CN110582826B - 改进的真空断路器 - Google Patents

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Abstract

一种真空断路器（10），包括耦合在上部端子（18）和下部端子（20）之间的真空中断器（12），可操作以建立或断开上下部端子之间的电气连接。该断路器具有由电绝缘材料形成的主体（22），该真空中断器位于主体的内腔中。下部端子（20）包括形成内腔的一部分的中空体（26），其形状和尺寸设计为允许真空中断器（12）通过。电气连接器装置（50）具有连接到可动触点的可移动部（52）和连接到下部端子（20）的环形的固定部（54）。可移动部（52）通过柔性连接器（56）连接到固定部（54），并且具有用于接合真空中断器（12）的电气连接器（60）的插口（58）。拉杆（16）经由电气连接器（60）耦合到可移动触点。

Description

改进的真空断路器
技术领域
本发明涉及一种真空断路器。
背景技术
真空断路器(VCB)通常包括真空中断器和致动器，该致动器用于在开路状态和闭合状态之间操作中断器。通常，致动器包括耦合到中断器的触头的电磁装置。
传统的VCB被认为相对较大并且制造相对昂贵。期望提供一种改进的真空断路器。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种真空断路器，其包括：
第一端子；
第二端子；
真空中断器，其耦合在所述第一和第二端子之间，并且可操作以建立或断开所述第一和第二端子之间的电气连接；以及
由电绝缘材料形成的主体，其形状限定了一个内腔，
其中所述第一和第二端子由所述主体支撑，所述真空中断器位于所述内腔中，以及
其中，第二端子包括中空体，其形成所述内腔的一部分，并且其形状和尺寸设计为允许真空中断器通过。
本发明的第二方面提供了一种真空断路器，其包括：
第一端子；
第二端子；
耦合在所述第一和第二端子之间的真空中断器，可操作以建立或断开所述第一和第二端子之间的电气连接；以及
由电绝缘材料制成的主体，其形状限定了一个内腔，
其中，所述第一和第二端子由所述主体支撑，所述真空中断器位于所述内腔中，其中，第一端子位于主体的顶部，并在主体的顶部(优选在主体的极轴上)提供第一电气连接接口，第二端子包括从所述中空体伸出并从极轴倾斜地(优选垂直地)伸出的杆以提供第二电气连接接口，第二电气连接接口从极轴横向移位，其中，从第二电气连接接口到极轴的假想垂直轴在假想交点处与极轴相交，断路器的构造使得由所述第一电气连接接口、第二电气连接接口以及所述假想交点形成的假想三角形是等腰直角三角形，其中所述第一和第二电气连接接口之间的假想线形成三角形的斜边。
本发明的第三方面提供了一种真空断路器，其包括：
第一端子；
第二端子；
真空中断器，其耦合到所述第一和第二端子之间，并且可操作以建立或断开所述第一和第二端子之间的电气连接；以及
由电绝缘材料制成的主体，其形状限定了一个内腔，
其中所述第一和第二端子由所述主体支撑，所述真空中断器位于所述内腔中，其中第一端子位于主体的顶部，并在主体的顶部(优选地在主体的极轴上)提供第一电气连接接口，第二端子包括从所述中空体伸出并从极轴倾斜地(优选垂直地)伸出的杆以提供第二电气连接接口，第二电气连接接口从极轴横向移位，其中第一细长外部连接器与第一端子在第一端子的连接接口处连接，第二细长外部连接器与第二端子在第二端子的连接接口处连接，其中，外部连接器平行于彼此但倾斜于极轴延伸。在优选实施例中，从第二电气连接接口到极轴的假想垂直轴在假想交点处与极轴相交，断路器的构造使得由所述第一和第二电气连接接口以及所述假想交点形成的假想三角形是等腰直角三角形，其中所述第一和第二电气连接接口之间的假想线形成三角形的斜边。
在(任何方面的)优选实施例中，所述断路器主体由可模塑材料形成，其中将所述第一端子和所述第二端子中的至少一个(优选每一个)模塑到所述断路器主体中。优选地，断路器主体由塑料(优选热塑性塑料)形成。
有利地，所述中空体具有环形内表面，环形内表面形成所述内腔内表面的一部分。所述中空体的所述环形内表面可与所述断路器主体的内表面齐平或大致齐平。
通常，所述第一端子和第二端子沿所述断路器主体的极轴间隔开，所述真空中断器的至少部分地位于所述第一和第二端子之间的所述内腔区域。由所述第二端子限定的所述内腔区域的横截面的形状和尺寸设计为与真空中断器的至少部分所在的所述区域的横截面的形状和尺寸相匹配、或者限定一个大于真空中断器至少部分地位于其中的区域的横截面的形状和尺寸的空间。
优选地，由所述第二端子限定的所述内腔区域的形状和尺寸设计为与真空中断器的横截面形状和尺寸相匹配、或者限定一个大于真空中断器的横截面的形状和尺寸的空间。
有利地，所述断路器主体具有开口端，所述第二端子位于所述开口端和所述区域之间，真空中断器至少部分地位于所述区域中，所述开口端的形状和尺寸设计为允许所述真空中断器通过所述开口端。
有利地，内腔的形状和尺寸设计为允许真空中断器沿着内腔从内腔的开口端到内腔中的期望位置。
可选地，所述真空中断器的端部位于所述中空体内。
典型实施例包括将真空中断器的可移动触头电气连接到第二端子的电气连接器装置，该电气连接器装置位于断路器主体的内腔中，优选地在第二端子的中空体中。内腔的形状和尺寸可以设计为允许连接器装置沿着内腔从内腔的开口端到内腔内的期望位置。
优选地，由开口端和由第二端子限定的区域之间的内腔区域的形状和尺寸设计为与电气连接器装置(优选还包括真空中断器)的横截面的形状和尺寸相匹配、或者限定一个大于电气连接器装置(优选地，还包括真空断路器)的横截面的形状和尺寸的空间。
可选地，所述中空体是圆柱形的。
所述内腔至少在所述第二端子限定的区域和所述真空中断器所在的区域内可以具有大致均匀的横截面。
内腔可以有大致圆柱形的横截面。
在优选实施例中，断路器包括耦合到所述真空中断器以进行操作的拉杆，所述拉杆包含位于壳内的芯，该芯由耐热材料(优选耐热塑料)形成，该壳由耐冲击材料(优选耐冲击塑料)形成。有利地，所述芯和壳由热塑性塑料或热固性聚合物材料形成。
有利地，芯由材料(优选可模塑电绝缘材料，最优选塑料)形成，壳由材料(优选可模塑电绝缘材料，最优选塑料)形成，该芯的材料与形成壳的材料相比具有相对高的耐热性，该壳的材料与形成芯的材料相比具有相对高的耐冲击性。
优选地，芯和壳彼此共模。
通常地，所述拉杆的端部位于所述中空体内。
在一些实施例中，第一端子位于主体的顶部，并在主体顶部(优选地在主体的极轴上)提供第一电气连接接口，第二端子包括从所述中空体伸出并且从极轴倾斜地(优选垂直地)伸出的杆以提供从极轴横向移位的第二电气连接接口，其中从第二电气连接接口到极轴的假想垂直轴在假想交点处与极轴相交，断路器的构造使得由所述第一和第二电气连接接口以及所述假想交点形成的假想三角形是等腰直角三角形，其中所述第一和第二电气连接接口之间的假想线形成三角形的斜边。
可选地，第一端子位于主体顶部，并在主体顶部(优选地在主体的极轴上)提供第一电气连接接口，第二端子包括从所述中空体伸出并且从极轴倾斜地(优选垂直地)伸出的杆以从极轴提供横向移位的第二电气连接接口，其中第一细长外部连接器与第一端子在第一端子的连接接口上连接，第二细长外部连接器与第二端子在第二端子的连接接口上连接。其中外部连接器彼此平行延伸，但倾斜地延伸到极轴。
有利地，外部连接器具有相同的长度。
本发明的第四方面提供了一种用于真空中断器的拉杆，所述拉杆包括位于壳内的芯，芯由耐热材料(优选耐热塑料)形成，壳由耐冲击材料(优选耐冲击塑料)形成。优选地，芯和壳由热塑性塑料或热固性聚合物材料形成。
在一些实施例中，由于断路器绝缘支架的设计及其制造方法，可以实现室内开关模块重量和尺寸特性的减小。
本发明的优选实施例包括由电绝缘材料(例如热塑性材料)制成的绝缘支架，其中断路器的下部和上部端子(优选通过模压)并入其中。
有利地，下部端子设计为环形。
有利地，极轴相对于假想的端子间轴线倾斜，该端子间轴线在每个上下部端子上的参考点之间延伸，优选使得极轴、所述假想的端子间的轴和下部端子的轴相交以形成直角等腰三角形。
本发明的优选实施例能够提供用于给定电流额定值和绝缘额定值的具有相对较小尺寸的断路器、或者用于给定尺寸的具有相对较高电流额定值和绝缘额定值的断路器。
优选实施例有助于使断路器的制造成本相对较低。
有利地，与传统断路器相比，基于体现本发明的优选断路器的抽出单元的尺寸相对较小。
有利地，与传统断路器相比，基于体现本发明的优选断路器的抽出单元的成本相对较低。
与传统断路器相比，优选实施例显示拉杆绝缘体的热稳定性和耐久性增加。
在对具体实施例的以下描述进行审查并参考附图时，本发明的进一步有利方面对本领域普通技术人员来说是显而易见的。
附图说明
现在，通过示例和参考附图来描述本发明的实施例，其中：
图1是体现本发明的真空断路器主体的剖视图；
图1A是包括在图1的真空断路器主体中的上部电气端子的剖视图；
图1B是包括在图1的真空断路器主体中的下部电气端子的剖视图；
图2是真空断路器主体的剖视图，显示真空中断器如何插入主体；
图3是真空断路器主体的剖视图，显示了如何将电流拾取单元插入主体；
图4是真空断路器的剖视图；
图5是用于所述真空断路器的优选绝缘拉杆的剖视图；以及
图6是真空断路器的侧视图，包括下部端子连接器和上部端子连接器。
具体实施方式
现在如参考图纸所示，通常表示为断路器10。特别地，断路器10用于断开交流电源，因此可称为交流断路器。断路器10包括真空中断器12，因此可称为真空断路器(VCB)。真空中断器12(也可称为真空开关装置)包括位于真空腔14(即至少在使用过程中密封在真空中的腔)中的可移动电触头(不可见)和固定(不可移动)电触头(不可见)。可移动触头可在开路状态和闭合状态之间移动，且可移动触头在开路状态下与固定触头电气以及物理分离，在闭合状态下与第二触头进行电气(以及通常为物理)接触。可移动触头的开路状态对应于真空中断器12以及断路器10的开路(或断开)状态，在断路器10中，可移动触头中断其所属的任何电路(未示出)中的电流。触头的闭合状态对应于真空中断器12和断路器10的闭合或建立连接状态，其中电流能够在固定触头和可移动触头之间流动。
触头在开路和闭合状态之间的移动受到致动器(未显示)的影响。致动器可以是任何合适的类型，例如电磁致动器或者任何其他机械、电气或机电致动器。致动器通过机械耦合机构耦合到真空中断器12的可移动触头，在优选实施例中，机械耦合机构包括拉杆16，特别是电绝缘拉杆，尽管在其他实施例中其可以采用任何其他合适的形式，例如波纹管联轴器。耦合机构将致动器耦合到可移动触头，以允许致动器在其开路和闭合状态之间移动触头。
真空中断器12以及VCB 10通常在常闭状态(即可移动触头处于闭合状态)下工作，以允许电流在触头之间流动，进而在使用期间在安装了断路器10的任何给定电路(未示出)中流动。在这种情况下，VCB 10可配置为响应于检测到故障条件(例如响应于检测到电流过载或短路)而自动开路，以保护在使用期间VCB 10并入的电路。其通过使致动器响应于检测到故障而将可移动触头移动到其开路状态来实现这一点。为此，VCB 10通常包括或协同控制器(未示出)工作，该控制器用于在检测到故障时实现开路状态。控制器通常包括电气和/或电子电路，该电气和/或电子电路包括或连接到一个或多个电流传感器(未示出)。一个或多个电流传感器在使用中耦合到VCB 10的任何合适的电流导体或VCB连接到的电路。当一个或多个传感器检测到高于阈值水平的电流(尤其是预期电流)时，控制器使VCB开路。在一些实施例中，响应于VCB 10检测到故障已排除和/或在自激活以来的阈值时间段已经结束之后，可以手动地或半手动地(例如通过用户控制(未示出)的手动激活)和/或自动地例如闭合地来重置VCB 10。自动重置的断路器通常被称为重合闸。
特别参考图1、1A和1B，断路器10包括第一或上部电气端子18和第二或下部电气端子20，通过端子18和端子20，断路器10可以在使用中电气连接到外部电路或装置(未示出)。第一端子18与真空中断器12的固定触头电气连接。第二端子20电气连接到真空中断器12的可移动触头。端子18、20由导电材料(例如铜或其他适宜的金属或金属合金)形成。
端子18、20由断路器10的主体22支撑并通常并入其中。端子18、20沿断路器10的极轴P(在典型实施例中其对应于中断器12的可移动触头沿其移动的方向和拉杆的运动方向)相互间隔开。主体22限定了用于容纳和支撑真空中断器12的内腔24和如下文进一步详细描述的断路器10的其他部件。方便起见，腔24的横截面(即与极轴垂直的横截面)大致是圆形的，尽管它可以另外地采取其他截面形状。通常，上部端子18位于主体22的第一端19(或顶部)，下部端子20位于主体22的第一端19和第二端21(或底部)之间。有利地，第二端21打开以允许将断路器的部件插入如下文更详细地描述的腔24中。
主体22由电绝缘材料形成，通常是介电材料。在优选实施例中，主体由可模塑材料形成。例如，主体22可以由塑料形成，优选地由热塑性材料形成(例如，由一种或多种热塑性塑料组成)。另外，主体22可以由一种或多种热固性聚合物或任何合适的电绝缘材料形成。
有利地，将端子18、20中的至少一个(但优选两个)模压到主体22中，即通过模压在主体形成期间将其并入主体22中。任何合适的常规成型工艺(例如注塑成型)都可以使用。有利地，端子18、20并入主体22中，使得各端子18、20的外表面中的至少一部分(并且优选大致全部)与主体22的相应内表面接触。
在优选实施例中，下部端子20包括空心环形体26，其优选是管状的，即开口套筒状结构。环形体26的横截面(通常，但不一定)大致是圆环形的，即环形体26可以是空心圆柱结构。然而，在其他实施例中，环形体可以具有其他(非圆环形的)横截面形状，优选匹配腔24的形状。环形体26通常是刚性的，由金属或其他导电材料形成。环形体26并入断路器主体22中，使得环形体26的内表面28提供腔24的内表面的一部分。因此，环形体26围绕着极轴p延伸。优选地，环形体26的内表面28与腔24的内表面30齐平或大致齐平，腔24由主体22本身提供。为此，环形体26可以设置在主体22中形成的凹槽中。环形体26的外表面由主体22覆盖。有利地，环形体26的形状和尺寸设计为允许真空中断器穿过它(即环形体26和真空中断器12的各自的形状和尺寸使得真空中断器能够穿过环形体26，并且因此能够穿过下部端子20)。
下部端子20通常还包括连接杆32。方便起见，连接杆32与环形体26整体形成，但可以在其他情况下(至少在电气上)连接到环形体26。连接杆32通常是刚性的，由金属或其他导电材料形成。连接杆32以不与极轴线P平行，并且优选大致垂直于极轴线P的方向从环形体26延伸。断路器主体22形状设计为覆盖杆32的除端部34之外的外表面，该端部34外露以允许杆32以及端子20连接到外部电路或装置。为此，杆32的端部34可设置有插口35或其他合适的结构。
上部端子18通常位于腔24的顶端，方便起见，该腔24对应于断路器主体22的顶部19。端子18可以包含主体36和连接杆38。主体36可以是环形的，从而限定用于容纳电气连接器42的插口40，以将端子18与真空中断器12的固定触头电气连接。方便起见，连接杆38从主体36沿大致平行于极轴P的方向延伸。主体36和杆38通常是刚性的，由金属或其他导电材料形成。将断路器主体22的形状设计为覆盖杆38的除端部44之外的外表面，该端部外露以允许杆38以及端子18连接到外部电路或装置。为此，杆38的端部44可设置有插口46或其他合适的结构。有利地，上部端子18以高电场强度(例如，三相点)屏蔽真空中断器12的元件。这也有助于减小断路器10的尺寸。
提供了电气连接器装置50(有时称为电流拾取器)，用于将真空中断器12的可移动触头电气连接至下部端子20。连接器装置50具有与可移动触头连接的可移动部52和与下部端子20连接的固定(不可移动)部54。可移动部52通过至少一个(但通常是多个)柔性连接器56连接到固定部54，该柔性连接器56允许固定部54和可移动部52之间的相对运动。通常地，固定部54是环形的并且位于可移动部52周围。固定部54、可移动部52以及柔性连接器56由任何合适的导电材料形成。在所示的实施例中，可移动部52具有用于接合真空中断器12的电气连接器60的插口58，连接器60电气连接至中断器12的可移动触头。当连接器60与可移动部52接合时，电气连接装置50在容纳可移动触头的运动的同时将中断器的可移动触头电气连接至下部端子20。
在所示的实施例中，拉杆16通过电气连接器60机械地耦合到可移动触头，如图4所示。在使用中，拉杆16沿极轴P方向的运动引起可移动部52和可移动触头的相应运动。
现在特别参考图2和图3，其示出了如何快捷地组装断路器10，从而简化了制造过程。图2显示了真空中断器12如何通过断路器主体22的开口端21被插入，通过下部端子20的环形体26，并按箭头A所示移动以与上部端子18接合。在此位置，真空中断器12的连接器42与插口40接合以将固定触头电气连接到端子18。图3显示了如何将电器连接器装置50穿过断路器主体22的开口端21插入下部端子20的环形体26中，并如箭头B所示移动以与真空中断器12接合。
腔24的形状和尺寸设计为接收真空中断器12，优选地在中断器12和腔24的内表面之间提供过盈配合(也称为摩擦配合或压配合)。在典型实施例中，真空中断器的外部形状大致是圆柱形的，因此至少在真空中断器12使用时所在的区域内，腔24的内表面可以相应地成形。腔24的形状和尺寸还设计为允许真空中断器12(有利地在其正常使用方向上)在断路器10组装期间沿着腔24从腔端21(其打开以允许插入中断器12和其他组件)到所期望的位置。优选地，腔24在其端部19、21之间或至少在下部端子20和上部端子18之间具有大致均匀的横截面，通常为大致圆柱形，尽管在其他实施例中可以采用其他形状。尤其优选地，腔24的横截面在下部端子20的区域和真空中断器12在使用时所在的下部端子20和上部端子18之间的区域大致均匀。更一般地，在下部端子20限定的区域中的腔24的横截面的形状和尺寸使得真空中断器12能够通过下部端子20限定的区域进入下部端子20和上部端子18之间的区域。为此，可以将下部端子20限定的区域的形状和尺寸(例如在横截面中)设计为与真空断续器12的横截面形状和尺寸相匹配、或者限定大于真空断续器12的横截面形状和尺寸的空间。促进这一点的一种方法是使腔24在横截面上呈圆柱形，真空中断器通常也在横截面上呈圆柱形。在所示的实施例中，腔24至少在下部端子20的区域和真空中断器12使用时所在的下部端子20和上部端子18之间的区域是均匀圆柱形的。或者，腔24在下部端子20的区域中可以比在下部端子20和上部端子18之间的区域中更宽。可选地，腔24的形状在其端部21处提供扩口区域(其可延伸至下部端子20的区域)，并且腔24在扩口区域和另一端19之间具有大致均匀的横截面。
腔24的形状和尺寸设计为适于接收电气连接器装置50，优选地在固定部分54和腔24的内表面之间提供过盈配合(也称为摩擦配合或压配合)。有利地，(当组装断路器10时)电气连接器装置50位于下部端子20的环形体26内，因此固定部分与环形体26(形成腔内表面的一部分)的内部接合。在典型实施例中，连接器装置50的外部形状大致是圆柱形的，因此腔24的内表面可以在环形体26的区域中相应地成形。腔24的形状和尺寸也设计为便于连接器装置50(有利地在其正常使用方向上)在断路器10组装期间沿着腔24从开口腔端21到其所期望的位置。从开口端21到下部端子20限定的区域的腔24的横截面的形状和尺寸使得电气连接器装置50(和真空中断器12)能够通过开口端21到下部端子20限定的区域。为此，可以将开口端21和下部端子20限定的区域之间的区域的形状和尺寸(例如在横截面中)设计为与电气连接器装置50(和可选的真空中断器12)的横截面形状和尺寸相匹配、或者限定大于电气连接器装置50(和真空中断器12)的横截面形状和尺寸的空间。在优选实施例中，电气连接器装置50和真空中断器12的横截面的形状和尺寸大致相同。
下部端子20的主体26的环形设计产生了一个大的传热表面，增加了真空中断器12和断路器10的其他部件的散热。通过端子18、20和形成(端子并入其中的)主体22的聚合物材料之间的低热阻促进热传递。这导致相对较高的散热，并且在给定的断路器尺寸下提高了断路器10的额定电流。
图5显示了优选拉杆16。为了减轻重量和降低成本，优选用塑料材料而不是金属材料制造拉杆16。拉杆16必须具有足够高的机械和电气特性，以便于断路器10的操作。然而，由标准单层注射成型方法提供的最大厚度约为5毫米，不适合提供所需的机械和电气特性。因此，在优选实施例中，拉杆16包括被包裹在外层72或外壳内的内部零件70或芯，每一部分由塑料材料(优选热塑性或热固性聚合物)形成。有利地，芯70和壳72由不同的塑料材料形成。优选地，芯70由耐热热塑性或热固性聚合物形成，壳72由耐冲击热塑性或热固性聚合物形成。这些材料是电绝缘的。在优选实施例中，芯70由与形成壳72的材料相比具有相对较高耐热性的材料(优选为可模塑电绝缘材料和最优选为塑料)形成，壳72由材料(优选为可模塑电绝缘材料，以及最优选塑料)形成，该材料与形成芯70的材料相比具有相对高的耐冲击性。
有利地，拉杆16可以由多层注射成型工艺形成。耐热芯70在高温下提供尺寸稳定性，而耐冲击壳72对使用期间承受的循环机械载荷提供相对较高的抵抗力。因此，在拉杆16具有足够的机械和电气特性的同时降低了拉杆16的制造成本。
拉杆16的一端可设置机械连接器74(优选由热塑性或热固性聚合物或其他电绝缘材料形成)，机械连接器74用于将拉杆16耦合到真空中断器12的可移动触头，以允许致动器移动可移动触头。在所示的实施例中，连接器74的一部分嵌入在拉杆16中，并且部分从拉杆16伸出，以用于通过真空中断器12的连接器60与可移动触头耦合，该连接器60可以包括用于接收伸出部分的插口。嵌入部分可以方便地插入拉杆的插口中或与拉杆共模。拉杆16的另一端可以配备用于将拉杆16耦合到执行器的机械连接器76(即图示示例中的插口)。
特别参考图4，在优选实施例中，电气连接装置50位于下部端子20的空心环形体26内。有利地，断路器10的一个或多个其它组件的全部或部分可位于下部端子20的空心环形体26内。例如，在所示的实施例中，真空中断器12的下端和拉杆16的上端位于主体26内。断路器元件沿极轴P的这种重叠用于减少断路器10沿极轴P的长度，从而减小断路器的整体尺寸。环形体26还用作位于其内的任何组件的电屏蔽。
在上部和下部端子18、20之间产生的紧凑尺寸可能太小，不能适应现有的抽出开关设备(未示出)。然而，上部和下部端子的优选配置便于断路器10连接到外部设备(例如抽出开关设备)，其外部端子之间的间距大于沿极轴测量的上部端子18的外露端34到下部端子20的外露端44之间的距离。上部端子18位于主体22的顶部，使得其外露端44提供的连接接口(或连接点)也位于主体的顶部，优选地，位于极轴P上的外露端44通常具有垂直于杆轴线P的连接面。图6中的字母C表示上部端子连接接口。下部端子20的杆32从极轴P非平行地(优选垂直地)伸出，使得其外露端34提供的连接接口(或连接点)从极轴P横向移位。外露端34通常具有垂直于杆的纵向轴线的连接面。下部端子连接接口由图6中的字母A表示。从A到极轴p(与优选的实施例中的杆32的纵轴相对应)的A假想垂直轴(或直线)与极轴p(可以描述为假想的)相交于B点处。A和C之间的最短直线距离大于C和B之间(沿极轴P)的最短直线距离。优选配置是，由点A、B和C创建的假想三角形(即，A、B和C是三角形的顶点，并且点A和C可以作为一个点(例如，在相应的上下连接接口处的中心点))是等腰直角三角形，其中点A和C之间的假想(直线)线构成三角形的斜边。在其他实施例中，三角形可能是等腰三角形，但不一定是等腰直角三角形。通过相对于外部装置配置断路器10，使得极轴P相对于外部设备的相关轴(例如抽出开关设备的引出轴)倾斜布置，连接接口A、C之间的相关间距增加(与C到B的距离相比)。
相应的通常包括导电棒、总线或其他电导体的细长的外部连接器80、82，可以在各自的连接接口C、A上与每个端子18、20连接使用。优选地，连接器80、82(特别是它们各自的纵向轴线)平行于彼此、但倾斜于极轴P延伸。连接器80、82可以具有相对于连接器80、82的纵向轴线倾斜布置的连接(或端)面(用于与外露的端44、34连接)。点A和点C可位于相应连接面的中心位置。上述优选配置(特别是假想等腰三角形的产生)允许连接器80、82相同或大致相同，从而降低断路器所属系统的总体成本。
例如，在电气开关装置安装(未示出)中，如果断路器10向拉入轴和拉出轴倾斜，则特定应用的端子距离(C到A)可以增加到由三点创建的右等腰三角形的斜边长度：上部端子连接接口C；下部端子连接接口A；极轴P点和下部端子轴的交点B。
优选的断路器主体22可以布置成在上下部端子连接接口/点之间提供等腰三角形。在一些应用(包括抽出应用)中，这使得在使用中连接到断路器的上部、下部载流棒80、82的设计相同。由于较少的术语和较少的不同组件，这提供了降低的制造成本。
将理解的是，体现本发明的断路器不必与上述以及图6中所示的等腰三角形安装装置一起使用。例如，它们可用于垂直于极轴P延伸的载流棒或等效连接器的安装中。类似地，上述以及图6中所示的等腰三角形安装布置可与常规断路器(未示出)一起使用，并且不限于与本文描述的断路器10一起使用。
与传统断路器相比，本发明的优选实施例提供的优点包括：对于给定的电流和绝缘额定值，断路器和抽出设备的重量相对较轻且尺寸较小；或者对于给定的断路器尺寸，断路器和抽出设备的电流和绝缘额定值相对较高。这导致成本降低，适合在尺寸受限的应用中使用。
此外，电气连接装置50、真空中断器12和拉杆16中的任何一个或多个完全或部分地位于下部端子20的主体26内。这具有屏蔽这些部件的电场的效果，导致在较低端子20和接地断路器基座之间产生相对较高的介电强度，这将允许断路器10的外形尺寸减小。
另外，断路器10可以在主体22形成后组装也是有利的。真空中断器12首先通过下部端子20插入腔24，然后将电流传感器50插入腔24并耦合到真空中断器12的可移动部52，并压入下部端子的内表面。这简化了断路器的生产，降低了制造成本。
拉杆16和绝缘体22的设计组合增加了断路器10的介电强度。这也提高了结构的可靠性和结构强度。此外，嵌入聚合物主体22中的端子18、20充当有效的散热器，这使得在给定尺寸下增加额定电流成为可能。
本发明不限于本文所述的实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改或修改。

Claims (24)

1.真空断路器，包括：
第一端子；
第二端子；
真空中断器，其耦合在第一端子和第二端子之间，并且可操作以建立或断开第一端子和第二端子之间的电气连接；以及
由电绝缘材料制成的主体，其形状限定一内腔，
其中第一端子和第二端子由所述主体支撑，并且所述真空中断器位于所述内腔，
其中，第二端子包括形成所述内腔的一部分的中空体，其形状和尺寸设计为允许真空中断器通过，以及
其中，所述主体具有开口端，所述第二端子位于所述开口端和所述内腔之间，并且所述开口端的形状和尺寸设计为允许真空中断器通过所述开口端，从而允许真空中断器从所述开口端进入所述主体，进而通过所述第二端子的中空体，并最终使得真空中断器与所述第一端子接合。
2.根据权利要求1所述的真空断路器，其中所述真空断路器的主体由可模塑材料形成，并且将所述第一端子和所述第二端子中的至少一个模塑到所述真空断路器的主体中。
3.根据权利要求1或2所述的真空断路器，其中真空断路器的主体由热塑性塑料制成。
4.根据权利要求1所述的真空断路器，其中所述中空体具有环形内表面，该环形内表面构成所述内腔的内表面的一部分。
5.根据权利要求4所述的真空断路器，其中所述中空体的所述环形内表面与所述真空断路器的主体的内表面齐平。
6.根据权利要求1所述的真空断路器，其中第一端子和第二端子沿所述真空断路器的主体的极轴间隔开，所述真空中断器至少部分地位于第一端子和第二端子之间的所述内腔的区域中。
7.根据权利要求6所述的真空断路器，其中由所述第二端子限定的所述内腔的区域的横截面形状和尺寸设计为与真空中断器至少部分位于其中的区域的横截面形状和尺寸相匹配、或者限定大于真空中断器至少部分位于其中的区域的横截面形状和尺寸的空间。
8.根据权利要求6所述的真空断路器，其中由所述第二端子限定的所述内腔的区域的形状和尺寸设计为与真空中断器的横截面形状和尺寸相匹配、或者限定大于真空中断器的横截面形状和尺寸的空间。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的真空断路器，其中，内腔的形状和尺寸设计为允许真空中断器在内腔内沿着内腔从内腔的开口端到所期望的位置。
10.根据权利要求1所述的真空断路器，其中所述真空中断器的端部位于所述中空体内。
11.根据权利要求1所述的真空断路器，进一步包括电气连接器装置，所述电气连接器装置将真空中断器的可移动触头电气连接至第二端子，电气连接器装置位于真空断路器的主体的内腔内，或者位于第二端子的中空体内。
12.根据权利要求11所述的真空断路器，其中所述内腔的形状和尺寸设计为允许电气连接器装置在内腔内沿着内腔从内腔的开口端到所期望的位置。
13.根据权利要求11或12所述的真空断路器，其中，在所述开口端与由所述第二端子限定的区域之间的所述内腔的区域的形状和尺寸设计为与所述电气连接器装置的横截面形状和尺寸相匹配，并且也与真空中断器的横截面形状和尺寸相匹配，或者限定大于电气连接器装置的横截面形状和尺寸的空间，并且也限定大于真空中断器的横截面形状和尺寸的空间。
14.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述中空体是圆柱形的。
15.根据权利要求中1所述的真空断路器，其中，所述内腔至少在由所述第二端子的区域和真空中断器位于其中的区域具有均匀的横截面。
16.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述内腔具有圆柱形的横截面。
17.根据权利要求1所述的真空断路器，还包括拉杆，所述拉杆耦合到所述真空中断器以对其进行操作，所述拉杆包括位于壳体内的芯，所述芯由耐热塑料形成，所述壳体由耐冲击塑料形成。
18.根据权利要求17所述的真空断路器，其中，所述芯和所述壳体由热塑性塑料或热固性聚合物材料形成。
19.根据权利要求17或18所述的真空断路器，其中，所述芯由与形成所述壳体的材料相比具有高的耐热性的材料形成，形成芯的材料为可模制的电绝缘材料，壳体由与形成芯的材料相比具有高的耐冲击性的材料形成，形成壳体的材料为可模制的电绝缘材料。
20.根据权利要求17或18所述的真空断路器，其中，所述芯和所述壳体彼此共模。
21.根据权利要求17所述的真空断路器，其中，所述拉杆的一端位于所述中空体内。
22.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述第一端子位于所述主体的顶部，并且在所述主体的极轴上提供第一电气连接接口，所述第二端子包括：杆从所述中空体突出并且从极轴垂直地突出，以提供第二电气连接接口，该第二电气连接接口从极轴侧向移位，并且其中从第二电气连接接口到极轴的假想垂直轴与极轴在假想的交点处相交，真空断路器的构造使得由第一电气连接接口和第二电气连接接口和所述假想的交点形成的假想三角形是等腰直角三角形，其中第一电气连接接口和第二电气连接接口之间的假想线形成三角形的斜边。
23.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述第一端子位于所述主体的顶部，并且在所述主体的极轴上提供第一电气连接接口，所述第二端子包括：杆从所述中空体突出并且从极轴垂直地突出，以提供从极轴侧向移位的第二电气连接接口，其中第一细长外部连接器在第一电气连接接口处连接到第一端子，第二细长外部连接器在第二电气连接接口处连接到第二端子，其中第一细长外部连接器和第二细长外部连接器平行于彼此但倾斜于极轴延伸。
24.根据权利要求23所述的真空断路器，其中，第一细长外部连接器和第二细长外部连接器具有相同的长度。
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