高斷續(xù)額定的模塑外殼斷路器的制造方法
【專利摘要】一種具有提高的斷續(xù)額定的斷路器，其沒有增加斷路器尺寸，同時保持完全符合UL和IEC標(biāo)準(zhǔn)。將粘合劑420、422、424涂敷至在靠近斷續(xù)器的排氣口410a-f的底部表面411、412、414。斷續(xù)器殼體通過連接兩個部件(302、304)形成，并且粘合劑跨過兩個部件進行涂敷。粘合劑附著至斷路器的基座的底部內(nèi)表面(402)，將斷續(xù)器組件固定至基座上。粘合劑防止斷續(xù)器殼體的兩個部件在中斷事件期間分離，并且防止斷續(xù)器組件在中斷事件期間遠離基座被抬離。粘合劑能夠作為屏障以防止沒有從基座的排氣孔逸出的干擾氣體和污染物進入斷續(xù)器組件的底部和基座的內(nèi)部之間。
【專利說明】高斷續(xù)額定的模塑外殼斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及配電設(shè)備，且更具體地，涉及一種高斷續(xù)額定的斷路器(highinterrupting rating circuit breaker)。

【背景技術(shù)】
[0002]斷路器設(shè)計為具有斷續(xù)額定能力(也稱為工作分?jǐn)嗄芰騃cs)，斷續(xù)額定能力規(guī)定了斷路器以不會導(dǎo)致該斷路器的物理或操作完整性損壞的可重復(fù)且安全的方式處理的額定的最大理論電流。例如，斷路器可具有在最大電壓690V下20kA的工作分?jǐn)嗄芰?或者斷續(xù)額定)。但這個額定能力對于具有高強度電流可用性的設(shè)施(如船舶、建筑物或信息技術(shù)設(shè)施)是不夠的，這些設(shè)施在690V的最大電壓下可具有高達10kA的電流可用性。對于這些設(shè)施，在沒有違反適用標(biāo)準(zhǔn)的情況下，不能使用單一的20kA的斷路器。然而，在一些設(shè)施中，例如在船舶設(shè)施中，空間的約束限制了可以安裝的斷路器的最大物理尺寸。如果額定電流從20kA增加至10kA,那么斷路器將仍然需要滿足或超過嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，例如由IEC(國際電工委員會)和UL(美國保險商實驗室)頒布的，該標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于機械強度、介質(zhì)耐壓和溫度上升的性能要求。支持更高的斷續(xù)額定的常規(guī)方式是提高斷路器構(gòu)件的尺寸以處理更高的電流水平，這反過來又增加了斷路器的整體尺寸。但增加斷路器的整體尺寸在空間受限的設(shè)施中是不可取的。所需要的是一種改進的斷路器設(shè)計，在符合所有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而不增加其他較低額定的斷路器的物理尺寸或重量的同時，允許斷路器以更高的斷續(xù)額定執(zhí)行中斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開了一種改進的斷路器，其以較高的斷續(xù)額定執(zhí)行中斷，同時完全符合標(biāo)準(zhǔn)，比如IEC和UL標(biāo)準(zhǔn)。在一些實施方式中，斷路器采用如在美國專利第4，910，485號中描述的具有雙斷點設(shè)計的模塊化結(jié)構(gòu)，該斷路器能夠迅速增加弧電壓以實現(xiàn)電流限制和快速中斷。在不改變斷路器大小的總體物理尺寸的情況下將默認的斷續(xù)能力從690V/20kA擴展至690V/100kA提出了在結(jié)構(gòu)上和介電上的挑戰(zhàn)，通過本公開的一些方面克服了這些挑戰(zhàn)。提高斷路器的結(jié)構(gòu)強度以實現(xiàn)較高的斷續(xù)額定的一些解決方案包括下面方案中的任何一個或多個:(I)在斷續(xù)器和斷路器殼體之間使用粘合劑粘合；(2)使用壓縮成型的熱固性片狀模塑料(SMC)形成斷續(xù)器殼體的一部分；或(3)在裝配過程中采用具有可控制的螺栓預(yù)緊力的高強度螺栓和螺母。這些結(jié)構(gòu)性改進減小了在短路故障期間斷續(xù)器側(cè)面之間的分離并限制了在短路事件后促使斷路器的介電性能劣化的短路副產(chǎn)物(例如，熔融的顆粒)的擴散。
[0004]當(dāng)斷續(xù)器殼體由結(jié)合在一起以形成殼體的兩個部件(例如，殼半部)制成時，粘合劑被涂敷在殼體的底部表面，靠近斷續(xù)器的排氣口跨過兩部件。在電氣故障(比如短路)后的中斷期間產(chǎn)生的氣體和污染物通過排氣口排出。通常，氣體和污染物應(yīng)從排氣口排出并通過斷路器基座中的排氣孔按規(guī)定路線行進并最終通過排氣孔從斷路器排出且遠離斷路器。然而，在故障持續(xù)的幾微秒內(nèi)非常突然和劇烈的壓力允許一些氣體和污染物逸入斷續(xù)器殼體的底部和斷路器的基座的內(nèi)表面之間的間隙。當(dāng)這種情況發(fā)生時，由這些不易控制的氣體和污染物所產(chǎn)生的壓力使得斷續(xù)器殼體遠離斷路器的基座抬起，并導(dǎo)致斷續(xù)器殼體的殼半部被迫彼此分開。粘合劑抵抗斷續(xù)器殼體從殼體抬起的傾向并抵抗沿其縱向接縫，至少沿粘合劑被涂敷的底部部分分離的傾向。但是，此外，跨越斷續(xù)器殼體的兩個部件將粘合劑涂敷在斷續(xù)器殼體底部上的關(guān)鍵位置進一步允許粘合劑一旦固化則充當(dāng)氣體和污染物的屏障，否則該氣體和污染物將在斷續(xù)器殼體下面尋找其出路。因此，所有或幾乎所有在電氣故障期間釋放的氣體和污染物將找到其通過排氣口的出路并安全地排出排氣孔。
[0005]對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，鑒于參照附圖做出的各個方面的詳細描述，本公開的前述和另外的方面將是顯而易見的，接下來提供附圖的簡要說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]通過閱讀下面的詳細描述并參照附圖，本公開的前述和其它優(yōu)點將變得顯而易見。
[0007]圖1示出了根據(jù)本公開的一個或多個方面的斷路器的立體圖；
[0008]圖2示出了圖1所示的斷續(xù)器或安瓿組件以及斷路器的機械裝置蓋子的分解圖；
[0009]圖3A示出了顯示有穿過對應(yīng)的、貫通的、橫向的孔安裝的六個螺栓的斷續(xù)器的左側(cè)視圖；
[0010]圖3B示出了圖3B示出的斷續(xù)器的右側(cè)視圖，該視圖顯示了固定圖3A中所示的六個螺栓以將斷續(xù)器殼體的兩部件固定在一起的六個螺母；
[0011]圖3C示出了圖3A所示的斷續(xù)器的同一視圖，不同之處在于已經(jīng)除去殼體的兩個部件的其中之一以顯示容納在斷續(xù)器殼體內(nèi)的內(nèi)部構(gòu)件；
[0012]圖4A是圖2中所示的斷續(xù)器組件以及圖1所示的斷路器的殼體或基座的內(nèi)部的底部表面的頂部立體分解圖；以及
[0013]圖4B是圖4A所示的斷續(xù)器組件和基座的底部立體分解圖以顯示圖3A-3B中所示的斷續(xù)器底部表面上的粘合劑的示例性放置。

【具體實施方式】
[0014]盡管本主題將結(jié)合某些方面進行描述，但可以理解的是，本文所描述的主題并不限于那些具體的方面。與此相反，本發(fā)明的主題旨在涵蓋可包括在由所附權(quán)利要求限定的精神和范圍內(nèi)的所有替換、修改和等同結(jié)構(gòu)。
[0015]參考圖1，總體上將對一種機電裝置(例如斷路器100)進行描述，此處是模塑外殼斷路器(MCCB)類型。斷路器100通常包括其中具有安瓿組件200 (如圖2所示)的殼體或基座102，其中安瓿組件200包括一個或多個線路端子106A和一個或多個負載端子106B。如本文所使用的，術(shù)語安瓿組件和斷續(xù)器組件互換使用。如圖1所示，殼體或基座102設(shè)計成至少部分地容納沿斷路器100的底部表面402 (圖4A中可見)的端子106AU06B。殼體或基座102可通過模塑成形以形成斷路器100的模塑外殼的一部分。與底部表面相對的機械裝置蓋子110連同跳閘單元112 —起安裝在基座102的上部，使得機械裝置蓋子110和跳閘單元112至少部分地容納沿斷路器100的頂部表面109的端子106A、106B。
[0016]如圖1所示，手柄108聯(lián)接至如圖2所示的安瓿組件200。裝飾罩114安裝在機械裝置蓋子I1的頂部，使得手柄108穿過裝飾罩114中的手柄孔116突出。如螺釘99、鉚釘、螺栓等的緊固件將裝飾罩114固定至機械裝置蓋子110。
[0017]手柄108被操作以手動重置斷路器100。手柄108也適于用作斷路器100的數(shù)個位置的其中之一的可視指示。當(dāng)斷路器100處于接通(ON)位置時，電流經(jīng)過斷路器100在線路端子106A和負載端子106B之間無限制地流動并且至電力負載或電路，斷路器被設(shè)計以保護該電力負載或電路。斷路器100的另一位置是跳閘(TRIPPED)位置，其中，經(jīng)過斷路器100并且從而經(jīng)過受保護的負載或電路的電流的流動被中斷。
[0018]電流經(jīng)過線路端子106A進入斷路器100，并且經(jīng)過負載端子106B從斷路器100流出。當(dāng)經(jīng)過斷路器100的電流在規(guī)定時間段內(nèi)超過額定電流一定的預(yù)定閾值時，斷路器100內(nèi)的常規(guī)開關(guān)機構(gòu)(未示出)被激活。該開關(guān)機構(gòu)使得手柄108從接通位置移動到跳閘位置，從而中斷經(jīng)過斷路器100的電流流動。
[0019]如上所述，在斷路器100從接通位置到跳閘位置的致動過程中，斷路器100的內(nèi)部出現(xiàn)干擾氣體。該氣體試圖從斷路器100的內(nèi)部出去，并且考慮到來自干擾氣體的壓力相當(dāng)大，基座102、機械裝置蓋子110和裝飾罩116必須得到足夠的支撐并彼此安裝，以防止氣體損壞它們以及斷路器。此外，基座102、機械裝置蓋子110和裝飾罩116必須得到足夠的支撐并彼此安裝，以防止氣體從斷路器100內(nèi)逸出。
[0020]圖2示出了圖1中所示斷路器100的斷續(xù)器組件200的一部分的分解圖。斷續(xù)器組件200包括第一斷續(xù)器204a、第二斷續(xù)器204b和第三斷續(xù)器204c，各個斷續(xù)器運載不同相位的電流。第四斷續(xù)器用于四極斷路器以保護中性線。每個斷續(xù)器204a、204b、204c內(nèi)是常規(guī)的觸頭組，比如像在美國專利第4，910, 485號中示出和描述的那些“雙斷點(double-break) ”靜止觸頭和旋轉(zhuǎn)觸頭。如本領(lǐng)域已知的，第一電觸頭320 (例如，如圖3C中所示的旋轉(zhuǎn)觸頭)相對于第二電觸頭322 (例如，圖3C中所示的一個或多個靜止觸頭)是可移動的(例如，可旋轉(zhuǎn)的)，使得第一電觸頭320與第二電觸頭322的物理接合允許電流從線路端子106A至負載端子330流過斷續(xù)器204a、204b、204c，并使得第一電觸頭320相對于第二電觸頭322 (在圖3C中示出為分離)的物理分離阻止電流流動穿過斷續(xù)器204a、204b、204c。本文中所描述的每個斷續(xù)器是相同的，這樣便于討論和說明，有時僅對一個斷續(xù)器進行說明，但對一個斷續(xù)器的描述同樣適用于其它兩個。
[0021]在中斷事件期間，可選的蓋子夾202可在斷續(xù)器204a、204c和機械裝置蓋子110之間進一步固定至由高壓干擾氣體和污染物形變的斷路器100。蓋子夾202聯(lián)接至各自的外部的斷續(xù)器204a、204c。每個蓋子夾202被彎曲以形成L字狀，其中，第一部分206通過緊固件208緊固至斷續(xù)器組件200，并且相對于第一部分206以直角彎曲的第二部分210包括用于容納螺釘99的孔212，該螺釘99將蓋子夾202固定至機械裝置蓋子110，如圖2所示。適合于將斷續(xù)器組件200固定至機械裝置蓋子110的其他示例性的蓋子夾或支撐結(jié)構(gòu)在2012年3月13日授權(quán)的名稱為“Circuit Breaker Cover Attachment”的美國專利第8，134，092號中進行了描述和顯示。在短路中斷期間，蓋子夾202使機械裝置蓋子110能高度抵抗彎曲或抬起。
[0022]在機械裝置蓋子110聯(lián)接至基座102后，將裝飾罩114放置在機械裝置蓋子110的頂部以進一步裝配斷路器100。蓋子夾202提供額外的支承和機械穩(wěn)定性以允許斷路器100承受來自于斷路器100內(nèi)的干擾氣體的作用力。還應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然僅示出和描述兩個蓋子夾202，但是在斷路器100內(nèi)可包含兩個以上或僅一個蓋子夾。
[0023]在圖2中，也可以看出，每個斷續(xù)器204a、204b、204c包括相應(yīng)的排氣口 220a、220b、220c。這些排氣口 220a、220b、220c提供了用于響應(yīng)于電氣故障(比如短路)而產(chǎn)生的干擾氣體和污染物從斷續(xù)器202a、202b、202c逸出的路徑。如在圖4A中可以看到、下面將更全面描述的，當(dāng)斷續(xù)器組件200安裝至斷路器100的基座102后，排氣口 220a、220b、220c與相應(yīng)的排氣孔(統(tǒng)稱編號為410)對齊，以進一步引導(dǎo)干擾氣體和污染物遠離斷路器100。
[0024]斷續(xù)器組件200包括墊片442 (在圖4A和4B中可見)和具有活塞跳閘桿444的氣動跳閘裝置440 (在圖4A中示出)，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，該氣動跳閘裝置440在鎖止機構(gòu)446上工作?；钊l桿444通常在電氣故障期間由源自斷續(xù)器202a、202b、202c中的一個內(nèi)部的氣體壓力而移動，并且活塞跳閘桿444撞擊鎖止機構(gòu)446，接著發(fā)生會導(dǎo)致斷路器100跳閘的機械動作的已知后果。氣動跳閘裝置440附接在第一斷續(xù)器202a和第二斷續(xù)器202b之間，并且墊片442附接在第二斷續(xù)器202b和第三斷續(xù)器202c之間，使得整個斷續(xù)器組件200可以按照整體裝置進行控制。氣動跳閘裝置440包括與形成在基座102的外部的底部表面430中(在圖4B中示出)的相應(yīng)的孔450對齊的孔446 (如圖4B中所示)，并且緊固件(比如螺釘)將氣動跳閘裝置440固定至基座102。同樣地，墊片442包括孔448 (圖4B中示出)，該孔448與形成在基座102的外部的底部表面430中的相應(yīng)的孔452對齊，以容納將墊片442固定至基座102的緊固件。穿過孔446、450和孔448、452的緊固件操作為將整個斷續(xù)器組件200固定至基座102。
[0025]圖3A是圖1和2中示出的斷續(xù)器202、204、206中的一個的第一側(cè)的立體圖。雖然示出了一個斷續(xù)器，但是應(yīng)當(dāng)理解，對于一個斷續(xù)器的描述也同樣適用于其他兩個。斷續(xù)器202、204、206具有由兩個部件302、304形成的殼體300，該兩個部件302、304沿其縱向(L)表面結(jié)合在一起以形成殼體300。部件302、304中的至少一個部件使用壓縮成型的熱固性片狀模塑料(SMC)形成?？蛇x地，兩個部件302、304彼此是鏡像。為便于討論，兩個部件302和304在本文中可以被稱為殼半部，但是“半部”一詞的使用并不意味著殼是殼體300的總大小的精確的一半。第一部件302包括圖3A中示出為具有插入穿過其中的螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f 的六個孔 306a、306b、306c、306d、306e、306f，并且第二部件304(如圖3B所示)包括相對應(yīng)一組的六個孔308a、308b、308c、308d、308e、308f (圖3B和圖3C示出為具有螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f插入其中)，使得當(dāng)兩個部件302、304沿其各自的縱向表面抵接時，兩組孔306、308 —起對齊以形成延伸穿過由兩個部件302、304形成的斷續(xù)器殼體300的寬度W的一組孔306、308。該組的六個螺栓310a、310b、310c、310d、310e、310f通過在斷續(xù)器殼體300中的孔308、310緊固至對應(yīng)組的六個螺母 312a、312b、312c、312d、312e、312f 以將部件 302,304 固定在一起。螺栓 310 和螺母 312的頭部相對于各自的部件302、304的外部的主要表面平齊放置或略微凹進，使得沒有螺栓310或螺母312的任何部分延伸超出部件302、304的外部的主要表面。
[0026]螺栓310a_f是高強度螺栓，并且一個、一些或全部的螺栓310可以是中空的以允許氣體在相鄰的斷續(xù)器202a、202b、202c之間通過螺栓逸出。各個高強度螺栓具有由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定的至少10.9的額定的性能等級強度。螺栓螺紋可以利用熔融的尼龍貼片(nylon patch)進行貼片鎖定，例如，以在螺栓310和螺母312之間形成不可逆的緊固。與鉚釘相反，螺栓310允許更大的預(yù)緊力控制，其中，裝配工人能夠以可重復(fù)且可量化的方式控制扭矩。這允許斷續(xù)器殼體300被設(shè)計成類似于壓力容器，其中精確地控制扭矩以在兩個部件302、304之間獲得適當(dāng)?shù)膴A緊力，同時也防止它們在電氣故障期間由于殼體300內(nèi)形成的壓力而分離。受控制的螺栓預(yù)緊力避免了在一起形成殼體300的兩個部件302,304的擰緊不足或過度，并且相比于自攻螺釘或鉚釘還使用較少的空間。因為頭部和螺母相對于模塑殼體300的主要表面可凹進到模塑殼體中或至少平齊放置，因此不存在與使用螺栓和螺母相關(guān)聯(lián)的重量或空間造成的困難。
[0027]可選地,一些或全部螺母312可容納于相應(yīng)的止動槽(detented channel)內(nèi)。為了方便，描述了兩個止動槽314a、314b，這是因為在圖3B中可以最清楚地看到它們，但應(yīng)理解，其它螺母或所有的螺母312可容納于像止動槽314a、314b的止動槽中。止動槽314a的一部分具有六角形形狀以在其中容納六角形螺母312b。六角形螺母312b的三個側(cè)面以穩(wěn)固的關(guān)系保持在止動槽314a內(nèi)，使得在螺栓310b緊固至螺母312b時，螺母312b在止動槽314a內(nèi)保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?，并且螺?10b可以按照規(guī)格轉(zhuǎn)動。同樣地，止動槽314b的一部分具有方形形狀以在其中容納大致方形的螺母312c。大致方形的螺母312c可以具有如圖所示的錐形角或圓角。方形螺母312c的一個完整側(cè)面和方形螺母312c的其他兩個側(cè)面部分以穩(wěn)固的關(guān)系保持在方形止動槽314b中，使得當(dāng)螺栓310c緊固至螺母312c時，螺母312c在止動槽314b內(nèi)保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?，并且螺?10c可按照規(guī)格轉(zhuǎn)動。當(dāng)然，螺母和止動槽可采取任何其它幾何形狀，正方形和六角形僅僅是許多可能的形狀中的兩個例子。
[0028]圖3C是在圖3A中所示的相同視圖的立體圖，只是已移除第一部件302以顯示容納在斷續(xù)器202a、202b、202c的殼體300內(nèi)的內(nèi)部構(gòu)件。螺栓310a_f示出為通過孔308a_e插入(孔308f在此視圖中不可見)。由箭頭A指示的路徑顯示了在斷續(xù)器殼體300內(nèi)部產(chǎn)生的干擾氣體和污染物的流動，以及它們?nèi)绾瓮ㄟ^斷續(xù)器202a、202b、202c的排氣口 220a、220b,220c 排出去。
[0029]圖4A示出了基座102的底部(內(nèi)部)表面402，其中斷續(xù)器組件200遠離底部表面402被分解。為了便于說明，其它構(gòu)件，例如跳閘單元112、蓋子110、116以及手柄108，沒有示出。圖4B是在圖4A中所示的斷續(xù)器組件200在其被安裝至基座102之前的仰視圖。示出了基座102的外部的底部430，連同斷續(xù)器204a、204b、204c的各自的底部表面411、412,4140在各個斷續(xù)器202、204、206的底部表面411、412、414和斷路器100的殼體或基座102的底部內(nèi)表面402之間設(shè)置粘合劑420、422、424。粘合劑420、422、424靠近排氣口220a,220b,220c從其中出去的殼體300的第一端部460、462、464并且遠離線路端子106A從其中延伸出去的相對端部466、468、470而涂敷到底部表面411、412、414。粘合劑具有選定的特性(下面進一步描述)并且涂敷粘合劑以延伸跨過兩個部件302、304以固定兩個部件302、304至基座102的內(nèi)表面402，以防止斷續(xù)器202a、202b、202c響應(yīng)于電氣故障從基座102被抬離，并防止兩個部件302、304響應(yīng)于電氣故障遠離彼此分離。一旦已經(jīng)設(shè)置粘合劑420、422、424，斷續(xù)器組件200安裝至基座102使得粘合劑420、422、424將各自的斷續(xù)器204a、204b、204c的底部表面411、412、414附著至斷路器100的殼體102的內(nèi)表面402。
[0030]從圖4B中可見，基座102包括排氣孔410a_f，一對用于各個斷續(xù)器202a、202b、202c，并且當(dāng)在基座102上安裝時，每對排氣孔410聯(lián)接至斷續(xù)器202a、202b、202c的相應(yīng)的排氣口 220a、220b、220c使得粘合劑420、422、424形成響應(yīng)于電氣故障而產(chǎn)生的氣體和污染物的屏障426(為了便于說明，僅在第一斷續(xù)器204a上示出)，使得至少基本上所有的氣體和污染物從基座102的排氣孔410a、410b、410c、410d、410e、410f出去，并基本上沒有氣體和污染物在從排氣口 220a、220b、220c排出后進入斷續(xù)器202a、202b、202c的底部表面411、412、414和基座102的內(nèi)表面402之間。在沒有粘合劑420、422、424的情況下，斷續(xù)器殼體300和基座102的內(nèi)表面402之間存在狹窄間隙，使得從排氣口 220a、220b、220c排出的干擾氣體和污染物可以逸入至該狹窄間隙，產(chǎn)生使得斷續(xù)器組件200遠離底座102抬離的壓力?？蛇x地或另外地，因為氣體一旦進入該狹窄間隙則壓力無迅速逸出之處，因此基座102的外部的底部表面430由于壓力波會變形并形成氣泡狀變形。更糟糕的是，可從基座102 (比如從外部的底部表面430)吹出洞來。粘合劑420、422、424塞住了該狹窄間隙以使所有或幾乎所有的氣體和污染物被引導(dǎo)出排氣口 220a、220b、220c，并立即進入相應(yīng)的成對的排氣孔410a - b、c-d、e-f，并最終離開斷路器100。
[0031]粘合劑420、422、424具有將兩個部件302、304固定至基座102的內(nèi)表面402的特性，以防止斷續(xù)器202a、202b、202c響應(yīng)于電氣故障而從基座102抬離，并防止兩個部件302、304響應(yīng)于電氣故障而遠離彼此分離。這些特性可包括最高工作溫度，其在斷路器100的最大斷續(xù)額定(如10kA)處的電流出現(xiàn)時，在斷路器100短路中斷期間和之后，足以保持粘合劑420、422、424的可塑性和強度。最高工作溫度可以是至少90攝氏度或至少100攝氏度。這些特性可包括單一組分和形成永久彈性結(jié)合的濕固化密封劑。單一組分的粘合劑不需要混合。當(dāng)基座102和斷續(xù)器202a、202b、202c的殼體300由不同的材料構(gòu)成時，另一粘合劑特性可以是其具有將不同材料結(jié)合在一起的能力。例如，如果基座102是由聚碳酸酯材料或尼龍材料構(gòu)成，則另一特性是足以將基座102的聚碳酸酯或尼龍材料結(jié)合的基底附著力。尤其是聚碳酸酯很難結(jié)合，所以粘合劑420、422、424具有足以與聚碳酸酯結(jié)合的基底附著力。
[0032]其它特性包括非滴落性(流動而不流出)、濕固化、相對快速的固化速率(例如，24-48小時)、耐高溫(例如，溫度超過90攝氏度或100攝氏度)、具有良好的阻尼和可塑性使得粘合劑一旦固化不變硬和變脆的永久彈性、在完全固化后同時保持柔性的高結(jié)合強度。其他特性可包括符合環(huán)保法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)的最小量的揮發(fā)性有機化合物(VOC)。在涂敷后，粘合劑不應(yīng)化學(xué)地損壞斷續(xù)器殼體300或基座102。僅舉例來說，具有所有這些特性的合適的粘合劑是碳酸鈣基的密封劑，如可從3M公司購買的3M760密封劑。這種粘合劑是一種組分的濕固化粘合劑，結(jié)合不同材料，具有永久彈性，具有高拉伸強度以及高模量。無粘性時間為10-30分鐘，固化速率超過3.5毫米每24小時，肖氏A級硬度為55，拉伸強度為4.5MPa，其工作溫度在-40至100攝氏度之間，具有稠膏一致性，以及29.lg/Ι的VOC含量。應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，這種粘合劑是僅僅是示例性的，并且其它合適的粘合劑可以代替使用。
[0033]粘合劑420、422、424允許由斷續(xù)器組件200、每個斷續(xù)器202的兩個部件以及基座102組成以協(xié)同作用的整個結(jié)構(gòu)在中斷事件期間抵抗欲強制這些部件和零件彼此分開并損壞它們的作用力。粘合劑420、422、424也具有良好的流動特性，該流動特性允許粘合劑流動以填充靠近排氣孔410的在斷續(xù)器204a、204b、204c的底部表面411、412、414和內(nèi)表面402之間的空隙。粘合劑420、422、424以其選定的特性和在斷路器100內(nèi)靠近排氣孔并跨過斷續(xù)器殼體的兩半部的策略性放置起著重要的結(jié)構(gòu)作用。斷路器100的斷續(xù)額定可以比缺少本文所公開的粘合劑420、422、424的非改進的斷路器的斷續(xù)額定高至少2_5倍。例如，斷路器100的斷續(xù)額定在最大電壓(例如，690V)時至少為10kA,而不具有粘合劑420、422、424、螺栓310和螺母312以及由SMC形成的斷續(xù)器殼體300的非改進的斷路器的斷續(xù)額定在相同的最大電壓時是20kA，但是改進和非改進的斷路器具有各自有著相同的總體物理尺寸的基座(例如，基座102的長度和寬度或封裝尺寸)。在這個例子中，斷續(xù)額定已經(jīng)增加了五倍，而沒有招致任何尺寸的或不可忽略的重量妨礙。
[0034]為了裝配具有的工作分?jǐn)嗄芰?斷續(xù)額定)高于非改進斷路器的工作分?jǐn)嗄芰Φ母倪M的斷路器，而不增加非改進斷路器殼體的基座長度或?qū)挾瘸叽?，提供了用于斷路器的殼體或基座102。兩個部件302、304沿各自縱向表面抵接，以形成斷續(xù)器殼體300。斷續(xù)器殼體300具有第一端部460、462、464 (圖4B)以及與該第一端部460、462、464相對的第二端部466、468、470，排氣口 220a、220b、220c從第一端部460、462、464中釋放由電氣故障產(chǎn)生的氣體，線路端子106A從第二端部466、468、470中延伸出來以容納運載經(jīng)過斷續(xù)器202a、202b、202c的電流的導(dǎo)體(未不出)。在靠近第一端部460、462、464且遠離相對端部466、468,470處在斷續(xù)器202a、202b、202c的底部表面411、412、414之間設(shè)置粘合劑。涂敷粘合劑以延伸跨過跨越寬度W的兩個部件302、304以將兩個殼半部或部件302、304錨固至基座102的內(nèi)表面402，以防止斷續(xù)器組件200響應(yīng)于電氣故障從基座102被抬離，并防止兩個部件302、304響應(yīng)于電氣故障而遠離彼此分離。斷續(xù)器202a、202b、202c (或斷續(xù)器組件200)安裝至斷路器100的殼體或基座102，使得粘合劑420、422、424將斷續(xù)器202a、202b、202c的底部表面411、412、414粘附至斷路器100的殼體或基座102的內(nèi)表面402。
[0035]兩個部件302、304可由壓縮成型的熱固性片狀模塑料(SMC)形成。兩個部件302、304可以沿其各自縱向表面抵接，使得兩個部件中第一部件302中的第一多個孔306對準(zhǔn)兩部件中第二部件304中的第二多個孔308，以形成延伸穿過由兩個部件302、304形成的斷續(xù)器殼體300的寬度W的一組孔306、308。螺栓310通過斷續(xù)器殼體300中的該組孔306、308緊固至相應(yīng)數(shù)量的螺母312以將兩個部件302、304固定在一起。
[0036]盡管說明和描述了本公開的具體方面以及應(yīng)用，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于本文所公開的精確構(gòu)造和組合物，并且不脫離如所附權(quán)利要求限定的本公開的精神和范圍的各種修改、改變和變型在前述說明中可以是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種斷路器，包括: 殼體，所述殼體具有構(gòu)造成在其上容納斷續(xù)器組件的基座； 斷續(xù)器組件，所述斷續(xù)器組件包括具有由兩個部件形成的殼體的第一斷續(xù)器，所述第一斷續(xù)器包括第一電觸頭，所述第一電觸頭相對于第二電觸頭是可移動的，使得所述第一電觸頭與所述第二電觸頭的物理接合允許電流流動穿過所述第一斷續(xù)器，并且所述第一電觸頭相對于所述第二電觸頭的物理分離阻止電流流動穿過所述第一斷續(xù)器，所述第一斷續(xù)器包括從所述殼體的端部出去的排氣口以及從所述殼體的相對端部延伸出去的線路端子；以及 粘合劑，所述粘合劑靠近所述排氣口從其中出去的所述殼體的所述端部且遠離所述線路端子從其中延伸出去的所述相對端部而涂敷在所述第一斷續(xù)器的底部表面，所述粘合劑被涂敷以延伸跨過所述兩個部件以將所述兩個部件固定至所述基座的內(nèi)表面，以防止所述第一斷續(xù)器響應(yīng)于電氣故障而從所述基座被抬離，并防止所述兩個部件響應(yīng)于電氣故障而遠離彼此分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述粘合劑具有包括最高工作溫度的特性，所述最高工作溫度在所述斷路器的最大斷續(xù)額定處出現(xiàn)電流時，在所述斷路器的短路中斷期間和之后，足以保持所述粘合劑的可塑性和強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其中，所述最高工作溫度至少是90攝氏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其中，所述粘合劑的特性還包括單一組分和形成永久彈性結(jié)合的濕固化密封劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器，其中，所述基座包括聚碳酸酯材料，且所述特性還包括足以與所述聚碳酸酯材料結(jié)合的基底附著力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器，其中，所述第一斷續(xù)器的所述殼體包括不同于構(gòu)成所述基座的材料的材料，所述特性還包括將不同材料結(jié)合在一起的能力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述基座還包括多個排氣孔，當(dāng)所述第一斷續(xù)器安裝在所述基座上時，所述多個排氣孔聯(lián)接至所述第一斷續(xù)器的所述排氣口，使得所述粘合劑形成響應(yīng)于電氣故障而產(chǎn)生的氣體和污染物的屏障，使得至少基本上所有的氣體和污染物從所述基座的所述排氣孔出去，并使得在從所述排氣口出去以后基本上沒有氣體和污染物進入所述第一斷續(xù)器的底部表面和所述基座的內(nèi)表面之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述兩個部件使用壓縮成型的熱固性片狀模塑料(310形成，所述斷路器還包括覆蓋所述殼體的蓋子和將所述第一斷續(xù)器的所述殼體緊固至所述蓋子以抵抗所述蓋子在所述斷路器的短路中斷期間彎曲或抬起的蓋子夾。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述兩個部件中的每一個包括一組孔，當(dāng)所述兩個部件彼此抵靠時，相應(yīng)組的孔對齊以延伸穿過由所述兩個部件形成的所述斷續(xù)器的殼體的寬度，所述斷路器還包括插入穿過所述組的孔并通過相應(yīng)組的螺母緊固以將所述兩個部件固定在一起的一組高強度螺栓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷路器，其中，所述高強度螺栓中的每一個具有由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(130)規(guī)定的至少10.9的性能等級強度額定。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷路器，其中，所述兩個部件中的第一部件包括多個止動槽，每一個止動槽構(gòu)造成當(dāng)各自的中空螺栓緊固至容納于各自的止動槽中的螺母中的每一個時，相對于所述兩個部件中的第二部件以非旋轉(zhuǎn)的關(guān)系固定相應(yīng)的螺母。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器，其中，所述螺母中的至少一個螺母相對于所述兩個部件中的所述第一部件的外部的主要表面凹進，使得所述螺母中的至少一個中沒有任何部分延伸超出所述第一部件的外部的主要表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器，其中，所述螺栓中的至少一個相對于所述兩個部件中的所述第二部件的外部的主要表面凹進，使得所述螺栓中的至少一個中沒有任何部分延伸超出所述第二部件的外部的主要表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其中，所述斷路器的斷續(xù)額定至少是缺少所述粘合劑的非改進的斷路器的斷續(xù)額定的兩倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的斷路器，其中，所述斷路器的斷續(xù)額定至少比所述非改進的斷路器的斷續(xù)額定高四倍。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的斷路器，其中，所述斷路器的斷續(xù)額定在最大電壓時至少為100“，并且其中所述非改進的斷路器的斷續(xù)額定在所述最大電壓時是20以，并且其中所述斷路器和所述非改進的斷路器的殼體的各自的基座具有相同的長度和寬度尺寸。
17.—種裝配改進的斷路器的方法，該方法裝配改進的斷路器以具有比非改進的斷路器的工作分?jǐn)嗄芰Ω叩墓ぷ鞣謹(jǐn)嗄芰Χ鴽]有增加非改進的斷路器的殼體的基座的任何尺寸，所述方法包括: 提供用于所述斷路器的殼體； 使斷續(xù)器的斷續(xù)器殼體的兩個部件沿所述兩個部件的各自縱向表面抵接以形成所述斷續(xù)器殼體，所述斷續(xù)器殼體具有第一端部和第二端部，排氣口從所述第一端部釋放由電氣故障產(chǎn)生的氣體，所述第二端部與所述第一端部相對，線路端子從所述第二端部延伸出去以容納運載通過所述斷續(xù)器的電流的導(dǎo)體； 在靠近所述排氣口從其中出去的所述殼體的所述端部處在所述第一斷續(xù)器的底部表面之間提供粘合劑，所述提供包括涂敷所述粘合劑以延伸跨過所述兩個部件以將所述兩個部件固定至所述基座的內(nèi)表面，以防止所述第一斷續(xù)器響應(yīng)于電氣故障而從所述基座被抬離，并防止所述兩個部件響應(yīng)于電氣故障而遠離彼此分離；以及 將所述第一斷續(xù)器安裝至所述斷路器的所述殼體中，使得所述粘合劑將所述第一斷續(xù)器的底部表面粘附至所述斷路器的所述殼體的內(nèi)表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括使用壓縮成型的熱固性片狀模塑料(310形成所述兩個部件，其中，所述第一斷續(xù)器包括第一電觸頭，所述第一電觸頭相對于第二電觸頭是可移動的，使得所述第一電觸頭與所述第二電觸頭的物理接合允許電流流動穿過所述第一斷續(xù)器，并且所述第一電觸頭相對于所述第二電觸頭的物理分離阻止電流流動穿過所述第一斷續(xù)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 使所述兩個部件沿其各自的縱向表面抵接，使得所述兩個部件中的第一部件中的第一多個孔對準(zhǔn)所述兩個部件中的第二部件中的第二多個孔以形成延伸穿過由所述兩個部件形成的所述斷續(xù)器殼體的寬度的一組孔；以及 通過所述斷續(xù)器殼體中的所述一組孔將多個螺栓緊固至相應(yīng)的多個螺母以將所述兩個部件固定在一起。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括:將蓋子夾緊固在所述斷續(xù)器殼體和固定至所述斷路器的所述殼體的基座的機械裝置蓋子之間。
【文檔編號】H01H71/02GK104364871SQ201380031774
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】尤金·維爾 申請人:施耐德電氣美國股份有限公司