CN102412091A - 用于空气断路器的具有爬电表面的活动密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空气断路器的具有爬电表面的活动密封件，所述爬电表面在所述活动密封件配合在电弧室的入口中时定位在一对可分离触点组件之间。所述爬电表面具有一表面廓形，所述表面廓形相对于可分离触点组件之间的直线距离增大所述可分离触点组件之间的电弧行进路径的长度。

Description

用于空气断路器的具有爬电表面的活动密封件

背景技术

用于配电系统的电气开关设备包括诸如断路器、电网保护装置、转换开关和断路开关等的装置。一种常见类型的断路器是空气断路器，其使用气流来熄灭由触点分离引起的电弧。气流可由压缩气体源来提供或由从在触点分离时被增压的密封电弧室排出的空气来提供。可通过与触点支架(contact carriage)协作的活动密封件来实现电弧室的增压，该触点支架将动触点载离静触点。当触点分离时，活动密封件移入电弧室内，从而排出电弧室中的空气。空气经熄弧沟(电弧隔板)流出电弧室并且熄灭电弧。活动密封件通常定位在静触点附近，从而其可适当地熄灭电弧。然而，这种紧密邻近可使得电弧爬上该活动密封件并与触点支架短接，从而造成短路状况。

发明内容

提供了一种用于空气断路器的活动密封件，该活动密封件包括密封部分，该密封部分具有爬电表面，当密封部分配合在包封有第一断路器触点和第二断路器触点的电弧室的入口中时，爬电表面定位在第一断路器触点和第二断路器触点之间。爬电表面具有一表面廓形，该表面廓形相对于第二断路器触点与载运第一断路器触点的触点支架之间的直线距离增大第二断路器触点与触点支架之间的电弧行进路径的长度。爬电表面可具有基本凹形的表面廓形，该表面廓形包括单个凹槽或多个并行的凹槽。

在一些示例性实施例中，活动密封件还包括致动部分，该致动部分构造成与触点支架共同作用，其中触点支架可操作以使第一断路器触点与第二断路器触点分离。在这些示例性实施例中，电弧室是基本封闭的，并且当触点支架将第一断路器触点载离第二断路器触点时，在第一断路器触点和第二断路器触点之间形成入口。活动密封件的密封部分构造成配合在入口内，以密封该入口并限定电弧室的一部分。致动部分可操作以便在触点支架将第一断路器触点载离第二断路器触点时将密封部分选择性地定位在所述入口中。

在另一实施例中，提供了一种空气断路器，该空气断路器包括基本封闭的电弧室，该电弧室包封有一对可分离触点组件。该电弧室包括在可分离触点组件分离时形成在该对可分离触点组件之间的入口。该空气断路器包括活动密封件，该活动密封件构造成配合在该入口内，以封闭该入口并限定电弧室的一部分。该活动密封件包括爬电表面，当活动密封件配合在入口中时，该爬电表面定位在该对可分离触点组件之间。该爬电表面具有一表面廓形，该表面廓形相对于该对可分离触点组件之间的直线距离增大该对可分离触点组件之间的电弧行进路径的长度。该爬电表面可具有基本凹形的表面廓形，该表面廓形包括单个凹槽或多个并行的凹槽。

附图说明

结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的各个方面的各种示例性系统、方法以及其它实施例。本领域中的普通技术人员应理解的是：在一些实施例中，一个元件可设计为多个元件，多个元件也可设计为一个元件，示出为另一个元件的内部构件的元件可被实现为外部构件，反之亦然，等等。另外，元件可不按比例绘制。

图1示出现有技术中的具有活动密封件的三极空气断路器，

图1A是图1中示出的空气断路器中的活动密封件的透视图，

图2是单个断路器极的透视图，该单个断路器级包括具有爬电表面的活动密封件的一示例性实施例，

图2A是图2中示出的极中的具有爬电表面的活动密封件的透视图，

图3是包括图2中所示的极并且标示出在图4-6中所示的截面的三极空气断路器的正视图，

图4是沿图3中标示的4-4截取的、其中极组件处于闭合或导通位置的空气断路器的剖视图，

图5是沿图3中标示的4-4截取的、其中极组件处于中间(过渡)的触点分离位置的空气断路器的剖视图，

图6是沿图3中标示的4-4截取的、其中极组件处于断开或未导通位置的空气断路器的剖视图，

图7是包括爬电表面的活动密封件的另一示例性实施例的透视图。

具体实施方式

图1中示出现有技术中的空气断路器1。该空气断路器包括壳体3(以虚线示出)，该壳体形成三个极室4、5、6，每个极室都构造成容纳一断路器极10(图1中仅以实线示出一个极10)。在壳体3的前端上安装有操作机构15。该操作机构15是所有三个断路器极10共用的且通过极轴33与各个极相连接，该极轴对于每个极都具有一凸耳35。该操作机构15包括脱扣/跳闸单元(未示出)，该脱扣单元致动操作机构，以便通过极轴33的转动——该转动响应于流经断路器的电流的预定特性——来断开该断路器的所有的极。另外，操作机构15可借助开关凸部36被手动地致动。开关凸部36与一个或多个可手动操作的开关(未示出)相连接，从壳体3的外侧可接近这些开关。

在下文中将更详细描述的极10包括静触点组件25，该静触点组件构造成与从壳体3向后伸出的导线(未示出)相连接。极10还包括动触点组件45，该动触点组件安装在触点支架40上。触点支架40可操作以将动触点组件45载离静触点组件25。动触点组件45包括枢转地安装到触点支架40上的多个接触指47。当断路器闭合时，动触点组件45在静触点组件25与负载导体连接组件65——该负载导体连接组件构造成与负载导体(未示出)相连接——之间提供电流通路。该电流通路包括静触点27、动触点42和与接触指47的底端49处的分路连接部件(图4)连接的柔性分路器(未示出)。

在动触点支架40上还枢转地安装有活动密封件50。活动密封件50包括密封表面52，该密封表面形成为密封电弧室(图1中不可见)的一部分。当触点支架40使触点分离时，活动密封件50朝静触点组件25转动并且定位在触点支架40与静触点27之间，以使电弧室增压和熄灭电弧。如在图1A中可最佳看到，密封表面52是基本平坦的并且提供在触点分离时供电弧行进的直线路径。这可导致活动密封件50容易由于爬电而短接，如在背景技术部分中所讨论的那样。这是因为在触点分离期间，平坦的密封表面52在触点支架40与静触点27之间提供了较短的、标记为“D”的直线路径。

图2示出断路器极110，该断路器极包括多个与图1中示出的极10相同的部件，且这些部件被指派有与在图1中相同的附图标记。触点支架40’包括活动密封件150，该活动密封件具有爬电表面152。与图1中示出的活动密封件50的大体平坦的密封表面52相比，该爬电表面152为大体凹形的。爬电表面152构造成相对于由平坦的密封表面52提供的距离增大电弧在与触点支架40’短接之前必须沿着爬电表面152行进的距离(“D’”)，同时仍然提供电弧室的足够的增压量以熄灭电弧。图2中示出了大体凹形的爬电表面152，然而应理解的是，该爬电表面可具体实现为相对于由平坦的密封表面52提供的直线距离D增大电弧在与触点支架40’短接之前必须沿着活动密封件150行进的距离的任何构型。

图2A更详细地示出了活动密封件150。活动密封件150包括密封部分151和致动部分153。该密封部分包括爬电表面152和在爬电表面152的后面延伸的翅片199。该密封部分151构造成当触点支架使动触点42移离静触点27时定位于静触点27(图2)与触点支架40’(图2)之间。因此，当电弧被熄灭时，爬电表面152限定电弧室的一部分(图5)。

致动部分153包括间隔开的支腿195，该支腿具有圆形的凹部185，该凹部与枢销51的端部接合(图4)以将活动密封件150固定到触点支架40’上，如图2中可见。该枢销51也用于将接触指27枢转地安装到触点支架40’上。因此，活动密封件150借助于致动部分与触点支架40’共同作用以当触点分离时将活动密封件150定位在触点支架与静触点27之间。当组装到极110上时，活动密封件150上的翅片199在接触指47之间延伸并与布置在触点支架40’上的接触指之间的翅片(未示出)对齐以形成一密封装置，该密封装置阻止电弧气体流流过接触指之间的空间。

图3是空气断路器1的正视图，该空气断路器容纳有图2中示出的三个极110。截面4-4标示在图3中，并且该截面将被用于图4-6中示出的极110的剖视图。可看到极110定位于电弧室13的内部。基本封闭从而可被增压的电弧室包括可供电弧气体通过的出口18。在图4中，极110处于闭合位置，从而电流可从静触点组件25导通至负载连接组件65。动触点组件45上的接触指47定位成使得动触点42与静触点27靠接。弹簧74促使接触指47进入闭合位置。

动触点42在枢销51与第一端或自由端41之间的大约中间处固定到接触指47上。接触指47上的分路连接部件49适于连接至柔性分路器(未示出)，该柔性分路器将接触指47连接至负载导体连接组件65。与接触指的自由端41邻近的是电弧趾43，该电弧趾形成可动燃弧触点，该可动燃弧触点与电弧引道(arc runner)35协作以引导电弧进入电弧室13中的熄弧沟17中以被熄灭。活动密封件150也枢转地安装到触点支架40’上的枢销51上。在闭合位置，活动密封件150定位在静触点27的下方。

图5示出了响应于轴33的转动而开始断开的断路器极110，该轴33对凸耳35和连杆37之间的联动机构起作用以使触点支架40’转动。通过触点支架40’的运动形成了电弧室入口16。触点支架40’开始逆时针转动并且弹簧74使接触指47顺时针摇动，使得电弧趾43与电弧引道相接触，同时动触点42与静触点27分离。触点支架的继续转动致使活动密封件150朝静触点27向上转动至图5中示出的位置。活动密封部件150定位成在接触指47之间形成密封并使得爬电表面152刚好位于静触点27下方以关闭电弧室入口16，从而电弧可被熄灭。

留在触点42、27之间的任何电弧在其能与接触指47短接之前将不得不经过由凹形的爬电表面152提供的整个距离D’(图2A)。图6示出处于断开位置的极110。触点支架40’逆时针转动直到其靠在壳体内的止挡165上。动触点42与静触点27分离，并且电弧趾也与电弧引道35分离。

图7示出具有爬电表面252的活动密封件250的一替换实施例，该爬电表面252包括多个并行的凹槽255。与图2-6中的凹形的爬电表面152一样，带槽的爬电表面252相对于由平坦的密封表面52(图1A)提供的距离D增大了电弧在与接触指47(图4-6)短接之前必须沿着活动密封件250行进的距离。虽然在此描述了爬电表面的两个可选的实施例，但是应理解，爬电表面可具体实现为增大电弧在与接触指短接之前必须沿着活动密封件行进的距离的任何构型。

在详细的说明书或权利要求中采用术语“或”的情况下(例如，A或B)，其意思是“A或B或这两者”。术语“和/或”以同样的方式被使用，意思是“A或B或这两者”。当申请人意在表示“仅A或B但不是这两者”时，则使用术语“仅A或B但不是这两者”。因此，在此术语“或”的使用是包含性的而不是排他性的用法。参见Bryan A.Garner的《A Dictionary of ModernLegal Usage》624页(1995年第二版)。

对于在此采用语句“A、B和C中的一个或多个”的情况(例如，构造成存储A、B和C中的一个或多个的数据存储器)，其意在表达一系列的可能性A、B、C、AB、AC、BC、和/或ABC(例如，该数据存储器可存储仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、和/或A和B和C)。其不是意在要求一个A、一个B和一个C。当申请人意在表示“至少一个A、至少一个B、以及至少一个C”时，则采用措词“至少一个A、至少一个B、以及至少一个C”。

Claims (14)

1.一种活动密封件，包括：

密封部分，所述密封部分具有爬电表面，当所述密封部分配合在包封有第一断路器触点和第二断路器触点的电弧室中时，该爬电表面定位于所述第一断路器触点和第二断路器触点之间；

所述爬电表面具有一表面廓形，所述表面廓形相对于所述第二断路器触点与载运所述第一断路器触点的触点支架之间的直线距离增大所述第二断路器触点与所述触点支架之间的电弧行进路径的长度。

2.根据权利要求1所述的活动密封件，其特征在于，还包括：

致动部分，所述致动部分构造成与所述触点支架共同作用，其中所述触点支架可操作以使第一断路器触点与第二断路器触点分离，另外所述电弧室是基本封闭的，并且当触点支架将所述第一断路器触点载离所述第二断路器触点时在所述第一断路器触点与第二断路器触点之间形成一入口；

以及其中，所述密封部分构造成配合在所述入口内以密封所述入口，使得所述爬电表面限定所述电弧室的一部分；并且

其中，所述致动部分可响应于所述触点支架将所述第一断路器触点载离所述第二断路器触点而操作，以将所述密封部分选择性地定位在所述入口中。

3.根据权利要求1所述的活动密封件，其特征在于，所述爬电表面具有基本凹形的表面廓形。

4.根据权利要求1所述的活动密封件，其特征在于，所述爬电表面包括单个凹槽。

5.根据权利要求1所述的活动密封件，其特征在于，所述爬电表面包括多个并行的凹槽。

6.一种断路器，包括：

基本封闭的电弧室，所述电弧室包封有一对可分离触点组件，所述电弧室包括在所述可分离触点组件分离时形成在所述一对可分离触点组件之间的入口；

活动密封件，所述活动密封件构造成配合在所述入口内，以封闭所述入口并限定所述电弧室的一部分；以及

其中，所述活动密封件包括爬电表面，当所述活动密封件配合在所述入口中时所述爬电表面定位在所述一对可分离触点组件之间；所述爬电表面具有一表面廓形，所述表面廓形相对于可分离触点组件之间的直线距离增大可分离触点组件之间的电弧行进路径的长度。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述爬电表面具有基本凹形的表面廓形。

8.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述爬电表面包括单个凹槽。

9.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述爬电表面包括多个并行的凹槽。

10.一种断路器设备，所述断路器设备包括用于提供爬电表面的装置，所述爬电表面在一对可分离触点组件分离时定位在该对触点组件之间；所述爬电表面具有一表面廓形，所述表面廓形相对于所述可分离触点组件之间的直线距离增大所述可分离触点组件之间的电弧行进路径的长度。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述爬电表面具有基本凹形的表面廓形。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述爬电表面包括单个凹槽。

13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述爬电表面包括多个并行的凹槽。

14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述用于提供爬电表面的装置包括活动密封件。

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