CN101040411B - 具有去联锁的电弧限制器的开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关设备(8)，它具有外壳，在外壳内安装输入母线和输出导体(21)，在它们之间接通至少一个可借助驱动装置(11)操纵的开关单元(10)，一种可卸开的电弧限制器(1)防止在出现故障电弧的情况下故障电弧裂解或加长，其中，电弧限制器(1)通过接合装置(16)与联锁机构(19)配合作用，使得开关设备(8)只有在电弧限制器(1)已装好时才能工作。

Description

具有去联锁的电弧限制器的开关设备

技术领域

本发明涉及一种开关设备，其具有外壳，在外壳内安装输入母线和输出导体，在它们之间接通至少一个可借助驱动装置操纵的开关单元，其中一个可卸开的电弧限制器防止在出现故障电弧的情况下故障电弧裂解或加长。

背景技术

由众所周知的现有技术中已知一种这类开关设备。例如尤其在中压技术领域内的开关设备具有一个外壳，与馈电的三相电网连接的母线在该外壳内延伸。在这里母线的数量与所连接的三相电网的相位数一致。这些母线与一个由隔离开关和断路器组成的串联电路导电连接，它们设置用于切断交流电。在所述的串联电路下游连接输出导体，用于在负载侧进一步分配电能。

为了在发生故障时使呆在开关设备附近的人员免遭不可允许的危险，这些开关设备必须设计成能防故障电弧的。故障电弧在开关设备内发生故障时产生，在这种情况下围绕电弧并被电弧加热的气体的压力越高，由故障电弧造成的破坏就越大。此压力与受热气体的温度成正比升高，而温度又取决于电弧转化的能量。该转化的电弧能量与电弧的长度相关。因此，为了限制电弧的破坏作用，应使电弧保持尽可能的短。

由此原因，按照现有技术的开关设备具有电弧限制器，它们优选地用金属材料制成。若在故障情况下弧柱靠近这种电弧限制器，则可以造成下述状况，即，在电弧限制器上构成电弧根并使弧柱不再加长。尤其在具有粗大结构和许多棱角的金属表面上存在这样的情况。在这些棱角上电场特别高，以及基于这种特别高的电场使电弧根存在有利的点火条件。

已知的电弧限制器或者在设备制造厂便已经固定地装入。与之不同，电弧限制器也可设计为可卸开的。固定安装的电弧限制器带有的缺点是，它们妨碍装配工作装置，如转换器、插头、母线、耐压盖板等。为了使所述的妨碍尽可能小，固定安装的电弧限制器往往布置为使它们在工作时仅发挥一种减弱的限制作用。因此，对于一方面电弧能量要尽可能小以及另一方面又具有良好的装配可能性的要求，对于固定安装的电弧限制装的情况其结果是，达成与一种只发挥有限的限制作用的电弧限制器的妥协。

可拆的，亦即可从其工作位置可逆地去除的电弧限制器，既可以实现最大可能地限制电弧又可以方便地装配。例如为了装配可以将电弧限制器固定在一个插入架上，而该插入架在工作装置装配前已被从开关设备拉出，接着，在设备重新投入运行前可再次将其推入。然而在这里的缺点是，在完成工作装置的安装后故障电弧限制器的安置可能干脆被忽略了，从而在设备运行时不再存在有效的故障电弧防护。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种前言所述类型的开关设备，它的工作装置可以方便地装配以及它的故障电弧限制器发挥其最大可能的作用，以及排除了在无故障电弧限制器时开关设备运行的情况。

本发明是这样解决上述技术问题的，即，电弧限制器通过接合装置与联锁机构配合作用，使得开关设备只有在电弧限制器装好时才能工作。

按照本发明的开关设备具有可卸开的电弧限制器，其在装配状态使一个与一个或每个开关单元接合的联锁机构去联锁。反之，在卸开位置联锁机构作用在开关单元上，阻止接通开关单元并因而阻断从输入母线经开关单元到输出导体的电流。因此，按照本发明不会出现开关设备在没有故障电弧限制器时运行的情况。尽管如此可卸开的故障电弧限制器仍保证保持防故障电弧的可靠性。此外在开关设备运行时故障电弧限制器发挥其最大可能的或换句话说其最佳的作用。

外壳有利地由金属薄板制成和设计为单层壁或双层壁。此外相宜的是，外壳设计有彼此不同的密封功能腔。母线例如在一个母线腔内延伸，而输出导体设在电缆输出腔内。而一个开关单元或多个开关单元装在开关腔或开关外壳内，该外壳是空气绝缘的或充填保护气体，如六氟化硫。

开关单元有利地包括隔离开关和连接在此隔离开关下游或上游的断路器的串联电路。断路器例如是真空开关管，它能够切断即使以中压工作的短路电流，亦即大功率。在断开真空开关管的触头时产生的电弧在真空中熄灭。而隔离开关用于无电流的开关控制，亦即例如在通过断路器切断电流后接通。在这里隔离开关提供必要的耐压强度。此外相宜的是设接地开关，在实施维修作业时开关设备可以借助它接地。断路器、隔离开关和接地开关通常与联锁机构接合，所以例如在维修的情况下不可能将隔离开关和断路器接通。

应当指出，列举的这些开关单元只有作为范例的特性。例如也可以在按照本发明的开关设备范围内使用一些开关单元，或者也可以使用一个唯一的与安全装置组合的多极或单极开关单元。

按本发明一项优选的扩展设计，外壳具有可用罩盖关闭的装配口，其中，联锁机构只有在装好罩盖时才允许接通一个开关单元或多个开关单元，以及接合装置阻止在卸开电弧限制器的情况下用罩盖关闭装配口。按此项有利的扩展设计，在卸开电弧限制器的情况下例如将一个杠杆等伸入装配口内，从而避免将罩盖放入和关闭或合上。与之不同地，接合装置造成在装配口内倒钩(Widerhaken)的磁性卡锁，在这种情况下电弧限制器的装配与磁性倒钩的锁紧联动。

按照本发明当然也可以在开关设备中使用一个以上的电弧限制器，其中每一个电弧限制器通过接合装置与一个或多个联锁机构配合作用。

接合装置有利地是机械的接合装置。机械的接合装置在最简单的情况下包括杠杆、连杆系统等。这些机械接合装置例如与电弧限制器连接，其中电弧限制器在卸开时过渡到装配位置，在此位置时连杆、杠杆等阻挡地伸入到装配口内，由此不可能将罩盖放入。

电弧限制器相宜地是一个安装在移动装置上的插入件。按此项扩展设计，不仅可以将电弧限制器完全从开关设备中取出，而且也可以过渡到所述的装配位置，在此位置时电弧限制器仍处于开关设备内部。例如滑动或滚动装置适用于作为移动装置。因此开关设备例如配备有导轨，电弧限制器支承在滚轮上并可在导轨上移动。在本发明的范围内也可以设想用杠杆导引装置取代导轨。

有利的是，插入件可以在开关设备内部移动到装配位置，在此位置上时允许接近工作装置。在这里还相宜的是，接合装置特别设计为廉价的。例如接合装置设计为与电弧限制器固定连接的杠杆或连杆。通过移动插入件将连杆伸入到装配口内，从而阻止罩盖的放入，但允许装配或维护所述工作装置。

与之不同地，电弧限制器可回转地支承安置。因此维修人员例如可以通过简单的手柄在装配口打开后将电弧限制器回转到卸开位置，并因而可以达到自由接近工作装置。在此方案中也可以将连杆、杠杆等与电弧限制器固定连接，从而在故障电弧限制器的回转位置，亦即卸开位置，将设计为杠杆或连杆的接合装置延伸到装配口内。

有利地将电弧限制器装在输出导体的附近。以此方式限制在输出导体处形成的电弧。

也相宜的是，将电弧限制器装在一个用于检验和校准的密封功能腔内。在这里电弧限制器主要用于限制在从检验和校准的功能腔延伸到开关外壳内的分路电流贯穿件(Nebenstromdurchführung)上产生的故障电弧，在此开关外壳内安装有开关单元。

按本发明一项优选的扩展设计，电弧限制器至少局部具有梳状薄板。通过其一个区段的梳状板式设计结构，电弧限制器构成一些彼此独立的并列限制腔，从而例如可以实现输出导体或其他多相工作装置的按相位的密封。

此外相宜的是，电弧限制器至少部分设计为双层壁，以及具有在故障电弧的情况下面朝故障电弧的金属壁和背对故障电弧的塑料壁。因为在故障电弧的情况下塑料爆发式汽化，所以它有助于熄灭故障电弧，其中金属薄板壁防止电弧限制器提早破坏。

附图说明

本发明其他相宜的扩展设计和优点是下面借助附图说明的本发明实施例的内容，其中作用相同的构件以同样的附图标记标注，附图中：

图1表示用于本发明开关设备的电弧限制器一个实施例的透视图；

图2表示本发明开关设备的一个实施例处于工作位置时局部打开的侧视图；

图3表示按照图2的开关设备已将盖打开处于装配位置的情况；

图4表示本发明开关设备的另一个实施例处于工作位置时局部打开的侧视图；

图5表示按照图4的开关设备处于装配位置的情况；

图6表示本发明开关设备的另一个实施例处于工作位置时局部打开的侧视图；以及

图7表示按照图6的开关设备处于装配位置的情况。

具体实施方式

图1用透视图表示电弧限制器1的一个实施例。用厚度为几毫米的金属薄板制成的电弧限制器有两个侧壁2和3，它们支承着一个梳状薄板式限制器区段4，其中此限制器区段4确定了三个限制器腔5，在开关设备运行时在这些腔内不接触地安置一些工作装置。在出现故障电弧的情况下在工作装置上形成的故障电弧，以其电弧根迅速跳跃到限制器区段4的限制器壁6上。为了有利于电弧的跳跃，限制器壁具有粗糙的表面轮廓。

为了可回转地支承在开关设备内，电弧限制器有一些侧向从侧壁2和3向外延伸的支承销7。为了安装支承销7，开关设备设有形状互补的安装座，从而允许电弧限制器方便地回转。

图2表示本发明开关设备8的一个实施例处于工作位置时局部打开的侧视图。图示的开关设备8有多个功能腔。例如在一个充填保护气体的开关外壳9内安装一个真空开关管10。真空开关管10具有位置固定的固定触头和可沿轴向相对于它运动的运动触头，驱动单元11的驱动运动通过操作杆12传给运动触头。此外，一些图中未示出的母线在开关外壳9内延伸，它们借助贯穿件13(Durchführungen)气密地与在开关外壳9外部延伸的输入母线连接。真空开关管10的运动触头与图中未示出的输出导体连接，从而在图示的工作位置下通过已接通的开关可以使电流从输入母线经贯穿件13、断路器10流向输出导体。

在驱动单元11下方可以看到一个校准腔14，它用于检验和校准的目的。为了检验断路器10设在其中的主电流路径的电流和电压，图中未示出的分路电流导体的每个相，经由分路电流贯穿件15气密地过渡到校准腔14中。为了限制在分路电流贯穿件15上形成的故障电弧的作用，设置按图1所示的电弧限制器1。在分路电流贯穿件15上形成的短路，通过电弧限制器1限制其长度及其传播，从而减小电弧的能量消耗及破坏效果。此电弧限制器1涉及一种可卸开的电弧限制器1。

图3表示图2所示的开关设备8处于装配位置的情况，在此位置电弧限制器1被卸开。可以看出电弧限制器1已被偏转，在电弧限制器1的卸开位置允许接近分路电流贯穿件15并因而可以实施检验和校准。在这里电弧限制器1与接合装置16固定连接，该接合装置在图示的实施例中设计为L形杠杆。

在此装配位置，接合装置16伸入装配口17中，所以阻止用罩盖18封闭该装配口17。罩盖18与联锁机构19配合作用，该联锁机构19在装配口17打开时阻止接通断路器9。在图3所示的实施例中仅示意性地表示出联锁机构19。因为由现有技术已知这些联锁机构，所以在这里不需要详述。

图4和5表示按照本发明的开关设备8另一种实施例处于工作位置或处于已装配位置时的情况，不过在这里将电弧限制器1装在电缆输出腔20内，用于限制在输出电缆21上形成的故障电弧的破坏作用。在这里同样只是示意地表示出联锁机构19。

图6和7表示按本发明的开关设备另一种实施例，它与结合图2和3已说明的实施例基本一致。但与在图2和3中已说明的实施例相反，在这里表示的电弧限制器16不可回转地装在开关设备8的外壳内。确切地说，电弧限制器1设计为插入件以及可移动地固定在外壳上，其中杠杆结构22可以将电弧限制器1移入开关设备8内部，以及在装配位置允许自由接近分路电流贯穿件15。电弧限制器的接合装置在图示的实施例中由其本身构成，因为此电弧限制器在图7所示的装配位置下本身便阻止罩盖18置入到装配口17内。

Claims (9)

1.一种开关设备(8)，它具有外壳，在该外壳内安装输入母线和输出导体(21)，在它们之间接通至少一个可借助驱动装置(11)操纵的开关单元(10)，其中，从工作位置可卸开到装配位置的电弧限制器(1)防止在出现故障电弧的情况下故障电弧裂解或加长，其特征为：所述电弧限制器(1)通过接合装置(16)与联锁机构(19)配合作用，使所述开关设备(8)只有在电弧限制器(1)在其工作位置已装好时才能工作，其中，所述外壳具有可用罩盖(18)关闭的装配口(17)，其中，所述联锁机构(19)只有在已装好罩盖(18)时才允许接通所述开关单元(10)，以及所述接合装置(16)防止在卸开所述电弧限制器(1)的情况下通过罩盖(18)关闭所述装配口(17)。

2.按照权利要求1所述的开关设备(8)，其特征为，所述接合装置是机械的接合装置(16)。

3.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)是装在所述移动装置上的插入件。

4.按照权利要求3所述的开关设备(8)，其特征为，所述插入件可以在所述开关设备(8)内部移动到装配位置，在此位置允许接近工作装置。

5.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)可回转地支承安置。

6.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)装在所述输出导体(21)附近。

7.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)装在用于检验和校准的密封功能腔(14)内。

8.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)至少局部具有梳状板(4)。

9.按照权利要求1或2所述的开关设备(8)，其特征为，所述电弧限制器(1)至少部分设计为双层壁，以及具有在故障电弧的情况下面朝故障电弧的金属壁和背对故障电弧的塑料壁。

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