CN104508777A - 断路器 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种包括第一触头(1)和第二触头(2)的断路器，所述第一触头和第二触头在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，在所述打开位置上所述触头相互远离，在所述闭合位置上所述触头相互电接触。所述第一触头包括一个或多个触头元件(3)，其被适配为在所述触头处于闭合位置时与第二触头电接触，以及由金属制成的网(8)，其被布置为与触头元件热接触。所述网被布置为至少部分地包围触头元件以允许将热从触头元件传导到所述网。

Description

断路器

技术领域

本发明设计了一种包括第一触头和第二触头的断路器，所述第一触头和第二触头在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，在所述打开位置上第一触头和第二触头相互远离，在所述闭合位置上第一触头和第二触头相互电接触。

背景技术

一般来说，触头其中之一是静止的，而另一个触头相对于静止触头是可移动的。然而，在一些应用中，两个触头被布置为相对于彼此可移动。通常，触头由诸如气体或油的介电介质所包围。触头其中之一可以包括多个触头元件，诸如触头指部，其被适配为在触头位于闭合位置时与另一个触头相接触。断路器还可以包括包围触头元件的静电屏蔽组件。

在外壳带电的箱式断路器(LTB)中，触头处于高电位，由绝缘体所包覆。要求触头持续地承载数千安培的负载电流，而不允许电流承载部件超过预定温升限制。

通常使用足够大横截面的铜、铝、或两者结合的触头来实现符合负载电流的额定要求。最高的电流路径电阻通常在触头之间的主要接触连接点处出现。这些接触点通常由银覆盖以将电阻保持在最小值。接触点和电流路径的冷却通常是由包围触头的介电介质的自然被动对流来实现的。由于成本和可靠性原因，断路器的强制冷却是不现实的。

需要增加断路器的电流额定。然而，所期望的电流额定由接触连接点处的热损耗所限制。常见的被动对流冷却对于符合所允许的最大触头温升可能不是足够的。

因此，期望使用可靠并且有成本效益的被动设计来增加触头连接点处的热耗散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用可靠并且有成本效益的被动设计来增加移动触头连接点处的热耗散的改进的断路器。

该目的由根据权利要求1所述的断路器得以实现。

所述断路器的特征在于第一触头包括金属制成的网，所述网被布置为与触头元件相热接触，以允许热从触头元件向网传导，并且所述网被布置为至少部分地包围所述触头元件。

金属网是由金属丝制成的可半穿透的屏障。具有热接触的意思是网和触头元件之间的距离允许热从触头元件传导到网。热通过网远离接触点传导到包围着触点的介电介质。金属网极大地增加了接触点附近的表面面积，并且由此促进了更加有效的热耗散，而不会过度地妨碍介电介质将热从触点区域移除的对流流动。

所提出的方案具有以下的益处：

被动、没有移动部件、不需要维护，

易于合并入现有的触头设计，

容易组装，

由于只有一个额外部件，即金属网，而成本低廉。

术语断路器还包括了开关、断开器、断续器、以及隔离开关。

本发明可以用于任何种类的断路器，诸如外壳带电的箱式、外壳不带电的箱式、GIS、高压、中压甚至低压。本发明集中于由于触头处电流流动而形成的热耗散，因此其“独立于”断续器或断开器所使用的任何电压。

适当地，网被布置为至少部分包围触头元件。优选地，网被布置为圆周地包围触头元件，由此进一步增加接触点附近的表面面积。

根据本发明的一个实施例，网在第一触头的轴向以及径向方向上延伸。由此，远离接触点的热耗散得以增加。

根据本发明的一个实施例，网至少部分沿着第一触头在轴向方向上的触头元件的长度上延伸。由此接触点附近的表面面积得以增加，这就提供了更有效的热耗散。

根据本发明的一个实施例，第一触头包括被适配为在触头位于第二位置时与第二触头相接触的多个触头指部，并且所述网被布置为与触头指部热接触。

根据本发明的一个实施例，第一触头包括包围触头元件的静电屏蔽组件，并且被布置为使得在触头元件和静电屏蔽组件之间形成空间，而所述网被定位于所述空间。该实施例利用了已经存在的触头空间，这使得方案有成本效益并且不增加触头的尺寸。

根据本发明的一个实施例，静电屏蔽组件包括背朝触头元件的壁，并且所述壁被提供有开口以用于改善空间的通风。因此，触头元件的热耗散得以增加。

根据本发明的一个实施例，所述网是编织的。

根据本发明的一个实施例，所述网由铜、铜合金、锡铜、镀银铜、锡铜合金、铝、铝合金、钢或镀膜钢。这些金属具有良好的热传导属性。

附图说明

现在将更紧密地结合对本发明的不同实施例的描述以及参考附图来解释本发明。

图1示出了根据本发明第一实施例的处于打开位置的断路器。

图2示出了处于闭合位置的图1的断路器。

图3示出了处于闭合位置的图1的断路器沿着A-A的横截面。

图4示出了本发明第二实施例的断路器。

具体实施方式

图1-3示出了根据本发明第一实施例的断路器10。图1示出了处于打开位置的断路器10，而图2示出了处于闭合位置的断路器10。图3示出了处于闭合位置的断路器10的A-A横截面。断路器10包括第一触头1和第二触头2，所述第一触头1和第二触头2在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，在所述打开位置上第一触头1和第二触头2相互远离，如图1所示，在所述闭合位置上触头1，2相互电接触，如图2所示。通常，触头之一为可移动的，而另一个触头为静止的。然而，也可能两个触头都是可移动的。第一触头1包括一个或多个触头元件3，其被适配为在触头处于闭合位置时于第二触头相接触。触头元件被提供在第一触头的一个端部，并且尤其地触头元件被提供在第一触头面朝第二触头的端部。

在该实例中，第一触头1为静止部分，而第二触头2为可移动部分，并且静止部分具有多个触头指部3，其滑动过来并形成到可移动部分2的配合接触表面5的接触。触头指部3被适配为在触头处于闭合位置时与第二触头2相接触。触头指部3通常为弹簧加载以维持接触压力。其他可能的触头元件例如为“层状”触头、“多层状”触头、触头弹簧或螺旋、单独弹簧加载的触头指部。

第一触头1包括圆周地包围触头指部并将其包覆的静电屏蔽组件4。因此，触头指部3被包含在静电屏蔽组件4内部。空间6形成在触头指部3和静电屏蔽组件4之间。空间6具有直径d。进一步地，触头1、2被包覆在壳体(为示出)中，所述壳体包括断开介电介质，举例来说，诸如SF6的气体。壳体包围触头并且形成断开室。壳体例如由绝缘材料例如陶瓷制成。静电屏蔽组件4的壁可设有开口7，以改善空间的通风以允许断开容易流动的介电介质并且促进触头指部3和第二触头2的触头表面之间的连接区域的有效被动对流冷却。然而，开口7是可选的。

根据本发明，第一触头1包括由金属制成的网8，其被布置为与触头元件3相接触。热接触的意思是网被布置得足够靠近触头元件以能够将热从触头元件向周遭传导。虽然优选地，网与触头元件3机械接触，然而网并不一定必须与触头元件直接机械接触。网8被提供在当断路器处于闭合位置时第一和第二触头1、2之间的接触点的紧密附近处。网被布置在触头元件3的外部。网8被布置为至少部分地包围触头元件3。优选地，网8被布置为包围第一触头1的触头元件3。网8在第一触头1的轴向以及径向方向上延伸。网8至少沿着触头元件3在第一触头1的轴向方向上延伸。网8在触头的径向方向上延伸距离r，r取决于触头的大小。

触头元件被适配为在触头处于闭合位置时与第二触头的配合接触表面相接触，并且网被布置在触头元件和第二触头的接触表面之间的接触点的紧密附近处。

网由热的良导体和热的良辐射体制成，并且其还具有一定程度的柔性和耐久性以便能够承受在断路器机械操作期间有可能发生的弯曲。合适地，网由诸如铜、铜合金、钢或等效物的金属制成。在本发明的该实施例中，网8被布置在触头指部3和静电屏蔽4之间的空间6中。金属网8将极大地增加接触点附近的表面面积，并促进更有效的热耗散，而不会过度地妨碍介电介质的对流流动，以便于将热从触头区域移除。网为可半穿透的屏障，由连接的金属线制成。金属网可以为例如由铜、钢或其他金属编织的、焊接的、或延展的。网8在三个纬度上延伸，并优选地填充触头指部3和静电屏蔽4之间的空间6。在该实例中网8由布置为任意缠绕的金属丝制成。

图4示出了如何布置网的另一个实例。编织网14的片材被布置在触头指部3和静电屏蔽4之间的空间6中。编织网已经在触头指部3和静电屏蔽4之间的空间6中围绕第一触头缠绕若干层15。网填充了空间6的大部分。

本发明不限于所公开的实施例，而可以在以下的权利要求数的范围之内进行修改和变化。例如，如果断路器没有静电屏蔽，那么网可以相同方式被布置在触头元件的外部并与触头元件热接触。

Claims (10)

1.一种断路器，包括在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动第一触头(1)和第二触头(2)，在所述打开位置上所述触头相互远离，并且在所述闭合位置上所述触头相互电接触，并且所述第一触头包括被适配为当所述触头处于所述闭合位置时与所述第二触头电接触的一个或多个触头元件(3)，以及被布置为与所述触头元件热接触的由金属制成的网(8)，其特征在于所述网被布置为至少部分地包围所述触头元件。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述触头元件(3)被适配为在所述触头处于所述闭合位置时与所述第二触头的接触表面(5)电接触，并且所述网被布置在所述触头元件和所述第二触头的所述接触表面之间的接触点的紧密附近处。

3.根据权利要求1或2所述的断路器，其中所述网(8)在所述第一触头(1)的轴向以及径向方向上延伸。

4.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述网(8)至少在所述第一触头(1)的所述轴向方向上沿着所述触头元件(3)的长度延伸。

5.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述第一触头(1)包括多个触头指部(3)，所述触头指部(3)被适配为当所述触头处于所述第二位置时与所述第二触头(2)接触，并且所述网(8)被布置为与所述触头指部热接触。

6.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述第一触头包括静电屏蔽组件(4)，所述静电屏蔽组件(4)围绕所述触头元件(3)并且被布置为使得所述触头元件和所述静电屏蔽组件之间形成空间(6)，并且所述网被定位在所述空间中。

7.根据权利要求6所述的断路器，其中所述静电屏蔽组件(4)包括背朝所述触头元件的壁，并且所述壁设有开口(7)以改善所述空间的通风。

8.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述网(8)为编织的。

9.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述网(8)由铜、铜合金、锡铜、镀银铜、锡铜合金、铝、铝合金、钢或镀钢制成。

10.根据上述权利要求任一项所述的断路器，其中所述触头元件被提供在所述第一触头的面朝所述第二触头的端部上。