;

图4是示出其中可移动接触器插入相关技术空气断路器的接触板之间的状态的前视图;

图5是示出相关技术空气断路器的可移动接触器与接触板之间的热生成位置的前视图;

图6是示出其中接触板设置在构成相关技术空气断路器的绝缘保持架中的状态的立体图;

图7是示出在相关技术空气断路器中在可移动触头与固定触头彼此接触以前的状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图;

图8是示出在相关技术空气断路器中在其中可移动触头与固定触头彼此接触的状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图;

图9是示出根据本发明的一个实施方式的设置在空气断路器中的绝缘保持架的立体图;

图10是示出根据本发明的一个实施方式的空气断路器中的可移动触头与固定触头之间的接触状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图;

图11是示出根据本发明的另一个实施方式的设置在绝缘保持架中的接触板的立体图;

图12(a)是示出在设置在根据一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此以前的状态的立体图;

图12(b)是示出其中设置在根据一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此的状态的立体图;

图13(a)是示出在设置在根据另一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此以前的状态的立体图;

图13(b)是示出其中设置在根据另一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此的状态的立体图;以及

图14是示出根据本发明的一个实施方式的制造空气断路器的断开部分的过程的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述根据这里公开的示例性实施方式的空气断路器。

图9是示出根据本发明的一个实施方式的设置在空气断路器中的绝缘保持架的立体图,图10是示出根据本发明的一个实施方式的空气断路器中的可移动触头与固定触头之间的接触状态中的可移动接触器与接触板的相对位置的示意图,以及图11是示出根据本发明的另一个实施方式的设置在绝缘保持架中的接触板的立体图。

此外,图12(a)是示出在设置在根据一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此以前的状态的立体图,图12(b)是示出其中设置在根据一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此的状态的立体图,图13(a)是示出在设置在根据另一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此以前的状态的立体图,图13(b)是示出其中设置在根据另一个实施方式的空气断路器中的接触板与绝缘保持架联接到彼此的状态的立体图,并且图14是示出根据本发明的一个实施方式的制造空气断路器的断开部分的过程的流程图。

如图9和图10中所示,与相关技术空气断路器相似的根据本发明的空气断路器包括断开部分(未示出),其构造为允许电流流入空气断路器或者与空气断路器切断。断开部分包括固定到断开部分的一侧的固定接触器,以及根据切换机构(未示出)的操作与固定接触器接触或分离的可移动接触器。固定接触器的每个都连接到电流通过其引入的输入侧端子(未示出),并且固定接触器的每个在其一端设有固定触头(未示出)以便与可移动触头210接触或分离。

断开部分还设有具有多个接触板110的绝缘保持架100、布置在绝缘保持架100的一侧上的负载侧端子(未示出),以及布置在绝缘保持架100内、连接到负载侧端子,并且朝向绝缘保持架100的另一侧串联布置的编织线(未示出)。

此外,断开部分设有布置在绝缘保持架100内并且弹性地支撑可移动接触器200的接触弹簧(未示出)。

在此情形中,当空气断路器接通或跳脱(或关闭)时,可移动接触器响应于切换机构的操作与固定接触器接触或分离。当接通空气断路器时,可移动接触器200的可移动触头210与固定接触器的固定触头接触。相应地,可移动触头200被朝向绝缘保持架100推动以便插入在接触板之间并且由此与接触板110接触。

与此同时,接触板110中的每个都设有凹入部111以减小与可移动接触器200的接触面积。

凹入部111形成在接触板110的一个侧表面上。当可移动接触器200插入到相邻的接触板110之间以便与接触板110接触时,可移动接触器200与接触板110之间的接触面积由于凹入部111而减小。这可能导致防止可移动接触器200与接触板110之间的接触部分由于在接触部分处生成的热量熔合。

即,即使故障电流被引入,空气断路器也应该保持在打开状态中以持续预定时间,并且相应地,在接触部分处生成热量以便熔合可移动接触器200与接触板110之间的接触部分。

然而,根据本发明,凹入部111形成在接触板110的一个侧表面上以减小在可移动接触器200与接触板110之间的接触位置的接触面积,由此防止接触部分由于生成的热量熔合。

在此情形中,凹入部111可以形成在接触板110的一个侧表面上或者在接触板110的两个侧表面的每个上。

如图11中示出的,当凹入部111形成在接触板110的两个侧表面的每个上时,接触板110的厚度可以减小。由此,可以根据绝缘保持架100的尺寸或凹入部111的厚度调节凹入部111的数量。

此外,在可移动接触器200与固定接触器之间的接触状态中,凹入部111可以形成在邻近可移动接触器200的可移动触头210与固定接触器的固定触头之间的接触部分的位置处。由于在可移动触头210与固定触头之间的接触部分处生成最大量的热量,因此凹入部111可以定位在邻近接触部分的位置处,以减小受在接触部分处生成的热量影响最多的位置的接触面积。相应地,由于热量的影响可以最小化,并且由此可以更有效地防止接触部分的熔合。

此外,凹入部111可以从接触板110的后侧到前侧向接触板110内部倾斜。

即,由于在可移动接触器200与固定接触器之间的接触部分处生成最大量的热量,因此凹入部111在到可移动接触器200与固定接触器之间的接触部分的最邻近位置处向接触板110内部最深入地倾斜,以使生成的热量的影响最小化。此外,凹入部111的向内倾斜程度随着远离接触部分逐渐地减小,由此尽可能地防止了接触部分由于热量而熔合。

与此同时,凹入部111可以构造为具有长方形或圆形剖面。

即,凹入部111可以形成板状(长方形部分)或者圆柱形形状(圆形部分),并且以多个设置在接触板110的两侧表面上。

在此情形中,凹入部111可以构造为使得凹入部111的深度随着从接触板110的后侧延伸到前侧而变化。相应地,凹入部111在具有生成的最大量热量的可移动接触器200与固定接触器之间的接触部分处形成最深,由此使生成的热量的影响最小化。此外,凹入部111的深度可以随着远离接触部分而逐渐地减小,由此尽可能地防止了接触部分由于热量而熔合。

此外,接触板110与绝缘保持架100可以由彼此不同的材料制成。

在此情形中,接触板110可以由具有比绝缘保持架100相对更高的耐热性的材料制成,以防止由于外部热量而容易地熔合。

即,绝缘保持架100可以由诸如氯乙烯树脂、丙烯酸树脂或聚乙酰树脂等的热塑性树脂制成。接触板110可以由具有比热塑性树脂更高的耐热性的诸如酚醛树脂、聚酯树脂等的热固性树脂制成。

热固性树脂是即使在通过施加热量模制以后再次施加热量也不改变形状,并且显示高耐热性、耐溶性、耐化学性、机械特性、电绝缘等的树脂。

由此,接触板110可以通过使用具有此特性的热固性树脂模制,由此防止由于加热而熔合。

当模制接触板110时,可以插入单个过滤件以加强接触板110的刚性或其它特性。

与此同时,可以通过使用热塑性树脂模制绝缘保持架100。

由于即使在模制以后再次施加热量热固性树脂也不返回到树脂状态,因此通过利用热固性树脂模制具有简单形状的接触板110以防止由于热量而熔合。在另一个方面,通过使用方便模制的热塑性树脂模制绝缘保持架120,使得能够在没有错误的情况下良好地实施绝缘保持架120的复杂形状。

如果使用热固性树脂模制绝缘保持架100,那么即使错误地模制绝缘保持架也不能返回到树脂状态。相应地可能产生有缺陷的产品,由此急剧地增加制造成本。

此外,仅定位在主要地生成热量的位置处的接触板110可以通过使用热固性树脂模制,并且作为除了接触板110以外的其它部分的绝缘保持架100可以通过使用热塑性树脂通过嵌件模塑来模制。这可以导致不能再循环的热固性树脂的使用最小化,并且由此预先防止由于热固性树脂的诸如环境污染的环境相关问题的发生。

当通过使用PA66作为热塑性树脂模制绝缘保持架100时,绝缘保持架100与在空气断路器的断开操作过程中生成的电弧热量反应,以便从绝缘保持架100排放改进了灭弧性能的气体,导致增强空气断路器的灭弧效率。

如此,通过使用热固性树脂模制接触板110,可以防止由于热量的熔合以及环境问题的发生。此外,通过使用不同的热塑性树脂,尤其是PA66模制绝缘保持架100,可以提高灭弧效率。由此,通过当模制断开部分时使用不同的材料,断开部分可以同时地具有属于不同材料的独特效率。

此外,接触板110与绝缘保持架100可以相应地由热固性树脂合成物与热塑性树脂合成物制成。

即,接触板110与绝缘保持架100可以由包含玻璃纤维或碳纤维的热固性树脂合成物与热塑性树脂合成物制成。在此情形中,可以防止接触板110由于加热而熔合、变得更轻并且具有改进的耐久性。

此外,绝缘保持架100可以被容易地模制并且具有改进的耐久性。

在下文中,将参照图12到图14详细地描述制造根据本发明的一个实施方式的空气断路器的断开部分的方法。

首先,通过将热固性树脂注塑到具有预定形状的模制框架中模制接触板110(S101)。

在此情形中,接触板110可以设有多个接触板,或者设有多个接触板与将接触板连接到绝缘保持架100的接触板连接构件113。

当接触板110与接触板连接构件113一体地形成时,利用热固性树脂模制接触板110与接触板连接构件113。后来,通过插入模制的接触板110与接触板连接构件113利用热塑性树脂模制绝缘保持架100。

当通过构成接触板110与接触板连接构件113模制断开部分时,将用于最终地制造绝缘保持架120的部件的总数量是两个。相应地,方便了接触板110与接触板连接构件113的插入操作并且简化了整个结构。

此外,在通过将热固性树脂插入模制框架中模制各接触板110'以后,通过插入模制的接触板110'利用模制接触板110'模制在其中具有多个接触板110’的绝缘保持架100’。

当仅通过在没有接触板连接构件113的情况下构成多个接触板110'来模制断开部分时,增加操作的数量,但是接触板110'的生产效率显著地提高。

根据具有此构造与操作的本发明,凹入部111可以形成在设置在绝缘保持架100的各接触板110的一侧或两侧的每侧上,以便当可移动接触器200与接触板110彼此接触时减小可移动接触器200与接触板110之间的接触面积。相应地,当电流在故障电流被引入的状态中沿着接触部分流动时,可以防止可移动接触器200与接触板110之间的接触部分由于在接触部分处生成的热量而熔合。

此外,凹入部111可以邻近可移动接触器200的可移动触头210与固定接触器的固定触头之间的接触部分定位,以便当故障电流引入时定位在生成最大量热量的部分,由此使此接触部分处生成的热量对可移动接触器200与接触板110之间的接触部分的影响最小化。

凹入部111可以从接触板110的后侧到前侧向接触板110内部倾斜,以便随着靠近可移动接触器200的可移动触头210和固定接触器的固定触头彼此接触时的位置而增加向内的深度,由此使由于生成的热量的影响最小化。

接触板110可以由热固性树脂制成,以防止当引入故障电流时由于在接触部分周围生成的热量而熔合。

由于可以防止接触板110熔合,因此能够防止由于通过熔合的接触板110造成的可移动接触器200熔化在接触板110上的可移动接触器200的旋转故障。

此外,当制造断开部分时,可以首先模制由热固性树脂制成接触板110,并且可以最终地模制由热塑性树脂制成的绝缘保持架100,由此方便接触板110的插入操作。

还应该理解的是,除非另外具体规定,上述实施方式不被上面描述的细节中的任一个限定,而是应该在如所附权利要求中限定的其范围内广义地解释,并且由此落入权利要求的界限内或者此界限的等效物内的全部改变与修改,都由此旨在通过所附权利要求包括。

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