具有組合式電極和多個熱管的大電流真空滅弧室的制作方法
【專利說明】具有組合式電極和多個熱管的大電流真空滅弧室
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年6月14日提交的美國專利申請N0.13/918,031的優(yōu)先權和利益，該專利申請通過引用結合在本文中。
技術領域
[0003]所披露和要求保護的內容涉及斷路器，更具體地涉及真空斷路器，例如包括封裝有熱傳遞組件的電極的真空斷路器。
【背景技術】
[0004]斷路器和其它這種裝置為電力系統(tǒng)提供保護，使之免于諸如電流過載、短路和低水平電壓狀態(tài)的電氣故障狀態(tài)。在一個實施例中，斷路器包括彈簧動力式操作機構，該操作機構響應于異常狀態(tài)打開電觸頭，以中斷在電力系統(tǒng)中通過導體的電流。具體地，真空斷路器包括可分離的主觸頭，主觸頭布置在殼體中的絕緣的和氣密的真空室中。觸頭是電極的一部分，該電極包括桿元件和觸頭元件。通常，其中一個電極相對于殼體是固定的。另一電極可以相對于殼體和另一電極運動。在真空斷路器中，可動電極組件通常包括具有圓形橫截面的銅桿，該銅桿在封閉在真空室中的一端具有觸頭元件并且在真空室外部的另一端具有驅動機構。
[0005]在一個實施例中，真空斷路器用于中斷中壓交流(AC)電流，也用于中斷幾千安培或更大的高壓AC電流。在一個實施例中，為多相電路的每一相提供一個真空斷路器，并且用于多相的真空斷路器通過公用操作機構被同時驅動，或通過分離的操作機構被單獨或獨立地驅動。電極可以占據(jù)三個位置:閉合、打開和接地。
[0006]當電極處于閉合位置時，觸頭元件電連通并且電流流過它們。在該構型中，電極變熱。通常，所產生的熱量是電極的橫截面積和電流量的函數(shù)。也就是說，較小的電極和/或較高的電流產生較多的熱量。因此，當使用傳統(tǒng)的電極時，為了使斷路器的額定電流更高，電極必須更大。
[0007]然而，更大的電極具有多個缺點。例如，更大的電極更加昂貴并且需要更加強健的操作機構，這同樣更加昂貴。另外，更大/更加強健的操作機構需要更多能量來操作，因此使用起來同樣更加昂貴。因此，需要一種額定電流更高而具有較小的尺寸和/或體積的電極。還需要這種電極可以通過現(xiàn)有的斷路器操作。

【發(fā)明內容】

[0008]這些需要和其它需要通過所披露的內容的至少一個實施例滿足，該實施例提供了一種用于斷路器的電極組件。該電極組件包括導電組件和熱傳遞組件。導電組件包括桿部分和觸頭部分。熱傳遞組件包括一定數(shù)量的細長的主體、第一熱傳遞表面和第二熱傳遞表面。第一熱傳遞表面布置在導電組件上。每個熱傳遞組件的主體都包括第二熱傳遞表面。每個熱傳遞組件的主體都聯(lián)接至導電組件，第一熱傳遞表面聯(lián)接至一定數(shù)量的第二熱傳遞表面。
[0009]熱傳遞組件允許從電極吸走熱量，從而冷卻電極。
【附圖說明】
[0010]當結合附圖閱讀下文對所披露的實施例的描述時，可以從該描述中獲得對所披露的內容的充分理解，其中:
[0011]圖1是真空斷路器的示意性剖視側視圖。
[0012]圖2是真空滅弧室組件的剖視軸側圖。
[0013]圖3是電極組件的剖視軸側圖。
[0014]圖4是一定數(shù)量的線圈元件的軸側圖。
[0015]圖5A是一定數(shù)量的線圈元件的一個實施例的仰視圖。
[0016]圖5B是一定數(shù)量的線圈元件的另一實施例的仰視圖。
[0017]圖6是電極組件的軸側圖。
[0018]圖7是支承元件的軸側圖。
【具體實施方式】
[0019]應意識到的是，在本文的圖中圖示和在下文的說明書中描述的具體元件僅是所披露的內容的示例性實施例，該實施例提供作為非限制性示例，僅出于圖示說明的目的。因此，具體尺寸、取向和與在本文中披露的實施例相關的其它物理特征不應考慮是所披露的內容的范圍的限制。
[0020]除非在本文中特別指出，否則在本文中使用的方向性短語，例如順時針、逆時針、左、右、頂、底、向上、向下及其衍生物涉及圖中所示的元件的取向，并不限制權利要求。
[0021]除非上下文清楚指出，否則如在本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復數(shù)引用。
[0022]如在本文中所使用的，兩個或多個部件或構件“聯(lián)接”的陳述應該是指這些部件直接或間接地(即，通過一個或多個中間部件或構件)彼此連接或一起操作，只要發(fā)生聯(lián)結。如在本文中所使用的，“直接聯(lián)接”是指兩個元件彼此直接接觸。如在本文中所使用的，“固定地聯(lián)接”或“固定”是指兩個部件聯(lián)接，使得作為一個部件移動，同時相對于彼此維持恒定的取向。因此，當兩個元件聯(lián)接時，這些元件的所有部分聯(lián)接。然而，第一元件的特定部分聯(lián)接至第二元件的描述，例如，軸的第一端聯(lián)接至第一輪，是指第一元件的特定部分布置成比其另一部分更加靠近第二元件。
[0023]如在本文中所使用的，“密封聯(lián)接、直接聯(lián)接或固定”是指所聯(lián)接的元件聯(lián)接有密封件，從而沒有大量流體經過該聯(lián)接。“密封聯(lián)接、直接聯(lián)接或固定”的元件能夠維持很長一段時間的真空。
[0024]如在本文中所使用的，兩個或多個部件或構件彼此“接合”的敘述應該是指這些部件直接地或通過一個或多個中間部件或構件向彼此施加力。
[0025]如在本文中所使用的，詞語“一體的(unitary) ”是指構件制造成單個件或單元。也就是說，包括單獨制造并且然后作為單元聯(lián)接在一起的零件的構件不是“一體的”構件或主體。
[0026]如在本文中所使用的，術語“數(shù)量”應該是指1或比1大的整數(shù)(即，多個)。
[0027]如在本文中所使用的，“聯(lián)接組件”包括兩個或多個聯(lián)接件或聯(lián)接構件。聯(lián)接件或聯(lián)接組件的構件通常不是同一元件或其它構件的一部分。因此，在下文的描述中可能不同時描述“聯(lián)接組件”的構件。
[0028]如在本文中所使用的，“聯(lián)接件”或“聯(lián)接構件”是聯(lián)接組件的一個或多個構件。也就是說，聯(lián)接組件包括結構構造成聯(lián)接在一起的至少兩個構件。應當理解，聯(lián)接組件的構件彼此相匹配。例如，在聯(lián)接組件中，如果一個聯(lián)接構件是扣合插座，則另一聯(lián)接構件是扣合插頭，或者，如果一個聯(lián)接構件是螺栓，則另一聯(lián)接構件是螺母。
[0029]如在本文中所使用的，“相關聯(lián)”是指這些元件是同一組件的一部分和/或一起操作，或以某種方式彼此起作用/彼此一起作用。例如，汽車具有四個輪胎和四個輪轂蓋。盡管全部元件作為汽車的一部分被聯(lián)接，但是應當理解，每個輪轂蓋與特定的輪胎“相關聯(lián)”。
[0030]如在本文中所使用的，“相對應”表示兩個結構構件的尺寸和形狀形成為彼此相似，并且可以在最少量摩擦力的情況下聯(lián)接。因此，與元件“相符合”的開口的尺寸形成為比該元件的尺寸稍大，從而該元件可以在最少量摩擦力的情況下穿過該開口。如果兩個構件被描述成彼此“緊密地”配合或“緊密對應”，則該定義將被修改。在該情況下，這些構件的尺寸之間的差別甚至更小，由此摩擦力的量增加。如果限定開口的元件和/或插入該開口中的構件由可變形或可壓縮的材料制成，則該開口甚至可以比插入該開口中的構件稍小。如果兩個構件被描述成“基本對應”，則該定義將被進一步修改。“基本對應”是指開口的尺寸非常接近插入其中的元件的尺寸；也就是說，沒有像緊密配合一樣如此接近以至于產生較大的摩擦力，但是比“對應配合”具有更多的接觸和摩擦力，即“稍大的”配合。
[0031]如圖1所示，斷路器10包括一定數(shù)量的真空滅弧室(真空斷續(xù)器，vacuuminterrupter)組件30。斷路器10優(yōu)選地包括殼體組件12和控制面板14、上端子16、下端子18、操作機構20以及上述真空滅弧室組件30。斷路器殼體組件12聯(lián)接、直接聯(lián)接或固定至控制面板14和操作機構20。在一示例性實施例中，斷路器殼體組件12部分地封裝和支承控制面板14和操作機構20?？刂泼姘?4構造成手動致動操作機構20。操作機構20使電極72、74(在下文中討論)在打開構型和閉合構型之間運動。殼體組件12還聯(lián)接、直接聯(lián)接或固定至上端子16和下端子18。也就是說，在一示例性實施例中，斷路器殼體組件12支承上端子16和下端子18。在一示例性實施例(未示出)中，斷路器10包括附加的端子。上端子