CN101064418A - 用于电的开关设备的开关位置显示 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电的开关设备(1)、特别是用于一种中压或者高压开关设备的开关位置显示(7，7′)，包括：开关设备(1)的至少一部分的一个模拟电路，以及在该模拟电路中开关设备(1)的至少一个开关(4，5)的开关位置的显示。为了特别是在电流中断的情况下也可以安全可靠地显示开关位置，建议，在开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)与所述至少一个开关(4，5)的开关位置的显示之间构造了一个纯机械的联接(9)。开关位置的显示优选包括一个可机械地操作的开关符号(8′，8″，8″′，8″″)。机械的联接装置(9)优选被构造在这些开关(4，5)之一的一个可运动的开关元件(6′，6″，6″′，6″″)与该显示(7，7′)的相应的开关符号(8′，8″，8″′，8″″)之间。

Description

用于电的开关设备的开关位置显示

技术领域

本发明涉及一种用于电的开关设备、特别是用于一种中压或者高压开关设备的开关位置显示。开关位置显示包括该开关设备的至少一部分的一个模拟电路，以及在该模拟电路中开关设备的至少一个开关的开关位置显示。

背景技术

本发明涉及根据未来的DIN IEC-Norm 62271-205“高压开关装置和开关设备一部分205：用于52kV以上测定电压的高压开关设备配置”的、特别是所谓的紧凑型高压开关设备，也称为紧凑型成套开关设备，对于该DIN IEC-Norm已具有一个方案。但是本发明也可被用于气体绝缘的开关设备中，在这种开关设备中开关设备以及开关设备的开关被设置在密封的并且为了绝缘而充有一种气体例如SF6的壳体中。在这样的开关设备中特别重要的是，从外面可看到地表示出开关位置，因为真实的开关及其实际的开关位置被壳体挡住。

作为一个开关设备中的电开关，例如使用断路器、特别是所谓的罐式断路器。在出现过电流或者短路电流或者工作电流的情况下，断路器将通过开关设备中的一个导线的电流中断。为此，这些断路器包括电磁的和/或热的断电器以及开关触点，它们在触发时，通过一个断电器，中断开关设备的输入端子与输出端子之间的电流路径。另外的通常在开关设备中使用的电的开关是例如接地开关和/或隔离开关，单个的或者作为组合开关。隔离开关作为一个断路器，具有一个较高的耐压强度，并且用来使开关设备安全可靠地与输入导线和/或输出导线断开。接地开关用于使开关设备接地，从而例如在开关设备的检查或者修理期间防止由电击带来对人员的危险。然而接地开关和/或隔离开关通常不能在有电流的情况下开关。因此接地开关和隔离开关总是仅在断路器断开的情况下、也就是说无电流地开关。

一个电的开关设备包括至少两个接头，它们能够通过开关设备相互连接或者相互断开。这些接头例如连接到各种架空线、用电器(例如变压器、电容性蓄电池)和/或汇流排。为了使第一接头断开和接地，首先将断路器切断。然后将隔离开关无电流地断开。接下来，将接地开关也无电流地接通。最后，将断路器接通，使得第一接头与第二接头断开，并且开关设备接地。这种接地，即其中接地开关仅仅用于接地的准备，而真正的接地通过断路器的闭合才实现，也被称为整体的(integral)接地。该接地允许接地开关的构造在电要求方面大大简单并且费用低，因为对短路关合能力的高的需求由断路器来满足。

为了使第一接头又投入运行，首先，将断路器切断。然后，将接地开关无电流地切断。然后，将隔离开关无电流地接通。最后，又将断路器接通，使得第一接头又与第二接头连接。

在整体接地的情况下，当接地开关和断路器均闭合时，开关设备才安全可靠地接地。仅接地开关闭合不必然意味着开关设备有效地接地。确切地说，接地开关仅仅用于接地的准备，真正的接地通过断路器的闭合才被建立。因此重要的是，至少断路器和接地开关的开关位置从外面是可看出的。由于这个原因，根据现有技术，一个开关设备的每个开关具有一个单独的开关位置显示器，它紧邻开关地设置，并且与开关机械地连接。开关位置显示包括例如用“0”表示一个断开的开关，并用“1”表示一个接通的开关。该表示还能够用颜色突出显示，例如绿色用于断开的开关，红色用于接通的开关。

在公知的机械的开关位置显示中存在的问题是，这些显示各对应于一个单个的开关，并且只显示那个开关的开关状态。因此例如表示一个接地开关的闭合位置的开关位置显示会给人以开关设备按照规定接地的错误的印象，但是在要求整体接地的情况下，至少在断路器打开时，并不是按规定地接地了。因此，开关设备的制造者例如在开关设备的手册中，或者在开关设备的指示牌上说明了，如何理解开关设备的各个开关相互间不同的开关位置显示，以及在开关位置的一些确定的组合中，有什么样的工作状态。开关设备的当前的工作状态的了解因此在现有技术中是费事的，只有受过培训的人员才可以了解，他能够正确地理解不同的开关状态以及将它们相互组合。此外，特别是在危险和紧急情况下，当前工作状态的了解最容易出错。最后，开关位置显示通常布置在开关设备的背面，因此难于读出。

为了能够更好地了解开关设备的实际的工作状态，ABB公司在“Pass M0”型的开关设备的开关柜中设置了一个开关设备的模拟电路，带有用于不同的开关位置的开关符号。这些开关符号借助于一个辅助电压用电控制并且表示开关设备的开关的实际的开关状态。为此目的，开关的实际的开关位置被掌握，并且以电的方式传递到对应于开关设备的开关柜中的这些开关符号，或者传递到这些开关符号的合适的调节器。可以设想例如通过数据总线或者通过无线电通讯进行传递。借助于模拟电路，未经专门训练的人员也能够简单地不费力地掌握开关设备的实际的工作状态。

出于安全的考虑，以及为了满足法律上的要求，在开关设备“PassM0”中仍然将机械的开关显示紧邻不同的开关地设置在开关设备的背面上。由此，在辅助电压失灵时也能够掌握开关位置。当然缺点是，在公知的开关设备中需要用于机械的和电的开关位置显示的双倍费用，并且在辅助电压失灵时借助于机械的显示掌握开关状态是非常费事的并且容易出错。

EP0631360A2描述了一种方法和装置，借助于辅助电压监视例如一个开关设备的开关的位置。DE19706961A1公开了一种附加的设备，该设备法兰连接到一个开关设备的一个开关上，与该开关相联，并且产生一个与实际的开关位置相对应的电信号，它被通过一个现场总线传递到一个电的开关位置显示。DE10258919A1公开了一种相应的附加设备，其中与实际的开关位置对应的电信号借助于应答器和天线通过无线电通讯无线地传递到开关位置显示。然而，所有这些公知的方法和装置存在缺点，即开关位置显示以存在一个电信号为前提条件。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的任务是构造和改进开头所述类型的一种开关位置显示，使得能够以尽可能少的耗费和尽可能小的成本，简单并且容易地获得开关设备的开关的实际的开关位置，或者开关设备的实际的工作状态。

为了解决这个任务，提出了一种用于电的开关设备、特别是用于一种中压或者高压开关设备的开关位置显示，包括：开关设备的至少一部分的一个模拟电路，以及在该模拟电路中开关设备的至少一个开关的开关位置的显示，其中，在开关设备的所述至少一个开关与所述至少一个开关的开关位置的显示之间构造了一个纯机械的联接。

按照本发明，还提供了一种电的开关设备，特别是中压或者高压开关设备，包括：一个具有开关设备的至少一部分的一个模拟电路的开关位置显示，和在该模拟电路中开关设备的至少一个开关的开关位置的显示，其中，开关设备在该开关设备的所述至少一个开关与所述至少一个开关的开关位置的显示之间具有一个用于使所述至少一个开关与该开关位置的显示纯机械地联接的机械式联接元件。

根据本发明的开关位置显示具有下述的优点，即不再象往常一样需要两个单独的显示，即一个带有模拟电路的、在开关设备的容易接近的前侧区域的电的显示，和一个在开关设备的背面区域的为了可靠设置的机械的显示。相反，根据本发明，将两个开关位置显示的功能结合成一个唯一的。在此考虑不仅简单而明显地输出开关位置(通过模拟电路)，而且在可靠性方面(通过将开关位置显示与开关机械地联接)加以考虑。在模拟电路中的开关位置显示中也能够考虑开关设备的工作状态，也就是说，例如在开关设备整体接地时，只有当接地开关和断路器都接通时，接地开关才被显示为接通。由此，能够几乎排除对显示的开关位置的错误理解，开关设备故障安全性被提高。

根据本发明的一种有利的构造，提出，开关设备的所述至少一个开关的开关位置显示包括至少一个开关符号。借助于开关符号对开关位置的显示，可以特别明显并且快而简单地理解。因此，在了解开关位置时可进一步减少错误。

根据本发明的一个优选的实施方式，开关设备的所述至少一个开关包括开关设备的一个断路器，该开关的开关位置在该模拟电路中被显示。替代地或者附加地提出，开关设备的所述至少一个开关包括开关设备的一个隔离开关和/或接地开关，该开关的开关位置在该模拟电路中被显示。开关设备可具有单独的隔离开关和/或接地开关或者是组合开关，如在DE102006017131中描述的。组合的隔离和接地开关包括一个接地开关和在开关设备上连接的每个汇流排上的一个隔离开关。在所提到的出版物中描述的隔离和接地开关具有三个位置：接通，断路(不接地)，接地(并且断路)。

特别有利的是，只有当接地开关和一个对应于它的断路器都闭合时，隔离和/或接地开关的开关位置显示才显示接地过程的完成。以此方式，从开关位置显示能够直接地获得开关设备的工作状态，不必将各个开关的开关状态进行解释或者相互组合，以便推断开关设备的工作状态。因此，开关位置显示在接地开关接通的情况下将接地开关的开关符号一直显示为打开，直到对应的断路器接通并且开关设备真正的接地为止。由此，在开关设备的完全接地的认识中将犯错误的危险以及由此导致的维护或者检查人员的健康方面的危险降低到最小。

在本发明的另一个有利的构型方面，该机械联接至少部分地形锁合地实现。优选该机械联接可在所有的运动方向上形锁合地构成。

附图说明

本发明的进一步的特征、应用可能性以及优点在下面对本发明的附图表示的实施例的描述中给出。本发明的主题由这里所有的描述或者表示的特征本身或者任意的组合构成，不受它们在权利要求中的概括或者回引的影响，也不受其在说明书或者附图中的表达或者表示的影响。其中：

图1是根据本发明的开关设备的第一优选实施形式的示意图；

图2是根据本发明的开关设备的第二优选实施形式的示意图；

图3是一种由现有技术公开的开关设备的示意图；

图4是图1的开关设备的根据本发明的开关位置显示；和

图5是图2的开关设备的根据本发明的开关位置显示。

具体实施方式

图1至3中示出了一种电的开关设备，特别是可被构造为一种中压或高压开关设备，其中图1和2示出根据本发明的开关设备，图3示出一种由现有技术公开的开关设备。该开关设备优选构造为根据未来的DIN IEC-Norm 62271-205“高压开关装置和开关设备一部分205：用于52kV以上测定电压的高压开关设备配置”的一种所谓的紧凑型高压开关设备，也称为紧凑型成套开关设备，对于该DIN IEC-Norm已具有一种方案。但是该开关设备也可构造为一种气体绝缘的开关设备(GIS＝gas-insulated switchgear)或者空气绝缘的开关设备(AIS＝air-insulated switchgear)。

图3中的公知的开关设备其总体以标号10表示。该开关设备包括例如一个电流互感器11，一个断路器12和一个组合的隔离及接地开关13。隔离及接地开关13也能够被构造为分开的开关，然而出于节省空间、重量和费用原因，构造成两个开关的组合是有意义的。在断路器12和隔离开关13接通的情况下，开关设备10的左接头与右接头相连。这些接头例如连接到各种架空线、用电器具(例如变压器、电容性蓄电池)和/或汇流排上。在图3的示例中，左接头连接到一个被构造为单个汇流排的汇流排19上。一个电流互感器11用于测量流过开关设备10的电流。

公知的开关设备10的每个开关12，13配置有一个机械的开关位置显示14，该开关位置显示在示出的例子中构造为一个优选设置在开关设备10的背面的圆形的显示14。显示14包括一个带有在12点和6点处的开口16的圆形的孔板(Blende)15，以及一个在孔板15后面放置的同样是圆形的显示盘17，在显示盘17上构造了带有颜色的符号(“0”在绿色背景上表示断开的开关位置，“1”在红色的背影上表示接通的开关位置)。可转动的显示盘17与开关的开关元件机械地联接，使得开关12，13的开关运动导致显示盘17转动。

对机械的显示14附加地，公知的开关设备具有一个电机械式的开关位置显示18，它指示出开关12，13的位置。显示18优选设置在开关设备10的正面，在操作人员的视野中，例如设置在开关设备10的一个开关柜中。显示18包括开关设备10的一个模拟电路，带有用于各个开关12，13的开关符号。为了输出开关12，13中的一个的开关状态，一个开关12，13的位置被检测，产生一个相应于开关位置的电信号，该信号通过电导线传输到显示18，并且在那里如果需要的话被处理，以便最后控制显示元件例如开关符号形式的显示元件。用于从开关12，13到显示18的电信号传输的信号导线用标号20表示。为了输出开关12，13的开关位置，显示18绝对地需要该电信号或者一个辅助电压，以检测开关12，13的位置，并且产生该电信号。在辅助电压失灵或者电信号中断的情况下，开关12，13的位置必须单独地在开关设备10的背面上的机械的显示14上读出。开关设备10的运行状态必须通过受过培训的人员对各个开关12，13的开关状态的解释或者进行组合来求出。这种措施非常地耗费，时间紧张并且产生错误。

在这样的断路器12中，所述断路器的接地基于所谓的整体接地的原理，断路器12本身存在的高的关合能力被利用，以便能够减少对接地开关13的电的要求。它被这样达到，其方式为，在断开断路器12和断开隔离开关13的情况下，首先闭合位于其间的接地开关13，没有值得一提的电流流动。然后，又将断路器12闭合，因此完成接地过程。与传统的接地相比，接地开关13在整体接地的情况下仅仅用于接地准备，真正的接地还要通过断路器12的闭合来实现。这个不同必须通过合适的措施让使用者能清楚了解地示出，因为否则存在这样的危险，即使用者识别出开关设备10的想象的接地，虽然它实际上没有接地，这会导致由于电击带来的健康方面的损害直至使用者死亡。

断路器12和隔离-接地-组合开关13的分开的开关位置显示14使得在整体接地的设备中可以有不可靠的断路器状态的显示。而且在显示14的孔板15的窗16中带颜色的符号是不合适的，因为绿色背景的符号“0”在接通接地开关13的情况下促使产生接地过程已完成的想法，虽然该接地暂时只是被准备。开关设备10的工作状态(接地或不接地)的可靠的显示只有在断路器12和隔离-接地-组合开关13的位置一起在模拟电路中显示出时才能被保证。

一种相对简单的解决方案是，显示18具有一个模拟电路，它带有电机械地操作的开关符号。该显示18存在缺点，即在电流中断的情况下，不能可靠地显示，并且因此不能放弃附加的机械显示14。

对此，本发明能够提供补救。图1中示出一种根据本发明的电的开关设备的第一实施形式，总体以标号1表示。开关设备1包括至少两个接头，它们可以通过开关设备1相互连接或者相互断开。这些接头例如连接到各种架空线、用电器具(例如变压器、电容性蓄电池)和/或汇流排3上。开关设备1包括一个断路器4和一个隔离和接地开关组合5。断路器4的开关元件6′可以在一个断开位置和一个接通位置之间被转接。开关组合5的一个开关元件6″可以在一个接通位置(隔离开关接通，接地开关断开)和一个断开位置(隔离开关断开，接地开关接通)之间被转接。在一些确定的接地-隔离-组合5中，也还能够设置至少一个中间位置(断路，但不接地)。

为了使第一接头断开和接地，首先，将断路器4断开。然后将隔离开关5无电流地断开。接下来，同样地无电流地接通接地开关5。最后，又将断路器4接通，使得第一接头与第二接头断开，并且开关设备1接地。这种接地，即在该接地中，接地开关5仅仅用于接地的准备，而真正的接地通过断路器4的闭合才实现，也被称为整体的接地。

为了使第一接头重新投入运行，首先，将断路器4断开。然后，将接地开关5无电流地断开。然后，将隔离开关5无电流地接通。最后，又将断路器4接通，使得第一接头又与第二接头连接。

为了输出开关设备1的这些开关4，5的至少一个或者开关元件6′，6″的至少一个的位置，开关设备包括一个纯机械式操作的显示装置7。该显示装置7包括例如开关设备1的一个模拟电路或者开关设备1的一部分的模拟电路，以及可机械地操作的开关符号8′，8″(参见图4)，用于显示被监视的开关4，5的开关状态。显示装置7优选设置在开关设备1的前面的、人能较好地看清的区域，例如设置在开关设备1的一个开关柜中。一个开关符号8′，8″例如通过一个机械的联接装置(例如连杆，耦合传动机构和/或可逆性传动装置等)9与这些开关4，5之一的相应地可运动的开关元件6′，6″相连接。根据本发明的显示装置7提供一种更可靠的功能，对开关过程的更好的理解，以及由此对于操作人员的安全性的提高以及开关设备的所有开关4，5的开关位置的中央可读性。此外，由于显示装置7的机械式的操作，可以放弃开关设备1的背面上的单个开关4，5的附加的机械的开关显示。

根据本发明的开关设备1的第二种实施形式如图2所示，通过其左接头连接到一个双汇流排，该双汇流排包括两个单独的汇流排3′，3″。据此，开关设备1的隔离和接地开关组合5也包括两个可运动的隔离开关元件6′，6″和一个可运动的接地开关元件6。断路器4包括一个可运动的开关元件6″″。图2中的开关设备1的显示装置7′或者显示装置7′的各个开关符号8′至8″″(参见图5)分别通过一个机械的联接装置9与被观察的开关4，5或者开关元件6′至6″″连接。开关4，5的每个可运动的开关元件6′至6″″以纯机械的方式、至少没有中间连接的将开关运动转换成相应的电信号的转换装置、与显示装置7′的模拟电路的开关符号8′至8″″连接。

特别有利的是，在整体接地时，只有当所属的断路器开关元件6′，6″″也接通，并且真正的接地也因此实际上完成时，在显示7或者7′中接地开关元件6″或6的开关符号8″或8才显示一个接通的位置。如果仅仅接地开关6″或6接通，而相应的断路器6′或6″″还未接通，则只是接地准备，接地过程还未完成。在这种情况下，开关符号8″及8也应保持在断开位置，从而防止误识别开关设备1的接地。开关符号8″或8及8″″的相应的控制同样以纯机械的方式实现。

Claims (8)

1.用于电的开关设备(1)、特别是用于一种中压或者高压开关设备的开关位置显示(7，7′)，包括：开关设备(1)的至少一部分的一个模拟电路，以及在该模拟电路中开关设备(1)的至少一个开关(4，5)的开关位置的显示，其特征在于，在开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)与所述至少一个开关(4，5)的开关位置的显示之间构造了一个纯机械的联接(9)。

2.根据权利要求1的开关位置显示(7，7′)，其特征在于，开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)的开关位置的显示包括至少一个开关符号(8′，8″，8，8″″)。

3.根据权利要求1或2的开关位置显示(7，7′)，其特征在于，开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)包括开关设备(1)的一个断路器(4)，该开关的开关位置在所述模拟电路中被显示。

4.根据权利要求1至3中任一项的开关位置显示(7，7′)，其特征在于，开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)包括开关设备(1)的一个隔离开关和/或接地开关(5)，该开关的开关位置在所述模拟电路中被显示。

5.根据权利要求4的开关位置显示(7，7′)，其特征在于，只有当接地开关(5)和一个对应于它的断路器(4)闭合时，该接地开关(5)的开关位置显示才显示接地过程的完成。

6.根据权利要求1至5中任一项的开关位置显示(7，7′)，其特征在于，该机械的联接至少部分地形锁合地实现。

7.电的开关设备(1)，特别是中压或者高压开关设备，包括：一个具有开关设备(1)的至少一部分的一个模拟电路的开关位置显示(7，7′)，和在该模拟电路中开关设备(1)的至少一个开关(4，5)的开关位置的显示，其特征在于，开关设备(1)在该开关设备(1)的所述至少一个开关(4，5)与所述至少一个开关(4，5)的开关位置的显示之间具有一个用于使所述至少一个开关(4，5)与该开关位置的显示纯机械地联接的机械式联接元件(9)。

8.根据权利要求7的开关设备(1)，其特征在于，该开关位置显示(7，7′)按照权利要求2至6中任一项构成。

Images