[发明专利]具有共用壳体的断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对中压至高压电路进行通断操作的断路器的极部件，其包括由绝缘材料制成的用于容纳由驱动杆操作的断开器插件的杯形壳体。更进一步，本发明涉及一种被双稳态电磁致动器致动并且包括这种极部件的断路器。

本发明尤其关注于中压真空断路器领域。过去这些年里，这些专用的断路器通过减少的接触行程、降低的接触速度和用于移动电触头的小质量而大大改善了中断过程。因此，这些真空断路器需要显著更小、更低能量的致动器，致动器通常设计为具有至少一个电磁线圈的电磁设备，所述电磁线圈被对应于可移动铁磁性衔铁的铁磁轭组件环绕，以产生用于所有相连极部件的断开器插件的合适的机械致动力。通常，电力网络的中压断路器需要三相极部件。

额定值在1至72kV之间的中压断路器主要装配于室内用金属封闭开关设备线路中，或可能安装在户外的变电站中。如今，现代真空断路器代替空气断路器应用于室内。中压断路器的特性通过国际标准给出。特别是，真空断路器额定电流达到300安培。

这些断路器通过在真空容器中生成和熄灭电弧来切断电流。然而，本发明不仅仅可应用于真空断路器，还可用于空气断路器或具有充满六氟化硫气体的腔室的现代SF6断路器。本发明也可用于高压断路器。

背景技术

众所周知，上述提到的这种断路器通常装配电磁致动器。电磁致动器通常产生高力密度来快速操作断开器插件的可移动触头。为了提供充分的静态保持力来将电触头保持在开或关位置，采用了永磁体装置。为使致动器从关位置移至开位置，一体的电磁线圈被供应以电能量。通常，电磁致动器容放在各自的壳体中。

文献EP0898780B1揭露了一种电磁致动的中压断路器。单个电磁致动器驱动一共用的中间轴。该中间轴通过绝缘推杆内在地将驱动力耦合至所有三个极部件上的每个真空断路器的可移动电触头。电磁致动器包括一双稳态磁系统，其中，通过电激励线圈的磁场作用，实现衔铁向相对位置——断开或接通——的转换。磁闭锁需要在出现故障时用于触头的保持部件。永磁体装置将铁磁性衔铁保持在所述两个位置之一。在断开位置，真空断路器的电触头断开；在闭合位置，这些电触头闭合。

断路器的所有主要部件都需要各自的壳体，特别是，三个极部件包括安全绝缘壳体。同样地，操作机构和致动器部件装配有各自的壳体，这些壳体依照这些部件的技术功能而成形。

所有这些壳体在断路器的制造过程中都需要通过螺钉彼此装配。这种结构本质上会导致断路器装置的大的几何尺寸。

此外，由于松散性和所有部件的柔性，现有的用于实现至少一个致动器和被驱动极部件以及操作机构之间的机械连接的分离的壳体方案导致操作行程的损失。并且，其加大了断路器的制造工作——在材料和组装方面均是如此。

文献DE10238950A1揭露了另一种解决方案，其通过采用主要部件的另一种配置原则来解决前述提到的问题。按照新的配置原则，致动器部件与断路器的极部件同轴布置。极部件包括容纳真空断开器插件的塑料材料的壳体。与该电绝缘壳体相反，致动器部件容纳于一铁磁轭装置中，该铁磁轭装置环绕两个电磁线圈和一个中间永磁体，以用于产生磁性致动器的机械力。铁磁轭装置是必需的，以便引导与相邻的可移动衔铁相结合而产生机械力的磁通。

可移动衔铁包括一在每一侧上具有一个柱塞部分的分开式轴杆。分开式轴杆的一个部分与断开器插件的驱动杆相连。所述驱动杆移动断开器插件的一对电触头的下部电触头。上部电触头通常是固定但被电支持。在极部件的壳体和磁性致动器的壳体之间设置有用于接地目的的附加金属盘。

上面描述的断路器具有紧凑的设计，但是每个主要部件都具有其自己的壳体。尤其是，由铁磁轭代表的磁性致动器组件的金属壳体暴露在外面。基于安全考虑，暴露的金属部件是危险的。

本发明的一个目标是提供一具有安全绝缘壳体装置的设计紧凑的断路器。

发明内容

基于本发明，提供一种具有特别的极部件的中压至高压断路器，该极部件包括由绝缘材料制成的用于容纳一被驱动杆操作的断开器插件的杯形壳体，其中杯形壳体被分成断开器插件置于其中的上壳体部分和容纳磁性致动器的下壳体部分，其中断开器插件的驱动杆与磁性致动器的衔铁同轴设置。

换句话说，本发明提供一种特别的磁性致动器至极部件的整合方案。断开器插件以及磁性致动器和所有其他力传输部件置于由绝缘材料制成的共用壳体中。因此，不需要设置分离的壳体。基于该紧凑的设计，部件数量大大减少了并且装配时间明显缩短了。