CN104364871B - 高断续额定的模塑外壳断路器 - Google Patents

Abstract

一种具有提高的断续额定的断路器，其没有增加断路器尺寸，同时保持完全符合UL和IEC标准。将粘合剂(420、422、424)涂敷至在靠近断续器的排气口(220a‑c)的底部表面(411、412、414)。断续器壳体通过连接两个部件(302、304)形成，并且粘合剂跨过两个部件进行涂敷。粘合剂附着至断路器的基座的底部内表面(402)，将断续器组件固定至基座上。粘合剂防止断续器壳体的两个部件在中断事件期间分离，并且防止断续器组件在中断事件期间远离基座被抬离。粘合剂能够作为屏障以防止没有从基座的排气孔逸出的干扰气体和污染物进入断续器组件的底部和基座的内部之间。

Description

高断续额定的模塑外壳断路器

技术领域

本公开总体上涉及配电设备，且更具体地，涉及一种高断续额定的断路器(highinterrupting rating circuit breaker)。

背景技术

断路器设计为具有断续额定能力(也称为工作分断能力或I_CS)，断续额定能力规定了断路器以不会导致该断路器的物理或操作完整性损坏的可重复且安全的方式处理的额定的最大理论电流。例如，断路器可具有在最大电压690V下20kA的工作分断能力(或者断续额定)。但这个额定能力对于具有高强度电流可用性的设施(如船舶、建筑物或信息技术设施)是不够的，这些设施在690V的最大电压下可具有高达100kA的电流可用性。对于这些设施，在没有违反适用标准的情况下，不能使用单一的20kA的断路器。然而，在一些设施中，例如在船舶设施中，空间的约束限制了可以安装的断路器的最大物理尺寸。如果额定电流从20kA增加至100kA，那么断路器将仍然需要满足或超过严格的标准，例如由IEC(国际电工委员会)和UL(美国保险商实验室)颁布的，该标准关于机械强度、介质耐压和温度上升的性能要求。支持更高的断续额定的常规方式是提高断路器构件的尺寸以处理更高的电流水平，这反过来又增加了断路器的整体尺寸。但增加断路器的整体尺寸在空间受限的设施中是不可取的。所需要的是一种改进的断路器设计，在符合所有相关标准而不增加其他较低额定的断路器的物理尺寸或重量的同时，允许断路器以更高的断续额定执行中断。

发明内容

公开了一种改进的断路器，其以较高的断续额定执行中断，同时完全符合标准，比如IEC和UL标准。在一些实施方式中，断路器采用如在美国专利第4,910,485号中描述的具有双断点设计的模块化结构，该断路器能够迅速增加弧电压以实现电流限制和快速中断。在不改变断路器大小的总体物理尺寸的情况下将默认的断续能力从690V/20kA扩展至690V/100kA提出了在结构上和介电上的挑战，通过本公开的一些方面克服了这些挑战。提高断路器的结构强度以实现较高的断续额定的一些解决方案包括下面方案中的任何一个或多个：(1)在断续器和断路器壳体之间使用粘合剂粘合；(2)使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成断续器壳体的一部分；或(3)在装配过程中采用具有可控制的螺栓预紧力的高强度螺栓和螺母。这些结构性改进减小了在短路故障期间断续器侧面之间的分离并限制了在短路事件后促使断路器的介电性能劣化的短路副产物(例如，熔融的颗粒)的扩散。

当断续器壳体由结合在一起以形成壳体的两个部件(例如，壳半部)制成时，粘合剂被涂敷在壳体的底部表面，靠近断续器的排气口跨过两部件。在电气故障(比如短路)后的中断期间产生的气体和污染物通过排气口排出。通常，气体和污染物应从排气口排出并通过断路器基座中的排气孔按规定路线行进并最终通过排气孔从断路器排出且远离断路器。然而，在故障持续的几微秒内非常突然和剧烈的压力允许一些气体和污染物逸入断续器壳体的底部和断路器的基座的内表面之间的间隙。当这种情况发生时，由这些不易控制的气体和污染物所产生的压力使得断续器壳体远离断路器的基座抬起，并导致断续器壳体的壳半部被迫彼此分开。粘合剂抵抗断续器壳体从壳体抬起的倾向并抵抗沿其纵向接缝，至少沿粘合剂被涂敷的底部部分分离的倾向。但是，此外，跨越断续器壳体的两个部件将粘合剂涂敷在断续器壳体底部上的关键位置进一步允许粘合剂一旦固化则充当气体和污染物的屏障，否则该气体和污染物将在断续器壳体下面寻找其出路。因此，所有或几乎所有在电气故障期间释放的气体和污染物将找到其通过排气口的出路并安全地排出排气孔。

本发明提供了一种断路器，包括：

壳体，所述壳体具有构造成在其上容纳断续器组件的基座；

断续器组件，所述断续器组件包括具有由两个部件形成的壳体的第一断续器，所述第一断续器包括第一电触头，所述第一电触头相对于第二电触头是可移动的，使得所述第一电触头与所述第二电触头的物理接合允许电流流动穿过所述第一断续器，并且所述第一电触头相对于所述第二电触头的物理分离阻止电流流动穿过所述第一断续器，所述第一断续器包括从所述第一断续器的所述壳体的端部出去的排气口以及从所述第一断续器的所述壳体的相对端部延伸出去的线路端子；以及

粘合剂，所述粘合剂靠近所述排气口从其中出去的所述第一断续器的所述壳体的所述端部且远离所述线路端子从其中延伸出去的所述相对端部而涂敷在所述第一断续器的底部表面，所述粘合剂被涂敷以延伸跨过所述两个部件以将所述两个部件固定至所述基座的内表面，以防止所述第一断续器响应于电气故障而从所述基座被抬离，并防止所述两个部件响应于电气故障而远离彼此分离。

其中，所述粘合剂可具有包括最高工作温度的特性，所述最高工作温度可以在所述断路器的最大断续额定处出现电流时，在所述断路器的短路中断期间和之后，足以保持所述粘合剂的可塑性和强度。

其中，所述最高工作温度可以至少是90摄氏度。

其中，所述粘合剂的特性还可包括单一组分和形成永久弹性结合的湿固化密封剂。

其中，所述基座可包括聚碳酸酯材料，且所述特性还可包括足以与所述聚碳酸酯材料结合的基底附着力。

其中，所述第一断续器的所述壳体可包括不同于构成所述基座的材料的材料，所述特性还可包括将不同材料结合在一起的能力。

其中，所述基座还可包括多个排气孔，当所述第一断续器安装在所述基座上时，所述多个排气孔可联接至所述第一断续器的所述排气口，使得所述粘合剂形成响应于电气故障而产生的气体和污染物的屏障，使得至少基本上所有的气体和污染物从所述基座的所述排气孔出去，并使得在从所述排气口出去以后基本上没有气体和污染物进入所述第一断续器的底部表面和所述基座的内表面之间。

其中，所述两个部件可使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成，所述断路器还可包括覆盖所述断路器的所述壳体的盖子和将所述第一断续器的所述壳体紧固至所述盖子以抵抗所述盖子在所述断路器的短路中断期间弯曲或抬起的盖子夹。

其中，所述两个部件中的每一个可包括一组孔，当所述两个部件彼此抵靠时，相应组的孔可对齐以延伸穿过由所述两个部件形成的所述第一断续器的所述壳体的宽度，所述断路器还可包括插入穿过所述组的孔并通过相应组的螺母紧固以将所述两个部件固定在一起的一组高强度螺栓。

中，所述高强度螺栓中的每一个可具有由国际标准化组织(ISO)规定的至少10.9的性能等级强度额定。

其中，所述两个部件中的第一部件可包括多个止动槽，每一个止动槽可构造成当所述一组高强度螺栓中的各自的中空螺栓紧固至容纳于各自的止动槽中的螺母中的每一个时，相对于所述两个部件中的第二部件以非旋转的关系固定相应的螺母。

其中，所述螺母中的至少一个螺母可相对于所述两个部件中的所述第一部件的外部的主要表面凹进，使得所述螺母中的至少一个中没有任何部分延伸超出所述第一部件的外部的主要表面。

其中，所述中空螺栓中的至少一个可相对于所述两个部件中的所述第二部件的外部的主要表面凹进，使得所述中空螺栓中的至少一个中没有任何部分延伸超出所述第二部件的外部的主要表面。

其中，所述断路器的断续额定可以至少是缺少所述粘合剂的非改进的断路器的断续额定的两倍。

其中，所述断路器的断续额定可以至少比所述非改进的断路器的断续额定高四倍。

其中，所述断路器的断续额定在最大电压时可以至少为100kA，并且其中所述非改进的断路器的断续额定在所述最大电压时可以是20KA，并且其中所述断路器和所述非改进的断路器的壳体的各自的基座可具有相同的长度和宽度尺寸。

本发明还提供了一种装配改进的断路器的方法，该方法装配改进的断路器以具有比非改进的断路器的工作分断能力高的工作分断能力而没有增加非改进的断路器的壳体的基座的任何尺寸，所述方法包括：

提供用于所述断路器的壳体；

使第一断续器的断续器壳体的两个部件沿所述两个部件的各自纵向表面抵接以形成所述断续器壳体，所述断续器壳体具有第一端部和第二端部，排气口从所述第一端部释放由电气故障产生的气体，所述第二端部与所述第一端部相对，线路端子从所述第二端部延伸出去以容纳运载通过所述第一断续器的电流的导体；

在靠近所述排气口从其中出去的所述断续器壳体的所述第一端部处在所述第一断续器的底部表面之间提供粘合剂，所述提供包括涂敷所述粘合剂以延伸跨过所述两个部件以将所述两个部件固定至所述基座的内表面，以防止所述第一断续器响应于电气故障而从所述基座被抬离，并防止所述两个部件响应于电气故障而远离彼此分离；以及

将所述第一断续器安装至所述断路器的所述壳体中，使得所述粘合剂将所述第一断续器的底部表面粘附至所述断路器的所述壳体的内表面。

所述方法还可包括使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成所述两个部件，其中，所述第一断续器可包括第一电触头，所述第一电触头相对于第二电触头可以是可移动的，使得所述第一电触头与所述第二电触头的物理接合允许电流流动穿过所述第一断续器，并且所述第一电触头相对于所述第二电触头的物理分离阻止电流流动穿过所述第一断续器。

所述方法还可包括：使所述两个部件沿其各自的纵向表面抵接，使得所述两个部件中的第一部件中的第一多个孔对准所述两个部件中的第二部件中的第二多个孔以形成延伸穿过由所述两个部件形成的所述断续器壳体的宽度的一组孔；以及通过所述断续器壳体中的所述一组孔将多个螺栓紧固至相应的多个螺母以将所述两个部件固定在一起。

所述方法还可包括：将盖子夹紧固在所述断续器壳体和固定至所述断路器的所述壳体的基座的机械装置盖子之间。

对于那些本领域的普通技术人员而言，鉴于参照附图做出的各个方面的详细描述，本公开的前述和另外的方面将是显而易见的，接下来提供附图的简要说明。

附图说明

通过阅读下面的详细描述并参照附图，本公开的前述和其它优点将变得显而易见。

图1示出了根据本公开的一个或多个方面的断路器的立体图；

图2示出了图1所示的断续器或安瓿组件以及断路器的机械装置盖子的分解图；

图3A示出了显示有穿过对应的、贯通的、横向的孔安装的六个螺栓的断续器的左侧视图；

图3B示出了图3A示出的断续器的右侧视图，该视图显示了固定图3A中所示的六个螺栓以将断续器壳体的两部件固定在一起的六个螺母；

图3C示出了图3A所示的断续器的同一视图，不同之处在于已经除去壳体的两个部件的其中之一以显示容纳在断续器壳体内的内部构件；

图4A是图2中所示的断续器组件以及图1所示的断路器的壳体或基座的内部的底部表面的顶部立体分解图；以及

图4B是图4A所示的断续器组件和基座的底部立体分解图以显示图3A-3B中所示的断续器底部表面上的粘合剂的示例性放置。

具体实施方式

尽管本主题将结合某些方面进行描述，但可以理解的是，本文所描述的主题并不限于那些具体的方面。与此相反，本发明的主题旨在涵盖可包括在由所附权利要求限定的精神和范围内的所有替换、修改和等同结构。

参考图1，总体上将对一种机电装置(例如断路器100)进行描述，此处是模塑外壳断路器(MCCB)类型。断路器100通常包括其中具有安瓿组件200(如图2所示)的壳体或基座102，其中安瓿组件200包括一个或多个线路端子106A和一个或多个负载端子106B。如本文所使用的，术语安瓿组件和断续器组件互换使用。如图1所示，壳体或基座102设计成至少部分地容纳沿断路器100的底部表面402(图4A中可见)的端子106A、106B。壳体或基座102可通过模塑成形以形成断路器100的模塑外壳的一部分。与底部表面相对的机械装置盖子110连同跳闸单元112一起安装在基座102的上部，使得机械装置盖子110和跳闸单元112至少部分地容纳沿断路器100的顶部表面109的端子106A、106B。

如图1所示，手柄108联接至如图2所示的安瓿组件200。装饰罩114安装在机械装置盖子110的顶部，使得手柄108穿过装饰罩114中的手柄孔116突出。如螺钉99、铆钉、螺栓等的紧固件将装饰罩114固定至机械装置盖子110。

手柄108被操作以手动重置断路器100。手柄108也适于用作断路器100的数个位置的其中之一的可视指示。当断路器100处于接通(ON)位置时，电流经过断路器100在线路端子106A和负载端子106B之间无限制地流动并且至电力负载或电路，断路器被设计以保护该电力负载或电路。断路器100的另一位置是跳闸(TRIPPED)位置，其中，经过断路器100并且从而经过受保护的负载或电路的电流的流动被中断。

电流经过线路端子106A进入断路器100，并且经过负载端子106B从断路器100流出。当经过断路器100的电流在规定时间段内超过额定电流一定的预定阈值时，断路器100内的常规开关机构(未示出)被激活。该开关机构使得手柄108从接通位置移动到跳闸位置，从而中断经过断路器100的电流流动。

如上所述，在断路器100从接通位置到跳闸位置的致动过程中，断路器100的内部出现干扰气体。该气体试图从断路器100的内部出去，并且考虑到来自干扰气体的压力相当大，基座102、机械装置盖子110和装饰罩114必须得到足够的支撑并彼此安装，以防止气体损坏它们以及断路器。此外，基座102、机械装置盖子110和装饰罩114必须得到足够的支撑并彼此安装，以防止气体从断路器100内逸出。

图2示出了图1中所示断路器100的断续器组件200的一部分的分解图。断续器组件200包括第一断续器204a、第二断续器204b和第三断续器204c，各个断续器运载不同相位的电流。第四断续器用于四极断路器以保护中性线。每个断续器204a、204b、204c内是常规的触头组，比如像在美国专利第4,910,485号中示出和描述的那些“双断点(double-break)”静止触头和旋转触头。如本领域已知的，第一电触头320(例如，如图3C中所示的旋转触头)相对于第二电触头322(例如，图3C中所示的一个或多个静止触头)是可移动的(例如，可旋转的)，使得第一电触头320与第二电触头322的物理接合允许电流从线路端子106A至负载端子330流过断续器204a、204b、204c，并使得第一电触头320相对于第二电触头322(在图3C中示出为分离)的物理分离阻止电流流动穿过断续器204a、204b、204c。本文中所描述的每个断续器是相同的，这样便于讨论和说明，有时仅对一个断续器进行说明，但对一个断续器的描述同样适用于其它两个。

在中断事件期间，可选的盖子夹202可在断续器204a、204c和机械装置盖子110之间进一步固定至由高压干扰气体和污染物形变的断路器100。盖子夹202联接至各自的外部的断续器204a、204c。每个盖子夹202被弯曲以形成L字状，其中，第一部分206通过紧固件208紧固至断续器组件200，并且相对于第一部分206以直角弯曲的第二部分210包括用于容纳螺钉99的孔212，该螺钉99将盖子夹202固定至机械装置盖子110，如图2所示。适合于将断续器组件200固定至机械装置盖子110的其他示例性的盖子夹或支撑结构在2012年3月13日授权的名称为“Circuit Breaker Cover Attachment”的美国专利第8,134,092号中进行了描述和显示。在短路中断期间，盖子夹202使机械装置盖子110能高度抵抗弯曲或抬起。

在机械装置盖子110联接至基座102后，将装饰罩114放置在机械装置盖子110的顶部以进一步装配断路器100。盖子夹202提供额外的支承和机械稳定性以允许断路器100承受来自于断路器100内的干扰气体的作用力。还应当指出的是，虽然仅示出和描述两个盖子夹202，但是在断路器100内可包含两个以上或仅一个盖子夹。

在图2中，也可以看出，每个断续器204a、204b、204c包括相应的排气口220a、220b、220c。这些排气口220a、220b、220c提供了用于响应于电气故障(比如短路)而产生的干扰气体和污染物从断续器202a、202b、202c逸出的路径。如在图4A中可以看到、下面将更全面描述的，当断续器组件200安装至断路器100的基座102后，排气口220a、220b、220c与相应的排气孔(统称编号为410)对齐，以进一步引导干扰气体和污染物远离断路器100。

断续器组件200包括垫片442(在图4A和4B中可见)和具有活塞跳闸杆444的气动跳闸装置440(在图4A中示出)，如现有技术中已知的，该气动跳闸装置440在锁止机构446上工作。活塞跳闸杆444通常在电气故障期间由源自断续器202a、202b、202c中的一个内部的气体压力而移动，并且活塞跳闸杆444撞击锁止机构446，接着发生会导致断路器100跳闸的机械动作的已知后果。气动跳闸装置440附接在第一断续器202a和第二断续器202b之间，并且垫片442附接在第二断续器202b和第三断续器202c之间，使得整个断续器组件200可以按照整体装置进行控制。气动跳闸装置440包括与形成在基座102的外部的底部表面430中(在图4B中示出)的相应的孔450对齐的孔446(如图4B中所示)，并且紧固件(比如螺钉)将气动跳闸装置440固定至基座102。同样地，垫片442包括孔448(图4B中示出)，该孔448与形成在基座102的外部的底部表面430中的相应的孔452对齐，以容纳将垫片442固定至基座102的紧固件。穿过孔446、450和孔448、452的紧固件操作为将整个断续器组件200固定至基座102。

图3A是图1和2中示出的断续器202、204、206中的一个的第一侧的立体图。虽然示出了一个断续器，但是应当理解，对于一个断续器的描述也同样适用于其他两个。断续器202、204、206具有由两个部件302、304形成的壳体300，该两个部件302、304沿其纵向(L)表面结合在一起以形成壳体300。部件302、304中的至少一个部件使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成。可选地，两个部件302、304彼此是镜像。为便于讨论，两个部件302和304在本文中可以被称为壳半部，但是“半部”一词的使用并不意味着壳是壳体300的总大小的精确的一半。第一部件302包括图3A中示出为具有插入穿过其中的螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f的六个孔306a、306b、306c、306d、306e、306f，并且第二部件304(如图3B所示)包括相对应一组的六个孔308a、308b、308c、308d、308e、308f(图3B和图3C示出为具有螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f插入其中)，使得当两个部件302、304沿其各自的纵向表面抵接时，两组孔306、308一起对齐以形成延伸穿过由两个部件302、304形成的断续器壳体300的宽度W的一组孔306、308。该组的六个螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f通过在断续器壳体300中的孔308、310紧固至对应组的六个螺母312a、312b、312c、312d、312e、312f以将部件302、304固定在一起。螺栓310和螺母312的头部相对于各自的部件302、304的外部的主要表面平齐放置或略微凹进，使得没有螺栓310或螺母312的任何部分延伸超出部件302、304的外部的主要表面。

螺栓310a-f是高强度螺栓，并且一个、一些或全部的螺栓310可以是中空的以允许气体在相邻的断续器202a、202b、202c之间通过螺栓逸出。各个高强度螺栓具有由国际标准化组织(ISO)规定的至少10.9的额定的性能等级强度。螺栓螺纹可以利用熔融的尼龙贴片(nylon patch)进行贴片锁定，例如，以在螺栓310和螺母312之间形成不可逆的紧固。与铆钉相反，螺栓310允许更大的预紧力控制，其中，装配工人能够以可重复且可量化的方式控制扭矩。这允许断续器壳体300被设计成类似于压力容器，其中精确地控制扭矩以在两个部件302、304之间获得适当的夹紧力，同时也防止它们在电气故障期间由于壳体300内形成的压力而分离。受控制的螺栓预紧力避免了在一起形成壳体300的两个部件302、304的拧紧不足或过度，并且相比于自攻螺钉或铆钉还使用较少的空间。因为头部和螺母相对于模塑壳体300的主要表面可凹进到模塑壳体中或至少平齐放置，因此不存在与使用螺栓和螺母相关联的重量或空间造成的困难。

可选地，一些或全部螺母312可容纳于相应的止动槽(detented channel)内。为了方便，描述了两个止动槽314a、314b，这是因为在图3B中可以最清楚地看到它们，但应理解，其它螺母或所有的螺母312可容纳于像止动槽314a、314b的止动槽中。止动槽314a的一部分具有六角形形状以在其中容纳六角形螺母312b。六角形螺母312b的三个侧面以稳固的关系保持在止动槽314a内，使得在螺栓310b紧固至螺母312b时，螺母312b在止动槽314a内保持在恰当的位置，并且螺栓310b可以按照规格转动。同样地，止动槽314b的一部分具有方形形状以在其中容纳大致方形的螺母312c。大致方形的螺母312c可以具有如图所示的锥形角或圆角。方形螺母312c的一个完整侧面和方形螺母312c的其他两个侧面部分以稳固的关系保持在方形止动槽314b中，使得当螺栓310c紧固至螺母312c时，螺母312c在止动槽314b内保持在恰当的位置，并且螺栓310c可按照规格转动。当然，螺母和止动槽可采取任何其它几何形状，正方形和六角形仅仅是许多可能的形状中的两个例子。

图3C是在图3A中所示的相同视图的立体图，只是已移除第一部件302以显示容纳在断续器202a、202b、202c的壳体300内的内部构件。螺栓310a-f示出为通过孔308a-e插入(孔308f在此视图中不可见)。由箭头A指示的路径显示了在断续器壳体300内部产生的干扰气体和污染物的流动，以及它们如何通过断续器202a、202b、202c的排气口220a、220b、220c排出去。

图4A示出了基座102的底部(内部)表面402，其中断续器组件200远离底部表面402被分解。为了便于说明，其它构件，例如跳闸单元112、盖子110、114以及手柄108，没有示出。图4B是在图4A中所示的断续器组件200在其被安装至基座102之前的仰视图。示出了基座102的外部的底部430，连同断续器204a、204b、204c的各自的底部表面411、412、414。在各个断续器202、204、206的底部表面411、412、414和断路器100的壳体或基座102的底部内表面402之间设置粘合剂420、422、424。粘合剂420、422、424靠近排气口220a、220b、220c从其中出去的壳体300的第一端部460、462、464并且远离线路端子106A从其中延伸出去的相对端部466、468、470而涂敷到底部表面411、412、414。粘合剂具有选定的特性(下面进一步描述)并且涂敷粘合剂以延伸跨过两个部件302、304以固定两个部件302、304至基座102的内表面402，以防止断续器202a、202b、202c响应于电气故障从基座102被抬离，并防止两个部件302、304响应于电气故障远离彼此分离。一旦已经设置粘合剂420、422、424，断续器组件200安装至基座102使得粘合剂420、422、424将各自的断续器204a、204b、204c的底部表面411、412、414附着至断路器100的壳体102的内表面402。

从图4B中可见，基座102包括排气孔410a-f，一对用于各个断续器202a、202b、202c，并且当在基座102上安装时，每对排气孔410联接至断续器202a、202b、202c的相应的排气口220a、220b、220c使得粘合剂420、422、424形成响应于电气故障而产生的气体和污染物的屏障426(为了便于说明，仅在第一断续器204a上示出)，使得至少基本上所有的气体和污染物从基座102的排气孔410a、410b、410c、410d、410e、410f出去，并基本上没有气体和污染物在从排气口220a、220b、220c排出后进入断续器202a、202b、202c的底部表面411、412、414和基座102的内表面402之间。在没有粘合剂420、422、424的情况下，断续器壳体300和基座102的内表面402之间存在狭窄间隙，使得从排气口220a、220b、220c排出的干扰气体和污染物可以逸入至该狭窄间隙，产生使得断续器组件200远离底座102抬离的压力。可选地或另外地，因为气体一旦进入该狭窄间隙则压力无迅速逸出之处，因此基座102的外部的底部表面430由于压力波会变形并形成气泡状变形。更糟糕的是，可从基座102(比如从外部的底部表面430)吹出洞来。粘合剂420、422、424塞住了该狭窄间隙以使所有或几乎所有的气体和污染物被引导出排气口220a、220b、220c，并立即进入相应的成对的排气孔410a–b、c-d、e-f，并最终离开断路器100。

粘合剂420、422、424具有将两个部件302、304固定至基座102的内表面402的特性，以防止断续器202a、202b、202c响应于电气故障而从基座102抬离，并防止两个部件302、304响应于电气故障而远离彼此分离。这些特性可包括最高工作温度，其在断路器100的最大断续额定(如100kA)处的电流出现时，在断路器100短路中断期间和之后，足以保持粘合剂420、422、424的可塑性和强度。最高工作温度可以是至少90摄氏度或至少100摄氏度。这些特性可包括单一组分和形成永久弹性结合的湿固化密封剂。单一组分的粘合剂不需要混合。当基座102和断续器202a、202b、202c的壳体300由不同的材料构成时，另一粘合剂特性可以是其具有将不同材料结合在一起的能力。例如，如果基座102是由聚碳酸酯材料或尼龙材料构成，则另一特性是足以将基座102的聚碳酸酯或尼龙材料结合的基底附着力。尤其是聚碳酸酯很难结合，所以粘合剂420、422、424具有足以与聚碳酸酯结合的基底附着力。

其它特性包括非滴落性(流动而不流出)、湿固化、相对快速的固化速率(例如，24-48小时)、耐高温(例如，温度超过90摄氏度或100摄氏度)、具有良好的阻尼和可塑性使得粘合剂一旦固化不变硬和变脆的永久弹性、在完全固化后同时保持柔性的高结合强度。其他特性可包括符合环保法规或标准的最小量的挥发性有机化合物(VOC)。在涂敷后，粘合剂不应化学地损坏断续器壳体300或基座102。仅举例来说，具有所有这些特性的合适的粘合剂是碳酸钙基的密封剂，如可从3M公司购买的3M760密封剂。这种粘合剂是一种组分的湿固化粘合剂，结合不同材料，具有永久弹性，具有高拉伸强度以及高模量。无粘性时间为10-30分钟，固化速率超过3.5毫米每24小时，肖氏A级硬度为55，拉伸强度为4.5MPa，其工作温度在-40至100摄氏度之间，具有稠膏一致性，以及29.1g/l的VOC含量。应当强调的是，这种粘合剂是仅仅是示例性的，并且其它合适的粘合剂可以代替使用。

粘合剂420、422、424允许由断续器组件200、每个断续器202的两个部件以及基座102组成以协同作用的整个结构在中断事件期间抵抗欲强制这些部件和零件彼此分开并损坏它们的作用力。粘合剂420、422、424也具有良好的流动特性，该流动特性允许粘合剂流动以填充靠近排气孔410的在断续器204a、204b、204c的底部表面411、412、414和内表面402之间的空隙。粘合剂420、422、424以其选定的特性和在断路器100内靠近排气孔并跨过断续器壳体的两半部的策略性放置起着重要的结构作用。断路器100的断续额定可以比缺少本文所公开的粘合剂420、422、424的非改进的断路器的断续额定高至少2-5倍。例如，断路器100的断续额定在最大电压(例如，690V)时至少为100kA，而不具有粘合剂420、422、424、螺栓310和螺母312以及由SMC形成的断续器壳体300的非改进的断路器的断续额定在相同的最大电压时是20kA，但是改进和非改进的断路器具有各自有着相同的总体物理尺寸的基座(例如，基座102的长度和宽度或封装尺寸)。在这个例子中，断续额定已经增加了五倍，而没有招致任何尺寸的或不可忽略的重量妨碍。

为了装配具有的工作分断能力(断续额定)高于非改进断路器的工作分断能力的改进的断路器，而不增加非改进断路器壳体的基座长度或宽度尺寸，提供了用于断路器的壳体或基座102。两个部件302、304沿各自纵向表面抵接，以形成断续器壳体300。断续器壳体300具有第一端部460、462、464(图4B)以及与该第一端部460、462、464相对的第二端部466、468、470，排气口220a、220b、220c从第一端部460、462、464中释放由电气故障产生的气体，线路端子106A从第二端部466、468、470中延伸出来以容纳运载经过断续器202a、202b、202c的电流的导体(未示出)。在靠近第一端部460、462、464且远离相对端部466、468、470处在断续器202a、202b、202c的底部表面411、412、414之间设置粘合剂。涂敷粘合剂以延伸跨过跨越宽度W的两个部件302、304以将两个壳半部或部件302、304锚固至基座102的内表面402，以防止断续器组件200响应于电气故障从基座102被抬离，并防止两个部件302、304响应于电气故障而远离彼此分离。断续器202a、202b、202c(或断续器组件200)安装至断路器100的壳体或基座102，使得粘合剂420、422、424将断续器202a、202b、202c的底部表面411、412、414粘附至断路器100的壳体或基座102的内表面402。

两个部件302、304可由压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成。两个部件302、304可以沿其各自纵向表面抵接，使得两个部件中第一部件302中的第一多个孔306对准两部件中第二部件304中的第二多个孔308，以形成延伸穿过由两个部件302、304形成的断续器壳体300的宽度W的一组孔306、308。螺栓310通过断续器壳体300中的该组孔306、308紧固至相应数量的螺母312以将两个部件302、304固定在一起。

尽管说明和描述了本公开的具体方面以及应用，但是应当理解，本公开不限于本文所公开的精确构造和组合物，并且不脱离如所附权利要求限定的本公开的精神和范围的各种修改、改变和变型在前述说明中可以是明显的。

Claims (17)

1.一种断路器(100)，包括：

壳体，所述壳体具有构造成在其上容纳断续器组件的基座(102)；

断续器组件(200)，所述断续器组件包括具有由两个部件(302，304)形成的断续器壳体的第一断续器(204a)，所述第一断续器(204a)包括第一电触头(320)，所述第一电触头相对于第二电触头(322)是可移动的，使得所述第一电触头(320)与所述第二电触头(322)的物理接合允许电流流动穿过所述第一断续器(204a)，并且所述第一电触头(320)相对于所述第二电触头(322)的物理分离阻止电流流动穿过所述第一断续器(204a)，所述第一断续器包括从所述断续器壳体的端部出去的排气口(220a)以及从所述断续器壳体的相对端部(466)延伸出去的线路端子(106A)；以及

其特征在于，所述断路器还包括粘合剂(420)，所述粘合剂靠近所述排气口(220a)从其中出去的所述断续器壳体的所述端部且远离所述线路端子(106A)从其中延伸出去的所述相对端部(466)而涂敷在所述第一断续器(204a)的底部表面(411)，所述粘合剂被涂敷以延伸跨过所述两个部件(302，304)以将所述两个部件固定至所述基座(102)的内表面(402)，以防止所述第一断续器(204a)响应于电气故障而从所述基座(102)被抬离，并防止所述两个部件(302，304)响应于电气故障而远离彼此分离。

2.根据权利要求1所述的断路器(100)，其中，所述粘合剂(420)具有包括最高工作温度的特性，所述最高工作温度在所述断路器的最大断续额定处出现电流时，在所述断路器的短路中断期间和之后，足以保持所述粘合剂的可塑性和强度。

3.根据权利要求2所述的断路器(100)，其中，所述最高工作温度至少是90摄氏度。

4.根据权利要求2所述的断路器(100)，其中，所述粘合剂(420)的特性还包括单一组分和形成永久弹性结合的湿固化密封剂。

5.根据权利要求4所述的断路器(100)，其中，所述基座(102)包括聚碳酸酯材料，且所述特性还包括足以与所述聚碳酸酯材料结合的基底附着力。

6.根据权利要求4所述的断路器(100)，其中，所述断续器壳体(300)包括不同于构成所述基座(102)的材料的材料，以及所述特性还包括将不同材料结合在一起的能力。

7.根据权利要求1所述的断路器(100)，其中，所述基座(102)还包括多个排气孔(410a，410b)，当所述第一断续器(204a)安装在所述基座上时，所述多个排气孔联接至所述第一断续器(204a)的所述排气口(220a)，使得所述粘合剂形成响应于电气故障而产生的气体和污染物的屏障，使得至少基本上所有的气体和污染物从所述基座的所述排气孔出去，并使得在从所述排气口出去以后基本上没有气体和污染物进入所述第一断续器的底部表面和所述基座的内表面之间。

8.根据权利要求1所述的断路器(100)，其中，所述两个部件(302，304)使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成，所述断路器还包括覆盖所述断路器的所述壳体的盖子(110)和将所述断续器壳体紧固至所述盖子以抵抗所述盖子在所述断路器的短路中断期间弯曲或抬起的盖子夹(202)。

9.根据权利要求1所述的断路器(100)，其中，所述两个部件(302，304)中的每一个包括一组孔(306a-306f，308a-308f)，使得当所述两个部件彼此抵靠时，相应组的孔对齐以延伸穿过由所述两个部件形成的断续器壳体的宽度，所述断路器还包括插入穿过所述组的孔并通过相应组的螺母(312a-312f)紧固以将所述两个部件固定在一起的一组高强度螺栓(310a-310f)。

10.根据权利要求9所述的断路器(100)，其中，所述高强度螺栓中的每一个具有由国际标准化组织(ISO)规定的至少10.9的性能等级强度额定。

11.根据权利要求9所述的断路器(100)，其中，所述两个部件中的第一部件包括多个止动槽(314a，314b)，每一个止动槽构造成当各自的中空螺栓(310a-310f)紧固至容纳于各自的止动槽中的螺母中的每一个时，相对于所述两个部件中的第二部件以非旋转的关系固定相应的螺母(312a-312f)。

12.根据权利要求11所述的断路器(100)，其中，所述螺母(312a-312f)中的至少一个螺母相对于所述两个部件(302，304)中的所述第一部件的外部的主要表面凹进，使得所述螺母中的至少一个中没有任何部分延伸超出所述第一部件的外部的主要表面。

13.根据权利要求11所述的断路器(100)，其中，所述螺栓(310a-310f)中的至少一个螺栓相对于所述两个部件(302，304)中的所述第二部件的外部的主要表面凹进，使得所述螺栓中的至少一个中没有任何部分延伸超出所述第二部件的外部的主要表面。

14.一种装配断路器(100)的方法，所述方法包括：

提供用于所述断路器的具有基座(102)的壳体；

使第一断续器(204a)的断续器壳体的两个部件(302，304)沿所述两个部件的各自纵向表面抵接以形成所述断续器壳体，所述断续器壳体具有第一端部和第二端部(466)，排气口(220a)从所述第一端部释放由电气故障产生的气体，所述第二端部与所述第一端部相对，线路端子(106A)从所述第二端部延伸出去以容纳运载通过所述第一断续器的电流的导体；

其特征在于在所述断路器的壳体与靠近所述第一端部的所述第一断续器(204a)的底部表面(411)之间提供粘合剂(420)，其中在所述断路器的壳体与靠近所述第一端部的所述第一断续器(204a)的底部表面(411)之间提供粘合剂(420)包括涂敷所述粘合剂以延伸跨过所述两个部件(302，304)以将所述两个部件固定至所述基座(102)的内表面(402)，以防止所述第一断续器(204a)响应于电气故障而从所述基座(102)被抬离，并防止所述两个部件(302，304)响应于电气故障而远离彼此分离；以及

将所述第一断续器(204a)安装至所述断路器的所述壳体中，使得所述粘合剂(420)将所述第一断续器的底部表面(411)粘附至所述断路器的所述壳体的内表面(402)。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括使用压缩成型的热固性片状模塑料(SMC)形成所述两个部件(302，304)，其中，所述第一断续器包括第一电触头(320)，所述第一电触头相对于第二电触头(322)是可移动的，使得所述第一电触头与所述第二电触头的物理接合允许电流流动穿过所述第一断续器，并且所述第一电触头相对于所述第二电触头的物理分离阻止电流流动穿过所述第一断续器。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

使所述两个部件(302，304)沿其各自的纵向表面抵接，使得所述两个部件中的第一部件中的第一多个孔(306a-306f)对准所述两个部件中的第二部件中的第二多个孔(308a-308f)以形成延伸穿过由所述两个部件形成的所述断续器壳体的宽度的一组孔；以及

通过所述断续器壳体中的所述一组孔将多个螺栓(310a-310f)紧固至相应的多个螺母(312a-312f)以将所述两个部件固定在一起。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括：将盖子夹(202)紧固在所述断续器壳体和固定至所述断路器的所述壳体的基座的机械装置盖子(110)之间。