CN107622922B - 振动限制装置以及包括所述振动限制装置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及振动限制装置以及包括所述振动限制装置的设备，配电装置具有静传导端子，开关装置具有相应动传导端子。开关装置相对配电装置沿连接/断开方向在连接与断开位置间可移动，在连接位置中开关装置借助耦接动或静传导端子的触头组件使动传导端子与相应静传导端子接合而连接配电装置，在断开位置中所述开关装置和配电装置断开。设备还包括振动限制装置，其耦接动传导端子或相应静传导端子，并被构造成开关装置接近连接位置时振动限制装置不碰触动传导端子或相应静传导端子中的另一个；开关装置在连接位置时如动传导端子横向于连接/断开方向振动，振动限制装置碰触动传导端子或相应静传导端子中的另一个，以限制振动幅度。

Description

振动限制装置以及包括所述振动限制装置的设备

技术领域

本发明涉及诸如断路器的开关装置和配电装置的电连接和机械连接。具体地，本发明涉及一种振动限制装置，用于限制由在开关装置连接到配电装置时的洛伦兹力所引起的开关装置的振动的幅度。

背景技术

在中压场(其通常是指从1kV至几十kV的电压)中，已知使用所谓的郁金香触头组件(tulip-contact-assembly)，用于将设置在抽出式断路器上的动传导端子机械和电气连接至配电装置的静传导端子。

郁金香触头组件包括支撑框架，该支撑框架由相互平行且间隔开并且通过杆彼此固定的一对环形板限定。郁金香触头组件还包括多个触头指元件，其置于凸缘的阀座部分中，并且被围绕支撑框架的中心轴线呈环形延伸的螺旋弹簧径向地推压以抵靠凸缘。

每个触头指元件具有沿着平行于上述中心轴线的纵向轴线延伸的长圆形形状，并且包括用于可拆卸地与配电装置的静触头销接合的前触头部以及意在与可移动断路器的导电臂保持接触的后触头部。

在短路的情况下产生洛伦兹力，这又导致断路器特别是其动传导端子的振动和位移。如果每相的导电端子垂直对准，则上部动传导端子可能遭受具有非常高的幅度的振动。因此，一个或更多个触头指元件可能会失去与静触头销的接触，由此产生电弧的风险。这可能会损害整个系统的可靠性和安全性。

为了增加系统的鲁棒性和稳定性，已知的是，向断路器提供要被插入到配电装置的相应孔中的两个下部销。然而，这种布置不足以避免风险，特别是上部郁金香触头组件失去与配电装置固定销的电连接。

在使用不同于郁金香触头组件的触头组件(例如夹持式触头组件)的情况下，也可能出现相同的问题。

发明内容

因此，本发明的基本问题在于提供一种振动限制装置，其可以与包括配电装置和诸如断路器的开关装置的设备相关联，适于限制由在开关装置连接到配电装置时的洛伦兹力所引起的开关装置的振动的幅度。

根据本发明的一方面，提供了一种设备，包括配电装置和诸如断路器的开关装置，其中，所述配电装置具有至少一对静传导端子，所述开关装置具有至少一对相应的动传导端子，其中，所述开关装置相对于所述配电装置沿着连接/断开方向(CD)在连接位置与断开位置之间可移动，在所述连接位置中，所述开关装置通过借助于耦接到所述动传导端子或所述静传导端子的触头组件使所述动传导端子与相应的静传导端子接合来电气地和机械地连接至所述配电装置，并且在所述断开位置中，所述开关装置和所述配电装置电气地和机械地断开，其特征在于：所述设备还包括至少一个振动限制装置，所述至少一个振动限制装置一体耦接至所述至少一对动传导端子中的一个动传导端子或所述至少一对静传导端子中的一个相应的静传导端子，并且所述设备被构造成使得：当所述开关装置沿着所述连接/断开方向(CD)移动而接近所述连接位置时，所述振动限制装置不碰触所述一个动传导端子或所述一个相应的静传导端子中的另一个；当所述开关装置处于所述连接位置时，在所述一个动传导端子横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置碰触所述一个动传导端子或所述一个相应的静传导端子中的另一个，以便限制振动幅度。

根据本发明的另一方面，提供了一种振动限制装置，其与诸如断路器的开关装置的至少一对动传导端子中的一个动传导端子一体耦接或者与配电装置的至少一对静传导端子中的一个相应的静传导端子一体耦接，其中，所述开关装置相对于所述配电装置沿着连接/断开方向(CD)在连接位置与断开位置之间可移动，在所述连接位置中，所述开关装置通过借助于耦接至所述动传导端子或所述相应的静传导端子的相应触头组件使所述动传导端子与所述相应的静传导端子接合来电气地和机械地连接至所述配电装置，并且在所述断开位置中，所述开关装置和所述配电装置电气地和机械地断开，其中，所述振动限制装置被构造成使得：当所述开关装置沿着所述连接/断开方向(CD)移动而接近所述连接位置时，所述振动限制装置不碰触所述一个动传导端子或所述相应的一个静传导端子中的另一个；当所述开关装置处于所述连接位置时，在所述一个动传导端子横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置碰触所述一个动传导端子或所述相应的一个静传导端子中的另一个，以便限制振动幅度。

根据本发明的又一方面，提供了一种包括根据本发明的振动限制装置的触头组件。

附图说明

根据以下参考附图以示例的方式给出的对优选实施方式及其替选实施方式的描述，本发明的其它特征和优点将更加明显，在附图中：

图1a和图1b是分别处于断开配置和连接配置的断路器和配电装置的侧视图；

图2是包括根据本发明的多个振动限制装置的配电装置的立体图；

图3是设置有根据本发明的振动限制装置的传导端子的立体图；

图4是图3中的传导端子的分解立体图；以及

图5a和图5b是分别处于断开配置和连接配置的设置有根据本发明的振动限制装置的断路器和配电装置的侧面局部剖视图。

具体实施方式

在下面的描述中，当在不同的附图中描述示例性元件时，相同的附图标记用于相同的示例性元件。

参考图1a至1b，使用附图标记3来表示诸如断路器的开关装置，使用附图标记5来表示配电装置。具体地，开关装置3可以是能够容纳在配电装置5中的抽出式断路器。优选地，这种断路器3以非限制的方式是由电动推轨4支持的类型，该电动推轨4可以相对于配电装置5沿着连接/断开方向CD从抽出位置(图1a)移动到配电装置5中的插入位置(图1b)，其中，在抽出位置，断路器3的动传导端子2(例如触头臂或导电衬套)与配电装置5的相应的静传导端子6(例如静导电销)断开，并且在插入位置，动传导端子2连接到相应的静传导端子6。抽出位置对应于机械和电气断开位置，而插入位置对应于连接位置。

在图中所示的实施方式中，配电装置5和断路器3为多相型，具体为三相型。因此，配电装置5和断路器3中的每一个包括三对相应的传导端子。然而，如本领域技术人员将清楚的是，根据另一可能的实施方式，配电装置5和断路器3可以是单相型的。在这种情况下，配电装置5和断路器3中的每一个包括单对相应的传导端子。

触头组件1可以固定到安装于断路器3上并可与断路器3一起移动的传导端子2中的每个传导端子2，并且适于与配电装置5的静传导端子6接合。然而，在另一可替换的可能的实施方式中(附图中未示出)，也可以将触头组件1组装在配电装置5的静传导端子6上，以便接纳断路器3的动传导端子2并且与其接合。根据在图中所示的实施方式，触头组件优选为郁金香。然而，触头组件可以是不同的形状。具体地，它们可以是夹持器形状，例如用于将夹持器连接到传导汇流条而不是圆柱端子。钳式触头组件包括第一组触头指元件以及与第一组触头指元件相反的第二组触头指元件。在第一组和第二组中的每一组中，触头指元件彼此平行并排放置。

提供了至少一个振动限制装置7，其一体式耦接到开关装置3的一个动传导端子2或耦接到配电装置的一个静传导端子6。参考附图所示的示例性实施方式，提供有与开关装置3的每相的每个动传导端子2相关联的振动限制装置7。然而，可替选地，可能只有一些动传导端子2设置有相应的振动限制装置7。特别地，在每相的动传导端子2垂直对准的情况下，振动限制装置至少与每相的上部动传导端子相关联，其中，在上部动传导端子处，由于洛伦兹力引起的振动较大。可替选地，根据附图中未示出的替选实施方式，振动限制装置7可以与配电装置5的静传导端子6相关联。当然，振动限制装置7可以可替代地以不同的方式并且以不同的数目与仅一些动传导端子2和/或仅一些静传导端子6相关联。

根据本发明的可能的实施方式，每个振动限制装置7被构造成使得：在开关装置3通过沿着连接/断开方向CD移动而朝着连接位置接近期间以及在开关装置3处于连接位置期间，与静传导端子6形成间隙δ(如果振动限制装置7耦接到相应的动传导端子2)或者与动传导端子2形成间隙δ(如果振动限制装置7耦接到相应的静传导端子6)。以这种方式，在开关装置3接近连接位置时，振动限制装置7不接触静传导端子6并因此不碰触(interferewith)静传导端子6(如果振动限制装置耦接到相应的动传导端子2)或不碰触动传导端子2(如果振动限制装置耦接到相应的静传导端子6)。因此，使每个动传导端子与相应的静传导端子耦接所需的推入力(racking-in force)不受影响。

另一方面，在开关装置3处于连接位置时，在可移动开关装置3振动(由于在短路时的洛伦兹力)并且因此其动传导端子2在横向于连接/断开方向CD的方向上振动的情况下，振动限制装置7碰触静传导端子6(如果振动限制装置7耦接到在振动的相应的动传导端子2)或碰触振动的动传导端子2(如果振动限制装置7耦接到相应的静传导端子6)，从而将振动幅度限制在所述的间隙内。

为了更好地理解本发明所基于的主要构思，参考附图2至5所示的示例性实施方式。根据该实施方式，每个振动限制装置7一体耦接，即被耦接成可与开关装置3的相应的动传导端子2一体移动，并且被配置成在开关装置3振动的情况下碰触配电装置5的相应的静传导端子6。为此，振动限制装置7有利地包括圆柱部8，该圆柱部8适于至少部分地被容纳在相应的静传导端子6的端腔9中。圆柱部8的外径小于端腔9的内径，这些直径使得当振动限制装置7的圆柱部8处在静传导端子6的端腔9内或正被插入静传导端子6的端腔9时，振动限制装置7的圆柱部8的外壁和静传导端子6的端腔9的内壁被认为在关于连接/断开方向CD的径向方向上具有与上述间隙δ相对应的空隙。因此，在开关装置3相对于配电装置5接近连接位置时(图5a)，振动限制装置7的圆柱部8进入静传导端子6的端腔9，而不进入与静传导端子6本身特别是其内壁接触。另一方面，在开关装置3处于连接位置时(图5b)，在后者例如在径向方向上或者更一般地在关于连接/断开方向CD的横向方向上振动的情况下，因为振动限制装置7的圆柱部8与静传导端子6的端腔9的内壁进入接触，所以振动幅度无法超过上述间隙δ。因此，如振动限制装置7相对于静传导端子6，与相同的动传导端子2相关联的郁金香触头组件1的每个触头指元件14的位移也受到限制。

当然，振动限制装置7的部件8和静传导端子6的端腔9可以具有不同于圆柱的形状，只要提供如上述实施方式所讨论的间隙。在这种情况下，可以通过适当地确定振动限制装置7的外部尺寸和静传导端子6的端腔9的内壁尺寸来获得间隙δ。

还应当注意，根据附图中未示出的另一可能实施方式，可替代地，振动限制装置7可以被构造成使得振动限制装置本身包括具有圆柱端腔的部分，其中，在圆柱端腔的部分中可以插入静传导端子。在这种情况下，振动限制装置具有比静传导端子的外径或外部尺寸大的内径(或更一般地，一个或更多个内部尺寸)，使得仍然可以形成间隙。

还应当注意，根据另一可能的实施方式，在连接位置处可以没有间隙δ或间隙δ基本上等于零。此外，间隙δ可以在开关装置接近连接位置期间变化。例如，静传导端子或动传导端子和振动限制装置端腔可以是截头圆锥形的，使得间隙δ在连接位置处基本上等于零并且在开关装置接近连接位置期间在减小。在这种情况下，在连接位置处，振动幅度被振动限制装置基本限制为零。

当然，如本领域技术人员还将清楚的，根据另一可能的实施方式，可替代地，振动限制装置7可以一体耦接到配电装置5的静传导端子6，而不是如上所讨论的开关装置3的动传导端子2。根据本实施方式，在开关装置振动的情况下，振动限制装置(在这种情况下由于与配电装置相耦接而不振动)碰触开关装置的振动的动传导端子，从而限制这种振动的幅度。类似于参照附图所示的实施方式所描述的内容，同样根据该替选实施方式，动传导端子可以包括具有内径/内部尺寸的端腔，并且振动限制装置可以包括圆柱部，该圆柱部具有比动传导端子端腔内径/内部尺寸小的外径(或具有一个或更多个尺寸的部分)，使得振动限制装置的圆柱部/部件在连接位置中至少部分地被容纳在动传导端子的端腔内。

仍然可替选地，振动限制装置可以包括具有圆柱端腔的部分，该圆柱端腔具有比相应的动传导端子的外径(或外部一个或更多个尺寸)大的内径(或具有一个或更多个内部尺寸的腔)，使得动传导端子可以在连接位置中至少部分地被容纳在所述振动限制装置的端腔内。

优选地，振动限制装置7与一个动传导端子或一个静传导端子分离并且可连接至一个动传导端子或一个静传导端子。例如，振动限制装置7可以包括螺纹部10，该螺纹部10可以旋拧至端子的端腔中(例如，如果振动限制装置耦接到动传导端子2，则旋拧至动传导端子2的端腔15中)，该端子的端腔被相应地螺纹处理(图4)。优选地，螺纹部10与之前提到的圆柱部8相反。为了使旋拧更容易，圆柱部8可以包括一个或更多个槽11，以用于允许借助于合适的工具来进行旋拧。

有利地，振动限制装置7包括以下装置，该装置用于在振动限制装置7与动传导端子2连接时将触头组件1(特别地郁金香触头组件1)锁定到动传导端子2(或如果触头组件和振动限制装置与静传导端子6相关联，则锁定到静传导端子6)。例如，振动限制装置7可以包括环形部12，该环形部12周向地延伸以形成适于与郁金香触头组件的相应的径向内部突出部13相互配合的邻接部，使得在振动限制装置7旋拧至触头端腔中时，触头组件1被推靠在同一触头上(图4至5)。

根据图中未示出的另一可能实施方式，振动限制装置7是触头组件1例如郁金香触头组件的部件，即不是与后者分离的元件。以这种方式，触头组件1和振动限制装置7可以通过螺纹部10一起连接到静传导端子或动传导端子，并且振动限制装置7可以如上所述的(例如通过圆柱部8)限制开关装置的振动。

根据图中未示出的另一个可能的实施方式，振动限制装置7是动传导端子2或静传导端子6的部件(即与其不可分离的元件)。优选地，振动限制装置7由非导电材料制成。

根据上面的描述中，本领域技术人员可以理解的是，如何可以通过振动限制装置的存在来减少由于在触头组件和极点之间的洛伦兹力而产生的振动。

本领域技术人员将进一步理解的是，可以通过简单地添加振动限制装置来修改包括配电装置和开关装置的现有设备，从而在可以支持的短路电流方面增加其性能。配电装置和开关装置的特征和尺寸不需要进一步变化。

此外，本领域技术人员将会理解，推入阶段并且具体地推入力不受振动限制装置的存在的影响。

对于上述实施方式，为了满足特定的当前需要，本领域技术人员在不背离所附权利要求的范围的情况下可以使用其他操作上等同的元件进行若干添加、修改或替换。

Claims (10)

1.一种包括配电装置(5)和开关装置(3)的设备，其中，所述配电装置(5)具有至少一对静传导端子(6)，所述开关装置(3)具有至少一对相应的动传导端子(2)，其中，所述开关装置(3)相对于所述配电装置(5)沿着连接/断开方向(CD)在连接位置与断开位置之间可移动，在所述连接位置中，所述开关装置(3)通过借助于耦接到所述动传导端子(2)或所述静传导端子(6)的触头组件(1)使所述动传导端子(2)与相应的静传导端子(6)接合来电气地和机械地连接至所述配电装置(5)，并且在所述断开位置中，所述开关装置(3)和所述配电装置(5)电气地和机械地断开，其特征在于：所述设备还包括至少一个振动限制装置(7)，所述至少一个振动限制装置(7)由非导电材料制成并且一体耦接至所述至少一对动传导端子中的一个动传导端子(2)或所述至少一对静传导端子中的一个相应的静传导端子(6)，并且被构造成使得：

当所述开关装置(3)沿着所述连接/断开方向(CD)移动而接近所述连接位置时并且当所述开关装置(3)在无振动情况下处于所述连接位置时，所述振动限制装置(7)与所述一个动传导端子(2)或所述一个相应的静传导端子(6)中的一个形成间隙(δ)；

当所述开关装置(3)处于所述连接位置时，在所述一个动传导端子(2)横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置(7)碰触所述一个动传导端子(2)或所述一个相应的静传导端子(6)中的一个，以便在所述间隙内限制振动幅度，

其中，当所述振动限制装置(7)一体耦接到所述至少一对动传导端子中的一个动传导端子(2)时，所述振动限制装置(7)被配置成使得：当所述开关装置(3)处于所述连接位置时，在所述一个动传导端子(2)横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置(7)碰触所述至少一对静传导端子中的相应的静传导端子(6),

并且其中，所述相应的静传导端子(6)具有一个或更多个外部尺寸，并且所述振动限制装置(7)包括具有端腔的部分，所述端腔具有比所述静传导端子(6)的一个或更多个外部尺寸大的一个或更多个内部尺寸，使得在所述连接位置中所述静传导端子(6)至少部分地被容纳在所述振动限制装置(7)的端腔内，使得所述振动限制装置(7)与所述静传导端子(6)形成间隙(δ)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述振动限制装置(7)一体耦接到所述至少一对静传导端子中的一个静传导端子(6)时，所述振动限制装置(7)被配置成使得：当所述开关装置(3)处于所述连接位置时，在所述相应的动传导端子(2)横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置(7)碰触所述至少一对动传导端子中的相应的动传导端子(2)，

并且其中，所述相应的动传导端子(2)具有一个或更多个外部尺寸，并且所述振动限制装置(7)包括具有端腔的部分，所述端腔具有比所述相应的动传导端子(2)的一个或更多个外部尺寸大的一个或更多个内部尺寸，使得在所述连接位置中所述相应的动传导端子(2)至少部分地被容纳在所述振动限制装置(7)的端腔内，使得所述振动限制装置(7)与所述动传导端子(2)形成间隙(δ)。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述振动限制装置(7)与所述一个动传导端子(2)或所述静传导端子(6)分离并且以一体化方式连接到所述一个动传导端子(2)或所述静传导端子(6)。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述振动限制装置(7)与耦接至所对应的动传导端子(2)或静传导端子(6)的触头组件(1)分离，并且所述振动限制装置(7)包括装置(12)，所述装置(12)用于当所述振动限制装置(7)连接至所对应的动传导端子(2)或静传导端子(6)时将所述触头组件(1)锁定至所对应的动传导端子或静传导端子。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述振动限制装置(7)是所述触头组件(1)的一部分。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述振动限制装置(7)是所述一个动传导端子(2)或所述一个静传导端子(6)的一部分。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的设备，其中，所述触头组件(1)是郁金香触头组件或钳式触头组件。

8.一种由非导电材料制成的振动限制装置(7)，其与开关装置(3)的至少一对动传导端子中的一个动传导端子(2)一体耦接或者与配电装置(5)的至少一对静传导端子中的一个相应的静传导端子(6)一体耦接，其中，所述开关装置(3)相对于所述配电装置(5)沿着连接/断开方向(CD)在连接位置与断开位置之间可移动，在所述连接位置中，所述开关装置(3)通过借助于耦接至所述动传导端子(2)或所述相应的静传导端子(6)的相应触头组件(1)使所述动传导端子(2)与所述相应的静传导端子(6)接合来电气地和机械地连接至所述配电装置(5)，并且在所述断开位置中，所述开关装置(3)和所述配电装置(5)电气地和机械地断开，

其中，所述振动限制装置(7)被构造成使得：

当所述开关装置(3)沿着所述连接/断开方向(CD)移动而接近所述连接位置时并且当所述开关装置(3)在无振动情况下处于所述连接位置时，所述振动限制装置(7)与所述一个动传导端子(2)或所述相应的一个静传导端子(6)中的一个形成间隙(δ)；

当所述开关装置(3)处于所述连接位置时，在所述一个动传导端子(2)横向于所述连接/断开方向(CD)振动的情况下，所述振动限制装置(7)碰触所述一个动传导端子(2)或所述相应的一个静传导端子(6)中的一个，以便在所述间隙内限制振动幅度，

其中，所述振动限制装置(7)还包括具有端腔的部分，所述端腔具有比所述一个动传导端子(2)或静传导端子(6)的一个或更多个外部尺寸大的一个或更多个内部尺寸，使得在所述连接位置中所述一个动传导端子(2)或所述一个静传导端子(6)至少部分地被容纳在所述振动限制装置(7)的端腔内，使得所述振动限制装置(7)与所述静传导端子(6)或与所述动传导端子(2)形成间隙(δ)。

9.根据权利要求8所述的振动限制装置(7)，包括装置(12)，所述装置(12)用于当所述振动限制装置(7)连接到所述一个动传导端子或静传导端子时将所述触头组件(1)锁定到所述动传导端子(2)或所述静传导端子(6)。

10.一种包括根据权利要求8或9所述的振动限制装置(7)的触头组件(1)。

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