CN103460533A

CN103460533A - 具有可抽出的电气设备的电气系统以及具有斜坡接合表面的活门组件

Info

Publication number: CN103460533A
Application number: CN2012800179487A
Authority: CN
Inventors: W·E·威尔基; M·H·阿布尔哈森; M·D·皮尔斯
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2032-04-13
Also published as: US20120264315A1; BR112013024702A2; WO2012140497A1; US8465305B2; CA2828841A1; EP2697877A1; CN103460533B

Abstract

提供了一种用于电气系统的活门组件，该电气系统包括至少一个诸如断路器的可抽出电气设备以及电气总线构件。所述断路器的凸出结构可拆卸地耦合到所述电气总线构件的对应初级接触以电连接所述断路器与所述电气总线构件。所述活门组件包括成对的覆盖构件，所述覆盖构件中的每一个具有斜坡接合表面，所述成对的覆盖构件能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述电气总线构件的对应初级接触被隔离，并且在所述第二位置所述覆盖构件从所述初级接触偏移以允许所述断路器与所述初级接触和所述电气总线构件连接。

Description

具有可抽出的电气设备的电气系统以及具有斜坡接合表面的活门组件

技术领域

所公开的概念总体上涉及电气系统，并且更特别涉及采用可拆卸电气设备的电气系统。所公开的概念也涉及诸如断路器的可抽出电气开关设备。所公开的概念还涉及开关设备（switchgear）中的用于抽出断路器和其它可拆卸电气装置的活门（shutter）组件。

背景技术

在配电系统中使用的诸如电气开关设备的电气设备常常单独地或者与其它电气仪表或电气装置（例如，并非限制，诸如断路器、抽出式熔丝、变压器断路器、接触器、电动机起动器、电动机控制器和其它负载控制器）相结合，安装在开关柜（例如，并非限制，配电盘（pannelboard）；负载中心；仪表断路器面板（meter breaker panel））中。这种电气装置常常可以在该装置的通常使用过程中从开关柜中被抽出，因此这些装置可以称为“可抽出”或“可拆卸”。

电气柜通常包括若干电气总线构件。有时一般称为断路器或初级断路器的电连接器组件将电气设备的导体机械耦合到并且电连接到对应的开关设备安装的初级接触（例如，并非限制，穿刺（stabs）），后者又依次电连接到开关设备内的电气总线构件。“导体”实际上可以包括用于实际导电元件或极单元上的一些附件的外壳。为了增强安全性，期望在例如从开关柜充移除断路器或其它可抽出装置时电绝缘或关闭（例如，隔离）到带电的开关设备连接的通道。然而，在开关柜中可用于提供电绝缘或隔离机构的空间有限。此外，重要的是，不会不期望地妨碍相对快速且容易地将断路器或其它可抽出装置与所述电连接连接和断开的能力。

因此，在电气系统中并且在诸如断路器的电气开关设备中存在改进的空间，并且用于所述电气系统和电气开关设备的电隔离机构存在改进的空间。

发明内容

通过所公开概念的实施例满足了这些及其它需求，所公开的概念涉及用于诸如断路器的可抽出电气设备的活门组件。除了其它优点之外，所述活门组件占据相对最小的空间，但是仍然在断路器被插入和抽出与电气系统的电气总线构件的电接触时有效隔离和电绝缘断路器连接。

所公开的并且要求保护的概念的一方面提供了一种改进的活门组件，该活门组件在可抽出电气设备的插入和移除期间隔离电气总线构件的初级接触。

所公开的并且要求保护的概念的另一方面提供了一种改进的活门组件，该活门组件占据开关柜中的相对较小的空间。

所公开的并且要求保护的概念的另一方面提供了提供了一种改进的活门组件，该活门组件采用具有斜坡接合表面的覆盖构件，所述斜坡接合表面能够与可抽出电气设备的凸出结构协作以在叠加若干初级接触的第一位置与从所述若干初级接触偏移的第二位置之间移动所述覆盖构件。

因此，为电气系统提供了改进的活门组件。所述电气系统被构造成与至少一个可抽出电气设备以及若干电气总线构件协作。所述若干电气总线构件中的至少一些分别构造成包括初级接触。所述可抽出电气设备被构造成包括若干凸出结构并且进一步被构造成与对应的初级接触耦合以将所述至少一个可抽出电气设备与所述电气总线构件电连接到一起。一般来说，所述活门组件可以包括支撑装置和覆盖装置。支撑装置被构造成与所述若干总线构件中的总线构件的初级接触的至少一部分相邻。所述覆盖装置布置在所述支撑装置上并且能够在第一位置与第二位置之间移动。第一位置处的所述覆盖装置被构造成叠加在所述初级接触的至少一部分上。第二位置处的所述覆盖装置被构造成从所述初级接触偏移。所述覆盖装置至少包括第一覆盖件，该第一覆盖件包括具有斜坡接合表面的接合结构，所述斜坡接合表面被构造成通过可抽出电气设备的凸出结构被接合以便在所述第一和第二位置之间移动所述覆盖装置。

也公开了采用前述活门组件的电气开关设备和电气系统。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下对优选实施例的描述，可以获得对所公开概念的充分理解，在附图中：

图1是电气系统的一部分的透视图，该电气系统包括根据所公开概念的实施例的用于该电气系统的活门组件，其中在第一位置示出的活门组件对应于正被断开电连接的可抽出电气装置（图1中未示出）；

图2是所述电气系统的所述部分以及用于该电气系统的活门组件的另一透视图，其中在第二位置示出的活门组件对应于正被电连接的可抽出电气装置（图2中未示出）；

图3是图1的电气系统的前正视图；

图4是图2的电气系统的前正视图；

图5是沿着图3的线5-5截取的横截面视图；

图6是沿着图4的线6-6截取的横截面视图；以及

图7是沿着图3的线7-7截取的横截面视图。

具体实施方式

此处使用的诸如例如向内、向外、上、下、顶、底、顺时针、逆时针的方向短语或其衍生词，与图中所示的元件的取向有关，但不限制权利要求的范围，除非在权利要求中明确陈述。

如此处所采用的两个或更多部件被“耦合”到一起的描述应当是指这些部件直接结合到一起或通过一个或若干中间部件结合到一起。

如此处采用的，术语“若干”应当是指一或大于一的整数（即，多个）。

图1和2示出了用于（示意性示出的）电气系统2的活门组件200。电气系统2包括可抽出电气设备、具有初级接触14（在图4和5中示出）的电气总线构件8（部分示出）以及开关柜6（部分地示意性示出），所述可抽出电气设备在此处描绘的示例性实施例中具有断路器100（其在图5和6中部分地示意性示出）的形式。电气系统2可以用在配电系统中的任何位置，此处描绘的示例性实施例并不意图限制。尽管此处将可抽出电气设备描绘为断路器，应当重申所公开的概念可以与任何可抽出电气装置（例如，抽出式熔丝、变压器断路器、接触器、电动机起动器、电动机控制器和其它负载控制器等）一起使用，而没有限制。

部分示出的开关柜6被描绘为包括板10，多个环形法兰12位于该板10上。电气总线构件8的一些部分延伸穿过法兰12，这从图5和6中可以看到。每个法兰12都具有形成在其中的插孔18，在所述插孔18处布置初级接触14。每个初级接触14与对应的一个总线构件8电连接并且被构造成与断路器100电连接，这在下文中阐述。

断路器100包括具有导体106的示例性形式的凸出部件，所述导体106可拆卸地机械耦合且电连接到对应的初级接触14（如图5最佳地示出），以将断路器100电连接到电气系统2的电气总线构件8。然而，应当理解，在不脱离所公开的概念的范围的情况下，可以采用电气开关设备、导体、初级接触和/或总线构件的任何已知或适当的可供选择的数量、类型和/或配置。就这一点而言，尽管在此处导体106被描绘为与活门组件200相互作用，但是应当注意，在不脱离本发明概念的情况下，诸如断路器100的可抽出电气设备的诸如用于导电元件或极单元上的一些附件的任何凸出结构或部件（举例而言而不是限制），都可以与此处所描述的活门组件相互作用。

参考图1，并且也参考图2-4，可以看出活门组件200包括支撑装置204和覆盖装置208。覆盖装置208置于支撑装置204上。

可以说，支撑装置包括具有多个轨道元件212A、212B、212C和212D的轨道装置，所述轨道元件中的每一个是细长的并且其中分别形成有细长的槽道216A、216B、216C和216D。支撑装置204还包括分别位于所述槽道216A、216B、216C和216D中的每一个中的偏置元件220A、220B、220C和220D，所述偏置元件的示例性而非限制性的形式为线圈弹簧。

从图4并且特别地从描绘为分别沿着轨道元件212A和212C的纵向范围延伸的虚线224A和224C可以理解，轨道元件212A和212C基本上彼此平行地取向，但是在横过轨道元件212A和212C的纵向范围（由虚线224A和224C表示）的方向上彼此偏移。

从图3和4能够理解，轨道元件212A和212B平行于彼此取向，轨道元件212C和212D也是如此。从图4可以理解，初级接触14沿着轴228彼此对准，并且也可以看出，轨道元件212A、B、C、D以相对于轴228倾斜的角度232取向。此处所采用的表述“倾斜”及其变形应当广泛地指既不平行也不垂直的角度关系。

可以说覆盖装置208包括第一覆盖构件236A和第二覆盖构件236B，第一覆盖构件236A和第二覆盖构件236B在此处描绘的示例性实施例中彼此相同。然而，第一覆盖构件236A与轨道元件212A和212B协作，而第二覆盖构件236B与轨道元件212C和212D协作。可以说第一和第二覆盖构件236A、B分别包括大致平坦的阻挡元件240A、B、斜坡接合结构244A、B和斜坡接合表面248A、B。可以说斜坡接合表面248A、B大致彼此面对，并且这使得它们能够与导体106相互作用，这将在下文中更详细地描述。

第一和第二覆盖构件236A和236B还分别包括可滑动地位于所述细长槽道216A、B、C、D中的一对安装元件252A、B。第一和第二覆盖构件236A和236B可以由具有足够的刚性和硬度来承受与导体106的接合并且具有足够高的介电值来电隔离初级接触14的各种材料中的任何材料形成。

有利的是，覆盖装置208能够在图1、3和5中大致指出的第一位置与图2、4和6中大致指出的第二位置之间移动。在覆盖装置208的第一位置，第一和第二覆盖构件236A、B，更具体地阻挡元件240A、B，彼此接合以阻挡到达初级接触14的通道。这样做，阻挡元件240A、B一起叠加在初级接触14中的每一个上，这从图3可以最佳地理解，注意，在图3中看不到初级接触14，这是因为阻挡元件240A、B叠加在它们上面，但是注意不过在图4中可以看见初级接触14。这具有将初级接触14彼此电隔离以及与其它元件电隔离的效果。

在覆盖装置208的第二位置，阻挡元件240A、B分别从初级接触14偏移，从图4中可以理解这一点。

正如可以从图5和6中最佳地理解的，当电气开关设备100的导体106向着覆盖装置208移动时，覆盖装置208有可能至少最初在第一位置，正如在图5中所指出的。随着电气开关设备100如箭头256所指示的向着活门组件200移动，导体106与斜坡接合结构244A、B的斜坡接合表面248A、B接合。这种接合克服了偏置元件220A、B、C、D的偏置从将第一和第二覆盖构件236A和236B大致彼此推离，并且引起阻挡元件240A、B从初级接触14偏移。这转而允许导体106被接纳在插孔18中并且变得与初级接触14电接合。在图6中大致描绘了导体106与初级接触14之间的这种电接合。

如果例如通过在与箭头256相反的方向上移动电气开关设备100，从电气系统2移除电气开关设备100，则导体106从初级接触14释放，从插孔18被移除，并且最终脱离与第一和第二覆盖构件236A和236B的接合。因此，偏置元件220A、B、C、D将第一和第二覆盖构件236A和236B向着彼此偏置，直到它们彼此接合，正如图1、3和5中所描绘的。在进行电气开关设备100的移除时，在这种抽出期间导体106很有可能将与斜坡接合表面248A、B接合，直到导体106完全清除了第一和第二覆盖构件236A、B。

图7描绘了安装元件252A被可滑动地布置在槽道216A中并且被偏置元件220A偏置。应当理解，在不脱离本发明概念的范围的情况下，可以采用安装元件252A、B的不同构造以及槽道216A、B、C、D的不同构造。

因此，所公开的活门组件200提供了，例如当断开或移除短路器100时，用于有效关闭（例如隔离；电绝缘）到达带电的断路器连接和开关设备连接的通道的自动安全机构。除了能够在插入断路器100时自动移出正道（例如，并非限制，移动到任一侧），其在断路器100和/或电气系统2中也占用相对较小的空间。

尽管已经详细描述了所公开的概念的具体实施例，但是本领域技术人员应当理解考虑到本公开的总体教导可以开发出对那些细节的各种修改和备选方案。因此，所公开的特定布置仅旨在说明而不限制所公开的概念的范围，所公开的概念的范围由所附权利要求及其任何和全部等效表述的最大宽度给定。

Claims

1.一种用于电气系统（2）的活门组件（200），所述电气系统被构造成与至少一个可抽出电气设备（100）以及若干电气总线构件（8）协作，所述若干电气总线构件中的至少一些中的每一个被构造成包括初级接触（14），所述可抽出电气设备被构造成包括若干凸出结构（106），所述可抽出电气设备被构造成与对应的初级接触（14）耦合以将所述至少一个可抽出电气设备与所述电气总线构件连接到一起，所述活门组件包括：

支撑装置（204），其被构造成与所述若干总线构件中的总线构件（8）的初级接触（14）的至少一部分相邻；

覆盖装置（208），该覆盖装置（208）布置在所述支撑装置上并且能够在第一位置与第二位置之间移动，处于所述第一位置的所述覆盖装置被构造成叠加在所述初级接触的至少一部分上，处于所述第二位置的所述覆盖装置被构造成从所述初级接触偏移，所述覆盖装置包括至少第一覆盖构件（236A），所述第一覆盖构件（236A）包括具有斜坡接合表面（248A）的接合结构（244A），所述斜坡接合表面（248A）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置。

2.权利要求1的活门组件，其中所述覆盖装置还包括第二覆盖构件（236B），所述第二覆盖构件（236B）包括具有另一斜坡接合表面（248B）的另一接合结构（244B），所述斜坡接合表面（248B）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置，所述至少第一和第二覆盖构件在所述第一位置彼此接触，所述至少第一和第二覆盖构件在所述第二位置彼此间隔开。

3.权利要求2的活门组件，其中所述斜坡接合表面和所述另一斜坡接合面大致朝向彼此面对。

4.权利要求1的活门组件，其中所述支撑装置包括将所述至少第一覆盖构件向着所述第一位置偏置的偏置元件（220A、B）。

5.权利要求4的活门组件，其中所述支撑装置还包括轨道装置，该轨道装置包括基本上彼此平行地取向的成对的轨道元件（212A、B），所述至少第一覆盖构件还包括与所述成对的轨道元件协作的成对的安装元件（252A）以将所述至少第一覆盖构件可滑动地安装至所述成对的轨道元件。

6.权利要求5的活门组件，其中所述成对的轨道元件中的每一个具有形成于其中的细长槽道（216A、B），并且其中所述成对的安装元件中的每一个的一部分可滑动地位于所述细长槽道中。

7.权利要求6的活门组件，其中所述偏置元件包括位于所述细长槽道中的成对的细长偏置元件（220A、B）。

8.权利要求1的活门组件，其中处于所述第一位置的所述覆盖装置被构造成叠加在所述若干电气总线构件中的多个电气总线构件（8）的多个初级接触（14）中的每一个的至少一部分上，所述多个初级接触沿着轴（228）、所述支撑装置对准并且能够沿着相对于所述轴倾斜的方向（224A）在所述第一和第二位置之间移动。

9.权利要求8的活门组件，其中所述覆盖装置还包括第二覆盖构件（236B），所述第二覆盖构件（236B）包括具有另一斜坡接合表面（248B）的另一接合结构（244B），所述斜坡接合表面（248B）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置，并且其中所述支撑装置还包括轨道装置，所述轨道装置包括与所述至少第一覆盖构件协作的至少一个细长轨道元件以及与所述第二覆盖构件协作的至少一个细长轨道元件（212A），与所述至少第一覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件（212C）和与所述第二覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件实质上相互平行取向。

10.权利要求9的活门组件，其中与所述至少第一覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件和与所述第二覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件在横过所述细长轨道元件的纵向范围（224A、C）的方向上彼此偏移。

11.一种电气系统（2），该电气系统（2）构造成与至少一个可抽出电气设备（100）以及若干电气总线构件（8）协作，所述若干电气总线构件中的至少一些中的每一个被构造成包括初级接触（14），所述可抽出电气设备被构造成包括若干凸出结构（106），所述可抽出电气设备被构造成与对应的初级接触（14）耦合以将所述至少一个可抽出电气设备与所述电气总线构件连接到一起，所述电气系统包括：

开关柜（6）；

活门组件（200），包括支撑装置（204）和覆盖装置（208）；

所述支撑装置被构造成与所述若干总线构件中的总线构件（8）的初级接触的至少一部分相邻；以及

所述覆盖装置布置在所述支撑装置上并且能够在第一位置与第二位置之间移动，处于所述第一位置的所述覆盖装置被构造成叠加在所述初级接触的至少一部分上，处于所述第二位置的所述覆盖装置被构造成从所述初级接触偏移，所述覆盖装置包括至少第一覆盖构件（236A），所述第一覆盖构件（236A）包括具有斜坡接合表面（244A）的接合结构（240A），所述斜坡接合表面（248A）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置。

12.权利要求11的电气系统，其中所述覆盖装置还包括第二覆盖构件（236B），所述第二覆盖构件（236B）包括具有另一斜坡接合表面（244B）的另一接合结构（240B），所述斜坡接合表面（244B）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置，所述至少第一和第二覆盖构件在所述第一位置彼此接触，并且所述至少第一和第二覆盖构件在所述第二位置彼此间隔开。

13.权利要求12的电气系统，其中所述斜坡接合表面和所述另一斜坡接合表面大致朝向彼此面对。

14.权利要求11的电气系统，其中所述支撑装置包括将所述至少第一覆盖构件向着所述第一位置偏置的偏置元件（220A、B）。

15.权利要求14的电气系统，其中所述支撑装置还包括轨道装置，该轨道装置包括基本上彼此平行地取向的成对的轨道元件（212A、B），所述至少第一覆盖构件还包括与所述成对的轨道元件协作的成对的安装元件（252A）以将所述至少第一覆盖构件可滑动地安装至所述成对的轨道元件。

16.权利要求15的电气系统，其中所述成对的轨道元件中的每一个具有形成于其中的细长槽道（216A、B），并且其中所述成对的安装元件中的每一个的一部分可滑动地位于所述细长槽道中。

17.权利要求16的电气系统，其中所述偏置元件包括位于所述细长槽道中的成对的细长偏置元件（220A、B）。

18.权利要求11的电气系统，其中处于所述第一位置的所述覆盖装置被构造成叠加在所述若干电气总线构件中的多个电气总线构件（8）的多个初级接触（14）中的每一个的至少一部分上，所述多个初级接触沿着轴（228）、所述支撑装置对准并且能够沿着相对于所述轴倾斜的方向（224A）在所述第一和第二位置之间移动。

19.权利要求18的电气系统，其中所述覆盖装置还包括第二覆盖构件（236B），所述第二覆盖构件（236B）包括具有另一斜坡接合表面（244B）的另一接合结构（240B），所述斜坡接合表面（248B）被构造成被可抽出电气设备（100）的凸出结构（106）接合以在所述第一位置和第二位置之间移动所述覆盖装置，并且其中所述支撑装置还包括轨道装置，所述轨道装置包括与所述至少第一覆盖构件协作的至少一个细长轨道元件以及与所述第二覆盖构件协作的至少一个细长轨道元件（212A），与所述至少第一覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件（212C）和与所述第二覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件实质上相互平行取向。

20.权利要求19的电气系统，其中与所述至少第一覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件和与所述第二覆盖构件协作的所述至少一个细长轨道元件在横过所述细长轨道元件的纵向范围（224A、C）的方向上彼此偏移。