CN101048836A - 具有运动反转的大功率开关 - Google Patents

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Abstract

可以用灭弧气体充满的大功率开关具有活动的第一电弧接触件(1)和活动的第二电弧接触件(2)，具有用于驱动第一电弧接触件(1)的驱动装置和用于驱动第二电弧接触件(2)辅助驱动装置(3)，具有必要时在电弧接触件(1，2)之间燃烧的电弧(4)，具有用于中间储存通过电弧(4)加热的灭弧气体的加热室(11)，并具有绝缘喷嘴(5)，它为了导引灭弧气体流具有狭窄部位(6)，该狭窄部位通过通道(7)与加热室(11)连接并且通过两个电弧接触件(1；2)中的一个称为封堵接触件(2)的接触件至少部分地堵住，其中这样构成辅助驱动装置(3)，当狭窄部位(6)不再通过封堵接触件(2)至少部分地堵住的时候，在断开过程期间第二电弧接触件(2)产生一种由所述两个电弧接触件(1；2)的反向运动到同向运动的运动方向反转。有利的是所述辅助驱动装置是由驱动装置驱动的传动机构(3)。

Description

具有运动反转的大功率开关
技术领域
本发明涉及高压开关技术领域。本发明涉及如独立权利要求前序部分所述的大功率开关以及用于断开大功率开关的方法。
背景技术
例如由文献DE 100 03 359 C1公开了一种所述的大功率开关和一种所述的方法。在那里描述的大功率开关具有两个可活动的电弧接触件和一个用于中间存储灭弧气体的加热室，灭弧气体通过可能在电弧接触件之间燃烧的电弧加热。该开关具有绝缘喷嘴，它具有用于导引灭弧气体流的狭窄部位，该狭窄部位再通过通道与加热室连接。这两个电弧接触件首先在相反的方向上运动，其中发生触点分离，并且通过这两个接触件的第二接触件至少部分地堵住狭窄部位。在狭窄部位还至少部分地通过第二接触件封闭期间，第二接触件发生了运动方向反转(Bewegungsrichtungsumkehr)。也就是使第二接触件也在与这两个接触件中的第一接触件相同的方向上运动。通过使狭窄部位在所述运动方向反转期间还总是至少部分地通过第二接触件堵住，可以在加热室中产生更高的灭弧气体压力。由此可以达到更强大的电弧风。
发明内容
本发明的任务是实现一种用于产生有效的电弧风的替代方案。尤其是能够在非常短的时间内产生大的灭弧气体量并且可以实现规定的灭弧气体流。
这个任务通过具有独立权利要求特征的装置和方法得以实现。
按照本发明的大功率开关可以有利地用灭弧气体充满并且包括活动的第一电弧接触件和活动的第二电弧接触件以及用于驱动第一电弧接触件的驱动装置和用于驱动第二电弧接触件的辅助驱动装置。必要时在电弧接触件之间燃烧电弧。该大功率开关具有用于中间储存通过电弧加热的灭弧气体的加热室和一个绝缘喷嘴，它为了导引灭弧气体流具有狭窄部位，该狭窄部位通过通道与加热室连接。通过所述两个电弧接触件中的一个称为封堵接触件的接触件可以至少部分地堵住狭窄部位。这样构成辅助驱动装置，在断开过程期间第二电弧接触件发生了由所述两个电弧接触件的一种相反的运动到一种同向运动的运动方向反转。
按照本发明的大功率开关的特征是，这样构成辅助驱动装置，当狭窄部位不再通过封堵接触件至少部分地被堵住的时候，在断开过程期间产生第二电弧接触件的运动方向反转。
由此能够在电弧时间(电弧燃烧持续时间)的主要部分期间通过电弧使来自绝缘喷嘴的材料沿着狭窄部位的整个长度蒸发。也可以在较长的时间间隔期间为了产生(蒸发)熄灭电弧的材料利用大的表面积，尤其是整个狭窄部位内表面。由此产生大量的熄灭电弧的材料，从而实现有效的电弧风。
在通过封堵接触件释放狭窄部位以后产生的运动方向反转能够实现靠近封堵接触件的灭弧气体流的优化。在这两个接触件之间的距离可以根据这两个接触件的速度比(略微)变大或缩小或特别优选基本保持恒定。尤其也可以使抑制接触件与狭窄部位之间的距离(略微)更大或更小或特别有利地基本保持恒定。例如当绝缘喷嘴的运动1∶1(刚性)地与第一接触件的运动耦合、并因此在运动方向反转以后这两个接触件的同向运动同样是基本相同大小的时候，可以基本恒定地保持狭窄部位与封堵接触件之间的可给定的距离。
通过所述运动反转使这两个电弧接触件的原先非平行或反向的运动变成这两个电弧接触件的平行或同向的运动。
尤其是当作为辅助驱动装置使用由驱动装置驱动的传动机构时，在选择第一电弧接触件的速度v1与第二电弧接触件的速度v2的速度比v1/v2为v1/v2≈1∶1时对于同向的接触件运动实现恒定的接触件距离(并且也可能实现在狭窄部位与封堵接触件之间的恒定距离)，当开关运动通过阻尼机构制动的时候，该距离也还保持恒定。通过这种方式也可以基本消除回程对上述距离的影响。当被驱动的接触件的运动由于加热室中的灭弧气体受到阻碍的时候产生回程，由此产生至少其中一个接触件的运动方向反转。
在按照本发明的大功率开关中也可以实现接触件距离和狭窄部位-接触件距离的良好监控，由此可以调节所期望的通流特性、尤其是靠近封堵接触件的通流特性并且也可以在不同的开关状况时保持。实现灭弧气体流在接触件附近的优化。
所述电弧接触件同时也可以是额定电流接触件。但是优选除了电弧接触件还设有独立的额定电流接触件。在断开过程中一般首先使额定电流接触件相互分离，由此使要被中断的电流转换到电弧接触件上。然后使电弧接触件在点燃电弧的情况下分离。
第二电弧接触件由所述两个电弧接触件的一种相反的运动到同向运动的按照本发明的运动方向反转(这是在狭窄部位不再通过封堵接触件至少部分地被堵住的时候发生的)并不排除第二电弧接触件另一典型地原先产生的由这两个电弧接触件的一种相反的运动到同向运动的运动方向反转(这是在狭窄部位还通过封堵接触件至少部分地被堵住期间可以产生的)。
所述狭窄部位也可以称为喷嘴通道。
所述辅助驱动装置可以包括电动驱动装置。所述辅助驱动装置除了电动驱动装置也可以包括传动机构。
有利地辅助驱动装置可以是通过驱动装置驱动的传动机构，尤其是包括一个连杆盘的传动机构。有利地使所述传动机构包括一个杠杆和附加地一个曲杆。
尤其是可以使传动机构具有下面的特性：在封堵接触件上设置一个销轴，它可旋转地支承在杠杆的第一端部上。在杠杆的第二端部上可旋转地支承销轴，该销轴可旋转地支承在曲杆的第一曲臂上。在曲杆的第二端部上设置了一个可旋转支承的销轴，它与连杆盘处于啮合。此外曲杆可旋转地与大功率开关的不可运动部分连接。有利地使上述旋转的旋转轴线相互平行地取向。所述连杆盘与驱动装置连接，尤其是刚性连接。有利地使传动机构双重地构成，其中两种实施方式有利地相对于一个平面镜像对称地设置，该平面平行于封堵接触件的轴线取向。
传动机构也可以具有至少两个杠杆，其端部具有缝隙，它们在断开过程时先后与传动杆进入啮合。对于这种传动机构的结构设计细节可以参阅上述文献DE 100 03 359 C1，因此该文献以其整个公开内容采用到本说明书当中。
在本发明主题的优选实施方式中所述第二电弧接触件是封堵接触件。
在本发明主题的另一优选实施方式中与第一电弧接触件相邻地设置辅助喷嘴，它与绝缘喷嘴一起构成通道。
在本发明主题的另一优选实施方式中所述绝缘喷嘴可以通过驱动装置驱动。尤其是绝缘喷嘴的运动可以直接且刚性地或者也可以通过传动机构与第一接触件的运动耦合。在刚性耦合的情况下可以存在通道的恒定几何形状。
在本发明主题的另一优选实施方式中所述狭窄部位基本上圆柱形地构成，并且所述封堵接触件同样有利地基本圆柱形地构成。各圆柱体(狭窄部位或第二接触件)的直径不必完全恒定并且可以略微变化。例如可以是不同于圆形横截面的椭圆形横截面。
所述大功率开关可以按照自通风开关的形式构成。在这种情况下加热室的容积是恒定的。该大功率开关也可以按照缓冲开关(通风活塞开关)的形式构成。在这种情况下加热室也是压缩室，其容积在断开过程期间减小，用于通过附加的压力实现更好的电弧风。该大功率开关也可以具有加热室，最好具有恒定的容积，并且附加地具有压缩室，其中至少压缩室的容积在断开过程期间减小。有利地是在压缩室与加热室之间设有阀门。
有利地可以使辅助驱动装置这样构成，在电弧接触件产生相反运动期间的第一阶段中，第一电弧接触件的速度v1与第二电弧接触件的速度v2的比例v1/v2达到v1/v2≤1∶2.4，尤其是v1/v2≤1∶2.8。这种大的速度比能够在非常短的时间内实现所述两个电弧接触件的大间距。例如，如果驱动装置和第一电弧接触件具有5m/s的速度，在速度比为v1/v2＝1∶3时相对速度v12达到20m/s。通过这种方式可以实现非常快速的触点分离(电弧接触件在触点分离期间或刚分离以后的高速)。对此v12≥13m/s、v12≥15m/s或v12≥19m/s的相对速度也是适合的。如果狭窄部位具有大的长度(轴向长度)，通过这种方式可以使非常大的绝缘喷嘴表面置于电弧下，由此可以蒸发大量的来自绝缘喷嘴的材料，由此实现有效的电弧风。尤其是狭窄部位的长度可以为大于40mm，有利地大于50mm和大于60mm。
可以有利地这样构成辅助驱动装置，在电弧接触件进行同向运动期间的第二阶段中第一电弧接触件的速度v1与第二电弧接触件的速度v2的比例v1/v2为0.5≤v1/v2≤1.2，尤其是0.75≤v1/v2≤1∶1.15。特别有利地使速度比v1/v2在0.9至1.1之间或者接近1或者基本为1。通过这种方式可以在封堵接触件附近实现良好定义的通流特性。尤其是可以使所述两个电弧接触件相互间的距离基本保持恒定并且使封堵接触件与狭窄部位的距离基本保持恒定，即使在驱动装置在断开过程结束时受缓冲或者存在回程时也是如此。
在优选的实施方式中所述封堵接触件沿着轴线延伸，并且这样构成驱动装置和辅助驱动装置，在第二阶段在电弧接触件同向运动期间这样选择沿着轴线测量的狭窄部位与封堵接触件之间距离d，使灭弧气体流的流速在这个部位中最大，该部位相对于轴线径向侧面设置在第二电弧接触件旁边和/或设置在第二电弧接触件内部。该部位可以是附属的或者由多个分部位组成。
有利地这样选择距离d，在灭弧气体通过狭窄部位流向封堵接触件时(即狭窄部位通过封堵接触件释放时)最大流速的部位在侧面(径向)位于封堵接触件旁边和/或设置在抑制接触件内部，而且尤其不设置在所述两个电弧接触件之间，也就是不设置在这两个电弧接触件之间的路径上并且也不径向靠近这个路径设置。
通过保持这个距离d在封堵接触件附近实现特别有利的灭弧气体流，并由此实现特别好的电弧风。尤其是实现接通路径的高介电强度，由此可以防止逆弧。如果在接触件1，2同向运动时实现接近1的速度比v1/v2，可以使上述距离d特别好地且长时间地(有利地至少20ms、至少30ms或至少40ms)位于上述部位内部。有利地保持这个距离d，直到断开过程结束。
距离d是一个间隔。该距离d当然在狭窄部位的相互面对的端部与封堵接触件之间测量。
在本发明主题的特别有利的实施方式中所述狭窄部位基本由具有轴线和直径D的圆柱体构成，并且这样构成驱动装置和辅助驱动装置，在电弧接触件同向运动期间的第二阶段中在沿着轴线测量的圆柱体与封堵接触件之间的d为
d＝D×((1+b’·cosα)1/2-1)/(2·sinα·cosα)
其中角度α等于连接在狭窄部位上的扩展部位的张角α，并且参数b’＝b-F/F’，其中F’是相对于轴线径向设置的必要时设置在封堵接触件中的用于排出灭弧气体的开口的横截面的面积，并且其中对于参数b为
1.4≤b≤4.5，尤其是
1.7≤b≤4.0，尤其是
2.1≤b≤3.5，并且特别有利的是
2.2≤b≤3.2。
所述狭窄部位基本上圆柱形地构成，有利的是封堵接触件同样基本圆柱形地构成。各圆柱体(狭窄部位或封堵接触件)的直径不必完全恒定并且可以略微变化。例如可以是不同于圆形横截面的椭圆形横截面。所述狭窄部位(或封堵接触件)可以具有其它的、有利地基本棱柱形形状，但是也称为基本圆柱形。直径D是狭窄部位的对应的径向尺寸。尤其可以是具有良好精度的这种圆形的直径，它具有与靠近封堵接触件的狭窄部位相同的面积。圆柱体的直径或棱柱的径向尺寸也不必精确地恒定。对于确定d重要的参数是在圆柱体或棱柱的面向第二接触件的端部上的径向尺寸。这些形状也包括在“基本圆柱形”的概念里面。
通过上述的根据圆柱体直径选择距离d对于上述的开关几何形状满足按照本发明的流速条件。如果参数b可以保持在对于b更窄的给定范围以内，可以更好地保证保持有利的灭弧气体流。
按照本发明的用于断开具有活动的第一电弧接触件和活动的第二电弧接触件的大功率开关的方法，其中所述两个电弧接触件相互间相反地运动并且相互分离，其中通过这两个电弧接触件中的至少一个称为封堵接触件的接触件至少部分地堵住绝缘喷嘴的狭窄部位，并且其中第二电弧接触件的运动方向反转，该方法的特征在于，当狭窄部位不再通过封堵接触件至少部分地被堵住的时候，使第二电弧接触件的运动方向反转。由此得到上述优点。
按照本发明的方法也可以称为用于通过大功率开关接通电流的方法。
有利地使所述两个电弧接触件相互同轴地设置。通道可以有利地由环通道构成。
有利地可以使这两个电弧接触件中的一个接触件、尤其是第一电弧接触件具有一个在闭合的开关状态用于容纳另一有利地销子形构成的电弧接触件和在打开的开关状态中用于排出灭弧气体的开口。尤其是可以使这个电弧接触件由具有许多触指的郁金香接触件构成。
在本申请意义上的大功率开关尤其是用于至少约72kV的额定电压的开关。该大功率开关可以具有一个或多个开关室。
由从属的权利要求和附图给出其它优选的实施方式和优点。
附图说明
下面借助于在附图中所示的优选实施例详细描述本发明的内容。附图中：
图1是按照本发明的大功率开关在打开状态和闭合状态时的剖面图，以及传动机构的俯视图，
图2是断开过程的位移-时间曲线，
图3是断开过程的速度-时间曲线，
图4是按照本发明的具有传动机构的大功率开关的闭合状态的细节的侧视图，
图5是按照本发明的具有传动机构的大功率开关在触点分离时刻的细节的侧视图，
图6是按照本发明的具有传动机构的大功率开关在运动反转期间的细节的侧视图，
图7是按照本发明的具有传动机构的大功率开关在打开状态中的细节的侧视图。
在附图标记清单中概括地列出了在附图中使用的附图标记和其意义。原则上在附图中相同的或功能相同的部件配有相同的附图标记。部分对于理解本发明不重要的部件没有示出。所述实施例示例性地用于本发明内容并且没有限制作用。
具体实施方式
图1简示出按照本发明的大功率开关的打开状态(图下半部)和闭合状态(图上半部)。在图右部以俯视图简示出传动机构3。通过灭弧气体(例如SF6或N2和SF6的混合物)充满的大功率开关具有活动的第一电弧接触件1，它可以通过未示出的驱动装置驱动。适合的驱动装置例如可以是电动驱动装置或弹簧蓄能驱动装置。
第二电弧接触件2通过辅助驱动装置3驱动，它通过由驱动装置驱动的传动机构3实现。在闭合的开关状态中所述两个电弧接触件1，2相互接触。附加地还可以设置未示出的额定电流接触件。
第一接触件1与绝缘喷嘴5和辅助喷嘴13刚性连接。该绝缘喷嘴5具有狭窄部位6，它基本上圆柱形地以直径D构成。在狭窄部位6上连接着在直径上扩展的具有张角α的部位21。通过环通道7使狭窄部位与加热室11连接。压缩室10通过阀门12与加热室11连接。加热室的容积可以通过优选固定的活塞15改变。
所述大功率开关基本上相对于轴线A旋转对称地构成，由此定义轴向z1和z2和与其垂直的径向，电弧接触件沿着轴向z1和z2运动。
在图2中简示出第一电弧接触件1(虚线)和第二电弧接触件2(点线)运动的以及两个接触件(实线)相对运动的位移-时间曲线(z-t曲线)。
在图3中简示出相应的速度-时间曲线(v-t曲线)。示出第一接触件1(虚线)的速度v1和第二接触件2(点线)的速度v2以及两个接触件(实线)的相对速度v12。
在用于使通过大功率开关流动的电流中断的断开过程期间，首先使第一电弧接触件1以及绝缘喷嘴5、辅助喷嘴13和阀门12沿着方向z1运动。利用有选择的延迟，使第二接触件2沿着方向z2运动。通过驱动装置直接将要运动的质量大于通过传动机构3将要运动的质量。所以直到快达到最大速度v1之前可以期待第二接触件2加速。第一接触件1在达到其最大速度以后、直到断开过程结束时的制动过程基本保持在这个速度上。
通过固定的活塞15减少压缩室的容积，并且阀门12能够使灭弧气体流进加热室10。然后在高的和最大相对速度v12状态期间，在点燃电弧4的条件下产生触点分离。能够在紧挨着(几微秒)达到最大相对速度以前或以后产生触点分离。
所述电弧4导致灭弧气体加热，并且熄灭在狭窄部位6中来自绝缘喷嘴5的燃烧原料。通过这种方法借助于环通道7在加热室11中产生一种过压。从通过阀门12给定的、在加热室11与压缩室10之间的压差开始-例如在加热室11中存在大于压缩室10中的压力时，关闭阀门12。然后使用以后从加热室11和必要时也从压缩室10通过加热室11然后通过通道7流进设置在所述两个接触件1，2之间的灭弧路径中的灭弧气体用于熄灭电弧4。
在第二电弧接触件2的面向第一电弧接触件1的端部以最大速度v2横穿狭窄部位6长度的绝大部分以后，v2再减小。第二接触件2达到静止状态并且在它释放狭窄部位6以后在方向z1并由此平行于第一接触件1(与其同向地)运动。在这个运动方向反转以后，第二接触件2不久就达到与第一接触件1相同的速度。
只要狭窄部位6不再由第二接触件2至少部分地被堵住，灭弧气体可以通过通道7不仅通过郁金香形第一接触件1(在方向z1上)，而且也通过狭窄部位6和在销子形第二接触件2旁边(在方向z2上)排出。
通过所述两个接触件1，2在同向运动时的基本1∶1的速度比v1/v2可以使优选销子形构成的第二接触件2与狭窄部位6之间的距离d基本保持恒定。这样选择这个距离d，在灭弧气体通过狭窄部位6流向封堵接触件2(在方向z2上)时侧面(即径向)在封堵接触件2旁边出现最大流速，并且尤其不在这两个电弧接触件1与2之间的路径上(或者径向靠近这个路径)。由此达到特别有效的电弧风，并且有效地抑制电弧逆弧。选择距离d≈(0.7±0.2)×D，其中D是狭窄部位6的直径(在其z2一侧的端部上)。如果张角α小于45°，由此有利地选择距离d近似地≈(0.7±0.2)×D/tanα。
如果通过传动机构3给定1∶1的速度比v1/v2(在运动方向反转以后)，就可以保持距离d并由此也保持相应的通流特性，当开关进入缓冲，即接触件1，2通过阻尼装置制动的时候也如此。在断开过程结束时也经常产生由于在加热室11和/或压缩室10中的压力比引起的第一接触件1的回程。在选择1∶1的速度比v1/v2时也不会通过这种回程改变距离d。因此可以直到断开运动结束都保持最佳的通流特性并由此没有逆弧地保证可靠地熄灭电弧。通过1∶1的速度比v1/v2也使两个接触件1，2之间的距离恒定，由此可以保持恒定的电场分布。
通过运动方向反转之后约1∶1的速度比v1/v2，就能够减小阻尼装置的负荷或者使用更少费用的阻尼装置，因为可以具有较长的缓冲行程(较长的路径，在其间制动运动)。因为在提前达到电弧接触件之间的足够(一般接近最大)距离以后已经可以开始接触件的制动，因为接触件距离通过1∶1的传动比保持恒定。对于接近1的速度比v1/v2原则上同样有效，但是其中不存在接触件距离的改变。
图2和3只示出直到刚使用阻尼以后的接触件1，2的运动。通过P1表示第一阶段，在该阶段期间在所述两个接触件1，2相反运动时出现最大相对速度v12。这个速度在所示情况下为v12≈20m/s。通过P2表示第二阶段，在该阶段期间在这两个接触件1，2同向运动时在释放狭窄部位以后出现约1∶1的速度比v1/v2。在图2和3中第二阶段P2的结束与使用阻尼重合。
图4至7以侧视图简示出在不同时刻按照本发明的具有传动机构3的大功率开关。如图1右侧部分所示(那里是俯视图)，杠杆8在第一端部上通过销轴16可旋转地支承在第二接触件2上。在杠杆8的第二端部上该杠杆8通过销轴17可旋转地支承在曲杆9的一个曲臂上。该曲杆9的第二曲臂通过销轴18在连杆盘14中导引。该曲杆9通过位置固定的、例如固定在大功率开关的外壳上的销轴19可旋转地支承。如同通过作用线W象征表示的那样，连杆盘14的运动(最好是刚性的)与第一接触件1的运动耦合。
通过与驱动装置连接的连杆盘14也通过杠杆机构控制第二接触件2的运动。该传动机构3可以将具有恒定速度的(驱动装置的)线性运动转换成具有运动方向反转的运动。通过适当地选择杠杆长度和杠杆角度可以对于第二接触件2选择期望的速度特征。
所述传动机构3可以如图1所示对称地构成，这导致更有利的力分布和更高的稳定性。
图4示出开始断开运动时的闭合的开关状态。图5示出大约在触点分离时刻的状态。图6示出在第二接触件2运动方向反转期间的状态。图7示出断开运动结束时的打开的开关状态。
通过在断开运动结束时降低第二接触件2的速度v2可以减少制动接触件运动的阻尼装置的负荷，因为只需吸收较少的运动能量。
第一接触件1的速度v1可以在初始加速后一般为3m/s至10m/s之间，例如5m/s。第二接触件1的速度v2最大一般可以为10m/s至20m/s，例如15m/s。最大速度比v1/v2(在相反运动时)可以在1∶2.4和1∶3.5之间，例如1∶3。由此可以在典型的15m/s、20m/s和更高值之间相应地达到大的相对速度v12，它们能够快速释放狭窄部位6并且通过在短时间内提供大的灭弧气体压力实现有效的电弧风。可以在非常短的时间内实现在接触件1与2之间的长距离(绝缘路径)。相应的大功率开关可以设计成在额定电压超过170kV或200kV时额定短路电流超过40kA或50kA。
所述接触件1，2的最大相对速度v12，最大对于这种开关有利地选择以至少40％、尤其是至少60％甚至至少80％大于用于电容接通所需的相对速度。有利地这样设计开关室，当该开关室安装在单室的大功率开关里面时，在断开过程期间所述两个电弧接触件(1，2)相互间的最大相对速度v12，最大满足：v12，最大≥k’×UN·p·f/(Ekrit·p0)，其中UN是大功率开关的额定电压，p是大功率开关的极系数，Ekrit是用于使灭弧气体卸载的使用场强，p0是灭弧气体的充满压力，f是高压电网频率，大功率开关为该高压电网频率设计。系数k’为23，有利的是27或优选31。在具有多于一个开关室的大功率开关的情况下还必需乘上另一系数，它考虑大功率开关的控制。
由此能够在非常短的时间内产生非常大的电弧路径。可以在相对较长的时间间隔期间为了产生(蒸发)熄灭电弧的材料利用大的表面积，尤其是整个狭窄部位内表面。由此产生大量的熄灭电弧的材料，因此实现有效的电弧风。由于非常快速的相对运动可以在非常短的时间内产生大量熄灭电弧的材料，由此可以产生非常大的灭弧气体压力，并且可以非常迅速地在触点分离后产生压力。由此可以实现非常强烈的电弧风并由此实现非常可靠的接通，也包括大的电路电流。
附图标记清单
1    第一电弧接触件
2    第二电弧接触件，封堵接触件
3    辅助驱动装置，传动机构
4    电弧
5    绝缘喷嘴
6    狭窄部位
7    通道，环通道
8    杠杆
9    曲杆
10   压缩室
11   加热室
12   阀门
13   辅助喷嘴
14   连杆，连杆盘
15   活塞
16，17，18   销轴，可旋转的轴承
19   固定的销轴，可旋转的轴承
21   部位，直径扩展的部位
A    轴线，对称轴线
b，b’  参数
d    距离
D    直径，径向尺寸
P1   第一阶段
P2   第二阶段
v1   第一接触件的速度
v2   第二接触件的速度
v12  接触件的相对速度
v12，最大 接触件的最大相对速度
W    作用线
z    位移坐标
z1   方向
z2    方向
α’  角度
α    张角

Claims (18)

1.可以用灭弧气体充满的大功率开关，具有活动的第一电弧接触件(1)和活动的第二电弧接触件(2)，具有用于驱动第一电弧接触件(1)的驱动装置和用于驱动第二电弧接触件(2)的辅助驱动装置(3)，具有必要时在电弧接触件(1，2)之间燃烧的电弧(4)，具有用于中间储存通过电弧(4)加热的灭弧气体的加热室(11)，并具有绝缘喷嘴(5)，它为了导引灭弧气体流具有狭窄部位(6)，该狭窄部位借助于通道(7)与加热室(11)相连接，并且通过这两个电弧接触件(1；2)中的一个称为封堵接触件(2)的接触件可以至少部分地被堵住，其中如此构造所述辅助驱动装置(3)，使得在断开过程期间第二电弧接触件(2)产生由这两个电弧接触件(1；2)的一种相反运动到一种同向运动的运动方向反转，
其特征在于，
如此构造所述辅助驱动装置(3)，使得当狭窄部位(6)不再通过封堵接触件(2)至少部分地被堵住的时候，在断开过程期间产生第二电弧接触件(2)所述的运动方向反转。
2.如权利要求1所述的大功率开关，其特征在于，所述辅助驱动装置(3)包括电动的驱动装置。
3.如权利要求1所述的大功率开关，其特征在于，所述辅助驱动装置(3)是通过所述驱动装置可驱动的传动机构(3)。
4.如权利要求3所述的大功率开关，其特征在于，所述传动机构(3)包括至少一个连杆盘(14)。
5.如权利要求3或4所述的大功率开关，其特征在于，所述传动机构(3)包括至少一个杠杆(8)和附加地至少一个曲杆(9)。
6.如权利要求3所述的大功率开关，其特征在于，所述传动机构(3)具有至少两个杠杆，其端部具有缝隙，它们在断开过程时先后与传动杆进入啮合。
7.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，所述第二电弧接触件(2)是封堵接触件(2)。
8.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，与第一电弧接触件(1)相邻地设置辅助喷嘴(13)，它与绝缘喷嘴(5)一起构成通道(7)。
9.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，所述绝缘喷嘴(5)可以通过驱动装置进行驱动。
10.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，所述狭窄部位(6)基本上圆柱形地构成，并且所述封堵接触件(2)基本上圆柱形地构成。
11.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，存在压缩室(10)，其容积在断开过程期间减小。
12.如权利要求11所述的大功率开关，其特征在于，所述压缩室(10)与加热室(11)不同，并且在压缩室(10)与加热室(11)之间设有阀门(12)。
13.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，如此构造所述辅助驱动装置(3)，使得在电弧接触件(1，2)相反运动的第一阶段(P1)期间，第一电弧接触件(1)的速度v1与第二电弧接触件(2)的速度v2的比例v1/v2达到v1/v2≤1∶2.4，尤其是v1/v2≤1∶2.8。
14.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，如此构造所述驱动装置和辅助驱动装置(3)，使得在所述两个电弧接触件(1，2)相反运动期间的第一阶段(P1)中这两个电弧接触件(1，2)的相对速度v12达到v12≥15m/s，尤其是v12≥18m/s。
15.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，如此构造所述辅助驱动装置(3)，使得在电弧接触件(1，2)同向运动期间的第二阶段(P2)中第一电弧接触件(1)的速度v1与第二电弧接触件(2)的速度v2的比例v1/v2为：
0.4≤v1/v2≤1.2，尤其是0.75≤v1/v2≤1∶1.15。
16.如上述权利要求中任一项所述的大功率开关，其特征在于，所述封堵接触件(2)沿着轴线(A)延伸，并且如此构造所述驱动装置和辅助驱动装置(3)，使得在电弧接触件(1，2)同向运动期间的第二阶段(P2)中这样选择沿着轴线(A)所测量的在狭窄部位(6)与封堵接触件(2)之间的距离d，使灭弧气体流的流速在这个部位中最大，该部位相对于轴线(A)径向上在侧面设置在第二电弧接触件(2)的旁边和/或设置在第二电弧接触件(2)的内部。
17.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，所述狭窄部位(6)基本上由具有轴线(A)和直径D的圆柱体构成，并且这样构成驱动装置和辅助驱动装置(3)：在电弧接触件(1，2)同向运动期间的第二阶段(P2)中沿着轴线(A)所测量的在圆柱体与封堵接触件(2)之间的距离d为
d＝D×((1+b’·cosα)1/2-1)/(2·sinα·cosα)
其中角度α等于连接在狭窄部位上的扩展部位(21)的张角α，其中参数b’适合：b’＝b-F/F’，其中F’是相对于轴线(A)径向设置的、必要时设置在封堵接触件(2)中用于排出灭弧气体的开口的横截面的面积，并且其中对于参数b适合：
1.4≤b≤4.5，
尤其是1.7≤b≤4.0。
18.用于断开具有活动的第一电弧接触件(1)和活动的第二电弧接触件(2)的大功率开关的方法，其中这两个电弧接触件(1，2)相互间相反地运动并且相互分离，其中通过这两个电弧接触件(1，2)中的其中一个称为封堵接触件(2)的接触件至少部分地封堵绝缘喷嘴(5)的狭窄部位(6)，并且其中第二电弧接触件(2)的运动方向反转，其特征在于，当狭窄部位(6)不再通过封堵接触件(2)至少部分地被堵住的时候，使第二电弧接触件(2)的运动方向进行反转。
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