CN209626063U - 中压电气设备的开关装置和中压开关装置的电极单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中压电气设备的开关装置和中压开关装置的电极单元。开关装置包括：一个或多个电极；电极的固定触头和可动触头，可动触头可沿移动轴线在第一关闭位置和第二打开位置之间移动；电极的可电连接至第一外部导体和第一连接器件的第一极端子；电极的其可电连接至第二外部导体和第二连接器件的第二极端子。第二连接器件包括至少一个第一和第二柔性导体。柔性导体设计成限定相对于可动触头的移动轴线彼此对称的相应导电路径。本实用新型的主要目的是提供具有电极的中压开关装置，电极在可动触头和相应的极端子之间设置有改进的电连接器件，电极具有非常紧凑的结构和减小的整体尺寸，并且开关装置相对容易地在工业上以有竞争力的成本生产。

Description

中压电气设备的开关装置和中压开关装置的电极单元

技术领域

本实用新型涉及中压电气设备的开关装置和中压开关装置的电极单元。

背景技术

在本实用新型的上下文中，术语“中压”指的是交流(AC)中高于1kV的操作电压和直流(DC)中高于1.5kV乃至高达几十kV的操作电压，例如高达72kV的交流和高达100kV的直流。

通常，中压开关装置对于每个电极包括一对电触头，更具体地包括固定触头和可动触头。

借助适当的致动器装置(例如电磁型致动器装置)，每个可动触头能够在关闭位置和打开位置之间可逆地移动；在这些位置的区域中，可动触头分别连接至相应的固定触头或与该固定触头分开，以允许或阻止电极中的电流通过。

对于每个电极，中压开关装置还包括一对电端子(极端子)，每个端子设计成连接至电线的导体。

上述极端子分别与固定触头和可动触头电连接。

在现有技术的许多开关装置中，可动触头和相应的极端子之间的电连接通过柔性导体提供。

目前可用的这类解决方案的特征在于相对大的整体尺寸，这使得电极的尺寸变得困难，因为必须保持足够的介电距离以确保带电部件之间足够的电绝缘。

此外，在现有技术的开关装置中，上述柔性连接导体通常设计成具有S形或Z形截面。因此，该导体具有弯曲点，当操作开关装置时(例如，在真空接触器的工作寿命中，可以进行几百万次开关操作)，在可动触头移动期间该弯曲点会减小对导体受到的机械应力的阻力。

此外已经确定，在开关装置的开关期间，固定至极端子和可动触头的导体的存在导致产生相对于可动触头的移动方向垂直地指向的横向力。这会显著降低可动触头的开关精度，并导致与可动触头操作地相联的一些部件的磨损。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种中压开关装置，所述中压开关装置具有电极，该电极在可动触头和相应的极端子之间设置有改进的电连接器件。

本实用新型的另一目标是提供一种具有电极的开关装置，该电极具有非常紧凑的结构和减小的整体尺寸。

本实用新型的另一目标是提供一种开关装置，所述开关装置相对容易地在工业上以有竞争力的成本生产。

根据本实用新型，通过根据下文提出的中压电气设备的开关装置，实现了该目的和这些目标以及根据以下描述和附图将显而易见的其他目标。

在普遍定义中，根据本实用新型的开关装置包括：

-一个或多个电极；

-关于每个电极的固定触头和可动触头，所述可动触头能够沿着移动轴线移动，以便与所述固定触头联接及分离，并允许或阻止电极中的电流通过；

-关于每个电极的第一极端子，所述第一极端子能够电连接至第一外部导体和第一连接器件，所述第一连接器件将所述第一极端子电连接至所述固定触头；

-关于每个电极的第二极端子，所述第二极端子能够电连接至第二外部导体和第二连接器件，所述第二连接器件将所述第二极端子电连接至所述可动触头。

上述第二连接器件包括至少一个第一柔性导体和至少一个第二柔性导体。所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体被设计成限定相对于所述可动触头的移动轴线彼此对称的相应导电路径。

优选地，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体限定相对于所述可动触头的移动轴线彼此相对且对称地布置的C形导电路径。

优选地，所述至少一个第一柔性导体具有与所述可动触头相联接的第一端和与所述第二极端子相联接的第二端。

优选地，所述至少一个第一柔性导体的第一端和第二端相对于所述固定触头分别布置在远侧位置和近侧位置。

优选地，所述至少一个第二柔性导体具有与所述可动触头相联接的第三端和与所述第二极端子相联接的第四端。

优选地，所述至少一个第二柔性导体的第三端和第四端相对于所述固定触头分别布置在远侧位置和近侧位置。

优选地，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体分别由导电编织物构成。

在进一步的方面中，本实用新型涉及中压开关装置的电极单元，所述电极单元包括：

-固定触头和可动触头，所述可动触头能够沿着移动轴线在第一关闭位置和第二打开位置之间移动，在所述第一关闭位置的区域中所述可动触头联接至所述固定触头，在所述第二打开位置的区域中所述可动触头与所述固定触头分离；

-第一极端子，所述第一极端子能够电连接至第一外部导体和第一连接器件，所述第一连接器件将所述第一极端子电连接至所述固定触头；

-第二极端子，所述第二极端子能够电连接至第二外部导体和第二连接器件，所述第二连接器件将所述第二极端子电连接至所述可动触头。

所述第二连接器件包括至少一个第一柔性导体和至少一个第二柔性导体，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体被设计成限定相对于所述可动触头的移动轴线彼此对称的相应导电路径。

附图说明

参考仅出于说明性的非限制性目的提供的以下描述和附图，根据本实用新型的开关装置的其他特征和优点将变得清楚，其中：

图1-3示意性地示出了根据本实用新型的开关装置的透视图、正视图和侧视图；和

图4-5示意性地示出了根据本实用新型的开关装置的电极在不同操作状态下的侧视图；和

图6-7示意性地示出了根据本实用新型的开关装置的电极在不同操作状态下的正视图；和

图8-9示意性地示出了根据本实用新型的开关装置中的电极的端子；

图10示意性地示出了根据本实用新型的开关装置的实施例变型中的电极的端子。

具体实施方式

参考所引用的附图，本实用新型涉及一种用于在中压下操作的电气系统(例如配电盘，或者更一般地配电网络或线路)的开关装置100。

开关装置100可以包括断路器、接触器、切断器或类似类型的其他装置。

优选地，开关装置100包括真空接触器，并且仅为了简单起见，下面将特别参考该实施例对其进行描述。

开关装置100包括壳体10(基本上为平行六面体形状)，壳体10限定了容纳内部构件的容积。

参考正常安装操作位置，壳体10包括前侧10A、后侧10B、上侧10C和下侧10D。在下侧D的区域中，有利地限定了用于开关装置的基面B(图2-3)。

开关装置100包括一个或多个电极1。

优选地，开关装置100是多相类型的并且包括多个电极。

优选地，开关装置100的壳体10包括一个或多个不同的极部10P，每个极部10P设计成容纳对应电极1的构件。

对于每个电极1，开关装置100包括一对电触头，特别是固定触头2和可动触头3(图4-7)。

每个可动触头3可以在第一关闭位置A(图4和图6)和第二打开位置B(图5和7)之间可逆地移动，在第一关闭位置A的区域中可动触头3联接至固定触头2，以允许电极中的电流通过，在第二打开位置B的区域中可动触头3与固定触头2分开，以阻止电极中的电流通过。

可动触头3从第一关闭位置A转到第二打开位置B构成开关装置100的打开操作，而可动触头3从第二打开位置B转到第一关闭位置A构成开关装置100的关闭操作。

优选地，固定触头2和可动触头3包括相应的联接部分2A、3A，当可动触头3处于第一关闭位置A或第二打开位置B时所述联接部分2A、3A彼此接触或分离。

有利地，在上述打开或关闭操作期间，每个可动触头可以沿着与开关装置100的基面B(图2-3)垂直的平移轴线M移动。

优选地，电极1的可动触头3的移动轴线M沿着与开关装置100的基面B(图2-3)垂直的相同移动平面P。

为了可动触头3的移动，开关装置100包括例如由电磁致动器组成的致动装置8。

有利地，致动装置8借助用于传递运动的运动链9可操作地连接至可动触头3。运动链9可以包括例如多个致动杆9A和可由致动装置8操作的可动电枢(未示出)，每个致动杆9A机械地联接至上述可动电枢和相应的可动触头3(图4-5)，以便沿着相应的移动轴线M移动可动触头3。

当开关装置100是真空接触器时，每个电极1有利地包括真空室7，在真空室7内容纳固定触头2的联接部分2A和可动触头3的联接部分3A(图4-5)。

有利地，每个电极的真空室7包括柔性的手风琴式壁7A，所述手风琴式壁7A机械地联接至可动触头3并且能够在可动触头3的移动期间可逆地变形，以便气密地隔离真空室的内部容积与周围环境(即开关装置100的其余内部容积)。

对于每个电极1，开关装置100包括从外部壳体10(在开关装置100的后侧1B的区域中)突出的第一极端子4和第二极端子5，使得所述极端子可以分别电连接至例如由相应电线的相导体构成的第一外部导体和第二外部导体(未示出)。

通常，固定触头2、可动触头3、第一极端子4、第二极端子5、真空室7、致动装置8和运动链9可以是已知类型的，并且出于简洁的明显原因，在此将仅关于与本实用新型相关的方面进行进一步描述。

对于每个电极1，开关装置100包括第一连接器件11，用于将第一极端子4电连接至固定触头2。

通常，第一连接器件11可以是已知类型的。例如，第一连接器件可以包括设计成将第一极端子4固定至固定触头2的一个或多个螺栓。

对于每个电极1，开关装置100包括第二连接器件6，用于将第二极端子5电连接至可动触头。

有利地，第二连接器件6设计成将第二极端子5电连接至可动触头3，使得可动触头在开关装置1的打开和关闭操作期间沿其移动轴线M自由地移动。

根据本实用新型，第二连接器件6包括至少一个第一柔性导体61和至少一个第二柔性导体62。

优选地，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体包括单一的第一柔性导体61和单一的第二柔性导体62。

然而，实施例变型是可行的，根据该变型，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体包括多个第一柔性导体61和多个第二柔性导体62。

上述第一柔性导体61和第二柔性导体62设计成限定相对于可动触头3的移动轴线M彼此对称的相应导电路径。

优选地，由柔性导体61、62限定的导电路径沿着包含可动触头3的移动轴线M的相同平面(例如可动触头的移动平面P)伸展。

本实用新型提出的解决方案允许显著地提高可动触头3的操作精度。

由于由柔性导体61-62限定的导电路径的布置，在可动触头3的移动期间由于所述柔性导体的存在而引起的作用在可动触头3上的任何横向力具有彼此相反的方向(垂直于移动轴线M)并相互补偿，从而允许获得几乎为零的合力。

当可动触头处于第一关闭位置“A”时，本实用新型提出的解决方案还允许穿过电极5的电流的导电路径的对称划分。

相对于传统的解决方案，在通过电极的额定电流相等的情况下，柔性导体61、62因而可以具有减小的长度和/或截面。这显著地减小了可动触头和相应的极端子之间的第二连接器件6的整体尺寸。

优选地，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62限定了相对于可动触头3的移动轴线M彼此相对且对称地布置的C形导电路径。

所述解决方案有利地避免了弯曲点的存在，在开关装置100的操作期间，由于可动触头3的移动，弯曲点会在结构上削弱柔性导体61、62。

优选地，第一柔性导体61设置有联接至可动触头3的第一端611和联接至第二极端子5的第二端612。类似地，第二柔性导体62设置有联接至可动触头3的第三端621和联接至第二极端子5的第四端622。

优选地，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62设计成使得第一柔性导体61的第一端611和第二端612相对于固定触头2分别布置在远侧位置和近侧位置，并且使得第二柔性导体62的第三端621和第四端622相对于固定触头2分别布置在远侧位置和近侧位置。

根据所述解决方案，穿过电极1的电流沿着对称的导电路径流动，所述对称的导电路径布置成有利于产生作用在可动触头上的电动力。

由于柔性导体61、62的布置，所述电动力被引导以便有利于可动触头3与固定触头2的分离。这在开关装置100的打开操作期间特别有利，因为在(由致动装置8)施加在可动触头3上的致动力相等的情况下，这允许减小电触头2、3的分离时间。

优选地，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62具有连接至共用的第一紧固板63的相应第一端611和第三端621，所述第一紧固板63联接至可动触头3。

优选地，第一紧固板63包括例如借助操作杆9A和适当的紧固螺母与可动触头3相联接的第一联接孔67。

优选地，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62具有连接至对应的第二紧固板64和第三紧固板65的相应第二端612和第四端622，所述第二紧固板64和第三紧固板65例如借助铆接或焊接联接至第二极端子5。

优选地，上述第二紧固板64和第三紧固板65成形为限定用于可动触头3的通孔66。

上述解决方案非常有利于第二连接器件6的组装，从而允许进一步减小整体尺寸。

根据本实用新型的优选实施例(图1-9)，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62分别由例如由铜制成的导电编织物构成。

所述解决方案提供特别坚固的柔性导体，所述柔性导体具有紧凑的整体尺寸并且易于在工业上生产。

根据所述实施例，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体包括单一的第一柔性导体61和单一的第二柔性导体62，每个柔性导体均由导电编织物构成。

根据本实用新型的可行的实施例变型(图10)，上述第一柔性导体61和第二柔性导体62分别由叠置的导电板(例如C形的)的组件构成。

所述解决方案允许容易地将流过电极的电流分成相对于可动触头3的移动轴线M对称地布置的多个导电路径。

优选地，根据所述实施例变型，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体包括多个第一柔性导体61和多个第二柔性导体62，每个柔性导体均由叠置的导电板的组件构成。

在实践中，已经发现根据本实用新型的开关装置实现了设定的目标。

根据本实用新型的开关装置包括这样的连接器件，所述连接器件允许显著地改善可动触头和相应的极端子之间的电连接的质量，同时不会显著地影响可动触头的操作精度。这允许限制机械连接至可动触头的构件(例如真空室的手风琴式壁)的磨损。

上述电连接器件具有相对减小的整体尺寸，并且极大地便于以特别紧凑的结构设计电极，同时确保在带电部件之间保持足够的介电距离。

根据本实用新型的开关装置相对于目前可获得的类似类型的装置易于以具有竞争力的成本在工业上生产。

Claims (12)

1.一种中压电气设备的开关装置(100)，包括：

-一个或多个电极(1)；

-关于每个电极的固定触头(2)和可动触头(3)，所述可动触头能够沿着移动轴线(M)移动，以与所述固定触头联接或分离；

-关于每个电极的第一极端子(4)，所述第一极端子能够电连接至第一外部导体和第一连接器件(11)，所述第一连接器件将所述第一极端子电连接至所述固定触头；

-关于每个电极的第二极端子(5)，所述第二极端子能够电连接至第二外部导体和第二连接器件(6)，所述第二连接器件将所述第二极端子电连接至所述可动触头；

其特征在于，所述第二连接器件(6)包括至少一个第一柔性导体(61)和至少一个第二柔性导体(62)，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体被设计成限定相对于所述可动触头的移动轴线(M)彼此对称的相应导电路径。

2.根据权利要求1所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)和所述至少一个第二柔性导体(62)限定相对于所述可动触头的移动轴线(M)彼此相对且对称地布置的C形导电路径。

3.根据权利要求1所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)具有联接至所述可动触头的第一端(611)和联接至所述第二极端子(5)的第二端(612)，并且所述至少一个第二柔性导体(62)具有联接至所述可动触头的第三端(621)和联接至所述第二极端子(5)的第四端(622)。

4.根据权利要求3所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)的第一端(611)和第二端(612)相对于所述固定触头(2)分别布置在远侧位置和近侧位置，并且所述至少一个第二柔性导体(62)的第三端(621)和第四端(622)相对于所述固定触头(2)分别布置在远侧位置和近侧位置。

5.根据权利要求3所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)的第一端(611)和所述至少一个第二柔性导体(62)的第三端(621)连接至第一紧固板(63)，所述第一紧固板联接至所述可动触头。

6.根据权利要求5所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述第一紧固板(63)包括用于与所述可动触头(3)相联的联接孔(67)。

7.根据权利要求3所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)的第二端(612)和所述至少一个第二柔性导体(62)的第四端(622)联接至对应的第二紧固板(64)和第三紧固板(65)，所述第二紧固板和第三紧固板联接至所述第二极端子。

8.根据权利要求7所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述第二紧固板(64)和第三紧固板(65)成形为限定用于所述可动触头(3)通过的通孔(66)。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)和所述至少一个第二柔性导体(62)分别由导电编织物构成。

10.根据权利要求1-8中的任一项所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述至少一个第一柔性导体(61)和所述至少一个第二柔性导体(62)分别由叠置的导电板的组件构成。

11.根据权利要求1-8中的任一项所述的中压电气设备的开关装置，其特征在于，所述开关装置是真空接触器。

12.一种中压开关装置(100)的电极单元(1)，所述电极单元包括：

-固定触头(2)和可动触头(3)，所述可动触头能够沿着移动轴线(M)在第一关闭位置(A)和第二打开位置(B)之间移动，在所述第一关闭位置的区域中所述可动触头联接至所述固定触头，在所述第二打开位置的区域中所述可动触头与所述固定触头分离；

-第一极端子(4)，所述第一极端子能够电连接至第一外部导体和第一连接器件(11)，所述第一连接器件将所述第一极端子电连接至所述固定触头；

-第二极端子(5)，所述第二极端子能够电连接至第二外部导体和第二连接器件(6)，所述第二连接器件将所述第二极端子电连接至所述可动触头；

其特征在于，所述第二连接器件(6)包括至少一个第一柔性导体(61)和至少一个第二柔性导体(62)，所述至少一个第一柔性导体和所述至少一个第二柔性导体被设计成限定相对于所述可动触头的移动轴线(M)彼此对称的相应导电路径。