CN101097815A - 可视断开指示器 - Google Patents

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Abstract

提供了一高压真空断路器和开关的可视断开指示器，该高压真空断路器和开关使用一具有一高压触点和断开、闭合触点的触发元件的真空罩。该可视断开指示器包括：操作触发元件的触发机构；包括触发机构的外壳；连接到触发机构的指示器；其中指示器显示触点位于断开或闭合位置，贯穿外壳的观察窗；其中该观察窗与指示器对齐使得指示器能通过观察窗被观察。所述指示器包括一第一指示段和一第二指示段。所述第一指示段在触点断开时通过观察窗可视，所述第二指示段在触点闭合时通过观察窗可视。

Description

可视断开指示器
本申请要求了2006年5月31日提出的临时申请号为60/809696的申请的优先权。
技术领域
本发明涉及可分离的电连接器，和，更具体的，涉及如负荷开关连接器和不带电开关连接器的包括一确定开关位置的可视断开指示器的可分离的电连接器的改进。
背景技术
在电能电路和系统中配备有低压或真空断路器的高压开关设备在本领域是公知的，如美国专利No.4568804，3955167和3471669中所示。密封的真空开关或电路断路器也是已知的，如美国专利No.3812314和2870298中所示。
使用真空罩的绝缘开关没有提供触点的可视检修以确定该电触点为断开(可视断开)或闭合。现有技术中的开关将触点配置于一大型装满气体或油料的柜子中，在柜子上安装一玻璃窗口以观察触点。然而，罩因该罩由金属或陶瓷的非透明材料制成，无法直接观察真空罩中的电触点。为保持真空罩内的真空而做的的密封限制了玻璃窗的安装。
在大部分开关装置和电路断路器中，一对触点配合操作，一个固定，另一个可移动，以提供电流的控制和切断。该触点被封装于一个可控的气压触点装置，该可控的气压触点装置包括一玻璃或陶瓷外壳，通常被称作“罩”。一金属风箱处于罩一端，和该可移动电触点在风箱内被连接。安装于风箱外的操作棒被移动以操作罩内的可移动电触点。罩的内部被维持于一可控的气压，如处于低气压的空气，以防止在触点断开和闭合时由于电弧导致的损坏。在该装置的使用寿命内，该罩的玻璃或陶瓷墙提供了一抗渗透的外壳以维持该可控气压。更新的结合通过高电介强度EPDM橡胶绝缘真空开关的高压开关在luzzi的美国专利No，5667060；5808258和5864942中记载，所有专利在此完全被包括。
具有观察窗口的开关通常为SF6气体绝缘真空罩型开关。在所有情形下，在真空罩内的触点由于构建方式的原因而不可视。一用户可通过气体观察触发机构并确定该机构是否被断开或闭合。由此提供了开关位置的可视指示。然而，对于现有技术的装置而言，由于政府的条例而最终不能采用SF6气体作为绝缘气体，并且臭氧问题也是一个主要的缺点。此外，现有技术的装置易于泄漏且在开关中贮藏SF6气体上存在问题。
在真空罩中，现有技术的开关的手柄位置指明了触点的位置。当手柄上的指向器指向一个方向时指示闭合而指向另一个方向时指示断开。从手柄到罩的连接包括多个元件，该多个元件组成了一个链接。如果这些元件没有正确操作，该指向器的位置不可能正确地指明触点的位置。
与开关上的手柄相反，断路器上的手柄位置并不经常指明触点位置，即使该触发机构正确操作。因此，断路器典型地具有一观察指示器而不是一指向器。断路器的手柄在一个方向上表明闭合，在另一个方向上表明断开。然而，在断路器过电流跳闸时，该手柄能处于闭合位置，同时，该电触点断开。在该状况下，现有技术的观察指示器表明电触点为断开，但手柄却处于闭合位置。这点类似于外壳内的电路断路器。当断路器跳闸时，该手柄始终不会移动到断开的位置，并且需要在能够闭合前移动该手柄到断开的位置以重置机构。从真空罩到断路器的观察窗的链接同样包括多个元件(如图1C所示)，该连接常失效或指示错误。
典型的，现有技术的使用真空技术的绝缘开关被密封于真空罩内且无法观察。该电压源和负载被连接到开关，但开关触点是不可视的。确定开关触点状态的唯一方法就是开关手柄的位置。如果手柄和开关触点之间的链接不可运行或有缺陷，无法给操作人员提供正确的指示以确定电触点的位置。由此可导致错误的记录，该记录对于任何操作该开关或在该线路上工作的人而言是非常危险的。因此，工业界已经意识到使用提供可靠的触点位置指示的真空开关罩的绝缘开关的需要。
发明内容
根据本发明，提供了一高压真空断路器和开关的可视断开指示器，该高压真空断路器和开关使用一具有一高压触点和断开、闭合触点的触发元件的真空罩。该可视断开指示器包括：操作触发元件的触发机构；包括触发机构的外壳；连接到触发机构的指示器；其中指示器显示触点位于断开或闭合位置，观察窗贯穿外壳；其中该观察窗与指示器对齐使得指示器能通过观察窗被观察。该外壳通过固体电介质材料制成，优选EPDM橡胶。
该指示器包括一第一指示段和一第二指示段。当触点断开时该第一指示段经观察窗可视，和当电触点闭合时该第二指示段经观察窗可视。该触发机构包括由多个元件形成的链接。在优选实施例中，该触发机构包括一第一端和一第二端，且该触发机构在第一端连接到触发元件，在第二端连接到手柄。在一个更加优选的实施例中，该触发机构包括将指示器连接到触发元件的装置。在一个实施例中，该装置能包括一连接器和一绝缘棒。在另一个实施例中，该装置实质上包括一连接器，一螺钉和一绝缘棒。
该高压真空断路器和开关能包括一具有一第一几何轴线的电压负载的引入连接，该观察窗具有一第二几何轴线。两条几何轴线的间距维持在最小，优选小于6英寸和更优选小于5英寸。此外，该外壳优选地由固体电介质材料制成。
附图说明
本发明的针对高压真空断路器和开关的可视断开指示器的优选实施例，以及本发明的其它目的、特征和优点，将由下述具体描述而清晰，该描述与附图一起叙述，其中：
图1A为现有技术的真空罩内的高压开关的侧视图，该高压开关具有一操作触点位置指示器的触发机构。
图1B为现有技术的真空罩内的高压开关的平面图，该高压开关具有一操作触点位置指示器的触发机构。
图1C为图1A中所示的现有技术的高压开关，其中具有触发机构的剖视图。
图2为该可视断开指示器的截面图，图中示意了真空罩内的触点和位置指示器。
图3为图2中所示的可视断开指示器的截面图，其中具有触发机构和指示器的剖视图。
图4为具有一观察窗的断路器的侧视图。
图5为具有一观察窗的开关的侧视图。
具体实施方式
本发明针对开关和断路器提供了密封于真空罩内的高压触点位置的可视指示。该触点不能直接通过真空罩的非透明墙观察，因此，有必要在罩外设立可视指示器。一些现有技术中的开关的外壳通过固体电介质材料制成，如三元乙丙橡胶(“EDPM”)，当开关处于断开或闭合位置时，外壳外侧的位置指示器予以指示。为移动指示器，连接真空罩触发元件和指示器的链接上的多个元件(图1C)必须正确操作。
本发明通过将观察窗移近真空罩并在真空罩触发元件和指示器间使用更少的连接以增强可靠性。在优选实施例中，通过在电场允许下将观察窗尽可能移近真空罩而提供了最大的可靠性。由此将在真空罩电触点和观察窗之间的触发机构元件的数目减小到最少。因此，连接失败和错误记录的风险被显著减少。
本发明的可视断开指示器被用于包括真空罩内的高压触点的高压真空断路器和开关。该真空罩被提供了一断开和闭合触点的触发元件。该触发元件有一轴并伸到真空罩外，且经过一个或多个封口，该封口维持罩内的真空。一触发机构，位于真空罩外，操作连接到触发元件(如Luzzi的美国专利No.5667060；5808258；和5864942)该触发机构包括具有多个元件的连接，该连接能被连接到一人工断开和闭合触点的手柄和/或一电动机操作器。该触发机构被封装于一外壳内且提供了一观察窗以允许通过外壳的墙观察触发机构。采用本领域技术人员所公知的方法，该观察窗被密封安装于外壳墙上的孔内，优选使用一密封剂如环氧树脂。
一指示器被连接到触发机构上并与之对齐使得该指示器位置对应于观察窗的位置。当该触发机构闭合电触点，该指示器朝真空罩移动。当该触发机构断开触点，该指示器从真空罩移开。在一个优选实施例中，该指示器被提供了断开触点位置的一第一指示段或标记和闭合触点位置的一第二指示段或标记。更优选的，该第一标记为一断开触点的一绿色指示器，和一闭合触点的一红色指示器。该观察窗和指示器被设计使得当触点断开时，所述第一指示段通过观察窗可视，和当触点闭合时，所述第二指示段通过观察窗可视。
在另一个优选实施例中，该触发机构包括一装置，该装置将该指示器连接到触发机构，和被连接到该触发机构的第一端和被连接到手柄的第二端。该装置包括一连接器和一绝缘棒，且，更优选的，一连接器，一螺钉和一绝缘棒。该指示器优选地以最小的距离从触发机构连接到该第一连接器。由此减少了在触发机构和指示器之间的触发机构元件的数目，以提供更强的可靠性。该触发机构的外壳能通过一固体电介质材料制成；优选地，一硬橡胶材料和，更优选的，EPDM橡胶。观察窗的孔在外壳被制作时采用本领域技术人员所公知的方法形成，如注射模型法，或者在外壳被形成后通过切或钻一贯穿外壳墙的开口。
本发明的可视断开指示器能被用于高压真空断路器或高压开关，该高压真空断路器和高压开关包括高电压源的具有一第一几何轴线的引入连接，该观察窗位于连接到断路器或开关的触发机构外壳内的孔中。该开口/观察窗具有一第二几何轴线。该第二几何轴线与第一几何轴线的间距小于6英寸，优选地，小于5英寸。当然，实际尺寸可以更改。
图1A和图1B示意了现有技术中的一高压真空开关900，该高压真空开关具有一真空罩902和一触发机构904。触点的位置通过一位于触发机构904端部的断开-闭合指示器906示意。该触发机构904包括多个元件和连接，该元件和连接可失效或误动，从而导致触点位置的错误显示。由此导致事故，使操作和维修人员的健康置于危险中。图1C为触发机构904的剖视图并且详细示意了多个元件和连接。本发明通过减少多个上述元件和连接而提供了一更为可靠的指示器。
图2和图3示意了本发明的一个实施例，其中一真空罩20被连接到外壳14以形成一开关或断路器装置10。该真空罩20包括一触点28和具有一连接到一电压源的第一端24和连接到负荷的第二端26。位于第一端24的一触发元件22连接到开关或断路器的触发机构30。在一个优选实施例中，该触发机构30包括一具有速动连接器34，一螺钉36和一绝缘棒38的装置32。该速动连接器34紧固到触发元件22中，优选通过一螺钉36，和该绝缘棒38被连接到速动连接器34上。一针对触点28的指示器40然后被连接到绝缘棒38。优选地，该指示器具有一红段44(以指示触点28被闭合)和一绿段46(以指示触点28被断开)。
一观察窗口42贯穿外壳14，因此，当触发机构断开或闭合触点28，指示器40的红段44或绿段46被对齐于观察窗42并显示触点28的位置。在一优选实施例中，外壳14通过固体电介质材料制作而成，该观察窗42位于外壳14的墙43内的孔41内。该观察窗42位于尽可能靠近负载的引入连接29的几何轴线以最小化位于触发机构30内在触发元件22和指示器40之间的元件数目。优选地，观察窗42的几何轴线和引入连接29的几何轴线的距离(L)少于6英寸且优选地少于5英寸。
图4示意了一具有一操作手柄150的断路器装置110，该操作手柄被连接到触发机构一断开和关闭电触点28(如图3)。该观察窗142紧邻真空罩120贯穿外壳114。相似地，图5示意了一具有操作手柄250的开关装置210，该操作手柄被连接到一断开和闭合触点的触发机构。在外壳214内的观察窗242位于操作手柄250和真空罩220之间。该观察窗242也能位于外壳214的周边的任意位置上。因此允许从不同的角度观察观察窗242。
虽然，已经描述了本发明的优选实施例，本领域技术人员将意识到其它的实施例同样能在不偏离本发明的精神下被构造，其包括所有的进一步的修改和改变都落入此处提出的权利要求的真实范围内。

Claims (19)

1、一种高压真空断路器和开关的可视断开指示器，该高压真空断路器和开关使用一具有一高压触点和一断开、闭合所述触点的触发元件的真空罩，该可视断开指示器包括：
一触发机构，该触发机构操作所述触发元件；
一外壳，该外壳包括所述触发机构；
一指示器，该指示器被连接到所述触发机构，其中该指示器显示触点处于断开位置或闭合位置；
一观察窗，该观察窗贯穿所述外壳，其中该观察窗与指示器对齐使得指示器能通过观察窗被观察。
2、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述触发机构包括有多个元件形成的链接。
3、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述指示器包括一第一指示段和一第二指示段。
4、如权利要求3所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述第一指示段在触点断开时通过观察窗可视，所述第二指示段在触点闭合时通过观察窗可视。
5、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述触发机构包括一第一端和一第二端，和其中所述触发机构在第一端被连接到触发元件，在第二端被连接到一手柄。
6、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述触发机构包括将指示器连接到触发元件的装置。
7、如权利要求6所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述装置包括一连接器和一绝缘棒。
8、如权利要求6所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述装置本质上包括一连接器，一螺钉和一绝缘棒。
9、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述外壳通过一固体电介质材料构成。
10、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述外壳由EPDM橡胶构成。
11、如权利要求1所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述高压真空断路器和开关包括一具有一第一几何轴线的电压引入连接，和其中所述观察窗具有一第二几何轴线，该第二几何轴线与所述第一几何轴线的距离少于6英寸。
12、如权利要求4所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述外壳由一种固体电介质材料构成。
13、一种高压真空断路器和开关的可视断开指示器，该高压真空断路器和开关使用一具有一高压触点和一断开、闭合所述触点的触发元件的真空罩，该可视断开指示器包括：
一触发机构，该触发机构操作所述触发元件；
一外壳，该外壳包括所述触发机构；
一指示器，该指示器被连接到所述触发机构，其中所述指示器包括一第一指示段和一第二指示段；
一观察窗，该观察窗贯穿所述外壳，其中该观察窗与指示器对齐使得指示器能通过观察窗被观察，
其中，所述第一指示段在触点断开时通过观察窗可视，所述第二指示段在触点闭合时通过观察窗可视。
14、如权利要求13所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述高压真空断路器和开关包括一具有一第一几何轴线的电压引入连接，和其中所述观察窗具有一第二几何轴线，该第二几何轴线与所述第一几何轴线的距离少于6英寸。
15、如权利要求13所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述外壳由一种固体电介质材料构成。
16、如权利要求13所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述触发机构包括一第一端和一第二端，和其中所述触发机构在第一端被连接到触发元件，在第二端被连接到一手柄。
17、一种高压真空断路器和开关的可视断开指示器，该高压真空断路器和开关使用一具有一高压触点和一断开、闭合所述触点的触发元件的真空罩，该可视断开指示器包括：
一触发机构，该触发机构操作所述触发元件；
一外壳，该外壳包括所述触发机构，其中所述外壳由一种固体电介质材料构成；
一指示器，该指示器被连接到所述触发机构，其中该指示器显示触点处于断开位置或闭合位置；
一观察窗，该观察窗贯穿所述外壳，其中该观察窗与指示器对齐使得指示器能通过观察窗被观察，
其中所述高压真空断路器和开关包括一具有一第一几何轴线的电压引入连接，和其中所述观察窗具有一第二几何轴线，该第二几何轴线与所述第一几何轴线的距离少于6英寸。
18、如权利要求17所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述触发机构包括一第一端和一第二端，和其中所述触发机构在第一端被连接到触发元件，在第二端被连接到一手柄。
19、如权利要求17所述的高压真空断路器和开关的可视断开指示器，其特征在于，所述固体电介质材料为EPDM橡胶。
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