用于斷路器的蓋組件、具有蓋組件的斷路器、和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中所公開的主題涉及具有電流變壓器的斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器廣泛用于保護(hù)電氣線路和設(shè)備。斷路器監(jiān)測(cè)通過電導(dǎo)體的電流并且“跳閘”以打開電路且因此假如滿足某些預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的話(例如過流狀況)就中斷通過電路的電流。電子跳閘單元(“ETU”)是結(jié)合斷路器使用的用于相對(duì)于時(shí)間跳閘響應(yīng)控制電流(和/或電壓)的裝置。ETU是測(cè)量和調(diào)準(zhǔn)流過斷路器的電流并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候發(fā)出跳閘信號(hào)的可編程裝置。斷路器包括測(cè)量裝置中的電流的電路。電流感測(cè)變壓器感測(cè)電路電流并且向ETU提供電流信號(hào)以用于處理。電流變壓器和羅氏線圈監(jiān)測(cè)斷路器中的電流。電流變壓器用于為ETU提供動(dòng)力而不使用外部輔助電源。電流變壓器向ETU提供與流過其中的初級(jí)電流成比例的電流輸出。由于電流變壓器損失而產(chǎn)生熱。羅氏線圈用于斷路器的導(dǎo)體中的電流的飽和自由測(cè)量。羅氏線圈提供與電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)成比例的電壓輸出，而不是像傳統(tǒng)的電流變壓器一樣的電流輸出。為了承受某些沖擊試驗(yàn)，將絕緣帶粘貼到負(fù)載端子上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于斷路器的蓋組件包括蓋，該蓋包括第一部分和第二部分。第一部分被夠造成至少部分地覆蓋斷路器內(nèi)的電流感測(cè)元件，并且具有內(nèi)部表面和蓋開口。第二部分從第一部分的內(nèi)部表面延伸，并且具有端子收納部開口，該端子收納部開口與蓋開口對(duì)準(zhǔn)。蓋被構(gòu)造成通過端子收納部開口和蓋開口接收負(fù)載端子。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種斷路器包括至少一個(gè)電流感測(cè)元件、負(fù)載端子、以及蓋組件。該蓋組件包括蓋，該蓋具有第一部分和第二部分。第一部分被構(gòu)造成至少部分地覆蓋斷路器內(nèi)的至少一個(gè)電流感測(cè)元件，并且具有內(nèi)部表面和蓋開口。第二部分從第一部分的內(nèi)部表面延伸，并且包括端子收納部開口，該端子收納部開口與蓋開口對(duì)準(zhǔn)。負(fù)載端子通過端子收納部開口、并且通過蓋開口被接收在第二部分內(nèi)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種使負(fù)載端子與斷路器內(nèi)的電流感測(cè)元件絕緣的方法包括采用蓋組件，該蓋組件具有蓋，該蓋包括第一部分和第二部分，第一部分具有內(nèi)部表面和蓋開口，并且第二部分從第一部分的內(nèi)部表面延伸，第二部分具有端子收納部開口，該端子收納部開口與蓋開口對(duì)準(zhǔn)。該方法還包括通過使蓋的第二部分的端子收納部開口通過斷路器的負(fù)載端子之上來將蓋組件安裝到斷路器上；以及通過蓋的第一部分至少部分地覆蓋電流感測(cè)兀件。
[0006]通過下文結(jié)合附圖的描述，這些和其它的優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0007]被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說明書結(jié)尾處的權(quán)利要求書中特別指出并且明確要求保護(hù)。通過下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它的特征以及優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，在附圖中:
[0008]圖1是斷路器的示例性實(shí)施例的前透視圖；
[0009]圖2是具有蓋組件的示例性實(shí)施例的斷路器的示例性實(shí)施例的側(cè)橫截面圖；
[0010]圖3是具有蓋組件的斷路器的示例性實(shí)施例的后透視圖；
[0011]圖4是相對(duì)于斷路器的蓋組件的示例性實(shí)施例的分解透視圖；
[0012]圖5是用于蓋組件的蓋的內(nèi)部的示例性實(shí)施例的透視圖；
[0013]圖6是圖5中所示的蓋的外部的透視圖；
[0014]圖7是蓋組件的另一個(gè)示例性實(shí)施例的前透視圖，其中殼體以虛線示出；以及
[0015]圖8是圖7的蓋組件的后透視圖，其中殼體以虛線示出。
[0016]參照附圖通過例子的詳細(xì)描述解釋了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1-4示出了電氣斷路器10的示例性實(shí)施例。圖1中所示的斷路器10的外部透視圖示出了電氣跳閘單元(“ETU”)12、前部殼體14、和后部殼體16。斷路器10包括四個(gè)相42、44、46、和48，然而，斷路器10中可以包括備選數(shù)量的相，例如但不限于三個(gè)相，如圖3-4中所示。圖2中所示的斷路器10的側(cè)橫截面圖示出了觸頭系統(tǒng)18、操作機(jī)構(gòu)20、中間軸22、滅弧室24、電流變壓器26、羅氏線圈28、線路端子34、和負(fù)載端子38。觸頭系統(tǒng)18 (有時(shí)被稱為斷路器10的電流路徑或電流承載系統(tǒng))包括固定觸頭30和移動(dòng)觸頭32。固定觸頭30電氣連接至線路端子34，并且移動(dòng)觸頭32由電氣連接至負(fù)載端子38的可移動(dòng)觸頭指36支承。在斷路器10的正常“開”或閉合狀況下，固定觸頭30和移動(dòng)觸頭32由于被施加在移動(dòng)觸頭32上的機(jī)械壓力而彼此物理連接。在斷路器10的“關(guān)”或打開狀況下，移動(dòng)觸頭32通過打開彈簧40與固定觸頭30分開，如圖1中所示。觸頭系統(tǒng)18基于電流狀況閉合或斷開電路、承載額定電流而不過熱、提供充足的觸頭壓力和凹陷以保持觸頭30、32在正常狀況下閉合、提供足夠的力以在異常狀況期間通過期望的速度打開觸頭系統(tǒng)18、并且在觸頭30、32處于打開狀況時(shí)提供介電隔離。
[0018]斷路器10的前部殼體14和后部殼體16相對(duì)于短路力提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、介電穩(wěn)定性以及各相42、44、46、48與用于斷路器10內(nèi)的其它子系統(tǒng)(例如但不限于觸頭系統(tǒng)18、操作機(jī)構(gòu)20、和中間軸22)的安裝裝置之間的隔離。
[0019]操作機(jī)構(gòu)20用作用于斷路器10的能量存儲(chǔ)裝置。操作機(jī)構(gòu)20包括存儲(chǔ)勢(shì)能的裝置，如果開關(guān)信號(hào)被發(fā)送至斷路器10，該勢(shì)能就被釋放。例如能夠通過使主操作機(jī)構(gòu)彈簧50變形來將勢(shì)能存儲(chǔ)在斷路器10中。備選地，通過壓縮空氣、通過液壓等來存儲(chǔ)勢(shì)能。一旦該存儲(chǔ)的能量以動(dòng)能形式被釋放，由于移動(dòng)觸頭32通過連桿機(jī)械附接至中間軸22 (也被稱為驅(qū)動(dòng)軸)并且隨后機(jī)械附接至操作機(jī)構(gòu)20，移動(dòng)觸頭32移動(dòng)。中間軸22起到操作機(jī)構(gòu)20與觸頭系統(tǒng)18之間的連接構(gòu)件的作用并且有助于從操作機(jī)構(gòu)20向觸頭系統(tǒng)18傳遞運(yùn)動(dòng)。
[0020]滅弧室24 (也被稱為滅弧裝置或熄弧溝)包括高介電殼體材料，其中電弧板52基本彼此平行地組裝。當(dāng)移動(dòng)觸頭32打開并且移動(dòng)離開固定觸頭30時(shí)，產(chǎn)生電弧。電弧被引導(dǎo)并且在滅弧室24的電弧板之間向前和向后盤繞直到其在滅弧室中熄滅或撲滅為止。
[0021]ETU12包括微處理器平臺(tái)，該微處理器平臺(tái)被構(gòu)造成保證可靠的保護(hù)。例如過載、短路、和剩余(接地故障)保護(hù)的不同保護(hù)是可能通過ETU12實(shí)現(xiàn)的，并且能夠被編程為適應(yīng)不同的要求。斷路器10還包括至少一個(gè)電流感測(cè)元件54，例如電流變壓器26和羅氏線圈28。電流變壓器26用于為ETU12提供動(dòng)力，而不使用外部輔助電源。羅氏線圈28用于斷路器10的導(dǎo)體中的電流的飽和自由測(cè)量。需要電流感測(cè)元件54來感測(cè)電流并且隨后允許ETU12提供保護(hù)。導(dǎo)體中的交變電流產(chǎn)生磁場(chǎng)并且該場(chǎng)與靠近該場(chǎng)的羅氏線圈28的相互作用在羅氏線圈28內(nèi)產(chǎn)生與所測(cè)量的電流的改變率成比例的感應(yīng)電壓。
[0022]包括電流變壓器26和羅氏線圈28的電流感測(cè)元件54不應(yīng)當(dāng)觸碰負(fù)載端子38以避免沖擊試驗(yàn)的故障,例如12kV沖擊電壓承受試驗(yàn)。然而,本文中已確定，向負(fù)載端子38增加絕緣帶導(dǎo)致組裝時(shí)間的變化和增加。這種絕緣帶還增加部件數(shù)量以及制造和組裝斷路器10所需的存貨。鑒于這些問題，斷路器10包括蓋組件56，該蓋組件56包括至少蓋58、或傳感器帽，所述蓋58具有用作絕緣或隔離特征的整體端子收納部60。
[0023]包括蓋58的蓋組件56的示例性實(shí)施例更詳細(xì)地示于圖5_6中。圖7_8示出了蓋組件62的另一個(gè)示例性實(shí)施例，該蓋組件62除了電流變壓器26和羅氏線圈28之外還包括蓋58。在蓋組件56、62的任一實(shí)施例中，具有整體端子收納部60的蓋58避免相對(duì)于負(fù)載端子38和電流變壓器26的脈沖故障試驗(yàn)，并且由于斷路器10內(nèi)的空間限制而尺寸為使得端子收納部60配合在負(fù)載端子38與電流變壓器26和羅氏線圈28之間。
[0024]在蓋58的圖示實(shí)施例中，蓋58包括第一部分64，該第一部分64可以成基本平面、具有外部表面66和內(nèi)部表面68。當(dāng)被安裝時(shí)，在內(nèi)部表面68面對(duì)斷路器10的內(nèi)部70 (圖4)的同時(shí)外部表面66被暴露。第一部分64設(shè)置有至少一個(gè)固定開孔72以用于固定構(gòu)件通過(例如通過其中的螺釘)，以將蓋58固定在后部殼體16上。第一部分64還可以包括位于相對(duì)的第一側(cè)面76和第二側(cè)面78上的凹入部段74、以及位于第三側(cè)面82上的凹入部段80，以用于接近斷路器10內(nèi)的固定構(gòu)件。第三側(cè)面82還可以逐漸變細(xì)，如圖所示。蓋58由絕緣材料形成，例如但不限于熱塑性或熱聚合物。當(dāng)被安裝到后部殼體16的配合接收開孔84 (見圖4)上時(shí)，第一部分64被布置成與被組裝到斷路器10上的另一個(gè)蓋組件56、62基本齊平，并且還可以與后部殼體16的后部表面86基本齊平。第一部分64的相鄰的第一側(cè)面76和第二側(cè)面78上的凹入部段74共同形成基本圓形空間88 (圖3)。盡管蓋58在圖4-8中被示為是分離的，但是在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，任何數(shù)量的蓋58都可以通過第一側(cè)面76附接到相鄰蓋58的第二側(cè)面78來整體附接。例如，如果斷路器10是三極斷路器，那么三個(gè)蓋58可以彼此整體附接，并且如果斷路器10是四極斷路器的話，四個(gè)蓋58可以整體附接。
[0025]由于電流變壓器26在正常操作期間被加熱，并且該局部熱增加斷路器10所產(chǎn)生的總體熱，因此排氣孔90設(shè)置于蓋58的第一部分64中以提供通氣從而將該熱耗散。如圖所示，排氣孔90以行和列布置，并且圍繞第一部分64基本均勻地分布，但是用于排氣裝置的備選圖案也將屬于這些實(shí)施例的范圍內(nèi)。蓋58的