CN1365130A - 一种空气绝缘的高压断路器 - Google Patents
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Abstract
一种空气绝缘的高压断路器,其包括一个可回转安装的臂(1),该臂(1)适合于在其一端围绕一垂直于臂之轴线Δ的水平轴线转动,而且还适合于围绕其自身的轴线Δ转动,臂的自由端上设置有一接触部分或“击锤”(2),当断路器处于闭合位置上时,所述接触部分能够与一个包括一颚板座(6)的颚板相互配合,而颚板座(6)上固定有两排相对的接触片(5A,5B),所述断路器的特征在于:击锤(2)装配有与接触片(5A,5B)相互配合的接触凸舌(4A,4B),每个接触凸舌(4A,4B)都形成了一个角度为β的楔形部分,该楔形部分在断路器的闭合过程中起到与相应排的接触片以迎角α相交的作用,所述迎角α小于90°。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气绝缘的高压断路器。
背景技术
具体而言，断路器包括一个可枢转安装的臂，该臂有时也被称为“闸刀”，而且可围绕一水平轴线枢转安装并在其一端与一个第一连接部件电连接，该第一连接部件设置于第一绝缘柱的顶部。该臂的另一端，即自由端设置有一接触部分或“击锤”，当断路器处于闭合位置上时，该击锤与一个连接到第二连接部件上的颚板相互配合，第二连接部件设置于一个第二绝缘柱的顶部。
在断路器的闭合过程中，一旦可枢转安装的臂被下放时，那么其就会围绕其轴线转动90°，从而使击锤与颚板的接触部分相接触。
颚板是由两排平行面对的接触部分构成，每一部分都由一个固定到颚板支座上的弯曲铜片构成。在臂的一端延伸的击锤是一个由青铜制成的重量较大、成本较高的部件，该部件在垂直于臂之轴线的平面内的剖面与一个直径小于臂的直径的圆相应，另外击锤沿一直径呈扁平状，从而延伸至与臂的直径相重合，两个沿直径方向相对的延伸部分之厚度应在2mm至3mm的范围内，而且包括被圆整的边缘。
法国专利2674985已公开了一种这样的断路器。
发明内容
本发明旨在对这种类型的断路器的某些特征进行改进，并提供一种空气绝缘的高压断路器，这种断路器包括一个可回转安装的臂，该臂适合于在其一端围绕一个垂直于臂之轴线Δ的水平轴线回转，而且还适合于围绕其自身的轴线Δ转动，臂的自由端上设置有一接触部分或“击锤”，当断路器处于闭合位置上时，该击锤部分能够与一个颚板相互配合，该颚板包括有一个颚板座，在该颚板座上固定着两排相对的接触片，所述断路器的特征在于：击锤设置有可与接触片相互配合的接触凸舌，每个接触凸舌都形成一个角度为β的楔形部分，这些楔形部分在断路器闭合的过程中起到与迎角(angle of attack)为α的对应排的接触片相接触的作用，所述迎角小于90°。
角β大约落入30°至40°的范围内，角度α约为60°。
根据另一特征，每个接触凸舌都设置有一个以角度δ延伸的弯曲接触表面，当沿臂的轴线Δ方向观看时，该角度δ约为17°。
根据又一特征，当接触凸舌的楔形部分与一个所述的接触片相接触时，沿臂的轴线Δ观看时，介于接触点和垂直于接触片并包含轴线Δ的平面之间的角度γ约为10°。
根据再一特征，所述接触片被固定到颚板支座上，从而当断路器处于闭合位置上时，介于臂的轴线Δ和接触片之间的角度E大于90°。
根据另一特征，所述面对的接触片之间形成了一个介于2°至6°之间的角度φ。
根据再一特征，所述接触片为管状，而且在其两端开口。
根据又一特征，一个锁定支承面(locking abutment)被固定到一个接触片上，当断路器处于闭合位置上时，所述锁定支承面位于所述击锤上方的位置上。
附图说明
现参照附图，对本发明的一个实施例加以说明，其中附图：
图1为图2的左视图，图中示出了本发明的断路器；
图2为沿图1中的剖面线II-II的剖视图；
图3为图1的平面图；
图4为断路器的颚板的透视图；
图5为颚板的接触片的剖视图；
图6为沿图5的剖面线VI-VI的剖视图；
图7示出了在断路器的闭合过程中，当击锤转动时，击锤与颚板相接触的迎角；
图8示出了恒压接触的角度范围，其中颚板的接触片与击锤以恒定的压力相互接触。
具体实施方式
图1至6为一个断路器的示意图，该断路器包括一个可围绕轴线Δ枢轴安装的臂1，该臂1适合于相对一个垂直Δ的水平轴线(未示出)在垂直平面内转动，而Δ位于图1的左侧。图中未示出的臂部分、用于使其围绕所述水平轴枢转的控制装置、用于使其围绕轴线Δ转动的控制装置及其支座不是本发明的部分，具体可参照法国专利2674985中对图1的说明。
从图2中可清楚地看到，臂1为管状，而且在臂的自由端上设置有一被称为“击锤”2的接触部分。
该击锤由一个支架部分3构成，该支架部分3由铝制成，而且还固定有两个铜制接触凸舌4A和4B。这样可以减轻击锤的重量。
接触凸舌4A和4B可具有特定的形状(具体如下所述)，而且构成了当断路器处于闭合位置上时能够与断路器颚板上的两排相对的接触片5A和5B相互配合的接触部分。
这些接触片5A和5B通过焊缝7固定到一个颚板座6上。颚板座6被固定到一个边柱8上，该边柱8用于限制臂1在颚板的接触片5A和5B之间的穿过程度。一连接件9也被固定到颚板座6上。一第二连接装置(未示出)导电连接到在图中未示出的臂1的那端上，即铰接在一个水平轴上的端部。
颚板的顶端支撑在一个支承绝缘体上，在图1中仅能看到其顶部装置10。
图1、2和3示出了处于闭合位置上的断路器。
在闭合过程中，臂1开始围绕其水平轴线转动，直到其转过92°穿入接触片5A和5B之间的颚板，接着，臂1沿箭头15(图7)所示的方向围绕其轴线Δ转动90°。这样，断路器就会处于闭合位置上，如图1至3所示。
如我们所知，由于流过臂1和接触片5A和5B的电流沿图1所示的箭头方向(未示出)流动(在下一循环中沿相反的方向流动)，因此臂1受到一个力F的作用，该力将臂推出颚板。当在一个有效的相与地面之间产生短路或在两个有效的相之间产生短路时，这种电动力就会变得很大。
为减小这种电动力，接触片5A和5B被固定到颚板座6上，以使位于闭合位置上的臂1之轴线Δ和接触片5A-5B之间的角度E大于90°。
当接触片5A-5B垂直臂1的轴线Δ时，力F最大，当所述角度变大时，该力F也变小。通过实例，如果角度E为120°，那么力F就约为角度E为90°时的力的0.6倍。
此外，由于电流沿同一方向流过接触片5A和5B，因此接触片就会被(相互)吸引。这样，当产生短路时，吸引力就会变大，而且力F也将产生一个将接触片拉出颚板座的力。
因此，通过使角度E大于90°来减小力F就可以减小颚板座的尺寸和固定到支座上的接触片的尺寸，从而减轻整个装置的重量。
在图示的实施例中，角度E约为120°，而且最好介于100°至140°的范围内。
如图2所示，接触片5A和5B不是相互平行的，而是在其间形成一个约为2°至6°的小角度。例如，接触片5A和5B被焊接到颚板座6上，以使其形成一个88°的角度D，并在接触片5A和5B之间形成了一个4°的角度。
这样，在短路应力的作用下，臂1向上的移动就会受到这种“锥形结构”的限制，而这种锥形结构又会将击锤卡在接触片之间并可能在受到电动应力(stress)作用的断路器的移动过程中增加接触压力。
为了能够在短路应力(stress)产生时进一步限制击锤在接触片5A和5B之间向上的移动，可将一个锁定支撑面11固定到接触片5B上的下述位置上：当断路器处于闭合位置上时，使该支承面11位于击锤2的上方。
支撑面11并不妨碍断开断路器，因为断开操作是在臂1围绕一垂直图1之平面的水平轴线转动之前由击锤2沿箭头12所示的方向(如图2所示)转动90°开始的。
如上所述，相对的接触片5A和5B分别以角度E和D通过焊缝7固定到颚板座6上，每个接触片都具有一两端开口的管状外形结构，从而减少在管体内由对流而产生的热交换。接触片由铝制成，而且每个接触片都使面向设置有一铜制接触片13A、13B的那排接触片的表面直接与击锤2上的铜制凸舌4A、4B相互配合。
这种结构的铝制管状接触片仅装配有铜制的接触片，这样，与现有技术中所述的弯曲铜片相比，就能够在很大程度上减少接触片的重量，同时提高热性能，而且无需添加任何附加的弹簧就能够使接触片具有足够的刚性，因为对于将一弹簧设置在颚板座和弯曲铜片的弯曲部分之间的现有技术而言，为使接触片具有足够刚性必须具有这种结构。
支承杆14A、14B和14C分别与每一对接触片5A和5B相连接，以限制其间的间距。这些支承杆沿接触片5A和5B的长度方向大体设置于中间位置上。
当臂1沿箭头15(图7)所示的方向转动并在断路器实现闭合时，接触片5A、5B弯曲，从而在杆14A、14B、14C和接触片的顶端之间形成了弹簧，以保证每个接触片都自动定位到击锤2的铜制凸舌4A和4b上，这样就优化了击锤和接触片之间的线性接触。
可以观察到：如果在相与相之间产生了短路，那么臂1就会受到一个电动力的作用，该电动力根据短路情况是发生在设置有断路器的上述相的右侧还是左侧而沿侧向F1或F2(图2)移动臂。通过接触片的弹簧作用和支承杆14A、14B和14C，就不会使这种侧向移动对击锤的接触部分4A和4B与接触片的接触片13A、13B之间的接触造成任何损坏。
图5示出了一个接触片(例如5B)的剖视图，图6示出了同一接触片沿图5剖面线VI-VI的剖视图。
图7示出了在闭合过程中一旦臂1被下放并开始围绕其轴线Δ转动时，击锤的铜制接触凸舌4A和4B的端部就会与接触片5A、5B的铜制接触片13A、13B相互接触时击锤2的位置。
如图7所示，每个凸舌都设置有一角度为β的楔形端部16，而且在接触过程中，所述凸舌以迎角α与接触片相交。迎角α小于90°而且最好约为60°，这样，就使其能够击碎形成于接触片13A、13B上的冰。例如，楔形部分16的角度β可大约落入30°至40°的范围内。
此外，当轴线Δ和楔形部分16的尖端之间的距离大于轴线Δ和接触片13A、13B之间的距离时，就会产生接触，这样，从这时起，直到楔形部分16的尖端到达点18处，该点18与已转动约10°的γ角的臂相对应，接触凸舌4A、4B通过类似弹簧的作用回推接触片5A、5B，接触压力就会在该位置上增加。这样，由于接触面19是弯曲的，因此接触压力基本保持恒定，同时臂转动一个约为17°的角度δ(图8)，当沿轴线Δ的方向观看时，该角度与接触凸舌4A、4B的接触表面19所覆盖的角度δ相同。这种在17°的δ角内的恒压接触可以克服由较差的装配或由于部件磨损而造成的精度损失所产生的角度偏差。
Claims (9)
1、一种空气绝缘的高压断路器，其包括一个可回转安装的臂(1)，该臂(1)适合于在其一端围绕一垂直于臂之轴线Δ的水平轴线转动，而且还适合于围绕其自身的轴线Δ转动，臂的自由端上设置有一接触部分或“击锤”(2)，当断路器处于闭合位置上时，所述接触部分能够与一个包括一颚板座(6)的颚板相互配合，而颚板座(6)上固定有两排相对的接触片(5A，5B)，所述断路器的特征在于：击锤(2)装配有与接触片(5A，5B)相互配合的接触凸舌(4A，4B)，每个接触凸舌(4A，4B)都形成了一个角度为β的楔形部分，该楔形部分在断路器的闭合过程中起到与相应排的接触片以迎角α相接触的作用，所述迎角α小于90°。
2、根据权利要求1的断路器，其特征在于：角度β大体介于30°至40°之间。
3、根据权利要求1或2的断路器，其特征在于：角度α约为60°。
4、根据权利要求1至3之一的断路器，其特征在于：每个接触凸舌(4A，4B)都设置有一个在角度δ内延伸的弯曲接触表面(19)，从臂(1)的轴线Δ方向观看时，该角度δ约为17°。
5、根据权利要求1至4之一的断路器，其特征在于：当一个接触凸舌的楔形部分(16)与所述接触片之一接触时，从臂(1)的轴线Δ方向观看时，介于接触点和垂直于接触片并包含有轴线Δ的平面之间的角度γ约为10°。
6、根据权利要求1至5之一的断路器，其特征在于：所述接触片(5A，5B)被固定到颚板座(6)上，从而当断路器处于闭合位置上时，臂(1)的轴线Δ和接触片之间的角度E大于90°。°
7、根据权利要求1至6之一的断路器，其特征在于：所述面对的接触片之间形成了一个介于2°和6°之间的角度φ。
8、根据权利要求1至7之一的断路器，其特征在于：所述接触片(5A，5B)为管状并在其两端开口。
9、根据权利要求1至8之一的断路器，其特征在于：一个锁定支承面(11)被固定到接触片(5B)上，当断路器处于闭合位置上时，该锁定支承面位于所述击锤(2)的上方。
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