EA040540B1 - ADVANCED VACUUM BREAKER - Google Patents
ADVANCED VACUUM BREAKER Download PDFInfo
- Publication number
- EA040540B1 EA040540B1 EA201992554 EA040540B1 EA 040540 B1 EA040540 B1 EA 040540B1 EA 201992554 EA201992554 EA 201992554 EA 040540 B1 EA040540 B1 EA 040540B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- switch
- vacuum interrupter
- terminal
- housing
- inner chamber
- Prior art date
Links
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к вакуумным выключателям.The present invention relates to vacuum switches.
Уровень техникиState of the art
Вакуумный выключатель (ВВ) обычно содержит вакуумный прерыватель цепи и исполнительный орган, обеспечивающий переход прерывателя между положениями размыкания и замыкания. Как правило, исполнительный орган содержит электромагнитное устройство, соединенное с контактными элементами прерывателя.The vacuum circuit breaker (BB) usually contains a vacuum circuit breaker and an actuator that provides the transition of the breaker between the opening and closing positions. As a rule, the executive body contains an electromagnetic device connected to the contact elements of the interrupter.
Существующие ВВ оценивают как довольно громоздкие и затратные при изготовлении. Поэтому было бы желательно создать усовершенствованный вакуумный выключатель.Existing explosives are assessed as rather bulky and costly to manufacture. Therefore, it would be desirable to provide an improved vacuum circuit breaker.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается вакуумный выключатель, содержащий первый вывод, второй вывод, вакуумный прерыватель, соединяемый между упомянутыми первым и вторым выводами и выполненный с возможностью устанавливать или разрывать в процессе работы электрическое соединение между этими выводами, и корпус, выполненный из электроизоляционного материала и имеющий форму, определяющую внутреннюю камеру, причем первый и второй выводы поддерживаются упомянутым корпусом, а вакуумный прерыватель расположен в упомянутой внутренней камере, причем второй вывод содержит полый корпус, образующий часть внутренней камеры и имеющий форму и размеры, позволяющие вакуумному прерывателю пройти сквозь него.According to a first aspect of the present invention, there is provided a vacuum circuit breaker, comprising a first terminal, a second terminal, a vacuum interrupter connected between said first and second terminals and configured to establish or break an electrical connection between these terminals during operation, and a housing made of an electrically insulating material and having a shape defining an inner chamber, wherein the first and second terminals are supported by said housing, and the vacuum interrupter is located in said inner chamber, the second terminal contains a hollow housing forming part of the inner chamber and having a shape and dimensions that allow the vacuum interrupter to pass through it.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается вакуумный выключатель, содержащий первый вывод, второй вывод, вакуумный прерыватель, соединяемый между упомянутыми первым и вторым выводами и выполненный с возможностью устанавливать или разрывать в процессе работы электрическое соединение между этими выводами, и корпус, выполненный из электроизоляционного материала и имеющий форму, определяющую внутреннюю камеру, причем первый и второй выводы поддерживаются корпусом, а вакуумный прерыватель расположен во внутренней камере, причем первый вывод расположен на вершине корпуса и образует первый электрический соединительный интерфейс на этой вершине, предпочтительно на оси полюсов корпуса, а второй вывод включает стержень, выступающий из упомянутого полого корпуса и простирающийся под углом (непараллельно) к оси полюсов, предпочтительно перпендикулярно к ней, образуя второй электрический соединительный интерфейс, смещенный вбок от оси полюсов, причем воображаемая перпендикулярная ось, проведенная от второго электрического соединительного интерфейса к оси полюсов, пересекает ось полюсов в воображаемой точке пересечения, а выключатель имеет такую конфигурацию, что воображаемый треугольник, образованный упомянутыми первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами и упомянутой воображаемой точкой пересечения, представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник, причем воображаемая линия между первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами образует гипотенузу этого треугольника.According to the second aspect of the present invention, there is provided a vacuum circuit breaker, comprising a first terminal, a second terminal, a vacuum interrupter connected between said first and second terminals and configured to establish or break an electrical connection between these terminals during operation, and a housing made of an electrically insulating material and having a shape defining an inner chamber, wherein the first and second terminals are supported by the housing, and the vacuum interrupter is located in the inner chamber, the first terminal is located on the top of the housing and forms the first electrical connection interface on this top, preferably on the axis of the poles of the housing, and the second terminal includes a rod protruding from said hollow body and extending at an angle (non-parallel) to the pole axis, preferably perpendicular to it, forming a second electrical connection interface, offset laterally from the pole axis, and imaginary perpendicular the axis drawn from the second electrical connection interface to the pole axis intersects the pole axis at an imaginary intersection point, and the circuit breaker is configured such that the imaginary triangle formed by said first and second electrical connection interfaces and said imaginary intersection point is an isosceles right triangle, and an imaginary line between the first and second electrical connection interfaces forms the hypotenuse of this triangle.
Третьим объектом настоящего изобретения является вакуумный выключатель, содержащий первый вывод, второй вывод, вакуумный прерыватель, соединяемый между упомянутыми первым и вторым выводами и выполненный с возможностью устанавливать или разрывать в процессе работы электрическое соединение между этими выводами, и корпус, выполненный из электроизоляционного материала и имеющий форму, определяющую внутреннюю камеру, причем первый и второй выводы поддерживаются корпусом, а вакуумный прерыватель расположен во внутренней камере, причем первый вывод расположен на вершине корпуса и образует первый электрический соединительный интерфейс на этой вершине, предпочтительно на оси полюсов корпуса, а второй вывод включает стержень, выступающий из упомянутого полого корпуса и простирающийся под углом к оси полюсов, предпочтительно перпендикулярно к ней, образуя второй электрический соединительный интерфейс, смещенный вбок от оси полюсов, причем первый продолговатый внешний соединительный элемент подсоединяется к первому выво- 1 040540 ду через его соединительный интерфейс, а второй продолговатый внешний соединительный элемент подсоединяется к второму выводу через его соединительный интерфейс, причем внешние соединительные элементы простираются параллельно друг другу, но под углом к оси полюсов.The third object of the present invention is a vacuum circuit breaker, comprising a first terminal, a second terminal, a vacuum interrupter connected between said first and second terminals and configured to establish or break an electrical connection between these terminals during operation, and a housing made of an electrically insulating material and having a shape defining the inner chamber, wherein the first and second terminals are supported by the housing, and the vacuum interrupter is located in the inner chamber, the first terminal is located at the top of the housing and forms the first electrical connection interface at this top, preferably on the axis of the poles of the housing, and the second terminal includes a rod , protruding from said hollow body and extending at an angle to the pole axis, preferably perpendicular to it, forming a second electrical connecting interface, offset laterally from the pole axis, and the first elongated external connecting element is connected is connected to the first terminal through its connection interface, and the second elongated external connection is connected to the second terminal through its connection interface, the external connection elements extending parallel to each other but at an angle to the pole axis.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения воображаемая перпендикулярная ось, проведенная от второго электрического соединительного интерфейса к оси полюсов, пересекает ось полюсов в воображаемой точке пересечения, а выключатель имеет такую конфигурацию, что воображаемый треугольник, образованный первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами и воображаемой точкой пересечения, представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник, причем воображаемая линия между первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами образует гипотенузу этого треугольника.In preferred embodiments of the invention, an imaginary perpendicular axis drawn from the second electrical connection interface to the axis of the poles intersects the pole axis at the imaginary intersection point, and the switch is configured such that the imaginary triangle formed by the first and second electrical connection interfaces and the imaginary intersection point represents is an isosceles right triangle, and an imaginary line between the first and second electrical connection interfaces forms the hypotenuse of this triangle.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения (относящихся к любому из упомянтых аспектов изобретения) упомянутый корпус вакуумного выключателя выполняется из формуемого (литьевого) материала, причем по меньшей мере один, предпочтительно каждый, из упомянутых первого и второго выводов выполняется в виде элемента, влитого в корпус выключателя. Корпус выключателя предпочтительно формируется из пластмассы, предпочтительно из термопластмассы.In preferred embodiments of the invention (related to any of the mentioned aspects of the invention), said vacuum circuit breaker body is made of a molded (molded) material, with at least one, preferably each, of the first and second leads mentioned being made in the form of an element molded into the circuit breaker body . The body of the switch is preferably formed from plastic, preferably from thermoplastic.
Упомянутый полый корпус имеет кольцеобразную внутреннюю поверхность, образующую часть внутренней поверхности упомянутой внутренней камеры. Кольцеобразная внутренняя поверхность полого корпуса может быть выполнена заподлицо с внутренней поверхностью корпуса выключателя.Said hollow body has an annular inner surface forming part of the inner surface of said inner chamber. The annular inner surface of the hollow body can be made flush with the inner surface of the circuit breaker body.
Первый и второй выводы обычно находятся на некотором расстоянии друг от друга вдоль оси полюсов корпуса выключателя, причем упомянутый вакуумный прерыватель расположен, по меньшей мере частично, в области внутренней камеры между первым и вторым выводами, а поперечное сечение области внутренней камеры, определяемой вторым выводом, имеет форму и размеры, соответствующие (согласующиеся) форме и размерам поперечного сечения упомянутой области, в которой, по меньшей мере частично, расположен вакуумный прерыватель, или определяет большее пространство по сравнению с формой и размерами поперечного сечения области, в которой, по меньшей мере частично, расположен вакуумный прерыватель.The first and second terminals are usually located at some distance from each other along the axis of the poles of the body of the circuit breaker, and said vacuum interrupter is located at least partially in the region of the inner chamber between the first and second terminals, and the cross section of the region of the inner chamber defined by the second terminal, has a shape and dimensions corresponding (consistent) with the shape and dimensions of the cross-section of the said region, in which, at least partially, the vacuum interrupter is located, or defines a larger space compared to the shape and dimensions of the cross-section of the region, in which, at least partially , a vacuum interrupter is located.
Область внутренней камеры, определяемая вторым выводом, предпочтительно имеет форму и размеры, соответствующие форме и размерам поперечного сечения вакуумного прерывателя, или определяет большее пространство по сравнению с формой и размерами поперечного сечения вакуумного прерывателя.The area of the inner chamber defined by the second terminal preferably has a shape and dimensions corresponding to the shape and dimensions of the cross section of the vacuum interrupter, or defines a larger space compared to the shape and dimensions of the cross section of the vacuum interrupter.
Корпус выключателя имеет открытый конец, причем второй вывод расположен между этим открытым концом и областью, в которой, по меньшей мере частично, расположен вакуумный прерыватель, а открытый конец имеет форму и размеры, позволяющие вакуумному прерывателю пройти сквозь него.The body of the switch has an open end, with the second terminal located between this open end and the area in which, at least partially, the vacuum interrupter is located, and the open end is shaped and sized to allow the vacuum interrupter to pass through it.
Внутренняя камера имеет форму и размеры, позволяющие вакуумному прерывателю пройти вдоль внутренней камеры от ее открытого конца до требуемого положения внутри этой камеры.The inner chamber is shaped and sized to allow the vacuum interrupter to pass along the inner chamber from its open end to a desired position within that chamber.
В некоторых вариантах осуществления изобретения внутри упомянутого полого корпуса расположен один конец вакуумного прерывателя.In some embodiments of the invention, one end of the vacuum interrupter is located inside said hollow body.
Изобретение в предлагаемых вариантах осуществления включает электрическое соединительное устройство, устанавливающее электрическое соединение подвижного контактного элемента вакуумного прерывателя со вторым выводом и расположенное во внутренней камере корпуса выключателя, предпочтительно внутри полого корпуса второго вывода. Внутренняя камера имеет форму и размеры, позволяющие этому соединительному устройству пройти вдоль внутренней камеры от ее открытого конца до требуемого положения внутри этой камеры.The invention in the proposed embodiments includes an electrical connection device that establishes an electrical connection between the movable contact element of the vacuum interrupter and the second terminal and is located in the inner chamber of the switch housing, preferably inside the hollow housing of the second terminal. The inner chamber is shaped and sized to allow this connector to extend along the inner chamber from its open end to a desired position within that chamber.
Область внутренней камеры между открытым концом и областью, определяемой вторым выводом, предпочтительно имеет форму и размеры, соответствующие форме и размерам поперечного сечения электрического соединительного устройства, а также предпочтительно вакуумного прерывателя, или определяет большее пространство по сравнению с формой и размерами поперечного сечения электрического соединительного устройства, а также предпочтительно вакуумного прерывателя.The area of the inner chamber between the open end and the area defined by the second terminal preferably has a shape and dimensions corresponding to the shape and dimensions of the cross section of the electrical connection device, and preferably also of the vacuum interrupter, or defines a larger space compared to the shape and dimensions of the cross section of the electrical connection device and also preferably a vacuum interrupter.
В некоторых вариантах осуществления изобретения полый корпус имеет цилиндрическую форму.In some embodiments of the invention, the hollow body has a cylindrical shape.
Внутренняя камера может иметь, по существу, однообразное поперечное сечение по меньшей мере в области, определяемой вторым выводом, и в области расположения вакуумного прерывателя.The inner chamber may have a substantially uniform cross section, at least in the area defined by the second terminal and in the area of the vacuum interrupter.
Внутренняя камера может иметь, по существу, цилиндрическое поперечное сечение.The inner chamber may have a substantially cylindrical cross section.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения выключатель содержит тягу, соединенную с вакуумным прерывателем для приведения его в действие и включающую сердечник, расположенный внутри оболочки, причем сердечник выполнен из термостойкого материала, предпочтительно из термостойкой пластмассы, а оболочка выполнена из ударопрочного материала, предпочтительно из ударопрочной пластмассы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения сердечник и оболочка выполнены из термопластмасс или термоотверждающегося полимерного материала.In preferred embodiments of the invention, the switch comprises a rod connected to the vacuum interrupter to actuate it and including a core located inside the sheath, the core being made of a heat-resistant material, preferably heat-resistant plastic, and the sheath being made of impact-resistant material, preferably impact-resistant plastic. In a preferred embodiment of the invention, the core and sheath are made of thermoplastics or a thermoset polymeric material.
Сердечник выполнен из материала, предпочтительно представляющего собой электроизоляционный формуемый материал, наиболее предпочтительно пластмассу, обладающего более высокой термостойкостью по сравнению с материалом, из которого изготовлена оболочка, а оболочка выполнена изThe core is made of a material, preferably an electrically insulating moldable material, most preferably a plastic, which has a higher temperature resistance than the material from which the sheath is made, and the sheath is made of
- 2 040540 материала, предпочтительно представляющего собой электроизоляционный формуемый материал, наиболее предпочтительно пластмассу, обладающего более высокой ударопрочностью по сравнению с материалом, из которого изготовлен сердечник.- 2 040540 material, preferably an electrically insulating moldable material, most preferably plastic, having a higher impact resistance compared to the material from which the core is made.
Сердечник и оболочку предпочтительно изготавливают совместно формованием (литьем под давлением).The core and sheath are preferably made together by molding (injection molding).
Один конец упомянутой тяги обычно расположен внутри полого корпуса.One end of said rod is usually located inside the hollow body.
В некоторых вариантах осуществления изобретения первый вывод расположен на вершине корпуса и образует первый электрический соединительный интерфейс на этой вершине, предпочтительно на оси полюсов корпуса, а второй вывод включает стержень, выступающий из полого корпуса и простирающийся под углом к оси полюсов, предпочтительно перпендикулярно к ней, образуя второй электрический соединительный интерфейс, смещенный вбок от оси полюсов, причем воображаемая перпендикулярная ось, проведенная от второго электрического соединительного интерфейса к оси полюсов, пересекает ось полюсов в воображаемой точке пересечения, а выключатель имеет такую конфигурацию, что воображаемый треугольник, образованный первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами и воображаемой точкой пересечения, представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник, причем воображаемая линия между первым и вторым электрическими соединительными интерфейсами образует гипотенузу этого треугольника.In some embodiments of the invention, the first terminal is located on the top of the housing and forms the first electrical connecting interface at this top, preferably on the axis of the poles of the housing, and the second terminal includes a rod protruding from the hollow body and extending at an angle to the axis of the poles, preferably perpendicular to it, forming a second electrical connection interface offset laterally from the pole axis, wherein an imaginary perpendicular axis drawn from the second electrical connection interface to the pole axis intersects the pole axis at an imaginary intersection point, and the switch is configured such that an imaginary triangle formed by the first and second electrical connecting interfaces and an imaginary point of intersection, is an isosceles right triangle, and an imaginary line between the first and second electrical connecting interfaces forms the hypotenuse of this triangle.
В некоторых вариантах осуществления изобретения первый вывод расположен на вершине корпуса и образует первый электрический соединительный интерфейс на этой вершине, предпочтительно на оси полюсов корпуса, а второй вывод включает стержень, выступающий из полого корпуса и простирающийся под углом к оси полюсов, предпочтительно перпендикулярно к ней, образуя второй электрический соединительный интерфейс, смещенный вбок от оси полюсов, причем первый продолговатый внешний соединительный элемент подсоединяется к первому выводу через его соединительный интерфейс, а второй продолговатый внешний соединительный элемент подсоединяется ко второму выводу через его соединительный интерфейс, причем внешние соединительные элементы простираются параллельно друг другу, но под углом к оси полюсов.In some embodiments of the invention, the first terminal is located on the top of the housing and forms the first electrical connecting interface at this top, preferably on the axis of the poles of the housing, and the second terminal includes a rod protruding from the hollow body and extending at an angle to the axis of the poles, preferably perpendicular to it, forming a second electrical connection interface offset laterally from the axis of the poles, and the first elongated external connection element is connected to the first terminal through its connection interface, and the second elongated external connection element is connected to the second terminal through its connection interface, and the external connection elements extend parallel to each other , but at an angle to the axis of the poles.
Внешние соединительные элементы имеют одну и ту же длину.External connecting elements have the same length.
Четвертый аспект изобретения относится к тяге для вакуумного прерывателя, включающей сердечник, расположенный внутри оболочки, причем сердечник выполнен из термостойкого материала, предпочтительно из термостойкой пластмассы, а оболочка выполнена из ударопрочного материала, предпочтительно из ударопрочной пластмассы. Сердечник и оболочка предпочтительно выполнены из термопластмасс или термоотверждающегося полимерного материала.A fourth aspect of the invention relates to a vacuum interrupter rod comprising a core located inside a sheath, the core being made of a heat-resistant material, preferably a heat-resistant plastic, and the sheath being made of an impact-resistant material, preferably impact-resistant plastic. The core and sheath are preferably made of thermoplastics or a thermoset polymeric material.
Конструкция опорной изоляции выключателя и способ ее изготовления позволяют добиться в некоторых вариантах осуществления изобретения уменьшения веса и размеров коммутационного модуля, монтируемого в помещении.The design of the support insulation of the circuit breaker and the method of its manufacture allow, in some embodiments of the invention, to reduce the weight and dimensions of the switching module mounted in the room.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения распространяются на опорную изоляцию, выполненную из электроизоляционного, например термопластичного, материала, в который внедрены предпочтительно путем литья под давлением нижний и верхний выводы выключателя.Preferred embodiments of the invention extend to a support insulation made of an electrically insulating, for example thermoplastic, material, in which the lower and upper terminals of the switch are embedded, preferably by injection molding.
Нижний вывод предпочтительно имеет кольцеобразную форму.The lower terminal preferably has an annular shape.
Ось полюсов наклонена относительно воображаемой межвыводной оси, простирающейся между соответствующими базисными точками на каждом из верхнего и нижнего выводов, предпочтительно таким образом, что ось полюсов, упомянутая межвыводная ось и ось нижнего вывода пересекаются, образуя равнобедренный прямоугольный треугольник.The pole axis is inclined with respect to an imaginary pin-to-pin axis extending between respective reference points on each of the top and bottom pins, preferably such that the pole axis, said pin-to-pin axis and the bottom pin's axis intersect to form an isosceles right triangle.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения позволяют создать выключатель, имеющий сравнительно небольшие размеры при заданных номиналах по току и изоляции, либо выключатель, имеющий сравнительно высокие номиналы по току и изоляции при заданных размерах.Preferred embodiments of the invention make it possible to provide a switch having a relatively small size for a given current and insulation rating, or a switch having a relatively high current and insulation rating for a given size.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения обеспечивают сравнительно низкую стоимость изготовления выключателя.Preferred embodiments of the invention provide a relatively low cost to manufacture the switch.
Размеры выдвижного блока, выполненного на основе выключателей, соответствующих предпочтительным вариантам осуществления изобретения, невелики по сравнению с блоком на основе обычных выключателей. Стоимость выдвижного блока, выполненного на основе выключателей, соответствующих предпочтительным вариантам осуществления изобретения, невелика по сравнению с блоком на основе обычных выключателей.The dimensions of the withdrawable unit based on the switches according to the preferred embodiments of the invention are small compared to the unit based on conventional switches. The cost of a withdrawable unit based on switches according to the preferred embodiments of the invention is low compared to a unit based on conventional switches.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения демонстрируют повышенную термостойкость и более продолжительный срок службы изоляции тяги по сравнению с обычными выключателями.Preferred embodiments of the invention demonstrate increased thermal resistance and longer life of the thrust insulation compared to conventional switches.
Прочие преимущества изобретения станут ясны специалистам в данной области из нижеследующего описания конкретного примера осуществления изобретения, представленного со ссылками на приложенные чертежи.Other advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of a specific embodiment of the invention presented with reference to the accompanying drawings.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Один из вариантов осуществления изобретения описывается ниже с помощью примера и со ссылками на приложенные чертежи, на которых показано фиг. 1 - перспективное изображение в разрезе корпуса вакуумного выключателя, предлагаемого вOne embodiment of the invention is described below by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a perspective view in section of the housing of the vacuum circuit breaker offered in
- 3 040540 изобретении, фиг. 1А - перспективное изображение в разрезе верхнего электрического вывода, включенного в корпус вакуумного выключателя, показанный на фиг. 1, фиг. 1Б - перспективное изображение в разрезе нижнего электрического вывода, включенного в корпус вакуумного выключателя, показанный на фиг. 1, фиг. 2 - перспективное изображение в разрезе корпуса вакуумного выключателя, показывающее, как вакуумный прерыватель может быть вставлен в корпус, фиг. 3 - перспективное изображение в разрезе корпуса вакуумного выключателя, показывающее, как токосъемник может быть вставлен в корпус, фиг. 4 - вид сбоку в разрезе вакуумного выключателя, фиг. 5 - вид сбоку в разрезе изолирующей тяги в предпочтительном варианте осуществления, предназначенной для использования в предлагаемом вакуумном выключателе, фиг. 6 - вид сбоку вакуумного выключателя, включающего соединительные элементы нижнего и верхнего выводов.- 3 040540 of the invention, fig. 1A is a sectional perspective view of an upper electrical terminal included in the vacuum circuit breaker housing shown in FIG. 1, fig. 1B is a sectional perspective view of a lower electrical terminal included in the vacuum circuit breaker housing shown in FIG. 1, fig. 2 is a sectional perspective view of the vacuum circuit breaker housing showing how the vacuum interrupter can be inserted into the housing, FIG. 3 is a sectional perspective view of the vacuum circuit breaker housing showing how the current collector can be inserted into the housing, FIG. 4 is a sectional side view of the vacuum circuit breaker, FIG. 5 is a sectional side view of an insulating rod in the preferred embodiment for use in the present vacuum circuit breaker, FIG. 6 is a side view of a vacuum circuit breaker including bottom and top terminal connectors.
Описание осуществления изобретенияDescription of the invention
Электрический выключатель, показанный на чертежах, имеет как целое ссылочное обозначение 10. Выключатель 10 предназначен, в частности, для использования с целью прерывания подачи электроэнергии в сетях переменного тока и поэтому может называться выключателем переменного тока. Выключатель 10 содержит вакуумный прерыватель 12 и поэтому может называться вакуумным выключателем (ВВ). Вакуумный прерыватель 12, который может также называться вакуумным выключающим устройством, содержит подвижный электрический контактный элемент (не показан) и неподвижный (стационарный) электрический контактный элемент (не показан), расположенные в вакуумной камере 14, т.е. в герметично закрытой камере, в которой поддерживается вакуум, по меньшей мере, во время использования. Подвижный контактный элемент выполнен с возможностью перемещения между положением размыкания, в котором он электрически и физически отделен от неподвижного контактного элемента, и положением замыкания, в котором он находится в электрическом (и, как правило, физическом) контакте со вторым контактным элементом. Положение размыкания подвижного контактного элемента соответствует разомкнутому состоянию, или состоянию разрыва соединения, вакуумного прерывателя 12 и, следовательно, выключателя 10, в котором он прерывает прохождение тока в какой-либо цепи (не показана), частью которой он является. Положение замыкания контактного элемента соответствует замкнутому состоянию, или состоянию установления соединения, вакуумного прерывателя 12 и, следовательно, выключателя 10, в котором ток может проходить между неподвижным и подвижным контактными элементами.The electrical switch shown in the drawings has as a whole the reference symbol 10. The switch 10 is intended in particular to be used for the purpose of interrupting the supply of electricity in a.c. networks and can therefore be called an a.c. switch. The switch 10 includes a vacuum interrupter 12 and may therefore be referred to as a vacuum switch (BB). The vacuum interrupter 12, which may also be referred to as a vacuum switching device, comprises a movable electrical contact element (not shown) and a fixed (stationary) electrical contact element (not shown) located in the vacuum chamber 14, i. in a hermetically sealed chamber, which is maintained under vacuum, at least during use. The movable contact element is movable between an open position, in which it is electrically and physically separated from the fixed contact element, and a closed position, in which it is in electrical (and usually physical) contact with the second contact element. The open position of the movable contact element corresponds to the open or disconnected state of the vacuum interrupter 12, and hence the switch 10, in which it interrupts the flow of current in any circuit (not shown) of which it is a part. The closing position of the contact element corresponds to the closed or connection state of the vacuum interrupter 12 and hence the switch 10, in which current can flow between the fixed and movable contact elements.
Движение контактного элемента между его положениями размыкания и замыкания инициируется исполнительным органом (не показан). Исполнительный орган может относиться к любому подходящему типу, например электромагнитному, механическому, электрическому или электромеханическому. Исполнительный орган соединяется с подвижным контактным элементом вакуумного прерывателя 12 посредством механического сцепного элемента, который в предпочтительных вариантах осуществления изобретения включает тягу 16, в частности электроизолирующую тягу, хотя в альтернативных вариантах осуществления изобретения может быть выполнен в любой другой подходящей форме, например в виде сильфонной муфты. Сцепной элемент связывает исполнительный орган с подвижным контактным элементом, что позволяет исполнительному органу перемещать контактный элемент между его положениями размыкания и замыкания.The movement of the contact element between its opening and closing positions is initiated by an actuator (not shown). The actuator may be of any suitable type, such as electromagnetic, mechanical, electrical, or electromechanical. The actuator is connected to the movable contact element of the vacuum interrupter 12 by means of a mechanical coupling element, which in preferred embodiments of the invention includes a rod 16, in particular an electrically insulating rod, although in alternative embodiments of the invention it can be made in any other suitable form, for example in the form of a bellows coupling . The coupling element connects the actuator to the movable contact element, which allows the actuator to move the contact element between its opening and closing positions.
Вакуумный прерыватель 12 и, следовательно, ВВ 10 в процессе работы обычно находится в нормально-замкнутом состоянии, когда подвижный контактный элемент находится в его положении замыкания, обеспечивая прохождение тока между контактными элементами и в любой данной цепи (не показана), в которой выключатель 10 монтируют во время использования. В этих случаях ВВ 10 может быть выполнен с возможностью автоматического размыкания в качестве реакции на обнаружение аварийной ситуации, например перегрузки по току или короткого замыкания, для защиты цепи, в которой он был смонтирован во время использования. Это достигается путем инициирования исполнительным органом перемещения подвижного контакта в его положение размыкания в качестве реакции на обнаружение аварийной ситуации. Для этого ВВ 10 обычно оснащается блоком управления (не показан) либо выполняется с возможностью совместного функционирования с последним с целью обеспечения перехода в разомкнутое состояние при обнаружении аварийной ситуации. Блок управления обычно содержит электрическую и/или электронную схему с включенными в нее или подключенными к ней датчиками тока (не показаны). В процессе использования датчик(и) тока подключается(ются) к любому подходящему проводнику тока в ВВ 10 или в цепи, к которой подсоединен ВВ. При обнаружении датчиком(ами) тока, более конкретно ожидаемого тока, превышающего пороговое значение, блок управления инициирует размыкание ВВ. В некоторых вариантах осуществления изобретения ВВ 10 может быть переведен в исходное, т.е. замкнутое, состояние в ручном, полуручном (например, путем активации вручную пользовательского органа управления (не показан)) и/или автоматическом режиме, если ВВ 10 обнаруживает, что аварийная ситуация устранена, и/или по истечении порогового периода времени с момента активации.Vacuum interrupter 12, and hence BB 10, is normally normally closed during operation when the movable contact element is in its closed position, allowing current to flow between the contact elements and in any given circuit (not shown) in which switch 10 mounted during use. In these cases, the BB 10 may be configured to automatically open in response to the detection of an emergency, such as an overcurrent or short circuit, to protect the circuit in which it was mounted during use. This is achieved by causing the actuator to move the moving contact to its opening position in response to the detection of an emergency. To do this, the explosive 10 is usually equipped with a control unit (not shown) or is made with the possibility of joint operation with the latter in order to ensure the transition to an open state when an emergency is detected. The control unit usually contains an electrical and/or electronic circuit with current sensors included in it or connected to it (not shown). During use, the current sensor(s) is(are) connected to any suitable current conductor in the BB 10 or in the circuit to which the BB is connected. Upon detection by the sensor(s) of current, more specifically expected current, exceeding the threshold value, the control unit initiates opening of the CB. In some embodiments, the BB 10 can be reset, i. e. closed, a state in manual, semi-manual (for example, by manually activating a user control (not shown)) and/or automatic mode, if the BB 10 detects that the emergency has been eliminated, and/or after a threshold period of time has elapsed from the moment of activation.
- 4 040540- 4 040540
Выключатели, автоматически переводимые в исходное положение, обычно называют выключателями с устройством повторного включения.Circuit breakers that automatically reset are commonly referred to as circuit breakers with a reclosing device.
Выключатель 10, показанный, в частности, на фиг. 1, 1А и 1Б, содержит первый, или верхний, электрический вывод 18 и второй, или нижний, электрический вывод 20, посредством которых выключатель 10 может быть электрически подсоединен в процессе использования к внешней электрической цепи или к устройству (не показаны). Первый вывод 18 электрически подсоединен к неподвижному контактному элементу вакуумного прерывателя 12. Второй вывод 20 электрически подсоединен к подвижному контактному элементу вакуумного прерывателя 12. Выводы 18, 20 выполнены из электропроводящего материала, например меди или другого подходящего металла или металлического сплава.Switch 10, shown in particular in FIG. 1, 1A and 1B comprises a first or upper electrical terminal 18 and a second or lower electrical terminal 20 through which the switch 10 may be electrically connected in use to an external electrical circuit or device (not shown). The first terminal 18 is electrically connected to the fixed contact element of the vacuum interrupter 12. The second terminal 20 is electrically connected to the movable contact element of the vacuum interrupter 12. The terminals 18, 20 are made of an electrically conductive material such as copper or other suitable metal or metal alloy.
Выводы 18, 20 поддерживаются корпусом 22 выключателя 10, будучи, как правило, встроенными в него. Выводы 18, 20 находятся на некотором расстоянии друг от друга вдоль оси Р полюсов выключателя 10 (которая в типичных вариантах осуществления изобретения соответствует направлению, вдоль которого перемещается подвижный контактный элемент прерывателя 12, и направлению перемещения тяги). Корпус 22 определяет внутреннюю камеру 24, служащую для размещения и поддержки вакуумного прерывателя 12 и других компонентов выключателя 10, более подробно описанных ниже. Камера 24 имеет, по существу, круглое поперечное сечение (т.е. сечение, перпендикулярное оси полюсов), хотя форма поперечного сечения может быть в альтернативных вариантах осуществления изобретения и иной. Верхний вывод 18 расположен у первого конца (или верха) 19 корпуса 22, а нижний вывод 20 расположен между первым концом 19 и вторым концом (или низом) 21 корпуса 22. Второй конец 21 открыт, что позволяет вставить компоненты выключателя в камеру 24, как более подробно описано ниже.The terminals 18, 20 are supported by the body 22 of the switch 10, being generally built into it. The terminals 18, 20 are spaced apart along the axis P of the poles of the switch 10 (which in typical embodiments of the invention corresponds to the direction along which the movable contact element of the breaker 12 moves and the direction of movement of the rod). Housing 22 defines an inner chamber 24 to house and support the vacuum interrupter 12 and other components of the switch 10, described in more detail below. Chamber 24 has a substantially circular cross section (ie, a section perpendicular to the axis of the poles), although the shape of the cross section may be different in alternative embodiments of the invention. An upper terminal 18 is located at the first end (or top) 19 of the housing 22, and a lower terminal 20 is located between the first end 19 and the second end (or bottom) 21 of the housing 22. The second end 21 is open to allow the switch components to be inserted into the chamber 24 as described in more detail below.
Корпус 22 выполнен из электроизоляционного, обычно диэлектрического, материала. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения корпус выполнен из формуемого материала. Например, корпус 22 может быть выполнен из пластмассы, предпочтительно из термопластичного материала (например, содержащего одну или более термопластмасс). В альтернативном варианте корпус 22 может быть выполнен из одного или более термоотверждающихся полимеров или любого пригодного электроизоляционного материала.The housing 22 is made of an electrically insulating, usually dielectric, material. In preferred embodiments of the invention, the body is made of a moldable material. For example, housing 22 may be made of plastic, preferably a thermoplastic material (eg, containing one or more thermoplastics). Alternatively, housing 22 may be made from one or more thermoset polymers or any suitable electrically insulating material.
По меньшей мере один, но предпочтительно оба вывода 18, 20 выполнены в виде элементов, влитых в корпус 22, т.е. встроенных в корпус 22 в процессе формирования этого корпуса методом литья под давлением. Может быть использован любой подходящий стандартный метод литья под давлением, например литье под давлением путем впрыска. Выводы 18, 20 встроены в корпус 22 таким образом, что по меньшей мере некоторые, предпочтительно. по существу, все наружные поверхности соответствующих выводов 18, 20 находятся в контакте с соответствующей внутренней поверхностью корпуса 22.At least one, but preferably both leads 18, 20 are molded into body 22, i. embedded in the housing 22 during the formation of this housing by injection molding. Any suitable standard injection molding method may be used, such as injection molding. Leads 18, 20 are built into housing 22 in such a way that at least some are preferred. substantially all of the outer surfaces of the respective leads 18, 20 are in contact with the corresponding inner surface of the housing 22.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения нижний вывод 20 содержит полый кольцеобразный корпус 26, имеющий предпочтительно трубчатую форму, т.е. форму муфты с открытым концом. В типичном варианте осуществления изобретения кольцеобразный корпус 26 имеет, но не обязательно, по существу, круглое поперечное сечение, т.е. кольцеобразный корпус 26 может представлять собой полый цилиндр. Тем не менее, в альтернативных вариантах осуществления изобретения кольцеобразный корпус может иметь другую (некруглую) форму поперечного сечения, предпочтительно соответствующую форме камеры 24. Кольцеобразный корпус 26 обычно является жестким и выполнен из металла или другого проводящего материала. Кольцеобразный корпус 26 встроен в корпус 22 выключателя таким образом, что внутренняя поверхность 28 кольцеобразного корпуса 26 представляет собой часть внутренней поверхности камеры 24. В этом качестве кольцеобразный корпус 26 простирается вокруг оси P полюсов. Внутренняя поверхность 28 кольцеобразного корпуса 26 предпочтительно выполнена заподлицо или, по существу, заподлицо с внутренней поверхностью 30 камеры 24, образуемой самим корпусом 22. С этой целью кольцеобразный корпус 26 может быть предусмотрен в выемке, сформированной в корпусе 22. Наружная поверхность кольцеобразного корпуса 26 покрыта корпусом 22. Форма и размеры кольцеобразного корпуса 26 позволяют вакуумному прерывателю пройти сквозь него (т.е. соответствующие формы и размеры кольцеобразного корпуса 26 и вакуумного прерывателя 12 таковы, что вакуумный прерыватель способен пройти сквозь кольцеобразный корпус 26 и, следовательно, сквозь нижний вывод 20).In preferred embodiments, the bottom terminal 20 comprises a hollow annular body 26, which is preferably tubular in shape, i.e. form of a coupling with an open end. In an exemplary embodiment, the annular body 26 is, but need not be, substantially circular in cross section, i.e. the annular body 26 may be a hollow cylinder. However, in alternative embodiments of the invention, the annular body may have a different (non-circular) cross-sectional shape, preferably corresponding to the shape of the chamber 24. The annular body 26 is usually rigid and made of metal or other conductive material. The annular body 26 is integrated into the switch body 22 such that the inner surface 28 of the annular body 26 is part of the inner surface of the chamber 24. As such, the annular body 26 extends around the pole axis P. The inner surface 28 of the annular body 26 is preferably flush or substantially flush with the inner surface 30 of the chamber 24 defined by the body 22 itself. To this end, the annular body 26 may be provided in a recess formed in the body 22. housing 22. The shape and dimensions of the annular housing 26 allow the vacuum interrupter to pass through it (i.e., the respective shapes and dimensions of the annular housing 26 and the vacuum interrupter 12 are such that the vacuum interrupter is able to pass through the annular housing 26 and, therefore, through the bottom terminal 20 ).
Нижний вывод 20 обычно также включает соединительный стержень 32. Соединительный стержень 32 обычно выполнен как единое целое с кольцеобразным корпусом 26, но может быть соединен с последним и иным образом (по меньшей мере, электрически). Соединительный стержень 32 обычно является жестким и выполнен из металла или другого проводящего материала. Соединительный стержень 32 простирается из кольцеобразного корпуса 26 в направлении, которое не параллельно, а предпочтительно и, по существу, перпендикулярно оси P полюсов. Корпус 22 выключателя имеет такую форму, что он покрывает наружную поверхность стержня 32 за исключением конца 34, остающегося открытым, что позволяет подсоединить стержень 32 и, следовательно, вывод 20 к внешней цепи или к устройству. Для этого на конце 34 стержня 32 может быть предусмотрено контактное гнездо 35 или другой подходящий элемент.The bottom terminal 20 typically also includes a connecting rod 32. The connecting rod 32 is usually integral with the annular housing 26, but may be connected to the latter in other ways (at least electrically). The connecting rod 32 is usually rigid and made of metal or other conductive material. The connecting rod 32 extends from the annular body 26 in a direction that is not parallel, but preferably and substantially perpendicular to the axis P of the poles. The body 22 of the switch is shaped so that it covers the outer surface of the stem 32 except for the end 34 remaining open, which allows the stem 32, and hence the lead 20, to be connected to an external circuit or device. To this end, a contact socket 35 or another suitable element can be provided at the end 34 of the rod 32.
В типичном варианте осуществления изобретения верхний вывод 18 расположен у верхнего конца камеры 24, что обычно соответствует верхней части 19 корпуса 22 выключателя. Вывод 18 может содер- 5 040540 жать корпус 36 и соединительный стержень 38. Корпус 36 может быть кольцеобразным и определять контактное гнездо 40 для приема электрического соединительного элемента 42 с целью электрического соединения вывода 18 с неподвижным контактным элементом вакуумного прерывателя 12. Соединительный стержень 38 обычно простирается из корпуса 36 в направлении, по существу, параллельном оси P полюсов. Корпус 36 и стержень 38 обычно являются жесткими и выполнены из металла или другого проводящего материала. Корпус 22 выключателя имеет такую форму, что он покрывает наружную поверхность стержня 38 за исключением конца 44, остающегося открытым, что позволяет подсоединить стержень 38 и, следовательно, вывод 18 к внешней цепи или к устройству. Для этого на конце 44 стержня 38 может быть предусмотрено контактное гнездо 46 или другой подходящий элемент. Верхний вывод 18 экранирует элементы вакуумного прерывателя 12 с высокой напряженностью электрического поля (например, тройные точки). Кроме того, благодаря ему обеспечивается уменьшение размеров выключателя 10.In a typical embodiment of the invention, the upper terminal 18 is located at the upper end of the chamber 24, which usually corresponds to the upper part 19 of the body 22 of the switch. Terminal 18 may comprise a housing 36 and a connecting rod 38. The housing 36 may be annular and define a contact socket 40 for receiving an electrical connector 42 for the purpose of electrically connecting the terminal 18 to the fixed contact element of the vacuum interrupter 12. The connecting rod 38 typically extends out of the housing 36 in a direction substantially parallel to the axis P of the poles. Housing 36 and stem 38 are typically rigid and made of metal or other conductive material. The body 22 of the switch is shaped so that it covers the outer surface of the stem 38 except for the end 44 remaining open, which allows the stem 38, and hence the lead 18, to be connected to an external circuit or device. To this end, a contact socket 46 or another suitable element can be provided at the end 44 of the rod 38. The top terminal 18 shields elements of the vacuum interrupter 12 with a high electric field strength (for example, triple points). In addition, thanks to it, a reduction in the size of the switch 10 is ensured.
Для электрического соединения подвижного контактного элемента вакуумного прерывателя 12 с нижним выводом 20 предусмотрено электрическое соединительное устройство 50 (иногда называемое токосъемником). Соединительное устройство 50 содержит подвижную часть 52, соединенную с подвижным контактным элементом, и неподвижную (стационарную) часть 54, соединенную с нижним выводом 20. Подвижная часть 52 соединена с неподвижной частью 54 посредством по меньшей мере одного, но обычно множества гибких соединительных элементов 56, обеспечивающих относительное перемещение между неподвижной и подвижной частями 52, 54. В типичном варианте осуществления изобретения неподвижная часть 54 имеет кольцеобразную форму и расположена вокруг подвижной части 52. Неподвижная и подвижная части 52, 54 и гибкие соединительные элементы 56 выполняются из любого подходящего проводящего материала. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения подвижная часть 52 содержит гнездо 58, предназначенное для вхождения в контакт с электрическим соединительным элементом 60 вакуумного прерывателя 12, электрически соединенным с подвижным контактным элементом прерывателя 12. Когда соединительный элемент 60 входит в контакт с подвижной частью 52, электрическое соединительное устройство 50 электрически соединяет подвижный контактный элемент прерывателя с нижним выводом 20, предоставляя при этом пространство для перемещения подвижному контактному элементу.An electrical connection device 50 (sometimes referred to as a current collector) is provided to electrically connect the moving contact element of the vacuum interrupter 12 to the lower terminal 20. The connecting device 50 includes a movable part 52 connected to the movable contact element, and a fixed (stationary) part 54 connected to the bottom terminal 20. The movable part 52 is connected to the fixed part 54 through at least one, but usually a plurality of flexible connecting elements 56, providing relative movement between the fixed and moving parts 52, 54. In a typical embodiment of the invention, the fixed part 54 has an annular shape and is located around the moving part 52. The fixed and moving parts 52, 54 and the flexible connecting elements 56 are made of any suitable conductive material. In the illustrated embodiment, the movable part 52 includes a socket 58 adapted to come into contact with an electrical connector 60 of the vacuum interrupter 12 electrically connected to the movable contact element of the breaker 12. When the connector 60 comes into contact with the movable part 52, the electrical connector 50 electrically connects the movable contact element of the interrupter to the lower terminal 20 while providing space for movement of the movable contact element.
В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения тяга 16 механически соединена с подвижным контактным элементом посредством электрического соединительного элемента 60, что лучше всего видно на фиг. 4. В процессе использования перемещение тяги 16 в направлении оси P полюсов вызывает соответствующее перемещение подвижной части 52 и подвижного контактного элемента.In the illustrated embodiment, the rod 16 is mechanically connected to the movable contact element by means of an electrical connector 60, which is best seen in FIG. 4. During use, the movement of the rod 16 in the direction of the axis P of the poles causes a corresponding movement of the movable part 52 and the movable contact element.
На фиг. 2 и 3 показано, в частности, как можно легко осуществить сборку выключателя 10, благодаря чему упрощается процесс изготовления. На фиг. 2 показано, как можно вставить вакуумный прерыватель 12 через открытый конец 21 корпуса 22 выключателя и кольцеобразный корпус 26 нижнего вывода 20 и переместить до вхождения в контакт с верхним выводом 18 в направлении, показанном стрелкой А. В этом положении соединительный элемент 42 вакуумного прерывателя 12 входит в контакт с гнездом 40, обеспечивая электрическое соединение неподвижного контактного элемента с выводом 18. На фиг. 3 показано, как можно вставить электрическое соединительное устройство 50 через открытый конец 21 корпуса 22 выключателя в кольцеобразный корпус 26 нижнего вывода 20 и переместить до вхождения в контакт с вакуумным прерывателем 12 в направлении, показанном стрелкой В.In FIG. 2 and 3 show in particular how the switch 10 can be easily assembled, thereby simplifying the manufacturing process. In FIG. 2 shows how the vacuum interrupter 12 can be inserted through the open end 21 of the switch housing 22 and the annular housing 26 of the lower terminal 20 and moved until it contacts the upper terminal 18 in the direction indicated by arrow A. In this position, the connector 42 of the vacuum interrupter 12 enters in contact with the socket 40, providing electrical connection of the fixed contact element with the output 18. In FIG. 3 shows how the electrical connector 50 can be inserted through the open end 21 of the switch housing 22 into the annular housing 26 of the lower terminal 20 and moved until it contacts the vacuum interrupter 12 in the direction shown by arrow B.
Камера 24 имеет форму и размеры, позволяющие разместить в ней вакуумный прерыватель 12, предпочтительно с обеспечением тугой посадки (называемой также фрикционной или прессовой посадкой) между прерывателем 12 и внутренней поверхностью камеры 24. В типичных вариантах осуществления изобретения внешняя форма вакуумного прерывателя является по существу цилиндрической, так что внутренняя поверхность камеры 24 может иметь соответствующую форму по меньшей мере в области нахождения вакуумного прерывателя 12 в процессе использования. Кроме того, камера 24 имеет форму и размеры, позволяющие вакуумному прерывателю 12 пройти (при его нормальной эксплуатационной ориентации) вдоль камеры 24 от ее конца 21 (который является открытым, что позволяет вставить прерыватель 12 и другие компоненты) до его требуемого положения во время сборки выключателя 10. Камера 24 имеет, по существу, однообразное поперечное сечение между ее концами 19, 21 или, по меньшей мере, между нижним выводом 20 и верхним выводом 18, будучи в типичных вариантах осуществления изобретения, по существу, цилиндрической, хотя в альтернативных вариантах осуществления изобретения она может иметь другую форму. В частности, в предпочтительном варианте осуществления изобретения поперечное сечение камеры 24 является, по существу, однообразным в области нижнего вывода 20 и в области между нижним выводом 20 и верхним выводом 18, где вакуумный прерыватель 12 находится в процессе использования. В более общем случае камера 24 имеет в области, определяемой нижним выводом 20, такие форму и размеры поперечного сечения, которые позволяют вакуумному прерывателю 12 пройти через область, определяемую нижним выводом 20, в область между нижним выводом 20 и верхним выводом 18. С этой целью области, определяемой нижним выводом 20, могут быть приданы форма и размеры (например, в поперечном сечении), соответствующие форме и размерам поперечного сечения вакуумного прерывателя 12 или определяющие большее пространство по сравнению с формой и размеThe chamber 24 is shaped and sized to accommodate the vacuum interrupter 12, preferably with a tight fit (also referred to as a friction or press fit) between the interrupter 12 and the inner surface of the chamber 24. In exemplary embodiments, the outer shape of the vacuum interrupter is substantially cylindrical. , so that the inner surface of the chamber 24 can be shaped appropriately, at least in the area where the vacuum interrupter 12 is in use. In addition, chamber 24 is shaped and sized to allow vacuum interrupter 12 to extend (in its normal operational orientation) along chamber 24 from its end 21 (which is open to allow insertion of interrupter 12 and other components) to its desired position during assembly. switch 10. Chamber 24 has a substantially uniform cross-section between its ends 19, 21, or at least between lower terminal 20 and upper terminal 18, being essentially cylindrical in typical embodiments of the invention, although in alternative embodiments implementation of the invention, it may have a different form. In particular, in the preferred embodiment of the invention, the cross-section of the chamber 24 is substantially uniform in the region of the lower terminal 20 and in the region between the lower terminal 20 and the upper terminal 18, where the vacuum interrupter 12 is in use. More generally, chamber 24 has, in the region defined by the lower terminal 20, such a cross-sectional shape and dimensions as to allow the vacuum interrupter 12 to pass through the region defined by the lower terminal 20 into the region between the lower terminal 20 and the upper terminal 18. To this end, the area defined by the bottom terminal 20 can be shaped and sized (e.g., in cross section) to match the shape and dimensions of the cross section of the vacuum interrupter 12 or to define a larger space than the shape and size
- 6 040540 рами поперечного сечения вакуумного прерывателя 12. Одним из способов достижения этого является придание поперечному сечению камеры 24 цилиндрической формы при том, что вакуумный прерыватель в типичном варианте осуществления изобретения также имеет цилиндрическое поперечное сечение. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения камера 24 является однообразно цилиндрической, по меньшей мере, в области нижнего вывода 20 и в области между нижним выводом 20 и верхним выводом 18, в которой вакуумный прерыватель 12 находится в процессе использования. В альтернативном варианте камера 24 может быть шире в области нижнего вывода 20, чем в области между нижним выводом 20 и верхним выводом 18. В некоторых вариантах осуществления изобретения камере 24 придается форма с раструбообразной областью на ее конце 21 (которая может простираться до области нижнего вывода 20), а между этой раструбообразной областью и другим концом 19 камера 24 может иметь, по существу, однообразное поперечное сечение.- 6 040540 the cross section of the vacuum interrupter 12. One way to achieve this is to give the cross section of the chamber 24 cylindrical shape, while the vacuum interrupter in a typical embodiment of the invention also has a cylindrical cross section. In the illustrated embodiment, the chamber 24 is uniformly cylindrical, at least in the region of the lower port 20 and in the region between the lower port 20 and the upper port 18, in which the vacuum interrupter 12 is in use. Alternatively, chamber 24 may be wider in the region of the lower terminal 20 than in the region between the lower terminal 20 and the upper terminal 18. 20), and between this funnel-shaped region and the other end 19, the chamber 24 may have a substantially uniform cross section.
Камера 24 имеет форму и размеры, позволяющие разместить в ней электрическое соединительное устройство 50, предпочтительно с обеспечением тугой посадки (называемой также фрикционной или прессовой посадкой) между неподвижной частью 54 и внутренней поверхностью камеры 24. Электрическое соединительное устройство 50 располагается (когда выключатель 10 находится в собранном состоянии) внутри кольцеобразного корпуса 26 нижнего вывода 20, так что неподвижная часть входит в контакт с внутренней поверхностью кольцеобразного корпуса 26 (образующей часть внутренней поверхности камеры). В типичных вариантах осуществления изобретения внешняя форма соединительного устройства 50 является, по существу, цилиндрической, так что внутренняя поверхность камеры 24 может иметь соответствующую форму в области кольцеобразного корпуса 26. Кроме того, камера 24 имеет форму и размеры, позволяющие соединительному устройству 50 пройти (при его нормальной эксплуатационной ориентации) вдоль камеры 24 от открытого конца 21 этой камеры до его требуемого положения во время сборки выключателя 10. Форма и размеры поперечного сечения камеры 24 от открытого конца 21 до области, определяемой нижним выводом 20, таковы, что электрическое соединительное устройство 50 может пройти (как и вакуумный прерыватель 12) через открытый конец 21 в область, определяемую нижним выводом 20. С этой целью области между открытым концом 21 и областью, определяемой нижним выводом 20, могут быть приданы форма и размеры (например, в поперечном сечении), соответствующие (согласующиеся) форме и размерам поперечного сечения электрического соединительного устройства 50 (и, по выбору, вакуумного прерывателя 12) или определяющие большее пространство по сравнению с формой и размерами поперечного сечения электрического соединительного устройства 50 (и вакуумного прерывателя 12). В предпочтительных вариантах осуществления изобретения электрическое соединительное устройство 50 и вакуумный прерыватель 12 имеют поперечные сечения, по существу, с одинаковыми формой и размерами.The chamber 24 is shaped and sized to accommodate the electrical connector 50, preferably with a tight fit (also referred to as a friction or press fit) between the fixed portion 54 and the inner surface of the chamber 24. The electrical connector 50 is positioned (when the switch 10 is in assembled) inside the annular body 26 of the lower outlet 20, so that the fixed part comes into contact with the inner surface of the annular body 26 (forming part of the inner surface of the chamber). In exemplary embodiments of the invention, the outer shape of the connector 50 is substantially cylindrical, so that the inner surface of the chamber 24 may be shaped appropriately in the region of the annular body 26. In addition, the chamber 24 is shaped and sized to allow the connector 50 to pass (with its normal operating orientation) along the chamber 24 from the open end 21 of this chamber to its desired position during assembly of the circuit breaker 10. The shape and dimensions of the cross section of the chamber 24 from the open end 21 to the area defined by the lower terminal 20 are such that the electrical connector 50 can pass (like the vacuum interrupter 12) through the open end 21 into the area defined by the lower terminal 20. To this end, the area between the open end 21 and the area defined by the lower terminal 20 can be shaped and sized (for example, in cross section) , corresponding (consistent) to the shape and dimensions of the cross section electrical connector 50 (and optionally vacuum interrupter 12) or defining a larger space compared to the cross-sectional shape and dimensions of the electrical connector 50 (and vacuum interrupter 12). In preferred embodiments of the invention, the electrical connector 50 and the vacuum interrupter 12 have cross sections with substantially the same shape and dimensions.
Кольцеобразная форма корпуса 26 нижнего вывода 20 обусловливает наличие большой поверхности теплообмена, увеличивающей отвод тепла от вакуумного прерывателя 12 и других компонентов выключателя 10. Теплообмен обеспечивается низким тепловым сопротивлением между выводами 18, 20 и полимерным материалом корпуса 22, в который встроены эти выводы. Это выражается в сравнительно значительном отводе тепла и повышенном номинальном токе выключателя 10 при заданных размерах последнего.The annular shape of the housing 26 of the lower output 20 results in a large heat exchange surface, which increases heat removal from the vacuum interrupter 12 and other components of the circuit breaker 10. Heat transfer is provided by low thermal resistance between the outputs 18, 20 and the polymer material of the housing 22 in which these outputs are embedded. This is expressed in a relatively significant heat removal and increased rated current of the switch 10 for a given size of the latter.
На фиг. 5 показана тяга 16 в предпочтительном варианте осуществления изобретения. Для снижения веса и стоимости тягу 16 предпочтительно изготавливают из пластмассы, а не из, например, металла. Тяга 16 должна обладать достаточно высокими механическими и электрическими характеристиками, чтобы соответствовать эксплуатационным требованиям, предъявляемым к выключателю 10. Однако максимальная толщина, получаемая стандартным методом однослойного литья под давлением путем впрыска, составляет приблизительно 5 мм, что не вполне подходит для получения требуемых механических и электрических характеристик. Поэтому в предпочтительных вариантах осуществления изобретения тяга 16 содержит внутреннюю часть, или сердечник, 70, заключенную в наружный слой, или оболочку, 72, причем каждый из этих компонентов выполнен из пластмассы (предпочтительно из термопластичного или термоотверждающегося полимера). Сердечник 70 и оболочка 72 предпочтительно формируются из разных пластмасс. Сердечник 70 предпочтительно формируется из термостойкого термопластичного или термоотверждающегося полимера, а оболочка 72 - из ударопрочного термопластичного или термоотверждающегося полимера. Эти материалы являются электроизоляционными. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения сердечник 70 формируется из материала, предпочтительно представляющего собой электроизоляционный формуемый материал, более предпочтительно пластмассу, обладающую более высокой термостойкостью по сравнению с материалом, из которого изготовлена оболочка 72, а оболочка 72 формируется из материала, предпочтительно представляющего собой электроизоляционный формуемый материал, более предпочтительно пластмассу, обладающую более высокой ударопрочностью по сравнению с материалом, из которого изготовлен сердечник 70.In FIG. 5 shows a link 16 in the preferred embodiment of the invention. To reduce weight and cost, the link 16 is preferably made of plastic rather than, for example, metal. The link 16 must have sufficiently high mechanical and electrical characteristics to meet the performance requirements of the switch 10. However, the maximum thickness obtained by the standard single-layer injection molding method is approximately 5 mm, which is not well suited to obtain the required mechanical and electrical characteristics. Therefore, in preferred embodiments of the invention, the rod 16 comprises an inner part, or core, 70, enclosed in an outer layer, or shell, 72, each of these components being made of plastic (preferably a thermoplastic or thermoset polymer). The core 70 and the sheath 72 are preferably formed from different plastics. The core 70 is preferably formed from a heat resistant thermoplastic or thermoset polymer and the sheath 72 is formed from an impact resistant thermoplastic or thermoset polymer. These materials are electrically insulating. In preferred embodiments of the invention, the core 70 is formed from a material, preferably an electrically insulating moldable material, more preferably a plastic having higher heat resistance than the material from which the sheath 72 is made, and the sheath 72 is formed from a material, preferably an electrically insulating moldable material. , more preferably a plastic having a higher impact resistance than the material from which the core 70 is made.
Тяга 16 может быть сформирована методом многослойного литья под давлением путем впрыска. Термостойкий сердечник 70 обеспечивает стабильность размеров при высоких температурах, тогда как ударопрочная оболочка 72 обеспечивает относительно высокую устойчивость к циклическим механическим нагрузкам, воздействующим во время использования. Благодаря этому тяга 16 обладает достаточноThe link 16 may be formed by multi-layer injection molding. The heat-resistant core 70 provides dimensional stability at high temperatures, while the impact-resistant jacket 72 provides a relatively high resistance to cyclic mechanical stress during use. Thanks to this, the thrust 16 has enough
- 7 040540 высокими механическими и электрическими характеристиками при сниженной стоимости ее изготовления.- 7 040540 high mechanical and electrical characteristics at a reduced cost of its manufacture.
Один конец тяги 16 может быть снабжен механическим соединительным элементом 74, предпочтительно выполненным из термопластичного или термоотверждающегося полимера либо из другого электроизоляционного материала и предназначенным для соединения тяги 16 с подвижным контактным элементом вакуумного прерывателя 12, что позволяет исполнительному органу перемещать подвижный контактный элемент. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения часть соединительного элемента 74 внедрена в тягу 16, а часть выступает из тяги 16 с целью соединения с подвижным контактным элементом посредством соединительного элемента 60 вакуумного прерывателя 12, который может включать гнездо для приема выступающей части. Внедренная часть может быть вставлена в гнездо, предусмотренное в тяге, или сформирована вместе с тягой методом литья под давлением. На противоположном конце тяги 16 может быть предусмотрен механический соединительный элемент 76, представляющий собой в иллюстрируемом примере гнездо и предназначенный для соединения тяги 16 с исполнительным органом.One end of the rod 16 may be provided with a mechanical connector 74, preferably made of a thermoplastic or thermoset polymer or other electrically insulating material, to connect the rod 16 to the movable contact element of the vacuum interrupter 12, which allows the actuator to move the movable contact element. In the illustrated embodiment, part of the connector 74 is embedded in the rod 16, and part protrudes from the rod 16 for the purpose of connecting to the movable contact element through the connector 60 of the vacuum interrupter 12, which may include a socket for receiving the protruding part. The embedded part can be inserted into a socket provided in the rod, or formed together with the rod by injection molding. At the opposite end of the rod 16, a mechanical coupling element 76 can be provided, which in the illustrated example is a socket and is designed to connect the rod 16 to the executive body.
Как показано, в частности, на фиг. 4, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения электрическое соединительное устройство 50 расположено внутри полого кольцеобразного корпуса 26 нижнего вывода 20. Вообще говоря, один или более других компонентов выключателя 10 могут быть полностью или частично расположены внутри полого кольцеобразного корпуса 26 нижнего вывода 20. Например, в иллюстрируемом варианте осуществления изобретения внутри корпуса 26 расположены нижний конец вакуумного прерывателя 12 и верхний конец тяги 16. Такое перекрытие компонентов выключателя вдоль оси P полюсов обеспечивает уменьшение длины выключателя 10 вдоль этой оси и, следовательно, уменьшение общих габаритов выключателя. Кроме того, кольцеобразный корпус 26 служит в качестве электрического экрана для компонентов, размещенных внутри него.As shown in particular in FIG. 4, in preferred embodiments of the invention, the electrical connector 50 is located within the hollow annular housing 26 of the lower terminal 20. Generally speaking, one or more other components of the switch 10 may be wholly or partially located within the hollow annular housing 26 of the lower terminal 20. For example, in the illustrated In an embodiment of the invention, the lower end of the vacuum interrupter 12 and the upper end of the rod 16 are located inside the housing 26. This overlap of the components of the switch along the axis P of the poles reduces the length of the switch 10 along this axis and, consequently, reduces the overall dimensions of the switch. In addition, the annular housing 26 serves as an electrical shield for the components placed inside it.
Получаемые в результате компактные размеры области между верхним и нижним выводами 18, 20 могут быть слишком малы для монтажа в существующих распределительно-коммутационных устройствах выдвижного типа (не показаны). Тем не менее, предпочтительная конфигурация верхнего и нижнего выводов предоставляет возможность соединения выключателя 10 с внешним устройством (например, с выдвижным распределительно-коммутационным устройством), расстояние между выводами которого превышает расстояние между открытыми концами 34, 44 верхнего и нижнего выводов 18, 20, измеренное вдоль оси полюсов. Верхний вывод 18 расположен на вершине корпуса 22, так что соединительный интерфейс (или точка соединения), образуемый(ая) его открытым концом 44, тоже находится на вершине этого корпуса, предпочтительно располагаясь на оси P полюсов. В типичном варианте осуществления изобретения открытый конец 44 содержит соединительную грань, перпендикулярную к оси P полюсов. На фиг. 6 соединительный интерфейс верхнего вывода обозначен буквой С. Стержень 32 нижнего вывода 20 простирается в направлении, которое не параллельно, а предпочтительно перпендикулярно оси P полюсов, так что соединительный интерфейс (или точка соединения), образуемый(ая) его открытым концом 34, смещен(а) вбок от оси P полюсов. В типичном варианте осуществления изобретения открытый конец 34 содержит соединительную грань, перпендикулярную к продольной оси стержня. На фиг. 6 соединительный интерфейс нижнего вывода обозначен буквой A. Воображаемая перпендикулярная ось (или прямая линия), проведенная из A к оси P полюсов (которая в предпочтительных вариантах осуществления изобретения соответствует продольной оси стержня 32), пересекает ось P полюсов в точке B (которая может быть описана как воображаемая). Кратчайшее расстояние по прямой между A и С больше кратчайшего расстояния по прямой между С и B (вдоль оси P полюсов). Предпочтительной конфигурацией является воображаемый треугольник, образованный точками A, B и С (т.е. A, B и С являются вершинами этого треугольника, а точки A и С могут быть приняты в качестве точки, например центральной точки, соответственно нижнего и верхнего соединительного интерфейса) и представляющий собой равнобедренный прямоугольный треугольник, причем воображаемая (прямая) линия между точками A и С образует гипотенузу этого треугольника. В альтернативных вариантах осуществления изобретения треугольник может быть равнобедренным, но не обязательно равнобедренным прямоугольным треугольником. Размещение выключателя 10 относительно внешнего устройства таким образом, чтобы ось P полюсов проходила с наклоном относительно соответствующей оси внешнего устройства (например, оси выдвигания выдвижного распределительно-коммутационного устройства), увеличивает соответствующее расстояние между соединительными интерфейсами A, С (по сравнению с расстоянием от С до В).The resulting compact size of the area between the top and bottom terminals 18, 20 may be too small for installation in existing draw-out switchgear (not shown). However, the preferred configuration of the top and bottom terminals allows the circuit breaker 10 to be connected to an external device (for example, a drawer switchgear), the distance between the terminals of which exceeds the distance between the open ends 34, 44 of the upper and lower terminals 18, 20, measured along the axis of the poles. The top terminal 18 is located on top of the housing 22, so that the connection interface (or connection point) formed by its open end 44 is also on the top of this housing, preferably located on the axis P of the poles. In a typical embodiment of the invention, the open end 44 contains a connecting face perpendicular to the axis P of the poles. In FIG. 6, the connection interface of the top terminal is indicated by the letter C. The shaft 32 of the bottom terminal 20 extends in a direction that is not parallel, but preferably perpendicular to the axis P of the poles, so that the connection interface (or connection point) formed by its open end 34 is displaced( a) laterally from the axis P of the poles. In a typical embodiment of the invention, the open end 34 contains a connecting face perpendicular to the longitudinal axis of the rod. In FIG. 6, the connection interface of the bottom terminal is labeled A. An imaginary perpendicular axis (or straight line) drawn from A to the axis P of the poles (which in preferred embodiments corresponds to the longitudinal axis of the bar 32) intersects the axis P of the poles at point B (which may be described as imaginary). The shortest straight line distance between A and C is greater than the shortest straight line distance between C and B (along the axis P of the poles). The preferred configuration is an imaginary triangle formed by points A, B and C (i.e. A, B and C are the vertices of this triangle, and points A and C can be taken as a point, such as the center point, respectively of the lower and upper connecting interface ) and representing an isosceles right triangle, and an imaginary (straight) line between points A and C forms the hypotenuse of this triangle. In alternative embodiments of the invention, the triangle may be an isosceles, but not necessarily an isosceles right triangle. Placing the circuit breaker 10 relative to the external device in such a way that the axis P of the poles is tilted relative to the corresponding axis of the external device (for example, the pull-out axis of the drawer switchgear) increases the corresponding distance between the connecting interfaces A, C (compared to the distance from C to IN).
Соответствующий продолговатый внешний соединительный элемент 80, 82, обычно содержащий электропроводящую пластину, шину или иной электропроводник, может быть подсоединен в процессе использования к каждому выводу 18, 20 через соответствующий соединительный интерфейс С, A. Соединительные элементы 80, 82 (более конкретно их соответствующие продольные оси) простираются параллельно друг другу, но с наклоном относительно оси P полюсов. Соединительные элементы 80, 82 могут содержать соединительную (или торцевую) грань (для соединения с открытыми концами 44, 34), расположенную с наклоном относительно продольной оси этих соединительных элементов 80, 82. Точки A и С могут располагаться в центре соответствующей соединительной грани. Предпочтительная конфигурация, описанная выше, в частности образование воображаемого равнобедренного треугольника, по-A corresponding elongated external connector 80, 82, typically containing an electrically conductive plate, busbar, or other electrical conductor, may be connected in use to each terminal 18, 20 via a respective connector interface C, A. The connectors 80, 82 (more specifically, their respective longitudinal axes) extend parallel to each other, but with an inclination relative to the axis P of the poles. The connecting elements 80, 82 may comprise a connecting (or end) face (for connection with open ends 44, 34) inclined relative to the longitudinal axis of these connecting elements 80, 82. Points A and C may be located in the center of the corresponding connecting face. The preferred configuration described above, in particular the formation of an imaginary isosceles triangle,
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1707027.7 | 2017-05-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA040540B1 true EA040540B1 (en) | 2022-06-20 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9172236B2 (en) | Overvoltage protection device having at least one surge arrester | |
EA039405B1 (en) | Vacuum circuit breaker with improved configuration | |
US8309872B2 (en) | Insulating switching rod | |
CN101809700B (en) | Pole part of a medium-voltage switching device | |
WO2011104619A1 (en) | Retainer, vacuum interrupter, and electrical switching apparatus including the same | |
CN104508782A (en) | Circuit-breaker pole part with a heat transfer shield | |
US8138864B2 (en) | Circuit interrupter including a molded case made of liquid crystal polymer | |
WO2014031428A1 (en) | Contact assembly and vacuum switch including the same | |
CN110896005B (en) | Vacuum circuit breaker signal feedback mechanism | |
US6570116B2 (en) | Current carrying assembly for a circuit breaker | |
CN110600291A (en) | Vacuum switching apparatus and contact assembly thereof | |
CN212625429U (en) | Circuit breaker state indicating device and circuit breaker assembly | |
EA040540B1 (en) | ADVANCED VACUUM BREAKER | |
US6265961B1 (en) | Thermal protector | |
CN101162668B (en) | Low-voltage device with rotating element with high electrodynamic strength | |
CN218333651U (en) | Circuit breaker | |
CN109074997B (en) | Integrated contact socket for plug-in circuit breaker | |
GB2574716A (en) | Improved circuit breaker | |
CN210136801U (en) | Static contact and micro switch using same | |
EP4297059A1 (en) | Medium voltage or high voltage circuit breaker | |
CN101038831B (en) | Circuit breaker | |
CN109950090B (en) | Solid-sealed polar pole | |
JPH053089B2 (en) | ||
CN111164718A (en) | Module group for constructing power switch | |
CN103426694A (en) | Molded case circuit breaker |