CN105590788A - 接触器及对其所包含的每个断续器的打开速度调节的构件 - Google Patents

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CN105590788A CN201510768164.3A CN201510768164A CN105590788A CN 105590788 A CN105590788 A CN 105590788A CN 201510768164 A CN201510768164 A CN 201510768164A CN 105590788 A CN105590788 A CN 105590788A
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Abstract

本发明涉及一种接触器(10)，其包括：至少一个真空断续器(12)，每个真空断续器包括固定触点(14)、可动触点(16)和被固定到所述可动触点(16)上的杆(18)；所述杆(18)可在真空断续器(12)的闭合位置和真空断续器(12)的打开位置之间移动，在该闭合位置上所述可动触点(16)抵靠所述固定触点(14)，在该打开位置上所述可动触点(16)与所述固定触点(14)分离；第一运动构件(20)，其用于使每个杆(18)在运动方向(X)上从闭合位置向打开位置运动。该接触器(10)还包括调节构件(30)，其用于在所述杆(18)从闭合位置向打开位置运动的整个运动期间调节每个杆(18)的速度。

Description

接触器及对其所包含的每个断续器的打开速度调节的构件
技术领域
本发明涉及一种接触器，该接触器包括至少一个真空断续器和第一运动构件；每个真空断续器包括固定触点、可动触点和固定到可动触点上的杆，所述杆可在真空断续器的闭合位置和真空断续器的打开位置之间运动；在该闭合位置上所述可动触点抵靠所述固定触点，在所述打开位置上可动触点与固定触点分离；第一运动构件用于使每个杆在运动方向上从所述闭合位置向打开位置运动。
本发明还涉及铁路接触器，其包括一个或多个真空断续器(也称之为真空管)。这些真空管尤其被使用在铁路领域，例如被安装在高压接触器中，该高压接触器被布置在铁路车辆的顶部上，位于受电弓和变压器之间。
背景技术
专利文献第US3,674,955号公开了一种真空断路器，该真空断路器根据三相电力网工作，包括三个真空断续器，每个真空断续器包括固定触点和可动触点。该断路器包括用于控制真空断续器的打开或闭合的控制机构，此种控制机构包括三个分离的致动杆，每个致动杆连接到相应真空断续器的可动触点上。该断路器还包括适于驱动所述控制机构的致动器、和能与所述控制机构相互配合的液压系统。
该液压系统是阈值效应系统，能在真空断续器的打开运动结束时吸收剩余的动能，消除震动并避免致动杆引起的跳动，同时在打开运动开始时不会对打开速度产生影响，从而在打开行程开始时打开速度尽可能高。该液压系统包括将压力施加在处于封闭罩内部的油上的活塞；在所述封闭罩内的油压足够高以致使可动部件移动并使排油孔畅通的情况下，在打开行程结束时该液压系统执行能量吸收功能。
但是，这种断路器具有相对有限的使用寿命，真空断续器相对易受损。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种接触器，其具有更长的使用寿命，同时能降低真空断续器受损的风险。
因此，本发明涉及一种上述类型的接触器，其中，该接触器还包括调节构件，该调节构件用于在所述杆从闭合位置向打开位置运动的整个运动期间调节每个杆的运动速度。
根据本发明的接触器能通过所述调节构件来调节每个真空断续器在其打开的整个打开期间的打开速度。从而能保证每个真空断续器在其整个打开运动期间的合适打开速度，而不仅仅调节其在打开运动结束时的打开速度。因而，提高了真空断续器的使用寿命，并从而提高了根据本发明的接触器的使用寿命。
根据本发明的其他有益的方面，该接触器包括下述特征中的一个或多个，可单独或根据技术上可能的任何组合方式来考虑这些特征：
-所述调节构件被配置成将运动速度限制为低于预定阈值的速度；
-所述调节构件被配置成在所述杆从闭合位置向打开位置运动的整个运动期间，降低每个杆的运动速度；
-所述调节构件是液压调节构件；
-所述调节构件包括至少一个液压阻尼器；
-所述调节构件包括两个液压阻尼器；
-所述接触器还包括用于在运动方向上引导每个杆的导向构件；
-该两个液压阻尼器定位在所述导向构件的每侧上；
-每个液压阻尼器包括能在一罩内部在滑动方向上滑动的活塞，该活塞包括多个用于流体的通道孔，所述通道孔顺次地定位在滑动方向上；
-所述接触器还包括第二运动构件，该第二运动构件用于使每个杆在所述运动方向上从打开位置向闭合位置运动；
-所述接触器包括多个真空断续器和用于联接多个真空断续器的多个杆的机械联接构件，第一运动构件被配置成使所述联接构件从所述闭合位置向所述打开位置运动；所述调节构件被配置成在所述联接构件和所述多个杆从闭合位置向打开位置运动的整个运动期间调节所述联接构件的运动速度；以及
-所述导向构件被配置成在所述运动方向上引导所述联接构件。
附图说明
下面参照附图仅以非限制性实例的方式进行了描述，通过阅读下面的描述，将能显然看出本发明的这些特征和优点，附图如下：
-图1是根据本发明的三相接触器的示意图，该接触器包括三个真空断续器，所述三个真空断续器位于闭合位置上，且每个真空断续器包括固定触点、可动触点和被固定到所述可动触点上的杆，该接触器还包括用于调节每个杆从真空断续器的闭合位置向打开位置运动的运动速度的调节构件，所述调节构件包括两个液压阻尼器；
-图2是类似于图1的示意图，多个真空断续器位于打开位置上；
-图3至6是图1中的液压阻尼器之一的截面图，在这些图中阻尼器的活塞分别位于不同位置上；
-图7是曲线图，示出了图3至6中的阻尼器根据活塞行程而施加的制动力；和
-图8是曲线图，示出了图3至6中的阻尼器的活塞的速度随时间的变化。
具体实施方式
在说明书的其余部分中，术语“大致等于”限定了±10％范围内的等同关系，或者在该术语涉及角度的情况下限定了±100的等同关系。
在图1和2中，接触器10包括至少一个真空断续器12，每个真空断续器12包括固定触点14、可动触点16和固定到可动触点16上的杆18。杆18可在真空断续器12的闭合位置和真空断续器12的打开位置之间移动，在该闭合位置上可动触点16抵靠固定触点14(图1)，在该打开位置上可动触点16与固定触点14分离(图2)。
接触器10包括第一构件20，第一构件20用于在真空断续器12的打开行程期间使每个杆18移动，即，使每个杆18在运动方向X上从闭合位置向打开位置移动。接触器10还包括第二构件22，第二构件22用于在真空断续器12的闭合行程期间使每个杆18移动，即，使每个杆18在运动方向X上从打开位置向闭合位置移动。
作为可选的增补方案，接触器10包括用于在运动方向X上引导每个杆18的导向构件24。
在该所述的实例中，接触器10包括若干个真空断续器12和用于联接若干个真空断续器的多个杆18的机械联接构件26。接触器10具体而言为三相接触器，从而包括三个真空断续器12。
当接触器10包括若干个真空断续器12时，第一运动构件20被配置成使所述联接构件26从闭合位置向打开位置移动，第二运动构件22被配置成使所述联接构件26从打开位置向闭合位置移动，导向构件24被配置成在运动方向X上引导所述联接构件26。
接触器10还包括调节构件30，调节构件30用于在所述杆18从闭合位置(图1)向打开位置(图2)运动的整个运动期间调节每个杆18在运动方向X上的运动速度。换句话说，调节构件30是用于在真空断续器(或多个真空断续器)12的整个打开行程期间调节真空断续器(或多个真空断续器)的打开速度的构件。
接触器10包括支撑件32，在图1和2的实例中，第一运动构件20、导向构件24和调节构件30机械连接到该支撑件32上。
接触器10例如是高压接触器，即，适于可让电压超过750V(优选超过50KV)的电流通过。电接触器10例如被设计成装备铁路车辆(未示出)，尤其被设置在铁路牵引箱中位于逆变器和三相电机之间，这种布置结构未被示出。
每个真空断续器12(也称之为真空管)包括真空罩34，固定触点14和可动触点16被设置在真空罩34内部，真空罩34包括用于杆18的通道孔36。杆18当然能在真空罩34内部和外部滑动，从而杆18在通道孔36处装配有波纹管(未示出)以使真空罩34内部保持真空。真空罩34例如被固定到框架38上。
固定触点14和可动触点16均电连接到各相应电连接终端(未示出)上，每个电连接终端定位在真空罩34外部。固定触点14和可动触点16(也分别称之为固定触点构件和可动触点构件)是导电的。
本质上公知的是，连接终端能在相应真空断续器12的闭合位置上相互电连接，从而使固定触点14和可动触点16相互抵靠；连接终端能在相应真空断续器12的打开位置上相互电隔离，从而使固定触点14和可动触点16相互分离。
每个杆18优选在运动方向X上延伸。每个杆18例如在垂直于方向X的横向平面上具有圆形截面，以便于杆18在真空罩34内在真空断续器12的闭合位置和打开位置之间运动。
第一运动构件20被配置成在打开行程期间引起每个杆18运动。第一运动构件20例如是被动的(无源的)，从而被配置成仅在第二运动构件22不活动时引起每个杆18进行所述运动。
第一运动构件20优选是弹性运动构件，例如包括弹簧40，弹簧40定位在支撑件32和联接构件26之间；或者，当接触器10包括单个真空断续器12时，弹簧40被定位在支撑件32和杆18之间。在图1和2的实例中，弹簧40是压缩弹簧。可选地，弹簧40是牵引缓冲弹簧。
第二运动构件22被配置成在闭合行程期间引起每个杆18运动。第二运动构件22包括致动器42，如，电磁致动器或电动气压致动器，其能引起联接构件26从闭合位置向打开位置运动；或者当接触器10包括单个真空断续器12时，其能引起杆18从闭合位置向打开位置运动。
第二运动构件22优选仅在闭合行程期间起作用，在打开行程期间是不起作用的，从而可让第一运动构件20对联接构件26和/或杆18产生作用。
导向构件24例如为通孔44的形式，其被设置在支撑件32上并在运动方向X上延伸。在图1和2的实例中，通孔44被配置成接收联接构件的臂46，臂46被机械地联接到致动器42上。通孔44被配置成可让臂46在运动方向X上滑动。
联接构件26包括连接到每个杆18上的板48，板48例如在垂直于运动方向X的横向平面上延伸。连接构件26包括臂46，臂46大致在运动方向X上延伸并被固定到板48上。第一运动构件的弹簧40支靠所述板48，当致动器42不起作用时，弹簧40能引起所述板48在其打开行程期间运动。当弹簧40是压缩弹簧时，弹簧能沿箭头F1将向下的支撑力施加在板48的上表面上，如图1所示。在未示出的替换实施例中，当弹簧40是牵引缓冲弹簧时，其能将向下的牵引力(箭头F1)施加在板48的下表面上。
调节构件30被配置成在整个打开行程期间调节每个杆18的运动速度，例如以将运动速度限制为低于预定阈值的速度。换句话说，调节构件30被配置成调节每个真空断续器12的打开速度，例如以在整个打开行程期间将所述打开速度限制为低于预定阈值的值。该预定阈值例如等于0.4m.s-1，以避免真空断续器12受损。该预定阈值的值优选在0.3m.s-1和1m.s-1之间。
调节构件30被配置成，当接触器10包括若干个真空断续器12、杆18被联接构件26机械连接时，在整个打开行程期间调节联接构件26的运动速度。
调节构件30例如还被配置成，降低(即减小)每个杆18和/或连接构件26在整个打开行程期间的运动速度。
在该实例中，调节构件30优选被配置成连续降低每个杆18和/或联接构件26在打开行程期间的运动速度。换句话说，每个杆18和/或联接构件26的运动速度相对于时间的偏离(即，与每个杆18和/或联接构件26的运动相关联的加速度)在打开行程期间并不总是为负。
调节构件30优选是液压调节构件，即，通过执行流体循环来进行所述速度调节的构件。用于该调节的流体例如是油，具体而言是硅基油，其粘度系数在-40℃至+80℃的较宽温度范围内大致保持恒定。
调节构件30包括至少一个液压阻尼器50，优选包括两个液压阻尼器50，如图1和2所示。
当调节构件30包括两个液压阻尼器50时，所述阻尼器50优选定位在导向构件24的每侧上，但仍更优选地相对于导向构件24对称定位，以相对于导向构件24最佳地分配阻尼力。
如前所述，支撑件32形成用于接触器10的不同元件(尤其是弹簧40和阻尼器50)的机械联接构件。
支撑件32还包括抵接表面52，该抵接表面在打开行程结束时形成用于联接构件26(尤其是板48)的止动抵接部。该用于止动的抵接表面52例如是平坦表面，大致垂直与运动方向X。
在图3至6中，每个液压阻尼器50包括密封罩54和能在密封罩54内在滑动方向上滑动的活塞56。活塞56的滑动方向优选平行于每个杆18的运动方向X，以便于调节每个杆18的运动速度。
活塞56包括位于第一腔60和第二腔62之间的多个流体通道孔58A、58B、58C、58D，这两个腔60、62定位在所述密封罩54内部。在图3至6的实例中，活塞56包括四个通道孔，即，第一通道孔58A，第二通道孔58B，第三通道孔58C和第四通道孔58D。
第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D被顺次地定位在活塞56的滑动方向上。这些通道孔即第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D被设计成被朝阻尼器内侧突出的凸出部64顺次地和渐增地遮闭。数量增加的通道孔即第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D的逐渐被遮闭能在阻尼器50的压缩期间逐渐降低活塞56的运动速度，下面将对此进行解释。
现在将描述根据本发明的接触器10的操作。
调节构件30被设置成在所述杆18从相应真空断续器12的闭合位置向所述真空断续器12的打开位置运动的整个运动期间(即，第一运动构件20在真空断续器(或多个真空断续器)12的打开行程期间使杆18运动的过程中)，对每个杆18的运动速度产生作用。在图1和2的实例中，这对应于真空断续器(或多个真空断续器)12在闭合位置上、不再为了使每个杆18运动而控制第二运动构件22的情况，即，致动器42不起作用的情况。在这种情况下，弹簧40对联接构件26产生作用的方式是，使联接构件26沿图1中的箭头F1运动以将每个可动触点16与相应的固定触点14分离。
在真空断续器(或多个真空断续器)12的打开行程期间，调节构件30调节真空断续器12的打开速度，具体而言将打开速度的值限制为低于预定阈值的值，从而能降低在打开期间损坏真空断续器(或多个真空断续器)12的风险。在该所述的实例中，通过沿图1中的箭头F1压缩液压阻尼器(或多个液压阻尼器)50来实现这种速度调节。在图3至6中示出了每个液压阻尼器50的这种压缩，从图3至图6示出了这种压缩过程，图3示出了阻尼器50的压缩开始，图6示出了阻尼器50的压缩结束。
所述调节优选对应于在真空断续器(或多个真空断续器)12的打开行程期间打开速度的逐渐降低，当要求进行打开时，调节构件30从而随着时间推移逐渐降低真空断续器12的打开速度。在该所述的实例中，通过顺次定位在活塞56的滑动方向上的多个通道孔58A、58B、58C、58D来实现所述打开速度的降低。的确，在每个真空断续器12的打开行程开始时，即，在活塞56从顶部向底部(图3至6中)的行程开始时，流体(如，油)通过四个通道孔58A、58B、58C、58D从第一腔60朝第二腔62流动，如图3所示。在阻尼器50的压缩开始时，活塞56的速度大致为2m.s-1。
然后，当阻尼器50被进一步压缩时，在压缩过程中，从第一通道孔58A开始(如图4中所示)，第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D被凸出部64遮闭。在图4的实例中，在第一通道孔58A被遮闭的情况下，当流体通过三个通道孔即第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D从第一腔60向第二腔62流动时，活塞56的速度大致为1.5m.s-1。
在阻尼器50仍被进一步压缩时，第一通道孔58A和第二通道孔58B从而被凸出部64遮闭，另外两个通道孔即第三通道孔58C和第四通道孔58D仍可让流体从第一腔60朝第二腔62流动。活塞56的速度从而大致为1m.s-1。
在图5的实例中，第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C被凸出部64遮闭，仅第四通道孔58D仍可让流体从第一腔60朝第二腔62流动。活塞56的速度从而大致为0.5m.s-1。
最后，如图6所示，在阻尼器50的压缩结束时，四个通道孔即第一通道孔58A、第二通道孔58B、第三通道孔58C和第四通道孔58D被凸出部64堵塞，从而阻止流体在第一腔60和第二腔62之间流动，从而活塞56的速度为零。
在每个真空断续器12的整个打开行程期间，每个阻尼器50施加阻尼力F；阻尼力F阻止每个杆18从闭合位置向打开位置的运动，从而能在整个打开行程期间调节每个杆18的运动速度。
图7示出了第一曲线70，第一曲线示出了阻尼力F除以阻尼器50的内压所得的第一比率随第二比率(其为活塞56的行程s除以阻尼时间t所得的值)的变化。第一曲线70为所谓的线性阻尼器的特征。根据阻尼器能吸收的能量来选择阻尼器。阻尼器的操作范围值用千克表达。用千克表达的该值对应于表示被吸收的能量总和的实际量。在该所述的实例中，阻尼器的范围为1.3kg至5.5kg。所使用的阻尼器的值范围将根据接触器10的管和机构的特性调节。第一曲线70从而示出了：在整个打开行程期间的确施加了阻尼力F，在打开行程的大部分范围(即，打开行程的四分之三以上的部分，也优选在打开行程的90％以上的范围内)内，阻尼力F高于最小值Fmin。
图8示出了第二曲线80，第二曲线80表示活塞56的速度V随阻尼时间t的变化。第二曲线80从而示出了活塞的速度V在阻尼器的整个阻尼阶段非常显著地逐渐降低，如前面根据图3至6所述。换句话说，第二曲线80示出：在所述的实例中，调节构件30能在整个打开行程期间逐渐降低真空断续器12的打开速度。接触器10的速度/运动特性取决于所使用的管、控制机构和阻尼器的类型。在该所示的实例中，行程开始时的速度大致为0.35m.s-1，然后在80ms之后降低为0。
为了闭合真空断续器(或多个真空断续器)12，命令第二运动构件22使每个杆18沿图2中的箭头F2运动。在该所述的实例中，致动器42然后活动，沿箭头F2施加作用力，该作用力的值大于弹簧40沿箭头F1在相反方向上施加的力，使得每个杆18从每个真空断续器12的打开位置(图2)向每个真空断续器12的闭合位置(图1)运动。
在真空断续器(或多个真空断续器)12的闭合行程期间，调节构件30不对真空断续器(或多个真空断续器)12的闭合速度产生作用。
在真空断续器12的整个打开行程期间对每个真空断续器12的打开速度的调节(具体而言，将打开速度限制至低于预定阈值或甚至逐渐降低打开速度)将能使每个真空断续器12的打开速度兼容于真空断续器的制造商所推荐的值。这些值被制造商推荐以限制真空断续器12在其被打开时受损的风险，与推荐值的兼容性从而能降低真空断续器12出现故障的风险，从而提高其使用寿命。
从而能看出，根据本发明的接触器由于降低了真空断续器(或多个真空断续器)12受损的风险，因而能具有比现有接触器更长的使用寿命。

Claims (12)

1.一种接触器(10)，其包括：
-至少一个真空断续器(12)，每个真空断续器包括固定触点(14)、可动触点(16)和被固定到所述可动触点(16)上的杆(18)；
所述杆(18)可在真空断续器(12)的闭合位置和真空断续器(12)的打开位置之间移动，在该闭合位置上所述可动触点(16)抵靠所述固定触点(14)，在该打开位置上所述可动触点(16)与所述固定触点(14)分离；
-第一运动构件(20)，其用于使每个杆(18)在运动方向(X)上从所述闭合位置向所述打开位置运动，和
-调节构件(30)，其用于在所述杆(18)从所述闭合位置向所述打开位置运动的整个运动期间调节每个杆(18)的运动速度。
2.根据权利要求1所述的接触器(10)，其中，所述调节构件(30)被配置成将所述运动速度限制为低于一预定阈值的速度。
3.根据权利要求1或2所述的接触器(10)，其中，所述调节构件(30)被配置成在所述杆(18)从所述闭合位置向所述打开位置运动的整个运动期间，降低每个杆(18)的运动速度。
4.根据权利要求1所述的接触器(10)，其中，所述调节构件(30)是液压调节构件。
5.根据权利要求4所述的接触器(10)，其中，所述调节构件(30)包括至少一个液压阻尼器(50)。
6.根据权利要求5所述的接触器(10)，其中，所述调节构件(30)包括两个液压阻尼器(50)。
7.根据权利要求1所述的接触器(10)，其中，所述接触器(10)包括用于在所述运动方向(X)上引导每个杆(18)的一种导向构件(24)。
8.根据权利要求6或7所述的接触器(10)，其中，两个液压阻尼器(50)被定位在所述导向构件(24)的两侧上。
9.根据权利要求5所述的接触器(10)，其中，每个液压阻尼器(50)包括能在罩(54)内在滑动方向(X)上滑动的活塞(56)，所述活塞包括多个用于流体的通道孔(58A，58B，58C，58D)，所述通道孔(58A，58B，58C，58D)被顺次地定位在所述滑动方向(X)上。
10.根据权利要求1或2所述的接触器(10)，其中，所述接触器(10)还包括第二运动构件(22)，其用于使每个杆(18)在所述运动方向(X)上从所述打开位置向所述闭合位置运动。
11.根据权利要求1所述的接触器(10)，其中，所述接触器(10)包括若干个真空断续器(12)和用于联接所述若干个真空断续器的多个杆(18)的机械联接构件(26)，所述第一运动构件(20)被配置成使所述联接构件(26)从所述闭合位置向所述打开位置运动，所述调节构件(30)被配置成在所述联接构件(26)和所述杆(18)从闭合位置向打开位置运动的整个运动期间调节所述联接构件(26)的运动速度。
12.根据权利要求7或11所述的接触器(10)，其中，导向构件(24)被配置成在所述运动方向(X)上引导所述联接构件(26)。
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