CN102844831A

CN102844831A - 保持器、真空断续器及包含它们的电气开关装置

Info

Publication number: CN102844831A
Application number: CN2011800204802A
Authority: CN
Inventors: D·J·曼根; B·A·罗森克兰斯; E·D·史密斯
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: CA2790731A1; CN102844831B; EP2539911A1; KR20120132518A; CA2790731C; JP2013520780A; US20110204030A1; US8269130B2; EP2539911B1; KR101715980B1; JP5766215B2; WO2011104619A1

Abstract

本发明涉及一种真空断续器（6），包括：具有第一开口端（58）和第二开口端（60）的一定数量的绝缘管（38）；固定在第一开口端的第一端部部件（42）；固定在第二开口端的第二端部部件（40）；安装在延伸穿过所述第二端部部件的固定电极（48）上的固定触点（46）；保持器（2）；以及可动触点（59）。该保持器包括具有多个支脚（10）和一开口（12）的刚性保持器（8），和具有较小的开口（16）的绝缘套管（14）。绝缘套管被模制在刚性保持器的一部分上。所述较小的开口在刚性保持器的开口内并构造成接纳可动电极。可动触点安装在延伸穿过第一端部部件和较小的开口的可动电极上。可动触点能轴向地往复移动以与固定触点接触和分离。

Description

保持器、真空断续器及包含它们的电气开关装置

技术领域

所公开的概念总体上涉及用于保护电力线路的真空断续器（vacuuminterrupter），更具体地涉及包括可动电极的真空断续器或真空封壳（vacuum envelope）。所公开的概念还涉及用于真空断续器的可动电极的保持器。所公开的概念还涉及包括一定数量的真空断续器的电气开关装置，诸如真空电路断续器。

背景技术

真空断续器包括布置在绝缘并密闭地密封的真空室内的可分离主触点。真空室通常包括用于电绝缘的一定数量的陶瓷区段（例如一定数量的管状陶瓷部分），其盖有一定数量的端部部件（例如但不限于金属构件，诸如金属端板；端盖；密封杯）以形成可在其中抽真空的封壳。陶瓷区段通常是圆柱形的；然而，可使用其它合适的截面形状。通常采用两个端部部件。在存在多个陶瓷区段的情况下，在陶瓷区段之间布置有内部中心屏蔽层。

真空电路断续器（例如但不限于真空断路器；真空开关；负载断路开关）为电气系统提供对诸如电流过载、短路和低电平电压状况之类的电气故障状况的防护。通常，真空电路断续器包括弹簧驱动的或其它合适的操作机构，该机构响应于异常状况打开一定数量的真空断续器内部的电触点，以中断流过电气系统中的导体的电流。

真空断续器的主触点通过电极杆（electrode stem）与要由真空电路断续器保护的外部电路电气连接，所述电极杆通常为由高纯度铜制成的长形部件。通常，触点中的一个相对于真空室及外部电路被固定。固定的触点在延伸穿过一个端部部件的第一电极上安装在真空封壳中。另一个触点可相对于真空封壳移动。可动触点安装在可轴向滑动地穿过另一个端部部件的可动电极上。可动触点由操作机构驱动，并且操作机构的运动由包括密封的金属膜盒（bellows）的联接器传递到真空封壳内部。固定和可动触点形成一对可分离的触点，该对触点通过可动电极响应位于真空封壳外部的操作机构的运动而打开和闭合。所述电极、端部部件、膜盒、（一个或多个）陶瓷外壳和内部屏蔽层（如果有的话）被接合在一起，以形成能在延长的时间期间内将真空维持在合适的水平的真空断续器。

用于真空断续器的可动电极的套管的已知技术采用与可动电极接触的塑料套管和将套管保持在适当位置的金属保持器。例如，塑料套管和金属保持器包括匹配的八边形特征结构，塑料套管和可动电极布置在真空断续器的底部（或顶部）并从其突出，并且金属保持器布置在塑料套管的底部（或顶部）。金属保持器的一部分被点焊在一个真空断续器端部部件或密封杯上。

一些真空断续器在位于真空断续器的底部（或顶部）的可动电极附近采用安装螺柱，以用于安装在真空电路断续器结构上。可动电极与安装螺柱之间的有限空间妨碍了塑料套管和金属保持器的使用，这是因为塑料套管需要一些配合特征结构以便金属保持器能刚性地保持塑料套管。

对于可动电极采用保持器和套管的真空封壳和真空断续器存在改进的空间。

采用包括用于可动电极的保持器和套管的真空断续器的真空电路断续器也存在改进的空间。

用于真空断续器的可动电极的保持器和套管存在进一步的改进空间。

发明内容

通过所公开的概念的实施例来满足这些需要和其它需要，所述实施例提供了包括多个支脚和一开口的刚性保持器，以及包括开口的绝缘套管。绝缘套管开口小于刚性保持器开口。绝缘套管被模制在刚性保持器的一部分上。绝缘套管开口在刚性保持器开口内并构造成接纳可动电极。

根据所公开的概念的一个方面，一种真空断续器包括：一定数量的绝缘管，其包括第一开口端和第二开口端；第一端部部件，其被固定在所述一定数量的绝缘管的第一开口端；第二端部部件，其被固定在所述一定数量的绝缘管的第二开口端；固定触点，其被安装在延伸穿过第二端部部件的固定电极上；保持器，其包括：包括多个支脚和一开口的刚性保持器，以及包括一开口的绝缘套管，其中绝缘套管的开口小于刚性保持器的开口，绝缘套管被模制在刚性保持器的一部分上，绝缘套管的开口在刚性保持器的开口内，并且绝缘套管的开口构造成接纳可动电极；和可动触点，其被安装在延伸穿过第一端部部件并延伸穿过绝缘套管的开口的可动电极上，该可动触点能轴向地往复移动以与固定触点接触和分离。

绝缘套管还可包括限定绝缘套管的开口的导管部分。导管部分可包括具有第一直径的第一端和具有第二直径的相反的第二端，所述第二直径大于所述第一直径。刚性保持器的多个支脚可远离相反的第二端延伸并且可远离绝缘套管的导管部分延伸。

刚性保持器的多个支脚中的每一个都可包括远离相反的第二端延伸并远离绝缘套管的导管部分延伸的第一部分、远离第一部分延伸并朝向第一端延伸的第二部分、和远离第二部分延伸并远离绝缘套管的导管部分延伸的第三部分。

第三部分可布置在第一端与相反的第二端之间；所述多个支脚中的每一个的第三部分可被固定在第一端部部件上；导管部分的第一端可延伸到第一端部部件中；并且导管部分的相反的第二端可远离第一端部部件延伸。

第一端部部件可包括远离第一端部部件延伸并远离所述一定数量的绝缘管的第一开口端延伸的多个安装部件；可动电极可布置在所述多个安装部件之间；并且所述多个支脚中的每一个可在所述多个安装部件中的相邻一对之间延伸。

作为所公开的概念的另一个方面，一种保持器用于可动电极。该保持器包括：刚性保持器，其包括多个支脚和一开口；以及包括一开口的绝缘套管，其中绝缘套管的开口小于刚性保持器的开口，绝缘套管被模制在刚性保持器的一部分上，绝缘套管的开口在刚性保持器的开口内，并且绝缘套管的开口构造成接纳可动电极。

作为所公开的概念的另一方面，一种电气开关装置包括：真空断续器，其包括：一定数量的绝缘管，所述绝缘管包括第一开口端和第二开口端；第一端部部件，其被固定在所述一定数量的绝缘管的第一开口端；第二端部部件，其被固定在所述一定数量的绝缘管的第二开口端；固定触点，其被安装在延伸穿过第二端部部件的固定电极上；保持器，其包括：包括多个支脚和一开口的刚性保持器，以及包括一开口的绝缘套管，其中绝缘套管的开口小于刚性保持器的开口，绝缘套管被模制在刚性保持器上，绝缘套管的开口在刚性保持器的开口内，并且绝缘套管的开口构造成接纳可动电极；可动触点，其被安装在延伸穿过第一端部部件并延伸穿过绝缘套管的开口的可动电极上，该可动触点能轴向地往复移动以与固定触点接触和分离；和操作机构，其构造成使可动电极轴向地往复移动并使可动触点移动以与固定触点接触和分离。

附图说明

当结合附图阅读以下对优选实施例的描述，可以充分理解所公开的概念，在附图中：

图1是根据所公开的概念的实施例的用于真空断续器的保持器的等轴测视图。

图2是沿着图1的线2-2的包覆成型（over molded）的保持器的截面图。

图3是图1的包覆成型的保持器的顶视平面图。

图4是图1的包覆成型的保持器的底视平面图。

图5是图1的金属保持器的顶视平面图。

图6是沿着图5的线6-6的金属保持器的截面图。

图7是根据所公开的概念的实施例的真空断续器的垂直立视图。

图8是图7的真空断续器的顶视平面图。

图9是图7的真空断续器的底视平面图。

图10是包括图7的真空断续器的真空电路断续器的简化垂直立视图。

具体实施方式

如文中所用，术语“数量”是指一或大于一的整数（即，多个）。

将结合真空电路断续器描述所公开的概念，但是所公开的概念适用于具有任何数量的极的范围广泛的电气开关装置。

参照图1-4，其中示出了用于真空断续器6（图7）的可动电极4（图7）的保持器2。保持器2包括刚性保持器8（图5和6中最佳示出）和绝缘套管14，所述刚性保持器8包括多个支脚10和一个开口12，所述绝缘套管14包括一个开口16。绝缘套管14的开口16小于刚性保持器8的开口12。绝缘套管14被模制在刚性保持器8的一部分上。绝缘套管14的较小开口16在刚性保持器8的较大开口12内。绝缘套管14的开口16构造成接纳可动电极4（图7）。

例如但不作为限制，刚性保持器8可以由金属（例如但不限于，不锈钢）制成。例如但不作为限制，绝缘套管14可以由合适的热塑性树脂（诸如Nylatron

GS-HS 44769AA）制成。示例性的包覆成型的保持器2包括嵌入热塑性树脂套管14中的示例性的不锈钢保持器8，所述热塑性树脂套管14被模制在不锈钢保持器8的一部分上。

示例性的绝缘套管14包括限定绝缘套管开口16的导管部分18。导管部分18包括具有第一直径22的第一端20和具有第二直径26的相反的第二端24，所述第二直径26大于所述第一直径22。刚性保持器支脚10（例如但不限于，示出了四个支脚10）远离相反的第二端24延伸并远离绝缘套管导管部分18延伸。

如图2最佳所示，每个刚性保持器支脚10包括远离相反的第二端24延伸并远离导管部分18延伸的第一部分28、远离第一部分28延伸并朝向第一端20延伸的第二部分30和远离第二部分30延伸并远离导管部分18延伸的第三部分32。第三部分32布置在第一端20与相反的第二端24之间。

如图3最佳所示，绝缘套管14的开口16包括具有一定数量的平坦表面（例如但不限于，示出了两个平坦表面34、36）的大致圆形截面，所述平坦表面防止了可动电极4（以虚线示出）的扭转运动。可动电极4包括具有相同数量的平坦表面34′、36′的与绝缘套管14相同的大致圆形截面。应理解的是，绝缘套管14和可动电极4协作以维持图7的真空封壳44中的真空。

可选地，绝缘套管14可以采用不同于所公开的平坦表面34、36的键槽（未示出）或任何其它合适的结构作为用于防止可动电极4扭转的机构。

所公开的绝缘套管14用于在操作期间引导可动电极4，同时提供用于防止可动电极4扭转的一定数量的特征结构，诸如所公开的平坦表面34、36。

参照图7-9，真空断续器6包括绝缘管，诸如示例性的一定数量的陶瓷管38，该绝缘管与端部部件40和42（例如但不限于，密封杯）一起形成真空封壳44。固定触点46（在图10中以隐藏线示出）安装在固定电极48上，该固定电极48延伸穿过端部部件40。可动触点50（在图10中以隐藏线示出）由可动电极4承载并延伸穿过另一个端部部件42。固定触点46和可动触点50形成可分离触点52（在图10中以隐藏线示出），所述可分离触点在闭合时接通固定电极48与可动电极4之间的电路，而在由于可动电极4的轴向移动打开时中断流过真空断续器6的电流。通过在真空封壳44外部连接到可动电极4的操作机构54（图10），可动电极4被轴向移动以打开和闭合可分离触点52。

尽管示出了两件式陶瓷管38（例如但不限于，上部陶瓷管和下部陶瓷管，并且中心屏蔽凸缘夹在二者之间），但所公开的概念可应用于包括一定数量的陶瓷或玻璃管的真空断续器。

如图9最佳所示，保持器2的每个刚性保持器支脚10的第三部分32被适当地固定（例如但不限于，点焊）在端部部件42上。该端部部件42包括远离端部部件42延伸并远离陶瓷管38（图7）的开口端58（图7）延伸的多个（例如但不限于，示出了四个示例性安装部件56）安装部件56（例如但不限于，螺柱）。可动电极4布置在安装部件56之间。每个支脚10在相邻的一对安装部件56之间延伸。

如图7中的隐藏线图所示，绝缘套管14的导管部分18（图2）的第一端20延伸到端部部件42中。导管部分18的相反的第二端24远离端部部件42延伸。

真空断续器6的陶瓷管38包括第一开口端58和相反的第二开口端60。第一端部部件42被固定在第一开口端58上，第二端部部件40被固定在陶瓷管38的相反的第二开口端60上。

如图10最佳所示，固定触点46（以隐藏线示出）被安装在固定电极48上并延伸穿过第二端部部件40。可动触点50（以隐藏线示出）能够轴向地往复移动以与固定触点46接触和分离。

图10示出了电气开关装置，诸如示例性的真空电路断续器100，其包括图7的真空断续器6。真空电路断续器100包括操作机构54，其构造成使可动电极4轴向地往复移动并使可动触点50移动以与固定触点46接触和分离。真空断续器6以可动电极4朝下（相对于图10）的方式被组装在示例性真空电路断续器100中。可选地，所公开的概念可应用于其中可动电极4朝向任何合适的方向（例如但不限于，朝上（相对于图10））的构型。

所公开的保持器2提供了相对更牢固的套管/保持器。绝缘套管14内部的刚性保持器8增强了绝缘套管14。这与已知的现有技术真空断续器套管相比提供了更有效的空间利用。这也提供了示例性真空断续器6的容易的组装。

虽然已详细描述了所公开的概念的特定实施例，但本领域的技术人员应理解，可借鉴公开内容的全部教导设想这些细节的各种改型和变型。因此，所公开的具体设置仅为说明性的而非限制所公开的概念的范围，所述范围由所附权利要求及其任何和全部等效方案的全部涵盖内容给出。

Claims

1.一种真空断续器（6），包括：

包括第一开口端（58）和第二开口端（60）的一定数量的绝缘管（38）；

固定在所述一定数量的绝缘管的所述第一开口端的第一端部部件（42）；

固定在所述一定数量的绝缘管的所述第二开口端的第二端部部件（40）；

安装在延伸穿过所述第二端部部件的固定电极（48）上的固定触点（46）；

保持器（2），所述保持器（2）包括：

包括多个支脚（10）和一开口（12）的刚性保持器（8）；和

包括一开口（16）的绝缘套管（14），

其中，所述绝缘套管的开口小于所述刚性保持器的开口，

其中，所述绝缘套管被模制在所述刚性保持器的一部分上，

其中，所述绝缘套管的所述开口在所述刚性保持器的所述开口内，以及

其中，所述绝缘套管的所述开口构造成接纳可动电极（4）；和

可动触点（50），所述可动触点（50）安装在延伸穿过所述第一端部部件并延伸穿过所述绝缘套管的开口的所述可动电极上，所述可动触点能够轴向地往复移动以与所述固定触点接触和分离。

2.根据权利要求1所述的真空断续器（6），其特征在于，所述刚性保持器由金属制成。

3.根据权利要求1所述的真空断续器（6），其特征在于，所述刚性保持器由不锈钢制成。

4.根据权利要求1所述的真空断续器（6），其特征在于，所述绝缘套管由热塑性树脂制成。

5.根据权利要求1所述的真空断续器（6），其特征在于，所述绝缘套管还包括限定所述绝缘套管的所述开口的导管部分（18）。

6.根据权利要求5所述的真空断续器（6），其特征在于，所述导管部分包括具有第一直径（22）的第一端（20）和具有第二直径（26）的相反的第二端（24），所述第二直径大于所述第一直径。

7.根据权利要求6所述的真空断续器（6），其特征在于，所述刚性保持器的所述多个支脚远离所述相反的第二端延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸。

8.根据权利要求7所述的真空断续器（6），其特征在于，所述刚性保持器的所述多个支脚中的每一个都包括远离所述相反的第二端延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸的第一部分（28）、远离所述第一部分延伸并朝向所述第一端延伸的第二部分（30）和远离所述第二部分延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸的第三部分（32）。

9.根据权利要求8所述的真空断续器（6），其特征在于，所述第三部分布置在所述第一端与所述相反的第二端之间；所述多个支脚中的每一个的所述第三部分被固定在所述第一端部部件上；所述导管部分的所述第一端延伸到所述第一端部部件中；所述导管部分的所述相反的第二端远离所述第一端部部件延伸。

10.根据权利要求1所述的真空断续器（6），其特征在于，所述第一端部部件包括远离所述第一端部部件延伸并远离所述一定数量的绝缘管（38）的所述第一开口端延伸的多个安装部件（56）；所述可动电极（4）布置在所述多个安装部件之间；所述多个支脚中的每一个都在所述多个安装部件中的相邻一对之间延伸。

11.一种用于可动电极（4）的保持器（2），所述保持器包括：

包括多个支脚（10）和一开口（12）的刚性保持器（8）；和

包括一开口（16）的绝缘套管（14），

其中，所述绝缘套管的开口小于所述刚性保持器的开口，

其中，所述绝缘套管被模制在所述刚性保持器的一部分上，

其中，所述绝缘套管的所述开口构造成接纳可动电极。

12.根据权利要求11所述的保持器（2），其特征在于，所述刚性保持器由金属制成。

13.根据权利要求11所述的保持器（2），其特征在于，所述刚性保持器由不锈钢制成。

14.根据权利要求11所述的保持器（2），其特征在于，所述绝缘套管由热塑性树脂制成。

15.根据权利要求11所述的保持器（2），其特征在于，所述绝缘套管还包括限定所述绝缘套管的所述开口的导管部分（18）。

16.根据权利要求15所述的保持器（2），其特征在于，所述导管部分包括具有第一直径（22）的第一端（20）和具有第二直径（26）的相反的第二端（24），所述第二直径大于所述第一直径。

17.根据权利要求16所述的保持器（2），其特征在于，所述刚性保持器的所述多个支脚远离所述相反的第二端延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸。

18.根据权利要求17所述的保持器（2），其特征在于，所述刚性保持器的所述多个支脚中的每一个都包括远离所述相反的第二端延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸的第一部分（28）、远离所述第一部分延伸并朝向所述第一端延伸的第二部分（30）和远离所述第二部分延伸并远离所述绝缘套管的所述导管部分延伸的第三部分（32）。

19.根据权利要求18所述的保持器（2），其特征在于，所述第三部分布置在所述第一端与所述相反的第二端之间。

20.一种电气开关装置（100），包括：

真空断续器（6），所述真空断续器（6）包括：

保持器（2），所述保持器（2）包括：

包括多个支脚（10）和一开口（12）的刚性保持器（8）；和

包括一开口（16）的绝缘套管（14），

其中，所述绝缘套管的开口小于所述刚性保持器的开口，

其中，所述绝缘套管被模制在所述刚性保持器上，

可动触点（50），所述可动触点（50）安装在延伸穿过所述第一端部部件并延伸穿过所述绝缘套管的开口的所述可动电极上，所述可动触点能够轴向地往复移动以与所述固定触点接触和分离；和

操作机构（54），所述操作机构（54）构造成使所述可动电极轴向地往复移动并使所述可动触点移动以与所述固定触点接触和分离。

21.根据权利要求20所述的电气开关装置（100），其特征在于，所述绝缘套管的开口包括具有一定数量的平坦表面（34，36）的总体圆形的截面；所述可动电极（4）包括具有相同数量的平坦表面（34′，36′）的与所述绝缘套管相同的总体圆形的截面。

22.根据权利要求20所述的电气开关装置（100），其特征在于，所述第一端部部件包括远离所述第一端部部件延伸并远离所述一定数量的绝缘管（38）的所述第一开口端延伸的多个安装部件（56）；所述可动电极（4）布置在所述多个安装部件之间；所述多个支脚中的每一个都在所述多个安装部件中的相邻一对之间延伸。