電開關設備的斷續器單元的製作方法

2023-12-12 11:10:17

專利名稱：電開關設備的斷續器單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電開關設備的斷續器單元，其具有導引沿第一方向流 出的氣體的導流體，其中該導流體至少由第 一和第二構件組合而成以形成接縫。
背景技術：
一種此類的帶有導流體的斷續器單元例如已由專利文獻US3，984,651 公開。其中的導流體由盤形構件和銷形構件構成，在此該銷形構件將盤形 構件壓靠到一個管座上。在這兩個構件之間形成接縫。
由於結構原因在斷開過程中產生被電弧加熱的氣體。這樣的氣體被投 擲到導流體上並由該導流體導引到特定區域內。該過程要儘可能準確地進 行，以避免渦流或者引起渦流。氣體由於高的流速也進入到接縫處。由於 氣體的溫度和流速接縫處可能被腐蝕，從而可能會對機械穩定性產生不利 影響。

發明內容
因此本發明要解決的技術問題是，改進本文開頭所述類型的具有導流 體的斷續器單元，使得對於熱氣體具有不敏感性。
以解決，即，所述接縫具有這樣的區段，在該區段中所述兩個構件成形為 形狀互補的，以形成迷宮結構。
利用所述構件形狀互補的結構能夠縮短裝配時間，因為通過對所述構 件形狀的設計明確地確定了兩個構件相互之間的位置。另外利用接縫的迷 宮結構達到，通過在接縫內的重複轉向控制流入的氣體。另外通過轉向和 接縫壁的牴觸實現氣體的冷卻。利用迷宮式的接縫將接縫內的熱氣體效應 降低到允許的程度，因此避免在接縫內部可能會導致導流體的兩個構件分 離的腐蝕/侵蝕。另外可以有利的規定，所述區段至少部分地由第一構件的凸緣構成， 該凸緣被第二構件的壁圍繞。
通過凸緣可以以簡單的方式實現產生接縫的迷宮式結構。在此迷宮式
結構可以理解為，接縫多次轉向約45。至110° 、優選為90° 。接縫的結 構應該選擇成，進入到接縫中的氣體至少一次與第一方向反向地流動。分 別交替地在不同方向上進行轉向。由此達到接縫成蛇曲形。此外這樣做的 優點是，接縫在緊湊的結構空間內就截面而言具有相對大的長度。另外縫 長的增大能夠促使接縫內的開關氣體有效地冷卻和膨脹。
第 一構件的凸緣例如可以構造成凸肩形的，在這種情況下在與第二構 件組合後該凸肩嵌入到設在第二構件內的凹槽中。
按另一項優選的擴展設計，所述第一和第二構件是旋轉對稱體。
出於介電的原因，應用於中壓、高壓或^ l高壓範圍內、即1000V以上 範圍內，尤其是10000V至200000V、 500000V及1.1MV範圍內的電開關 設備的斷續器單元要構造成儘可能無尖角或稜邊。當然小的凸緣或稜邊可 能會導致產生局部放電並且由此損壞絕緣性。旋轉對稱的導流體例如可以 設計成空心的，因此除了利用導流體的導流作用外，還可以利用其介電屏 蔽作用。因此能夠在屏蔽盲區布設其他例如具有不利於介電的結構的部件。 在採用旋轉對稱的導流體時優選，接縫同樣布設成圍繞該導流體的旋轉軸 線旋轉對稱的。接縫在接縫的邊緣區域應該基本上相對於所述第 一方向橫 向地、亦即沿徑向定向。
按另一項優選的擴展設計，在所述區段內接縫的走向至少發生180°的 轉向。
若接縫至少轉向180° ,亦即通過沿同一方向兩次90°的轉向，則所 述區域獲得一種具有迷宮結構的有利設計。通過這樣的轉向限制進入到接 縫中的氣體並迫使其沿相反的方向流動。由此達到在轉向180°的區域內使 熱氣體有效地冷卻和膨脹。
按另一項優選的擴展設計，所述接縫在轉向前和轉向後具有比在發生 至少180°轉向的區域內更小的寬度。
利用對轉向至少180°的區域的獨特設計可以進一步支持氣體的膨脹 和冷卻。在轉向區域內接縫應該具有更大的橫截面。由此使滅弧氣體在接 縫的該區域內膨脹，以便隨後流入到具有更高流動阻力的後續區域內。通過交變的流動阻力脈衝式或波浪式地抑制所述氣體。
通過180°的轉向使所述區段具有這樣的結構，在該結構中接縫具有同 樣定向的一些部段，在開關氣體流入時開關氣體按不同的方向流過這些部 段。應該將這些區域有利地選擇為與籠罩在導流體外周面上的流動氣體的 流向(第一方向)近似平行或同軸。
若就截面而言所述接縫實施兩次至少180°的轉向，則是特別有利的。 由此產生一種雙S形的結構，在該結構中接縫的多個部段分別近似相互平 行地定向。
按另一項優選的擴展設計，所述構件中的一個構件導引該斷續器單元 的一個動觸頭。
由於在大多數電開關設備中狹小的空間位置狀況而優選導流體除了承 擔導流任務外還承擔其他任務。在此特別優選將該導流體用作固定斷續器 單元的其他部件的輔助結構。通常斷續器單元的多個接觸件可彼此相對運 動。通過導引一個動觸頭能夠取消用於該動觸頭的複雜固持結構。尤其利 用所述構件的介電屏蔽特性可以導電地觸點接通例如在構件的屏蔽區域內 的接觸件。為了導電地觸點接通，例如可以採用在動觸頭與位置固定的觸 點接通點之間的柔性帶。但是也可以在位置固定的觸點接通點上固定彈性 接觸指以及構成具有動觸頭的滑動接觸結構。在旋轉對稱地構造的斷續器 單元中可以優選將動觸頭設計為銷狀並且沿銷縱軸線可移動地支撐。那麼 在用於導引動觸頭的元件上可以布設相應的導引動觸頭的插座。
在一項優選的擴展設計中， 一個構件基本由絕電材料構成而另一個構 件基本由導電材料構成。
由於導流體的兩個構件採用不同的材料， 一方面可以減小該導流體的 質量。採用絕電材料，優選為可以釋放自產氣體的塑料、例如聚四氟乙烯， 能夠起到附加地冷卻流動的氣體的作用。因此可以通過材料混合構成質量 減小的導流體，該導流體也用作介電屏蔽。
在另一項優選的擴展設計中，所述接縫從剖面看有兩次至少180°的轉向。
接縫的兩次至少180°轉向能夠使接縫在短的空間中具有更大的長度 並能夠迫使流入接縫中的氣體頻繁轉向。
在另 一有利的擴展結構中，使得所述第一構件在接觸件作為中間層的情況下與支承元件連接，在這種情況下第二構件通過所述接縫形狀閉合地 保持在支承元件與第 一構件之間。
通過在一個構件與支承元件之間形狀閉合地置入接觸件獲得簡便地觸 點接通動觸頭的可能性。因此中間設置的接觸件例如可以按鬱金香形觸頭 的形式設計，其具有多個接觸指，其中這些接觸指貼靠圍繞著一個優選設 計為銷狀的動觸頭。由此提供一種使該動觸頭與斷續器單元的位置固定的 觸點接通點連通的方法。該結構優選應該布設在由導流體提供的屏蔽區域 內。因此該接觸件在其功能方面得以優化並且能夠被導流體介電屏蔽。
為了將該接觸件固定地壓緊在所述構件之間，接縫能夠用於補償製造 容差。由此能夠使接縫的橫截面變化。在品質不良時，亦即在與容差偏差 較大時可能會產生較大的接縫，從而可能會有大量的氣體流入接縫中。但 是在這種情況下利用迷宮結構也能夠可靠地避免接縫的擴寬、腐蝕或損壞 以及進而避免損害導流體的功效。
另外可以優選使所述第二構件浮動地保持形狀閉合。
通過浮動地形狀閉合地連接第二構件，該第二構件除了其導流功能外 還在支承元件與第 一構件之間起密封作用。尤其當第二構件由塑料構成時， 可以更好地補償容差。


下面在附圖中簡略地示出了本發明的 一個實施例並對其作了詳細說
明。其中
圖1示出了高壓斷路器的斷續器單元的剖面圖； 圖2示出了圖1中包括導流體的局部的細節。
具體實施例方式
圖1示出了高壓斷路器的斷續器單元的剖面圖。剖面延伸通過斷續器 單元的旋轉軸線5。斷續器單元具有第一額定電流觸頭1及第二額定電流觸 頭2。此外，斷續器單元還具有第一電弧觸頭3及第二電弧觸頭4。第一額 定電流觸頭1及第一電弧觸頭3與第二額定電流觸頭2及第二電弧觸頭4 導電地相互連接並因此而具有相同的電位。第一額定電流觸頭1及第一電 弧觸頭3分別位置固定地安裝。整個斷續器單元構造成基本上圍繞旋轉軸線5旋轉對稱的。與第一額定電流觸頭1及第一電弧觸頭3同軸地布設一 個圍繞第一電弧觸頭3並且至少部分被第一額定電流觸頭1包圍的絕緣材 料噴嘴6。第二額定電流觸頭2及第二電弧觸頭4相對於第一額定電流觸頭 1及第一電弧觸頭3可移動。為此第二額定電流觸頭2及第二電弧觸頭4可 沿旋轉軸線5移動。另外設計成銷形的第二電弧觸頭4也可相對於第二額 定電流觸頭2移動。在接通過程中首先觸點接通電弧觸頭3、 4並隨後觸點 接通額定電流觸頭1、 2。在斷開過程中首先完成額定電流觸頭1、 2之間的 電分離並在時間上隨後完成電弧觸頭3、 4之間的電分離。通過這樣的開關 特性開關電弧主要在電弧觸頭3、 4上產生。為了能夠附加地積極影響開關 特性，也就是說，為了達到電弧觸頭3、 4之間更高的斷開速度，可以另外 單獨地驅動第二電弧觸頭4並使之相對於第二額定電流觸頭2可移動。
圖1中示出的斷續器單元被流體圍繞，優選被諸如二氧化硫或氮氣等 負電性氣體圍繞。在開關過程中、尤其是在斷開過程中在兩個電弧觸頭3、 4之間產生使氣體加熱和膨脹的電弧。由此在斷開位置的區域內產生高的氣 壓。由於氣壓升高而被加熱的氣體通過絕緣材料噴嘴6轉向而沿第一方向 朝所述第二電弧觸頭4流動。為了使熱氣體準確地流動，而在第二電弧觸 頭4的區域內設置導流體7。在圖2中示出了該導流體7的詳細結構。
在圖2中以截取局部的方式示出了第二額定電流觸頭2及第二電弧觸 頭4。在支承元件8上固定接觸件9。該接觸件9具有多個與旋轉軸線5同 軸布設的接觸指。該接觸件9與支承元件8導電相連。支承元件8具有與 第二額定電流觸頭2的導電連接並進而也具有對於該斷續器單元的觸點接 通點的連接。通過這樣的一系列導電連接以及接觸件9的彈性滑動地貼靠 在第二電弧觸頭4外周面上的接觸指使第二電弧觸頭4也與斷續器單元的 位置固定的觸點接通點相連。為了保護接觸件9以及該接觸件9與第二電 弧觸頭4之間的滑動接觸結構免受開關氣體的影響，例如免受由於支靠在 第二電弧觸頭4的外表面上而使阻力增大的影響，設置了導流體7。該導流 體7具有第一構件7a和第二構件7b。導流體7的第一構件7a基本上設計 成罩蓋形並且在其面對第一電弧觸頭3的端部成圓錐形縮細。該第一構件 7a構造成旋轉對稱的並與旋轉軸線5同心地布設。在該第一構件7a錐形延 伸的頂部設有通孔，第二電弧觸頭4可移動地穿過該通孔。該通孔用作第 二電弧觸頭4的滑動支承。該第一構件7a在其面對支承元件8的端部具有內螺紋，其可以旋緊到位於支承元件8上的外螺紋8a上。該第一構件7a 在內螺紋的區域具有環形凹槽，接觸件9的環形凸肩置入其中。只要將第 一構件7a的內螺紋與支承元件8的外螺紋8a形狀閉合地連接並旋緊固定， 接觸件9的環形凸肩就通過該環形凹槽壓靠到支承元件8的接觸面上。導 流體7除了具有第一構件7 a外還具有第二構件7b，該第二構件7b基本上 設計成環盤形並以環形孔套裝在支承元件8上。在該第二構件7b的環形區 域內開設了通孔，流動氣體可以流過這些通孔。利用第一構件7a和它的錐 形形狀將流動氣體導引到朝向這些通孔的方向。在第 一構件7a和第二構件 7b的這些通孔的共同作用下控制氣體的路徑和流動，也就是說，相宜地導 出一定量的氣體，由此達到規定的在時間上遞減地降低氣壓。第二構件7b 用塑料製成。這樣的塑料例如為聚四氟乙烯。
在第二構件7b的環形孔的區域內成形有沿徑向突伸出的使該環形孔縮 小的環形凸肩10。第二構件7b通過該凸肩10沿徑向固定在支承元件8上。 在第二構件7b的環形孔處成形有另一個突伸出的凸肩11。但是該凸肩11 不是沿徑向成形的，而是與旋轉軸線5同軸地成形的，使得該凸肩ll具有 突出的空心圓柱段的形狀。該突出的空心圓柱段伸入到第 一構件7a的環形 凹槽12中，從而形成在剖面圖中的接縫，該接縫從外表面起首先沿徑向延 伸，隨後轉向到相反的方向沿流動氣體的所述第一方向延伸，以及接下來 又兩次轉向90° ，從而使接縫沿流出的氣體的方向延伸。接縫在另一個凸 肩11處轉向180° 。接縫在凸肩IO的區域內又有一次180°的轉向。在那 裡以與第二構件7b的另一個凸肩11類似的方式在第一構件7a上成形有空 心圓柱形的環繞凸肩13。在凸肩13與凸肩10之間^接縫又存在一次180° 的轉向。
通過在剖面圖中看到的接縫的兩次180°的轉向而使接縫具有 一種雙S 形的構造。由此獲得一種實現蛇曲形式的方向交替變化的迷宮式結構。
接縫在沿徑向限定接縫的側壁區域內具有比在轉向區域內更小的橫截 面，接縫在這些轉向區域內以沿徑向朝向旋轉軸線5的表面為界。由此使 進入到接縫中的氣體的阻力交替地增大或減小。在轉向的同時還產生了冷 卻效果。
通過在第一構件7a與第二構件7b之間的接縫區域內的摩擦力使該第 二構件7b摩擦連接地保持在其位置中。在相應地協調第一和第二構件7a 、7b所採用的材料以及相應地協調在這兩個構件7a、 7b之間形狀互補的結構 部段區域內的尺寸偏差時也可以將第二構件設置為浮動支撐的。通過浮動 支撐更好地阻斷由氣流引發的力。由此阻止在第二構件7b的塑料體內由於 彈性變形產生的衝擊。由此使相對剛性的由導電材料，如鋁、電銅、銅鉻 鋯等製成的第一構件7a免受由於突然的壓力升高造成的損害。
權利要求
1. 一種電開關設備的斷續器單元，具有導引沿第一方向流出的氣體的導流體(7)，其中該導流體(7)至少由第一和第二構件(7a，7b)組合而成以形成接縫，其特徵在於，所述接縫具有這樣的區段，在該區段中所述兩個構件成形為形狀互補的，以形成迷宮結構。
2. 如權利要求1所述的斷續器單元，其特徵在於，所述區段至少部分 地由第一構件(7a)的凸緣構成，該凸緣被第二構件(7b)的壁圍繞。
3. 如權利要求1或2所述的斷續器單元，其特徵在於，所述第一和第 二構件(7a， 7b)是旋轉對稱體。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的斷續器單元，其特徵在於，在所 述區段內所述接縫的走向至少發生180°的轉向。
5. 如權利要求4所述的斷續器單元，其特徵在於，所述接縫在轉向前 和轉向後具有比在發生至少180°轉向的區域內更小的寬度。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的斷續器單元，其特徵在於，所述 構件中的一個構件(7a)導引該斷續器單元的一個動觸頭。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的斷續器單元，其特徵在於， 一個 構件(7b)基本上由絕電材料構成而另一個構件(7a)由導電材料構成。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的斷續器單元，其特徵在於，所述 接縫從剖面中看有兩次至少180°的轉向。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的斷續器單元，其特徵在於，所述 第一構件(7a)在接觸件(9)作為中間層的情況下與支承元件(8)連接， 在這種情況下第二構件(7b )通過所述接縫形狀閉合地保持在支承元件(8 ) 與第一構件(7a)之間。
10. 如權利要求9所述的斷續器單元，其特徵在於，所述第二構件浮動 地保持形狀閉合。
全文摘要
電開關設備的斷續器單元具有導流體(7)。藉助於該導流體(7)導引流出的氣體。導流體(7)至少由第一和第二構件(7a，7b)構成，其中在兩個構件(7a，7b)之間形成接縫。所述接縫具有這樣的區段，該區段形狀互補地成形於所述兩個構件(7a，7b)之間，以形成迷宮結構。
文檔編號H01H33/70GK101432834SQ200780014815
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月30日 優先權日2006年4月24日
發明者託馬斯·奇勒, 沃爾克·萊曼 申請人:西門子公司