CN101228668B

CN101228668B - 高中压设备部件间的适应于倾斜的电接触器

Info

Publication number: CN101228668B
Application number: CN2006800265237A
Authority: CN
Inventors: A·阿诺; J-P·鲁莱; J-M·贝拉尔斯
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Alston power grid, France, Limited by Share Ltd.; General Electric Technology GmbH; Grid Solutions SAS
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: FR2888997B1; CN101228668A; EP1908148B1; KR101228412B1; US8226428B2; WO2007010038A1; KR20080032112A; EP1908148A1; FR2888997A1; US20090130922A1

Abstract

在用于高压或中压开关装置中的电气连接中，杆(2)插入设有突块(10)的凹座(6)中。在本发明中，各尺寸被设置成使得杆(2)和突块(10)的轴线(AA、BB)可以彼此相对倾斜。形成弹簧的导电元件(12、10、14)即使是在倾斜的情况下也能建立电气连接。因此可以紧凑地获得高性能电接触器，其可以对电气设备实施组装/拆卸操作，而不需要任何伸缩套圈或可分离杆类型的附加元件。

Description

高中压设备部件间的适应于倾斜的电接触器

技术领域

本发明涉及在电气设备的部件之间形成连接部的领域。位于电气设备的部件之间的这种类型的连接部使得电接触是永久性的，而不必组装或维护操作，并且形成的接合是半固定式的。

更特别地讲，本发明涉及在接触块的两个相对可移动部分之间建立接合以确保电气和机械连接功能的可能性，即使这两个部分预期并非被调节至紧密配合，从而可以使它们彼此相对倾斜。

本发明的特别应用场合是高压或中压设备；这使得可以在组装和拆卸操作中降低成本。

背景技术

为了使电流流经高压或中压开关装置的部件之间，接触块通常由两个部分构成，它们被安装成彼此相对移动，并且连接着开关装置的不同元件以便流过电流。两个部分之间的移动仅仅用于组装和拆卸操作。

传统上，例如，在文献FR 2 810 463中所示，第一部分例如杆设有电接触器，其在至少一端被安装成做平移运动，从而被连接至固定接触部，所述固定接触部通常设有圆柱形凹座，所述杆插入凹座中，从而被保持就位。杆在接触块的固定接触部处的接合因此可确保电气连接和机械限位。事实上，由于刚性杆可能非常重，例如大约为几百公斤，因此施加在固定接触部上的机械负载是一项非常重要的因素。

理想地，在设备部件被组装在一起时，即当杆接合于固定接触部中时，移动和固定部分被彼此精确对正，并且被调节以确保最佳的可行电接触器。但是组装在一起的设备部件之间可能会错位，并且间隙可能会产生于两个部分之间。

另外，为了使得金属包覆的高压或中压变电设备能够被组装和拆卸，可能必须在设备部件之间提供可分离的接头。这样的接头通常由伸缩套圈和可分离杆构成；分开伸缩套圈及其杆可在设备部件之间产生间隔，从而使得它们能够被拆开。

发明内容

本发明的种种优点之一旨在减轻前述缺点，特别是使得固定接触部和移动接触部能够彼此相对倾斜，即，能够使得接触杆和接触凹座彼此相对倾斜。在本发明中，由此带来的益处是，在组装和拆卸操作中允许倾斜，其中连接杆可以相对于固定接触部的轴线倾斜，从而使得可以省略伸缩元件和可分离杆。

本发明因此能够以紧凑的方式获得高性能电接触器，同时允许导电杆和固定接触部之间倾斜。借助于本发明，″高性能″电接触器能够紧凑地获得：这种类型的接触器特别适用于恒定电流在2000安(A)至6300A的范围，特别是大于至少4000A，以及适用于至少31.5千安(kA)至63kA范围内的至少三秒钟短路电流。

更一般地讲，本发明涉及互连的两个部分的组合，它们彼此嵌合并且被安装成彼此相对移动，连接部包括可补偿它们之间的间隙的元件，并且使得一个所述部分可相对于另一个所述部分倾斜，同时维持它们的功能。

在其一个方面，本发明为此而提供了一种用于高或中压电气设备的部件的接触块，包括被安装成彼此相对移动的两个部分，特别是刚性管，其适于嵌入设有突块的凹座中。两个部分的尺寸被设置成使得，两个部分的轴线不是必须重合。因此杆可以相对于第二部分以一角度倾斜，该角度有益地在4°的量级，或小于7°。由于在对正约束方面的更大的灵活性，该斜度实际上等价于一个额外的自由度，其可以实现插入和移除移动部分。

形成弹簧的导电元件存在于接触块中，以便补偿第一和第二部分之间的每个间隙；两个形成弹簧的元件安置在相同的径向平面中从而形成一对。形成弹簧的元件被有益地安置在接触块的单一一个部分中，特别是在杆的每侧，或在凹座中彼此面对(在壁上和在内部突块上)。

有益地，设有多个形成弹簧的元件，它们围绕着外周，以便补偿均匀地围绕着轴线的间隙；优选地，形成弹簧的元件是圆形的。例如，形成弹簧的元件可以是叶片条或具有倾斜簧圈的弹簧。

形成弹簧的元件，通常由金属制成，可以局部地连接着机械连接支撑体，所述支撑体是例如由聚酰胺制成的三个部件，如有必要，它们可以支撑杆，从而避免因杆和凹座之间或杆和中央突块之间的金属对金属摩擦而产生金属屑。

在另一方面，本发明提供了在高压或中压装置中用于互连电接触器的允许倾斜的可能性的用途。

本发明还涉及一种连接装置，其包括杆，所述杆在每端在前面定义的接触块中紧固在电气设备部件上。

附图说明

参照以非限定方式给出的附图阅读下面的详细说明，本发明的特点和优点可以被更好地理解，在附图中：

图1A和1B示出了本发明的接触块；

图2A示出了形成弹簧的元件的一个实施例，图2B示出了其如何集成于壁中；

图3A和3B示出了本发明的接触器的一个优选实施例，分别位于对正位置和倾斜适应位置；

图4是从上方所作的表面视图，示出了本发明的机械支撑体的一个优选实施例。

具体实施方式

本发明的接触块可以主要用于在高或中压设备的两个部件之间形成连接部，在这种情况下，连接部局限化于设备部件的边界处：事实上，杆通过两个连接部结合两个设备部件，每个连接部位于杆的相应一端。以常规方式制成的连接部可能会断裂，特别是在维护操作中：其因此而可能脱离其在本发明的接触块中连接着的那一个设备部件。

如显示于图1，高压或中压装置的电连接块1由两个部分构成，它们被安装成彼此相对移动。第一部分2或″杆″大致上采用金属圆柱形管的形式，例如由铝或铜制成。优选地，管2是围绕所述轴线AA呈圆形对称的，并且具有外径D1和内径d1，以限定出大致恒定的壁厚，至少在其插入块1的固定部分中的端部。例如，对于高压电气开关装置，杆2可能由铝制成，厚度在5毫米(mm)至15mm的范围，外径D1在50mm至200mm的范围，这些尺寸涉及杆2的端部，所述杆例如可以还在其整个长度上设有突起；所述第一部分2的长度取决于应用场合，其范围在大约300mm至10m，甚至是12m；因此，每个杆的重量可以在200kg左右。

在高压或中压开关装置组装时，第一部分2连接至固定接触部4(尽管被显示于一端，但特别地，管2可能连接在固定接触部4的每端，因此形成组件，其中第一和第二接触块1是这样的，即它们的第一和第二部分2、4互连并且整合为单一杆)。连接块的第二部分通常包括支撑体，其紧固在开关装置的元件上，并且设有凹座6，杆2可插入该凹座中。凹座6由壁限定，所述壁通常为围绕其轴线BB的圆柱形，壁的圆柱形环8延伸经过一段长度L并且机械地保持杆2；对于上面的例子，长度L因此可以是大约50mm。壁的尺寸被设置成使得杆2可以容易地滑动，即，壁的保持部分8(最窄部分)的内径d2大于第一部分2的外径D1。

另外，突伸到凹座6中的中央嵌块10，例如，可被用于电气连接本身。嵌块的形状和尺寸被设置成使得第一部分2围绕着它配合，即，使得嵌块10围绕第二部分4的轴线BB对称延伸，并且嵌块10的外径D2小于杆2的内径d1。

可以理解，本实施例是优选实施例，并且通常的替代是可行的：电气连接可以建立在凹座6的壁上，可选地在没有嵌块10的情况下；各元件2、8、10的形状不是必须是圆柱形对称的，其它不同的形状也是可行的。

在本发明中，保持壁8、嵌块10和杆2的直径被有意地选择，从而使得间隙形成在所有元件之间，这些间隙相等，即d2-D1＝d1-D2＞0。

例如，对于D1＝130mm，可以具有131mm≤d2≤135mm。另一种选择是D2＝75mm，d1＝77mm，D1＝97mm，d2＝99mm，且L＝45mm。

为了维持第一和第二部分2、4对正，设有形成弹簧的元件，特别是形成弹簧的导电性元件。每个形成弹簧的元件由在第一部分2的每侧彼此面对的元件12、14成对地构成，每对所述元件位于轴线AA、BB的径向上的相同径向平面内；成对形成弹簧的元件12、14可以补偿第一和第二部分2、4之间的间隙。

尽管成对的形成弹簧的元件12、14可能安置在块1的两部分上，但有益地，为了简化结构，并且为了确保每对元件在公共平面中彼此面对，优选将成对元件布置在同一部分上。例如，如显示于图1A，第一部分2是常规的杆，成对的形成弹簧的元件12、14被安置成使得它们相应的元件在圆柱形壁8和在嵌块10上彼此面对。如显示于图1B，可以将每对中的两个形成弹簧的元件12、14安置在第一部分2的筒形壁的外表面和内表面上。

每对形成弹簧的元件12、14可以相同或不同。它们可以延伸通过不同的弧长。有益地，如果所述弧长小于180°，多对形成弹簧的元件可以布置在接触块1的周边，从而补偿是均匀的；例如可以具有以120°分隔的三对，或以90°分隔的四对，等等。

在优选实施例中，至少一个形成弹簧的元件12、14是圆形的，即，即它覆盖相关部分的整个外周，并且延伸通过位于轴线径向的平面。第二元件可以只延伸通过一段弧长(在这种情况下，还可以通过任意划分圆形元件而具有多个面对的对)，或者，优选地，所述第二元件也可以是圆形的。

一个优选实施例是使用叶片条或片层(lamellae)条，如描述于文献EP 1 119 077并显示于图2A。这种叶片条16包括薄金属条18，其宽度为，例如，大约26mm至30mm；一系列金属叶片20布置在所述条18上，所述叶片的形状为三角形，厚度小于5mm，通常从条18所在平面以最大角度小于90°伸出，并且在承受压力时可向所述条18降低。因此，叶片20的工作高度可变，例如，从有效位置处的最大高度5mm减小到2.5mm或以下。这样的片层带(lamella band)16通过插入凹槽22中而就位，该凹槽可能是直的或优选为T形的或燕尾槽形的，以使得叶片20留下条的一部分18′在每端自由以便被保持在凹槽22中：见图1和2B。叶片20的斜度因此可以补偿变化的间隙，例如变化幅度在2.5mm以上，同时维持电接触。

有益地，叶片16的条安置在相对于连接块的保持壁8位于中央的凹槽22中(也见于图2B)。因此，例如，对于直径d2＝99mm，上述叶片组合于延伸通过凹槽22，该凹槽在其底部的宽度为30mm，向外开口的宽度为l＝26mm，与壁8每侧相距20mm，壁8的长度L＝70mm。凹槽22的深度被设置成可获得令人满意的倾斜角度，同时还维持叶片的操作范围。

作为叶片条16的替代物，形成弹簧的元件12、14还可以是，例如″倾斜线圈″类型的弹簧(WO 2004/031595)，即，具有倾斜簧圈的圆环形弹簧，其也可以安置在设于相应部分中的凹槽中；以类似的方式，在插入后，弹簧的簧圈倾斜更大或更小的程度，从而可以建立连接。

不论为形成弹簧的元件本身选择的方案如何，本发明的接触块都能够改进加工许用间隙，同时实现它们固有的电气和机械功能。

首要的是，借助于本发明的块，如显示于图3，在接触块1通过本例中的支撑体24连接到高压或中压开关装置的情况下，可以使第一部分2相对于第二部分4以角度α倾斜。有益地，允许的角度α在1°至7°的范围内变化，例如4°，并且各尺寸d1、D1、d2、D2、L为此目的而被选择；可以在围绕所述轴线BB的所有方向上实现倾斜。这种适应于倾斜的可能性可以导致连接块的组装和拆卸更加容易，并且以低成本实现：在大多数情况下，不再需要在设备部件之间提供可释放接头，这种接头通常由伸缩套圈和可分离杆构成。

通过具有两个接触部12、14，可以减小接触块1的整体尺寸，同时维持高电流通过性能和为组装和拆卸的目的而适应于倾斜的可能性。

例如，上述实施例(其中D1＝97mm)对于高于4000A的恒定电流和对于3秒钟的短路电流63kA可以获得高性能电气连接，并且以紧凑的方式实现这一点，同时具有适应于倾斜的可能性。更一般地讲，在2000A至6300A范围内的恒定电流可以由重量最高达200kg的杆2传输，杆2紧固在两个固定元件4上，两个固定元件优选具有相同性质，并且每个承载最高达100kg的重量；每个接触块可以承受的短路电流范围为3秒钟内31.5kA至63kA，同时维持紧凑性。

为了改进第二部分4对第一部分2的机械支撑功能，特别是当形成弹簧的元件是圆形形成弹簧的元件12、14时，尤其是片层带16时，可以在一对形成弹簧的元件中的一个处嵌入加强体或支撑体26。加强体26显示于图2B中；如有必要，其可以支撑杆2，并且其避免杆2和凹座6之间或杆2和中央嵌块10之间的金属对金属摩擦。支撑体26可以用于，特别是高重量的杆2(实际上，一些杆的长度至少等于10m或12m)。由于存在长度方向的基部28，并且其高度被设置成与凹槽22匹配，即实际上类似于叶片条16的条18，支撑体26因此而嵌入凹槽22中。然而，作为叶片的替代物，可以设置加厚本体部分30，其可以使相邻安置的叶片20倾斜。作为示例，对于上面的条，基部28在高度小于1.5mm时，其宽度为30mm，并且宽度l＝26mm的本体30具有最大高度h为大约3.5mm。

支撑体26的形状被基于形成弹簧的元件进行设计。当形成弹簧的元件由前述叶片20构成时，图中所示的形状，包括矩形部分，其高度为13mm、宽度l＝26mm，并且其壁是以圆形部分的形式凹入的，已被证明可提供高性能。加强体可以由塑料材料制成，例如聚酰胺，如PA6；理想的是，不中断部分大于6mm×26mm的矩形。

优选地，使用围绕外周分布的多个加强体26，例如三个加强体。它们因此而可以承载较长的导电杆2的重量，而不阻碍适应于倾斜的功能。

Claims

1.一种电连接装置，包括两个高和/或中压电接触块(1)，每个接触块包括：筒状第一部分(2)，其沿着第一轴线(AA)延伸，第二部分(4)，其设有围绕第二轴线(BB)的圆柱形凹座(6)，从而第一部分(2)可以插入凹座(6)中，以及位于第一和第二部分(2、4)之间的移动连接器件(12、14)，当第一部分(2)插入在凹座(6)中时，所述移动连接器件可在围绕第二轴线(BB)的各个方向上在第一和第二轴线(AA、BB)之间以一角度α实现倾斜，并且所述移动连接器件确保第一和第二部分(2、4)之间接触；所述两个接触块的筒状第一部分(2)为同一杆。

2.如权利要求1所述的电连接装置，其中，第二部分(4)的凹座(6)设有嵌块(10)，其沿着第二轴线(BB)伸入所述凹座中，从而在凹座(6)的壁(8)与嵌块(10)之间限定出环形空间，第一部分(2)可以嵌入该环形空间中，第一部分(2)的外部和内部尺寸(D1、d1)被设置成使得第一部分(2)和凹座(6)的壁(8)之间存在间隙，并且第一部分(2)和嵌块(10)之间存在间隙，移动连接器件(12、14)确保第一部分(2)和第二部分(4)在每个所述间隙处相接触。

3.如权利要求1所述的电连接装置，其中，移动连接器件包括至少一对形成弹簧的元件(12、14)，所述形成弹簧的元件在第一和第二轴线(AA、BB)之一的径向的相同平面中位于第一和第二部分(2、4)之间的间隙中。

4.如权利要求3所述的电连接装置，其中，每对中的两个形成弹簧的元件(12、14)被紧固在第一部分(2)上并且安置在第一部分每侧，并且位于第一轴线(AA)的径向的相同平面中。

5.如权利要求3所述的电连接装置，其中，每对形成弹簧的元件中的两个形成弹簧的元件(12、14)被紧固在第二部分(4)上，安置在第二轴线(BB)的径向的相同平面中，并且在凹座(6)的内壁(8)上和在嵌块(10)的外侧上彼此面对。

6.如权利要求3至5之一所述的电连接装置，其中，所述第一和第二部分(2、4)之间的间隙被设置成使得最大倾斜角度α小于7°。

7.如权利要求3至5之一所述的电连接装置，其中，所述第一和第二部分(2、4)之间的间隙被设置成使得最大倾斜角度α在4°左右。

8.如权利要求3至5之一所述的电连接装置，具有多对形成弹簧的元件(12、14)，它们位于第一和第二轴线(AA、BB)之一的径向的相同平面内并且围绕所述第一和第二轴线之一分布。

9.如权利要求3至5之一所述的电连接装置，其中，形成弹簧的元件(1 2、14)是圆形的。

10.如权利要求9所述的电连接装置，其中，至少一个形成弹簧的元件是片层带(16)。

11.如权利要求9所述的电连接装置，其中，至少一个形成弹簧的元件是圆形弹簧，其具有倾斜的簧圈。

12.如权利要求9所述的电连接装置，还包括至少一个机械连接支撑体(26)。

13.如权利要求12所述的电连接装置，包括围绕外周分布的三个支撑体(26)。

14.如权利要求12所述的电连接装置，其中，机械支撑体(26)由聚酰胺制成。