[发明专利]用于将电线连接至断路器的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将电线连接至断路器的连接端子的设备，具体涉及一种这样的连接设备，该连接设备除了使断路器能够电气连接至电线之外，还可以将热从断路器吸取并将热传递至电线自身。

背景技术

如已知，低压断开装置(即用于标称电压达1000V AC/1500V DC的应用场合)，如自动断路器，隔离开关，和接触器，通常称为“开关设备”且以下统称为断路器，为设计成用于使电气系统的具体零件以及所安装的负载能够正确操作的设备。

这些设备通常安装在位于电气系统中的配电盘内部。配电盘通常包括合适的单元(cell)或小室(cubicle)，其布置成用于将设备连接到电力配电线路。配电线路通常由导体系统构成，如导电条和/或线缆。适当的配电盘的使用，除提高实用性、使用的人体工程学以及系统美观外形之外，还有利于随着时间推移而保持所有安装零件的正确功能和充分的安全性条件。

待用设备的选择及其安装方法，应与配电盘的技术特性兼容。此兼容性涉及电气，尺寸，机械，及热方面。对于断路器，具有三种主要的在配电盘中的安装构造。

具体为，断路器的第一种安装方法是所谓“固定”实施形式，其中断路器的电气端子直接且稳定地连接到配电线路的导体。这种连接通常使用夹具或螺钉来进行。

断路器的第二种安装方法是所谓插入实施形式，其中使用特殊的转接件设备，其与配电盘以机械方式连接，并借助于其自身的电气端子而稳定地连接到配电线路的导体；每个断路器以机械方式耦联于相应的转接件设备，并且借助于适当的插入型电气端子，其实现了与配电线路的电气连接；插入型耦联件通常包括插头-插座型机构。

断路器的第三种安装方法是所谓可拔出实施形式；其基本是前述可拆卸方法的演进，其中加设了附属元件，如导轨和/或支撑件和/或运动装置，以便于断路器的插拔操作。

这三种安装方法中，第一种最简单和最便宜，但其只适合于确定的方案以及在任何情况下都不可变动；另一方面，可拆卸和可拔出型方法具有更大的灵活性。事实上，这些使得---一旦转接件被紧固在配电盘中——能够非常迅速且完全安全地安装或拆卸断路器，并且最重要的是，无须对配电线路直接干涉。

可拆卸和可拔出型的断路器的安装，相比于固定型安装，确实至少具有一个缺点。为了实现插入型接合(插头/插座)，事实上有必要引入至少一个附加电气导体元件。考虑到由断路器及其相关的转接件组成的组件，事实上可以将其极杆或分支中的每个示意性地表示为由相互布置成串联的元件构成的电气链。在这种电气链中，每个元件都导致电阻增加(或类似地劣化总传导性)，并由此构成因焦耳效应而产生热的潜在性起因。

不需要的热产生于各种不同的传导部分(例如由铜制成)中，并且最重要的是，也在每个存在的电气耦联件处产生。所存在的各种不同接合，特别是插头/插座的插头和断路器的主触点，其因其性质而无法被焊接，事实上引入了类似的微中断，在这些微中断处能够发现显著的电阻局部增加。在实践中，因焦耳效应而产生的最为关键的能量扩散峰值以及因此而产生的不需要的生热，趋向于在这些区域中发生。

如可以看出，因这些扩射而产生的热导致增加了由断路器、小室和配电盘构成的系统的温度。但是由于断路器的温度和配电盘的温度应当被保持在预定的操作限度内，由断路器及其相关转接件构成之系统的传导分支中任何不需要的电阻增加，迫使限制通过装置能够获取的电力。此外，温度能给断路器的操作造成负面影响。同样已知的是，如果所使用的转接件、小室和配电盘的特性有利于热积累，断路器的温度趋向于更为迅速地增加。在实践中，通过适当的计算，可以限定当断路器安装在配电盘的小室中时，断路器能够在安全工况下运转的、满理论载荷的最大百分率。实际可使用的最大载荷(相对于理论标称容量)的百分率，通常以“减额”系数的形式表示，该系数基于安装的总有效条件。这些安装条件考虑到断路器、转接件、小室、配电盘、外部环境等之特性的组合。

除了与减额相关联的约束，由此而期望将断路器的操作温度保持于低水平之外；众所周知，事实上操作温度越高，断路器或者其较敏感部件的寿命越小。

各个制造商已引入许多方案，以便减小断路器极杆电阻以及断路器与转接件之间的电气耦联件的接触电阻，并/或以便改进配电盘的总热效率。尽管这些为大家所熟知的方案确实提供了一些技术效益，但仍然有进一步改进的空间和必要。

发明内容

因此，本发明的主要目标是正视这些问题，并提供一种方案，该方案使得可以改进断路器、以及断路器插在其内的整个电气配电盘的冷却。