用于開關裝置的管口、具有管口的開關裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于開關裝置的管口、具有管口的開關裝置及其方法。一種在開關裝置中用于匯流條和斷路器之間的連接的管口，包括殼體和固定接觸件。殼體由絕緣材料形成并包括具有內(nèi)腔和徑向第一通風口的管狀主體、具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部。固定接觸件由傳導性材料形成，具有通過第二縱向開口而暴露的外接觸表面，并形成管口的外表面的一部分。一種開關裝置，包括壁，其將斷路器隔室與匯流條隔室分隔開，且管口的基部可固定到壁。一種通過使用管口而增加開關裝置內(nèi)的散熱的方法，包括將匯流條固定到外接觸表面，以及通過徑向通風口而散熱。
【專利說明】
用于開關裝置的管口、具有管口的開關裝置及其方法

【技術領域】
[0001]本文公開的主題涉及開關裝置，更具體地涉及一種管口(spoilt)，其配置成支撐開關裝置的不同隔室之間的連接。

【背景技術】
[0002]開關裝置，例如中電壓(“MV”)開關裝置，包括各種固定在封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)的構(gòu)件。開關裝置被分隔成隔室，例如容納一個或多個斷路器的斷路器隔室、容納匯流條系統(tǒng)的匯流條隔室以及容納變流器的電纜連接隔室。斷路器隔室中的斷路器可經(jīng)由管口而電連接至匯流條隔室中的匯流條系統(tǒng)。管口提供了絕緣體/套管系統(tǒng)，從而能夠使斷路器連接插到匯流條系統(tǒng)中。
[0003]管口可安裝到開關裝置的壁上，該壁將斷路器隔室與匯流條隔室及電纜連接隔室分開。管口包括具有縱向凹槽的絕緣的主體。用螺栓連接在縱向凹槽內(nèi)部的為固定接觸件，其用于軸向接收斷路器連接。匯流條，例如銅條在主體中的徑向開口內(nèi)穿過。匯流條在管口內(nèi)部與固定接觸件發(fā)生接觸，因此，當斷路器插到管口內(nèi)時，提供斷路器連接和匯流條之間的電接觸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于開關裝置中的匯流條和斷路器之間的連接的管口具有外表面并包括殼體和固定接觸件。殼體由絕緣材料形成并包括具有內(nèi)腔和徑向第一通風口的管狀主體、具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部。固定接觸件由傳導性材料形成，并且具有通過第二縱向開口而暴露的外接觸表面。固定接觸件配置成形成管口的外表面的一部分。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，開關裝置包括壁以及管口，該壁將斷路器隔室與匯流條隔室分隔開并包括孔，該管口具有外表面并包括由絕緣材料形成的殼體，該殼體包括具有內(nèi)腔和徑向布置的第一通風口的管狀主體、固定到壁并具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部，管口還包括固定接觸件，其由傳導性材料形成，并且具有通過第二縱向開口而暴露的外接觸表面，固定接觸件配置成形成管口的外表面的一部分。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，在開關裝置內(nèi)增加散熱的方法使用了一種管口，其具有外表面、殼體和固定接觸件。該方法包括將固定接觸件與管口的殼體固定，固定接觸件具有外接觸表面，其形成管口的外表面的一部分；將匯流條固定到固定接觸件的外接觸表面；以及通過管口中的徑向通風口而散熱，其中，通風口未被匯流條阻礙。
[0007]—種管口，配置成用于開關裝置中的匯流條和斷路器之間的連接，管口具有外表面并包括:
殼體，其由絕緣材料形成，并且包括具有內(nèi)腔和徑向第一通風口的管狀主體、具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部；以及固定接觸件，其由傳導性材料形成，并具有通過第二縱向開口而暴露的外接觸表面，固定接觸件配置成形成管口的外表面的一部分。
[0008]優(yōu)選地，基部包括實質(zhì)平坦部分，其配置成附連至開關裝置的壁。
[0009]優(yōu)選地，還包括散熱器，其配置成連接到固定接觸件的外接觸表面。
[0010]優(yōu)選地，散熱器和固定接觸件包括對準孔，管口還包括至少一個固定裝置，其配置成延伸穿過對準孔。
[0011]優(yōu)選地，散熱器和固定接觸件間隔開以在兩者之間接收匯流條。
[0012]優(yōu)選地，第一通風口包括從管狀主體徑向地向外延伸的散熱通道。
[0013]優(yōu)選地，散熱通道具有實質(zhì)矩形的橫截面。
[0014]優(yōu)選地，第一通風口未被匯流條堵塞，以用于從內(nèi)腔散熱。
[0015]優(yōu)選地，還包括固定接觸件接收部和管狀主體之間的第二通風口。
[0016]優(yōu)選地，管狀主體包括唇緣，其配置成縱向延伸而經(jīng)過固定接觸件接收部，并且至少部分地包圍第三開口。
[0017]優(yōu)選地，固定接觸件包括內(nèi)腔內(nèi)的管狀延伸部和具有外接觸表面的固定接觸件壁。
[0018]優(yōu)選地，還包括至少一個固定元件，其布置成將固定接觸件壁的外接觸表面固定到匯流條。
[0019]優(yōu)選地，殼體整體地模制到固定接觸件。
[0020]優(yōu)選地，管狀主體包括階梯型爬電裙。
[0021]一種開關裝置包括:
壁，其將斷路器隔室與匯流條隔室分隔開，壁包括孔；以及
管口，其具有外表面并包括由絕緣材料形成的殼體，殼體包括具有內(nèi)腔和徑向布置的第一通風口的管狀主體、固定到壁并具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部，管口還包括固定接觸件，其由傳導性材料形成，并具有通過第二縱向開口而暴露的外接觸表面，固定接觸件配置成形成管口的外表面的一部分。
[0022]優(yōu)選地，還包括匯流條隔室中的匯流條，其中，匯流條配置成固定到固定接觸件的外接觸表面。
[0023]優(yōu)選地，第一通風口未被匯流條阻礙。
[0024]優(yōu)選地，還包括散熱器，匯流條固定于固定接觸件的外接觸表面和散熱器之間。
[0025]優(yōu)選地，還包括斷路器，其配置成布置于斷路器隔室，斷路器包括連接，斷路器的連接配置成插到管口的內(nèi)腔中，并通過壁的孔而插到固定接觸件上。
[0026]一種通過使用管口而在開關裝置內(nèi)增加散熱的方法，管口具有外表面、殼體以及固定接觸件，方法包括:
將固定接觸件與管口的殼體固定，固定接觸件具有外接觸表面，其形成了管口的外表面的一部分；
將匯流條固定到固定接觸件的外接觸表面；以及
通過管口中的徑向通風口而散熱，其中，通風口未被匯流條阻礙。
[0027]根據(jù)結(jié)合了附圖的以下描述，將更清楚這些及其它的優(yōu)點和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]在所附的權利要求中，尤其指出并清楚地主張了被視作本發(fā)明的主題。根據(jù)以下的結(jié)合附圖的詳細描述，將清楚本發(fā)明的上述及其他的特征和優(yōu)點，在附圖中:
圖1是管口的示例性實施例的側(cè)面透視圖；
圖2是管口的示例性實施例的橫截面透視圖；
圖3是管口的示例性實施例的橫截面?zhèn)纫晥D，其顯示了通風流的方向；以及圖4是并入了管口的開關裝置的示例性實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0029]參照附圖并以示例的方式，詳細的描述將本發(fā)明的實施例與優(yōu)點和特征一起解釋。

【具體實施方式】
[0030]參照圖1-3，顯示了管口 10的示例性實施例，其包括殼體12、固定接觸件14和散熱器16。
[0031]殼體12是接觸件盒，其由絕緣材料制成，包括但不局限于環(huán)氧樹脂。殼體12包括其中的內(nèi)腔18和延伸穿過內(nèi)腔18的縱向軸線20。殼體12還包括基部22、與基部22相對的固定接觸件接收部24、以及限定了內(nèi)腔18的實質(zhì)管狀形狀的主體26。被顯示為實質(zhì)平坦且實質(zhì)垂直于縱向軸線20的基部22，配置成有助于將管口 10安裝到開關裝置100的隔室壁120、122，如將在下面參照圖4進一步描述的那樣。基部22還可包括一個或多個緊固區(qū)域28。在所示的實施例中，緊固區(qū)域28包括孔，其設于基部22并配置成接收連接器(未顯示)，例如但不局限于螺釘、螺栓、叉齒(prongs)等，以將管口 10連接到開關裝置100的隔室壁120、122。備選地，緊固區(qū)域28可包括陽螺紋部分(未顯示)，其插入隔室壁120、122的孔中，用于在其上接收帶螺紋的螺栓。在又一備選實施例中，緊固區(qū)域28可包括陽部分，其延伸超過基部22的平坦部分，用于將管口 10引導至隔室壁120、122的開口中。雖然顯示了特殊的布置且已描述了備選例，但管口 10可包括用于基部22的任何備選設計，以適應開關裝置100的不同設計?；?2還包括殼體12的第一縱向開口 30，第一縱向開口30布置成從基部22接近殼體12的內(nèi)腔18。殼體12的固定接觸件接收部24定位成與基部22相對，并且可為與基部22實質(zhì)平行的壁。固定接觸件接收部24包括第二縱向開口 32以在其中接收固定接觸件14。內(nèi)腔18定位在固定接觸件接收部24和基部22之間。S卩，基部22設于腔18的第一縱向端，而固定接觸件接收部24設于內(nèi)腔18的第二縱向端。
[0032]殼體12的實質(zhì)管狀形狀的主體26從固定接觸件接收部24延伸到基部22。主體26包括內(nèi)表面34和外表面36。外表面36可包括多個脊38。主體26的內(nèi)表面34限定了殼體12的內(nèi)腔18,并且可包括階梯型爬電裙(creepage skirt)40,其提供了清潔表面的便利并提供了改善的絕緣。與基部22相鄰的主體26的內(nèi)表面34具有比與固定接觸件接收部24相鄰的主體26的內(nèi)徑更大的內(nèi)徑，使得內(nèi)腔18朝向基部22徑向向外地擴張。主體26包括至少一個第一通風口 42，其使內(nèi)腔18通風至管口 10的外部。第一通風口 42包括徑向開口，其對于縱向軸線20而沿徑向方向相延伸穿過主體26，并且縱向地設于固定接觸件接收部24和基部22之間。在所示的實施例中，第一通風口 42是具有一定長度和寬度的矩形形狀，該長度實質(zhì)平行于固定接觸件接收部24和基部22而延伸橫跨主體26，該寬度實質(zhì)平行于縱向軸線20而延伸。第一通風口 42還可包括從管狀形狀的主體26徑向地向外延伸的散熱通道44。散熱通道44可包括矩形的橫截面形狀，或與第一通風口 42的徑向開口的形狀實質(zhì)匹配的其它形狀。散熱通道44保護內(nèi)腔18免于經(jīng)過第一通風口 42而引入外來顆粒物質(zhì)。經(jīng)由第一通風口 42，殼體12的內(nèi)腔18與管口 10的外部環(huán)境處于流體連通。
[0033]主體26還包括第二通風口 46。如圖3所示，第二通風口 46提供了從管口 10的外部至內(nèi)腔18中的通風。第二通風口 46是設于固定接觸件接收部24的偏軸開口。在所示的實施例中，第二通風口 46形成于固定接觸件接收部24和主體26之間。主體26可包括保護唇緣48，其縱向地延伸經(jīng)過固定接觸件接收部24。保護唇緣48保護內(nèi)腔18免于經(jīng)過第二通風口 46而引入外來顆粒物質(zhì)。因而管口 10的內(nèi)腔18和外部環(huán)境之間的空氣通風和散熱可經(jīng)過第二通風口 46而沿實質(zhì)平行于縱向軸線20的方向50發(fā)生，并且經(jīng)過第一通風口 42而沿實質(zhì)垂直于縱向軸線20的方向52發(fā)生。
[0034]管口 10的固定接觸件14包括傳導性材料，并且固定地坐落于殼體12的固定接觸件接收部24的第二縱向開口 32內(nèi)。在示例性實施例中，固定接觸件14與殼體12模制而成，從而與之整體地聯(lián)合。即，固定接觸件14不需要由操作者單獨安裝在殼體12內(nèi)，或經(jīng)由例如螺釘和螺母等而由制造者安裝在殼體12內(nèi)，這是因為固定接觸件14和殼體12作為整體單元而被一起制造。固定接觸件14包括固定接觸件壁54，并且還可包括管狀延伸部56。固定接觸件壁54包括內(nèi)表面58和外接觸表面60。固定接觸件壁54的內(nèi)表面58面向管口 10的內(nèi)腔18。固定接觸件壁54的外接觸表面60在內(nèi)腔18的縱向端形成管口 10的外表面62的一部分。固定接觸件壁54還可包括緊固區(qū)域64，例如形成于固定接觸件壁54的孔，從而容許匯流條124連接到固定接觸件14。固定接觸件14的管狀延伸部56從固定接觸件壁54延伸到管口 10的內(nèi)腔18中。管口 10的縱向軸線20可被管狀延伸部56共享。管狀延伸部56對斷路器108 (圖4)的連接126提供了引導，該連接126可經(jīng)由殼體12的第一縱向開口 30而容納在內(nèi)腔18內(nèi)，同時固定接觸件壁54對匯流條124提供了接觸表面。固定接觸件接收部24環(huán)繞固定接觸件14的外表面，以將固定接觸件14與殼體12保持在一起，同時容許固定接觸件壁54的外接觸表面60保持可從管口 10的外部接近。
[0035]散熱器16是被動式熱交換構(gòu)件，其布置成通過使熱量消散到周圍環(huán)境中而冷卻固定接觸件14和所附連的匯流條124。散熱器16可由任何散熱材料制成，包括但不局限于招合金。散熱器16還可包括底座66和突出物布置68,例如翼片或銷,其從底座66延伸以增加散熱器16的表面面積。散熱器16可連接到固定接觸件14的固定接觸件壁54的外接觸表面60。在控制過熱對于開關裝置100的成功操作至關重要的應用中，可選擇性地利用散熱器16。散熱器16包括經(jīng)由一個或多個附連裝置70例如螺釘、螺栓、桿件等而連接到外接觸表面60的一塊材料，該附連裝置70延伸經(jīng)過散熱器16中的對準孔和固定接觸件壁54中的緊固區(qū)域64。因為散熱器16可容易地附連到管口 10的外表面62，所以可易于更換具有不同容量、形狀和材料的不同的散熱器16，以致力于開關裝置100內(nèi)的預期條件。在使用中，匯流條124連接在散熱器16和固定接觸件14的固定接觸件壁54的外接觸表面60之間。匯流條124包括與散熱器16的孔和用于使固定接觸件14易于固定的緊固區(qū)域64對準的孔。
[0036]上述管口 10適合于在開關裝置中使用。圖4中顯示了開關裝置100的示例性實施例。所示的開關裝置100包括外殼102，其被分隔成隔室，包括低電壓隔室(“LVC”) 104、容納一個或多個斷路器108的斷路器隔室(“CBC”)106、容納匯流條系統(tǒng)112的匯流條隔室(“BBC”)、以及容納變流器116的電纜連接隔室(〃CC〃)114。管口 10安裝到開關裝置100的隔室壁120上，該隔室壁120將斷路器隔室106與匯流條隔室110分開，并且另一管口 10安裝到開關裝置100的隔室壁122上，該隔室壁122將斷路器隔室106與電纜連接隔室114分開。應該懂得雖然只顯示了兩個管口 10，但是開關裝置100可利用任意數(shù)量的管口 10，以接納不同數(shù)量的斷路器108。一個或多個匯流條124經(jīng)由固定接觸件14的外接觸表面60而附連至管口 10的外部。因此，匯流條124不會堵塞第一通風口 42，并容許來自內(nèi)腔18的更大的散熱。通過將斷路器108的連接126插到固定接觸件14上，從而經(jīng)由管口10而將斷路器108電連接至匯流條系統(tǒng)112，其中，固定接觸件14經(jīng)由匯流條124而電連接至匯流條系統(tǒng)112。斷路器108可沿箭頭方向128、130移動，從而在管口 10內(nèi)插到和拔出斷路器108的連接126，例如通過使連接126重疊在管狀延伸部56上以構(gòu)成電接觸。匯流條124與固定接觸件14構(gòu)成電接觸，因而當斷路器108插到固定接觸件14中時提供了斷路器連接126和匯流條系統(tǒng)112之間的電接觸。
[0037]由于電流在開關裝置100中流動，因而產(chǎn)生大量的熱量，其可導致過熱。然而，本文所述的管口 10聯(lián)合了若干特征，其解決了升溫試驗的挑戰(zhàn)，升溫試驗是為了在指定的操作條件下確定開關裝置100的一個或多個部分的升溫而著手進行的試驗。因為管口 10的固定接觸件14與殼體12整體地形成，并且由于外接觸表面60允許匯流條124連接到管口10的外部，所以與帶有螺栓連接在管口內(nèi)部內(nèi)的固定接觸件的管口(該管口將匯流條連接到管口內(nèi)部(未顯示)的固定接觸件)相比，管口 10在管口 10內(nèi)具有更少的鍵裝配點。SP，當連接到斷路器108的連接126時，管口 10內(nèi)的唯一的發(fā)熱裝配點是位于管狀延伸部56的邊緣57處的連接點。然而，常規(guī)的管口除了具有連接126處的發(fā)熱連接點之外，在匯流條連接到管口內(nèi)的固定接觸件的位置上還將具有管口內(nèi)的發(fā)熱裝配點。由于減少了管口10內(nèi)的鍵裝配點的數(shù)量，所以在管口 10中產(chǎn)生更少的熱量，這減少了對于冷卻的需求。通過將匯流條124與固定接觸件14的連接布置到管口 10的外表面62，從而在管口 10中改善了匯流條124的冷卻。此外，因為第一通風口 42未被匯流條124堵塞，所以增加了來自管口 10的內(nèi)腔18內(nèi)的散熱。第二通風口 46的添加也提高了通風效率。由于提高了通風效率，因而還可將管口 10稱為通風管口。管口 10還被設計成在管口 10的外部接納散熱器16，這進一步提高了整體散熱效果。階梯型爬電裙40更容易清潔并提供絕緣。另外，帶有固定接觸件14的整體式管口 10簡化了管口 10的整體結(jié)構(gòu)，從而提供了更佳的電性能。由于外部連接，因而對于匯流條124而言可需要更少的銅，并且通過將管口 10與開關裝置100一起使用，從而可以實現(xiàn)成本節(jié)約。
[0038]雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例而詳細地描述了本發(fā)明，但應當容易地理解本發(fā)明不限于這樣的已公開的實施例。相反地，能夠修改本發(fā)明以并入尚未描述但與本發(fā)明的主旨和范圍相符合的任意數(shù)量的變化、變更、替換或等同布置。此外，雖然已描述了本發(fā)明的各種實施例，但應當理解本發(fā)明的方面可以僅包括所述實施例中的一些實施例。因此，不應將本發(fā)明視為被上述描述限制，而是僅被所附的權利要求的范圍限制。
【權利要求】
1.一種管口，配置成用于開關裝置中的匯流條和斷路器之間的連接，所述管口具有外表面并包括: 殼體，其由絕緣材料形成，并且包括具有內(nèi)腔和徑向第一通風口的管狀主體、具有第一縱向開口的基部、以及具有第二縱向開口的固定接觸件接收部；以及 固定接觸件，其由傳導性材料形成，并具有通過所述第二縱向開口而暴露的外接觸表面，所述固定接觸件配置成形成所述管口的所述外表面的一部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的管口，其特征在于，所述基部包括實質(zhì)平坦部分，其配置成附連至所述開關裝置的壁。
3.根據(jù)權利要求1所述的管口，其特征在于，還包括散熱器，其配置成連接到所述固定接觸件的所述外接觸表面。
4.根據(jù)權利要求3所述的管口，其特征在于，所述散熱器和所述固定接觸件包括對準孔，所述管口還包括至少一個固定裝置，其配置成延伸穿過所述對準孔。
5.根據(jù)權利要求3所述的管口，其特征在于，所述散熱器和所述固定接觸件間隔開以在兩者之間接收匯流條。
6.根據(jù)權利要求1所述的管口，其特征在于，所述第一通風口包括從所述管狀主體徑向地向外延伸的散熱通道。
7.根據(jù)權利要求6所述的管口，其特征在于，所述散熱通道具有實質(zhì)矩形的橫截面。
8.根據(jù)權利要求1所述的管口，其特征在于，所述第一通風口未被匯流條堵塞，以用于從所述內(nèi)腔散熱。
9.根據(jù)權利要求1所述的管口，其特征在于，還包括所述固定接觸件接收部和所述管狀主體之間的第二通風口。
10.根據(jù)權利要求9所述的管口，其特征在于，所述管狀主體包括唇緣，其配置成縱向延伸而經(jīng)過所述固定接觸件接收部，并且至少部分地包圍所述第三開口。
【文檔編號】H02B1/56GK104242084SQ201310232772
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權日:2013年6月13日
【發(fā)明者】吳昊, 李麗影, 孟鶴, 任旭會, 邢瑞, 鄭 F. 申請人:通用電氣公司