CN1319272A - 具有楔形插件气封探针的电气装置 - Google Patents

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Abstract

一种电气装置,它具有一外壳(12),其具有衬了绝缘材料(22)的内腔。电器元件(16)安装在外壳相对两端之间的腔内。导电探针(14)安装在一个外壳末端处的腔内。末端连接器安装在另一个外壳末端处的腔内。电气元件(16)导电式连接到末端连接器上和探针(14)上。该电气元件与探针(14)的连接包括楔形插件(18),其接合元件里面的端部,并接合绝缘材料(22)衬里的内部表面,以便在它们之间形成密封。由电气元件所产生的气体将不朝探针(14)的方向上流过楔形插件(18)。

Description

具有楔形插件气封探针的电气装置
本发明涉及一种电气装置，该电气装置具有一探针和若干电气元件，该探针和电气元件分别安装在外壳的两个不同部分中。两个外壳部分用楔形插件相互密封隔开，因而由各电气元件产生的气体不能在朝着探针的方向上流过楔形插件。
常用的肘形避雷器(surge arrester)具有两个基本上垂直取向的肘管，其中一个肘管安装一探针，而另一个肘管安装多个金属氧化物变阻器组。在由cunningham申请的美国专利NO.4,161,012，由Yaworski申请的美国专利N0.5,088,001，由Yaworski申请的美国专利NO.5,128,824，由Yaworski申请的美国专利N0.5,309,313，和公布的欧洲专利申请书NO.0 033 804中，公开了典型的这种类型的避雷器。
在这些常用的肘形避雷器中，在处于故障状态期间由变阻器组产生的气体将流入探针区域。在探针区域中形成的气体压力可能引起肘形避雷器与连接于其上的衬套分开。
本发明的目的是提供一种肘形避雷器，该肘形避雷器具有一外壳，在该外壳中电气元件区域通过气体密封与探针区域分开，以防止电气元件中产生的气体进入探针区域，并使探针与它的连接部分分开。
本发明的另一个目的是提供一种电气装置，该电气装置具有一楔形插件，该楔形插件楔入电气元件和探针之间外壳空心装置的内部，以便其间的空气提供一种气密式密封。
本发明的另一个目的是提供一种肘形避雷器，该肘形避雷器在它的变阻器组和它的探针之间具有一气密式密封，同时防止气体进入探针区域。
本发明还有另一个目的是提供一种电气装置或肘形避雷器，该电气装置或肘形避雷器制造简单，并在探针处提供一十分可靠而安全的连接。
上述目的基本上通过一种电气装置来达到，该电气装置包括：外壳；电气元件，它安装在外壳相对的两端之间的内腔中；和导电的探针，该导电的探针于其第一末端处安装在外壳内腔中。一末端连接器于其第二末端处安装在内腔中。第一连接器导电式将末端连接器耦合到电气元件的外部末端。第二连接器导电式将探针耦合到电气元件的内部末端。第二连接器包括一楔形插件，该楔形插件接合电气元件的内部末端，同时在它们之间形成电气连接并接合外壳绝缘材料的内表面，在它们之间形成一密封件。
由于以这种方式形成电气装置，所以由电气元件产生的气体不能在朝向探针的方向上流过楔形插件。因为气体不能流入探针区域，所以围绕探针不能形成气体压力，这种气体压力容易引起探针与它们例如带衬套的电气连接分开。当避雷器遭受故障状态时，这种气体常常产生。
从下面结合附图所作的详细说明揭示出本发明的优选实施例，本发明的另一些目的、优点和特色将变得显而易见。
参看附图，这些附图构成本公开内容的其中一部分：
图1是按照本发明第一实施例所述的肘形避雷器的侧视剖面图；和
图2是按照本发明第二实施例所述的肘形避雷器局部侧视图。
首先参看图1示出的本发明第一实施例，肘形避雷器10包括一外壳12，该外壳12在其两个分开的区域中放入导电探针14和电气元件或组件16。这两个区域用楔形插件18分开，该楔形插件18形成探针14和元件16之间的电气连接，并提供一气密式密封件，该气密式密封件防止电气元件产生的气体进入探针14的区域。
外壳12具有一般常用的构造，并包括一导电的外部套管20和绝缘橡胶衬里22。套管20具有第一肘管24和第二肘管26，它们基本上相互垂直地定向并在一结合件28处连接。套管20限定一个内腔，在该内腔相对的两端上具有开口30和32。
衬里22覆盖住整个形成套管20内腔的内表面，并因此也与第一肘管24和第二肘管26一起形成。衬里的肘管在结合件28处耦合。衬里从第二开口32延伸到第一开口30并超出该第一开口30。衬里的空心内部限定若干内部通道，这些内部通道穿过垂直定向的肘管34和36及连接结合件38。第一肘管24中的通道40放入探针14。限定第一开口30附近通道42的这部分衬里，在侧向上与探针14间隔开，以便提供一敞开的探针区域44，用于以普通方式放入连接轴套。通道40和42在靠近衬里结合件38的结合件处相遇。通道40在其靠近衬里结合件38的末端处，具有一截头圆锥形部分46，该截头圆锥形部分46朝套管开口32方向逐渐变细。
探针14在其靠近套管结合件28和衬里结合件38的末端处，具有一探针连接器48。探针连接器具有耦合到探针14上的一个端部，和其相对端部处的基底部分50。探针14的里面末端部分靠近结合件28和38，而探针连接器48封闭在导电的橡胶插件52内。导电的橡胶插件52与探针14的探针连接器48一起，充填通道40和42的结合件。基底部分50暴露在导电的橡胶插件52面向通道40的末端部分中。
压缩弹簧54被压缩在探针连接器基底部分50的端面和楔形插件18的平坦上表面56之间并与二者接合。弹簧安装在自由空气体积58内。自由空气体积限定在楔形插件18和导电的橡胶插件52中形成的槽60之间，并用于电器元件的抽空。
楔形插件由导电材料制成。在压缩弹簧58情况下，楔形插件提供探针14和电器元件16之间的电气连接。从插件18的上表面56开始，它按顺序具有一侧向上成锥形的表面62和底部成锥形的表面64。表面62只与第二肘管轴线66成一很小的角度，而表面64与该轴线成一显著更大的角度。表面62的锥形和通道部分46的锥形相对应，并且在其尺寸的情况下，提供楔形插件和衬里之间的压配合，以便在其间形成气密式密封。底部锥形表面64接合电器元件16，用于它们之间的电气连接。
电器元件16优选地包括一组件，它由多个成柱状排列的金属变阻器组68形成。变阻器组柱状物的相对两端由终端接线端70和72形成。各终端接线端和变阻器组通过封装在玻璃纤维包装中在轴向方向上紧固在一起，以便形成电气元件或组件16。特定形式的组件可以按照Raudabaugh申请的美国专利NO.5,138,517，或Sakich申请的美国专利NO.4,905,118或5,043,838中的说明制造，因而将每个上述专利中的内容合并参考。
终端接线端72露出的端面连接到连接器76上，该连接器76是导电的。连接器76用一压缩弹簧80导电式耦合到末端连接器78上，正如在肘形避雷器中常用的那样。因此，这类零件不再进一步详细说明。
电器元件或组件16安装在楔形插件18和连接器78之间。自由空气体积82设置在楔形插件和组件16之间。
压缩弹簧80可松脱式将组件耦合到末端连接器上。在从外壳12中卸除末端连接器时，组件将留在外壳中。
在第一实施例工作时，气体由组件16中的变阻器组产生。将插件楔入通道40的部分46，防止气体进入探针区域44，并引导和增加末端连接器或接地断路件(ground disconnect)78方向上的气流。照这样，气体按箭头84所指的方向通过。
气体不能通到导电的橡胶插件52的外面并进入探针区域。如果让气体进入探针区域，则在从其连接处面向探针14的那个区域可能会容易形成气体压力。
按照本发明第二实施例所述的避雷器110只是在它的组件116于外壳112和衬里118内连接到末端连接器178方面不同于第一实施例。连接器176安装在通道140的内部。连接器176具有一侧向上延伸的周边凸缘177，该周边凸缘177可松脱式安放在衬里内的相应槽141中。
连接器176的相对两面分别设置锥形孔184和186，它们用螺纹接合螺栓188和190。螺栓188还用螺纹接合在组件16终端接线端172中的锥形孔192内。螺母194用螺纹接合在螺栓190上，并与末端连接器178的外表面接合，该螺母194提供螺栓和末端连接器之间的刚性接合。而且，螺栓190、连接器178、螺栓188、锥形孔192和终端接线端172提供组件116和末端连接器之间的刚性连接。
在第二实施例工作时，刚一达到故障状态(fault conditions)，末端连接器将变成与外壳和衬里分开。在刚一遇到故障状态，由组件116中变阻器组发出气体情况下，组件将随着末端连接器分开而从外壳和衬里中被强制射出。即使在整个过程之后组件提供一种始终如一的故障方式，它仍然连接到末端连接器上。
尽管选出来的各种实施例举例说明了本发明，但该技术的技术人员应该理解，在不脱离本发明如所附权利要求所述范围的情况下，其中可进行各种改变和修改。

Claims (22)

1．一种电气装置，包括：
外壳，该外壳具有衬有绝缘材料的内腔，并在上述外壳的第一和第二末端上具有开口；
电气元件，它具有内部和外部末端，该内部和外部末端安装在上述第一和第二末端之间的上述腔中；
导电的探针，它在上述内腔中安装在上述第一末端处；
末端连接器，它在上述内腔中安装在上述第二末端处；
第一连接器，它将上述末端连接器导电式耦合到上述电器元件的外部末端上；和
第二连接器，它将上述探针导电式耦合到上述电器元件上，上述第二连接器包括一楔形插件，该楔形插件接合在其间形成电气连接的上述电气元件的内部末端，并接合在其间形成密封的上述绝缘材料的内表面；
因而由上述电器元件产生的气体不能朝上述探针方向流过上述楔形插件。
2．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述绝缘材料包括靠近上述楔形插件的通道部分，该通道部分朝上述电器元件方向逐渐变细，并用压配合接合上述楔形插件。
3．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
自由空气体积处于上述楔形插件和电器元件之间。
4．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述楔形插件朝向上述电器元件方向逐渐变细。
5．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述外壳是一种具有第一和第二肘管的肘形件，该第一和第二肘管基本上相互垂直取向。
6．按照权利要求5所述的电气装置，其特征在于：
上述探针在上述第一肘管中同轴式延伸；和
上述楔形插件和电器元件在上述第二肘管中同轴式延伸。
7．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述探针靠近上述第一连接器的末端封闭在一导电的橡胶插件中。
8．按照权利要求1所述的电气连接器，其特征在于：
上述电器元件包括金属氧化物变阻器组。
9．按照权利要求8所述的电气避雷器，其特征在于：
上述金属氧化物变阻器组以一种玻璃纤维包装封装，以便形成组件。
10．按照权利要求9所述的电气装置，其特征在于：
上述第一连接器包括一螺杆，该螺杆刚性地将上述组件连接到上述末端连接器上。
11．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述第一连接器包括一压缩弹簧，该压缩弹簧可释放地将上述电气元件耦合到上述末端连接器上。
12．按照权利要求1所述的电气装置，其特征在于：
上述第二连接器包括一压缩弹簧，该压缩弹簧接合上述探针和楔形插件。
13．按照权利要求12所述的电气装置，其特征在于：
导电的橡胶插件封闭上述靠近第二连接器的一端，并在其中具有一槽，该槽放入上述压缩弹簧并限定自由空气体积。
14．一种肘形避雷器，包括：
导电的外壳，它具有基本上相互垂直取向的第一和第二肘管，并具有一内腔及该内腔相对两端上的第一和第二开口；
衬里，它用绝缘材料制成，该衬里安装在上述外壳内，并覆盖上述在第一和第二末端之间的内腔，上述衬里限定一穿过它的内部通道，该衬里具有基本上相互垂直取向的第一和第二肘管，并在其上述肘管之间具有一接合处，上述通道有一部分在上述衬里靠近上述接合处的第二肘管中，并朝上述第二末端方向逐渐变细；
多个变阻器组，它们在上述衬里的第二肘管中对齐成柱状物，上述柱状物具有内部和外部末端；
末端连接器，它安装在上述靠近其第二末端的外壳中；
第一连接器，它将上述末端连接器导电式耦合到上述变阻器组柱状物的外部末端中；和
第二连接器，它将上述探针导电式耦合到变阻器组柱状物的相邻端上，上述第二连接器包括一楔形插件，该楔形插件朝上述柱状物内部末端方向逐渐变细并接合该柱状物的内部末端，上述楔形插件用压配合放入上述通道部分中，以便在其间形成气密式密封。
15．如权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
自由空气体积处于上述楔形插件和变阻器组之间。
16．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述靠近第一连接器的探针末端，封闭在一导电的橡胶插件中。
17．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述变阻器组是金属氧化物变阻器组。
18．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述变阻器组以玻璃纤维包装形式封装，以便形成组件。
19．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述第一连接器包括一螺杆，该螺杆刚性地将上述柱状物连接到上述末端连接器上。
20．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述第一连接器包括一压缩弹簧，该压缩弹簧可松脱式将上述柱状物耦合到上述末端连接器上。
21．按照权利要求14所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述第二连接器包括一压缩弹簧，该压缩弹簧接合上述探针和上述楔形插件。
22．按照权利要求21所述的肘形避雷器，其特征在于：
上述导电的橡胶封闭上述探针靠近上述第二连接器的末端，并且其中具有一槽，该槽放入上述压缩弹簧并限定一自由空气体积。
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