本發(fā)明涉及電連接器和配備有這樣的連接器的斷路器。

背景技術(shù)：

用于低壓交流電的斷路器通常包括多個極，經(jīng)常為包括三個或四個極。每個極能夠在輸入連接區(qū)域上接收交流電相或中性相，并且在正常操作中在輸出區(qū)域上傳遞相。如有必要，斷路器還能夠?qū)⑤斎雲(yún)^(qū)域與輸出區(qū)域隔離；也就是說，它能夠阻斷電流的流動穿過極。

這種類型的斷路器對電流的流動具有不可忽略的阻抗，這可能導(dǎo)致其內(nèi)部部件的顯著發(fā)熱。產(chǎn)生的大部分熱量耗散在電連接到輸入和輸出區(qū)域的導(dǎo)線中，使得導(dǎo)線由于其高導(dǎo)熱性和相當(dāng)長的長度而用作散熱器。

這種類型的斷路器用于電壓高達(dá)1500伏的直流應(yīng)用。例如，光伏太陽能能源提供可以高達(dá)1500伏(v)或左右的直流電壓。然而，這些斷路器的極對于超過約500v的電壓是不適合的。為了在更高電壓下使用這些斷路器，通常使用電連接器將不同的極串聯(lián)連接。然后，電壓分布在斷路器的多個極上，每個極承受不超過500v的電壓。

這樣的電連接器通常具有類似于字母u的形狀，并且可被用于兩個相鄰極的輸入(或輸出)區(qū)域的電連接。

如果使用這樣的配置，則在斷路器中產(chǎn)生的熱量的耗散在連接器的位置處變得更加困難。這是因為每個極不是連接到用作散熱器的電線，而是連接到至少一個其他極，在所述至少一個其他極中電流導(dǎo)致發(fā)熱。因此增加了由于過熱而損壞斷路器的風(fēng)險。

為了抵消這些影響，所使用的連接器通常配備有冷卻裝置，例如翅片，其增加連接器和大氣之間的交換表面積。

然而，所使用的冷卻裝置不是非常有效。特別地，所使用的冷卻裝置并不是對斷路器的所有可行的取向均是適合的，因為它們的翅片必須垂直地布置，以便最大化與大氣的對流交換。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種電連接器，該電連接器用于串聯(lián)連接斷路器的兩個極，其在散熱方面具有更高的效率。

為此目的，本發(fā)明提出一種電連接器，其包括導(dǎo)電部分，該導(dǎo)電部分包括兩個端子，每個端子意于電連接到電氣設(shè)備的連接端子，連接器還包括耗散部分，該耗散部分具有與導(dǎo)電部分相同的材料并具有限定多個單元的蜂窩結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的其它有利方面，連接器包括一個或多個以下特征，以下特征被單獨地考慮或以所有技術(shù)上可行的組合而被考慮：

-耗散部分具有的孔隙率大于或等于50％，優(yōu)選地等于75％，或更優(yōu)選地等于85％；

-傳導(dǎo)部分至少部分地由金屬制成，優(yōu)選地由鋁制成；

-連接器包括由具有第一輻射率的第一材料制成的芯部，而耗散部分包括由具有第二輻射率的第二材料制成的鈍化層，第二輻射率大于或等于第一輻射率，優(yōu)選地嚴(yán)格大于第一輻射率；

-每個單元適于被流體的沿第一方向取向的第一流動穿過；

-每個單元適于被第一流動和流體的沿垂直于第一方向的第二方向取向的第二流動穿過；

-每個單元經(jīng)由允許開口連接到至少一個其他單元，該開口允許流體從一個單元流動到另一個單元；

-耗散部分界定由第一類型的單元組成的第一組和由第二類型的單元組成的第二組，第一類型的單元是具有八邊形基底的柱形的，而第二類型的單元是具有方形基底的柱形的；

-第一組包括由第一類型的單元組成的多個第一子組，第二組包括由第二類型的單元組成的多個第二子組，每個第一子組和每個第二子組具有各自的本征線，每個子組的單元沿著子組的本征線布置，且每個單元的軸線是本征線；

-單元采取截頂八面體的形式。

本發(fā)明還提出了一種電氣設(shè)備，其特別是斷路器，其配備有上述定義的連接器。

附圖說明

通過閱讀以下參照附圖而僅以非限制性的示例的方式提供的說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得顯而易見，在附圖中：

圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明的兩個連接器的斷路器的分解透視圖；

圖2是圖1的斷路器的連接器的俯視透視圖；

圖3是圖2的連接器的俯視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的連接器的透視圖；

圖5是向著箭頭b1的方向取得的圖4的連接器的前視圖；以及

圖6是向著箭頭b2的方向取得的圖4的連接器的側(cè)視圖。

具體實施方式

在圖1中示出了電氣設(shè)備5，該電氣設(shè)備5配備有兩個輸入導(dǎo)體7a、7b，兩個輸出導(dǎo)體8a、8b，兩個連接器10，后基部12和蓋15。

電氣設(shè)備5例如是斷路器，諸如機電斷路器。

斷路器5具有大致平行六面體的形狀。

斷路器5具有前部面17、后部面(未示出)、兩個側(cè)面18(其中只有一個側(cè)面在圖1的左側(cè)可見)和兩個端面20(其中只有上部面在圖1的上部可見)。

斷路器5具有多個極。每個極包括初級連接區(qū)域22和次級連接區(qū)域23。

每個極配置為在初級區(qū)域22上接收電流i，并且在次級區(qū)域23上輸送電流i，反之亦然。

每個區(qū)域22、23適于接收導(dǎo)體7a、7b、8a、8b的端部。

每個初級連接區(qū)域22由第一端面20(即上部面)承載。每個次級連接區(qū)域23由第二端面20(即下部面)承載。

兩個連接器10安裝在上端面20上，這些連接器中的每個將兩個初級連接區(qū)域22相互連接。

每個輸入導(dǎo)體7a、7b是電連接到多個電氣設(shè)施ie的電線。

在圖1中，每個輸入導(dǎo)體7a、7b電連接到三個電氣設(shè)施ie，例如三個光伏發(fā)電設(shè)施。

每個設(shè)施ie電連接到第一輸入導(dǎo)體7a和第二輸入導(dǎo)體7b。優(yōu)選地，每個電氣設(shè)施ie適于在第一輸入導(dǎo)體7a和第二輸入導(dǎo)體7b之間產(chǎn)生電勢差。

每個輸出導(dǎo)體8a、8b是連接到配電網(wǎng)絡(luò)(未示出)的電線。

上面參考用于將上端面20的兩個初級連接區(qū)域22互相電連接的情況描述了本發(fā)明。然而，其同樣可以用于將下端面20的兩個次級連接區(qū)域23互相電連接。

在圖2和圖3中示出了連接器10的第一示例。

該連接器10相對于斷路器5在斷開位置和至少一個連接位置之間是可移動的。優(yōu)選地，連接器10沿著插入方向di在連接位置和至少一個斷開位置之間是可平移地移動的。

連接器10配置為當(dāng)連接器10處于連接位置時電連接斷路器5的兩個相鄰的初級連接區(qū)域22或兩個相鄰的次級連接區(qū)域23。

連接器10還適于通過與大氣熱交換冷卻斷路器5。例如，連接器10適于通過與大氣自發(fā)的熱交換、尤其通過對流冷卻斷路器5。在變型中，連接器10適于通過與大氣的強制熱交換冷卻斷路器5，例如通過使用風(fēng)扇以將空氣流導(dǎo)引到連接器10冷卻斷路器5。

連接器10包括導(dǎo)電部分25、導(dǎo)電層、鈍化層和耗散部分30。

連接器10由單個部件制成。這意味著導(dǎo)電部分25和耗散部分30具有共用的芯部。

導(dǎo)電部分25包括兩個端子40和本體45。

導(dǎo)電部分25具有第一面47和與第一面47相對的第二面48。優(yōu)選地，第一面47和第二面48是平行的。

當(dāng)連接器10在連接位置時，第二面48取向為朝向前部面17。優(yōu)選地，第二面48大致平行于前部面17。

蓋15可拆卸地附接到斷路器5。

當(dāng)蓋15附接到斷路器5并且連接器10在連接位置時，蓋15適于防止操作者接近連接器10。

后基部12和蓋15配置為使得當(dāng)它們附接至彼此時，它們至少部分地覆蓋每個連接器10。后基部12和蓋15例如通過第一螺釘38附接至彼此。

導(dǎo)電部分25適于在端子40中的一個處接收電流i，并且將電流輸送到另一端子40。

芯部對于本體45和端子40也是共用的。

芯部由第一材料m1制成。第一材料m1是導(dǎo)電和導(dǎo)熱的。優(yōu)選地，第一材料m1是金屬材料。

有利地，第一材料m1是鋁。在變型中，第一材料m1是銅。在另一變型中，第一材料m1是鎳。第一材料m1具有的第一輻射率ε1的值為0.02至0.9。材料的輻射率被定義為在相同溫度時由材料輻射的能量與由黑體輻射的能量之間的比率。

當(dāng)連接器10在連接位置時，每個端子40適于電連接到連接區(qū)域22、23。

當(dāng)連接器10在斷開位置時，其端子40不電連接到區(qū)域22、23。

每個端子40是平行六面體。每個端子40具有用于接收第二附接螺釘(未示出)的孔54。當(dāng)連接器10在連接位置時，第二螺釘適于將端子40附接到區(qū)域22、23。

本體45適于在端子40和另一端子40之間傳導(dǎo)電流i。

本體45是平行六面體。

本體45具有用于使第一螺釘38通過的孔55。通孔55圍繞垂直于第一面47的軸線是柱形的。如圖3所示，通孔55是具有橢圓形基底的柱形的。

導(dǎo)電層適于保護(hù)端子40的芯部免受腐蝕。導(dǎo)電層還適于在芯部和連接端子22、23之間提供良好的電連接。

導(dǎo)電層覆蓋端子40的芯部的至少一部分。優(yōu)選地，導(dǎo)電層覆蓋端子40的整個芯部。

導(dǎo)電層由導(dǎo)電材料制成。例如，導(dǎo)電層由金屬材料(諸如銀)制成。在變型中，導(dǎo)電層由錫制成。

導(dǎo)電層具有第一厚度e1。第一厚度e1為500納米至50微米，例如等于15微米(μm)。

鈍化層適于保護(hù)本體45的芯部和耗散部分30的芯部免受腐蝕。與不具有鈍化層的相同耗散部分30相比，鈍化層還適于通過輻射增加耗散部分30與大氣的熱交換。

鈍化層覆蓋本體45的芯部的至少一部分和耗散部分30的芯部。優(yōu)選地，鈍化層覆蓋本體45的整個芯部和耗散部分30的芯部。

鈍化層由第二材料m2制成。

第二材料m2是電絕緣的。

第二材料m2具有第二輻射率ε2。第二輻射率ε2大于或等于第一輻射率ε1。優(yōu)選地，第二輻射率ε2嚴(yán)格大于第一輻射率ε1。

特別地，第二輻射率ε2為0.6至0.9。

優(yōu)選地，第二輻射率ε2大于或等于0.75，或優(yōu)選地為0.85。

有利地，第二材料m2是氧化鋁al2o3。例如，如果芯部由鋁制成，第二材料層m2通過陽極氧化產(chǎn)生。

第二涂層具有第二厚度e2。第二厚度e2為5μm至20μm。

在變型中，第二材料m2是具有嚴(yán)格大于第一輻射率ε1的第二輻射率ε2的聚合物材料，諸如亞光黑色聚合物材料。第二材料m2例如是聚氨酯，優(yōu)選地是通過固化異氰酸酯制備的雙組分聚氨酯。在這種情況下，第二厚度e2嚴(yán)格小于1毫米(mm)。

與不具有耗散部分30的相同連接器10相比，耗散部分30適于通過傳導(dǎo)、對流和輻射增加熱能的損失。

耗散部分30適于被流體f的第一流動f1和流體f的至少第二流動f2穿過。

流體f例如是空氣。

第一流動f1和第二流動f2例如是自發(fā)的流動，諸如對流流動或由風(fēng)產(chǎn)生的流動。在變型中，第一流動f1和第二流動f2通過例如風(fēng)扇人工產(chǎn)生。

第一流動f1沿第一方向d1取向。例如，第一方向d1平行于插入方向di。

第二流動f2沿第二方向d2取向。第二方向d2垂直于第一方向d1。

例如，第一方向d2平行于第二面48。

耗散部分30具有蜂窩結(jié)構(gòu)。這意味著耗散部分30限定多個單元65。

耗散部分30在第三方向d3上具有高度h。高度h如圖2所示。第三方向d3垂直于第二面48。優(yōu)選地，第三方向d3也垂直于插入方向di。

高度h小于或等于45毫米(mm)。例如，高度h等于約30mm。表述“等于約30mm”被認(rèn)為是指高度h等于30mm，具有10％的公差。

耗散部分30和本體45在第三方向d3上重疊。

每個單元65具有單獨的體積vi。

總體積vt被定義為每個單元65的單獨的體積vi之和。

耗散部分30具有第一體積v1。第一體積v1被定義為構(gòu)成耗散部分30的材料的體積。也就是說，第一體積v1是耗散部分30的芯部的體積、鈍化層的體積和總體積vt之和。為耗散部分30定義了孔隙率p?？紫堵蕄被定義為在分子上的單元65的總體積vt和在分母上的第一體積v1之間的比率。在數(shù)學(xué)術(shù)語中，這寫為：

孔隙率p大于或等于百分之50(％)。有利地，孔隙率p嚴(yán)格大于75％，或優(yōu)選地大于或等于85％。

例如，耗散部分30由多個部段75的組合形成。

每個部段75基本上是直線的。

每個部段75連接到至少另一部段75。例如，部段75在其一個端部處連接到另一部段75。

每個單元65的形狀是多面體。

多面體是具有多邊形平面的三維幾何形狀，所述多邊形平面沿著被稱為邊緣的直線部段會聚。

例如，每個單元65由部段75的初級子組se1界定，屬于初級子組se1的部段75的組合形成多面體，其中每個部段75形成一邊緣。

單元65的每個面由部段75的次級子組se2界定。

在圖2中，單元65采取截頂八面體的形式。截頂八面體是具有8個正六邊形面、6個正方形面、24個頂點和36個邊緣的多面體。

每個單元65具有至少一個開口80。例如，開口80由部段75的次級子組se2界定。

開口80適于將第一單元65和第二單元65互相連接。

例如，第一單元65由第一初級子組se1界定，第二單元65由第二初級子組se1界定，并且次級子組se2被包括在第一初級子組se1和第二初級子組se1中。

開口80構(gòu)造為允許流體f從第一單元65流動到第二單元65。因此，開口80允許熱量在蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)傳導(dǎo)。

每個開口80具有直徑d。

開口80的直徑d是在該開口80中內(nèi)接的圓的直徑。在幾何形狀中，內(nèi)接于多邊形的圓是與多邊形的所有邊內(nèi)部相切的圓。更一般地，表述“內(nèi)接在有界表面中的圓”表示包括在該表面中的具有最大可能半徑的圓。

直徑d例如嚴(yán)格地在6mm到10mm的范圍內(nèi)。

例如，第一單元65具有至少第一開口80和第二開口80。這意味著單元65至少連接到第二單元65和第三單元65。

單元65適于被流體f的流動穿過。這意味著第一開口80形成在第一單元65的第一面中，第二開口80形成在不同于第一面的第二面中。

優(yōu)選地，第一面和第二面彼此平行。

有利地，第一面和第二面面對面地定位。這意味著將第一面的中心連接到第二面的中心的直線垂直于第一面和第二面。

例如，將第一面的中心連接到第二面的中心的直線平行于第一方向d1。這意味著單元65適于被第一流動f1穿過。

單元65還具有第三開口80和第四開口80。這意味著，單元65還連接到除了上述的第二和第三單元之外的至少兩個其他單元65。

第三開口80形成在第三面中，第四開口80形成在與第三面相對的第四面中。

例如，將第三面的中心連接到第四面的中心的直線平行于第二方向d2。這意味著單元65適于被第二流動f2穿過。

優(yōu)選地，單元65的每個面具有開口80。

因此，連接器10通過同時的傳導(dǎo)、對流和輻射提供比現(xiàn)有技術(shù)的連接器更有效的散熱。

此外，由于散熱更有效，連接器10由鋁制成，其比在現(xiàn)有技術(shù)的連接器中使用的材料更具電阻性但更便宜和更輕。

最后，即使當(dāng)斷路器5不是垂直的時，連接器10也提供有效的散熱。例如，當(dāng)?shù)谝环较騞1不是垂直方向時，連接器10提供有效的散熱。因此，連接器10比現(xiàn)有技術(shù)的連接器更適于斷路器5的安裝條件。

在圖4到6中示出了連接器10的第二示例。

與圖2中所示的連接器的第一示例相同的元件不再進(jìn)行描述。只指出差異。

耗散部分30界定由第一類型的單元85組成的第一組和由第二類型的單元90組成的第二組。

第一組通過由第一類型的單元85組成的多個第一子組e1的組合形成。

每個第一子組e1具有第一本征線l1。第一本征線l1是直線。第一本征線l1平行于第一方向d1。

屬于每個第一子組e1的第一類型的單元85沿著第一本征線l1彼此對準(zhǔn)。例如，每個第一類型的單元85圍繞第一軸線a1是柱形的，并且第一軸線a1與第一本征線l1重合。

第一類型的單元85是具有八邊形基底的柱形的。第一類型的單元85的基底是正八邊形。

如圖5中所示，第一類型的單元85在垂直于第一方向d1的平面中形成具有方形基底的第一周期性網(wǎng)絡(luò)。

每個第一類型的單元85沿著第二方向d2由至少一個第二類型的單元90限定。優(yōu)選地，第一類型的單元85沿著第二方向d2由兩個第二類型的單元90限定。

每個第一類型的單元85沿著第三方向d3由至少一個第二類型的單元90限定。優(yōu)選地，第一類型的單元85沿著第三方向d3由兩個第二類型的單元90限定。

第一類型的單元85的兩個邊緣平行于第二方向d2，且第一類型的單元85的兩個邊緣垂直于第二方向d2。

第一類型的單元85的基底限定了端面。端面具有端開口。端開口的直徑例如嚴(yán)格小于10mm。

第二組包括由第二類型的單元90組成的多個第二子組e2。

每個第二子組e2具有第二本征線l2。

第二本征線l2是直線。第二本征線l2平行于第一方向d1。

屬于每個第二子組e1的第二類型的單元90沿著第二本征線l2彼此對準(zhǔn)。例如，每個第二類型的單元90圍繞第二軸線a2是柱形的，第二軸線a2與第二本征線l2重合。

第二類型的單元90是具有方形基底的柱形的。

第二類型的單元90在垂直于第一方向d1的平面中形成具有方形基底的第二周期性網(wǎng)絡(luò)。

每個第二類型的單元90沿著第二方向d2由至少一個第一類型的單元85限定。優(yōu)選地，第一類型的單元90沿著第二方向d2由兩個第二類型的單元85限定。

每個第二類型的單元90沿著第三方向d3由至少一個第一類型的單元85限定。優(yōu)選地，第二類型的單元90沿著第三方向d3由兩個第一類型的單元85限定。

優(yōu)選地，第二類型的單元90沿著垂直于第一方向d1的平面由四個第一類型的單元85限定，該第二類型的單元90與所述四個第一類型的單元85共享其邊緣。

兩種類型的單元85,90的開口沿著第一方向d1和沿著第二方向d2對齊。因此，相比于根據(jù)圖2的第一示例的耗散部分的壓降，在第一流動f1和第二流動f2穿過耗散部分期間的壓降更小。因此改進(jìn)了耗散部分與大氣之間的熱交換。因此，連接器10的第二示例比連接器10的第一示例提供更有效的散熱，特別是當(dāng)?shù)诙较騞2是垂直方向時。

以上對本發(fā)明用于斷路器的情況進(jìn)行了說明。然而，其可以應(yīng)用于其他類型的電氣設(shè)備，特別是低壓保護(hù)和控制設(shè)備。