专利名称：断路器装置的制作方法
断路器装置技术领域本公开大体涉及断路器，具体地涉及盒式塑壳断路器。
技术背景常规的塑壳断路器可使用基部，该基部是断路器的实体结构部分 且起到承受短路事件中的压力载荷和磁推斥力的作用。盒式断路器可 使用作为保护壳而非断路器的实际结构部分的断路器基部。将布置于 基部内的盒式断路器而非断路器基部设计为短路事件中的载荷承载部件，在3相断路器的示例中，这些盒是3个单独的电极，并且短路 事件期间的压力和磁性力产生这些盒之间的斥力。若不对盒进行支 撑，则这些盒将相互分离并在断路器的基部的侧壁上施加相当大的不 需要的应力。防止这种不需要的应力的方法包括增大基部的侧壁的厚度，增大 气眼(venting)以及降低基部中的应力集中。另外的解决方案包括使用 诸如枢轴或螺杆的机件，例如将这些盒彼此紧固，从而防止其相互分 离并向基部的侧壁施加力。尽管这些方法可能有效，但在限定的外部 包围尺寸内增加的侧壁厚度导致用于活动的电路保护器件的可用内 部容积减小，而额定电流容量典型地与该内部容积直接相关。另外， 使用机件将多个盒紧固在一起具有典型地包括横跨断路器内所有盒 的金属杆，从而潜在地降低相-相电介质隔离的缺点。因此，本领域需要克服了这些缺陷的断路开关装置。发明内容本发明的实施例包括断路器组件。该組件包括具有包括第一接合 部件的内部底面的基部，以及具有包括第二接合部件的外部底面的断路器盒。该盒在基部中定向以提供沿第 一 方向通过该基部的电流通 路。第 一接合部件与第二接合部件接合并限制盒相对于基部沿第二方 向的运动，该第二方向垂直于第一方向且平行于内部底面。本发明另 一 实施例包括断路器组件。该组件包括基部和断路器 盒，该基部具有包括突起物的内部底面，该断路器盒具有包括接合部 件的外部底面。该盒在基部中定向以提供沿第 一方向通过该基部的电 流通路。该突起物与接合部件接合并且限制盒相对于基部沿第二方向 的运动，该第二方向垂直于第一方向并且平行于内部底面。从以下对本发明的优选实施例的详细描述并结合其附图，将更容 易地理解这些以及其他优势和特征。
参考示范性附图，其中相似元件在附图中相似地编号； 图1依据本发明的实施例描绘了断路器的顶部透视图； 图2描绘了依据本发明实施例的图1的基部的顶一见图； 图2A描绘了依据本发明实施例的图2的基部的接合部件的放大视图；图3描绘依据本发明实施例的盒式断路器的侧面局部剖视图；以及图4描绘了依据本发明实施例的图1中的断路器的顶部透-见局部 剖4见图。50 断路器55 基部60 操作机构65 盒式断路器70 底部75 侧面95接合部件100前端103会 JUL105后端110触点臂115活动触点116活动触点120固定触点121固定触点125枢轴130电流通路135线带(line strap)140载荷带(load strap)145消弧装置150流通道153底面155排气出口160排气孔165左侧部分170接合区域175内表面180右侧部分183中间部分185陵山肖障碍物186宽度187 后端188 前端190 倾斜面191 长度195 左侧电极盒200 右侧电极盒205 中间电极盒192 第一侧面193 第二侧面194 部分具体实施方式
本发明的实施例提供了模制于盒式塑壳断路器的基部中的接合 部件。在实施例中，该接合部件在盒式断路器的排气出口内通过界面 连接并且在短路事件中使盒式断路器保持就位，从而降低施加于基部 的侧壁的压力。使用接合部件来限制盒式断路器消除了附加部件的使 用，增加了盒布置于其中的基部的侧壁之间的可用内部宽度，并有助 于保持多电极断路器的电极之间所需的电介质隔离。图1描绘了如盒式塑壳断路器的断路器50的实施例的顶部透视 图。该断路器50包括基部55、操作机构60和一个或多个布置于基部 55内的盒式断路器65。在示范性实施例中，断路器50是三相断路器 50,并包括三个盒式断路器65。图2描绘了盒式断路器6 5布置于其中的基部5 5的实施例的顶视 图。该基部55包括内部底面70，此处也称作"底部"，两个侧面75,80, 前端85和后端90。基部55的底部70包括^矣合部件95，(此处也称作 "第一接合部件")，下面将对其进一步描述。在实施例中，基部55是 模制基部55。在示范性实施例中，基部是由热塑性材料制成的模制基部55。热塑性材料的使用允许提高与几何形状以及可在基部55内模 制的部件相关的柔性。备选地，当不具有由热塑性材料模制而成的优 势时，基部55可由热固性材料模制。图3描绘了盒式断路器65的实施例的侧面局部剖视图。结合图2 参考图3，盒式断路器65具有前端100和后端105,并且布置于基部 55内，使得盒式断路器65的前端100接近基部的前端85，而盒式断 路器65的后端105接近基部55的后端90。盒103或盒式断路器65 的外壳提供了盒式断路器65的部件布置于其中的罩壳。盒式断路器65包括活动触点115,116布置于其上的活动触点臂 110。在图3中触点臂110描绘成处于"打开"位置，使得活动触点 115,116与固定触点120,121分开。可以理解，响应于将触点臂110置 于"关闭"位置，如围绕枢轴125逆时针旋转，活动触点115,116将 与固定触点120,121进入物理联接及电联接，从而限定包括触点臂110 的电流通路130。响应于将触点臂110置于"关闭"位置，电流通路 130包括线带(linestrap)130、固定触点120、活动触点115、触点臂110、 活动触点116、固定触点121以及载荷带(load strap)140。盒式断路器 65在基部55内定向使得电流通路130相对于基部55沿第 一方向定向， 如图2中的方向线Y最好地所见。本领域技术人员将可以理解，触点臂110可通过操作机构60在 "打开"与"关闭，，位置之间运动。另外，响应于跳闸(trip)事件，如 短路或例如电流对于限定的时间超过限定级别，触点臂将从关闭位置 运动到打开位置。响应于如短路的跳闸事件，当活动触点115,116 ,人 固定触点120,121分离时可在固定触点120,121与活动触点U5，116之 间产生电弧。消弧装置(也称作电弧隔板)145消除在跳闸事件期间可产 生的电弧。另外，与电弧的产生相关的是热的生成，其导致靠近触点 115,116,120,121的环绕电弧的气体膨胀。对热的膨胀气体的流路150 进行了描绘，该流路150开始于接近触点116,121处，继续通过电弧 隔板145，并经由盒103内的开口 155离开盒式断路器，该开口布置于盒103的底面153和前端100处，称为排气出口 155。图4描绘了断路器50的实施例的顶部透视剖面视图。基部55的 前部85被移除以清楚地图示在断路器50的基部55内并排定向的三 个盒式断路器65。排气孔160模制于基部55的一部分内，布置为在 基部55的前端85处靠近底部70。在将盒式断路器65布置于基部55 内之后，排气孔160与盒103的排气出口 155对齐。基部55内布置 为接近盒式断路器65的排气出口 155的障碍物(未显示)导致热的膨 胀气流的流路150转向使得气体通过排气孔160离开断路器50。响应于如三相断路器的多电极断路器50的短路跳闸事件，平行 流过各盒式断路器65的各电流通路130或断路器50的电极的高电流 将产生磁推斥力。这些磁推斥力的指向如方向箭头X所示，垂直于电 流通路130的方向Y,且作用于两个外侧盒65,因而容易导致两个 外侧盒65朝基部55的侧面75,80移动。现在结合图3参考图2，可以理解将盒式断路器65布置于基部 55的左侧部分165内，使得盒式断路器65的前端100布置于接近基 部55的前端85，这将导致接合部件95接触排气出口 155的内部表面 175的接合区域170(此处也称作"第二接合部件，，)。另外可以理解的是，域，使得将盒式断路器65布置在基部55的右侧部分180内将导致基 部55的右侧部分180内的接合部件95接触该相似的4妄合区域。因此， 将盒式断路器65布置在基部55的左侧部分165、右侧部分180以及 中间部分183内从而限定左侧电极盒195、右侧电极盒200以及中间 电极盒205(参考图4最好地所见)。在实施例中，接合部件95为突起物，其从基部55的内部底部70 向上延伸(图2页面平面之外)以接触接合区域170。接合部件95与接 合表面170相接合并限制盒式断路器65的盒103沿X方向的侧向运 动，该X方向垂直于电流通路130的Y方向且平行于底部70。部件 95与表面170的接合从而将作用于盒式断路器的磁推斥力(沿X方向)因此，这种磁推斥力的转移从而限制盒103的运动，并降低损坏基部55的侧面75,80的可能性。在三相断路器50的实施例中，接合部件 95对应于左侧电极盒195和右侧电极盒200，布置于三个盒式断路器 65的外侧侧面，该三个断路器并排定向且布置于接近基部55的两个 侧面75,80的左侧部分165和右侧部分180中。波浪线所描绘的热排气气流路包括上文所描述的障碍物，其使流 路150转向且导致气体通过^f莫制在基部55中的排气孔160离开。接 合部件95代表流路150内的附加障碍物，如图2所描绘，可认为其 导致流路150沿X方向的转向。可以设想的是，流路150的额外的障 碍物将降低热气体的流率并从而增加盒65内响应于电弧的产生的峰 值气体压力。还可以设想的是，峰值气体压力的增加可导致X所指示 方向上力的增大。图2A描绘了布置于基部55的右侧部分180内的接合部件95的 几何形状的放大视图。可以理解布置于左侧部分165内的接合部件95 包括相似的几何形状。接合部件95包括用于减少对于流路150的障 碍物的量的几何形状。例如，可以预料，因为是阻止流路150的直接 障碍，定向为垂直于Y方向或流路150的陡峭障碍物185会导致峰值 气体压力的增加。接合部件95的几何形状(以实线描绘)代表緩和的障 碍物以帮助使流路150绕接合部件95转向，且与陡峭障碍物185相 比引起的峰值气体压力增加较少。在实施例中，接合部件95的长度 191与Y方向对齐，緩和的障碍物包括接合部件95的宽度1S6(与X 方向对齐)，其从接合部件的第一侧面192向接合部件95的第二侧面 193增加。在实施例中，接合部件95的宽度186与相对于接合部件 95的长度191的位置相关，使得宽度186从接合部件95的长度191 的后端187向接合部件95的长度191的前端188增加。在实施例中， 接合的宽度186与部分194有关，该部分194小于接合部件95的长 度191的100%。在实施例中，包括在Y方向和表面190或布置于接近后端187的接合部件95的侧面192的倾斜面之间的角度e小于90 度。在另一实施例中，接合部件95的几何形状包括梯形形状。可以理解的是，如此处描述，匹配接合95,170的使用降低了在短 路跳闸事件后对基部55的侧面75,80造成损坏的可能性。此外，匹配 接合95，170降低了损坏的可能性，同时在断路器50的限定外部尺寸 内保持侧面75，80的特定厚度，从而为电路保护部件保持基部55的内 部尺寸。因此，在限定的外部尺寸内，断路器50的额定电流值将会 增加。例如，在具有标准化外部尺寸、称为"E-Frame"的断路器内， 使用匹配接合95，170预期会为能够在480伏特交流电压下达到200千 安培的高断路电流额定值的盒式断路器65提供足够的内部空间，该 额定值此前在"E-Frame"尺寸的断路器中是不可达到的。此外，接合 95,170的使用可以导致盒式断路器65之间用于机械机件以将盒103 紧固在一起的开口的数量减少，并从而提供盒式断路器65之间的电 介质绝缘的增加。虽然已经描述了采用3电极断路器的本发明的实施例，可以理解 的是本发明的范围不限于此，本发明还适用于具有其他数量的电极的 断路器，如1个、2个、4个或者更多电极。另外，虽然已经描述了 本发明的实施例，其在基部55上具有凸出进入盒103的排气出口 155 的突起物，但可以理解的是本发明的范围不限于此，本发明还适用于 具有其他盒103限制装置的断路器55,例如从盒103延伸进入基部 55的底部70内的凹陷的突起物。虽然已经描述了具有带梯形几何形 状的接合部件95的本发明的实施例，但可以理解的是本发明的范围 不限于此，本发明还适用于具有其他用来使流路150转向的几何形状 的实施例，例如三角形，圆形和椭圓形。如所^Hf的，本发明的某些实施例可包括以下优势中的一些减 少短路跳闸事件之后的基部损坏；通过消除横跨盒式断路器的宽度的 机件来增强多个盒之间的电介质隔离；以及升高在特定外部尺寸包围 内的额定电流值。虽然已参照示范性实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术离本发明的范围。另外，可进行许多改动以使特定的情形或材料适应 于本发明的教导而不脱离其实质范围。因此，其意图在于本发明不限 于将公开的特定实施例作为实施本发明的最好或者唯一的预期模式， 而是本发明可包括落入所附的权利要求书范围内的所有实施例。而 且，在附图与描述中，已公开了本发明的示范性实施例，尽管采用了具体的用语，但除非另作说明，它们只用作一^:的描述性意义而非为了限制目的，因此本发明的范围不限于此。此外，用语第一、第二等 的使用不代表任何次序或重要性，而是用于将一个元件与其他元件区 别开来。此外，用语一， 一个等的使用不代表数量限制，而是代表至 少一个所指项目的存在。
权利要求
1.一种断路器组件(50)，包括基部(55)，其具有包括第一接合部件(95)的内部底面(70)；和断路器盒(103)，其具有包括第二接合部件(170)的外部底面(153)，所述盒(103)在所述基部(55)中定向以提供沿第一方向通过所述基部(55)的电流通路(130)；其中，所述第一接合部件(95)与所述第二接合部件(170)接合，并且限制所述盒(103)相对于所述基部(55)沿第二方向的运动，所述第二方向垂直于所述第一方向并且平行于所述内部底面(70)。
2. 根据权利要求1所述的组件(50)，其特征在于，所述盒(103) 的所述底面(153)包括排气出口(155)。
3. 根据权利要求2所述的组件，其特征在于延伸的突起物(95);以及所述第二接合部件(170)包括所述排气出口 (155)的内部表面 (175)。
4. 根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述突起物(95) 的长度(191)与所述第一方向对齐，并且从所述突起物的第一侧面(192) 向所述突起物的第二侧面(193)增加。
5. 根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述突起物(95) 的宽度(186)与沿着所述长度(191)的位置相关，使得所述宽度(186)从 所述突起物的第 一端(l 87)向所述突起物(95)的第二端(l 88)增加。
6. 根据权利要求3所述的组件(50),其特征在于，所述突起物(95) 具有梯形形状。
7. 根据权利要求6所述的组件，其特征在于所述断路器组件(50)是三相断路器組件(50)，其包括在所述基部 (55)内并排定向的三个断路器盒，以限定左侧电极盒(195)，中间电极 盒(205)和右侧电极盒(200)。
8. —种断路器组件(65)，包括基部(55),其具有内部底面(70),所述内部底面(70)包括从所述内 部底面(70)延伸的突起物(95);和断路器盒(103)，其具有包括接合部件(170)的外部底面(153),所 述盒(103)在所述基部(55)中定向以提供沿第一方向通过所述基部(55) 的电流通路(130);其中，所述突起物(95)与所述接合部件(170)接合，并且限制所述 盒(103)相对于所述基部(55)沿第二方向的运动，所述第二方向垂直于 所述第一方向并且平行于所述内部底面(70)。
9. 根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述突起物的长度 (191)与所述第一方向对齐，并且从所述突起物的第一侧面(192)向所述 突起物(95)的第二侧面(193)增加。
10. 根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述基部(55)是 模制基部(55)。
全文摘要
本发明涉及断路器装置，具体而言，公开了一种断路器组件(50)。该组件(50)包括基部(55)和断路器盒(103)，基部(55)具有包括第一接合部件的内部底部(70)表面，断路器盒(103)具有包括第二接合部件(170)的外部底面(153)。该盒(103)在基部(55)中定向以提供沿第一方向通过基部(55)的电流通路(130)。该第一接合部件(95)与第二接合部件(170)接合并且限制盒(103)相对于基部(55)沿第二方向的运动，该第二方向垂直于第一方向并且平行于内部底面(70)。
文档编号H01H73/06GK101335157SQ20081013071
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月27日 优先权日2007年6月28日
发明者C·K·加格, J·E·哈蒙 申请人:通用电气公司