CN1138206A - 用于断路器的改进的柔性连接器 - Google Patents

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Abstract

一种用于短路器的改进的柔性连接器。该柔性连接器理想地由布置成一叠的多片柔性薄板组成。这一叠薄板确定具有自由边缘(82)的开口(68)，包括至少一片从开口的边缘向内伸出的舌片。这些舌片适合于被弯曲因而它们形成与动触头(12)的可靠压配合，因此电流可以直接从动触头棒流入柔性连接器。还公开了一电流遮断器系统。

Description

用于断路器的改进的柔性连接器
本发明涉及一种用于断路器的改进的柔性连接器，更具体地涉及一种提供每一单个的柔性连接器与真空遮断器触头棒的直接连接的柔性连接器。
断路器对于控制和保护电气系统、设备和网络是有用的。一种具体类型的断路器是包括有布置在绝缘的壳体内的可分离的主触头的真空电路遮断器设备。通常，主触头中一个相对于壳体和与要被真空电路遮断器控制的回路相连的外部电导体都是固定的。另一主触头是可移动的且通常包括一圆柱状触头棒，该触头棒在其一端具有封闭在真空室内的触头而在其另一端具有位于真空室外的驱动机构。
通常被电路遮断器保护的回路与动触头间的互连是在圆柱形触头棒上进行的。因此，需要将足够大的电流从可移动的触头棒引导至静止的电气触头。
已经有数种用于从动触头向固定端传送电流的建议的现有装置。例如，第4,376,235和4,384,179号美国专利公开了一种用于断路器设备的硬柔性连接器。提供有多个整体的、硬的、但有柔性的导电部件。这些部件在水平位置布置，但由于部件内有褶因而可垂直移动。
1993年7月16日提交的公同拥有的第08/093,287号美国专利公开了一种用于将电气开关的动触头连接到固定的电气端子的柔性连接器。该柔性连接器是大量柔性导电材料片且被构造为能够适应动触头的移动。
在上述装置中，柔性连接器包括带有保持与真空遮断器触头棒可靠接触的舌片的接触板。接触板夹在并被插入柔性连接器间并与其表面相接触。因而，电流是从触头棒流到接触板然后再到柔性连接器。在柔性连接器和触头棒间没有实际的直接接触。
因此，需要的是一种直接与触头棒接触的柔性连接器，而这种连接器与目前可得到的商业柔性连接器相比具有优点。
本发明满足上述要求。提供一种包括理想地布置为一叠层的多片柔性板。该叠层定义一具有边缘的开口，其包括至少一片从开口的边缘向内伸出的舌片。舌片被弯曲以使它们与动触头进行可靠的压配合，因而电流可直接从动触头流进柔性连接器。
本发明允许导体远不止沿真空遮断器触头棒垂直位移的移动和由电流通过导体造成的正弦移动。本发明还提供由于增加了暴露在冷却空气中的表面积而提高的散热性，表面积的增加是由于每一连接器叠层中更多数量的薄板和单个连接器本身间的气隙(由隔离物产生)所产生的。这允许更高水平的电流通过连接器。
还提供一电流遮断器系统，包括具有静触头和动触头的电流遮断器、固定电气端子和用来连接动触头至固定电气端子的柔性连接器。柔性连接器类似上面所介绍的。
从下面对最佳实施例的介绍并结合相应的附图可全面理解本发明。
图1为表示将真空遮断器的动触头与固定的电气端子相连的本发明的柔性连接器的侧面正视图。
图2为单个柔性连接器的顶平面图。
图3为图2所示的柔性连接器的侧面正视图。
图4为图3所示的柔性连接器一部分的放大的侧面正视图。
图5为表示被压入柔性连接器的开口内的动触头的侧面正视图。
图6为柔性连接器的舌片之一在将动触头压入开口之前的放大的侧面正视图。
图7为图6所示的舌片在动触头被压入开口后的放大的侧面正视图。
本发明涉及用来将动触头与固定的电气端子连接的柔性连接器。尽管下面的介绍涉及真空遮断器系统，但本发明并不限于此，而是覆盖从动触头向固定电气端子携带电流的任何类型的柔性连接器。
真空遮断器系统是该领域众所周知的，这里特别结合做为参考的第4,384,179号美国专利就介绍了一种真空遮断器系统。参照图1，这些系统包括布置在绝缘真空壳体14内的可分离的主触头10和12。主触头之一10相对于壳体14和与要被真空电路遮断器控制的回路相连的外部电导体(未示出)都是固定的。另一方面，另一可分离主触头12是可移动的。可移动的主触头组合体12通常包括一横截面为圆形的触头棒20，该触头棒在其一端具有封闭在真空室14内的触头22而在其另一端具有驱动机构(未示出)。因此可以理解足够数量的电流必须由总体表示为标号40的柔性连接器从可移动触头棒20被引导至静止的电气端子或触头30。
图1表示分为42，44两组的24个连接可移动触头棒20到固定电气端子30的单独的柔性连接器，组42包括14个单独的柔性连接器，而组44包括10个单独的柔性连接器。每一柔性连接器具有与可移动触头棒20相连的第一刚性部分50，与静止电气端子30相连的第二刚性部分52和悬挂在第一刚性部分50和第二刚性部分52之间的柔性部分54。可以理解柔性部分54允许可移动触头棒20相对于第一刚性部分50作轴向运动而同时第二刚性部分52保持与端子30相连。
诸如隔离物56这样的隔离物被夹在柔性连接器的第一刚性部分之间。这些隔离物防止单个柔性连接器结合在一起而形成一个单一的金属连接器。这将维持柔性连接器在可移动触头棒20一端的理想的柔韧性。由于垂直尺寸的限制在端子30侧没有隔离物。在两组柔性连接器42和44间布置有一组4个隔离物58。隔离物包括具有与可移动触头棒20相接触的边缘的对直的可移动触头开口(未示出)从而使电流也可从动触头通过隔离物流入柔性连接器的第一刚性部分50。第一组柔性连接器42的第二刚性部分被插在一起并与端子30的上表面30a相连，而第二组柔性连接器44的第二刚性部分被插在一起并与端子30的下表面30b相连。
现在参照图2，图中表示单独的柔性连接器60。柔性连接器60由导电材料制成，理想地为铜，且在此例中长约12英寸宽约4英寸。柔性连接器60具有第一刚性部分62，柔性部分64和第二刚性部分66。第一刚性部分62确定下面将要详细讨论的开口68用来接受可移动触头棒20。
如在图2至图4中可看到的，该开口包括多个舌片(图2所示为8个)，如舌片80，它们从开口68的边缘82沿径向向内伸出。舌片由多个径向细条84组成。每一舌片具有一自由边，如舌片80的自由边86。自由边确定一尺寸足够大以使可移动触头棒20能够嵌入其中的内部开口88。下面将参照图5至图7对此进行更详细的解释。
开始，舌片被置于布置为与含有第一刚性部分62的平面呈角度的平面上，在图3和图4可看得最清楚。舌片形成一可靠的与可移动触头棒20的压配合以允许电流直接从可移动触头棒20流至柔性连接器60，如下面将要参照图5-7讨论的。
参照图4，可看到柔性连接器60由多片(此处为8片)柔性导电材料薄板组成，理想地焊接在一起以形成统一的柔性连接器60。每一薄板约0.124cm(0.005英寸)厚，因而图4所示的柔性连接器60总厚度约1.016cm(0.04英寸)。可以理解在这一叠薄板中每片都有一对相对的主表面，其中这一叠中一片薄板的一主表面的至少一部分与这一叠中相邻一片薄板的一主表面的至少一部分相接触。此外，每片薄板有一舌片，该舌片也有一对相对的主表面，其中这一叠中一片舌片的一主表面的至少一部分与这一叠中相邻一片舌片的一主表面的至少一部分相接触。
现在参照图5，对将柔性连接器60固定在可移动触头棒20上的方法进行讨论。如上面讨论的，舌片80的自由边86形成一尺寸足够大的内部开口88以使可移动触头棒20能够初步被置入其中，如图5和图6所示。一旦触头棒20被置入内部开口88中，一压紧机构，如充气圈装置90，就压向舌片80，因而舌片80形成与可移动触头棒20的可靠压配合，如图7所示。在被充气圈装置压入到与可移动触头棒20的可靠压配合后，舌片80基本与第一刚性部分62共面，如图7所示。可以理解一叠柔性连接器中某些，理想地所有8片单独柔性薄片直接与可移动触头棒20接触。这将增加直接流入薄板最终流入端子30中的电流量，因而增强了可移动触头棒20向柔性连接器60的电流传输能力。
可以理解提供了一种电流直接从可移动触头棒流至柔性连接器的柔性连接器。此设计不仅提供一种更直接的流通路径，也彻底降低了作用在触头棒上的水平力，并提供了电流在端子和触头棒间传送的更短的路径因而更加限制了作用在触头棒上的力。
尽管本发明的特定实施例已被公开，但本领域技术人员可以理解根据所公开的总体技术可发展出对这些细节的各种修正和变更。相应地所公开的特定布置仅用于解释而并不限制在后续权利要求及其任何及所有等价物中将给出的整个覆盖范围的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种柔性连接器(60)，用于电气连接电气开关的动触头(12)至固定电气端子(82)，所述柔性连接器(60)定义一具有边缘(82)的开口(68)，所述柔性连接器包括至少一片从所述边缘向内延伸的柔性舌片(80)，所述柔性舌片适合于建立与所述动触头的可靠压配合，从而电流可直接从所述动触头流入所述柔性连接器。
2.根据权利要求1的柔性连接器，包括从所述边缘伸出的多个舌片，所述舌片由所述柔性连接器中的细条(84)形成。
3.根据权利要求1的柔性连接器，其中所述柔性连接器包括一叠焊接在一起的柔性薄板以形成所述柔性连接器且所述舌片与每一所述柔性薄板为一体因而至少部分所述舌片与所述动触头接触。
4.根据权利要求3的柔性连接器，其中在所述一叠柔性薄板中每片都有一对相对的主表面，其中所述一叠中一片所述薄板的一主表面的至少一部分与所述一叠中相邻一片所述薄板的一主表面的至少一部分相接触。
5.根据权利要求4的柔性连接器，其中所述一叠中具有8片薄片。
6.根据权利要求4的柔性连接器，其中所述每片柔性薄片的厚度约为0.127cm(0.005英寸)。
7.根据权利要求3的柔性连接器，其中所述一叠中每片所述柔性薄板有一舌片，所述舌片具有一对相对的主表面，其中这所述一叠中一片所述舌片的一主表面的至少一部分与这所述一叠中相邻片所述舌片的一主表面的至少一部分相接触。
8.根据权利要求2的柔性连接器，其中所述柔性连接器具有确定所述开口并与所述动触头接触的第一刚性部分(62)，与所述固定电气端子相连的第二刚性部分(66)和布置在所述第一刚性部分和所述第二刚性部分之间以容许所述动触头相对所述第一刚性部分做轴向运动的柔性部分(64)。
9.根据权利要求8的柔性连接器，其中每一所述舌片在与所述动触头接触前被布置在与含有所述柔性连接器的所述第一刚性部分的平面有角度的平面上；及
当所述舌片被压到与所述动触头可靠压配合时所述舌片与所述柔性连接器的所述第一刚性部分共面。
10.根据权利要求9的柔性连接器，其中每一所述舌片具有自由边缘(86)，所述自由边缘确定一具有足够大尺寸以使所述动触头可被布置在其中的内开口(88)；及
在所述舌片被压到与所述动触头可靠压配合后所述自由边缘与所述动触头相接触。
11.一电路遮断器系统，包括：
包括静触头(10)和动触头(12)的电路遮断器；
固定电气端子(30)；及
用来连接所述动触头(12)至所述固定端子(30)的柔性连接器(60)，所述柔性连接器确定一具有边缘(82)的开口(68)，所述柔性连结器包括至少一片从所述边缘向内伸出的柔性舌片(80)，所述柔性舌片适合于建立与所述动触头可靠压配合从而电流可直接从所述动触头流入所述柔性连接器。
12.根据权利要求11的系统，其中
所述电路遮断器系统是真空电路遮断器系统。
13.根据权利要求11的系统，包括
从所述边缘伸出的多片舌片，所述舌片在所述柔性连接器中由细条(84)形成。
14.根据权利要求13的系统，其中
所述柔性连接器包括一叠焊接在一起的柔性薄板以形成所述柔性连接器且所述舌片与每一所述柔性薄板为一体因而至少部分所述舌片与所述动触头接触。
15.根据权利要求14的系统，其中
多个柔性连接器将所述动触头与所述固定电气端子相连；和
所述柔性连接器被隔离板间隔开，所述隔离板每个包括具有与所述动触头接触的对齐的动触头开口因而所述电流也可从所述动触头通过所述隔离板流入所述柔性连接器。
16.根据权利要求14的系统，其中
在所述一叠柔性薄板中每片都有一对相对的主表面，其中所述一叠中一片所述柔性薄板的一主表面的至少一部分与所述一叠中相邻一片所述柔性薄板的一主表面的至少一部分相接触。
17.根据权利要求14的系统，其中
所述一叠中每片所述柔性薄板有一舌片，所述舌片具有一对相对的主表面，其中这所述一叠中一片所述舌片的一主表面的至少一部分与这所述一叠中相邻一片所述舌片的一主表面的至少一部分相接触。
18.根据权利要求13的系统，其中
所述柔性连接器具有确定所述开口并与所述动触头接触的第一刚性部分(62)，与所述固定电气端子相连的第二刚性部分(66)和布置在所述第一刚性部分和所述第二刚性部分之间以容许所述动触头相对所述第一刚性部分做轴向运动的柔性部分(64)。
19.根据权利要求18的系统，其中
每一所述舌片在与所述动触头接触前被布置在与含有所述柔性连接器的所述第一刚性部分的平面有角度的平面上；及
当所述舌片被压到与所述动触头可靠压配合时所述舌片与所述柔性连接器的所述第一刚性部分共面。
20.根据权利要求19的系统，其中
每一所述舌片具有自由边缘，所述自由边缘确定一具有足够大尺寸以使所述动触头可被布置在其中的内开口；及
在所述舌片被压到与所述动触头可靠压配合后所述自由边缘与所述动触头相接触。
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