带有高电动力学强度的旋转元件的低压装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置，它包括：外壳，对于每一个电极，该外壳包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头，所述触头可以彼此连接／断开；旋转元件，包括由绝缘材料制成的成型本体，对于所述开关的每一个电极，该成型本体包括至少一个基座，所述基座被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头；控制机构，它可操作连接到所述旋转元件上，用于使所述旋转元件移动；和一个或多个由铁磁材料制成的元件，设置在与所述可移动触头的所述至少一个基座的内表面的至少一部分相对应的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于低压系统的装置，特别是用于具有高电动力 学强度的断路器或断开器的装置。技术背景众所周知，断路器或断开器(在下文中总称为开关)包括外壳和 一个或多个电极，每一个电极连接至少一个固定触头和至少一个可移 动触头，这两种触头能够彼此连接/断开。现有技术的断路器还包括能使可移动触头移动的控制装置，致使 它们连接在相应的固定触头上或者从该固定触头断开。所述控制装置 的作用通常被施加在可操作连接至可移动触头的主轴上，以使得可移 动触头随着该主轴的转动从第一操作位置移动到第二操作位置，这分 别是开关开启构造和开关关闭构造的特征。在用于弱电流(指示高达800A)和适中电压(指示高达690V) 的开关中，存在致使主轴与可移动触头重合的解决办法，这些办法给 出了一种由绝缘材料制成的旋转元件，该绝缘材料既能保证相位间的 介电分离，当然又能适当传递移动，并对所涉及的力具有抗力。该旋 转元件通常由开关外壳的结构部分所支承，这基本上限定了通过旋转 元件本身承载的区域。此类开关显示出了相当多的优点，例如，具有 有限数量的构件和有限的总的妨碍。对于利用旋转元件的开关来说，其指示的技术限定值为800A和 690V源于这样的事实，即如果超过了该阈值，将需要旋转元件具有电 动力学和机械阻力的性能水平，而这几乎与具有竟争成本的绝缘类结 构材料不相容。从实践观点来看，较高机械性能的需要已经通过引入金属加强杆， 使其穿过旋转元件本身而部分地得到了满足。但是，金属加强杆产生了这样的问题，即与电极之间的电绝缘性能相冲突。实际上，机械性 能的适度提高不可避免地伴随着绝缘性能的进一 步削弱。在现有技术中用于给予旋转元件更高的电动力学特性和机械阻力的其它方法是，增加其径向尺寸；然而，该第二类解决办法引入了较 大的摩擦并且危害到了开关的总效率。在专利申请文件No.BG2005A000026中描述的更为先进的解决方 法通过引入将旋转元件本身从控制元件上悬挂下来的轴承，使得旋转 元件的用途还延伸到明确高于800A的电流的开关上。特别的，后一 种解决方法降低了摩擦，并且可防止应力通过触头传递到直接位于开 关的临界区域上的旋转元件，该临界区域例如为密封装置的连接处。虽然后一种解决方法使开关的利用超出了性能水平的特定广泛范 围，但是在任何情况下都保持使用的物理限制，这种物理限制与其说 与额定电流有关，倒不如说是与短路状态有关(例如，45kA至690V)。在短路过程中，实际上可以出现各种现象，使开关暴露在特别严 重的应力下。在第一位置，开关能够经受住特别高的电流，虽然只是 很短的时间。在第二位置，开关能够有效地断开短路。开关能够短时 间内经受住远高于额定电流的电流的能力被称为电动力学强度 (electrodynamic strength )。开关断开短路的能力净皮称为断开能 (breaking power )。电动力学强度的极限是由例如电流在其中通过的相互靠近的导体 之间的所谓电动力学干扰现象引起的。所述电动力学干扰不仅带来电 应力，还因此带来了热应力，以及机械应力。众所周知，电动力学干 扰现象可在类似电流通过其中的导体之间触发(例如，在形成一个电 极的各并联支路之间，和在由多个触头组成的相同电极之间)，还可在 不同电流在其中通过的彼此靠近的导体之间触发(例如，在多相开关 的相邻电极之间)。在例如并联的相似导体的情况下( 一个和相同电极 的各个触头之间)，在各个触头之间将出现严重不平衡的电流分配，而 且当这些触头具有相同或类似的形态特征时也是如此。例如，在五个 导体彼此相同的情况下，也可以实际预期到，外导体及内导体之间的不平衡的比率甚至在三比一的范围。特别的，在短路的情况下，电动 力学强度的极限将由经受较高电动应力的外触头快速达到。电极的电动力学强度因此可被认为是在电极的所有触头中流通的 电流总值的第一近似值，只要最外面的触头保持安全的状态。换句话 说，可以说，各个触头不会均匀分配以形成电极的电动力学强度。不同电流在其中通过的导体之间的电动力学现象更复杂一些，这 是因为它们来自具有较高程度可变性的情况，但是在最终的分析中， 产生了对处于安全状态的电动力学强度的进一步限制。特别的，可以指出，在多极开关中，由于单个电极的外部触头是 由于电流而经受较高应力的电极，因此相邻电极之间的干扰现象又得 到了不利地放大。众所周知，电动力学强度在理论上可通过增加与相邻电极相应的 电气部件之间的距离，和/或使用具有特别强度的接触弹簧，和/或通 过改变单个触头的几何尺寸来提高。但是，由于已经指出过的原因， 这种意义上的改进迟早会与尺寸约束冲突，与成本-利益比率上的经济 约束相冲突，以及与通常可用的材料的技术局限相冲突。最后，不能忽视的事实是，电动力学干扰还以机械应力形式存在， 尤其是存在于不同的电极之间。事实上，有必要记住的是，电极的纯 电气部件以及存在于相邻位置和旋转元件的空腔内的各机械元件可在 不同时间通过电流。沿着电极的电路链和运动链路，事实上将碰到各 种金属元件和用于传导电流的元件(例如移动触头，弹簧，连杆，销， 柔性导电元件)，它们由旋转元件支撑并且相互约束，而且还被旋转元 件本身约束。特别的，所述电气部件和机械部件，如果通过电极的电 流分量的话，将暴露在机械应力下。所述应力取决于所涉及的电流， 并且在短路的情况下，产生的应力可与各种材料的屈服和失效极限容 易地干涉。事实上，过大的应力可导致构成旋转元件的机械部分和塑 料材料产生机械咬合和故障。而且，明显的是，由电动力学干扰产生 的机械现象对限制开关的总的电动力学强度具有贡献。至于电机部分，应该指出的是，瞬间及有限的机械变形将很容易 对开关的适当功能产生危害。至于旋转元件的成型本体，应该想到，由于它是绝缘材料，因此 屈服极限可以相对适中，而且当使用高质量的塑料材料，例如，所谓 的以不饱和聚酯为基础的模制化合物时也是如此。清楚的是，如果需要实现开关的进一步的改进性能(例如，高于45kA至6卯V的电动力学强度)，必须能够容忍该电动力学应力。
技术实现思路
在上述考虑的基础上，形成本专利技术主题的主要任务就是，提供一 种能够克服所提到的限制和缺点的开关。在该任务的框架中，本专利技术的目的是提供一种开关，这种开关将 呈现出紧密的结构，这种结构易于装配并由有限数量的元件构成。形成本专利技术的主题的另一任务是，提供一种开关，这种开关具有 改善的电动力学强度特征。形成本专利技术的主题的又一个任务是，提供一种开关，由于改进的 电动力学强度特征，因此这种开关还具有改善的断开能特征。注意，形成本专利技术的主题的次要目的是提供一种开关，这种开关 将呈现出高可靠性，并且相对易于以具有竟争性的成本制造。在下文中将更清楚地展现上述任务和上述以及其它目的，它们将 通过用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置加以实 现，其特征在于，它包括外壳，对于每一个电极，该外壳包括至少一个固定触头和至少一 个可移动触头，所述触头可以彼此连接/断开；旋转元件，包括由绝缘材料制成的成型本体，对于所述开关的每 一个电极，该成型本体包括至少一个基座，所述基座被设计成容纳相 应电极的至少一个可移动触头；控制机构，可操作地连接到所述旋转元件上，用于能够使所述旋 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置（１），其特征在于，它包括：　　　　外壳（２、２’），对于每一个电极，所述外壳（２、２’）包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头（３），所述触头可以彼此连接／断开；　　　　旋转元件（４），包括由绝缘材料制成的成型本体（５），对于所述开关的每一个电极，所述成型本体（５）包括至少一个基座（６），所述基座（６）被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头（３）；　　　　控制机构（７），它可操作地接至所述旋转元件（４），用于使所述旋转元件（４）移动；　　　　一个或多个由铁磁材料制成的元件（１０、２０、３０、４０、５０、６０），它们设置在与所述可移动触头（３）的所述至少一个基座（６）的内表面的至少一部分相对应的位置。

【技术特征摘要】
IT 2006-10-13 BG2006A0000531.一种用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置(1)，其特征在于，它包括外壳(2、2’)，对于每一个电极，所述外壳(2、2’)包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头(3)，所述触头可以彼此连接/断开；旋转元件(4)，包括由绝缘材料制成的成型本体(5)，对于所述开关的每一个电极，所述成型本体(5)包括至少一个基座(6)，所述基座(6)被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头(3)；控制机构(7)，它可操作地接至所述旋转元件(4)，用于使所述旋转元件(4)移动；一个或多个由铁磁材料制成的元件(10、20、30、40、50、60)，它们设置在与所述可移动触头(3)的所述至少一个基座(6)的内表面的至少一部分相对应的位置。2. 根据权利要求l所述的装置(1)，其特征在于，所述一个或多 个由铁磁材料制成的元件(10、 20、 30、 40、 50、 60)设置在与所述 基座(6)的至少一个第一侧壁(91)相对应的位置。3. 根据权利要求1所述的装置(1 )，其特征在于，所述一个或多 个由铁磁材料制成的元件(10、 20、 30、 40、 50、 60)设置在与所述 基座(6)的至少一个第一侧壁(91)和一个第二侧壁(92)相对应的 位置。4. 根据权利要求l到3中的一项或多项所述的装置(1),其特征 在于，所述一个或多个由铁磁材料制成的元件(10、 20、 30、 40、 50、 60)覆盖所述基座(6)的内表面的至少25%。5. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在 于，所述旋转元件(4)包括可移动触头的至少一个销钉(8),所述销 钉(8)穿过限定在所述成型本体(5)中的相应的孔(80)。6. 根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述一个或多 个由4失磁材料制成的元件(20、 30、 40、 50、 60)与可移动触头的所 述销钉(8)以及所述成型本体(5)可操作地相互作用。7. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在 于，所述一个或多个由铁磁材料制成的元件包括第一成型本体(10、 20、 30, 40)，所述成型本体(10、 20、 30， 40)具有带大致呈矩形截 面的中空部分(ll、 21、 31、 41)，所述中空部分的外表面与所述基座 (6)的内表面的至少一部分大体上配合。8. 根据权利要求7所述的装置(1),其特征在于，所述一个或多 个由铁磁材料制成的元件(20、 30、 40)包括第一接片(12)和第二 接片(13)，它们从所述中空部分(21、 31、 41)延伸，并接合在限定 于所述基座(6)的相应腔体(22、 23)中。9. 根据权利要求5和8所述的装置(1)，其特征在于，用于使可 移动触头的所述销钉(8)通过的第一孔(32)和第二孔(33)限定在 所述第一接片(12)和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S贝萨纳，A伯加米尼，
申请(专利权)人：ABB服务有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]