電氣開關設備，特別是緊湊斷路器的製作方法

2023-05-22 20:08:46

專利名稱：電氣開關設備，特別是緊湊斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣開關設備，特別是一種緊湊斷路器，其具有帶有消弧室的電弧消除裝置；具有與消弧室連接的吹出通道以將在電弧室中產生的等離子體和/或氣體從電氣開關設備中吹出；並且具有連接裝置以將電導線連接到電氣開關設備上，其中，所述連接裝置具有金屬部件，所述金屬部件在第一端部上與電氣開關設備導電連接，並且所述金屬部件在其第二端部上具有連接固定裝置以連接電導線。
背景技術：
這種類型的電氣開關設備、如緊湊斷路器的任務在於，當出現一定幹擾時，能夠使多個負載與供電電網脫耦。經典的幹擾是出現短路電流，並且傳統的方式是為此設計斷路器，以便在出現這種短路電流時移動開關元件，並且脫開負載與電網之間的連接。在這種類型的電氣開關設備中，在由短路引起的觸發過程或者手動觸發的情況中必要時在有載荷的情況下，在兩個在此分開的觸點之間可能產生電弧，所述電弧會導致所述觸點的破壞或者所述電氣開關設備損壞。為了能有針對性地導出產生的電弧，這種類型的電氣開關設備具有電弧消除裝置。伴隨電弧在電氣開關設備的消弧裝置的內部，特別是在消弧裝置的消弧室(Loschkammer)的內部會附加地產生氣體或者等離子體,所述氣體/等離子體是通過電弧的高能量密度產生的。這導致電氣開關設備的殼體中的迅速的壓力升高。為了避免壓力的升高將產生的氣體或者說產生的等離子體從電氣開關設備的殼體中吹出。為此設置吹出通道，所述吹出通道特別是布置在電弧消除裝置的端部上或者說布置在電弧消除裝置的消弧室的端部上，所述端部背離電氣開關設備的觸點。吹出通道能夠通到電氣開關設備的一側上或者通到電氣開關設備的背面。例如在電氣開關設備中，如在具有雙重斷路裝置的緊湊斷路器中公開了:在短路時產生的等離子體在電氣開關的一側上在接頭導軌的下方、也就是在用戶側接頭的下方被引出。通過這一措施使得連接技術裝置(Anschlusstechnik)的結構空間、特別是背面的連接技術裝置的結構空間受到限制，並且在採用背面連接技術裝置的情況下，顯著地減小吹出橫截面。對於若干緊湊斷路器來說該問題通過下述措施來解決:所述緊湊斷路器通過在殼體下部件中成型的輪廓引導等離子體經過連接技術裝置旁。由此使得吹出通道的可供使用的吹出橫截面受到顯著的限制，並且只有餘下的結構空間可供背面的連接技術裝置使用。此外還有在開關輪廓的外部向後面引導背面的連接技術裝置的緊湊斷路器，然而由此顯著地增大了電氣開關設備的結構空間。

發明內容
因此本發明的任務是提供一種電氣開關設備、特別是斷路器，比如像緊湊斷路器，所述電氣開關設備可避免在這種電氣開關設備的前述的缺點。特別是應當提供一種電氣開關設備、特別是斷路器、比如像緊湊斷路器，所述電氣開關設備儘管設有背面的電連接裝置和用於從電氣開關設備中吹出氣體或者等離子體的吹出通道，但是所述電氣開關設備仍然緊湊地設計，並且在所述電氣開關設備中能保證氣體或者等離子體良好地、特別是對稱地流過吹出通道。根據本發明，該任務通過具有權利要求1的特徵的電氣開關設備、特別是緊湊斷路器來完成。本發明的其它特徵和細節由從屬權利要求、說明書和附圖得出。該任務通過一種電氣開關設備來完成，所述電氣開關設備具有帶有消弧室的電弧消除裝置；具有與所述消弧室連接的吹出通道以將在消弧室中產生的等離子體和/或氣體從所述電氣開關設備中吹出；並且具有連接裝置以將電導線連接到所述電氣開關設備上，其中，所述連接裝置具有金屬部件，所述金屬部件在第一端部上與所述電氣開關設備導電連接，並且所述金屬部件在其第二端部上具有連接固定裝置以連接電導線。此外，對於所述電氣開關設備規定，引導所述連接裝置的金屬部件穿過所述吹出通道。儘管設置了連接裝置以及用於從電氣開關設備中吹出氣體和/或等離子體的吹出通道，但這樣設計的電氣開關設備仍然緊湊地設計。通過連接裝置的金屬部件穿過吹出通道並未擴大電氣開關設備的結構空間，並且仍然保持電氣開關設備存在的連接間距。此夕卜，金屬部件穿過吹出通道還具有如下優點:能夠保持吹出通道的橫截面的減小最少，並且同時保證金屬部件的連接橫截面最大。這通過下述措施可以實現，即電連接裝置和吹出通道的分界不需要附加的雙重壁厚。此外，通過金屬部件穿過吹出通道能夠保證氣體和/或等離子體良好地，特別是對稱地流過吹出通道。通過用於電導線的連接裝置的金屬部件的穿通，電氣開關設備的尺寸保持恆定，也就是說，對於連接裝置和/或吹出通道的結構來說不需要附加的結構空間。吹出通道在一側與電氣開關設備的電弧消除裝置的消弧室連接。吹出通道的第二端部有利地在電氣開關設備的殼體壁中終止，從而能夠將流過吹出通道的氣體或者說等離子體從電氣開關設備中輸送出來。在此，在電弧消除裝置的消弧室的內部產生的氣體或者產生的等離子體穿過吹出通道，在旁邊經過金屬部件的一部分從電氣開關設備的殼體中被吹出來，所述氣體/等離子體是通過電弧的高能量密度產生的。連接裝置的金屬部件的、被引導穿過吹出通道那一部分能夠以不同傾斜度穿過吹出通道延伸。其中，金屬部件穿過吹出通道的壁進入到所述吹出通道中，並且穿過電氣開關設備的殼體中的開口從吹出通道中被引導出來。然而優選的是，金屬部件穿過吹出通道的壁進入到所述吹出通道中，並且穿過吹出通道的壁的另一個區域又從該吹出通道中穿出來。根據本發明的一種優選的改進方案可在電氣開關設備中規定，金屬部件垂直於或者基本上垂直於等離子體或者氣體的穿流方向地穿過吹出通道布置。也就是說，金屬部件與吹出通道交叉。在此，如此引導金屬部件穿過吹出通道，從而氣體或者等離子體流經金屬部件的一側旁。有利地，金屬部件如此穿過吹出通道延伸，從而氣體或者說等離子體在兩側從金屬部件旁流過。這保證從電氣開關設備的消弧室中出來的氣體或者說等離子體對稱地從金屬部件旁流過，從而保證了從吹出通道吹出的氣體或者說等離子體不受幹擾。這就是說，氣體或者說等離子體在兩側圍繞金屬部件的環流保證了等離子體或者說氣體的特別對稱的流動，並且保證了從吹出通道流出的等離子體或者說氣體的無旋渦的流出特性。按照本發明的一種特別優選的改進方案可在電氣開關設備中規定，吹出通道在電氣開關設備的一側上終止，並且連接裝置的金屬部件在電氣開關設備的背面從電氣開關設備中伸出來。通過這一措施保證了產生一種與電氣開關設備電連接的可能性，即這種電連接不妨礙相鄰的電氣開關設備的布置，並且同時保證了從電氣開關設備中吹出氣體或者說等離子體。在電氣開關設備的背面引出連接裝置或者說連接裝置的金屬部件保證了不妨礙用戶側的連接裝置、特別是連接導軌。也就是說在吹出通道和連接裝置的這種結構中，也就是說在用戶側的連接裝置下面、特別是在連接導軌下面保證了電氣開關設備的結構空間不會增大。能夠保持電氣開關設備的原來存在的連接間距。因此,優選在一種電氣開關設備中規定，金屬部件布置在電氣開關設備的正面的連接機構下面，特別是布置在電氣開關設備的正面的連接導軌下面。按照本發明的另一種優選的改進方案在電氣開關設備中可以規定，金屬部件至少在穿過吹出通道的區域中通過元件進行包封。有利的是，金屬部件除了其第一端部和其第二端部、也就是連接固定裝置外都通過絕緣元件進行包封，金屬部件利用所述第一端部與電氣開關設備電連接。通過這一措施除了安全方面外還能夠保證在該區域中可靠地防止金屬部件的腐蝕。此外，在電氣開關設備中還能夠規定，金屬部件由電氣開關設備的殼體元件支承，其中，引導吹出通道穿過殼體元件或者至少部分地由殼體元件形成。通過這一措施保證了，金屬部件可靠地支承在電氣開關設備上。由於吹出通道被引導穿過殼體元件，吹出通道也可靠地支承在電氣開關設備上。吹出通道優選至少部分地由殼體元件形成。通過這一措施在製造電氣開關設備時可節省成本，因為不必製造附加的吹出通道。特別是吹出通道能夠與電氣開關設備的殼體元件一體地構造。代替在前段中所描述的電氣開關設備，按照本發明的一種特別優選的改進方案能夠在電氣開關設備中規定，金屬部件由能夠拆卸地固定在電氣開關設備上的絕緣機構支承，所述絕緣機構至少包圍著金屬部件的區域。金屬部件與絕緣機構一起形成能夠固定在電氣開關設備上的單元。在此，由金屬部件和絕緣機構組成的單元能夠布置在電氣開關設備上，特別是布置在電氣開關設備的相應設置的容納部中。這樣的電氣開關設備是特別優選的，其中由金屬部件和絕緣機構組成的單元布置在正面的連接機構下面，特別是布置在電氣開關設備的正面的連接導軌下面。電氣開關設備的這種構造能夠簡單而快速地將所述單元固定到電氣開關設備上，或者又從其上拆卸下來。同樣也可保證，通過將絕緣機構固定在電氣開關設備上使金屬部件能夠簡單而可靠地與電氣開關設備電連接。這樣的電氣開關設備是優選的，其中，絕緣機構完全地或者至少部分地形成吹出通道。這樣能夠如此設計絕緣機構，從而該絕緣機構能夠直接地連接到電氣開關設備的電弧消除裝置的消弧室上。在這種情況下，所述吹出通道完全由絕緣機構形成。代替地可以規定，可更換的絕緣機構只形成電氣開關設備的吹出通道的一部分。吹出通道的另一部分或者由電氣開關設備的殼體的區域形成，和/或由電弧消除裝置的消弧室的區域形成。金屬部件的第一端部與電氣開關設備導電連接。這種電氣開關設備是優選的，其中，金屬部件的第一端部具有扁平接頭、特別是多次彎折(mehrfach abgewinkelt)的扁平的接頭或者具有設有螺紋的螺栓接頭。通過這一措施保證，連接裝置的金屬部件的第一端部能夠簡單地與電氣開關設備的相應的電接頭連接。按照本發明的另一種優選的改進方案可在電氣開關設備中規定，在金屬部件的、被引導穿過吹出通道的區域中布置有至少一個流線形物體。這就是說，優選至少一個流線形物體在穿過吹出通道的區域中包圍所述金屬部件。通過這一措施保證，沿著金屬部件流動的氣體或者說沿著金屬部件流動的等離子體可無旋渦地沿著金屬部件進行引導，以便保證快速而簡單地吹出氣體或者說等離子體。當然在穿過吹出通道的區域中圍繞金屬部件也可設置兩個或者多個流線形物體。至少一個流線形物體能夠直接布置在金屬部件上。這種電氣開關設備是優選的，其中，至少一個流線形物體是絕緣機構的一部分。在此，所述至少一個流線形物體能夠如此布置在絕緣機構上，從而所述流線形物體不引起在金屬部件上或者圍繞金屬部件流動的氣體或者說等離子體的潤流(Verwirbelung)。所述至少一個流線形物體具有導向部件的功能。所述電氣開關設備可以是斷路器、特別是緊湊斷路器。特別優選的是，所述電氣開關設備是具有雙重斷路裝置的緊湊斷路器。所述緊湊斷路器的雙重斷路裝置優選設計為旋轉的雙觸點。在這種緊湊斷路器中優選設置兩個分別具有消弧室的電弧消除裝置。此外，這種緊湊斷路器優選對於每個電弧消除裝置來說具有用於電弧消除裝置的相應的消弧室的吹出通道。此外，這種的緊湊斷路器對於每個吹出通道來說具有如前面所述的、特別是按照權利要求1設計的相應的連接裝置。


下面藉助附圖對本發明及其改進方案以及其優點進行詳細說明。附圖分別示意性地示出:
圖1是按照根據本發明的結構原理設計的電氣開關設備的連接裝置的透視 圖2是按照根據本發明的結構原理設計的電氣開關設備的另一個連接裝置的透視圖； 圖3是按照根據本發明的結構原理設計的電氣開關設備的第三連接裝置的透視 圖4是按照根據本發明的結構原理設計的電氣開關設備的第四連接裝置的透視 圖5是按照圖3的連接裝置的透視 圖6是由電氣開關設備的按照圖5的連接裝置以及絕緣機構組成的單元的透視圖，所述電氣開關設備是按照根據本發明的結構原理設計的；
圖7是按照圖1的連接裝置的另一個示 圖8是由電氣開關設備的按照圖7的連接裝置以及絕緣機構組成的單元的透視圖，所述電氣開關設備是按照根據本發明的結構原理設計的；
圖9是按照根據本發明的結構原理設計的電氣開關設備的、在其上連接有三個不同的連接裝置的區域的透視 圖10是按照根據本發明的原理設計的電氣開關設備的區域的透視圖，在所述區域上布置有三個與圖9相比較不同的連接裝置。在圖1到圖10中具有相同功能和相同工作原理的兀件分別用相同的附圖標記表
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具體實施例方式在圖1到圖4中分別示意性地示出了用於電氣開關設備I的不同的連接裝置3的透視圖，所述電氣開關設備按照根據本發明的結構原理設計。所有四個連接裝置具有金屬部件4，所述金屬部件具有用於與電氣開關設備I連接的第一端部5 ;並且具有帶有連接固定裝置7的第二端部6，所述連接固定裝置用於連接外部電導線。根據圖1到圖4的連接裝置3的金屬部件4如此構造，從而它們可穿過所述電氣開關設備I的吹出通道。特別是連接裝置3具有區域15，所述區域可穿過電氣開關設備I的吹出通道2。利用附圖標記14表示金屬部件4的中間區域，所述中間區域具有多角的、特別是矩形的橫截面，所述矩形的橫截面用作連接裝置3相對於電氣開關設備I的、特別是相對於電氣開關設備I的殼體元件的，或者相對於絕緣機構11的扭轉止動器(Verdrehsicherung)。圖5示出了根據圖1的連接裝置3的透視圖。所述連接裝置3的金屬部件4的第一端部5設計為具有內螺紋的螺栓接頭12。該螺栓接頭12用於將金屬部件4簡單地固定在相應的導電部件上，特別是固定在電氣開關設備I的螺紋緊固件上。圖6示出了根據圖5的連接裝置的透視圖，所述連接裝置布置在絕緣機構11上。所述絕緣機構11包圍第一端部5、中間區域14以及金屬部件4的穿過絕緣機構11的吹出通道2形成的區域。也就是說，所述金屬部件4由絕緣機構11支承。絕緣機構11優選設計為塑料部件。絕緣機構11形成吹出通道2。在此，連接裝置3如此布置在絕緣機構11上，從而引導連接裝置3的金屬部件4穿過吹出通道2。特別是金屬部件4垂直於等離子體或者氣體的穿流方向8穿過吹出通道2地布置。此外，絕緣機構11具有至少一個流線形物體13，所述流線形物體沿穿流方向8布置在金屬部件4的區域上，所述金屬部件被引導穿過吹出通道2。至少一個流線形物體13保證氣體和/或等離子體圍繞位於吹出通道2區域中的金屬部件4的對稱流動。特別是流線形物體13可在不減小吹出通道2的吹出橫截面的情況下保證氣體或者等離子體的無旋渦的流出特性。通過連接裝置3的金屬部件4穿過絕緣機構11的吹出通道2的這種類型的結構保證了，在連接由絕緣機構11和連接裝置3組成的單元之後不增大電氣開關設備I的結構空間。通過連接裝置3的金屬部件4穿過絕緣機構11的吹出通道2能夠最小地減小吹出通道2的吹出橫截面，並且同時能夠實現金屬部件4的最大的連接橫截面。這特別是通過下述措施得到保證，即為了連接裝置3和吹出通道2的分界不需要附加的雙重壁厚。圖7和圖8與圖5和圖6相對應，其中，與根據圖5和圖6的連接裝置3相比較，該連接裝置3在金屬部件4的第二端部6上具有另一個連接固定裝置7。在圖9和圖10中分別示意性地示出了電氣開關設備I的、在其上設置有電氣開關設備I的連接裝置3和吹出通道2的區域。電氣開關設備I具有三個正面的連接機構10，並且這些連接機構用於通過電氣開關設備I的用戶連接電導線。除了這些正面的連接機構10外還布置有三個連接裝置3，這些連接裝置用於將附加的電導線與電氣開關設備I連接。所述連接裝置3分別通過絕緣機構11支承，所述絕緣機構在正面的連接機構10的下方布置在電氣開關設備I的輪廓內部。在此，引導連接裝置3的金屬部件4在背面從電氣開關設備I穿過吹出通道2，並且由此形成到電氣開關設備I上的背面的電連接。每個金屬部件4由可見的、固定在電氣開關設備I上的絕緣機構11支承。每個絕緣機構11構成吹出通道
2的至少一部分，並且具有至少一個流線形物體13，所述流線形物體13布置在金屬部件14的穿過吹出通道2延伸的區域15的旁邊。連接裝置3的金屬部件4具有中間區域14，所述中間區域具有非圓形的橫截面、特別是矩形的橫截面，通過這一措施保證了，金屬部件4的第一端部5如此布置在電氣開關設備I中，從而該端部可簡單地與相應的正面的連接結構10導電連接。優選地，連接裝置3的金屬部件4的第一端部5具有多次彎折的扁平接頭、特別是具有以45°逐步彎折的扁平接頭，所述扁平接頭可鎖定在電氣開關設備I的相應的電導線上。在圖9和圖10中金屬部件4的第一端部5設計為設有螺紋的螺栓接頭12。金屬部件4的第二接頭6也可以設計為扁平接頭、特別是多次彎折的扁平接頭或者設計為設有螺紋的螺栓接頭12。附圖標記列表:
1電氣開關設備
2吹出通道
3連接裝置
4金屬部件
5金屬部件的第一端部
6金屬部件的第二端部
7連接固定裝置
8穿流方向
9電氣開關設備的背面
10電氣開關設備的正面的連接機構
11絕緣機構
12螺栓接頭
13流線形物體
14金屬部件的中間區域
15金屬部件在吹出通道中的區域
權利要求
1.電氣開關設備(1)，其具有帶有消弧室的電弧消除裝置；具有與所述消弧室連接的吹出通道(2)以將在消弧室中產生的等離子體和/或氣體從所述電氣開關設備(I)中吹出；並且具有連接裝置(3)以將電導線連接到所述電氣開關設備(I)上，其中，所述連接裝置(3)具有金屬部件(4)，所述金屬部件在第一端部(5)上與所述電氣開關設備(I)導電連接，並且所述金屬部件在其第二端部(6)上具有連接固定裝置(7)以連接電導線，其特徵在於，引導所述連接裝置(3)的金屬部件(4)穿過所述吹出通道(2)。
2.按照權利要求1所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述金屬部件(4)垂直於或者基本上垂直於等離子體或氣體的穿流方向(8 )穿過所述吹出通道(2 )地布置。
3.按照權利要求1或2所述的電氣開關設備(1)，其特徵在於，所述吹出通道(2)在所述電氣開關設備(I)的一側上終止；並且所述連接裝置(3)的金屬部件(4)在所述電氣開關設備(I)的背面(9 )上被從所述電氣開關設備(I)中引導出來。
4.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述金屬部件(4)布置在所述電氣開關設備(I)的正面的連接機構(10)、特別是正面的連接導軌的下方。
5.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述金屬部件(4)至少在穿過所述吹出通道(2)的區域中由絕緣元件包封。
6.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(1)，其特徵在於，所述金屬部件(4)由所述電氣開關設備(I)的殼體元件支承，其中，所述吹出通道(2)被引導穿過所述殼體元件或者至少部分地由所述殼體元件形成。
7.按照前述權利要求1到6中至少一項所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述金屬部件(4)由能夠拆卸地固定在所述電氣開關設備(I)上的絕緣機構(11)支承，所述絕緣機構至少包圍所述金屬部件(4)的區域。
8.按照權利要求7所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述絕緣機構(11)完全或者至少部分地形成所述吹出通道(2 )。
9.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(1)，其特徵在於，所述金屬部件(4)的第一端部(5)具有扁平接頭、特別是多次彎折的扁平接頭，或者具有設有螺紋的螺檢接頭(12)。
10.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，圍繞所述金屬部件(4)的區域布置有至少一個流線形物體(13)，引導所述金屬部件穿過所述吹出通道(2)。
11.按照權利要求10和權利要求8所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述至少一個流線形物體(13)是所述絕緣機構(11)的一部分。
12.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(I)，其特徵在於，所述電氣開關設備(I)是斷路器、特別是緊湊斷路器。
13.按照前述權利要求中至少一項所述的電氣開關設備(1)，其特徵在於，所述電氣開關設備(I)是具有雙重斷路裝置的緊湊斷路器。
全文摘要
本發明涉及一種電氣開關設備(1)，其具有帶有消弧室的電弧消除裝置；具有與所述消弧室連接的吹出通道(2)以將在消弧室中產生的等離子體和/或氣體從所述電氣開關設備(1)中吹出；並且具有連接裝置(3)以將電導線連接到所述電氣開關設備(1)上，其中，所述連接裝置(3)具有金屬部件(4)，所述金屬部件在第一端部(5)上與所述電氣開關設備(1)導電連接，並且所述金屬部件在其第二端部(6)上具有連接固定裝置(7)以連接電導線，其中，所述連接裝置(3)的金屬部件(4)穿過所述吹出通道(2)從所述電氣開關設備(1)中被引導出來。
文檔編號H01H33/22GK103187200SQ201210582678
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者J.馬格努斯, T.馬利希 申請人:西門子公司