斷路器的接觸組件的製作方法
2023-06-19 11:57:16 1
專利名稱：斷路器的接觸組件的製作方法
技術領域：
所公開的實施例涉及傳導電流的觸點，具體來說，涉及
在接合時由於觸點所傳導的電流量而遇到推斥力的觸點。
背景技術：
斷路器用來保護設備免於例如通過這種設備之中或者 附近的短路或接地故障所引起的過電流情況。在過電流條件出現的情 況下，斷路器中的電觸點將斷開，從而阻止電流通過斷路器流到設備。 斷路器可設計用於高靜態電流和高耐受電流。為了保持高額定耐受電 流，觸點必須以額定耐受電流鎖定成閉合，並且能夠耐受電流所產生 的大電動推斥力。 多電才及斷路器的構造的種類包括熔斷斷開(blow open) 和非熔斷斷開接觸臂、過中和非過中接觸臂、觸點對在接觸臂一端以 及樞軸在其另一端的單觸點對布置、 一觸點對在接觸臂的各端以及一 個接觸臂樞軸在兩端之間(通常位於它們之間的中心)的雙觸點對布 置(稱作旋轉斷路器)、斷路器部件容置在單殼體和蓋中的單外殼構造 以及各電相的載流部件容置在電相盒中以及各電相盒容置在還包括 操作機構的殼體和蓋中的盒式構造(稱作盒式斷路器)。多個斷路器一 般可用於二、三和四電極布置，其中兩電極或三電極布置分別用於二 和三相電路。四極布置通常用於具有開關中性的三相電路，其中第四 電極進行操作以斷開和閉合具有主電路相位的斷開和閉合的協調布 置中的中性電3各。 雖然常規斷路器被認為適合於其預計目的，但是斷路器 的技術可通過提供具有改進的使用壽命和耐受性、同時避免移動工作件在例如短路期間相對其相應觸點的跌落或移動的組裝式斷^^器設 計得到改進。
發明內容
以下是非限制性示範實施例。 在一個方面，提供接觸臂組件。接觸臂組件包括多個 大致平行板，在多個大致平行板的每個之間具有間隔；以及多個觸指 組件，多個觸指組件的至少一個可樞轉地連接到多個大致平行才反並且 位於多個大致平行板的每個之間的間隔中，多個觸指組件的每個具有 主體和滅弧件，滅弧件在至少兩個位置緊靠主體被鎖定。在另一個方面，提供接觸臂組件。接觸臂組件包括罩託
伸出板彼此大致平行，罩託架和伸出板大致上形成U形，多個板位 於伸出板之間並且與其大致平行，多個板在它們之間具有間隔以及具 有多個觸指組件，多個觸指組件的至少一個可樞轉地連接到多個板並 且位於板的每個之間的間隔中。 在又一個方面，提供接觸臂組件。接觸臂組件包括多 個大致平行板，在多個大致平行板的每個之間具有間隔；以及多個觸 指組件，多個觸指組件的至少一個可樞轉地連接到多個大致平行板並 且位於多個大致平行板的每個之間的間隔中，多個觸指組件的每個具 有主體和滅弧件，多個觸指組件的至少一個的滅弧件相對於多個觸指 組件的其它不同觸指組件的滅弧件超前。
在以下描述中結合附圖來說明當前公開的實施例的上 述方面和其它特徵，附圖包括圖1A-1F示出根據示範實施例的斷路器的示範觸指的 各種透^L圖和側視圖2A和圖2B示出根據示範實施例的示範斷路器觸指 組件；圖2C和圖2D示出根據圖2A和圖2B的示範實施例的 方面的示範斷i 各器罩(circuit breaker cage)組件；圖2E和圖2F示出^^據圖2A和圖2B的示範實施例的 方面的斷路器罩組件的示範部件；圖3A和圖3B示出另一個示範斷路器觸指組件；圖3C和圖3D示出根據圖3A和圖3B所示示範實施例 的方面的示範斷路器罩組件；圖4A-4D示出根據一個示範實施例、用於組裝斷路器 觸指組件的示範方法；以及圖5A和圖5B示出包括示範實施例的方面的斷路器的 部分組件。
具體實施例方式圖1A-1F示出適合於實施本文所公開實施例的斷路器 的示範觸指組件100。適當的斷路器的示例包括但不限制於氣動斷路 器。雖然將參照附圖來描述當前公開的實施例，但是應當理解，它們 也可通過許多備選形式來實施。還應當理解，另外，可使用元件或材 料的任何適當尺寸、形狀或類型。示範實施例提供例如正常操作期間的斷路器增加的使 用壽命，同時避免短路期間移動工作件的跌落。在一個方面，示範實施例提供移動滅弧件與觸指主體之 間改進的聯接。在另一個方面，示範實施例提供剛性且健壯的觸點移 動布置，它可耐受和解決例如由流入斷路器的電流所產生的電動推斥 力。現在參照圖1A-1F,將描述結合所公開實施例的方面的 斷路器的示範觸指組件100。觸指組件100包括主體102、柔性傳導構件103、主觸點120和滅弧件(arcrunner) 110。在備選實施例中， 觸指可包括相互具有任何適當關係的任何適當的部件。在圖中可看 到，主體102包括安裝孔130，用於將觸指組件100安裝在罩組件中， 下面更詳細地進行描述。在這個示例中，柔性傳導構件103可通過任 何適當方式與主體102的第一端聯接。在這裡，僅為了便於示範，柔 性傳導構件103裝配到主體的凹口或凹陷區域內，並且例如通過螺孔 104以可拆卸方式固定到主體上。在備選實施例中，柔性傳導構件103 可通過任何適當方式固定到主體102，包括但不限於焊接、釺焊或任 何其它適當機械和/或化學緊固件。在又一些備選實施例中，柔性傳 導構件103和主體102可以是互相成一體(例如具有單一或單件構 造)。柔性傳導構件103還可提供端子連接位置103T，用於將觸指100 與電路的一電極連接。在一個實施例中，柔性傳導構件103可以是有 彈性的，以便當觸指201-204與負載端子240聯接(參見圖2A-2D)時 允許接觸組件200繞例如移動臂銷275樞軸轉動。柔性傳導構件103 還可提供彈簧彈力來幫助短路事件時以預期速度斷開電路觸點。滅弧件110適當地與主體102的第二端聯接。滅弧件 110可具有用於使滅弧件110與負載端子590的對應電觸點590(參見 圖5)之間的電弧為最小的任何適當形狀和配置。例如，滅弧件具有圓 形或拱形接觸面110C,其中具有例如從主體軸向延伸的部分IIOE。 滅弧件的形狀可以是複合形狀，它配置成將任何電弧從觸點引向例如 位於觸指組件附近的屏蔽或板(未示出)，使得電弧所引起的任何破壞 被導向屏蔽或板。滅弧件110可具有將滅弧件與主體102聯接的底座 IIOD。在這個示例中，底座示為具有L形，zf旦在備選實施例中，底 座可具有任何適當的形狀。底座110D可從接觸面110C延伸，並且 包括至少第一和第二鎖定特徵IIOA、 IIOB。雖然本例中^f又示出兩個 鎖定特徵，但在備選實施例中，滅弧件可具有任何適當數量的鎖定特 徵，例如多於兩個鎖定特徵。在這個示例中，鎖定特徵110A、 110B 是從底座110D延伸的突出部，並且相互之間具有大致垂直空間關係，使得鎖定特徵IIOA、 IIOB從底座向公共點或者大致上在相同方向延 伸。在備選實施例中，鎖定特徵可在例如大致相反方向4皮此相背地延 伸。在又一些備選實施例中，鎖定特徵相互之間可具有任何適當的空 間關係。在這個示例中，鎖定特徵示為具有矩形輪廓，但在備選實施 例中，鎖定特徵可具有任何適當形狀，包括但不限於楔形、圓形或拱 形、三角形或者任何其它適當形狀或者形狀的組合。分別在對應凹槽 102A、 102B中容納鎖定特徵IIOA、 110B, 4吏得鎖定特徵IIOA、 110B 與凹槽102A、 102B之間的連接大致上防止滅弧件IIO相對主體102 移動或者使移動為最小。使滅弧件IIO相對主體的移動為最小可通過 減小滅弧件110與其對應觸點590之間的電弧和/或引導電弧離開其 中，來降低對滅弧件的磨損。在一個示例中，在斷路器的機械耐受性 期間，安裝螺孔101可具有鬆動和逆轉的傾向。在其它示例中，在耐 受性期間，滅弧件110可具有繞螺孔110的軸線旋轉的傾向。鎖定特 徵102B、 102A和110A、 110B配置成為滅弧件提供鎖定/防轉保護， 以便使滅弧件的鬆動和移動為最小。在圖中可看到，滅弧件110可通 過螺杆以可拆卸方式固定到主體102,但在備選實施例中，滅弧件110 可通過任何適當方式固定到主體102,包括但不限於焊接、釺焊或任 何其它適當機械和/或化學緊固件。在又一些備選實施例中，滅弧件 110和主體102可以是相互成一體(例如具有單一或單件構造)。主觸點120還可通過任何適當方式固定到主體102，包 括但不限於以上針對柔性傳導構件103和滅弧件IIO所述的任何適當 機械和/或化學緊固件。在電流的流動由滅弧件IIO初始化並且經過 滅弧件IIO之後，主觸點120可提供通過斷路器的主電流通道。現在參照圖2A-2F，示出示範接觸臂組件200。接觸臂 組件包括至少一個觸指，並且僅為了便於示範而在圖中示為具有四個 觸指或觸指組件201-204。觸指組件的每個共同對應於電路的獨立電 極。在其它實施例中，接觸臂組件可具有比四個觸指更多或更少的觸 指。觸指201-204的每個大致上可與上述觸指100相似。在這個示例中，接觸臂組件200包括罩組件250和一個或多個觸指201-204。在 備選實施例中，接觸臂組件可具有任何適當的部件。罩組件250包括 多個大致平行板230,它們相互間隔開，使得觸指201-204可位於相 應的板230之間。板之間的間距可提供適當的操作間隙，使得觸指 201-204可在板230之間自由旋轉或樞軸轉動。板的每個大致上可以 彼此相似，並且具有大致的"L形"配置。在備選實施例中，板可具有 任何適當配置，包括但不限於矩形、T形和拱形配置。板的每個可包 括用於接納支承銷的開口或孔，下面進行描述。在一個示例中，平行 板230和託架220(如下所述)可具有非磁性材料。在備選實施例中， 板和/或罩託架的任一個或多個可由,茲性材料和/或鐵》茲材料來構成， 或者可通過將CRGO((冷軋晶粒取向鋼層壓片)堆疊在一起來形成，因 而幫助在所有觸指中產生均勾電流的鄰近效應。板可提供組裝式組 件，其中可根據將要包含在接觸臂組件中的觸指的數量將板添加到組 件或者從其中移去。板230可通過銷265固定到罩託架220。罩託架220可
220還可配置成至少部分圍住板230之間用於罩住板之間的觸指的間 隔。在一個示範實施例中，罩託架包括大致平坦表面220F,它具有 從其延伸的伸出板220G、 220H。伸出板220G、 220H大致上可與板 230相似，但是，伸出板可具有帶平坦表面220F的單一或單件構造。 在備選實施例中，伸出板220G、 220H可通過任何適當方式固定到平 坦表面220F。在一個實施例中，罩託架平坦^^面220F可具有縫 220A-220C，它們與從板230延伸的對應突出部或伸出部分230E接 合，以便為板提供結構剛性。縫220A-220C與凸耳230E之間的接合 可使板保持在其大致平行狀態。罩託架220和平行板230具有對應的 孔，以接納銷265和260，因而使平行板230能夠固定到罩託架220。 託架220的大致平坦表面220F可緊靠板230，使得板230沒有相對 託架220旋轉。從圖中可看到，託架220可為罩組件200及其部件提供結構支承。例如，罩託架配置為用於使臂組件的剛性為最大的剛性
支承構件，並且(連同中心板230C以及板和銷所形成的活動臂)向接 觸臂組件提供用於耐受短路ICW看到的大電動推斥力的剛性、耐受 性(高耐受電流或瞬時耐受電流和機械耐受性)。支承託架280還可配 置成與觸指201-204接合，使得觸指201-204相互一致地(例如作為一 個單元)移動，使得與斷路器的各電極對應的觸點大致上同時斷開或 閉合。 —個或多個彈簧210也通過銷260連接到板230。可通 過將彈簧插入板230之間的間隔並且通過彈簧滑動銷260，將彈簧安 裝在罩組件中。在備選實施例中，彈簧可通過任何適當方式安裝在罩 組件中。在這個示例中，彈簧是扭簧，但在備選實施例中，可使用任 何適當的彈簧，包括但不限於片簧和壓縮彈簧。在圖2A中可最清楚 地看到，觸指201-204的每個有一個彈簧。在備選實施例中，所有觸 指可有一個彈簧，或者一個彈簧可與任何適當數量的觸指接合。在這 個示例中，彈簧的第一端與觸指201-204相應的一個接合，以及彈簧 的第二端通過例如銷265和/或罩託架220固定在罩組件250中。彈 簧210可配置成並且具有足夠彈力使得在常規操作條件下以及在短 路的情況下觸點腐蝕之後使斷路器的觸點保持在一起。電極聯接器還 可通過銷260與罩組件聯接，用於當例如斷路器的開關動作時實現罩 組件繞活動臂銷275旋轉，以便斷開或閉合斷路器。電極聯接器可將 (例如開關或開關組件/機構)的副軸的旋轉運動和力傳遞給接觸臂組 件200。電極聯接器還可提供開關與接觸臂組件200之間的電絕緣。如上所述，觸指201-204插入罩組件250的板201-204 之間，並且通過銷270以樞軸方式保持到位。要注意，銷270還可用 於充當罩組件200的樞軸。銷265可用作觸指201-204的止動塊，以 便防止觸指201-204的不期望的旋轉。支承託架280安裝到罩組件 250,並且配置成為罩組件250和觸指組件100提供支承。罩組件250 和觸指組件IOO通過支承託架的聯接還可改進接觸臂組件的剛性。支承託架280還可實現將負載端子240安裝到觸指組件的相應的一個或 多個和/或接觸臂組件200(例如在觸指組件的位置103T)。支承託架還 可提供接觸臂組件200與斷路器的外殼之間的聯接。現在參照圖3A-3D，示出另 一個示範接觸臂組件300。 在這個示例中，接觸臂組件300大致上可與接觸臂組件200相似，除 非另加說明。因此，相似特徵用相似參考標號來表示。在這個示例中， 僅為了便於示範，接觸臂組件300包括六個觸指301-306，而在其它 實施例中，接觸臂組件可具有比六個觸指更多或更少的觸指。觸指 301-306大致上可與上述觸指100相似。在圖3C和圖3D中可最清楚 地看到，銷360和365延伸超過罩託架220，使得觸指301-306及其 相應彈簧210從罩託架220懸掛。在圖中還可看到，彈簧210的一端 鄰接銷265以便允許彈簧的扭轉動作，使得力施加到觸指301-306相 應的一個上。銷360、 365的端部可包括用於與例如止動墊圈375相 互作用的凹槽370。側板330A、 330B可置於銷360、 365之上，並且 鄰接止動墊圏375，使得提供有效間隙，以便允許觸指301、 306相 應的一個的自由旋轉。要注意，側板330A、 330B示為具有與板230 不同的形狀，但在備選實施例中，側板可具有任何適當形狀，包括但 不限於板230的形狀。側板330A、 330B包括一磁性材料層壓片，它從 側面覆蓋柔性傳導構件103。這種磁性材料向單極導體的集合中的電 流所產生的磁場提供容易磁路，並且減小各觸指中的電流以及由於相 鄰電極的接近效應。由於接近性的減小，電流分布在相同極的觸指中 更均勻。支承託架380大致上可與託架280相似，但是，支承託架 380可延伸，以便接納更大數量的觸指，在本例中為六。但是，在備 選實施例中，支承託架的長度可根據如上述組裝式板罩組件所確定的 觸指和/或板的數量來增加或減少。現在參照圖4A-4D，描述用於組裝本文所述接觸組件的 示範組裝順序。如圖4A所示，通過例如使板230、彈簧210、電極 聯接器215和罩託架220滑過銷260、 265，來組裝罩組件250。適當的夾具或其它保持裝置可設置在銷260、 265的端部，以便使板230、
彈簧210、電極聯接器215和罩託架220保持在一起。在圖4A中可
看到，觸指組件100可插入板230之間所形成的間隔410A-410C的
每個。包括但不限於墊圏400的適當支撐裝置可設置在各觸指組件
100的任一側，以便將觸指組件100與相鄰板230間隔開。要注意，
墊圈可以是由任何適當材料構成的任何適當墊圏，包括但不限於磁
性、鐵磁和絕緣材料。如圖4B所示，當各觸指組件插入罩組件時，
銷270可依次通過插入觸指組件100的孔130滑動。在插入所有觸指
組件100時，最後一塊板230L裝配在銷260、 265、 270上，以及銷
270可通過例如開口銷270C等任何適當保持裝置保持在板230的任
一側。在備選實施例中，保持裝置可以是任何適當裝置，包括但不限
於C形夾、焊接或者任何其它適當機械和/或化學緊固件。要注意，
銷270可^f吏觸指組件100的觸點(例如主觸點120或滅弧件IIO)大致
上同時接觸相應負載端子。在圖4C中可看到，支承託架280設置在
罩託架220之上和周圍，並且通過銷275保持到位。負載端子240可
通過例如螺絲450與觸指100上的位置103T以及與支承託架280聯
接，在圖4D中可看到。在備選實施例中，負載端子子可通過任何適
當方式與觸指100和/或支承託架280聯接。在圖4D中可看到，當力
通過電極聯接器215施加到接觸臂組件時，支承託架280的樞軸聯接
允許接觸臂組件200繞銷275旋轉。要注意，接觸臂組件300的組裝
可通過大致上與如上所述相似的方式來^L行。接觸部件200、 300的板配置可提供組裝式接觸臂組件，
它允許斷路器、如氣動斷路器中任何適當數量的觸指組件。根據斷路
器將適用於的電極的預期數量向該組件添加或者從部件移去板。組裝 式接觸臂組件還提供耐受短路事件期間施加到接觸臂組件上的例如
大電動推斥力的最大化剛性。現在參照圖5A和圖5B，觸指組件的一個或多個可^^改 成提供對斷路器的電耐受性能的附加改進。例如，在一個示範實施例中，觸指組件的滅弧件的 一個或多個與接觸臂組件的其它滅弧件相比
可延伸。在這個示例中，四個中間觸指組件510C的滅弧件525具有 比兩側觸指組件510E的滅弧件的長度Ll更大的長度L2。觸指組件 的一個或多個還可超前，或者以如下方式設置它們在其它觸指組件 之前或者比其它觸指組件更靠前。例如，在這個實施例中，在圖5A 和圖5B中可看到，四個中間觸指組件510C可相對兩側觸指組件510E 超前，使得例如中間觸指在斷路器斷開或閉合時首先進行電接觸以及 最後一個斷開。在備選實施例中，中間兩個觸指組件(或者任何其它 適當數量的觸指組件)可相對其它觸指組件超前。在又一些備選實施 例中，側邊觸指可相對中間觸指超前。超前的觸指組件的觸點可使斷 開和/或閉合斷路器時所形成的電弧居中，以便改進斷路器的電耐受 性或者使其為最大。要注意，示範實施例可單獨使用或者以它們的任何適當 組合來使用。還要注意，本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開 本發明的方面，並且還使本領域的技術人員能夠實施本發明的方面， 包括製作和使用任何裝置或系統，以及執行任何結合方法。本發明的 方面的專利範圍通過權利要求書來定義，並且可包括本領域的技術人 員想到的其它示例。這類其它示例意在落入權利要求書的範圍之內。
權利要求
1.一種接觸臂組件，包括多個大致平行板(230)，所述多個大致平行板的每個之間具有間隔；以及多個觸指組件(201-204)，所述多個觸指組件的至少一個可樞轉地連接到所述多個大致平行板並且位於所述多個大致平行板的每個之間的所述間隔中，所述多個觸指組件的每個具有主體(102)和滅弧件(110)，所述滅弧件在至少兩個位置靠於所述主體被鎖定。
2. 如權利要求1所述的接觸臂組件，還包括託架(220),具有 帶預定間隔的縫(220A-220C)的平坦表面(220F)，所述大致平行板(230) 的每個具有配置成與所述縫中對應的一些縫接合的至少一個伸出部 分(230E)，使得所述平坦表面大致上垂直於所述多個大致平行板，所 述託架配置成部分圍住所述大致平行板之間的所述間隔以罩住所述 多個觸指組件(201 -204)的至少 一個。
3. 如權利要求1所述的接觸臂組件，其中，所述多個觸指組件 (201-204)的至少一個的滅弧件(110)具有與所述多個觸指組件的其它 觸指組件的滅弧件不同的長度。
4. 如權利要求1所述的接觸臂組件，其中，所述多個觸指組件 (201-204)的每個的主體(102)包括至少兩個相間的凹槽(102A-102B)， 用於接合相應滅弧件(l IO)的對應相間的突出部。
5. 如權利要求4所述的接觸臂組件，其中，所述至少兩個凹槽 (102A-102B)及對應突出部配置成使所述相應滅弧件(110)相對所述主 體(102)的移動為最小。
6. —種接觸臂組件，包括罩託架(220)，具有大致平坦表面(220F)以及形成從其伸出的伸出 板(220G-200H)的兩個伸出部分(230E)，所述伸出板大致上相互平4亍， 所述罩託架和伸出板大致上形成U形；多個板(230),位於所述伸出板之間並且與所述伸出板大致平行， 所述多個板之間具有間隔；以及多個觸指組件(201-204)，所述多個觸指組件的至少一個可樞轉地 連接到所述多個板，並且位於所述板的每個之間的所述間隔中。
7. 如權利要求6所述的接觸臂組件，其中所述多個觸指組件(201-204)的每個包括主體(102)和滅弧件 (110)，所述滅弧件接合表面包括至少兩個垂直間隔開的凹槽 (102A-102B);以及所述主體接合表面包括與所述至少兩個垂直間隔開的凹槽 (102A-102B)對應的至少兩個垂直間隔開的突出部，所述至少兩個垂 直間隔開的突出部配置成接合所述至少兩個垂直間隔開的凹槽，以使 所述主體與滅弧件之間的相對移動為最小。
8. 如權利要求6所述的接觸臂組件，還包括側板(330A-330B)， 聯接在所述罩託架(220)的任一側，所述側板與所述伸出板 (220G-200H)間隔開並且與其大致平行，其中，觸指組件(201-204)位 於所述側板的每個與所述罩託架之間的間隔中。
9. 一種接觸臂組件，包括多個大致平行板(230)，所述多個大致平行板的每個之間具有間 隔；以及多個觸指組件(201-204)，所述多個觸指組件的至少一個可樞轉地 連接到所述多個大致平行板並且位於所述多個大致平行板的每個之 間的所述間隔中，所述多個觸指組件的每個具有主體(102)和滅弧件 (110),所述多個觸指組件的至少一個的所述滅弧件相對於所述多個 觸指組件的其它不同觸指組件的滅弧件超前。
10. 如權利要求9所述的接觸臂組件，其中的凹槽(102A-102B);以及凹槽對應的至少兩個垂直間隔開的突出部，所述至少兩個垂直間隔開 的突出部配置成接合所述至少兩個垂直間隔開的凹槽，以使所述主體 與滅弧件之間的相對移動為最小。
全文摘要
提供斷路器的接觸臂組件。接觸臂組件包括多個大致平行板，在多個大致平行板的每個之間具有間隔；以及多個觸指組件，多個觸指組件的至少一個可樞轉地連接到多個大致平行板並且位於多個大致平行板的每個之間的間隔中，多個觸指組件的每個具有主體和滅弧件，滅弧件在至少兩個位置緊靠主體被鎖定。
文檔編號H01H1/10GK101562102SQ20091013519
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月15日 優先權日2008年4月15日
發明者J·納拉亞南, M·J·拉內, P·阿加瓦爾, S·納拉亞納薩米, Y·V·內瓦斯 申請人:通用電氣公司