CN114068236A - 真空中断器及包括这种中断器的电气保护装置 - Google Patents

真空中断器及包括这种中断器的电气保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种真空中断器，其包括处于真空的细长管，所述管包括由分别称为第一和第二端壁的两个端壁(2、3)围堵的圆筒护套(1)，其中容纳有两个弧触头(4、5)，所述弧触头之一(4)的静触头被固定到上述端壁之一的第一端壁(2)，而另一(5)动触头安装在杆(6)的端部，所述杆安装成通过上述端壁另一(3)的第二端壁在所述弧触头(4、5)是端对端的中断器A的第一所谓的闭合位置与所述弧触头是分开的中断器的打开位置之间沿轴向在所述管内部滑动，以及压缩弹簧(11)，其适于施加接触压力于处于所述弧触头(4、5)的闭合位置的动弧触头(5)上。

Description

真空中断器及包括这种中断器的电气保护装置
本申请是申请日为2016年5月19日、申请号为201610340065.X、发明名称为“真空中断器及包括这种中断器的电气保护装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种真空中断器，其包括处于真空的细长管，所述管包括由分别称为第一和第二端壁的两个端壁围堵的圆筒护套，其中容纳有两个弧触头，所述弧触头之一的静触头被固定到上述端壁之一的第一端壁，而另一动触头安装在杆的端部，所述杆安装成通过上述端壁另一的第二端壁在所述弧触头是端对端的中断器的第一所谓的闭合位置与所述弧触头是分开的中断器的打开位置之间沿轴向在所述管内部滑动，以及压缩弹簧，其适于施加接触压力于处于所述弧触头的闭合位置的动弧触头上。
本发明还涉及一种包括这种中断器的低或中压电气保护装置，比如开关或断路器。
背景技术
所谓的真空断路器是公知的，比如在文献FR2721434中所述，其包括容纳在填充有电介质气体的紧密密封的外壳中的所谓的主电路(包括两个主触头)和所谓的次电路(包括与主触头平行安装的两个所谓的弧触头)。该主电路旨在由永久电流穿过，而次电路旨在打开触头之前及期间获取短路电流和在打开主触头之后获取瞬变恢复电压以及将电流传递至弧触头。
在这种类型的装置中，通常的做法是提供一种附加接触压力弹簧的布置，旨在抵消断开期间由循环通过弧触头的电流产生的排斥力。
还公知的是被称为真空开关的装置，如在文献WO2006074975和EP2182536中所述，其中只有额定电流的断开是在真空中断器内部进行的。
在这样的装置中，接触压力通常由真空中断器的外部和内部之间的压力差确保。在这种情况下，由在中断器内部循环的电流产生的排斥力不足以修改接触力的值。
因此，没有理由像对于断路器的情况那样使用附加接触弹簧。
然而，与主触头并联连接的这种真空中断器须面对如下所述的两个主要约束：
在大规模制造中断器的管中，至关重要的是要考虑到这样的事实，即可以观察到管所形成在其上的陶瓷管的长度上的分散，这将直接影响接触压力。
在操纵动触头的固持器，振动可在中断器内部传输并产生微接触的损失，在没有除本地大气压力之外的装置的情况下保持触头端对端。
如果中断器在不受控制的大气压力下且特别是在高海拔的安装的情况下使用，则这两个约束可被放大。
在这种情况下，可以在动触头的端部添加接触压力弹簧，如对于在断路器中使用的某些真空中断器的情况。然而，这种解决方案具有的缺点是显著增加由中断器、弹簧和动触头形成的装置的长度，而本发明的目的是使开关更加紧凑，其中断器并联连接。
发明内容
本发明解决了这一问题并且提出了一种真空中断器及包括这种中断器的电气保护装置，具有改进的接触压力，而不增加中断器的体积。
为此，本发明的主题是前面提到的类型的真空中断器，该中断器的特征在于，上述压缩弹簧围绕所述杆安装在所述中断器内，通过其端部之一支承在所述动弧触头上，并且通过其相对的端部支承在相对于所述中断器的护套固定的部件上，该固定部件确保将所述弹簧保持和定位在所述中断器内部。
根据一特定特征，上述固定部件包括用于在所述中断器内部引导所述杆的装置，所述装置围绕所述杆安装。
根据另一特征，上述导向装置被固定到所述中断器的所谓的第二端壁。
根据另一特征，上述弹簧通过其端部之一支承在上述导向装置上，并且通过其相对的端部支承在所述动弧触头上。
根据另一特征，该中断器还包括密封的波纹管，所述波纹管围绕所述杆安装，并且旨在确保所述中断器的内部部分与所述真空中断器的外部之间的密封气密性，并且上述弹簧安装在上述波纹管内部。
根据另一特征，该上述波纹管通过其端部之一的第一端部以紧密密封的方式被固定到上述所谓的第二端壁上，并且通过其相对端部的第二端部被固定到上述杆。
有利地，该波纹管通过其所谓的第二端部被固定到围绕所述杆固定安装的波纹管支撑件。
根据另一特征，上述导向装置包括圆筒部，其自由边缘之一旨在与所述动弧触头相配合，而另一自由边缘以托架形式被折叠，以便形成在基本上以直角至上述圆筒部的轴线的平面中延伸的环形部，上述圆筒部旨在围绕所述杆安装在所述中断器内部，而上述环形部旨在支承在上述所谓的第二端壁的外面上。
根据另一特征，上述导向装置经由以圆顶形式的固定元件被固定到上述所谓的第二端壁，该圆顶包括孔，其通过该孔围绕所述杆安装并且通过其基部被固定到所述中断器的所谓的第二端壁上，该圆顶旨在接收所述导向装置的环形部，通过压接该环形部和圆顶将该导向装置固定到上述所谓的第二端壁。
根据一特定的实施例，上述导向装置和上述固定元件形成属于所述中断器的预先存在件的组成部分，该件因此确保的功能是引导所述杆以及固定和定位上述压缩弹簧于所述中断器内部。
本发明的另一主题是一种低或中压电气保护装置，其包括含有前面提到的单独或组合的特征的真空断路器。
根据另一特征，该装置是开关或断路器。
附图说明
然而，从涉及仅通过示例给出的附图的以下详细描述，本发明的其他优点和特征将更加显而易见，其中：
-图1是在安装弹簧及弹簧导向元件之前的根据本发明的真空中断器的轴向截面图，触头处于闭合位置，
-图2是在安装这两个元件之后的该同一中断器的轴向截面图，触头仍处于闭合位置，
-图3是该同一中断器的轴向截面图，触头处于打开位置，
-图4是单独的导向元件的轴向截面图，
-图5是弹簧的正视图，
-图6是位于该中断器内部的密封波纹管的轴向截面图，
-图7和8分别是根据本发明的用于将上述导向元件固定在断路器内部的装置的透视图和轴向截面图，以及
-图9、10和11分别是三个透视图，分别示出了使得能够装配并固定上述导向元件的三个连续步骤。
具体实施方式
在附图中，可以看到真空中断器A，其旨在用于低或中压电气保护装置，比如断路器或者电开关。该中断器通常设置在与包括上述装置的主触头的所谓的主电路并联安装的分流电路中。当该中断器合并在断路器中时，这些弧触头旨在采取短路电流，而当该中断器合并在开关中时，其旨在确保断开电流。
本身已知的是，该中断器A包括处于真空下的细长管，其包括由两个端壁2、3闭合的圆筒形护套1。上述两个弧触头4、5包括第一弧触头4，称为静触头，固定到两个端壁之一2，而另一弧触头5，称为动触头，安装在杆6的端部，该杆6安装成经由导向元件7而滑动通过两个端壁中被称为第二的另一个3，该导向元件相对于所述第二端壁3固定并且穿过设置在所述端壁3中的开口8。
这个所谓的动弧触头5因此适于通过所述控制杆6在远离静弧触头4的所谓的打开位置与这两个触头在一起并且接触从而允许电流通过的所谓的闭合位置之间移位。
这样的中断器还包括所谓的密封波纹管9，其旨在确保在杆的位移期间在中断器的内部部分与中断器的外部部分之间的密封气密性。此波纹管9围绕杆安装，并且经由波纹管9的支撑元件10通过其端部9a、9b之一9a支承在护套1的所谓的第二端壁3上以及通过其相对的端部9b支承在位于动弧触头5后部的杆6的一部分5a上，该支撑件围绕杆固定安装且波纹管的该端部9b固定在其上。该支撑件支承在动弧触头5的后面5a上。波纹管的该支撑元件10在图6中单独示出，并且包括由形成端壁的部10b部分闭合的圆筒部10a，该形成端壁的部10b包括适于允许杆6通过的开口10c，并且其自由边缘由部10d延伸，该部10d基本上平行于端壁10b延伸并且形成用于波纹管的端部9b的轴承和固定表面。
这种中断器还包括弹簧11(称为接触压力弹簧)，适于确保处于触头闭合位置的静弧触头和动弧触头之间有一定的接触压力。
该弹簧11通过其端部之一11a经由其上支承有上述波纹管支撑元件10支承在动弧触头5的上述背面5a上，并且通过其相对的端部11b支承在上述所谓的导向元件7的自由端部7a上，该元件在图4中单独示出。
该导向元件7包括圆筒部7b，其自由边缘7a之一与弹簧11相配合，而另一自由边缘7c由在以直角基本上延伸到杆6的轴线的平面中延伸的环形部7d延伸。该环形部7d旨在经由包括孔12a的以圆顶形式的固定支撑件12而支承在中断器的所谓的第二端壁3的外面3a上，该支撑件在图7和8中单独示出，该支撑件旨在允许通过压接将导向元件7固定到所述端壁3上，如下面解释。
下面参照附图，对安装根据本发明的中断器进行描述。
在图1(其还对应于图9)中，波纹管支撑件10和波纹管9已被围绕杆6安装，然后所谓的第二端壁3已被围绕杆6的外自由端部安装，并且固定到中断器A的圆筒形护套1的相应自由边缘上。
然后，围绕杆6的外自由端部安装形成圆顶的支撑件12，并且通过钎焊15将其固定到所谓的第二端壁3。
然后，同样围绕杆6安装接触压力弹簧或压缩弹簧11，并且通过其自由端部之一而支承在波纹管支撑件10上。
然后，再围绕杆6安装弹簧11的导向元件7，直到其与弹簧接触，如图10所示。
在该位置，环形部7d容纳在圆顶12内部。
在此之后，通过压接来固定该导向元件7，如图11所示，以便将属于圆顶12的材料带到导向元件7上，因此使后者相对于中断器A的所谓的第二端壁3固定。
由此所得到的中断器A如图2和3所示，中断器在图2中处于闭合位置，在图3中处于打开位置。
因此，其上支承有弹簧11的表面之一包括导向元件7的自由端部7a，该表面具有相对于中断器A固定的位置，而弹簧11的另一支承表面包括动弧触头5的面5a，该表面因此是移动的。
因此，根据本发明的该实施例，压缩弹簧被插入到波纹管的壳体中，并且通过所述动触头的导向装置而保持就位及在适当的位置。
由于该弹簧在体积上受到限制，所以这种布置因此涉及接触压力的非常精确的计算，这对于补偿中断器安装游隙和减轻微接触损失很有必要。
根据未示出的本发明的另一实施例，所述导向装置及其用于固定到中断器的护套上的支撑件形成中断器的预存在部件的组成部分，该部分相对于中断器的护套固定，从而使该部分确保的功能是引导支承动触头的杆并且保持和定位压缩弹簧于中断器中。
该实施例使得能够获得件数的减少，因此实现制造这种中断器的成本的降低。
凭借本发明，因此制作出一种真空中断器，其使得能够解决前面提到的两个约束(一方面是关于在陶瓷管的长度上的分散，另一方面是如果触头未保持端到端则存在振动)，同时保留了中断器的紧凑性。
因此，本发明使得能够保持在真空中断器的体积内，同时具有改进的接触压力。
本发明有利地但不排他地应用于旨在合并到开关中的真空断路器，而且除了另一接触压力装置之外还可以用于断路器。
当然，本发明并不限于已经仅通过示例给出的所述和所示的实施例。
相反，本发明包括所述装置的所有技术等同物以及它们的组合，前提是如果后者是根据其精神而制成的话。

Claims (6)

1.一种真空中断器，其包括处于真空的细长盒，所述盒包括由分别称为第一和第二端壁的两个端壁封闭的柱状护套，其中容纳有两个弧触头，所述弧触头之一的静触头被固定到上述端壁之一的第一端壁，而另一动触头安装在杆的端部，所述杆安装成穿过上述端壁的称为第二端壁的另一个端壁、在中断器的第一闭合位置和打开位置之间沿轴向在所述盒的内部滑动，在第一闭合位置，所述弧触头是端对端，在打开位置，所述弧触头是分开，以及压缩弹簧，其适于在所述弧触头的闭合位置处施加接触压力于所述弧触头上，
其特征在于，上述压缩弹簧(11)围绕所述杆(6)安装在所述中断器(A)内，通过其端部(11a、11b)之一(11a)支承在所述弧触头(5)上，并且通过其相对置的端部(11b)支承在相对于所述中断器(A)的护套(1)固定的部件(7)上，该部件(7)确保将所述压缩弹簧(11)保持和定位在所述中断器(A)的内部，
上述部件(7)包括用于在所述中断器(A)内部引导所述杆(6)的装置，所述装置围绕所述杆(6)安装，
上述用于在所述中断器(A)内部引导所述杆的装置包括柱状部(7b)，其自由边缘之一(7a)用于与所述弧触头(5)相配合，而另一自由边缘(7c)以支架形式被折叠，从而形成在基本上以垂直于上述柱状部(7b)的轴线的平面中延伸的环形部(7d)，上述柱状部(7b)用于围绕所述杆(6)安装在所述中断器(A)内部，而上述环形部(7d)用于被带至支承在上述所谓的第二端壁(3)的外面(3a)上，
所述真空中断器还包括密封的波纹管(9)，所述波纹管围绕所述杆(6)安装，并且旨在确保所述中断器(A)的内部部分与所述真空中断器的外部之间的密封气密性，并且，上述压缩弹簧(11)安装在上述波纹管(9)内部，
上述波纹管(9)通过其第二端部(9b)被固定到围绕所述杆(6)固定安装的波纹管支撑件(10)，
该波纹管支撑件包括由形成端壁的部部分闭合的圆筒部，该形成端壁的部包括适于允许杆通过的开口，并且其自由边缘由平行于端壁延伸的且形成波纹管的第二端的轴承和固定表面的部分延伸，
压缩弹簧(11)通过其端部(11a、11b)之一(11b)支承在上述用于在所述中断器(A)内部引导所述杆的装置上，并且通过相对置的端部(11a)经由其上支承有波纹管支撑元件(10)而支承在弧触头(5)上，
上述导向装置(7)经由采用圆顶形式的固定元件(12)被固定到上述所谓的第二端壁(3)，该圆顶包括孔(12a)，其通过该孔围绕所述杆(6)安装并且通过其基部(12b)被固定到所述中断器的所谓的第二端壁(3)上，该圆顶用于接收所述导向装置(7)的环形部(7d)，通过压接该环形部(7d)和圆顶(12)将该导向装置固定到上述所谓的第二端壁(3)，
上述用于在所述中断器(A)内部引导所述杆的装置和上述固定元件形成属于所述中断器的预先存在件的组成部分，该预先存在件因此确保的功能是引导所述杆以及固定和定位上述压缩弹簧于所述中断器内部。
2.根据权利要求1所述的真空中断器，其特征在于，上述用于在所述中断器(A)内部引导所述杆的装置被固定到所述中断器(A)的所谓的第二端壁(3)。
3.根据权利要求1所述的真空中断器，其特征在于，上述波纹管(9)通过其端部之一(9a)的称为第一端部以紧密密封的方式被固定到上述所谓的第二端壁(3)上，并且通过其相对置端部(9b)的称为第二端部被固定到上述杆(6)。
4.一种低或中压电气保护装置，包括根据权利要求1至3中任一项所述的真空中断器。
5.根据权利要求4所述的低或中压电气保护装置，其特征在于，所述低或中压电气保护装置是开关。
6.根据权利要求5所述的低或中压电气保护装置，其特征在于，所述低或中压电气保护装置是断路器。
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