CN86106401A - 真空断路器的屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

一个真空断路器，它的外套包括一个圆筒形绝缘外壳以及支承活动和固定触点杆的上、下金属端头钟形件。端头屏蔽的圆筒壁部分固定在端头钟形件的圆筒壁部分上，同时是靠配对变形体，最好是突起点和配对空洞的卡扣接合来定位。

Description

本发明涉及一个真空断路器，特别是涉及这种断路器的屏蔽装置。

真空断路器包括一个基本上是圆筒形的抽了真空的外套和对置的端头部份。这些端头部份分别支承着一个活动触点杆和一个固定触点杆。外套包括用来将活动与固定触点杆绝缘的绝缘构件，以及金属构件。在工作时，即分离与打开触点时，会出现飞弧，这就产生金属蒸气。因此就在外套内布置了金属屏蔽以防止金属蒸气沉积在绝缘构件上。这些屏蔽的中心通常是跟触点杆的公共中心轴线同心的。

在一些构造中，屏蔽是固定在外套的金属圆筒壁部份上。一个这样的结构公开在美国专利4，081，640（里奇）中，这个申请已经转让给受让人，它解说了金属屏蔽固定，即焊接到一个金属圆筒壁构件上，特别是那些屏蔽有一个圆筒壁部份固定在外套中心圆筒壁部份的内面上。

索非亚纳克以及其他人合提的序号为（备审案号41VI-4733）的待批专利申请也转让给同一受让人，是关于本题的申请，同时公开了一个体现该发明的一个屏蔽结构。索非亚纳克的申请公开了一个断路器，它的外套包括一个在中间的圆筒形陶瓷绝缘体和金属端头构件，即基本上是钟形的端头钟形件。端头钟形件有圆筒壁部份，端头屏蔽也有一个圆筒壁部份，它固定在端头钟形件圆筒壁部份的内面上。

那些屏蔽一定要放在沿断路器纵轴的正确位置上。这样，它们必须精确地定位与固定在外套圆筒壁部份的一个纵向位置经精确界定的一个平面上。

有些定位与固定端头屏蔽的方法与结构是有缺点的。例如，屏蔽在断路器钎焊之前可以焊在指定的位置上。但是，焊接位置事先定位与焊接是很费时的而且是费钱的。还有，将屏蔽焊到端头钟形件上将产生热量，因而在端头钟形件上产生应力，这些应力可能引起在端头钟形件与绝缘外壳之间的封口开裂。也可以使用夹具来定位与钎焊屏蔽。但是这些夹具在断路器有些装配方法上是不能用的，即使可用，也是不受欢迎的。例如，在一些情况下，夹具本身可能被钎焊到断路器的构件上，这就产生了不必要的废品。

本发明的目的是提供一个改进的将真空断路器的屏蔽预定位并固定于断路器外套的金属圆筒壁部份的结构。

按照这个发明，屏蔽与外套金属壁部份都有为在它们永久结合在一起之前将屏蔽构件卡扣接合到金属壁部份的配对变形体。接合是在围绕外套中心轴的一个预定纵向位置上。最好是外套壁部份的变形体是内向的突起点。屏蔽构件的变形体最好是形成于可变形的接片，最好是具有空洞，即是孔，它是足够的伸展量可以使屏蔽扣合而不需要精确的轴向对准。在一个推荐的实施例中，锥状端头屏蔽按上述的方式固定在位于一个绝缘圆筒形外壳两端的端头钟形件上。

为了对本发明更好地了解，要结合附图参阅下面的详细的说明。

图1是一个体现本发明的一个真空断路器的剖面图;

图2A是图1的断路器的一个端头钟形件与端头屏蔽的部件分解图;

图2B是图2A的端头屏蔽沿A-A线剖切的剖面图;

图2C是图2A的端头钟形件沿B-B线剖切的剖面图;

图3是图1的断路器的端头钟形件，端头屏蔽与绝缘外壳的部份剖面图;

图4是断路器端头屏蔽上一个配对变形体，即空洞的另一个实施例方案。

本发明适用于图1所示的一般型式的真空断路器。所说明的真空断路器有一个高度真空的外套11，它有一个用电绝缘材料制造的管状外壳12，和两个金属端头钟形件13与14。在外套内有两个可相对移动的触点15与16。

触点15是一个固定触点，支承在伸展穿过上端头钟形件13并与之密封的固定触点杆17上。触点16是一个活动触点，支承在伸展自由地穿过下端头钟形件14中心开孔19的活动触点杆18上。

一个柔性金属波纹管22提供一个包围着活动触点杆18的封口。波纹管22的上端23接到活动触点杆18上，它的下端24则接到下端头钟形件界定中心开孔19的圆周上。

所示的断路器是在开路位置，即触点15与16是相互离开的。将活动触点杆18向上推使触点接合就实现了闭合。开路，即切断电路，是通过把活动触点杆18降下到图上所示位置来实现。

触点开路，即是分离，在触点之间产生一个飞弧，一般约持续到达一个自然电流零点为止。在这时刻，断路就完成了。这飞弧产生金属蒸气，沉积在周围的表面上。

一个波纹管的屏蔽29是用来保护波纹管22阻挡金属蒸气的。

很明显地防止金属蒸气沉积在绝缘外壳12上是很必要的。一个管状金属主屏蔽26提供防止这种沉积的主要保护。主屏蔽26是同心地固定在绝缘外壳12的内圆周上，这可以用例如金属夹子27这样的东西来实现，这些金属夹子固定例如点焊在围绕着屏蔽26外圆周等距和在它的纵向中部的点子上。夹子27跟外壳12内伸的突出环28接触。

绝缘外壳12还通过端头屏蔽32与33进一步保护以防止金属蒸气沉积。上金属端头屏蔽32与下金属端头屏蔽33分别固定在上下端头钟形件13与14上，同时同心地伸入到绝缘外壳12与主屏蔽26之间。这样，从主屏蔽26末端逸散的金属蒸气就被端头屏蔽32与33挡住，不让它到达绝缘外壳12上。

进一步参阅图1上的端头钟形件、端头屏蔽、绝缘外壳与主屏蔽的结构。上下组件基本上是对称的以及是同样的结构，以便论述。因此只涉及下端头钟形件与下端头屏蔽以及它们跟绝缘外壳与主屏蔽的关系。图2A示出端头钟形件与端头屏蔽的一个部件分解图。

下端头屏蔽33是一个锥状结构，有一个第一环状壁部份39以及一个第二环状壁部份40。第二部份40的直径比第一部份39的小，这两部份由一个斜的中间部份41连接起来。

端头屏蔽33固定在端头钟形件14的内部，向着断路器的纵向中心向内伸展。端头钟形件14基本上是钟形或杯形，有一个带有中心开孔19的圆屋顶式的端头部份51和一个连接着的圆筒壁部份38。壁部份38的开口端固定在绝缘外壳12的下端上。特别是壁部份38突出的端部42固定，即钎焊在外壳12的端面37上。端头屏蔽的环状壁部份39的直径是这样来选定，使它紧靠而又固定在端头钟形件壁部份38的内部。上端头钟形件13的结构跟下端头钟形件14相同，只相差在它的中心孔是围绕着固定触点臂17的台肩部位49。

主屏蔽26有一个圆筒形的中间部份34，其两端倾斜，一端接上一个上圆筒形端头部份35，另一端接上一个下圆筒形端头部份36。上下部份35与36的直径比中间部份34的小。

端头屏蔽的第二环状壁部份40伸入绝缘外壳12与主屏蔽的圆筒形端头部份36之间的环状空间内。端头屏蔽应延伸超过绝缘外壳12一段合适的、特定的距离，这样端头屏蔽必须在一个纵向位置经精确界定的一个平面上固定到端头钟形件的圆筒壁部份38上。必须在钎焊前把端头屏蔽相对于端头钟形件精确地定位，而且它必须保持在这个合适的位置上，直到钎焊完成。

根据这个发明，端头屏蔽相对于端头钟形件的定位不依靠如卡、夹具这样的辅助工具，亦不依靠重力，因此不需要在按预定位置布置时将部件组装起来。为此目的，端头钟形件与端头屏蔽都具有进行卡扣接合把端头屏蔽保留在端头钟形件内的变形体。端头钟形件的变形体是在其圆筒壁部份38的内部上，端头屏蔽的配对变形体是在其第一环状壁部份39上。在推荐的实施例中，端头钟形件的变形体是几个内伸的突起点43，基本上是等距分布在一个与端头钟形件中心轴直交的平面上，在装配后就是跟断路器的纵轴直交。在推荐的实施例中，三个突起点或小窝43成120°分布。空洞44分布在环状壁部份39的一个跟端头屏蔽的中心轴直交的平面上，定的位置是要和突起点43配对。在推荐的实施例中，突起点43是在端头钟形件制造过程中压成的。在一个实施例中，0.06英寸厚的壁部份38有一个半径为0.05英寸、高度为0.03英寸的突起点从它的壁表面伸出。空洞44最好在端头屏蔽制造过程中做出，在此实施例中，是直径为0.12英寸的孔。

图4是空洞的另一种而且是推荐的形状。空洞44沿着圆周在上述的平面上伸展，这样做允许有比较大的圆周上的容差，突起点的位置就不需要像基本上是半球状配对那样精确。

端头屏蔽在空洞旁边开了槽，这样就在突起点与空洞之间产生了一个轻微的弹力，不致使端头钟形件变形。必须避免端头钟形件变形，因为这将会降低端头钟形件端表面的，亦即是突出的端部42的平整度，使端头钟形件与绝缘外壳12两个配对面之间的间隙过大。缝的间隙超过一英寸的千分之几就会防止钎焊料挂缝。如图2A与图4所示，在每个空洞44的两对边切了平行的槽46与47，这些槽伸展通过整个端头屏蔽的环状壁部份39。

在断路器组装时，端头屏蔽必须永久固定亦即是钎焊到端头钟形件上。为此，在配对变形体43与44附近，在端头钟形件与端头屏蔽之间放入钎焊合金料，例如，如图3所示，将钎焊片48点焊到圆筒壁部份38的内圆周上。这些小焊片的焊接并不会产生足够的热量使端头钟形件的应力过度。也可以用钎焊丝插入在壁部份38与39之间，这样做钎焊合金料藉着重力流入就把这两个壁部份在配对变形体的附近固定起来。按图3所示的位置，钎焊丝可以在突起点43的上面放入壁部份38与39之间。

真空断路器可以按常规装配与钎焊。例如，固定端的组件和活动端亦即是动作端的组件可以分开用合适的钎焊环或片进行组装。但是，在装配过程中，端头屏蔽32啪地插入端头钟形件使突起点或小窝43跟对应的空洞亦即是孔44接合。在插入之前，有需要的话，可以将带空洞44的开槽片调整来保证合适的卡扣接合。然后固定和活动组件就可以分开进行钎焊。主屏蔽26可以插入外壳12内，可以用夹子亦即接片27保持在那里。最后，固定组件与活动动作组件可以跟绝缘外壳12固定在一起。为此目的，合适的钎焊环插进在每个端头钟形件的突出端部42与绝缘外壳的对应环状端表面37之间，断路器组合就可以进行钎焊和抽真空。

虽然发明的一个有特色的实施例已经公开了，那些熟悉这方面技术的人很清楚，在大方面上不脱离这个发明可以作各种变更和改进。因此这个申请意图把所有这些变更和改进都归属于这个发明的主调、精神和范围之内。

Claims (17)

1、一个真空型的线路断路器，其特征是包括：

a)一个圆筒形绝缘外壳与连在它的两侧并与之密封的第一和第二端头钟形件；

b)一个活动触点杆支承着一个活动触点，与一个固定触点杆支承着一个固定触点，分别伸展穿过该第一与第二端头钟形件；

c)一个主绝缘屏蔽同心地固定在绝缘外壳内把活动和固定触点包围住；

d)第一与第二端头屏蔽分别固定在该第一与第二端头钟形件上，而且分别同心地在其内伸展；

e)该端头钟形件与该端头屏蔽每个包括第一圆筒壁部份，其尺寸是使它们基本上相互接触；

f)该端头钟形件与该端头屏蔽的第一圆筒壁部份每个包括有配对变形体，它们在一个基本上与它们的中心轴直交的平面上，它们的形状是为着端头屏蔽卡扣结合到该端头钟形件上使得该端头屏蔽正确地围绕着断路器纵向轴定位。

2、按权利要求1的真空断路器，其特征是它的端头屏蔽的圆筒壁部份上的配对变形体是相互散开的而且是在开槽的接片上以使在端头屏蔽跟端头钟形件卡扣接合时端头钟形件的变形降到最小。

3、按权利要求1或2的真空断路器，其特征是它的端头钟形件上的配对变形体包括散开的内伸突起点。

4、按权利要求3的真空断路器，其特征是它的端头屏蔽的配对变形体包括散开的变形体，每一个伸展在一个基本上直交于端头屏蔽中心轴的平面上，使得它跟突起点成卡扣接合而不要求精确的轴向定位。

5、按权利要求3的真空断路器，其特征是它的端头屏蔽的配对变形体包括多个孔。

6、按权利要求5的真空断路器，其特征是它的孔基本上是相互等距的。

7、按权利要求6的真空断路器，其特征是它的孔伸展使它跟端头壁突起点成卡扣接合而不要求精确的轴向定位。

8、一个真空型的线路断路器，其特征是包括：

a）一个抽真空的外套，有一个圆筒形绝缘外壳与一个端头钟形件连接并与之密封;

b）该端头钟形件基本上是杯状而且有一个中心孔;

c）一根触点杆伸展穿过该中心孔;

d）一个基本上是锥形的端头屏蔽，它的构造是用来固定在该端头钟形件上而且同心地伸展在其内;

e）该端头钟形件与该端头屏蔽每个包括圆筒壁部份，其尺寸是使它们基本上相互接触;

f）该端头钟形件的圆筒壁部份包括多个内伸的突起点;

g）该端头屏蔽的圆筒壁部份包括多个孔，相对于该突起点定位，使端头屏蔽在围绕着断路器中心轴的一个预定纵向位置上卡扣接合到端头钟形件上。

9、按权利要求8的真空断路器，其特征是端头屏蔽圆筒壁部份在孔的两边开槽，使在端头屏蔽跟端头钟形件卡扣接合时端头钟形件的变形降到最小。

10、按权利要求9的真空断路器，其特征是孔相对于突起点伸展，提供卡扣接合，而不要求端头屏蔽和端头钟形件精确轴向定位。

11、一个真空型的线路断路器，有一个基本上是圆筒形的抽真空的外套，其两端端头部份分别支承着和外套的中心轴同轴伸展的一根活动触点杆和一根固定触点杆，其特征是包括：

a）该外套具有至少一个圆筒形的金属壁部份;

b）至少一个金属屏蔽构件，同心定位于该金属壁部份与至少一个该活动触点杆和该固定触点杆之间;

c）该金属屏蔽构件有一个圆筒壁部份，其尺寸是使它基本上跟外套金属壁部份接触配合;

d）屏蔽构件的圆筒壁部份和外套的金属壁部份每个包括有配对变形体，它们的构造是使屏蔽构件在围绕外套中心轴的一个预定纵向位置上卡扣接合到金属壁部份上。

e）该屏蔽构件的圆筒壁部份永久固定，如钎焊在金属壁部份上。

12、按权利要求11的真空断路器，其特征是该屏蔽构件圆筒壁部份上的配对变形体是相互散开的，而且是在带槽的接片上，使金属壁部份在跟屏蔽构件卡扣接合时的变形降到最小。

13、按权利要求11或12的真空断路器，其特征是金属壁部份上的配对变形体包括散开的内伸突起点。

14、按权利要求13的真空断路器，其特征是屏蔽构件圆筒壁部份的配对变形体包括散开的空洞，每个空洞在基本上直交于断路器中心轴的一个平面上伸展，跟突起点构成卡扣接合而不要求精确的圆周对准。

15、装配这种真空断路器的方法，断路器具有至少一个支承触点杆的端头钟形件，它固定于圆筒形的绝缘外壳，外壳支承冈心的主屏蔽以围住触点杆，其特征是包括的步骤有：

a）提供一个基本上是杯形的端头钟形件与一个基本上是锥形的端头屏蔽，每个包括圆筒壁部份，它们的尺寸使端头屏蔽同心定位在端头钟形件内时大约是相互接触的;

b）在端头钟形件圆筒壁部份压出几个内伸突起点;

c）在端头屏蔽圆筒壁部份上跟端头钟形件突起点配对的位置上做出几个孔;

d）在端头钟形件圆筒壁部份靠近内伸突起点处固定钎焊片;

e）将端头屏蔽滑进端头钟形件内将突起点卡扣在孔内;

f）将端头屏蔽钎焊到端头钟形件上。

16、按权利要求15的装配一个真空断路器的方法，其特征是还包括将主屏蔽同心地固定在绝缘外壳内的步骤，与将端头钟形件圆筒壁部份的开口端钎焊到绝缘外壳上的步骤。

17、按权利要求15或16的方法，其特征是端头屏蔽圆筒壁部份上的孔两边有槽以形成接片，这些接片是这样定位即在端头屏蔽滑进端头钟形件内时使突起点跟孔卡扣接合。

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