一种在户内或户外使用的中压断路器

摘要

一种具有每相一极的断路器，其特征在于每个极包括容纳一真空瓶(14)的绝缘联通件(10)和一个与所述真空瓶机械地联接并与电路相连的一个金属管(25)，所述的管包含了一个驱动所述真空瓶的控制杆(30)，多个极的绝缘联通件被固定于一个公用的中空棒(4)上，它包含有驱动极并与控制机构相联接的一根公用控制轴(38)。

说明书

本发明涉及一种中压断路(最高压36KV)适于在户内或户外使用。

断路器采用真空“瓶”是已知的，具体说是由Engene Mauty所著的高压断路电气设备”公开在工程与技术(Teehniques deL Ingenieur)第655-1卷(D655-1)第11页上。

这种断路器由大量的元件组成，使得相对成本高，而且笨重。总之，真空瓶在已有技术产品的构造中，不能提供显著的优点。

本发明的目的在于提供一种真空瓶断路器，它具有简单的结构，从而价格适中，并且占用体积小。

本发明的又一目的是提供一种能接收简单结构的电流传感信号的断路器。

本发明提供了一种中压断路器，它包括每相有一极，该断路器的特征在于每个极具有一个绝缘联通件，其中包含容纳真空瓶圆柱形的第一部分；所述的真空瓶具有一个绝缘壳，它被第一、第二金属端板封闭，第一端板带有在壳外的第一终端和一个在壳内的静触头，第二端板具有一个可以其中以密封的方式穿过的一个金属动杆，该金属动杆带有动触头，第二端板与动杆电路相通，该绝缘联通件还包括一内部装有同轴金属管的第二圆柱形部分，其中的金属管与上述真空瓶机械联接，并与所述的动杆电路连通，所述的管含有与所述金属动杆相联的一个驱动杆，极的每个绝缘联通件被固定于一个公用的金属捧，该金属棒一般联接在绝缘联通件的第一部分和第二部分之间，所述的棒具有一个控制轴，这个轴对诸极是公用的，所述的轴与一个驱动机构联接，通过固守于金属管的端板件与一个连杆铰接，每个极的控制杆与上述轴相联接，和一个绝缘臂，其有一第一端与所述的杠杆连接，其有一第二端铰接在曲柄上，该曲柄与所述轴固接，所述端板件与所述的金属管是机械联结和电路连通的，所以端板件构成了极的第二终端。

该极的控制轴是一根转动轴，或是一根沿自身轴线传递运动的轴。

有益的是所述绝缘联通件包括内部槽，它们平行于绝缘联通件的轴线，还同真空瓶的外侧壁相配合，限定了通风道，所以空气从所述金属管内流过，借助于管上的孔，进入所述的风道。

在一个特定的实施例中，真空瓶位于一个圆柱形的罩中，罩子是用树脂做的，它装在该联通件的第一部分的上端。

在这种情况下，所述的树脂罩包含有平行于自身轴线的内槽，并与真空瓶的壁配合而限定了通风道，借助于管内的孔，空气在金属管内流动进入所述的风道。

在金属管和绝缘联通件所述第二部分间的绝缘强度是由一个绝缘材料的护皮(Sheath)提供的，该护皮滑动地装于金属管上并与所述的第二部分配合，为了便于装配使用绝缘润滑脂。

所述的护皮最好是用胶乳(Latex)制做。

在一具体的实施例中，在所述的控制杆和所述的控制轴之间的运动件包括一个弹性间隙调整机构。(a sprang backlash take-up mechanism)

变化一下，控制杆的轴包括一个筒形的端部，在这里，所述的动杆被啮合，它具有一个销孔，第一销子穿过控制杆与上述销孔配合，一个弹性支承顶着一个第一止推垫圈，该垫圈与控制杆的一端相接触，还顶着与动杆相配合的一个第二垫圈，它是由穿过动杆的第二销子支承的。    

在一个具体的实施例中，在所述的金属管和真空瓶之间的机械联接，以及在所述的金属管和所述的动触杆之间的电路连接，都是由固定在第二端板上的套管、一个固定于所述套管和所述金属管的环、一个位于环内且环绕所述动触杆的一个圈或适当类型的接触件提供的。

该动杆变化一下，变成与驱动杆螺纹联接，在动杆和金属管间的电路连接是由一组接触弹簧提供的。

在一个特殊的实施例中，该绝缘罩是模压在金属管上的。

所述的端板件最好由两个半法兰构成，它们夹持在金属管上，在绝缘联通件的第二部分底部做支撑。

按照本发明的一个重要特征，一个具有环形金属芯螺旋管，它环绕所述的绝缘联接件的第二部分，与绝缘联接件第一、第二部分间的缩颈内联接部分相平齐。

本发明也提供了一种中压断路器，其特征在于它包括至少一个上述类型的极。

通过下述一个发明实施例的阐述，并参考附图，可以更好的理解本发明。其中：

图1为本发明的三相断路器的投影视图；

图2是一幅通过本发明的断路器的一个极的轴剖视图；

图3是另一实施例的一个极的局部剖视图；

图4是以放大了尺寸表示从金属管到真空“瓶”连接的机械的和电路的连接配置。

图5是沿图2A-A线的剖视图；

图5A为用于控制瓶接触的间隙调整装置的垂直剖视图；

图5B是本发明的另一实施例的一个极的垂直剖视图；

图5C表示在装配该绝缘的断路器时，作成的“火炬”。

图5D给出了本发明的一个变化的实施例。

图6为说明断路器的控制机构的示意图。

图6A为用于驱动极上真空瓶的装置的又一实施例的投影视图。

图7是采用平行的二个极的断路器，让每相平行从而使额定电流加倍。

图8是一个中压断路器，它是敝开式的，而且是前耦合的，该断路器采用本发明的极。

图9是一幅后耦合的中压断路器的垂直视图，该断路器装有本发明的极；

图10是用于户外的断路器的垂直视图，它装在一个台架上，该断路器采用本发明的极。

图11是户外的、装在塔架上的中压断路器，并装有本发明的极。

图12是一个装有本发明极的断路器，被作为一个断路开关；和，

图13是以一个缩小尺寸表示上述图的断路器，带装有极的可拉出的抽届。

图1是本发明的三相断路器。

上述断路器的极用1、2、3表示。这些极装在一个普通的棒4上，棒做为支承，但是这棒是中空的，以致于能包含控制极的控制轴38。

该控制轴的终端在一个控制盒里，该控制盒与上述杆相对固定。    

图2为过一个极的轴剖视图，如过极1。当然极是完全相同和可替换的。

该极包括一绝缘联通件10，它由树脂或合成橡胶制成，带有翅片11。在一个具体的实施例中，该翅片是附加的，在另一个实施例中，该翅片与该联通件是整体模制的。

该联通件的第一部分10A是管形的，且包含有一个真空“瓶”14，如图所示。

上述真空瓶包括一个绝缘壳，该壳体最好用陶瓷制成，还包括两个金属端板16和17。一根杆18带有一个固定的接触板19，杆被固定于端板16的一侧，端板16的另一侧与极的第一终端20固定联接。

真空瓶包括一个可动触头21，该触头固定于杆22上，杆22可以在保持密封的方式下穿过板17滑动，该密封是由密封波纹管维持的。

该联通件的部分10A的内表面具有平行于联通件轴线的槽12，作为通风道使用，这将在后面详述。

很明显，联通件10A部分的尺寸，特别是其内直径，最好选择能容纳最大尺寸的真空瓶。如果容纳较小的瓶，绝缘材料如树脂制作的壳13被插入联通件10A的内表面与真空瓶14之间，如图3所示。壳体13具有内槽13A，它与真空瓶的侧表面相配合，以限定通气道。

回到图2，可以看到绝缘联通件10包括第二部分10B，它也是筒形的，但比10A的直径小，它与一个缩颈10C相连通，10B的内表面部分是锥形的，离开缩颈10C的联通件10A的厚度是逐步增大的。部分10A和部分10B自然是做成单个模制件。

筒形部分10B容纳金属管25，管最好用铜做成，并与真空瓶固定，如图5所示，并与真空瓶的金属板，动杆电路相通。该管25做为真空瓶和复合件26的一部分之间的电流通路，特别当作极的第二端。

通过用绝缘材料(如胶乳)制成的护皮27在输入口10B和金属管25之间提供绝缘强度通常具有圆柱形内表面和锥形外表面的筒的形式，其锥形外表面是为了更好的与绝缘联通件10B部分的内表面相配合。在组装时，该护皮滑过金属杆25，通过使用绝缘的润滑脂促进其滑动，如用硅基润滑脂。随后该护皮的外表面涂有相同的润滑脂，该外表面同绝缘联通体的10B部分啮合，并受到外加压力，以确保排走空气，该护皮受止动装置压缩保持原位，止动装置如弹簧挡囤28，它被装于管25的一个沟槽中。

用固定箍29将设备固定于杆4上。

通过杆30在管25内的滑动，并与杆22接触，开启或关闭驱动真空瓶。杆30铰接于摆动杠杆32上，杠杆在点33被铰接在件26上。摆动杠杆32的另一端与绝缘杆35的第一端在点34铰接，杆35的第二端与曲柄37的第一端在点36铰接，曲柄37的第二端固接在控制轴38上，该控制轴38位于棒4里。

在邻近板17的地方，铜管具有多个孔25A，其作用将在后面说明。

当额定电流流过时，真空瓶由于焦耳效应产生的热量，通过空气流过件26，穿过孔系25A，进入联通件10A部分的诸槽12，使真空瓶冷却。

参见图4，图4表示该金属管25机械地固定于真空管14，还示出了电流能从动杆22流入到管25。

真空管一般还包括焊接于板17的一个金属帽，其内装有用于杆22的轴承，为了本发明的目的，金属帽变化成一个具有内螺纹的套管15A，其螺纹适于与一个金属套圈15B结合。管25通过钎焊联接或螺纹联接的形式，被固定于上述套圈的里面。然后套圈和管限定了一个台阶，台阶上有适当类型的接触或一个受压的接触套管15C。

件26的形状和功能参见图4，可以看出件26由两个半法兰41和42组成，它们能够通过螺栓43和44被相互压紧，这些法兰可以在管25的一端以一定的接触压力压紧，以保证良好的通电性能。这些半法兰支撑着联通件10B的底部，因而在传递运动时保护管25和相连的真空瓶14。

在半法兰上具有销子45，与在联通件10B一端的相应销孔相配合，以防止管25，还有真空瓶14转动。

两半法兰的凸耳46和47延伸形成极的第二终端48。

螺栓44压紧了用于摆动杠杆32的铰支点33。

两半法兰在49处有凹槽，以便远离铰接点31。

极最后还包括电流传感器50，它是一个具有环形磁回路的螺旋管，如果附加了翅片，该环形螺旋管将被封闭，在翅片安装前可滑过联通件10B，如果将翅片与联通件模制成一体，则磁路是开环形式的。

在极上的电流传感器用来检测通过极的意外过载或短路电流，从而导致断路器断开。直接作用最大电流继电器不需要提供附加电源，继电器可放于控制盒5内。在联通件被损坏成与金属棒等电位时，该电流传感器检测出接地故障，然后触点脱开。

所述的联通件外侧与圆环50等电位，而且在棒4上的支承环29，其表面为获得等电压也就是接地电压而涂有金属层。

该圆环50可以装有一个电晕保护帽51，该帽51被支承于一个普通装置上(图未视出)。

从附图2可以看出在端板17和联通件中间10C部分之间有充满空气的空隙。除非采取预防措施，这个空隙将承受一个引起部分放电的高电位差，最终能导致毁坏。为避免这个不利因素，联通件包括一个金属栅网51A，它与上述空隙相平齐，并被整体模压于联通件上，这个栅网与金属管25同电位，结果只有一个电压作用到绝缘部分本身。

驱动杆30可以包括有一个间隙调整件，它包括一个装在弹簧53的帽，变化一下，这个间隙调整件可以装在联接杆22到位于棒4的控制轴38的运动链间的任何合适的位置上。

在某些环境里，上述壳位于金属管25里可能体积过大，它可以用下面所述的设备替换，参见图54。

控制杆的至少一端具有筒形部分30A，在这一端中配合瓶的动杆22。金属杆22具有一个接收穿过杆30的第一销子22B的销孔22A，一个弹簧22C被装在第一止推垫圈22D和第二垫圈22E之间，其中第一止推垫圈22D与筒形部分30A的一端接触，第二垫圈22E与杆22啮合，由通过杆22的第二销22F卡住。在这个位置下，瓶的触头被封闭，杆30压簧22C，簧22C在不松弛的状态下传递杆22的力。在打开时，杆30推杆22。可以看出，由于弹簧的止推垫圈22D和22E作用，该间隙调整器在管25中被导向。这些垫圈具有在圆周上的孔或缺口，从而允许冷却空气通过瓶。

上述仅仅是控制杆制成筒形的一端，在变化后，控制杆可以制成全长都是筒形的。

图5B表示了本发明一个变化了的实施例的极的构造。在图2和图5B中，一样的零件的标号相同。铜管25具有一个顶部分25B，为安放真空瓶的底下部分，该部分被周向扩大。

驱动杆30被直接螺纹连接于真空瓶的动触头21上。依靠接触弹簧15D，接通了真空瓶的杆22和管25间的电路。联通件10A部分的顶部被一个板16用螺栓16B向下螺纹联接住，该螺栓与模压在绝缘联通件的插件相配合，板16A带有多层板16C，其做成即一个电的接触件又是真空瓶的散热器。

当模制绝缘联通件时，将金属管25作为一个插入件放入其中，因而确保了管与绝缘件的正确的相对位置。

为了装配一个极，需要制作一个如图5C所示的“火炬”，该“火炬”由一个真空瓶14、与真空瓶动接触件螺纹联接的驱动杆30、一组接触弹簧15D、一个间隙调整器53和一个盖板16A组成。这“火炬”随后被插入绝缘壳体10，接着安装端板件26、杠杆32和绝缘杆35。

图5D给出一变化的实施例，在图5D、图2及图5B里，通常同样的件用相同的标号。

所述的铜管被缩短了，然后被放入绝缘联通件10B的底部，它与一组接触簧15D相配合，该簧直接装在真空瓶的动杆22上，这个杆是足够长的。而间隙调整器则置于绝缘杆33之上。

为了附加上面提过的最大电流继电器，控制盒5具有使控制轴38转动的机构，为达到执行借助真空瓶而断开和接通的目的，能够进行运动，与杆30接通。图6表示了这种机构是如何被装配的。这种机构具有与断路器的控制轴38直接铰接的优点，这儿只需要阐述机构原理，因为该构造是在熟练技术人员已知的范围内，他可以参考Engene Manty著的“高压断路电气设备”，该文章公开在工程与技术(Techiques deL’Ingeniear)第657-4卷(D657-4)第49页上。

图6表示棒4中的轴38与控制盒的连接。

这机构包括一滚筒80，它具有一个存储能量的弹簧。一个马达和减速齿轮单元81用作驱动滚筒从而在弹簧内存储能量。该滚筒与轴82相接，当弹簧释放能量时，轴总是向一个方向转。这根轴还带有附加的离合装置83，该装置是在电控制之下或人工控制之下，能够常开和关闭将要实行的工作循环(如，一次循环：开，0.1秒，关闭，打开)。一个偏心轮用来执行轴82的一个方向的转动，将其变成往复循环运动，将这个运动传递到用于断路器的极的控制轴38上。

在公知的范围内，该机构包括一个人工复原机构，该人工复原机构包括一个杠杆85如图1所示。

从上边可以看出真空瓶是由转动的控制轴38驱动的。图6A给出了一个变化的实施例，其中的轴38在运动传递中是以所谓的“推拉”方式驱动的。这种运动以适当的方式传递到杠杆32，例如，利用一个杠杆32A和一个曲柄32B。

本发明的一个典型的应用是制造一个能在额定电压36KV和名义电流1250A下工作的中压断路器。

通过将一对极平行排列，可以使额定电流加倍，如图7所示。

图7所示各对极，1、1’；2、2’；和3、3’被装在一个公用杆4上，采用同一控制轴38和同一控制盒5。

诸极的端点成对连在一起，形成终端61A、61B、61C和62A、62B、62C。

这样一个断路器能在额定电压36KV和额定电流2500A下工作。当然，本发明的断路器覆盖了中压继电器的全部范围，如下2KV，12KV，24KV和36KV。

本发明用于制造在户内或户外使用的中压断路器。

图8给出一个具有前耦合的户内断路器。

这个断路器包括上述类型的三个极，这些极在一个公用支承杆4上同高。只有极71可以在图8上看到，因为图8是侧视图。一个底架72带有轮73，轮73用来在轨道74上滚动，从而运载杆4和控制盒5。该控制机构包括一具有曲柄75、连杆76的连杆机构。极的终端由可插联接件76和77向外延伸。

这种类型的断路器的主要用途是装备在已有的不可插框架(bays)里面，在计划使用真空瓶取代现有技术制造的装置(如少油断路器)，该框架可以被更新或用现有的框架。可以看到在户内配电设备中，断路器被封闭在金属的框架里。

图9给出一个端对耦合的断路器。可以看到支承杆4同三个极91、92和93都由一个底架94支承。控制盒5垂直于支承杆安装，所以极的控制轴38与控制机构直接啮合。这种类型的断路器主要用于装备电站的框架，它一般是安装绝缘分段开关，框架可以是整修过的旧框架，也可以是为真空瓶设计的新的。

本发明用于制造户外使用的断路器，它带有用于防备天气变化的一般性预防措施(使用经得起污染、紫外线辐射、保护极防备雨雪的渗透，电镀底架、采取螺旋管的防湿热措施等等……)。

附图10给出了一个带端对耦合的户外型断路器。

装有极101、102、103的棒4是电镀的钢制做的。在地面上的控制盒5与台架105和角度分接器106配合，用来驱动控制轴38，该轴被装在所述的支承棒上。    

给诸极分别提供帽101A、102A和103A，它保护瓶以防备坏天气，特别是防备雨水的渗透，但不防碍通风。极的联通件最好用环脂族环氧树脂(cycloaliphaticepoxy resin)制造。

一个变化的实施例如图11所示。底架由单一的塔架107代替，它与棒共同构成托架。

图12和13给出了又一个应用的例子，即分段型断路器(也称自动重合开关)，用在户外。

支承极111，112和113被枢轴支承于能在支架115上滑动的抽屉114，支架115由铁塔116支持。该控制盒被固定在棒4上，该支架还载有用在线路117上绝缘输入支承件121，122和123，以及输出支承件131，132和133。

当断路器处于断开状态时，捧4可绕自身的轴旋转90°，各极触头脱开，保持在抽屉114内。该抽屉可部分被拉出(见附图13)，因而是可视的，可进行检查、修理或替换一个或多个极。一个防护网118用来阻止通过梯子企图进入抽屉的人。

当然，本发明不限于上述实施例，用任何同等的装置替换实施例的装置，不超出本发明的实质保护范围。