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1、(10)申请公布号 CN 102971925 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102971925 A *CN102971925A* (21)申请号 201180033180.8 (22)申请日 2011.06.27 10168616.0 2010.07.06 EP H02B 11/04(2006.01) (71)申请人 ABB 技术有限公司 地址 瑞士苏黎世 (72)发明人 维托里奥卡雷利 沃尔特 - 萨尔瓦托雷佛朗哥 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 田军锋 魏金霞 (54) 发明名称 用于开关设备的连接器元件和相关组件以及 包括该。
2、连接器元件的开关设备 (57) 摘要 用于开关设备 （2）的连接器元件 （1） ， 该连 接器元件 （1） 包括沿着纵轴线 （X） 延伸的电导体 （3） ， 该电导体 （3） 设置有第一部分 （17） 和第二部 分 （18） ， 第一部分 （17） 适合于与可移动电连接器 （5a） 电接合并且具有第一横截面 （C1） ， 第二部分 （18） 从所述第一部分 （17） 延伸至电导体 （3） 的固 定端部 （12） 。第二部分 （18） 具有大于第一横截面 （C1） 的第二横截面 （C2） 以用作散热部分。电导体 还包括贯通口 （20） ， 该贯通口 （20） 平行于纵轴线 （X） 延伸穿过第一和。
3、第二部分 （17， 18） ， 并且适合 于容置固定元件 （21） ， 使得电导体 （3） 能够通过 所述固定端部 （12） 被直接地固定到开关设备 （2） 的电变压器 （10） 。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.04 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/060739 2011.06.27 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/004148 EN 2012.01.12 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 。
4、页 附图 9 页 1/2 页 2 1. 用于开关设备 （2） 的连接器元件 （1） ， 其特征在于， 所述连接器元件 （1） 包括沿着纵 轴线 （X） 延伸的电导体 （3） ， 所述电导体 （3） 设置有第一部分 （17） 和第二部分 （18） ， 所述第 一部分 （17） 适合于与可移动电连接器 （5a） 电接合并且具有第一横截面 （C1） ， 所述第二部 分 （18） 从所述第一部分 （17） 延伸至所述电导体 （3） 的固定端部 （12） ， 并且所述第二部分 （18） 具有大于所述第一横截面 （C1） 的第二横截面 （C2） 以用作为散热部分， 其中， 所述电导 体还包括贯通口 （20。
5、） ， 所述贯通口 （20） 平行于所述纵轴线 （X） 延伸穿过所述第一部分 （17） 和所述第二部分 （18） ， 并且适合于容置固定元件 （21） ， 使得所述电导体 （3） 能够通过所述 固定端部 （12） 被直接地固定到所述开关设备 （2） 的电变压器 （10） 。 2. 根据权利要求 1 所述的连接器元件， 其中， 所述第一部分 （17） 和所述第二部分 （18） 分别具有相对于所述纵轴线 （X） 横向地测量的第一横向尺寸 （D1） 和第二横向尺寸 （D2） ， 所 述第二横向尺寸 （D2） 大于所述第一横向尺寸 （D1） 。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的连接器元件， 其中。
6、， 所述第一部分 （17） 的第一厚度 （T1） 小于所述第二部分 （18） 的第二厚度 （T2） 。 4. 根据权利要求 1 至 3 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述第一部分 （17） 具有 小于所述第二部分 （18） 的第二纵向尺寸 （L2） 的第一纵向尺寸 （L1） 。 5. 根据权利要求 1 至 4 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述第一部分 （17） 和所 述第二部分 （18） 彼此同轴。 6. 根据权利要求 1 至 5 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述贯通口 （20） 通过布 置在所述第一部分 （17） 中的第一容置区 （22） 并且通过布置在所述第二部。
7、分 （18） 中的第二 容置区 （23） 限定， 所述第一容置区 （22） 具有大于所述第二部分 （18） 的第二内部尺寸 （D4） 的第一内部尺寸 （D3） ， 所述第一内部尺寸 （D3） 和所述第二内部尺寸 （D4） 横向于所述纵轴 线 （X） 测量。 7. 根据权利要求 1 至 6 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述第一部分 （17） 具有 用于与所述可移动电连接器 （5a） 电联接的第一外表面 （30） ， 并且所述第二部分 （18） 具有 设置用于消散由电流经过引起的任何热量的第二外表面 （31） 。 8. 根据权利要求 7 所述的连接器元件， 其中， 所述第一外表面 （30。
8、） 和所述第二外表面 （31） 具有圆柱形形状。 9. 根据权利要求 1 至 8 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述固定端部 （12） 包括 适合于附着于所述电变压器 （10） 的搁置表面 （15） 的平面固定表面 （14） ， 所述平面固定表 面 （14） 与所述纵轴线 （X） 基本上垂直。 10. 根据权利要求 1 至 9 中的任一项所述的连接器元件， 其中， 所述第一部分 （17） 具有 自由端部 （4） ， 在所述自由端部 （4） 上具有圆化边缘 （29） ， 所述圆化边缘 （29） 被形成形状为 用于促进所述连接器元件 （1） 与所述可移动电连接器 （5a） 联接， 并且所述。
9、第二部分 （18） 包 括与所述固定端部 （12） 对置的倒棱边缘 （33） 、 将所述第一部分 （17） 连接到所述第二部分 （18） 的倒圆区 （32） 。 11. 一种组件， 其特征在于， 所述组件包括电变压器 （10） 和根据权利要求 1 至 10 中的 任一项所述的连接器元件 （1） ， 所述连接器元件 （1） 通过固定元件 （21） 直接地固定到所述 电变压器 （10） 的配合部分 （13） 。 12. 一种开关设备 （2） ， 其特征在于， 所述开关设备 （2） 包括根据权利要求 1 至 10 中的 权 利 要 求 书 CN 102971925 A 2 2/2 页 3 任一项所述。
10、的连接器元件 （1） 。 13. 一种开关设备 （2） ， 包括根据权利要求 11 所述的组件。 14. 根据权利要求 12 或 13 所述的开关设备 （2） ， 还包括用于容置所述连接器元件 （1） 的容置块 （80） ， 所述容置块 （80） 由电绝缘材料制成。 15. 根据权利要求 12 至 14 中的任一项所述的开关设备 （2） ， 还包括可滑动的断路器单 元 （6） ， 所述可移动电连接器 （5a） 固定在所述可滑动的断路器单元 （6） 上， 其中， 所述可滑 动的断路器单元 （6） 能够沿着基本上平行于所述纵向轴线 （X） 的方向 （S） 从拔出位置 （E） 移动到插入位置 （I）。
11、 ， 在所述拔出位置 （E） 中所述可移动电连接器 （5a） 与所述连接器元件 （1） 分离， 在所述插入位置 （I） 中所述可移动电连接器 （5a） 与所述连接器元件 （1） 联接。 权 利 要 求 书 CN 102971925 A 3 1/5 页 4 用于开关设备的连接器元件和相关组件以及包括该连接器 元件的开关设备 技术领域 0001 本发明涉及一种用于开关设备的连接器元件和相关的组件以及包括这种连接器 元件的开关设备。 特别地， 连接器元件适合于安装在具有抽出型或者可取出型断路器单元。 背景技术 0002 连接器元件特别地适合于使用在中压域内， 其中对于本发明的目的而言， 术语 “中 。
12、压” 涉及介于 1KV 和几十 KV 例如 30kV 之间的范围中的应用。 0003 固定电连接器是已知的， 其布置在开关装置中的固定位置中并且与设置在断路器 单元上的可移动电连接器配合。断路器单元由滑运装置支承， 该滑运装置能够相对于开关 装置壳体从开关装置壳体中的拔出位置移动到插入位置， 在拔出位置中可移动电接触部与 固定电接触部脱离， 在插入位置中可移动电接触部与固定电接触部接合。 0004 固定电接触部包括实心的并且具有第一直径的长形圆柱体， 该第一直径的值沿着 圆柱体本身的纵轴线是基本上恒定的。 0005 长形圆柱体具有自由端部和固定端部。在自由端部处限定有电联接部分， 该电联 接部。
13、分拟用于由可移动电接触部包围以用于建立电路的电连接。 在固定端部处限定有固定 凸缘部分， 该固定凸缘部分形成形状为使得固定电接触部能够固定到开关装置的支承壁， 支承壁是非导电的。 0006 固定端部包括从长形圆柱体横向于纵轴线突出的凸缘部分。 该凸缘部分具有大于 上述第一直径的第二直径。 0007 在指向长形圆柱体的自由端部的一侧， 该凸缘部分包括拟用于附着于支承壁的环 侧。 在支承壁中具有贯通口， 该贯通口使长形圆柱体能够插入， 但是具有小于凸缘部分的尺 寸以防止凸缘部分穿过该贯通口。 0008 凸缘部分通过将环侧朝向且附着于支承壁的第一表面来作用于支承壁处， 长形圆 柱体从支承壁的在相对于。
14、第一表面相反的一侧的第二表面突出。 0009 在环侧上具有贯通孔， 贯通孔周向分布并且适合于容纳与支承壁接合的相应的固 定螺钉。 0010 凸缘部分包括与环侧相反地布置的电连接表面。电连接表面构造成结合于汇流 条， 汇流条又连接到用于辅助电源的变压器。 电能从固定电连接器经由汇流条流到变压器。 0011 上面描述的已知的固定电连接器的缺点是， 在工作期间， 其趋向于过热， 进而需要 附加的组成部件， 特别地需要必须适当地放置在周围并且与长形圆柱体接触以促进散热的 适当的散热元件。 另一缺点是， 固定电连接器连同散热元件一起限定结构上复杂的、 难于配 合在开关装置中的、 并且制造成本昂贵的组件。。
15、此外， 整体尺寸不理想地相当大。 0012 已知的固定电连接器的另一缺点是， 在凸缘部分与汇流条之间的交接区中的、 和 在汇流条与变压器之间的另外的交接区中的相互结合的表面处产生的高接触电阻。 这种高 接触电阻意味着电连接器和在周围的开关装置的部件的高发热， 其可以被损害或者甚至着 说 明 书 CN 102971925 A 4 2/5 页 5 火。 0013 此外， 高接触电阻导致低效率， 进而导致经济上不可接受的能量损失。 发明内容 0014 本发明的目的是改进用于开关装置的电连接器。 0015 本发明的另一目的是提供一种结构上简化的并且容易被安装在开关设备上的连 接器元件。 0016 本发。
16、明的另一目的是提供能够有效地防止过热的、 进到得到可靠的且还安全的连 接器元件， 并且该连接器元件提供最佳的电传导， 进而确保明显的电学性能。 0017 本发明的又一目的是， 提供一种使开关设备的总体尺寸降低的连接器元件。 0018 根据本发明， 提出如在权利要求 1 中限定的连接器元件。 0019 本发明的其他的特征和优点更加清晰地从说明书和从属权利要求中得出。 附图说明 0020 通过参照以非限制性示例的方式示出本发明实施方式的附图可以更好地理解并 实施本发明， 其中 ： 0021 图 1 是根据本发明的连接器元件的示意立体图 ； 0022 图 2 是图 1 的连接器元件的后视图 ； 00。
17、23 图 3 是沿着图 2 中的平面 III-III 截取的连接器元件的纵截面图 ； 0024 图 4 示出根据本发明的包括连接器元件的开关设备的一部分， 该设备处于连接器 元件与相应的可移动电连接器脱离的断开构型中 ； 0025 图 5 是处于图 4 中示出的断开构型中的开关设备的局部截面图 ； 0026 图 6 是图 5 的局部放大图， 其更好地示出根据本发明的连接器元件 ； 0027 图 7 示出处于连接器元件与相应的可移动电连接器接合的闭合构型中的开关设 备的一部分 ； 0028 图 8 是处于图 7 中示出的闭合构型中的开关设备的局部截面图 ； 0029 图 9 是图 8 的局部放大。
18、图， 其更好地示出处于闭合构型中的连接器元件 ； 0030 图 10 示出包含在开关装置中的、 用于容置电连接器的绝缘块。 具体实施方式 0031 通过参照附图示出连接器元件 1， 其特别地适合于使用在中压域中、 即应用在介于 1KV 与几十 KV 例如 30kV 之间的范围中。特别地， 连接器元件 1 适合于安装在也称作配电盘 或开关装置的中压面板中， 或者安装在其他的中压器材中。 在下面的描述中， 非限制性地参 照开关设备 2， 其包括多个连接器元件 1， 例如包括三个连接器元件 1， 即等于安装有该开关 设备 2 的电力线路的相位的数量。 0032 开关设备2包括容置在开关装置的壳体50。
19、中的例如抽出型的断路器单元6。 开关 装置的壳体 4 包括固定的支承框架 51 并且具有后部 53 和能够由操作员接近的前部 52。 0033 断路器单元 6 由能够沿方向 S 朝向或者背离后部 53 滑动的滑运装置 60 支承。在 断路器单元 6 上设置有可移动连接器 5， 特别地该可移动连接器 5 为下部的可移动连接器 说 明 书 CN 102971925 A 5 3/5 页 6 5a 和上部的可移动连接器 5b。每个下部的可移动连接器 5a 均布置用于与相应的根据本发 明的连接器元件配合， 所述连接器元件直接地固定到例如电流变压器的电变压器 10 处， 这 将在后面详细地描述。每个上部的。
20、可移动连接器 5b 均布置用于与相应的上部的固定连接 器 7 配合， 该固定连接器 7 与主配电器经由相应的汇流条 8 连接以用于在开关设备 2 中的 功率流。 0034 连接器元件 1、 可移动连接器 5 和上部的固定连接器 7 平行于方向 S 延伸。可移动 连接器 5 从断路器单元 6 的后侧 19 朝向开关设备 2 的后部 53 突出， 而连接器元件 1 和上 部的固定连接器 7 突出以面对断路器单元 6 的后侧 19。特别地， 可移动连接器 5 延伸以便 与下部的可移动连接器 5a 同轴地对准。 0035 断路器单元 6 能够通过滑运装置 8 从在图 4、 图 5 和图 6 中示出的拔。
21、出位置 E 移动 到在图 7、 图 8 和图 9 中示出的插入位置 I， 在拔出位置 E 中连接器元件 1 与下部的可移动 连接器 5a 分离， 在插入位置 I 中连接器元件 1 与下部的可移动电接触部 5a 联接。 0036 滑运装置 60 联接到蜗杆， 该蜗杆能够通过手柄或者能够连接到蜗杆端部 16 的任 何适合的工具来驱动。通过借助手柄使蜗杆旋转， 能够相对于开关装置的壳体 50 将滑运装 置 60 从插入位置 I 移动到拔出位置 E 和 / 或反之亦然。 0037 下面， 更加详细地描述本发明的连接器元件 1。 0038 连接器元件1包括电导体3， 电导体3具有长形形状并且沿着纵轴线X。
22、延伸总长度 LT。连接器元件 1 形成形状为杆柄元件。 0039 电导体3完全由高导电性材料制成。 特别地， 电导体3由电解铜制成， 例如电解铜。 0040 电导体 3 由第一端部 4 以及由第二端部或固定端部 12 限界， 其中第一端部 4 适合 于与断路器单元 6 的相应的下部的可移动电连接器 5a 相配合， 第二端部或固定端部 12 构 造成直接地作用于变压器 10 的配合部分 13。 0041 特别地， 固定端部 12 包括适合于附着到所述固定部分 13 的搁置表面 15 的平面固 定表面 14 以用于与变压器 10 直接地连接。平面的固定表面 14 特别地基本上与纵轴线 （X） 垂直。
23、。 0042 电导体 3 包括从第一端部 4 延伸的第一部分 17 和从第一部分 17 延伸到固定端部 12 的第二部分 18。 0043 第一部分 17 和第二部分 18 彼此同轴。 0044 在第一部分 17 中具有联接部分 9， 该联接部分 9 特别地形成形状为用于被下部的 可移动连接器 5a 的郁金香形端部 11 包围。第一部分 17 在外部具有联接表面 30， 郁金香 形端部 11 抵接在该联接表面 30 上 ； 而第二部分 18 在外部具有散热表面 31， 该散热表面 31 布置用于将在连接元件1中产生的任何热量转移到周围环境， 由此防止连接器元件1过热。 联接表面 30 和散热表。
24、面 31 特别地形成形状为圆柱形。 0045 散热表面 31 具有确保与环境进行高热量交换的大的面积。尽管散热表面 31 具有 大的面积， 然而连接器元件1的体积相对较小， 并且连接器元件1的总体尺寸相对于已知的 电连接器明显地降低， 其中已知的电连接器需要必须被连接到其上以防止过热的、 适当附 加的并且单独的散热元件。 因此， 与配装有适当的散热元件的已知的电连接相比， 根据本发 明的连接器元件 1 还具有更加简化的结构。 0046 由于连接器元件 1， 相对于现有技术降低了开关设备 2 的总体尺寸。 说 明 书 CN 102971925 A 6 4/5 页 7 0047 第一部分 17 具。
25、有第一横截面 C1 并且平行于纵轴线 X 延伸第一长度 L1。 0048 第二部分 18 具有第二横截面 C2 并且平行于纵轴线 X 延伸第二长度 L2。特别地、 但是非限制性地， 第二长度 L2 大于第一长度 L1。 0049 第二横截面 C2 的面积值大于第一横截面 C1 的面积值。 0050 第一部分 17 和第二部分 18 分别具有相对于纵轴线 X 横向地进行测量的第一外部 横向尺寸和第二外部横向尺寸， 并且第二外部横向尺寸大于第一外部横向尺寸。 0051 第一部分17和第二部分18特别地形成形状为圆柱形并且分别具有第一外直径D1 和第二外直径 D2， 第二外直径 D2 大于第一外直径。
26、 D1。 0052 在电导体 3 中具有贯通口 20。贯通口 20 平行于纵轴线 X、 特别地沿着纵轴线 X 延 伸跨过第一部分 17 和第二部分 18。因此， 第一部分 17 和第二部分 18 是中空部分。 0053 贯通口 20 适合于容置诸如带螺纹螺钉 21 之类的固定元件 21 以将连接器元件 1 直接地固定到变压器 10。在变压器 10 的配合部分 13 中具有螺纹孔 28（在图 6 和 9 中示 出） 以与固定元件 21 紧固地接合。 0054 贯通口 20 包括第一部分 17 中具有的第一容置区 22 和设置在第二部分 18 中的第 二容置区 23。特别地， 第一容置区 22 和。
27、第二容置区 2 彼此同轴并且具有圆柱形形状。第一 容置区22具有平行于纵轴线X测量的第三长度L3， 非限制性地， 该第三长度L3短于第一长 度 L1。 0055 第一容置区 22 宽于第二容置区 23。特别地， 第一容置区 22 具有第一内直径 D3， 第一内直径 D3 大于第二容置区 23 的第二内直径 D4。 0056 如在图 6 中示出的， 第一容置区 22 形成形状为用于容纳带螺纹螺钉 21 的螺钉头 部 24， 而第二容置区 23 形成形状为用于容纳螺钉头部 24 的螺杆部分 25。 0057 因此， 连接器元件 1 构造成能够以非常简单的方式、 仅通过单个固定元件 21 安装 在开。
28、关设备 2 上。由于连接器元件 1 能够直接地固定到变压器 10 上并且不需要例如汇流 条的、 任何附加的且居间的连接元件， 故而开关设备 2 的总体尺寸保持得很低。此外， 连接 器元件1到变压器10的这种直接连接使得能够降低在单独的传导部件之间的连结区， 进而 显著地降低总体的接触电阻。这有利地导致对连接器元件的加热大幅下降、 产生最佳的电 传导进而节约能量。 0058 如在图 3 中更好地示出的， 第一部分 17 和第二部分 18 是中空的并且分别由第一 环壁 26 和第二环壁 27 限定。第一环壁 26 和第二环壁 27 分别具有第一厚度 T1 和第二厚 度 T2， 第二厚度 T2 大于。
29、第一厚度 T1。由于这种几何构型， 第一部分 17 和第二部分 18 能够 抽出并且消散由流过连接器元件 1 和可移动连接器 5a 的电流产生的任何热量。更具体地， 第二部分 18 由于其第二厚度 T2 和其大的散热表面 31 而用作确保与环境进行高的热量交 换的散热元件。 0059 在第一部分 17 的自由端部 4 上具有圆化边缘 29 以促进连接器元件 1 与可移动电 连接器 5a 的联接。 0060 联接表面30和散热表面31通过距第一部分17最近的倒圆区32和距第二部分18 最近的倒棱边缘 33 连接。连接器元件 1 或者多个连接器元件 1 连同变压器 10 一起限定组 件 70， 相。
30、对于用于将已知连接器连接到变压器所需的汇流条意味着大的整体尺寸的现有技 术而言， 该组件 70 具有非常小的尺寸。 说 明 书 CN 102971925 A 7 5/5 页 8 0061 如在图 4 至图 9 中示出的， 开关设备 2 包括 ： 第一容置块 80， 其用于容置连接器元 件 1 ； 和第二容置块 81， 其用于容置处于固定位置的上部的固定连接器 7。图 10 更好地示 出类似于第一容置块 80 的第二容置块 81。第一容置块 80 和第二容置块 81 由诸如塑料材 料的电绝缘材料制成。 0062 第一容置块 80 和第二容置块 81 通过适当的固定螺钉固定到固定的支承框架 51。。
31、 0063 因此， 第一容置块80形成形状为降低连接器元件1彼此分离的距离而同时防止在 周围区中的过热， 因此有助于显著地降低开关设备2的总体尺寸， 类似地， 第二容置块81也 如此。 0064 上面说明的根据本发明的连接器元件 1 完全地实现提供一种在结构上简化的、 容 易安装在开关设备上的、 能够有效地防止过热的连接器元件的预期目的。连接器元件 1 是 可靠的、 安全的并且能够确保最佳的电传导， 进而确保明显的电学性能并且使得能够降低 开关设备的总体尺寸。 0065 在本发明构思的范围内， 连接器元件 1 易于进行改型和变型。 说 明 书 CN 102971925 A 8 1/9 页 9 。
32、图 1 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 9 2/9 页 10 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 10 3/9 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 11 4/9 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 12 5/9 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 13 6/9 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 14 7/9 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 15 8/9 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 16 9/9 页 17 图 10 说 明 书 附 图 CN 102971925 A 17 。