CN102714110A

CN102714110A - 中压断路器

Info

Publication number: CN102714110A
Application number: CN2010800617092A
Authority: CN
Inventors: G·科尔蒂诺维斯; G·莫里科尼
Original assignee: ABB Transmit Oy
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: US20120320487A1; RU2012135465A; DK2346060T3; EP2346060B1; RU2560923C2; EP2346060A1; BR112012017671A8; CN102714110B; WO2011085887A1; ES2397075T3; US8842407B2; BR112012017671A2

Abstract

一种中压断路器（1），包括绝缘基部框架（2），所述绝缘基部框架支撑着：极组件，对于每个相，所述极组件具有中断单元（3，4，5），所述中断单元容纳在断开位置与闭合位置之间可往复脱开连接/连接的固定触头和可动触头；致动器（6），所述致动器用于致动所述断路器的断开和闭合操作；和控制和诊断单元（7），所述控制和诊断单元包括控制箱（8），所述控制箱具有壳体（81），所述壳体容纳所述断路器的多个辅助装置（50－55，86）。

Description

中压断路器

技术领域

本发明涉及一种具有改进特征的中压断路器，尤其涉及一种包括集成的控制和诊断单元的中压断路器。用于本申请目的的术语“中压”是指在1至52kV之间的范围内的应用场合。

背景技术

中压断路器是本领域公知的。它们通常由极组件构成，极组件针对每个相具有固定触头和可动触头。可动触头典型地在可动触头连接到固定触头的第一位置和可动触头与所述固定触头脱开连接的第二位置之间可移动，从而实现断路器的断开和闭合操作。

极组件通常被安装在基部框架上，该基部框架通常由多个通过螺钉和/或焊接组装的分离的金属材料部件构成。用于致动断路器的断开和闭合操作的致动器和将致动器连接到可动触头的运动链通常也被安装到基部框架上。

中压断路器通常还包括多个目的是执行断路器的辅助功能的辅助装置。这种辅助功能通常包括用于断开、闭合、跳闸、分流、欠压跳闸或阻塞操作的多个线圈。

其它需要在中压断路器中执行的辅助功能是用于机械操作断路器的致动器装置的弹簧储能操作。而且，为了检测断路器的主触头的状态，通常可以预见到辅助触头。另外的进一步的辅助装备是用于手车的电机的控制系统，该手车用于可抽出构造的断路器。

另外，对于每个操作（例如分流、跳闸、欠压、阻塞释放等），通常需要在预定电压下操作的专门线圈。

断路器的惯常组装过程通常可以预见到多个步骤，其中框架的多个部件在安装致动器、极和运动链之前被组装，而基部框架的一些其它部件在致动器、极和运动链已被安装之后被组装。

典型地，辅助装置被分离地组装在中压断路器上，其意味着每一个辅助装置在断路器的主组装线上被分离地安装在断路器上。可替代地，它们被制备为三个主子组（也就是辅助触头、线圈和弹簧储能电机），然后被组装到断路器且分离地进行至主控制系统的配线连接。

因此中压断路器的已知生产过程长且复杂，部件数量众多且需要人力来进行组装操作。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种中压断路器，其中避免或至少减少上述缺陷。

尤其是，本发明的目的是提供一种中压断路器，其生产过程相对于传统断路器被大大简化。

作为进一步的目的，本发明的目标是提供一种机械部件的数量得到减少的中压断路器。

本发明的进一步的目的是提供一种在组装阶段不需要复杂配线操作的中压断路器。

本发明的仍进一步的目的是提供一种中压断路器，其中能够在断路器的主生产线的外部预先组装和测试断路器的各个子组件（例如极组件、致动器、辅助装置）。

本发明的仍另一目的是提供一种中压断路器，其中断路器的辅助装置能够在断路器的主生产线的外部预先组装和测试。

本发明的另一目的是提供一种能够减少线圈数量的中压断路器。

本发明的仍另一目的是提供一种制造、安装和维护成本得到减少的中压断路器。

因而，本发明涉及一种中压断路器，其特征在于包括绝缘基部框架，所述基部框架支撑着：

-极组件，所述极组件针对每个相具有中断单元，所述中断单元容纳固定触头和在断开与闭合位置之间可往复脱开连接/连接的可动触头；

-致动器，所述致动器致动所述断路器的断开和闭合操作；和

-控制和诊断单元，所述控制和诊断单元包括控制箱，所述控制箱具有壳体，所述壳体容纳所述断路器的多个辅助装置。

以这种方式，能够克服现有技术的断路器的一些缺陷和缺点。

尤其是，用于支撑极组件和所述致动器的绝缘基部框架的使用允许大大简化断路器的生产过程。实际上，断路器的所有组件（极组件、致动器、运动链、可能的辅助设备）能够被分离地预先组装且然后在单个步骤中固定到优选由一单个部件制成的绝缘基部框架。

甚至更重要的是，辅助组件（例如辅助触头、线圈和弹簧储能电机）能够在在主组装线中组装到断路器之前被预先组装到控制箱中且被预先测试。

优选地，在根据本发明的中压断路器中，控制箱包括用于容纳所述多个辅助装置的绝缘壳体和可连接到所述绝缘壳体的盖。

根据优选实施例，所述控制箱包括用于所述多个辅助装置的插接式连接的共同模制的配线。

另外，所述控制箱有利地包括用于连接到所述断路器的至少一个共同模制的插头-插座型（plug-sockettype）连接器。

在这种情况下，所述绝缘基部框架包括用于连接到所述控制箱的对应插头-插座连接器的至少一个共同模制的插头-插座型连接器。

为了实现通过致动器的直接操作，所述控制箱包括带有所述致动器的机械连接器。

有利地，所述控制箱包括用于发出所述断路器的状态和/或故障状态的信号的本地人机界面。

在所述控制箱包括用于容纳所述多个辅助装置的绝缘壳体和俄连接到所述绝缘壳体的盖的情况下，所述本地人机界面位于所述控制箱的所述盖上。

根据本发明的中压断路器的典型构造，所述辅助装置包括一个或更多线圈和/或一个或更多对辅助触头和/或弹簧储能电机。

在上述情况下，所述线圈包括一个或更多以下线圈：断路线圈、合闸线圈、分流线圈、欠压跳闸线圈或阻塞线圈。

根据本发明的中压断路器的优选实施例，可以预见所述线圈的至少一个能够以不同电压运行且执行不同功能。

优选地，所述控制箱包括可移除部，所述可移除部包括电路板，所述电路板包括诊断和控制电子元器件。以这种方式，能够执行将在以下描述中更详细说明的多个控制和诊断操作。

附图说明

从根据本发明的中压断路器的优选但非排它实施例的描述中，本发明进一步的特征和优势将显现出来，在附图中提供其非限制性示例，其中：

图1是具有部分切去部的根据本发明的中压断路器的第一实施例的示意性前视图；

图2是具有部分切去部的图1的中压断路器的示意性侧视图；

图3是根据本发明的中压断路器的控制箱的第一实施例的透视图；

图4是图3的控制箱的分解透视图；

图5是根据本发明的中压断路器的控制箱的第二实施例的透视图；

图6是图5的控制箱的第一分解透视图；

图7是图5的控制箱的第二分解透视图。

具体实施例方式

参考附图，由附图标记1表示的根据本发明的中压断路器在其较宽泛的定义中包括绝缘基部框架2，该基部框架方便地由绝缘材料的单个部件制成。

绝缘基部框架2支撑极组件；对于每个相，该极组件具有一中断单元，该中断单元容纳固定触头和可在断开位置与闭合位置之间往复地脱开连接/连接的可动触头（附图中未示出固定触头和可动触头）。

通常断路器1是三相断路器，因而包括三个中断单元3、4、5，其容纳可在断开和闭合位置之间往复地脱开连接/连接的对应固定/可动触头组。固定和可动触头可以是已知类型的传统触头，且因而将不进行详细描述。

断路器1与电力设备的电连接通常包括针对每个相的直接连接到中断单元3、4、5的连接插头31、41、51，以及可固定到绝缘基部框架2上且可与对应的中断单元3、4、5电连接的连接插头32、42、52。

根据本发明的断路器还包括用来致动所述断路器的断开和闭合操作的致动器6。致动器6通常包括通过运动链（未示出）与可动触头组件连接的致动机构。为了本发明的目的，致动器可以是已知类型的传统致动器，因此将不进行详细描述，因为已经是现有技术已知的。

本发明的中压断路器1的特征之一是所述断路器包括控制和诊断单元7，该单元传统上包括控制箱8。

控制箱8大致由容纳所述断路器1的多个辅助装置50、51、52、53、54、55和86的壳体81构成。

因而，本发明的中压断路器1具有如下的很大优势，即：所有附件或至少它们中的很大部分被一起成组地布置于控制箱8的壳体81内部。因此，控制箱8的整个组件可在定位在绝缘基部框架2之前与中断单元3、4和5、致动器6和运动链一起预先组装且预先测试，从而可靠地减少生产时间和成本。

优选地，如图1和图2所示，控制箱8、致动器6的致动机构和运动链可传统地被壳体25覆盖，该壳体25机械连接（例如通过夹子）到绝缘基部框架2。在上述图中，壳体25已被部分剖切以便示出控制箱8在绝缘基部框架2上的定位。

参考图3至图8，本发明的中压断路器1的优选实施例预见了控制箱8包括用于容纳所述多个辅助装置50、51、52、53、54、55和86的绝缘壳体81，控制箱8则进一步包括可连接到所述绝缘壳体81的盖82以便实现封闭的环境。

为了最少化组装过程，控制箱8传统地包括共同模制的（co-moulded）用于所述多个辅助装置50、51、52、53、54、55和86的插接式连接的配线。实际上，作为必须为辅助装置50、51、52、53、54、55和86进行单独配线的替换方案，配线和其连接器可以通过例如共同模制配线及连接器而被预先布置在控制箱中。然后辅助装置50、51、52、53、54、55和86可被简单和快速地插接入控制箱8的相应连接器中。

优选地，为了更快和更简单地使控制箱8与断路器1电连接，所述控制箱8传统地能够包括用于连接到所述断路器1的至少一个共同模制的插头-插座型连接器。实际上，例如插座的连接器能够被预先布置在控制箱8上，所述插座可与断路器侧的对应插头连接。也可以将插头连接器预先布置在控制箱8上，所述插头可与断路器侧的对应插座连接。

优选地，为了进一步最少化本发明的中压断路器1的组装过程，所述绝缘基部框架2包括预先布置的连接器，例如用于连接到预先设置在所述控制箱8上的上述对应插头-插座连接器的至少一个共同模制的插头-插座型连接器。

除了控制箱8到绝缘基部框架2上的机械固定以及控制箱与断路器的电连接，控制箱8可传统地还包括带有所述致动器6的机械连接器50。作为例子，所述机械连接器可被用于在辅助装置（例如弹簧储能电机）之一和致动器6之间传递运动或检测致动器的主操作轴的参数，例如主操作轴的位置和/或速度和/或加速度。

在根据本发明的中压断路器1的优选实施例中，所述控制箱8有利地包括用于发出所述断路器1的状态和/或故障状态的信号的本地人机界面63。例如，本地人机界面63可由适当定位在控制箱8的外部上以便由使用者可见的多个LED构成。

在这种情况下，如附图5到7所示，所述本地人机界面63优选被定位在所述控制箱8的所述盖82上。

在关注的辅助装置50、51、52、53、54、55和86的类型方面，各种各样的辅助装置都可被容纳在控制箱8内部。

例如，所述辅助装置50、51、52、53、54、55和86可包括一个或更多线圈51、52、53和54和/或一个或更多对辅助触头86和/或弹簧储能电机55。

作为例子，所述线圈51、52、53和54可包括一个或更多以下线圈：断路线圈、合闸线圈、分流线圈、欠压跳闸线圈或阻塞线圈。

根据本发明的中压断路器的特别优选实施例，所述线圈51、52、53和54的至少一个能够以不同电压运行且执行不同功能。换言之，通过适当控制所述线圈的一个或更多，能够使所述线圈用于不同目的，从而最小化所需的线圈数量且因此减少制造成本。

参考图5至图7，控制箱8优选还包括操控各种组件且允许进行自诊断的电子装置。

在这种情况下，所述控制箱8优选包括位于所述壳体81上的可移除部82，所述可移除部82包括电路板，所述电路板包括诊断和控制电子元器件。

诊断和控制电子元器件的存在允许进行多种功能，诸如跳闸线圈的控制、弹簧储能电机的控制、手车电机的控制、带有本地或远程报警的故障检测、监测驱动器的基本参数以确定其组件的老化、与电压和电流传感器的接口等。

从上文描述清楚地是，本发明的中压断路器相对于已知类型的中压断路器具有多个优点。

特别地，作为对辅助装置分别进行组装和配线的代替方案，在本发明的断路器中，辅助装置被一起成组地布置在控制箱8的壳体81内。因此控制箱8的整个组件在被定位在绝缘基部框架2中之前能被预先组装且预先测试。

采用上述解决方案，能够优化需求，例如最小化线圈的数量、获得更宽的电压范围、具有新的辅助触头等。

而且，绝缘基部框架2和控制箱8的使用相对于具有由多个金属部件制成的组装式基部框架的传统断路器具有多个优点。

作为第一个优点，由于实际上断路器的各组件（中断单元、致动器、控制箱）例如利用螺钉装置固定到绝缘基部框架2（所述绝缘基部框架2有利地被制造成单个部件），制造过程大大简化。

因而，为了组装各种部件，将中断单元3、4和5、致动器6和控制箱8定位在绝缘基部框架2内部就已足够。然后，固定装置例如螺钉装置可被用于将极中断单元3、4和5、致动器6和控制箱8固定到绝缘基部框架2。螺钉装置可被从绝缘基部框架2的底壁插入绝缘基部框架2的对应座中。因此，组装过程极简单，且能够高度自动化，从而能够减少制造时间和成本。

特别地，如上所述，用于制造断路器1的生产过程相对于传统断路器而言大大简化。事实上，断路器的各子部件（例如极组件、致动器、运动链）可被在断路器的主生产线外部预先组装。然后这些子部件被以很快和高度自动化的方式固定到绝缘基部框架。

如此构思的中压断路器可进行多种变型且可有多个变化，都落入本发明的范围内。而且，这里描述的所有部件可由其它技术上等同的元件代替。实际上，装置的部件材料和尺寸根据需要和现有技术的状态可以是任何类型。

Claims

1.一种中压断路器（1），其特征在于：所述断路器包括绝缘基部框架（2），所述绝缘基部框架支撑着：

极组件，对于每个相，所述极组件具有中断单元（3，4，5），所述中断单元容纳在断开位置与闭合位置之间可往复脱开连接/连接的固定触头和可动触头；

致动器（6），所述致动器用于致动所述断路器（1）的断开和闭合操作；和

控制和诊断单元（7），所述控制和诊断单元包括控制箱（8），所述控制箱具有壳体（81），所述壳体容纳所述断路器（1）的多个辅助装置（50，51，52，53，54，55，86）。

2.根据权利要求1的中压断路器（1），其特征在于:所述控制箱（8）包括用于容纳所述多个辅助装置（50，51，52，53，54，55，86）的绝缘壳体（81）和能够连接到所述绝缘壳体（81）的盖（82）。

3.根据权利要求1或2的中压断路器(1)，其特征在于：所述控制箱（8）包括用于所述多个辅助装置（50，51，52，53，54，55，86）的插接式连接的共同模制的配线。

4.根据前述权利要求的一个或更多的中压断路器（1），其特征在于：所述控制箱（8）包括用于连接到所述断路器（1）的至少一个共同模制的插头-插座型连接器。

5.根据权利要求4的中压断路器(1)，其特征在于：所述绝缘基部框架（2）包括至少一个共同模制的插头-插座型连接器，以用于连接到所述控制箱（8）的对应插头-插座型连接器。

6.根据前述权利要求的一个或更多的中压断路器（1），其特征在于：所述控制箱（8）包括带有所述致动器（6）的机械连接器（50）。

7.根据前述权利要求的一个或更多的中压断路器（1），其特征在于：所述控制箱（8）包括用于发出所述断路器（1）的状态和/或故障状态的信号的本地人机界面（63）。

8.根据权利要求2和7的中压断路器（1），其特征在于：所述本地人机界面（63）位于所述控制箱（8）的所述盖（82）上。

9.根据前述权利要求的一个或更多的中压断路器（1），其特征在于：所述辅助装置（50，51，52，53，54，55，86）包括一个或更多线圈（51，52，53，54）和/或一个或更多对辅助触头（86）和/或弹簧储能电机（55）。

10.根据权利要求9所述的中压电路器（1），其特征在于：所述线圈（51，52，53，54）包括一个或更多以下线圈：断路线圈、合闸线圈、分流线圈、欠压跳闸线圈或阻塞线圈。

11.根据权利要求9或10的中压断路器（1），其特征在于：所述线圈（51，52，53，54）的至少一个能够以不同电压运行且执行不同功能。

12.根据前述权利要求的一个或更多的中压断路器（1），其特征在于：所述控制箱（8）包括可移除部（82），所述可移除部处于壳体（81）内部且包括电路板，所述电路板包括诊断和控制电子元器件。