CN113574626A - 一体的箱壳支脚颗粒捕集器 - Google Patents
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Abstract
一种用于断路器的壳体，该壳体包括结合到壳体的至少一个支脚中的颗粒捕集器。壳体可被构造为容纳电路断续器并将介电绝缘介质密封在壳体的内部区域内。颗粒捕集器可以包括开口，该开口延伸穿过壳体的壁的至少内侧并延伸入邻近的支脚，使得开口与壳体的内部区域流体连通。此外，颗粒捕集器的开口可在颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间于壳体的壁和支脚两者内径向地延伸。
Description
技术领域
本申请的实施例总体上涉及用于断路器的壳体中的颗粒捕集器。更具体地，但非排他地，本发明的实施例涉及结合到用于断路器的气体密封壳体中的箱壳支脚结构中的颗粒捕集器。
背景技术
用于选择性地开断和关合电连接的各种类型的断路器使用密封的壳体或箱壳，其内填充有液体或气体介电绝缘介质，包括，例如六氟化硫(SF6)，以及其他绝缘气体和液体。密封壳体内的介电绝缘介质可用于至少尝试减少和/或猝灭电弧，以及防止电流从电活性部件和至少壳体流出，电弧和电流流出可能与密封壳体内容纳的断路器的触头操作有关。例如，这种绝缘介质可用于防止可能与壳体的内部区域内的电路断续器的可动触头相对于固定触头的移位相关联的电弧。
至少在某些情况下，组装的断路器的壳体可能包含不希望有的外来颗粒，包括例如来自机加工部件的金属屑、灰尘和/或至少在断路器的组装或操作期间可能产生的碎屑，以及其他污染物。然而，壳体内的此类污染物会干扰断路器的操作。例如，此类污染物，特别是金属污染物，可能引起不适当的电弧和/或闪光以及可能会带电，并且可能在箱壳内径向地往复运动，这至少引起断路器的击穿电压减小。
常规地，具有内部颗粒捕集器的壳体已经被构造成使得：提供颗粒捕集器的壳体的壁的一部分在颗粒捕集器的位置处向外延伸。此外，颗粒捕集器可以是壳体的壁中的凹入的槽或沟槽。然而，为了容纳颗粒捕集器的凹入的沟槽，壳体的外壁的位于凹入的沟槽处和邻近凹入的沟槽的至少一部分通常相对于壁的至少其他大致邻近的部分沿向外的方向延伸。因此，壳体的壁的提供和/或围绕颗粒捕集器的部分的外侧通常会提供向外的突起，该向外的突起中断了壁的外侧的大致直线地延伸的邻近部分。这种突起可能会干扰与壳体和/或断路器相关的设备的布置。例如，通常加热器大致放置成邻近壳体的壁的外侧。然而，这种向外延伸的突起会干扰这种加热器的布置。例如，对于位于沿着壳体的底侧的中心位置处的这种突起，对于相对较长的加热器，突起会限制或干扰加热器可相对于壁的外侧的位于突起的相反侧的其他大致直线部分定位的接近程度。或者，可以在突起的任一侧放置相对较短的加热器，以便可以将加热器放置成相对更靠近壁外侧的邻近的大致直线部分，而不会受到突起的干扰。然而，这样的解决方案需要多个加热器和相关的附加组件，并且会增加断路器绝缘的复杂性。
此外，至少考虑到壳体的壁的相对薄度、壳体内可达到的至少与断路器的操作有关的内部压力和/或与壳体的铸造中的不连续性有关的问题，壳体中被构造为容纳颗粒捕集器的向外的突起通常伴随着壳体中加强件的额外设计和形成。此外，对于通过铸造工艺形成的壳体，用于铸造壳体的材料在铸造壳体的用于颗粒捕集器的凹入的沟槽和关联的向外突起时可能经历的流动方向的变化可能导致铸造材料的不连续性。然而，试图通过加强壳体的壁的包括或围绕颗粒捕集器的部分来解决这种不连续性或空隙会增加模具的复杂性，并且需要包含额外的材料。
发明内容
本申请的实施例的一个方面是一种装置，其包括具有壁和多个支脚的壳体。壁包括大体上限定壳体的内部区域的内侧。多个支脚可以从壁的至少一部分向外延伸并围绕壁的至少一部分径向地延伸。装置还可以包括颗粒捕集器，颗粒捕集器在多个支脚中的至少一个支脚中具有开口。颗粒捕集器的开口(i)可以在颗粒捕集器的第一端和第二端之间向外延伸，并且(ii)可以在颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间径向地延伸。此外，颗粒捕集器的第一端位于壳体的壁的内侧处，颗粒捕集器的第二端位于至少一个支脚内。
本申请的另一方面是一种装置，其包括具有壁和多个支脚的壳体。壁可以具有大体上限定壳体的内部区域的内侧。多个支脚可以从壁的至少一部分向外延伸并围绕壁的至少一部分径向地延伸。进一步地，多个支脚中的每个支脚可以包括颗粒捕集器，每个颗粒捕集器具有开口，开口(i)可以延伸穿过壳体的壁并延伸入支脚使得开口与壳体的内部区域流体连通，并且(ii)可以在颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间于壁和支脚两者内径向地延伸。
此外，本申请的一个方面是一种断路器，其包括至少一个极组件，极组件具有第一电导体、第二电导体、壳体和电路断续器。壳体可包括壁和多个支脚，壁具有限定壳体的内部区域的内侧。电路断续器可以容纳在壳体的内部区域内。多个支脚中的每个支脚可以包括颗粒捕集器，颗粒捕集器具有开口，开口(i)延伸穿过壳体的壁并延伸入支脚使得开口与壳体的内部区域流体连通，并且(ii)在颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间于壁和支脚两者内径向地延伸。
根据附图和以下详细描述，将更好地理解本发明的这些和其他方面。
附图说明
本文的描述参考了附图，其中在若干视图中相同的附图标记指代相同的部件。
图1示出了常规的高压接地箱壳式(dead tank)断路器的前视图；
图2示出了图1的常规断路器的侧视图；
图3示出了用于断路器的密封壳体的前侧视图，该密封壳体具有围绕壳体的一部分延伸的一体的支脚；
图4示出了用于断路器的密封壳体的底侧立体图，该密封壳体具有围绕壳体的一部分延伸的一体的支脚；
图5A示出了根据本申请的图示实施例的用于断路器的密封壳体的一部分的横截面图，该断路器具有结合到壳体的支脚中的颗粒捕集器；
图5B示出了图5A中标记为5B的区域的放大图，并且示出了结合到壳体的支脚中的颗粒捕集器的横截面图；
图6示出了用于断路器的密封壳体的顶侧局部剖切立体图，该断路器具有结合到壳体的支脚中的颗粒捕集器。
当结合附图阅读时，将更好地理解前述概述以及本申请的某些实施例的以下详细描述。为了说明申请的目的，在附图中示出了某些实施例。然而，应当理解，本申请不限于附图中所示的布置和手段。此外，各附图中相同的数字表示相同或类似的部件。
具体实施方式
为了方便起见，在前面的描述中使用了某些术语并且不旨在限制。诸如“上”、“下”、“顶”、“底”、“第一”和“第二”之类的用词表示所参考的附图中的方向。这样的术语包括上面特别提到的词、其派生词以及类似含义的词。此外，除非特别说明，否则词语“一”和“一个”被定义为包括一个或更多个所引用的项目。短语“至少其中之一”后跟两个或多个项目的列，例如“A、B或C”，是指A、B或C中的任何单独一者，以及它们的任何组合。
出于说明的目的，图1和图2示出了总体上以10表示的常规的接地箱壳式断路器。根据图示示例，断路器10是三相断路器，因此包括三个极组件，这三个极组件包括外极组件12a、12c和中央极组件12b。每个极组件12a、12b、12c包括承载在第一套管16中的第一电导体14和承载在第二套管20中的第二电导体18。电力线联接到第一电导体14和第二电导体18，并且断路器10选择性地开断或关合它们之间的电连接。钟形曲柄22a、22b、22c可以与相应的极组件12a、12b、12c相关联。钟形曲柄22a、22b、22c可以通过包括互连轴的联动式(gang-style)连杆结构互连，使得所有三个极组件12a、12b、12c都通过总体上用23表示的单个操作机构同时致动。每个极组件12a、12b、12c可包括壳体24，壳体24在该示例中为接地箱壳，壳体24可容纳包括例如一个或多个电路断续器的断路器10的电触头。如图示示例所示，每个壳体24包括多个支脚26a、26b，每个支脚都通过常规的螺栓30固定到支撑结构28。支脚26a、26b可以提供支撑，从而壳体24以及断路器10的其他组件可以被支撑和/或站立。
壳体24的内部区域27可由壳体24的壁25限定。此外，壳体24的内部区域27以及第一套管16和第二套管20的入口的至少一部分可以填充液体或气体绝缘介质32。根据某些实施例，绝缘介质32是高压电绝缘气体，例如六氟化硫(SF6)，以及其他绝缘气体。或者，绝缘介质32是环境空气或压缩空气。进一步地，根据某些实施例，绝缘介质可以是液体，例如油，以及其他液体绝缘介质。电绝缘介质32可用于多种不同目的。例如，在断路器10的操作期间，例如当断路器10的电路断续器的可动触头相对于电路断续器的固定电触头从电关合位置移位至的电开断位置时，壳体24内的触头可能受到电弧或电晕放电影响。这种电弧会导致可动触头和/或固定触头随着时间的推移而腐蚀和分解。因此，绝缘介质32可用于猝灭这种电弧。此外，考虑到绝缘介质32的特性，绝缘介质32还可以用作壳体24内的导电部件与壳体24的壁25及断路器10的其他导电部件或组件之间的绝缘体。
参考图5A，各种不同类型或样式的电路断续器34可以至少部分地容纳在密封壳体24的内部区域27中。通常，可以容纳在壳体24的内部区域27中的典型电路断续器34可以包括固定触头组件36和可动触头组件38。根据这样的实施例，断路器10的触头通常可以包括固定触头组件36的触头和可动触头组件38的触头。固定触头组件36可以电联接到第一电导体16，可动触头组件38可以电联接到第二触头导体18。另外，根据某些实施例，绝缘管40可以在固定触头组件36和可动触头组件38之间延伸。在电路断续器34的操作期间，操作杆可以操作以使可动触头组件38的一个或多个可动触头相对于固定触头组件36的一个或多个固定触头移位，使得断路器10的触头在电开断位置和电关合位置之间移位。
至少如图3和图4所示，用于至少将壳体24(也许甚至整个关联的极组件12a、12b、12c)安装至支撑结构28的壳体24的支脚26a、26b可以结合到壳体24中，使得支脚26a、26b和壳体24是一体式的或整体式的结构。壳体24的支脚26a、26b的位置、数量和构造可以根据壳体24的不同类型和/或构造而变化。例如，尽管图1和图2示出了呈具有两个支脚26a、26b的示例性接地电路箱壳形式的壳体24，本申请的实施例还可以用于其他类型的断路器的壳体，包括例如带电电路箱壳，以及具有不同类型的支脚构造和/或布置的壳体。此外，虽然图示的实施例示出了水平安装的壳体，但根据其他实施例，支脚可以用于断路器的竖向安装的密封壳体。此外，虽然图示实施例示出了具有两个支脚26a、26b的壳体24，但支脚的数量可以变化，包括例如具有多于两个支脚。
图3和图4示出了围绕壳体24的壁25的外周的一部分径向地延伸的支脚26a、26b。如图所示，支脚26a、26b围绕壳体24的壁径向地延伸，以便为支脚26a、26b提供大体上半圆形的前侧轮廓。例如，根据某些实施例，支脚26a、26b可以各自围绕壳体24的壁25的外周延伸约60°至约160°，更具体地约120°。支脚26a、26b的这种构造可以有助于壳体24相对于壳体24的中心纵向轴线40(图4)以各种角度取向安装。例如，参考图1，用于每个极组件12a、12b、12c的壳体24可以相对于相邻的壳体24以不同的角度取向安装，以便适应每个断路器10的各种部件或组件的定位和/或间隙，包括例如每个相邻极组件12a、12b、12c的至少第一电连接器14和第二电连接器18的定位和/或间隙，以及其他空间和间隙考虑。如图3和图4所示，通过具有位于各种不同位置处的安装孔42a-42d的支脚26a、26b可以有助于壳体24的安装角度取向的这种变化，位于各种不同位置处的安装孔42a-42d可选择性地用于将壳体24以及它们各自相关联的极组件12a、12b、12c安装至相关联的支撑结构28。因此，例如，第一壳体24可以通过延伸穿过第一对安装孔42a-42b的螺栓30固定到支撑结构28，而第二邻近的壳体24可以通过延伸穿过第二对安装孔42b-42c的螺栓30固定到支撑结构28，使得至少邻近的极组件12a、12b的壳体24以及断路器10的其他部件处于不同的角度取向。
参考图3至图5B，每个支脚26a、26b在支脚26a、26b的顶侧44和底侧46之间竖向地延伸。此外，支脚26a、26b在第一边缘48和第二边缘50之间大致径向地延伸，并且具有相反的前侧和后侧52、54。根据图示的实施例，底侧46、第一边缘48、第二边缘50、前侧52和后侧54在壳体24的内部区域27的外部。此外，根据图示的实施例，第一边缘48和第二边缘50在支脚26a、26b的前侧52和后侧54之间沿着与安装孔42a-42d延伸穿过支脚26a、26b的前侧52和后侧54的方向大致平行的方向延伸。此外，根据某些实施例，每个支脚26a、26b的顶侧44可以沿着壳体24的壁25的内侧62的一部分形成，壳体24的壁25的内侧62可以大体上限定壳体24的内部区域27。或者，每个支脚26a、26b的顶侧44可以位于支脚26a、26b与壳体24的壁25连接的位置处。
如至少图5A和图5B所示，支脚26a、26b各自包括颗粒捕集器56的至少一部分。根据所示实施例，每个颗粒捕集器56可以是大体上沿着朝向支脚26a、26b的底侧46的方向向外延伸穿过支脚26a、26b的至少顶侧44的沟槽。颗粒捕集器56可被构造成使得壳体24内的污染物可落入颗粒捕集器56内，例如通过重力和/或至少壳体24的振动落入颗粒捕集器56内。颗粒捕集器56可具有多种不同的形状和构造。例如，根据图示的实施例，颗粒捕集器56可包括延伸至颗粒捕集器56的第一端60的开口58，颗粒捕集器56的第一端60与壳体24的壁25的大体上限定壳体24的内部区域27的内侧62大体上共面。根据某些实施例，开口58可以形成在壳体24的壁25的内侧62中，并延伸穿过壳体24的壁25的内侧62和/或延伸穿过支脚26a、26b的顶侧44。此外，开口58可以由颗粒捕集器56的相对的第一侧壁64a和第二侧壁64b限定，第一侧壁64a和第二侧壁64b从第一端60延伸穿过壁25和支脚26a、26b到达颗粒捕集器56的位于支脚26a、26b内的第二封闭端66。根据图示的实施例，第一侧壁64a和第二侧壁64b的至少一部分(也许甚至全部)可以从颗粒捕集器56的第一端60到第二端66向内渐缩，使得第一侧壁64a和第二侧壁64b之间的开口58在颗粒捕集器56的顶端60处的宽度大体上大于第一侧壁64a和第二侧壁64b之间的开口58在颗粒捕集器56的第二端66处的宽度。
颗粒捕集器56的宽度，例如，颗粒捕集器56的位于第一侧壁64a和第二侧壁64b之间的开口58的宽度，可以定尺寸成收集并保持颗粒捕集器56内的污染物，同时还试图最小化可能延伸入颗粒捕集器56中的电场的强度。例如，根据某些实施例，颗粒捕集器56的开口58可以具有约一英寸到约三英寸的宽度，更具体地说，具有约一英寸半的宽度。类似地，颗粒捕集器56的开口58在颗粒捕集器56的第一端60和第二端66之间沿大致向外的方向的深度可以是约两英寸到约四英寸。此外，如至少图5B所示，根据某些实施例，颗粒捕集器56可以大体上关于支脚26的中央线68居中。然而，颗粒捕集器56的尺寸以及构造可以是基于多种因素，包括例如可能流过电路断续器34的电压和壳体24与电路断续器34的尺寸比例例如直径的比例。
如图6所示，颗粒捕集器56的开口58可大体上围绕壳体24的壁25的内侧62径向地延伸并在支脚26a、26b内从颗粒捕集器56的第一侧76至第二侧78延伸。此外，颗粒捕集器56可大体上围绕壁25的内侧62并且在支脚26a、26b的至少一部分内沿与支脚26a、26b的在支脚26从壳体24延伸的位置或支脚26以其他方式邻接壳体24的位置处的长度大体上对应的距离径向地延伸。根据某些实施例，颗粒捕集器56的开口58从颗粒捕集器56的第一侧76至第二侧78径向地延伸约12英寸。
根据图示的实施例，壳体24包括大体上相对靠近壳体24的第一端70的第一支脚26a和相对靠近壳体24的第二端72的第二支脚26b。进一步地，如前所述，第一支脚26a和第二支脚26b中的至少一个可以包括一体的颗粒捕集器56。根据这样的实施例，壳体24在壳体24的位于第一支脚26a和第二支脚26b之间的大体中央部分中不包括颗粒捕集器。因此，这样的实施例可以不包括通常与这种位于中央的颗粒捕集器相关联的沿着壳体24的壁25的外侧向外延伸的相应的突起。此外，在省去这种位于中央的颗粒捕集器以及壳体24的壁25的相关联的向外指向的突起的情况下，本申请的壳体24的壁25可以没有位于壳体24的支脚26a、26b之间的突起，这些突起原本会干扰外部加热器或其他元件或部件在第一支脚26a和第二支脚26b之间的布置。因此这样的构造可以增加壳体24的可用于外部加热器的外表面积。此外，通过将颗粒捕集器56结合到支脚26a、26b的结构中，可以避免在壳体24中包含用于颗粒捕集器56的惯用的附加加强特征，这有助于简化壳体24的几何结构并因此可以提高制造壳体24的容易程度。
虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置，该范围被赋予最广泛的解释以涵盖法律允许的所有此类修改和等效结构。此外，应当理解，虽然在以上描述中使用可优选的、优选地或优选的词表示如此描述的特征可能更合乎需要，但它可能不是必需的，并且可以将缺少相同特征的任何实施例预期为在本发明的范围中，该范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，当使用诸如“一个”、“一种”、“至少一个”和“至少一部分”等词时，除非在权利要求中特别地相反说明，否则无意将权利要求限制为仅一个项目。此外，当使用“至少一部分”和/或“一部分”的用词时，除非特别地相反说明，项目可以包括部分和/或整个项目。
Claims (20)
1.一种装置，包括：
壳体，所述壳体具有壁和多个支脚，所述壁具有大体上限定所述壳体的内部区域的内侧，所述多个支脚从所述壁的至少一部分向外延伸并围绕所述壁的所述至少一部分径向地延伸；以及
颗粒捕集器，所述颗粒捕集器在所述多个支脚中的至少一个支脚中具有开口，所述开口(i)在所述颗粒捕集器的第一端和第二端之间向外延伸，并且所述开口(ii)在所述颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间径向地延伸，其中所述颗粒捕集器的所述第一端位于所述壳体的所述壁的所述内侧处，所述颗粒捕集器的所述第二端位于所述至少一个支脚内。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述颗粒捕集器与所述至少一个支脚的中央轴线对准。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个支脚各自包括多个安装孔。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述颗粒捕集器包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁限定所述开口的至少一部分并且从所述颗粒捕集器的所述第一端向内延伸到所述第二端。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开口具有约一英寸半的宽度和约两英寸到约四英寸的深度。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述颗粒捕集器包括多个颗粒捕集器，并且其中所述多个支脚中的每个支脚具有所述多个颗粒捕集器中的一个颗粒捕集器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述壳体是密封壳体，所述壳体被构造为在所述壳体的所述内部区域内容纳介电绝缘介质。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括容纳在所述壳体的所述内部区域内的触头断续器。
9.一种装置，包括：
壳体，所述壳体具有壁和多个支脚，所述壁具有大体上限定所述壳体的内部区域的内侧，所述多个支脚从所述壁的至少一部分向外延伸并围绕所述壁的所述至少一部分径向地延伸；以及
其中，所述多个支脚中的每个支脚包括颗粒捕集器，每个所述颗粒捕集器具有开口，所述开口(i)延伸穿过所述壳体的所述壁并延伸入所述支脚，使得所述开口与所述壳体的所述内部区域流体连通，并且所述开口(ii)在所述颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间于所述壁和所述支脚两者内径向地延伸。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述颗粒捕集器与所述颗粒捕集器延伸入的所述支脚的中央轴线对准。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述多个支脚各自包括多个安装孔。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述颗粒捕集器包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁限定所述开口的至少一部分并且从所述壁的内侧向内延伸至所述颗粒捕集器的位于所述支脚内的封闭端。
13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述开口具有约一英寸半的宽度和约两英寸到约四英寸的深度。
14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述壳体是密封壳体，所述壳体被构造为在所述壳体的所述内部区域内容纳介电绝缘介质。
15.根据权利要求9所述的装置，还包括容纳在所述壳体的所述内部区域内的触头断续器。
16.一种断路器，包括：
至少一个极组件，所述极组件具有第一电导体、第二电导体、壳体和电路断续器，
其中，所述壳体包括壁和多个支脚，所述壁具有限定所述壳体的内部区域的内侧，
其中，所述电路断续器容纳在所述壳体的所述内部区域内，并且
其中，所述多个支脚中的每个支脚包括颗粒捕集器，所述颗粒捕集器具有开口，所述开口(i)延伸穿过所述壳体的所述壁并延伸入所述支脚，使得所述开口与所述壳体的所述内部区域流体连通，并且所述开口(ii)在所述颗粒捕集器的第一侧和第二侧之间于所述壁和所述支脚两者内径向地延伸。
17.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述颗粒捕集器与所述颗粒捕集器延伸入的所述支脚的中央轴线对准。
18.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述多个支脚各自包括多个安装孔。
19.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述颗粒捕集器包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁限定所述开口的至少一部分并且从所述壁的所述内侧向内延伸至所述颗粒捕集器的位于所述支脚内的封闭端。
20.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述壳体是密封壳体，所述壳体被构造为在所述壳体的所述内部区域内容纳介电绝缘介质。
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