CN104641515A - 连接装置 - Google Patents

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CN104641515A CN201280075872.3A CN201280075872A CN104641515A CN 104641515 A CN104641515 A CN 104641515A CN 201280075872 A CN201280075872 A CN 201280075872A CN 104641515 A CN104641515 A CN 104641515A
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亚历山德罗·邦凡蒂
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ABB T&D Technology AG
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Abstract

一种适于将切换装置(3)的可移动导电端子(2)连接至开关设备(5)的固定导电端子(4)的连接装置，其包括销组(6)，销组(6)适于插入到在连接区域(10)内获得的开口(7)中，连接区域(10)由可移动导电端子(2)与固定导电端子(4)的相互重叠部限定，销组(6)具有适于定位在相对于连接区域(10)的相对的侧处的前端部(8)和施压-夹紧端部(9)。销组(6)能够从释放位置(15)移动至锁定-夹紧位置(16)，在释放位置(15)，可移动导电端子(2)与固定导电端子(4)能够相互分开，在锁定-夹紧位置(16)，可移动导电端子与固定导电端子相互夹紧。设置有锁定-定位件(14)，锁定-定位件(14)构造成用于保持施压-夹紧端部(9)挡在锁定-夹紧位置(16)，并用于在销组(6)从释放位置(15)移动至锁定-夹紧位置(16)时给予施压-夹紧端部(9)上紧位移(17)，以产生使相互重叠部压靠彼此的上紧力。连接装置(1)设置有构造成用于控制上紧力以设定相互重叠部之间的上紧接触压力的期望值的上紧-控制件(40)。

Description

连接装置
技术领域
本公开涉及一种连接装置，该连接装置适于将切换装置，特别是断路器，的可移动导电端子连接至开关设备的固定导电端子。
背景技术
在中压领域，已知的是：断路器的可移动母线端子(busbar terminal)与开关设备的相应的固定母线端子的连接根据下述的不同可能类型的连接来实现。根据第一类型的连接，使用螺栓和螺母来相互固定可移动母线端子和固定母线端子。就可靠性要求和安全性要求而言，由于其相当简易的结构构型，这种第一类型的连接经证实以相当令人满意的方式执行。然而，由于拧紧操作花费时间长，此外，为了正确的和安全的运行，对于每个螺母-螺栓对均需要控制正确的上紧扭矩，因此建立这种类型的连接是相当令人厌烦的。此外，为了牢固地挡住每个螺母-螺栓对并且因此防止在操作期间不希望有的连接松动，还需要在每个螺母-螺栓对上设置合适的锁定垫圈。这最后一步进一步使整体组装和连接/断开过程相当困难和费时。
还已知第二类型的连接和第三类型的连接，第二类型的连接和第三类型的连接分别基于所谓的郁金香形触头和所谓的钳形触头。为了在操作性接触位置插入断路器以及为了在非操作性分开位置拔出断路器，拧紧驱动机构与这些类型的连接相关联。与螺母-螺栓的使用相比，郁金香形触头和钳形触头提供更快且更容易执行的连接/断开过程。然而，为了确保可移动母线端子与固定母线端子的正确对准以及因此成功的相互接合，需要保证和调整拧紧驱动机构与郁金香形触头或钳形触头之间的精确的空间关系。因此，在开关设备的组装过程和使用寿命期间，要求这些类型的连接具有高的精度水平。
发明内容
尽管上述连接系统以相当令人满意的方式执行，仍然有进一步改进的空间。特别地，期望的是提供一种技术方案，该技术方案能够获得母线之间容易、结构简单、同时安全且可靠的连接。
该目的通过所附权利要求所限定的和下文所详细描述的连接装置来实现。
根据本公开内容，提供了一种连接装置，该连接装置适于将切换装置的可移动导电端子连接至开关设备的固定导电端子，该连接装置包括：
-销组，销组适于插入到在连接区域中获得的开口中，该连接区域由所述可移动导电端子与所述固定导电端子的相互重叠部限定，
-所述销组具有前端部和施压-夹紧端部，前端部和施压-夹紧端部适于定位在相对于所述连接区域的相对侧处，所述销组能够从释放位置移动至锁定-夹紧位置，在释放位置，所述可移动导电端子与所述固定导电端子能够相互分开，在锁定-夹紧位置，所述可移动导电端子与所述固定导电端子相互夹紧，其特征在于，所述连接装置还包括：
-锁定-定位件，锁定-定位件构造成用于保持所述施压-夹紧端部挡在所述锁定-夹紧位置，以及用于在所述销组从所述释放位置移动至所述锁定-夹紧位置时给予所述施压-夹紧端部上紧位移，以产生使所述相互重叠部压靠彼此的紧固力，以及
-上紧-控制件，上紧-控制件构造成用于控制所述上紧力以设定所述相互重叠部之间的上紧接触压力的期望值。
归功于本公开，提供了一种连接装置，该连接装置结构简单且能够廉价获得、易于使用并且能够以极快的方式提供安全且可靠的电气连接。
特别地，归功于根据本发明的连接装置，能够实现电力设备的快速连接/断开，而不需要如现有技术的螺母-螺栓连接所需的扭矩控制过程或者如现有技术的钳形/郁金香形连接系统所需的复杂的定位和联接驱动机构。
本公开还包括一种切换装置、特别是一种断路器，该切换装置包括如在相关的所附权利要求中限定的以及本文所描述的一个或更多个导电端子以及一个或更多个连接装置，而且本公开还包括具有这种断路器的电开关设备，其被同等地称为术语“仪表板”或“机柜”或“配电板”。
本公开的特征和优势将从说明书和权利要求中获得。
附图说明
参照借助于非限制性示例示出本公开的实施方式的附图，可以更好地理解和实施本公开，在附图中：
图1为根据本公开的连接装置的第一方案的分解图；
图2和图2’分别为图1示出的连接装置的一部分的两个不同方案的立体图；
图3为图1示出的连接装置的另一部分的立体图；
图4和图5分别示出了处于释放位置和处于锁定-夹紧位置的图1的连接装置；
图6为根据本公开的连接装置的第二方案的分解图；
图7、图8和图9为图6的连接装置的一部分的俯视图、仰视图和侧视图；
图10至图13为根据本发明的连接装置的第三方案的不同视图；
图14和图15示出了具有断路器的开关设备，该开关设备的母线端子通过根据本发明的连接装置相互连接。
具体实施方式
参照附图，示出了连接装置1，该连接装置1特别适于用于中压领域，其中，出于本申请的目的，术语“中压”指的是从1千伏到数十千伏的范围内的应用，例如52kV。连接装置1能够用于将切换装置3的可移动导电端子2与设置在开关设备5内的固定导电端子4相互连接，切换装置3将容纳在开关设备5中。特别地，可移动导电端子2和固定导电端子4例如为由铜制成的母线类型，并且切换装置可以包括可移动断路器3。
连接装置1构造成将可移动导电端子2和固定导电端子4的第一部和第二部夹紧在一起，可移动导电端子2和固定导电端子4的第一部和第二部相互重叠以限定连接区域10，穿过连接区域10获得开口7。特别地，开口7为由在第一部和第二部上获得的相邻的通孔形成的通口。
连接装置1包括设置有前端部8和施压-夹紧端部9的销组6，在操作期间，前端部8和施压-夹紧端部9定位在相对于连接区域10的相对的两侧处。销组6适于插入通口7中，并且能够从释放位置15移动至锁定-夹紧位置16，在释放位置15，可移动导电端子2和固定导电端子4能够相互分开，在锁定-夹紧位置16，可移动导电端子2和固定导电端子4相互夹紧并且锁定。
特别地，销组6包括具有适于容纳到通口7中的杆部12的销主体，杆部12具有纵向轴线11。销主体意在被定位成使得纵向轴线11大致平行于通口7的轴线。在该位置，限定了夹紧方向，该夹紧方向相对于彼此接触的第一部和第二部的表面为横向的，即，不平行的，并且特别地例如为正交的。
施压-夹紧端部9包括相对于纵向轴线11横向延伸的施压突起件18。在示出的示例性实施方式中，施压-突起件包括两个施压突起18，这两个施压突起18自销主体沿相反方向横向延伸，并且沿共同的延伸方向相互对准。
特别地，所述两个施压突起18具有圆柱形形状并且正交于纵向轴线11布置。例如，施压突起18能够通过螺纹联接设置在销主体上。
因此，在一个方案中，开口7定形成当销组6设置在如图1所示的设定角度位置时允许施压-夹紧端部9经由开口7插入和穿过。
连接装置1包括构造成用于保持施压-夹紧端部9挡在锁定-夹紧位置16的锁定-定位件14。锁定-定位件14构造成用于在销组6通过施加在前端部10上的作用力而从释放位置15旋转至锁定-夹紧位置16时给予施压-夹紧端部9上紧位移17，该上紧位移17产生使相互重叠的第一部和第二部压靠彼此的上紧力。
前端部10定形成通过普通的扳手工具转动。然而，前端部10可以构造为期望的形状使得其能够通过专用的转动工具转动。
锁定-定位件14定形成用于放置在相对于前端部8的相反侧处。在图中示出的示例中，锁定-定位件14应用在固定导电端子4的第二部上。
锁定-定位件14包括一个或更多个斜面形表面19，所述一个或更多个斜面形表面19定形成使施压突起18遵循具有平行于纵向轴线11的运动分量的路径。换句话说，在销组6转动时，施压突起18在斜面形表面19上滑动并且由斜面形表面19迫使沿远离连接区域10的方向移动。每一个施压突起18均遵循由圆形分量以及平行于纵向轴线11定向的纵向分量组成的路径，其中，该圆形分量因围绕纵向轴线11的转动而产生。因此，如图5所示，从释放位置15至锁定-夹紧位置16，施压突起18以及因此整个施压-夹紧端部9经历沿纵向轴线11指向的上紧位移18。
锁定-定位件14包括通道开口20，通道开口20定形成使施压-夹紧端部9仅在施压-夹紧端部9处于释放位置15时能够经过。通道开口20根据施压-夹紧端部9的横截面轮廓定形。特别地，通道开口20包括销主体的自由端部能够穿过的中央圆形开口区以及施压突起18能够穿过的一对侧面槽形开口区。
在描述和示出的所有示例性和非限制性方案中，锁定-定位件14包括一对斜面形表面19，特别地，这一对斜面形表面19关于包括纵向轴线11的纵向平面相互对称地设置。所述两个斜面形表面19为倾斜的，以在锁定-定位件14安装在第一部2上时根据指向连接区域10的内部区的方向相互靠拢。
如图9所示，斜面形表面19位于相对于中间平面22倾斜了锐角21的平面上，并且锐角21的范围例如为从10°至45°。
考虑到销组6的、特别是杆部12的以及锁定-定位件14的几何尺寸和弹性刚度，这种锐角21按照获得期望的上紧接触压力值所需要的上紧位移17来适当地选择。
仅通过将销组6或者顺时针或者逆时针转动仅90°，斜面形表面19的和施压突起18的如上所述的构型使连接装置1能够快速地从释放位置15切换至所述锁定-夹紧位置16，反之亦然。
根据一种方案(图2’中所示)，斜面形表面19具有螺旋形构型，而不是如上所述的平面形状。
锁定-定位件14包括用于容纳施压突起18并将施压突起18保持锁定在锁定-夹紧位置16的锁定凹部区23。
特别地，锁定凹部区23在位于与纵向轴线11正交的平面上的静置表面(rest-surface)24上获得。
锁定-定位件14由诸如回火钢材料之类的具有高机械性能的材料制成。
锁定-定位件14可以具有衬套形状，并且能够构造为单件元件或者能够由两个半本体限定。在图1、图2、图4和图5所示的第一方案中，锁定-定位件14由两个不同的半衬套本体25限定。半衬套本体25包括键部26和冠部27，键部26定形成利用机械干涉插入开口7中从而产生固定位置，斜面形表面19设置在冠部27上。半衬套本体25能够利用专用工具插入开口7中。
根据另一方案(图6至图9中所示)，锁定-定位件14包括板元件28，板元件28具有平面连接表面29，平面连接表面29位于相对于斜面形表面19的相对侧处并且适于应用在固定导电端子4的部分上。板元件28能够例如通过螺纹元件穿过适当的固定孔30或者通过诸如焊接、钎焊之类的其他连接形式固定至固定导电端子4。
连接装置1设置有上紧-控制件40，上紧-控制件40构造成用于控制上紧力以获得可移动导电端子2与固定导电端子4的相互重叠部之间的上紧接触压力的期望所需值。
在示出的示例性和非限制性方案中，上紧-控制件包括能够被置于前端部8与相互重叠部之间的弹簧件40。弹簧件特别地包括蝶形垫圈弹簧(Belleville-washer-spring)40，蝶形垫圈弹簧40构造成用于使前端部8远离连接区域10以在给予施压-夹紧端部9上紧位移17时产生期望的上紧力。
在运行期间，当前端部8从释放位置15转动至锁定-夹紧位置16时，施压突起18在斜面形表面19上滑动并且使整个销组6沿纵向轴线11移动了上紧位移17。因而被压缩的蝶形垫圈弹簧40在前端部8上施加反推作用，从而获得相互重叠部之间的期望接触压力。
在另一方案中(未示出)，连接装置1没有弹簧件，并且在这种情况下，通过适当地构造杆部12来提供上紧-控制件以获得确定的纵向弹性刚度，该纵向弹性刚度使得能够获得锁定-夹紧位置的期望的上紧力。杆部12的形状、尺寸和弹性刚度与斜面形表面19的形状和方向相结合使得能够获得与施压-夹紧端部9的设定上紧位移17对应的期望上紧力。
归功于上紧-控制件40，由于操作者不需要执行如在现有技术装置中发生的控制扭矩过程，夹紧过程非常快速。相互重叠部之间的上紧接触压力的适当值通过上紧-控制件40以安全且可靠的方式自动得到确保。
为了确保可移动导电端子2与固定导电端子4之间的电流的有效传递，蝶形垫圈弹簧40由弹簧钢材料制成，并且设计有合适的尺寸和刚度参数，以这样的方式来获得连接区域10中的期望的上紧接触压力。
连接装置1还包括锚定板元件31，锚定板元件31能够弹性地搭扣配合至或者固定至某一区域，特别地能够弹性地搭扣配合至或者固定至两个相互重叠部中的一个重叠部上，以在销组6处于释放位置15时阻止销组6与所述一个重叠部分开。锚定板元件31具有插入开口32，插入开口32根据施压-夹紧端部9的截面轮廓定形，并且与开口7相似。当锚定板元件31联接至相应的导电端子部时，插入开口32相对于导电端子的相互重叠部的开口7成角度地错开，并且通过这种方式，施压-夹紧端部9的取出不被允许。
图10至图12示出了连接装置1的另一方案，该方案与图6至图8的方案类似，但稍有不同。在这种情况下，板元件28和施压-夹紧端部9具有使得足以产生穿过相互重叠部、且具有简单的圆柱形状的开口7的形状构型。这使得连接装置1在导电端子上的组装操作变得简单并且更容易。
换句话说，开口7的直径33(图13中所示)在这种情况下等于或者略大于包括施压突起18的施压-夹紧端部9的最大横向尺寸。合适的间隔垫圈34能够围绕杆部12设置以将销本体保持在正确的中央位置中并且防止销组6在释放位置15与可移动导电端子2分开。
上文已描述了连接装置1，在该连接装置1中，锁定-定位件14连接至固定导电端子4，锚定板元件31和销组6应用于可移动导电端子2。当然，这两种设置位置能够彼此交换。
从以上描述中明显的是：连接装置1将螺栓-螺母连接装置的优势(即，可靠性、廉价以及结构简化)与钳形/郁金香形连接装置的优势(即，容易连接/断开)结合，而同时使得能够克服这些现有技术连接装置的上述缺点。
连接装置1在根本不需要扭矩控制过程的情况下保证了所述两个相互重叠部之间的限定的接触压力，并且能够以比现有技术的螺栓-螺母连接装置更快的方式连接及断开母线端子。此外，连接装置1结构简单并且生产连接装置1的成本堪比现有技术的螺栓-螺母连接装置的生产成本。
连接装置1允许所有落入由所附权利要求限定的发明构思的范围内的改型和变体；任何细节都可以用技术上等效的元件替代。
上述元件中的一个或更多个元件可以不同地定形和/或定位，能够用一个或更多个件实现和/或能够不同地联接或定位，等等。
只要材料能够与具体用途相容，材料和各个部件可以为根据要求和现有技术的任何材料和部件。

Claims (16)

1.一种连接装置，所述连接装置适于将切换装置(3)的可移动导电端子(2)连接至开关设备(5)的固定导电端子(4)，所述连接装置包括：
-销组(6)，所述销组(6)适于插入到在连接区域(10)内获得的开口(7)中，所述连接区域(10)由所述可移动导电端子(2)与所述固定导电端子(4)的相互重叠部限定，
-所述销组(6)具有前端部(8)和施压-夹紧端部(9)，所述前端部(8)和所述施压-夹紧端部(9)适于定位在相对于所述连接区域(10)的相对侧处，所述销组(6)能够从释放位置(15)移动至锁定-夹紧位置(16)，在所述释放位置(15)，所述可移动导电端子(2)与所述固定导电端子(4)能够相互分开，在所述锁定-夹紧位置(16)，所述可移动导电端子(2)与所述固定导电端子(4)相互夹紧，
其特征在于，所述连接装置还包括：
-锁定-定位件(14)，所述锁定-定位件(14)构造成用于保持所述施压-夹紧端部(9)挡在所述锁定-夹紧位置(16)，以及用于在所述销组(6)从所述释放位置(15)移动至所述锁定-夹紧位置(16)时给予所述施压-夹紧端部(9)上紧位移(17)，以产生使所述相互重叠部压靠彼此的上紧力，以及
-上紧-控制件(40)，所述上紧-控制件(40)构造成用于控制所述上紧力以设定所述相互重叠部之间的上紧接触压力的期望值。
2.根据权利要求1所述的连接装置，其中，所述销组(6)包括用于插入到所述开口(7)中的销本体，所述销本体具有意在平行于所述开口(7)的轴线沿着夹紧方向设置的纵向轴线(11)，所述施压-夹紧端部(9)包括相对于所述纵向轴线(11)横向地延伸的施压突起件(18)，并且其中，所述锁定-定位件(14)定形成用于放置在所述相互重叠部的与所述前端部(8)相反的第一部上，并且所述锁定-定位件(14)包括一个或更多个斜面形表面(19)，所述一个或更多个斜面形表面(19)适应成迫使所述施压突起件(18)遵循具有平行于所述轴线的位移分量的路径。
3.根据权利要求2所述的连接装置，其中，所述锁定-定位件(14)包括通道开口(20)，所述通道开口(20)定形成使所述施压-夹紧端部(9)仅在所述释放位置(15)能够经过，所述施压突起件包括两个施压突起(18)，所述两个施压突起(18)自所述销本体沿相反方向横向延伸，并且所述斜面形表面包括用于与所述施压突起(18)配合的两个斜面形表面(19)。
4.根据权利要求2或3所述的连接装置，其中，所述斜面形表面(19)相对于包括所述纵向轴线(11)的纵向平面相互对称地设置，并且在所述锁定-定位件(14)在所述第一部上的安装构型中根据指向所述连接区域(10)的内部区的方向相互靠拢。
5.根据权利要求2或3所述的连接装置，其中，所述斜面形表面(19)以螺旋形构型延伸。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的连接装置，其中，所述施压突起(18)在相对侧处自所述销本体延伸并且沿着共同的延伸方向相互对准，其中，从所述释放位置(15)至所述锁定-夹紧位置(16)的定位以及从所述锁定-夹紧位置(16)至所述释放位置(15)的定位能够通过使所述销组(6)转动90°而获得。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其中，所述锁定-定位件(14)包括用于容纳所述施压突起件(18)并将所述施压突起件(18)保持在所述锁定-夹紧位置(16)中的锁定凹部区(23)。
8.根据权利要求7所述的连接装置，其中，在所述锁定-定位件(14)上获得静置表面(24)，所述静置表面(24)位于与所述纵向轴线(11)正交的平面上，所述锁定凹部区(23)在所述静置表面(24)上获得。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其中，所述锁定-定位件(14)包括衬套件，所述衬套件构造为单件或者由两个半本体(25)限定，所述衬套件具有键部(26)和冠部(27)，所述键部(26)定形成在固定位置插入到所述开口(7)中，所述一个或更多个斜面形表面(19)设置在所述冠部(27)上。
10.根据权利要求2至8中的任一项所述的连接装置，其中，所述锁定-定位件(14)包括板元件(28)，所述板元件(28)具有用于应用在所述第一部上的平面连接表面(29)，所述斜面形表面(19)设置在相对于所述平面连接表面(29)的相对侧上，所述板元件(28)能够通过螺纹连接件连接至所述第一部。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其中，所述上紧-控制件包括弹簧件(40)，所述弹簧件(40)能够置于所述前端部(8)与所述相互重叠部之间并且构造成用于迫使所述前端部(8)远离所述连接区域(10)，以根据给予所述施压-夹紧端部(9)的所述上紧位移(17)而获得期望的上紧力。
12.根据权利要求11所述的连接装置，其中，所述弹簧件包括蝶形垫圈弹簧(40)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其中，所述上紧-控制件(40)由所述销组(6)的纵向弹性杆部(12)提供，所述纵向弹性杆部(12)适当地构造有使得能够在给予所述施压-夹紧端部(9)所述上紧位移(17)时获得期望的上紧力的形状、尺寸和弹性刚度。
14.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的连接装置，还包括锚定板元件(31)，所述锚定板元件(31)能够搭扣配合至或固定至所述相互重叠部的第二部，以防止所述销组(6)与所述第二部也在所述释放位置(15)分开，所述锚定板元件(31)具有用于与所述销组(6)接合的插入开口(32)。
15.一种套件，包括根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置(1)、以及用于开关设备(5)内的可移动切换装置(3)的电气连接的母线类型的导电端子(2、4)，其中，在所述导电端子(2、4)上获得用于接纳所述销组(6)的开口(7)。
16.一种开关设备，包括：断路器(3)，所述断路器(3)具有能够与所述断路器(3)一起移动的导电端子(2)，以及固定导电端子(4)，其中，所述开关设备还包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的连接装置(1)，所述连接装置(1)用于连接所述固定导电材料和与所述断路器一起移动的所述导电端子。
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