TW512564B - A breaking module comprising a vacuum cartridge and fixing means, and an electrical switchgear apparatus comprising such module - Google Patents

Description

512564 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（丨） 發明背景 本發明係關於一種用於電開關裝置之模組，其包含一 真空卡匣和用於安裝卡匣至支撐框架的機構。其亦關於一 包含至少一此類模組的開關裝置。 傳統上，一真空卡匣包含一本體，該本體形成一緊的 封閉件且容納一對可分離的接觸件，而至少有〜可移動的 接觸件。該可移動的接觸件固接至—金屬桿’其可平行於 它的軸線而平移，且自卡匣的第一軸向端突出。藉由一允 許桿平移的密封風箱，在桿與封閉件的壁之間達成緊密性 。此桿被設計成爲連接至該卡匣的驅動機構。另一接觸件 大體上是一靜止的接觸件，其固接至一通過卡匣本體的固 定桿，以便可從該卡匣的第二軸向端-其對立於第一端-外部觸碰。該可移動桿藉由一引導套筒的引導，相對於該 卡匣而軸向移動，引導套筒形成該卡匣之本體的一體式部 分，且朝該卡匣之內部突出。此結構的各種實施例繪示於 德國專利2,44〇,827、美國專利A-4,403，124、美國專利 4,933,518、美國專利4,983,793、美國專利5,004,877與美 國專利5，168，139號。 三相電開關裝置描述於歐洲專利〇,〇58,519號中，該 裝置的每一相包含一前述型式的真空卡匣，其由絕緣材料 製成的剛性框架支撐。在第一軸向端坐落之側，該卡匣之 本體由一支撐板固定至框架，支撐板具有一在第一軸向端 徑向的孔，且形成一用於該卡匣本體的墊座。在第二軸向 端坐落之側，該卡匣之本體藉由該桿的一固定螺帽固定至 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512564 A7 B7 五、發明說明（，） 框架，桿係固定至一固接到該框架的電連接條。在該支撐 板與該桿之間無互動。 一撓性電連接件藉由箍狀物固定至該桿的自由端。當 裝置組裝的時候，在該卡匣已裝配於該支撐板以後，連接 件的箍夾操作必然發生，原因在於該箍式連接太大而不能 通過支撐板的孔。此外，該卡匣在其框架上的安置必須精 密地執行，以免迫使可移動接觸桿離開它的平移軸線，此 平移軸線是由該卡匣內部的引導套筒決定。這些事項証明 對於裝置的工業化是不利的。 發明目的 本發明之一目的是便利一具有真空卡匣的電開關裝置 之組裝，特別是由卡匣和它的支撐框架形成的斷路模，祖之 組裝。， 爲此目的，本發明的目的係提供一種用於電開關裝置 之斷路模組，包含： -至少一真空卡匣.，其包含一本體，本體形成一封閉件 ，封閉件含有一對可分離的接觸件，該接觸件之一固接至 一可移動的金屬桿，桿的一部分自卡匣本體第一軸向端的 封閉件突出； -該卡匣之一支撐框架； -一固定與引導環圏，包含： -一孔’其形成該卡匣之桿的軸向引導護套，依據孔的 幾何軸線，引導該桿相對於該環圏的平移； 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 512564 A7 B7 五、發明說明（4) 4至向安置表面，其與該卡匣之本體合作，且防止該卡 匣之本體相對於該環圈之孔的幾何軸線之任何徑向移動； -用於固定至該卡匣之支撐框架的機構。 言亥胃圏使得能夠相對於卡匣而引導該桿及相對於該框 架而固定該卡匣。因此，減少相關聯的尺寸，導致以低成 本達成較大的引導精確度。 有利地’該框架裝有引導滑動件，且該環圏係滑動齒 條形’以垂直於該孔的幾何軸線之方向在該引導滑動件內 滑動。然後，在將該總成插入該框架以前，可以藉由使該 環圏滑動於該滑動件中，組裝該卡匣與它的環圈。依據一 實施例’用於固定的機構包含彈性夾，其藉由夾持而形成 一固定機構。藉由彈性夾之此固定模式使得組裝特別簡單 。彈性夾較佳爲坐落在環圏上，且與坐落於框架上的支承 表面合作。 較佳地，該環圏由二部分組成，其可相對於彼此而處 在開啓的位置與關閉的位置，於開啓的位置時，能於徑向 插入該卡匣的桿，於關閉的位置時，徑向安置表面與該卡 匣之本體合作且該孔與該桿合作。此特別有利的配置使得 在裝配該環圏以將該卡匣固定於它的框架中以前，能夠將 該撓性導體裝配於該卡匣的桿上。依據一較佳實施例，該 環圏之二部分由一鉸鏈互相活節連接。在關閉位置之環圏 的二部分由固定機構互相固持。這些配置使得組裝更容易 〇 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- 訂---------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512564 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（[γ ) 較佳地，該環圈設有軸向安置袠面，其形成一墊座， 用於該卡匣本體軸向端之一段。所以，該環圏的安置簡化 了。 依據一實施例，該環圏由塑膠材料製成，其係，例如 ，6-6聚醯胺。 較佳地，該模組包含單一真空卡®。 依據本發明的另一特性，本發明之目的亦係提供一種 包含至少一上述模組之電開關裝置，以及該模組的桿之一 驅動機構。 圖式簡單說明 從本發明之特定實施例的下列說明，可以更淸楚其他 優點與特性，特定實施例僅係非限制性的例子且由附圖代 表，其中： -圖1代表依據本發明之開關裝置的立體圖，包含一裝 配於支撐框架中的真空卡匣； -圖2代表圖1之開關裝置的軸向剖面圖； -圖3代表一撓性電接頭，其可促成該卡匣與一連接條 之間的電連接； -圖4代表開關裝置之一部分於組裝以前的分解圖； -圖5示意代表銅焊操作，其在該卡匣的桿與該撓性電 接頭之間形成接合。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 41^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 512564 A7 B7 五、發明說明（4) 元件符號說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 符號 名 稱 10 真空卡匣 12 框架 13 機構 14 連接條 16 連接條 17 -i- MSB 本體 18 封閉件 19 中間絕緣段 20 第一金屬端段 21 第二金屬端段 22 接觸件 24 接觸件 26 導電圓柱 28 接觸機構 29 線_ 30 接觸機構 32 導電桿 36 部分 38 肩部 39 螺孔 40 風箱 42 絕緣臂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512564 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（V) 43 44 45 46 47 48 49 50 52 54 56 58 60 62 64 68 70 72 74 76 80 81 塑膠材料 第一螺桿 第二螺桿 調整螺帽 支撐墊座 彈簧 第二支撐墊座 電連接件 金屬葉片 中間部分 平坦端部分 平坦端部分 固定機構 連接結構 孔 金屬充塡化合物 熱磾 鍍銅接合 界面區域 界面區域 桿 臂 82 臂 83 棒 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512564 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 84 孔 85 心軸 86 心軸 90 絕緣套筒 92 唇部 94 中間墊座 100 環圈 101 部分 102 部分 103 鉸鏈 104 彈性鉤 106 孔 107 底部 108 周緣壁 109 主要側軌道 110 側凸緣 112 輔1?!側軌道 114 側凸緣 116 止動件 118 彈性夾 120 孔 130 溝槽 132 支承表面 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512564 A7 ______B7 五、發明說明u ) 較佳實施例詳細說明 參考圖1與2，開關裝置包含一真空卡匣1〇，其由一 框架12支撐且由一傳統型式的機構13驅動。二固定至該 框架12的連接條I4與16設計成爲將裝置電連接至一匯流 排條(未顯示）。 一般型式的真空卡匣用於此處，以標示一習知型式的 總成，其包含一圓柱形本體17，本體17形成相對真空的 封閉件18，且容納一對可分離的接觸件22、24。該本體 17本身分爲一由絕緣材料製成的中間絕緣段19、一形成第 一封閉凸緣的第一金屬端段20及一形成第二封閉凸緣的第 二金屬端段21。接觸件之一是銅焊至導電圓柱26端部上 的墊座22，且與此圓柱〜起形成一靜止的接觸機構28。該 圓柱26通過該第二凸緣21，且焊接至後者。該圓柱26也 焊接於一剛性金屬線圈29上，其本身焊接至連接條14。 於是，藉由該線圏29，在靜止的接觸機構28與連接條14 之間形成電連接。該線圈29設計成爲在接觸件、24的 分離區域中感應一磁择，當接觸件的分離發生時，其便利 於使接觸件之間產生的電弧斷裂。螺絲使該線圈29固定至 該框架12，所以，使該圓柱％及框架I2之間係剛性固定 ，圓柱26本身則固接至該卡匣的本體Π。此外，如梢後 詳細解釋者，該第一凸緣20係藉由一固定在框架的溝槽 130中之固定環圏1〇〇，相對於框架12而安置及固定。 接觸件24係一墊座，其銅焊至一可移動接觸機構3〇 的端部，接觸機構30的本體係由一金屬導電桿32形成， 10 --------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) 512564 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（') 導電桿32在此例中是銅桿，通過該第一凸緣20之一孔。 此桿32之直徑較小的部分36延伸於該封閉件的外部，在 圖5中看得更淸楚，於是界定一中間肩部38。該桿的端部 設有一軸向螺孔39。一銅焊至該桿32與第一端段內壁上 的一密封風箱40允許可移動接觸機構30相對於靜止接觸 機構28軸向平移，且使該封閉件18中保持真空。 該桿32藉由一絕緣臂42，連接至一具有二平行臂81 、82的桿80。該絕緣臂42包含一由塑膠材料43製成的本 體，其一方面套模於第一螺桿44的頭部上，另一方面套模 於坐落在第一桿44的軸向延伸件中之第二螺桿45頭部上 。第一螺桿44螺合於螺紋盲孔39中，其坐落在該卡匣之 桿32的端部。一管狀調整螺帽46螺合於第二螺桿45上。 該螺帽的一端支撐一支撐墊座47,其用於一接觸壓力彈簧 48的端部。該彈簧48的另一端支承於一第二支撐墊座49 ，其停置於一棒83上。該棒83包含一形成引導護套的孔 84，而管狀螺帽46通過之。該棒83在桿80的臂81、82 支撐之側向心軸85中貝由轉動。該引導護套84允許螺帽 46平行於它的軸線而平移及此螺帽的自由轉動。該螺帽46 包含一肩部，其停置於與該第二支撐墊座49對立的棒部分 83上。該桿80的二臂81、82繞一由框架12支撐的心軸 86樞動’且它們的自由端由一關閉與開啓機構(未顯示）一 起引動，此機構設計成爲驅使可移動接觸機構30移動於一 與靜止接觸結構28接觸的位置及一分離位置之間。當開啓 發生時，該桿80繞該心軸86於圖2中逆時鐘樞動，直接 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- · -----線{ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512564 A7 B7 五、發明說明（、。） 驅動該棒83、該螺帽46、該臂42與該可移動接觸結構3〇 。當關閉發生時，該桿80繞心軸86順時鐘樞動，驅動該 棒83，其藉由該支撐墊座49壓迫該彈簧48。然後，關閉 力藉由一包含該支撐墊座47、該螺帽46與該絕緣臂42的 傳送系統，由該彈簧48傳送到該可移動接觸件30。 該桿32與該匯流排條的電連接係由一示意顯示於圖3 的撓性電連接件50執行，該連接件的一端56構成連接條 16，而連接件的另一端58銅焊於該桿32本體上。該撓性 連接件50由金屬葉片52-在此例中是銅葉片-的堆疊形 成。每一金屬葉片52包含一曲線形中間部分54，其每一 端由平坦端部分56、58之一所延伸。該葉片52具有不同 的長度和形狀，以一起形成一堆疊，其在中間部分54的位 準具有所需要的曲線形狀。在該端部56、58的位準，該葉 片52藉由原子擴散焊接過程互相焊接，不需要任何添加的 材料，以致於每一端構成一剛性的單塊部分。在它們的中 間部分54，該葉片52保持互相分離，其賦予如此形成的 該電連接件5〇良好的鹌體撓性。如圖4所繪示，構成連接 條的端部分56包含敞開螺孔形式的固定機構60與其他螺 孔形式的連接結構62，固定機構60用於將連接條固定至 開關裝置框架，連接結構62用於連接至一匯流排條。另〜 端部分58包含一孔64，其對應於該桿36之心軸的直徑。 在圖4中可以看到其細節的該環圏1〇〇係由塑媵材料 製成，在此例中係6_6聚醯胺，且包含由一鉸鏈1〇3互相 活節連接的二部分1〇1、102，以致於處於圖4所示的開啓 12 --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 512564 A7 五、發明說明（d ) 組裝位置，及圖2所示的關閉位置，其中彈性鉤104夾持 於對應的孔106中。該關閉的環圈形成一凸緣，其具有一 平坦底部107與一圓柱形周緣壁108，使該卡匣10之第一 凸緣20的端部能夠嚙合於其中。平坦底部的中心部分包含 一孔120，供卡匣的桿32通過。大體上爲圓柱形之此孔可 引導該桿32。該環圈1〇〇設有由二側凸緣110連接至平坦 底部107的二主要側軌道109,及由二另外的側凸緣114 連接至平坦底部107的二輔助側軌道112。每一輔助軌道 112位於該主要軌道109之一的延伸件中。每一主要軌道 1〇9的前部分形成一交錯的止動件U6，而後部分形成一彈 性夾118。 該卡匣之本體17的絕緣段19由一絕緣套筒90(圖2) 遮盍’其裝有翼片，翼片的設計是增加裝置的活動金屬部 分之間的爬電距離。該套筒90的上部分加寬且形成一唇部 92 ’其遮盍該線圏29的一部分，以增加該活動金屬部分之 間的距離。一中間墊座94，其內表面以半導電漆遮蓋，使 接近該線圈2 9邊緣的場線平滑。 該絕緣臂42之由塑膠材料43製成的本體形成一圓柱 形裙部，其一方面保護該彈簧48與該螺桿45，於是執行 該桿32與該撓性連接件5〇之間的電絕緣，另一方面保護 機構。 該框架12中之卡匣10的裝配是以下列方式執行。在 第一步驟，該圓柱26焊接至該線圏29與該連接條14所形 成的;人總成。然後’迫使該絕緣套筒9〇嚙合於該卡匣之本 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512564 A7 -- B7 五、發明說明（γ) 體17與該線圈29。 然後，卡匣10必須裝配它的電連接件50。依據圖4 的分解圖，該桿32的心軸36插入孔64中，而一金屬充塡 化合物68製成的墊圈介於其間。該金屬充塡化合物必須具 有相對低的熔化溫度，較佳爲小於70CTC，以免損傷該卡 匣內部的鍍銅。此例所涉及的化合物是，例如，56%銀、 22%銅、17%鋅與5%錫，熔點約爲650°C。一示意顯示於 圖5中的熱源70設在該孔的自由端，直到達成墊圏68熔 化且一部分金屬充塡化合物藉由毛細作用而軸向滲透進入 孔與心軸之間的界面處之圓柱形空間中爲止。以鍍銅專家 眾人皆知的方式，部分之間-即，孔與心軸之間-的初始餘 隙必須適當選擇，以致於一方面，當鍍銅發生時，促進待 組裝表面濕潤，且另一方面，確保鍍銅接合在接續的使用 狀況下之機械強度。所獲得的該鍍銅接合72 —方面展現一 在孔與心軸之間的圓柱形界面區域74,且另一方面展現一 在孔64頂邊緣與桿的肩部38之間的環形界面區域76。當 此總成已經完成時，骜桿32徑向插入該開啓的環圈100， 然後，該環圈1〇〇關閉，以圍繞該卡匣之本體17之第一凸 緣20的端部與該桿32，及夾入對應孔106中的彈性鉤104 。然後，如此形成的總成側向插入該框架12，該軌道1〇9 插入該側向溝槽130中且與這些溝槽一起形成一滑動引導 件。然後，該環圏形成一滑動齒條，其滑動於該溝槽130 中，直到該止動件116碰到該框架的對應表面爲止，然後 ，該夾118封閉於該框架的對應支承表面132上。 14 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇)< 297公€ " " --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 512564 Α7 Β7 五、發明說明（β) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後，只剩下藉由該調整螺帽，將該連接條14、16 與該線圈29固定至該框架12，將該絕緣臂鎖入桿的螺孔 及調整接觸壓力。 嚴格說來，在移動部分之間無餘隙時’藉由該桿80而 傳送到該卡匣10之桿32的移動相對於該框架12並非純爲 直線。然而，該桿80與該桿32之間的角總是很接近直角 ，且該卡匣之桿32在它的開啓位置與關閉位置之間的行程 不超過若干公厘，其相當於該桿80之不超過若干度的轉動 角，以致於在無餘隙時，該桿32之徑向移動約爲它的軸向 行程之百分之一。在所述的實施例中，此移動係由傳送系 統各元件之間所具有的餘隙吸收，特別是在該耳軸85與該 心軸86之處。然而，如果需要更大的行程，則可以引導該 棒126於橢圓形的桿90、92、94中。 . 如此構成的次總成形成一模組，其可以在獨立於機構 13而儲存以前，在工廠中組裝及測試。開關裝置的最後組 裝可以延遲。模組使得可以構成開關裝置，其並列配置的 極之數目相異。 . 各種變化自然是可行的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 滑動件的引導可以反向，以致於形成於框架上的軌道 與形成於該環圈周緣的溝槽合作。彈性夾的固定模式可以 由任何其他適當固定模式取代。鉸鏈可以省略，以致於該 環圈由在開啓位置互相完全分離的二部分組成。其他修改 是可行的。例如，如果所施加的電壓允許的話，則套筒可 以省略。傳動桿可以配置成爲，俾使它的樞動是在自由端 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐) 512564 A7 ___B7_ 五、發明說明U火） 之間由機構與棒移動。 如已述者，裝置可以是單極或多極。在後者的狀況， 該框架可以由並列配置的不同極共用。然而，配置各具有 一獨立框架的單極模組是有利的，其利於極大的模組性。 機構可以是使桿80能夠被驅動的任何習知型式：電磁鐵、 極軸機構。該開關裝置可以是任何型式，例如：開關或斷 路器，其具備或不具備脫離特性。真空卡匣可以包括二可 移動的接觸機構。 --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 512564 Λ8 B8 C8 _ _ 六、申請專利範圍 1·一種用於電開關裝置之斷路模組，包含： 至少一真空卡匣（10)，其包含一本體（17)，該本體（17) 形成一封閉件（18)，封閉件（18)含有一對可分離的接觸件 (22,24)，該接觸件之一(24)固接至一可移動的金屬桿(32)， 該桿(32)的一部分自該卡匣（10)之本體（π)之第一軸向端的 封閉件突出； 該卡匣之一支撐框架（12); 其特徵在於其額外包含一固定與引導環圈（100)，其包 含： 一孔（120)，其形成該卡匣之桿(32)的軸向引導護套， 依據孔（120)的幾何軸線，引導該桿(32)相對於該環圈（loo) 的平移； 徑向安置表面（108)，其與該卡匣之本體（17)合作，且 防止該卡匣之本體（17)相對於該環圏（100)之孔（120)的幾何 軸線之任何徑向移動； 用於固定至該卡匣之支撐框架的機構。 2. 如申請專利範圍第1項之斷路模組，其特徵在於： 該框架（12)裝有引導滑動件（130); 該環圏（100)係滑動齒條之形式，以在垂直於該孔（120) 的幾何軸線之方向，於該引導滑動件（130)中滑動。 3. 如申請專利範圍第1項之斷路模組，其特徵在於： 用於固定的機構包含彈性夾（118)，其藉由夾持而形成一固 定機構。 4. 如前述申請專利範圍第1項之斷路模組，其特徵在 1 _ 度適用中國國家標準(cns)A4規格(210 X 297公釐Y " (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂.· 線 512564 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 於：該環圈（100)由二部分（i〇i，i〇2)組成，其可相對於彼此 而處在開啓的位置與關閉的位置，於開啓的位置時’能於 徑向插入該卡匣的桿(32)，於關閉的位置時，徑向安置表 面（108)與該卡匣之本體（17)合作，且該孔（120)與該桿(32) 合作。 5.如申請專利範圍第4項之斷路模組，其特徵在於： 該環圈之二部分（1〇1，1〇2)由一鉸鏈(103)互相活節連接。 6·如申請專利範圍第4項之斷路模組，其特徵在於： 該環圈（100)之二部分（1〇1，1〇2)由固定機構（1〇4，1〇6)互相固 持在關閉位置。 7·如申請專利範圍第1至6項中任一項之斷路模組， 其特徵在於：該環圏（100)設有軸向安置表面（107)，其形成 一墊座，用於該卡匣之本體（17)軸向端(20)之一段。 8·如申請專利範圍第1至6項中任一項之斷路模組， 其特徵在於：該環圏（100)係由塑膠材料製成。 9·如申請專利範圍第1至6項中任一項之斷路模組， 其特徵在於：模組包含單一真空卡匣（10)。 10· —種電開關裝置，其包含至少一如申請專利範圍第 1至6項中任一項之模組，以及該模組的桿之一驅動機構 (13)。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐）