CN102870297A - 用于电气开关设备的端子 - Google Patents

Abstract

一种用于电气开关设备的端子，该端子包括包括电绝缘材料且具有限定空腔的内表面的外壳装置（3）；和第一端子电触点（6’），其包含在外壳装置中用于与可插入空腔中的电气元件（4’）进行电连接。第一端子电触点位于形成于内表面中的第一凹部（40）内且与外壳装置的内表面齐平。

Description

用于电气开关设备的端子

技术领域

本发明涉及用于电气开关设备的端子。

背景技术

众所周知，开关设备是开关、总线、保险丝和用来在电气设施例如电力变电站使电气设备绝缘的其他元件的集成组件。开关设备用来使设备断电以容许进行工作和消除开关设备下游的故障。开关设备通常容纳在设施的金属机柜中。

在公知的设施中，在所谓“固定式开关设备”和所谓“可抽出式开关设备”之间存在差别。在固定式开关设备中，主电路断路器通过紧固件例如螺栓紧固在设施内并且在不使用工具松开紧固件的情况下不能被从设施移除。在可抽出式开关设备中，另外的构造特征使得能用最少的工具或不使用工具将主电路断路器从设施抽出（和将其放回原处）。因而，在可抽出式开关设备中，为了维护或更换或者为了容易接近设施中的其他元件，能迅速移除主电路断路器。

传统的开关设备包括若干电端子或电极，典型地是两个或更多，它们彼此电绝缘，并且包括包含电触点的绝缘外壳。绝缘外壳可以由环氧树脂制成。在一种已知的装置中，一个这种端子具有用于总线或供电轨的电触点，另一个这种端子具有用于通向负载的电缆连接件的电触点。通过将电路断路器的一对电触点中相应的一个插入每个端子外壳中而在总线和负载之间建立电气连接。以这种方式，一个电路断路器的触点接合端子之一的触点，另一个电路断路器的触点接合另一个端子的触点以便在总线和负载之间通过断路器建立电力路径。每个端子的外壳的形状大体上是具有圆形横截面的圆锥形。在空气绝缘的开关设备中，为了绝缘的目的，端子必须分开一定间隙。

US3889722描述了一种用于多相高压开关设备的塑料绝缘开关单元，该开关单元包括限定了圆柱形空腔的绝缘外壳和在所述外壳内壁的固定的环形触点。一个抽出式切换设备包括凸出的管状电极，其具有操作机构。管状电极包括安装在其外侧上的环形接触片。切换设备可在完全插入位置和绝缘位置之间移动。在US3889722中，固定的环形触点均位于形成于绝缘外壳内表面中的凹部内。

希望提供一种改进的用于电气开关设备的端子，特别是容许更紧凑的开关设备的端子。

发明内容

根据本发明，提供了一种如权利要求1所述的用于电气开关设备的端子。使端子触点位于形成于外壳内壁中的凹部内，其中端子触点与内表面齐平，这意味着由内壁限定的空腔的直径可被最佳地减小，因为它不必容纳端子触点。有利地，减小空腔的直径意味着端子的直径也可以减小（即使不是端子圆周的全部，也是端子圆周的大部分），这提供了更紧凑的端子。

第一端子电触点例如可以用于总线、负载连接或接地之一。

根据本发明，还提供了一种用于电气开关设备的开关装置，开关装置包括这种端子和可移动到空腔中以与任一端子电触点产生滑动电接触的电气元件。元件可以是电路断路器。

根据本发明，还提供了电气开关设备，其包括一个或多个这种端子或者一个或多个这种开关装置。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1a是开关装置的侧视剖视图的示意性图解，其中电路断路器处于第一位置中；

图1b是开关装置的侧视剖视图的示意性图解，其中电路断路器处于第二位置中；

图1c是开关装置的剖视图的示意性图解，其中电路断路器处于第三位置中；

图2a至2d是各种开关构形中的开关装置的电路图；

图3a是包括开关装置的电气开关设备的内部的侧视图，其中电路断路器被表示为处于第一位置中；

图3b是包括开关装置的电气开关设备的内部的侧视图，其中电路断路器被表示为处于第二位置中；

图3c是包括开关装置的电气开关设备的内部的侧视图，其中电路断路器被表示为处于第三位置中；

图3d是电气开关设备内部的透视图；

图4a是电气开关设备内部的示意性前视图；

图4b是电气开关设备内部的示意性前视图，其是图3和4a中所示的电气开关设备的变型。

具体实施方式

参考图1a至1c，用于电气开关设备2的开关装置1包括电极或端子3和电路断路器4。端子3固定在开关设备2内并且包括外壳，外壳由直径基本上相等的第一、第二和第三电绝缘管状部分3a、3b、3c构成，其将在下面更详细地说明，其具有基本上椭圆形的横截面，并且沿着公共轴线A纵向间隔开。三个管状部分例如可以由环氧树脂材料形成，三个管状部分3a、3b和3c中的每一个都具有位于其内侧的相应的电触点5、6、7。第一部分3a具有母线触点5，用于产生与开关设备2的电气总线8的电连接，第二部分3b具有电缆触点6，用于产生与开关设备2的电缆（未示出）以及进一步与负载（未示出）的电连接，第三部分3c包括接地触点7，用于产生接地电连接。在该例子中，导电触点5、6、7由金属优选为铜形成，其中电缆触点6和接地触点7是环形的并且布置在第二和第三绝缘部分3b、3c各自的内表面上，母线触点5是杯形的并且具有与母线8相连的基部5a和布置在第一绝缘部分3a的内表面上的侧部5b。

电路断路器4，其可以是真空断续器，优选地大体上是圆柱形的，并且沿着轴线A纵向布置且可在端子3内部之内和之外移动。如果断路器4是真空断续器（其对于这种设备是标准的），则它包括被封装在真空室4b内的两个内部电触点4a，一个是固定的而另一个是可移动的，还包括断路器致动器组件9，其用于在检测到故障（例如过电流）的情况下使可移动触点移动远离固定触点以断开（即跳闸）断路器4。

在该实施例中，电路断路器4在其相应端部还包括第一和第二外部电触点10、11，每个外部电触点优选地是位于相应环形槽（未示出）内的环形金属（例如铜）圈（coil），环形槽在断路器4的外径上延伸，但是不同的触点装置也是可能的，例如，衬垫形的触点。

开关装置1还包括动力驱动机构12，用于使电路断路器4在端子3内在图1a中所示的第一位置和图1b中所示的第二位置之间线性移动。

能看到，外壳的内表面限定了空腔，断路器4可移动通过该空腔。

在第一位置中，第一触点10可滑动地接合母线触点5且第二触点11可滑动地接合电缆触点6。因而，如图2a的电路图中所示，当电路断路器4处于第一位置中且闭合（即，内部触点4a闭合）时，母线8经由断路器4电连接到电缆触点6以便开关设备装置1能向负载（未示出）供电。如图2b中所示，当电路断路器4处于第一位置中但它断开（即，内部触点4a断开）时，母线8通过断路器4与电缆触点6电分离，开关设备装置1不能向负载（未示出）供电。

在第二位置中，第一触点10可滑动地接合电缆触点6且第二触点11可滑动地接合接地触点7。因而，如图2c的电路图中所示，当电路断路器4处于第二位置中且断开时，电缆触点6与母线8和接地触点7电分离。如图2d中所示，当电路断路器4处于第二位置中但闭合时，电缆触点6与母线8电分离，但经由电路断路器4电连接到接地。在第二位置的这些构形之一或其他构形中，可以进行元件的维护或测试。

图1c示出了处于第三位置中的电路断路器4，其中它被从开关设备装置1抽出。可以通过驱动机构12在该位置和第二位置之间沿着轴线A驱动电路断路器4。作为选择，电路断路器4和驱动机构12可以被构造为整体单元，人操作者可以在第二和第三位置之间手动地操纵它或它可以在第二和第三位置之间被动力驱动。

可选地，提供遮挡板13，其可被拉入图1b所示的位置中，作为母线触点5和断路器4之间的物理屏障，以便能对断路器进行测试。

外壳可以是透明的以容许容易地视觉检查元件。

图3a至3c表示机柜20内部的侧视图，机柜20容纳体现本发明的空气绝缘的中压电气开关设备2。图3d表示机柜20内部的透视图。在图3a至3d中，与已经结合图1a至1c描述的特征相同的特征被赋予与图1a至1c中相同的附图标记。

机柜20被内部挡板25划分成多个舱21至24，这些舱包含开关设备2的内部元件。开关设备2是三相系统，因此在上面后部的部分21中包括三个导电母线8。

每个母线8设有图2a至图2c中所示类型的端子3，其从上面后部的舱21伸出，横跨上面中间的舱22，到达上面前部的舱23。也是图2a至2c中所示类型的电路断路器4与每个端子3相关联。如图中所示，每个端子3的第一管状部分3a部分地位于上面后部的舱21中且部分地位于上面中间的舱22中并贯穿了将这两个舱隔开的挡板25a；每个端子3的第二管状部分3b被支撑在上面中间的舱22中；每个端子3的第三管状部分3c位于上面前部的部分23中且限定了通过挡板25b的缝隙（在图3c中最好地看到），挡板25b将上面前部的部分23和上面中间的部分22分开。

底部的舱24包含三组三个电缆终端26（在图3a至3c中仅仅可见三组中的一组），其可连接到通向负载（未示出）的电缆（未示出）。每组三个电缆终端26都连接到三个导线27中相应的一个，导线通向相应的一个端子3的电缆触点6。每个导线27可以配备有测量设备28，例如变流器、变压器或其他这种设备。

用于在图3a（和图1a）中所示的第一位置和图3b（和图2b）中所示的第二位置之间驱动每个电路断路器4的驱动装置12包含在上面前部的舱23中。在该实施例中，驱动装置12包括安装在轨道系统29a（看图3d）上的动力驱动的托架单元29，其支撑断路器4，并且被在轨道系统上来回驱动以使断路器4在第一和第二位置之间一致地移动。如上面说明的，断路器4的移动是基本上线性的。

在第一位置中，每个母线8经由母线触点5、断路器4、电缆触点6和导线27连接到三组电缆终端26中相应的一组。在第二位置中，每组三个电缆终端26经由相应的导线27、相应的电缆触点6、相应的断路器4和相应的接地触点7连接到接地连接件。接地触点7经由挡板25b和金属机柜20连接到接地连接件30。

图3c表示第三位置，其中断路器4被从开关设备组件抽出。在该实施例中，断路器4和驱动装置12形成可容易地从开关设备2移除的整体单元。

如在图3d中最好地看到的，端子3平行地且相对于机柜的侧部对角地布置在机柜20内，断路器4对应地布置。与通过平行地且水平地或垂直地布置端子3和断路器4所获得的情况相比，这提供了更紧凑的布置。

图4a表示穿过三个端子3的第二部分3b的前视横截面图（虽然为了简单，仅仅在一个上示出了内部细节，但内部细节对于所有三个部分都是相同的）。可以看到，每个外壳部分3b在基本上垂直于其纵轴（即，垂直于页面的轴）的平面上具有基本上圆形的横截面。图4a示出了具有插入其中的断路器4的每个外壳部分3b，断路器4处于第一位置中。

在该例子中，每个电缆触点6都是插入外壳部分3b中的导电管或环并且与外壳部分3b同轴。每个外壳部分3b的内部半径和每个电缆触点6的外部半径基本上相同，因此每个电缆触点6紧贴地配合在外壳部分3b中。每个断路器4大体上是圆柱形的并且其第一和第二触点11（在图4a中仅第二触点11可见）是金属圈，每个金属圈都位于在断路器4外径上延伸的相应环形槽（未示出）中。

应该懂得，端子触点和外部断路器触点11之间的配合是这样的，即断路器4可以在外壳中在第一和第二位置之间滑动。

尽管未示出，但是穿过第一部分3a或第三部分3c的对应横截面看起来会与图4a中所示的相同。

如所示的，为了绝缘的目的，在三个不同相的开关装置中相邻的开关装置之间和在两个外相和接地的每个开关装置之间保持距离x。

图4b表示穿过三个端子3’的第二部分3b’的前视横截面图，其中端子3’的端子触点的布置方式与上面描述的不同。在该布置中，每个第二部分3b’包括形成于其内表面中的凹部40且电缆触点6’位于凹部40内。凹部40及其相关联的触点6’部分地在内壁的圆周上延伸，在该例子中，其限定了一个弧形，该弧形关于第二部分3b’的中心对着大约30度的角度。

尽管未示出，但凹部40及其触点7’也沿着端子部分3b的轴向方向延伸某一长度。关于该布置应该懂得，每个触点7’是一个上表面稍微弯曲的条，其上表面与第二部分3b的内壁齐平。

可选地，第二部分3b’的厚度可以在其圆周上变化，在触点7’周围的区域中较厚。这个额外的厚度增大了触点周围的部分3b’的刚性。对于触点7’由较重金属如铜而不是较轻金属如铝形成的例子，这可能是有利的。

在图4b所示的布置中，每个第二部分3b’的横截面大体上是椭圆形的，尽管其也可以是圆形的或甚至某一其他形状。

尽管未示出，但每个端子3’包括与上面描述的部分3a和3b一致的第一和第三部分，除了这些部分的横截面形状和其中端子触点的布置与图4b的布置一致之外。

每个断路器4’在其相应端部包括第一和第二外部电触点11’（在图4b中仅示出了第二外部电触点），其每个都部分地在断路器4’的外径上延伸并且具有基本上匹配外壳触点的宽度和长度的宽度和长度。

将端子触点定位在形成于外壳内壁中的凹部内意味着由内壁限定的空腔的直径可被减小，因为它不必容纳端子触点。有利地，减小空腔的直径意味着端子的直径也可以减小（即使不是端子圆周的全部，也是端子圆周的大部分），这提供了更紧凑的端子。

如4b中所示，在三个不同相中相邻的相之间和两个外相之间也保持绝缘间隙x，但由于每个外壳部分的外径小于图4a中的每个外壳部分的外径，所以图4b的布置更紧凑。为了比较，图4b的中间端子周围的虚线表示具有图4a布置的端子的较大外径。

在该例子中，端子基本上平行地布置在开关设备中并且沿着对角线Y-Y间隔开。这是特别有空间效率的布置。然而，应该懂得，端子也可以具有替换的空间布置，例如，布置在水平或垂直线上且仍然提供更有空间效率的开关设备。

实际上，包括单个端子的开关设备可以被制造得比也包括单个端子但具有传统圆形横截面的开关设备更紧凑。

可以对所述实施例做出许多变型或改变。例如，尽管所述端子外壳为三个不同的分开的部分，但它也可以是单个整体式的外壳部分，其中触点5、6、7沿着其长度间隔开并且彼此电绝缘。

作为选择，外壳可以包括两个不同的部分，触点之一，比如说母线触点5，在一个部分中，而其他两个触点在另一个部分中。

尽管优选实施例的端子包括三个电触点，但这不是必需的，可以依据需求提供任何数量的触点。例如，端子可以包括整体式外壳，其包括连接到总线、或负载、或接地的单个电触点。

此外，尽管在优选实施例中，每个端子触点用于接合断路器上的触点以产生电连接，但这不是必需的。为了产生电连接，体现本发明的端子的电触点可以接合任何类型的触点。

尽管驱动装置被描述为动力驱动的，但它可以是手动操作的。

尽管在所述实施例中，切换设备4是电路断路器，但应该懂得，可以使用其他断路设备（即，当处于第一或第二位置中时能产生或中断电路的设备），例如，接触器、负载断路开关或绝缘开关。

Claims (15)

1.一种用于电气开关设备的端子，该端子包括：

包括电绝缘材料且具有限定空腔的内表面的外壳装置（3）；和

第一端子电触点（6’），其包含在所述外壳装置中用于与能够插入所述空腔中的电气元件（4’）进行电连接；其中所述第一端子电触点（6’）位于形成于所述内表面中的第一凹部（40）内，其特征在于所述端子电触点（6’）与所述内表面齐平。

2.如权利要求1所述的端子，还包括包含在所述外壳装置中用于与所述元件进行电连接的第二端子电触点；其中所述第二端子电触点沿着所述外壳的轴向方向与所述第一端子电触点间隔开并且位于形成于所述内表面中的第二凹部内，其中所述第二端子电触点与所述外壳装置的所述内表面齐平。

3.如权利要求2所述的端子，还包括包含在所述外壳装置中的第三端子电触点，其中所述第三端子电触点沿着所述轴向方向与所述第一端子电触点和所述第二端子电触点间隔开并且位于形成于所述内表面中的第三凹部内，其中所述第三端子电触点与所述外壳装置的所述内表面齐平。

4.如权利要求2或权利要求3所述的端子，其中，所述外壳装置被分成沿着所述轴向方向布置的多个分开的部分，和其中所述电触点中的至少一个在所述部分之一中，所述电触点中的至少另一个在所述部分中的另一个中。

5.如任一前述权利要求所述的端子，其中所述凹部中的任一个和包含在其中的所述端子电触点部分地在所述内表面的相应圆周上延伸。

6.如任一前述权利要求所述的端子，其中所述外壳在任一所述端子电触点周围的区域中变得较厚。

7.如任一前述权利要求所述的端子，其中在通过任一所述端子电触点且基本上垂直于所述外壳装置的纵轴定位的平面中，所述外壳包括基本上椭圆形的横截面。

8.如任一前述权利要求所述的端子，其中所述第一端子电触点是用于总线、负载和接地之一的触点。

9.一种用于电气开关设备的开关装置，所述开关装置包括：

如任一前述权利要求所述的端子；和

能够移动到空腔中以与任一端子电触点产生滑动电接触的电气元件。

10.一种用于电气开关设备的开关装置，所述开关装置包括：

如权利要求2所述的端子；和

能够移动到空腔中以与第一电触点和第二电触点产生滑动电接触以电连接该两个电触点的电气元件。

11.如权利要求10所述的开关装置，其中所述电气元件是断路器。

12.如权利要求11所述的开关装置，其中所述断路器是电路断路器、接触器、负载断路开关或绝缘开关之一。

13.电气开关设备，包括如权利要求1至8中任一个所述的端子或如权利要求9至12中任一个所述的开关装置。

14.如权利要求13所述的电气开关设备，包括多个如权利要求1至8中任一个所述的端子或多个如权利要求9至12中任一个所述的开关装置。

15.如权利要求14所述的电气开关设备，其中所述多个端子或多个开关装置横向地或对角地基本上平行地布置在所述开关设备中。

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