专利名称：用于开关设备的连接器元件和相关组件以及包括该连接器元件的开关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于开关设备的连接器元件和相关的组件以及包括这种连接器元件的开关设备。特别地，连接器元件适合于安装在具有抽出型或者可取出型断路器单元。
背景技术：
连接器元件特别地适合于使用在中压域内，其中对于本发明的目的而言，术语“中压”涉及介于IKV和几十KV例如30kV之间的范围中的应用。固定电连接器是已知的，其布置在开关装置中的固定位置中并且与设置在断路器单元上的可移动电连接器配合。断路器单元由滑运装置支承，该滑运装置能够相对于开关装置壳体从开关装置壳体中的拔出位置移动到插入位置，在拔出位置中可移动电接触部与固定电接触部脱离，在插入位置中可移动电接触部与固定电接触部接合。
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固定电接触部包括实心的并且具有第一直径的长形圆柱体，该第一直径的值沿着圆柱体本身的纵轴线是基本上恒定的。长形圆柱体具有自由端部和固定端部。在自由端部处限定有电联接部分，该电联接部分拟用于由可移动电接触部包围以用于建立电路的电连接。在固定端部处限定有固定凸缘部分，该固定凸缘部分形成形状为使得固定电接触部能够固定到开关装置的支承壁，支承壁是非导电的。固定端部包括从长形圆柱体横向于纵轴线突出的凸缘部分。该凸缘部分具有大于上述第一直径的第二直径。在指向长形圆柱体的自由端部的一侧，该凸缘部分包括拟用于附着于支承壁的环侦U。在支承壁中具有贯通口，该贯通口使长形圆柱体能够插入，但是具有小于凸缘部分的尺寸以防止凸缘部分穿过该贯通口。凸缘部分通过将环侧朝向且附着于支承壁的第一表面来作用于支承壁处，长形圆柱体从支承壁的在相对于第一表面相反的一侧的第二表面突出。在环侧上具有贯通孔，贯通孔周向分布并且适合于容纳与支承壁接合的相应的固定螺钉。凸缘部分包括与环侧相反地布置的电连接表面。电连接表面构造成结合于汇流条，汇流条又连接到用于辅助电源的变压器。电能从固定电连接器经由汇流条流到变压器。上面描述的已知的固定电连接器的缺点是，在工作期间，其趋向于过热，进而需要附加的组成部件，特别地需要必须适当地放置在周围并且与长形圆柱体接触以促进散热的适当的散热元件。另一缺点是，固定电连接器连同散热元件一起限定结构上复杂的、难于配合在开关装置中的、并且制造成本昂贵的组件。此外，整体尺寸不理想地相当大。已知的固定电连接器的另一缺点是，在凸缘部分与汇流条之间的交接区中的、和在汇流条与变压器之间的另外的交接区中的相互结合的表面处产生的高接触电阻。这种高接触电阻意味着电连接器和在周围的开关装置的部件的高发热，其可以被损害或者甚至着火。此外，高接触电阻导致低效率，进而导致经济上不可接受的能量损失。
发明内容
本发明的目的是改进用于开关装置的电连接器。本发明的另一目的是提供一种结构上简化的并且容易被安装在开关设备上的连接器兀件。本发明的另一目的是提供能够有效地防止过热的、进到得到可靠的且还安全的连接器元件，并且该连接器元件提供最佳的电传导，进而确保明显的电学性能。本发明的又一目的是，提供一种使开关设备的总体尺寸降低的连接器元件。 根据本发明，提出如在权利要求I中限定的连接器元件。本发明的其他的特征和优点更加清晰地从说明书和从属权利要求中得出。
通过参照以非限制性示例的方式示出本发明实施方式的附图可以更好地理解并实施本发明，其中图I是根据本发明的连接器元件的示意立体图；图2是图I的连接器元件的后视图；图3是沿着图2中的平面III-III截取的连接器元件的纵截面图；图4示出根据本发明的包括连接器元件的开关设备的一部分，该设备处于连接器元件与相应的可移动电连接器脱离的断开构型中；图5是处于图4中示出的断开构型中的开关设备的局部截面图；图6是图5的局部放大图，其更好地示出根据本发明的连接器元件；图7示出处于连接器元件与相应的可移动电连接器接合的闭合构型中的开关设备的一部分；图8是处于图7中示出的闭合构型中的开关设备的局部截面图；图9是图8的局部放大图，其更好地示出处于闭合构型中的连接器元件；图10示出包含在开关装置中的、用于容置电连接器的绝缘块。
具体实施例方式通过参照附图示出连接器元件1，其特别地适合于使用在中压域中、即应用在介于IKV与几十KV例如30kV之间的范围中。特别地，连接器元件I适合于安装在也称作配电盘或开关装置的中压面板中，或者安装在其他的中压器材中。在下面的描述中，非限制性地参照开关设备2，其包括多个连接器元件1，例如包括三个连接器元件1，即等于安装有该开关设备2的电力线路的相位的数量。开关设备2包括容置在开关装置的壳体50中的例如抽出型的断路器单元6。开关装置的壳体4包括固定的支承框架51并且具有后部53和能够由操作员接近的前部52。断路器单元6由能够沿方向S朝向或者背离后部53滑动的滑运装置60支承。在断路器单元6上设置有可移动连接器5，特别地该可移动连接器5为下部的可移动连接器5a和上部的可移动连接器5b。每个下部的可移动连接器5a均布置用于与相应的根据本发明的连接器元件配合，所述连接器元件直接地固定到例如电流变压器的电变压器10处，这将在后面详细地描述。每个上部的可移动连接器5b均布置用于与相应的上部的固定连接器7配合，该固定连接器7与主配电器经由相应的汇流条8连接以用于在开关设备2中的功率流。连接器元件I、可移动连接器5和上部的固定连接器7平行于方向S延伸。可移动连接器5从断路器单元6的后侧19朝向开关设备2的后部53突出，而连接器元件I和上部的固定连接器7突出以面对断路器单元6的后侧19。特别地，可移动连接器5延伸以便与下部的可移动连接器5a同轴地对准。断路器单元6能够通过滑运装置8从在图4、图5和图6中示出的拔出位置E移动到在图7、图8和图9中示出的插入位置I，在拔出位置E中连接器元件I与下部的可移动连接器5a分离，在插入位置I中连接器元件I与下部的可移动电接触部5a联接。
滑运装置60联接到蜗杆，该蜗杆能够通过手柄或者能够连接到蜗杆端部16的任何适合的工具来驱动。通过借助手柄使蜗杆旋转，能够相对于开关装置的壳体50将滑运装置60从插入位置I移动到拔出位置E和/或反之亦然。下面，更加详细地描述本发明的连接器元件I。连接器元件I包括电导体3，电导体3具有长形形状并且沿着纵轴线X延伸总长度LT0连接器元件I形成形状为杆柄元件。电导体3完全由高导电性材料制成。特别地，电导体3由电解铜制成，例如电解铜。电导体3由第一端部4以及由第二端部或固定端部12限界，其中第一端部4适合于与断路器单元6的相应的下部的可移动电连接器5a相配合，第二端部或固定端部12构造成直接地作用于变压器10的配合部分13。特别地，固定端部12包括适合于附着到所述固定部分13的搁置表面15的平面固定表面14以用于与变压器10直接地连接。平面的固定表面14特别地基本上与纵轴线(X)垂直。电导体3包括从第一端部4延伸的第一部分17和从第一部分17延伸到固定端部12的第二部分18。第一部分17和第二部分18彼此同轴。在第一部分17中具有联接部分9，该联接部分9特别地形成形状为用于被下部的可移动连接器5a的郁金香形端部11包围。第一部分17在外部具有联接表面30，郁金香形端部11抵接在该联接表面30上；而第二部分18在外部具有散热表面31，该散热表面31布置用于将在连接元件I中产生的任何热量转移到周围环境，由此防止连接器元件I过热。联接表面30和散热表面31特别地形成形状为圆柱形。散热表面31具有确保与环境进行高热量交换的大的面积。尽管散热表面31具有大的面积，然而连接器元件I的体积相对较小，并且连接器元件I的总体尺寸相对于已知的电连接器明显地降低，其中已知的电连接器需要必须被连接到其上以防止过热的、适当附加的并且单独的散热元件。因此，与配装有适当的散热元件的已知的电连接相比，根据本发明的连接器元件I还具有更加简化的结构。由于连接器元件1，相对于现有技术降低了开关设备2的总体尺寸。
第一部分17具有第一横截面Cl并且平行于纵轴线X延伸第一长度LI。第二部分18具有第二横截面C2并且平行于纵轴线X延伸第二长度L2。特别地、但是非限制性地，第二长度L2大于第一长度LI。第二横截面C2的面积值大于第一横截面Cl的面积值。第一部分17和第二部分18分别具有相对于纵轴线X横向地进行测量的第一外部横向尺寸和第二外部横向尺寸，并且第二外部横向尺寸大于第一外部横向尺寸。第一部分17和第二部分18特别地形成形状为圆柱形并且分别具有第一外直径Dl和第二外直径D2,第二外直径D2大于第一外直径Dl。 在电导体3中具有贯通口 20。贯通口 20平行于纵轴线X、特别地沿着纵轴线X延伸跨过第一部分17和第二部分18。因此，第一部分17和第二部分18是中空部分。贯通口 20适合于容置诸如带螺纹螺钉21之类的固定元件21以将连接器元件I直接地固定到变压器10。在变压器10的配合部分13中具有螺纹孔28 (在图6和9中示出)以与固定元件21紧固地接合。贯通口 20包括第一部分17中具有的第一容置区22和设置在第二部分18中的第二容置区23。特别地，第一容置区22和第二容置区2彼此同轴并且具有圆柱形形状。第一容置区22具有平行于纵轴线X测量的第三长度L3，非限制性地，该第三长度L3短于第一长度LI。第一容置区22宽于第二容置区23。特别地，第一容置区22具有第一内直径D3，第一内直径D3大于第二容置区23的第二内直径D4。如在图6中示出的，第一容置区22形成形状为用于容纳带螺纹螺钉21的螺钉头部24，而第二容置区23形成形状为用于容纳螺钉头部24的螺杆部分25。因此，连接器元件I构造成能够以非常简单的方式、仅通过单个固定元件21安装在开关设备2上。由于连接器元件I能够直接地固定到变压器10上并且不需要例如汇流条的、任何附加的且居间的连接元件，故而开关设备2的总体尺寸保持得很低。此外，连接器元件I到变压器10的这种直接连接使得能够降低在单独的传导部件之间的连结区，进而显著地降低总体的接触电阻。这有利地导致对连接器元件的加热大幅下降、产生最佳的电传导进而节约能量。如在图3中更好地示出的，第一部分17和第二部分18是中空的并且分别由第一环壁26和第二环壁27限定。第一环壁26和第二环壁27分别具有第一厚度Tl和第二厚度T2，第二厚度T2大于第一厚度Tl。由于这种几何构型，第一部分17和第二部分18能够抽出并且消散由流过连接器元件I和可移动连接器5a的电流产生的任何热量。更具体地，第二部分18由于其第二厚度T2和其大的散热表面31而用作确保与环境进行高的热量交换的散热元件。在第一部分17的自由端部4上具有圆化边缘29以促进连接器元件I与可移动电连接器5a的联接。联接表面30和散热表面31通过距第一部分17最近的倒圆区32和距第二部分18最近的倒棱边缘33连接。连接器元件I或者多个连接器元件I连同变压器10 —起限定组件70，相对于用于将已知连接器连接到变压器所需的汇流条意味着大的整体尺寸的现有技术而言，该组件70具有非常小的尺寸。
如在图4至图9中示出的，开关设备2包括第一容置块80，其用于容置连接器元件I ;和第二容置块81，其用于容置处于固定位置的上部的固定连接器7。图10更好地示出类似于第一容置块80的第二容置块81。第一容置块80和第二容置块81由诸如塑料材料的电绝缘材料制成。第一容置块80和第二容置块81通过适当的固定螺钉固定到固定的支承框架51。因此，第一容置块80形成形状为降低连接器元件I彼此分离的距离而同时防止在周围区中的过热，因此有助于显著地降低开关设备2的总体尺寸，类似地，第二容置块81也如此。上面说明的根据本发明的连接器元件I完全地实现提供一种在结构上简化的、容易安装在开关设备上的、能够有效地防止过热的连接器元件的预期目的。连接器元件I是可靠的、安全的并且能够确保最佳的电传导，进而确保明显的电学性能并且使得能够降低开关设备的总体尺寸。在本发明构思的范围内，连接器元件I易于进行改型和变型。·
权利要求
1.用于开关设备(2)的连接器元件(1)，其特征在于，所述连接器元件(I)包括沿着纵轴线(X)延伸的电导体(3)，所述电导体(3)设置有第一部分(17)和第二部分(18)，所述第一部分(17)适合于与可移动电连接器(5a)电接合并且具有第一横截面(Cl),所述第二部分(18)从所述第一部分(17)延伸至所述电导体(3)的固定端部(12)，并且所述第二部分(18)具有大于所述第一横截面(Cl)的第二横截面(C2)以用作为散热部分，其中，所述电导体还包括贯通口(20)，所述贯通口(20)平行于所述纵轴线(X)延伸穿过所述第一部分(17)和所述第二部分(18)，并且适合于容置固定元件(21)，使得所述电导体(3)能够通过所述固定端部(12)被直接地固定到所述开关设备(2)的电变压器(10)。
2.根据权利要求I所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)和所述第二部分(18)分别具有相对于所述纵轴线(X)横向地测量的第一横向尺寸(Dl)和第二横向尺寸(D2)，所述第二横向尺寸(D2)大于所述第一横向尺寸(D1)。
3.根据权利要求I或2所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)的第一厚度(Tl)小于所述第二部分(18)的第二厚度(T2)。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)具有小于所述第二部分(18)的第二纵向尺寸(L2)的第一纵向尺寸(LI)。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)和所述第二部分(18)彼此同轴。
6.根据权利要求I至5中的任一项所述的连接器元件，其中，所述贯通口(20)通过布置在所述第一部分(17)中的第一容置区(22)并且通过布置在所述第二部分(18)中的第二容置区(23)限定，所述第一容置区(22)具有大于所述第二部分(18)的第二内部尺寸(D4)的第一内部尺寸(D3)，所述第一内部尺寸(D3)和所述第二内部尺寸(D4)横向于所述纵轴线(X)测量。
7.根据权利要求I至6中的任一项所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)具有用于与所述可移动电连接器(5a)电联接的第一外表面(30)，并且所述第二部分(18)具有设置用于消散由电流经过引起的任何热量的第二外表面(31)。
8.根据权利要求7所述的连接器元件，其中，所述第一外表面(30)和所述第二外表面(31)具有圆柱形形状。
9.根据权利要求I至8中的任一项所述的连接器元件，其中，所述固定端部(12)包括适合于附着于所述电变压器(10)的搁置表面(15)的平面固定表面(14)，所述平面固定表面(14)与所述纵轴线(X)基本上垂直。
10.根据权利要求I至9中的任一项所述的连接器元件，其中，所述第一部分(17)具有自由端部(4)，在所述自由端部(4)上具有圆化边缘(29)，所述圆化边缘(29)被形成形状为用于促进所述连接器元件(I)与所述可移动电连接器(5a)联接，并且所述第二部分(18 )包括与所述固定端部(12)对置的倒棱边缘(33)、将所述第一部分(17)连接到所述第二部分(18)的倒圆区(32)。
11.一种组件，其特征在于，所述组件包括电变压器(10)和根据权利要求I至10中的任一项所述的连接器元件(1)，所述连接器元件(I)通过固定元件(21)直接地固定到所述电变压器(10)的配合部分(13)。
12.—种开关设备(2)，其特征在于，所述开关设备(2)包括根据权利要求I至10中的任一项所述的连接器元件(I)。
13.一种开关设备(2)，包括根据权利要求11所述的组件。
14.根据权利要求12或13所述的开关设备(2)，还包括用于容置所述连接器元件(I)的容置块(80 )，所述容置块(80 )由电绝缘材料制成。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的开关设备(2)，还包括可滑动的断路器单元(6)，所述可移动电连接器(5a)固定在所述可滑动的断路器单元(6)上，其中，所述可滑动的断路器单元(6)能够沿着基本上平行于所述纵向轴线(X)的方向(S)从拔出位置(E)移动到插入位置(I)，在所述拔出位置(E)中所述可移动电连接器(5a)与所述连接器元件(I)分离，在所述插入位置(I)中所述可移动电连接器(5a)与所述连接器元件(I)联接。
全文摘要
用于开关设备(2)的连接器元件(1)，该连接器元件(1)包括沿着纵轴线(X)延伸的电导体(3)，该电导体(3)设置有第一部分(17)和第二部分(18)，第一部分(17)适合于与可移动电连接器(5a)电接合并且具有第一横截面(C1)，第二部分(18)从所述第一部分(17)延伸至电导体(3)的固定端部(12)。第二部分(18)具有大于第一横截面(C1)的第二横截面(C2)以用作散热部分。电导体还包括贯通口(20)，该贯通口(20)平行于纵轴线(X)延伸穿过第一和第二部分(17，18)，并且适合于容置固定元件(21)，使得电导体(3)能够通过所述固定端部(12)被直接地固定到开关设备(2)的电变压器(10)。
文档编号H02B11/04GK102971925SQ201180033180
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年7月6日
发明者维托里奥·卡雷利, 沃尔特-萨尔瓦托雷·佛朗哥 申请人:Abb技术有限公司