電力開關的製作方法

2023-05-25 11:03:21 1

專利名稱：電力開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及商用配電，並具體涉及用於電力配電應用的開關。
背景技術：
配電開關可設置為向高架配電線路提供非外弧電路中斷。這種開關很適合於線路切換(包括分段和饋線切換)、變壓器切換、電纜切換等。這種開關經常設置為群操作，例如單個操作機構切換所有配電相。這種群操作開關可提供地平面手動操作手柄或防破壞鉤棒 操作手柄。這些開關包括中斷器，所述中斷器提供同時閉合三極相間中斷。儘管有許多種配電開關的結構，例如美國伊利諾斯州芝加哥的S&C ElectricCompany生產的Omni-Rupter 開關,但是這種開關的結構和功能的不斷改進確保了增強的操作性能和可靠性。


圖I是根據現有技術的配電開關的透視圖。圖2是到配電開關的開關的端子連接件的透視圖。圖3是圖2的端子連接件的側視圖。圖4是配電開關的接觸組件的俯視透視圖。圖5是圖4的接觸組件的放大圖，其中接觸彈簧被移除以便觀察。圖6是配電開關的刀片組件的透視圖。圖7是圖6的刀片組件的刀片凸輪的透視圖。圖8是圖7的刀片凸輪的側視圖。圖9是圖7的刀片凸輪的俯視圖。
具體實施例方式圖I示出了配電開關10，其包括安裝構件12，所述安裝構件使得開關10能夠被安裝到電線桿14。許多另選的安裝結構也是可能的。開關10包括多個相位斷開和切換組件16，並且在開關10的應用中，包括對應於三相配電系統的三個組件16。每個組件16都被聯接到執行機構18，用於同時操作。每個組件16包括例如真空中斷器的電流中斷器20、刀片組件22、刀片接觸組件
24、以及端子連接件26。諸如開關10的開關包括樞轉鉸鏈，以允許刀片組件22在開關斷開和閉合期間旋轉。用於支撐配電系統的高壓導體的端子襯墊可被包含在鉸鏈設計中。在本發明的結構出現以前，典型的構造使用單軸旋轉接觸件。這種構造對於導體與鉸鏈端子襯墊之間的對齊很敏感，也就是說，導體需要與鉸鏈端子襯墊很好地對齊，以防止鉸鏈結構的偏載。對於大尺寸導體，難以一致對齊並支承導體於鉸鏈端子襯墊上而不向鉸鏈端子襯墊施加偏置或扭轉負荷。鉸鏈組件的偏置或扭轉負荷會導致開關閉合期間開關的刀片與簧片之間的不均勻接觸力或不對齊。參照圖2和圖3，端子連接件26被示出，並且包括球形鉸接接頭28。鉸接接頭28包括刀片端子部30、以及緊固到絕緣體34的鉸接端子部32。刀片端子部30形成有半球形或凸形表面部36。鉸接端子部32安裝到刀片端子部30上，並形成有與凸形表面部36相對應的半球形或凸形表面部38，使得相互作用的表面部36與38用作軸承。另外，表面部38可形成有與部分36接觸的按鈕、凸起部或其它突起物，以確保良好的電接觸。刀片30和鉸鏈32均形成有供杆40延伸穿過的孔(未示出)，杆40緊固到絕緣體 34上。杆具有開槽端36，緊固夾37在所述開槽端上將刀片28和鉸鏈30以及墊圈和墊片(必要時)緊固到絕緣體。彈簧44設置在墊圈46之間以提供夾持力，從而確保鉸鏈部32與刀片部30始終保持接觸。可使用其它的緊固和偏置技術，包括鎖緊、鐓鍛等。另外，形成於鉸鏈部32中的孔可形成為槽48，從而允許所述鉸鏈部繞杆40旋轉360度，而且另外向上(圖2)和向下(圖3)旋轉預定量，例如在大約10和15度之間，例如13度；以及允許所述鉸鏈部繞其縱向軸線扭轉大約+/_5度之間，例如3度。鉸鏈部32的偏置、扭轉和旋轉形成為不會影響與刀片30的接觸力或限制端子連接件26。由導體對齊和加載端子連接件26也可影響刀片和接觸件的接合，從而導致不均勻或過度的接觸力和相應的接觸磨損。異常的接觸力和接觸磨損會減小端子連接件的電流承載能力。參照圖4-5，接觸組件50是簧片型，而且包括簧片56的相應簧片指部54的多個(示出了兩個)簧片按鈕52，簧片按鈕52在形成於引導指部60中的孔58中浮動。浮動簧片按鈕布置允許上部簧片和下部簧片之間的接觸力均勻。引導指部60的寬度和簧片指部54的偏轉強制使得簧片56對齊並在刀片30的大表面面積上逐漸傳播接觸力。當閉合刀片到高電流故障或類似通電情況時，引導指部60還提供滅弧表面。在故障閉合期間，引導指部的前端62實施預擊穿電弧侵蝕，而簧片56的表面不受損壞。另外，引導指部60支撐簧片56，避免其由於接觸彈簧64的偏置力以及在高電流情況下的電磁力而塌下，從而允許省除先前用於保持簧片56的間距的墊片組件。在刀片30閉合期間，當引導指部60進入接觸組件50中時，所述引導指部在刀片30上居中。如果刀片30錯位，當引導指部60進入接觸組件50中時，所述引導指部逐漸在刀片30上居中。引導指部以預設量間隔開，所述預設量大於刀片30的厚度，預設量例如是大約O. 030英寸(O. 762毫米)。引導指部60進一步包括減震器66和導向塊68，減震器66和導向塊68在安裝塊70上是可調節的，以便對齊並對中引導指部在簧片上。一旦引導指部60被對齊，簧片按鈕52從孔58突起例如大約O. 050英寸(I. 25毫米)以與刀片30接觸。開關10對於每相都包括分流(shunt)中斷器20。中斷器20藉助分流操作臂70與緊固到刀片30的凸輪72的接合而被操作。適當操作分流中斷器16中重要的是，使臂70與凸輪72適當地閂鎖，這是因為如果這樣適當地閂鎖會導致中斷器16中的接觸件不能正確地斷開，並且電流不能被中斷。甚至可能導致外部電弧和開關16的飛弧。參照圖6-9，凸輪72具有整體閉合特徵74，以確保在閉合相關開關16之後操作臂70被移動到完全閉合併閂鎖的位置。附加特徵76是允許重置操作臂70的多角度凸輪表面。在開關16閉合期間，表面76將柔性臂70迫動到導電銷78上。凸輪72上還具有突起的擱板80，擱板80用作防止在刀片30端部上形成冰的防冰屏蔽物。大量冰作為導電材料形成於刀片30的端部會防止開關16完全閉合到接觸組件50中。非導電材料被選擇用於凸輪72，而允許凸輪72和防冰屏蔽物80作為臂70與接觸組件50的引導指部60之間的介電屏蔽物。凸輪72安裝到相關開關16的刀片30。連接到刀片30的導電銷78與凸輪72 —體形成，例如通過現場模製而一體形成。在開關16的打開過程中，銷78致動中斷器20的操作臂70。一旦中斷器20開始斷開，銷78就繼續保持中斷器20斷開，直到臂70與銷78不再接觸。接著，臂70通過內部彈簧(未示出)的作用回到其閉合位置。在開關16的閉 合期間，表面76將臂70抬高到銷78上方。凸輪72上的一體形成的閉合擋塊84確保中斷器20被閉合、重置而且準備好用於下一操作。儘管本發明描述了開關的數個實施例，但是將理解的是，本發明不限於這些結構。本發明的構思可結合任何數量的設備以及製造和使用這種設備的方法而被使用。另外，儘管本發明的結構和方法允許具有各種變型和替換形式，但是在附圖以及本文所述的實施方式中以示例的方式僅示出一些實施方式。然而，可以理解的是，本發明不限於所描述的特定形式，相反，本發明旨在覆蓋所附權利要求限定的所有變型、替換和等同方式。還應該理解的是，除非在本專利中使用語句「如本文所用的，術語被限定為表示…」或類似語句清楚地限定術語，否則絕非旨在明確地或隱含地將術語的意思限制為超出其一般或通常的含義，並且這樣的術語也不應用來解釋為限於根據該專利的任何段落進行的任何陳述的範圍內(除了權利要求的語言)。至於在該專利末尾的權利要求中引用的任何術語，其都是以與單個意思一致的方式在該專利中進行引用，這樣作是為了清晰而不至於使讀者混淆，而絕不旨在使這些權利要求術語由於限制、暗含等而限於單一意思。除非一個權利要求的元素通過引用詞語「……的裝置」或「功能」而沒有引用任何結構來限定，否則任何權利要求要素都不應基於35U. S. C. § 112第六段來進行解釋。
權利要求
1.一種用於開關組件的端子連接件，該端子連接件包括 具有刀片端子部和鉸接端子部的鉸接接頭，所述刀片端子部(30)形成有半球形或凸形表面部； 所述鉸接端子部安裝成用於在所述刀片端子部上進行相對運動，所述鉸接端子部形成有與所述刀片端子部的所述凸形表面部以匹配的方式相對應的半球形或凸形表面部，從而使得所述鉸接端子部的凸形表面部和所述刀片端子部的凸形表面部以軸承方式相互作用。
2.根據權利要求I所述的端子連接件，其中，所述鉸接端子部的凸形表面部和所述刀片端子部的凸形表面部中的一者具有按鈕、凸起部或突起物，以提供與匹配的凸形表面部的電接觸。
3.根據權利要求I所述的端子連接件，其中，在所述刀片端子部和所述鉸接端子部中在相應的凸形表面部內均形成有孔，杆延伸穿過這些孔，在所述杆上固定有保持器，並且在所述保持器與所述鉸接端子部和所述刀片端子部中的一者之間設置有彈簧。
4.根據權利要求I所述的端子連接件，其中，所述鉸接端子部相對於所述刀片端子部能夠進行如下相對運動:旋轉大約+/-10至15度；以及繞所述鉸接端子部的縱向軸線扭轉大約+/-5度。
5.根據權利要求4所述的端子連接件，其中，所述鉸接端子部和所述刀片端子部之間的接觸力不受所述鉸接端子部相對於所述刀片端子部的旋轉或扭轉影響。
6.一種用於電力開關的接觸組件，所述接觸組件包括簧片型接觸組件，所述簧片型接觸組件包括設置在相應簧片指部上的簧片按鈕，所述簧片按鈕在形成於引導指部中的孔內浮動。
7.根據權利要求6所述的接觸組件，所述接觸組件包括第一引導指部以及與所述第一引導指部間隔開的第二引導指部，第一簧片指部和第二簧片指部分別與所述第一引導指部和所述第二引導指部相關，所述第一簧片和所述第二簧片中的每個都形成有簧片按鈕。
8.根據權利要求7所述的接觸組件，其中，間隔開的所述第一引導指部和所述第二引導指部具有用於在它們之間引導刀片的前端。
9.根據權利要求8所述的接觸組件，其中，所述前端包括滅弧材料。
10.根據權利要求6的接觸組件，其中，所述第一簧片指部和所述第二簧片指部是彈性的，所述第一簧片指部和所述第二簧片指部彈性偏轉以在它們之間接納刀片。
11.根據權利要求6所述的接觸組件，其中，所述第一引導指部和所述第二引導指部支撐相應的第一簧片指部和第二簧片指部而防止所述第一簧片指部和所述第二簧片指部塌下。
12.根據權利要求6所述的接觸組件，其中，所述第一引導指部或所述第二引導指部包括減震器和導向塊，所述減震器和導向塊能夠被調節以便對齊和對中所述第一引導指部和所述第二引導指部。
13.一種電力開關，所述電力開關包括由分流操作臂操作的分流中斷器，所述電力開關包括 緊固到刀片上的凸輪，凸輪形成有閉合特徵，以接合所述分流操作臂，從而在閉合所述開關的情況下將所述分流操作臂移動到所述分流中斷器的完全閉合且閂鎖的位置。
14.根據權利要求13所述的開關，其中，所述凸輪具有多個操作表面，所述多個操作表面中的一個表面接合所述分流操作臂，以重置所述分流操作臂和所述分流中斷器。
15.根據權利要求13所述的開關，其中，所述凸輪具有防冰屏蔽物。
16.根據權利要求13所述的開關，其中，所述凸輪是非導電的。
17.根據權利要求13所述的開關，其中，所述凸輪安裝到所述開關的刀片上，並且具有電聯接到所述刀片的導電銷。
全文摘要
一種電力配電開關，包括應力釋放連接結構、閉合引導結構、惡劣天氣屏蔽結構以及接觸結構。
文檔編號H01H9/30GK102985989SQ201180019622
公開日2013年3月20日 申請日期2011年4月18日 優先權日2010年4月18日
發明者X·G·朱, T·凡塔 申請人:施恩禧電氣有限公司