CN101965668B - 可配置断路器 - Google Patents

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Abstract

一种可应用于中压范围的、基于电约束和机械约束在配置方面具有灵活性的可配置断路器。该断路器具有多个极，可使用夹持、销钉接合、螺栓连接等将该多个极在需要的位置处安装在轴上。环氧框架设置成用于借助于安装插入件和夹持机构将断路器水平地或竖直地安装在载重架上。极的侧板允许接近极的内部。灵活性触头和竖直槽口可根据设计约束允许在输入和输出距离方面的可调性。郁金香形触头可连接到接触器中的导电柱上，以用于安装输入/输出导体。公共的促动器可通过可动触头安装在轴上的任何地方，或者可安装在足够牢固的任何极上。因此断路器在大小和配置方面是灵活性的。

Description

可配置断路器
技术领域
本发明涉及可配置(configurable)断路器，其可用于不同的面板(panel)或针对不同的面板改型，且带有使得能够实现这一点的可变的设计参数组。
背景技术
断路器是用于通过其自动操作来保护电路不会因为超载而受损的开关。断路器有各种大小和电压/电流容量，且根据要求而选择断路器来使用。关键操作称为促动器机构，促动器机构可为磁力的、热力或热磁力的。促动器使接触器保持就位以用于正常操作，且在超载的情况下使接触器运动分开。接触器在接通时允许电流流动，且在断开时中断电流，从而保护所述电路不受损伤性水平的电压/电流的影响。
现今市场上可获得的断路器不具有适于各种各样的面板要求的灵活性(flexibility)。在确实针对为各种面板提供改型解决方案的断路器中，使用了现有的断路器(VD4，Vmax)，且使其进一步适于面板要求。这引入了对定制连接件(典型地使用用于传递电流的环氧铸造铜而制成)的需要，这导致增加的成本和设计时间。呈现的另一个挑战在于，一些面板在空间上未定向成包围现有的断路器。这对使用先存在的断路器(其是非灵活性的且为昂贵的)造成限制，从而导致要定制断路器来适应不同的面板要求。本发明通过考虑不同样式的断路器的配置、安装以及封装来处理了这些问题。本文公开的是灵活性配置断路器，其整体大小可根据其部件的变型而修改，这些部件可根据诸如电/磁隔离和空间的约束定位在本发明的定制配置的框架内。
美国专利No 6,462,296提供了整个断路器的运动(内和外)，与在所有断路器中使用的布置中的电流架(current rack)很像。这个发明未处理安装问题。而且，构件的竖直位置及其类型不是灵活性的。模块的数量具有上限。提出的本发明克服了这些缺陷。
美国公开No 20070159776公开了一种包括适于容纳夹子的叉形物(prong)的断路器安装板。这个美国专利提出了用于安装断路器的解决方法。这个发明未处理配置，配置是本发明的目标。
美国专利No 5,566,818涉及一种断路器(例如接线断路器和接地泄漏断路器)中的可动接触器装置。在此美国专利中，由扁平导体组成的两个断路器元件以如此方式布置，即，使得接触器元件彼此平行且彼此独立，以形成用于各相的可动接触器。此发明未处理如提出的本发明中的配置、封装或安装问题。此发明仅考虑使导体与断路器连接的接触器。
美国专利No 6,337,613公开了一种带有或不带有中性点(neutral)的三相、高电流开关装置设备，其包括并联连接的极隔室。这个发明提出了3相开关装置设备和断路器的双极之间的电流分配和温度的优化或改进。这个发明未考虑可变的配置或安装，可变的构造或安装是本发明目标。
文件EP1775744公开了一种预加工(Preparation)三极断路器的方法。三极功率开关具有开关锁，其中，各极具有其本身的快速短路解扣以对解扣轴起作用。这个发明未考虑灵活性配置和改型，灵活性配置和改型是本发明的目标。
美国专利No 7,187,258公开了一种诸如模制壳体断路器或接地泄漏断路器的断路器，其具有当大电流(例如短路电流)流动时由电磁排斥力断开的可动触头。这个专利关于使用电磁力来进行操作，且未考虑与断路器相关联的灵活性配置或安装问题。而且这个专利未处理改型。这个发明尤其涉及具有由绝缘材料制成的保护盖的断路器，该保护盖覆盖住可动触头，以消灭在触头断开时产生的触头电弧。
美国专利No 4,950,854未考虑断路器的设计、配置的灵活性，断路器的设计、配置的灵活性是本发明的目标。这个发明仅公开了用真空操作的断路器来代替老式空气磁力断路器，而在隔间(cubicle)中不存在修改。
美国专利3,973,096对主触头提供较小的可调性，但是仅对于转入型开关装置单元，而本发明为断路器(不考虑类型)提供了这种解决方法。这个发明也未考虑安装、封装以及设计问题。
设法适应大小不同的面板的现有的断路器通过将端部连接件修改成适合面板来做到这些。这提出了各种各样的限制，例如空间约束、无法适合带有不同的套管设计的面板、不可动或固定在一个位置中等。本发明提出了灵活性设计，处理了现有技术的限制。
发明内容
本发明的目标是提供一种灵活性断路器，其可容易地改型到现有面板中或者用于新面板中。现有技术的解决方法具有固定的极距离，需要用于面板的路径构件。这还引入了对空间要求的约束。本发明的另一个目标是提供一种带有或不带有独立的极的断路器，可对该断路器进行配置。本发明的可配置断路器在其极之间具有可变的距离，以便适应各种各样的面板大小。本发明的断路器还具有可动的输入臂和输出臂，输入臂和输出臂可运动，以适应不同面板上的各种各样的面板套管设计。另外，本发明的断路器可用于水平或竖直配置中。
附图说明
图1显示了带有可变的相距离的本发明中的三个单独的极。
图2a显示了输入距离和输出距离的可调性。
图2b显示了用于调节输入距离和输出距离的机构。
图3关注用于接触器的连接柱(stub)。
图4显示了用于水平安装和竖直安装的不同的安装机构。
图5显示了EL驱动器的安置。
图6显示了磁力和单线圈促动器的配置。
具体实施方式
本发明提出了一种可配置断路器，其可用于新面板中，或者可在各种各样的不同的面板上进行改型。本发明的断路器在3.3kV至40kV之间的中压范围上工作，包括范围分别从200A至6300A的正常电流以及从20kA至63kA的短路电流。本发明通过使由极和输入/输出接触臂之间距离为灵活性的以降低由固定距离引起的复杂性。图1显示了带有可变的相距离的本发明中的三个单独的极。极1，2，3在夹具8的帮助下夹持在轴9上。夹具的位置是可调的，继而使极距离按照要求而变化。这使得能够处理空间和隔离约束。使用环氧框架7来将断路器水平地或竖直地直接安装在卡匣或载重架(truck)上。可动连结件10设置成用于将断路器的联结部(linkage)连接到公共轴上。断路器具有可调的壁距离6和可调的极距离4，5，从而提供灵活性设计，该灵活性设计可适合各种各样的面板参数。另外，还使得无框断路器成为可能。图2a显示了臂距离的灵活性。触头15和16是可动的，从而允许臂距离17可调。图2b显示了本发明中的用于这种灵活性的机构。可借助于螺栓将侧面板21固定到环氧框架22上，以允许用于运动的入口(access)。断路器23显示了移除24了侧板的设备和用于竖直调节的槽口25，26，27。当移除24了侧板时，可看到灵活性触头28，29，该灵活性触头28，29将臂连接到极组件上。因此，臂可竖直地运动，以符合要求。竖直槽口25，26，27提供运动灵活性。另外，由于极到极的距离在改型面板中更大，所以大大降低了介电破坏的可能性。备选地，槽口可装有灵活性橡胶覆层(drape)30。由于大部分老式面板具有较低的正常额定电流，因此温度升高很少在本发明的断路器中导致问题。图3关注用于接触器的连接柱。在端部处的连接柱35是带有螺纹的铜块或铝块。该连接柱35用来装配在面板所需的郁金香形触头(tulipcontact)中，还可给面板装套管(sleeve)。图4显示了用于水平安装或竖直安装的安装机构。安装布置由载重架设计决定。安装机构可包括用于利用螺栓、平头螺钉(grub)、螺钉或任何其它布置将断路器46夹持到轴上的夹持机构40。极上有用于使其与载重架结构固定在一起的插入件。所以，如果支承是水平/竖直的，则断路器的定向就相应地变化。在图中，安装插入件41和42使得能够通过夹具40来水平地夹持在轴44上，且安装插入件43设置成允许竖直夹持。图5显示了中心极52上的EL驱动器50的安置。该EL驱动器50可类似地安装在其它极51或53上。图6显示了磁力和单线圈促动器的配置。公共的磁力/弹簧促动器56可根据空间要求安装在任何极框架57，58，59或载重架/卡匣60上，其中，极框架足够结实，以承受促动器的载荷。

Claims (15)

1.一种可配置断路器，该断路器可用于新的多个结构装备中或者可改型到多个结构装备中，该断路器具有三个独立的极，各个极包括： 
a.输入点和输出点； 
b.一个或多个竖直槽口； 
c.夹具； 
d.安装插入件； 
e.可动连结件； 
f.侧面板； 
g.用于将所述断路器水平地或竖直地安装在卡匣或载重架上的环氧框架；以及 
h.由郁金香形触头包围的一个或多个导电柱。 
2.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，所述可配置断路器还具有可动的输入臂和输出臂，且其中，臂距离和极距离是可调的，包括在所述输入点和所述输出点之间的距离也是可调的。 
3.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，所述极能够借助于所述槽口和所述夹具在竖直方向和水平方向两者上可调地固定。 
4.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，一个或多个安装插入件沿着所述极的背部和底部而被容纳，从而提供灵活性的安装选择，以符合各种各样的空间、磁或电约束。 
5.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，使用一个或多个安装插入件来竖直地或水平地安装所述极。 
6.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，可动连结件将所述断路器的极连接到公共轴上。 
7.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，可动连结件连接所述极，所述极电联接到公共轴上。 
8.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，可动连结件连接所述极，所述极电子联接到公共轴上。 
9.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，所述侧面板覆盖内部，从而能容易地处理所述极，以根据配置来定位所述极。 
10.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，所述环氧框架保护所述极的内部构件不受包括电压隔离、灰尘以及热量的环境因素的影响，且所述环氧框架用作如下框架：该框架用于安装所述断路器。 
11.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，提供一种机构，其中，当所述极安装在载重架或卡匣上且能够承受所述机构的载荷时，所述断路器能够安装在任何一个极上或者安装在所述载重架或卡匣上。 
12.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，设置有所述一个或多个导电柱以与郁金香形触头一起工作，所述郁金香形触头能够通过移除所述侧面板而被接近，从而使得能够使用所述导电柱将输入导体或输出导体安装在所述断路器上，所述导电柱是接触器的一部分，所述接触器又可在设置在其中的所述竖直槽口中运动。 
13.根据权利要求3所述的可配置断路器，其特征在于，所述槽口装备有竖直覆层。 
14.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，公共的磁力或弹簧促动器安装在任何极上，或者安装在所述载重架或卡匣上，以适合多个空间、磁或电约束。 
15.根据权利要求1所述的可配置断路器，其特征在于，磁力或弹簧促动器安装在各个极上，以符合多个空间、磁或电约束。 
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