CN101106034B - 提供电流中断、隔离和接地的三位置真空断续器隔离开关 - Google Patents

提供电流中断、隔离和接地的三位置真空断续器隔离开关 Download PDF

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Abstract

一种真空电路断续器(20；20＇；20＂)，包括导线(64；68)，真空断续器(22)，负载导体(42；76)，接地导体(66；74)和操作机构(28；28＇)。该真空断续器包括固定导体(44)和真空壳(36)，其中真空壳(36)容纳固定接触件(32)和活动接触件(34)，其中活动接触件(34)可在与固定接触组件电连接的闭合电路位置和与固定接触组件分离的打开电路位置之间活动。该固定导体在真空壳外部，并电连接到固定接触件。负载导体电连接到活动接触件。操作机构被构造为：(a)打开和闭合固定和活动接触件，以及(b)在第一位置和第二位置之间移动真空断续器及其固定导体，其中在第一位置该固定导体电连接到导线，在第二位置该固定导体电连接到接地导体。

Description

提供电流中断、隔离和接地的三位置真空断续器隔离开关
技术领域
本发明总体涉及电路断续器，尤其涉及真空电路断续器，如，真空电路断路器。本发明还涉及提供接地功能的隔离开关。
背景技术
电路断续器为电力系统的电力故障状况，如电流过载和短路，提供保护。尽管可能使用宽范围的机械的或电动机械的驱动机构，电路断续器通常包括弹簧动力操作机构，其响应异常情况，打开电气接触件，以中断通过电力系统的导体的电流。
真空电路断续器(如，真空电路断路器；真空自动重合开关；其它真空开关设备)包括置于绝缘外壳中的可分离的接触件。真空电路断续器，例如，用于在约1000伏以上操作的系统的电源电路断路器，通常使用真空开关(不要和真空开关设备混淆)，如真空断续器(不要和真空电路断续器混淆)，如开关元件。一般，可分离接触件中的一个相对于绝缘外壳和外部电导体固定，其中外部电导体和电路互连以被真空电路断续器控制。另一个可分离接触件是活动的。该活动的接触组件通常包括具有圆形截面的柄，其一端为活动的接触件，该端封装在真空断续器的真空壳中(如，真空室；真空瓶)；并且在另一端具有驱动机构，该另一端在真空壳外部。该驱动机构提供动力，以将活动接触件移进或移出与固定接触件的接合。因此，真空断续器具有两个位置：开和关。
真空断续器通常被用于，例如，可靠地中断中压交流(AC)电流，以及几千安培或更高的高压AC电流。通常，为多相电路的每一相提供一个真空断续器，并且几相的真空断续器被共同的操作机构同时致动，或者被单独的操作机构单独地或独立地致动。
已知提供三位置开关和隔离装置，包括气绝缘开关断开器和隔离器，适于用在中压开关设备中。用于闭合、断路、隔离和接地的接触片被设置在圆筒内的通常具有约202kPa绝对值的气压的六氟化硫(SF6)气体中。该接触片能够处于三个位置：闭合、打开和接地。考虑到电弧，这种三位置开关和隔离装置通常只能中断或中止很适中的电流水平。已知可以将这种三位置开关和隔离装置与进行电流中断的断路器或熔丝串联。
图1A-1E分别示出了真空断续器2和隔离开关4在闭合、打开、隔离、中间和接地位置的串联组合。图1A示出了处于闭合位置的真空断续器2和串联的隔离开关4。图1B示出了处于打开位置的真空断续器2，以中断AC电流5，串联的隔离开关4仍然被闭合。打开(中断)位置保持所有电弧放电在真空断继器2中进行。图1C示出了处于打开位置的真空断续器2，并且串联的隔离开关4也被打开，以获得负载6的完全断开(即隔离)。图1D示出了处于接地位置的串联隔离开关4，真空断续器接触件8被打开。在图1E中，真空断续器2被移动到闭合位置，串联隔离开关4仍然处于接地位置。因此，真空断续器2的负载侧10可以安全地继续工作。
已有的方案将开关功能(即，电流中断)、隔离(对母线)功能、和接地(对负载母线)功能都结合在真空断续器的一个真空壳中。例如，参见Kajiwara，Satoru等人的“Development of 24-kV Switchgear withMulti-functional Vacuum Interrupters for Distribution”，Hitachi Review，Vol.49，No.2，2000，pp.93-100；和美国专利NO.6720515。这种真空断续器具有四个位置：开、关、隔离和接地。这些已有方案都具有固有的缺点，即真空壳中的打开接触件间隙在合适的高电压脉冲(如，由闪电导致的相对高的电压脉冲)下具有击穿的有限概率。此外，在电流中断期间产生的电弧放电后果可能导致线路和接地件之间的击穿，而不是线路和中断接触件。Jüttner，“Instabilities of prebreakdown currents in vacuum I:latebreakdowns”，J.Phys.D：Appl.Phys.32，pp.2537-43(1999)。
如果在隔离功能期间(即，在四位置真空断续器的关位置之后，但是在接地位置之前)发生击穿，那么可能违反介质配合的标准要求，并可能潜在地危及在真空断续器的负载侧的人员。
此外，四位置真空断续器具有比电流真空断续器的设计显著地更复杂的设计，因此，其制造将更困难，并且将更加昂贵。
因此，真空电路断续器有改进的空间。
需要一种可靠地提高介质的配合、并使隔离功能期间的击穿机率最小的真空电路断续器，而不显著地增加总成本。
发明内容
本发明满足了这个和其它需要，其结合了作为可靠并有效中断电流的设备的常规真空电路断续器与绝缘介质的可靠的绝缘功能的优势，所述绝缘介质如空气、六氟化硫(SF6)或绝缘油。
根据本发明的一方面，真空电路断续器包括：第一导体；真空开关，其包括：第二导体，和真空壳，其容纳固定接触组件和活动的接触组件，其中活动接触组件可在与固定接触组件电连接的闭合电路位置和与固定接触组件分离的打开电路位置之间移动，第二导体在真空壳的外部，第二导体电连接到固定接触组件；第三导体，其电连接到活动接触组件；第四导体；以及操作机构，其被构造为：(a)打开和闭合真空开关的固定接触组件和活动接触组件，(b)在第一位置和第二位置之间移动真空开关及其第二导体，其中在第一位置第二导体电连接到第一导体，在第二位置第二导体电连接到第四导体。
真空开关的活动接触组件可以包括纵轴；操作机构可以被构造为，第一，通过沿着纵轴将活动接触组件从固定接触组件移开，而打开固定接触组件和活动接触组件，第二，将真空开关及其第二导体从第一位置旋转到第二位置，其中在第一位置第二导体电连接到第一导体，在第二位置第二导体电连接到第四导体。
操作机构可以进一步被构造为，第三，通过沿着纵轴向固定接触组件移动活动接触组件，闭合固定接触组件和活动接触组件。
真空开关的活动接触组件可以包括纵轴；操作机构可以被构造为，第一，通过沿着纵轴将活动接触组件从固定接触组件移开，而打开固定接触组件和活动接触组件，第二，沿着纵轴，将真空开关及其第二导体从第一导体移开，第三，将真空开关及其第二导体旋转到第二位置，其中在第二位置第二导体电连接到第四导体。
操作机构可以进一步被构造为，第四，通过沿着纵轴向固定接触组件移动活动接触组件，闭合固定接触组件和活动接触组件。
操作机构可以被构造为提供在下述位置中移动：闭合位置，其中第二导体电连接到第一导体，并且固定接触组件电连接到真空开关的活动接触组件；打开位置，其中第二导体电连接到第一导体，并且固定接触组件从真空开关的活动接触组件电气断开；隔离位置，其中第二导体从第一导体电气断开，并且固定接触组件从真空开关的活动接触组件电气断开；过渡位置，其中第二导体从第一导体电气断开，固定接触组件从真空开关的活动接触组件电气断开，并且第二导体电连接到第四导体；以及接地位置，其中第二导体从第一导体电气断开，固定接触组件电连接到真空开关的活动接触组件，并且第二导体电连接到第四导体。
操作机构可以被构造为提供在下述位置中的移动：闭合位置，其中第二导体电连接到第一导体，并且固定接触组件电连接到真空开关的活动接触组件；隔离位置，其中第二导体从第一导体电气断开，并且固定接触组件从真空开关的活动接触组件电气断开；以及接地位置，其中第二导体从第一导体电气断开，固定接触组件电连接到真空开关的活动接触组件，并且第二导体电连接到第四导体。
作为发明的另一方面，真空电路断续器包括：包括接触部分的第一导体；真空开关，其包括：第一真空壳，其容纳固定接触组件和活动接触组件，其中活动接触组件可在闭合电路位置和打开电路位置之间活动，在闭合电路位置活动接触组件和固定接触组件电连接，在打开电路位置活动接触组件和固定接触组件被间隔开，以及和固定接触组件电连接的第二导体，第二导体包括接触部分；第三导体，其电连接到活动接触组件；第四导体，其包括接触部分，第一、第二和第四导体的接触部分在真空壳外部；操作机构，其被构造为：(a)打开和闭合真空开关的固定接触组件和活动接触组件，(b)在第一位置和第二位置之间移动真空开关及其第二导体，其中在第一位置第二导体的接触部分电连接到第一导体的接触部分，在第二位置第二导体的接触部分电连接到第四导体的接触部分；以及第二壳，其至少容纳第一、第二和第四导体的接触部分。
第二壳可以进一步容纳绝缘介质。
作为发明的另一方面，真空电路断续器包括：第一导体；真空开关，其包括：第二导体，包括第一端和第二端的真空壳，该真空壳容纳接近真空壳的第一端的固定接触组件，并基本容纳接近真空壳的第二端的活动接触组件，该活动接触组件可在闭合电路位置和打开电路位置之间活动，在闭合电路位置活动接触组件和固定接触组件电连接，在打开电路位置活动接触组件和固定接触组件被间隔开，第二导体在真空壳的外部，第二导体电连接到固定接触组件，在真空壳外部的第一部件，该第一部件被构造为支撑真空壳的第一端，在真空壳外部的第二部件，该第二部件被构造为支撑真空壳的第二端，以及多个在真空壳外部的绝缘支撑部件，它们被置于第一和第二部件之间；第三导体，其电连接到活动接触组件；第四导体；以及操作机构，其被构造为：(a)打开和闭合真空开关的固定接触组件和活动接触组件，(b)在第一位置和第二位置之间移动真空开关及其第二导体，其中在第一位置第二导体电连接到第一导体，在第二位置第二导体电连接到第四导体。
第一部件可以包括第一开口；第二部件可以包括第二开口；第二导体可以穿过第一部件的第一开口；并且活动接触组件的一部分可以穿过第二部件的第二开口。
附图说明
当结合附图阅读下面优选实例的描述时，可以从中获得本发明的完整理解，其中：
图1A-1E是真空断续器和隔离开关分别在闭合、打开、隔离、中间和接地位置的串联组合的结构图；
图2是根据本发明的真空断续器隔离开关的正视图，该真空断续器隔离开关包括密封在绝缘箱中的真空断续器，其中绝缘箱具有多个绝缘支撑杆；
图3A-3E是根据本发明另一实例的真空断续器隔离开关分别在闭合、打开、隔离、过渡和接地位置的结构图；
图4A-4E是根据本发明另一实例的真空断续器隔离开关分别在闭合、打开、隔离、过渡和接地位置的结构图；
图5是根据本发明另一实例的真空断续器隔离开关在接地位置的结构图；
图6A-6C是根据本发明另一实例的真空断续器隔离开关分别在隔离、过渡和接地位置的结构图。
具体实施方式
如这里使用的，术语“数”应该表示一或大于一的整数(即，复数)。
如这里使用的，一部分与一个或多个其它部分“互相电连接”的表述应该表示这些部分直接电连接在一起或通过一个或多个电导体或通常导电的中间部分电连接在一起。另外，如这里使用的，一部分“电连接到”一个或多个其它部分的表述应该表示这些部分直接电连接在一起或通过一个或多个电导体电连接在一起。同样，如这里使用的，两部分通过另一部分“直接电连接在一起”的表述应该表示这两部分只通过这种其它部分直接电连接在一起。
如这里使用的，两个或多个部分被“连接”或“耦合”在一起的表述应该表示这些部分或者直接连接在一起，或者通过一个或多个中间部分连接在一起。另外，如这里使用的，两个或多个部分“附接”的表述应该表示这些部分被直接连接在一起。
虽然本发明适用于宽范围的真空电路断续器，但是本发明结合真空断续器隔离开关来描述。
实例1
图2示出了真空断续器隔离开关20，其包括真空开关，如真空断续器22，其被密封在适当的绝缘箱24内，绝缘箱24具有多个绝缘部件，如多个绝缘支撑杆26。虽然示出了多个杆26，但是可以使用任何适当的绝缘支撑部件，例如，将真空断续器22封装在刚性环氧树脂外壳中，或者例如绝缘支撑柱(未示出)。该结合的真空断续器22和绝缘箱24被以这种方式耦合至适当的操作机构28，即该操作机构提供初始的纵向移动(如，对于图2，沿箭头30向下)，以打开真空壳36内的固定接触件32(用虚线示出)和活动接触件34(用虚线示出)，从而中断电路电流。然后，在完成这些之后，操作机构28旋转结合的真空断续器22和绝缘箱24(如，对于图2，如箭头38所示的顺时针方向)，最后闭合真空断续器接触件32、34(图2中所示为打开)，通过提供最终的纵向移动(如，如图2的箭头40所示，沿着活动柄58的轴朝向固定接触件32)。例如，与常规真空断续器接触件32、34的打开和闭合速度相比，该结合的真空断续器22和绝缘箱24的旋转可以以相对低的速度发生。
真空断续器22还包括电连接至固定接触件32的导体44。真空壳36包括第一端46和第二端48。导体44在真空壳36外部，并以本领域技术人员公知的方式电连接至固定接触组件50。真空壳36容纳固定接触组件50，其包括接近真空壳36的第一端46的固定接触件32，并基本容纳活动接触组件52，其包括接近真空壳36的第二端48的活动接触件34。以本领域技术人员公知的方式，活动接触组件52在闭合电路位置(图2中未示出)和打开电路位置(如图2所示)之间活动，其中在闭合电路位置，活动接触组件52与固定接触组件50电连接，在打开电路位置，活动接触组件52与固定接触组件50隔开。
绝缘箱24包括在真空壳36外部的第一部件54(如，导电的；非导电的)，并被构造为支撑真空壳36的第一端46。绝缘箱24还包括在真空壳36外部的第二部件56(如，导电的；非导电的)，并被构造为支撑真空壳36的第二端48。绝缘杆26也在真空壳36外部，并被置于第一和第二部件54、56之间。杆26和部件54、56结合起来机械支撑真空壳36。在真空壳36外部，操作机构28接合活动接触组件52的活动柄58，以在如箭头30、40所示的纵向移动所述活动柄。优选，在真空壳36外部，操作机构28接合绝缘箱24以移动其，并在如箭头38所示的旋转方向移动真空壳36，而不在真空壳36上提供任何不适当的机械应力。
第一部件54包括第一开口60，并且第二部件56包括第二开口62。电连接至固定接触组件50的导体44穿过第一开口60。活动接触组件52的一部分，尤其是活动柄58，穿过第二开口62。
操作机构28被构造为：(a)通过分别在箭头30和40所示的方向上移动活动柄58，打开和闭合真空断续器22的固定接触组件50和活动接触组件52，(b)在第一位置(如图2所示)和第二位置(如假想线所示)之间移动真空断续器22、绝缘箱24、及其导体44，其中在第一位置导体44电连接至导体(如，线路)64，在第二位置导体44电连接至另一导体(如，地)66。
实例2
图3A-3E示出了真空断续器隔离开关20′的工作，其有些类似于图2的开关20。图3A示出了位于闭合位置的真空断续器22、绝缘箱24、和由导体44和导线形成的串联开关，如接线端68，其位于适当的绝缘介质如空气70中。
在图3B中，真空断续器22位于打开位置。操作机构28(图3A中示出)将真空断续器22的接触件32、34拉开，AC电流被中断，由导体44和接线端68形成的串联开关仍然是闭合的。操作机构28通过沿由活动柄58限定的纵轴移动活动接触组件52，使其远离固定接触组件50，而打开固定接触组件50和活动接触组件52。
图3C示出了整个真空断续器22和绝缘箱24，其中绝缘箱24在接线端68被从它的到线路侧电源总线的电连接旋转开。操作机构28(图3A)将真空断续器22、绝缘箱24和导体44从图3A和3B的位置旋转到图3C的断开(即隔离)位置。这种旋转在真空断续器22的固定端导体44和线路侧接线端68之间提供了合适的大间隙，以给出有效的断开(即隔离)，其依赖于绝缘介质，在这个实例中绝缘介质是空气70。因此，真空断续器22位于打开位置，绝缘介质空气70中的由导体44和接线端68形成的串联开关也是打开的，以获得负载72的完全断开(图3A中所示)。
图3D示出了位于过渡位置的真空断续器隔离开关20′，其中真空断续器22的固定端导体44通过接地导体74被电连接并接地，并且真空断续器接触件32、34是打开的。从图3C的位置，操作机构28(图3A)进一步将真空断续器22、绝缘箱24和导体44从图3C的位置旋转到图3D的过渡位置，在过渡位置导体44电连接到接地导体74。
在图3E中，真空断续器接触件32、34位于闭合位置，真空断续器22的固定端导体44仍然在接地导体74处接地。从而，负载侧柄58被接地。操作机构28(图3A)通过沿着由活动柄58限定的纵轴向固定接触组件50移动活动接触组件52，而闭合固定接触组件50和活动接触组件52。负载侧柄58也通过导体76(图3A)电连接至负载72(图3A)。因此，负载72被接地，并可以安全地继续工作。
因此，真空断续器隔离开关20′使用一个操作机构28和一个真空断续器22提供三种功能：(1)开关(图3A和3B)；(2)断开(即隔离)(图3C)；以及(3)接地(图3D和3E)。从用户的立场，最重要的位置是闭合(图3A)、隔离(图3C)和接地(图3E)。因此，打开(中断)位置(图3B)可以是介于闭合位置(图3A)和隔离位置(图3C)中间的位置。操作机构28通过按照如在图3E、3D、3C、3B和3A中顺序所示的相反的顺序，将真空断续器隔离开关20′从接地位置(图3E)返回到闭合位置(图3A)。
实例3
图4A-4E示出了真空断续器隔离开关20＂的操作，其有些类似于图3A-3E的开关20′。图4A示出了位于闭合位置的真空断续器22、绝缘箱24、和由导体44和导线形成的串联开关，如接线端68′，其位于适当的绝缘介质，如空气70中。
在图4B中，真空断续器22位于打开位置。操作机构28′(图4A)将真空断续器22的接触件32、34拉开，AC电流被中断，由导体44和接线端68′形成的串联开关仍然是闭合的。操作机构28′通过沿着由活动柄58限定的纵轴将活动接触组件52从固定接触组件50移开，而打开固定接触组件50和活动接触组件52。
与图3C不同的是，图4C示出了绝缘箱24、真空断续器22和导体44，其中导体44在接线端68′被从它的到线路侧电源总线的电连接纵向地移开。这里，通过从接线端68′，沿着由活动柄58限定的纵轴，向下移开(相对于图4C)结合的真空断续器22、绝缘箱24和导体44，而获得断开(即隔离)。之后，操作机构28′将结合的真空断续器22、绝缘箱24和导体44旋转进过渡位置(图4D)，然后断续器接触件32、34被闭合(图4E)。向下(相对于图4C)的纵向移动在真空断续器22的固定端导体44和线路侧接线端68′之间提供适当的大间隙，以提供有效的断开(即隔离)，其程度依赖于绝缘介质，如空气70。因此，真空断续器22位于打开位置，由导体44和接线端68′形成的串联开关也打开，以获得负载72(图4A)的完全隔离。
图4D示出了由导体44和位于接地位置的接地端74形成的串联开关。操作机构28′将真空断续器22、绝缘箱24和导体44旋转到图4D所示的位置，其中导体44电连接到接地导体74。在该过渡位置，真空断续器22的固定端导体44接地，并且真空断续器接触件32、34打开。
在图4E中，真空断续器22位于闭合位置，由导体44和接地端74形成的串联开关仍然在接地位置。因此，负载侧柄58接地。操作机构28′(图4A)通过沿着由活动柄58限定的纵轴向固定接触组件50移动活动接触组件52，而闭合固定接触组件50和活动接触组件52。负载侧柄58也通过导体76(图4A)电连接至负载72(图4A)。因此，负载72接地，并且可以安全地继续工作。
因此，真空断续器隔离开关20＂使用一个操作机构28′和一个真空断续器22提供三种功能：(1)开关(图4A和4B)；(2)断开(即隔离)(图4C)；以及(3)接地(图4D和4E)。从用户的立场，最重要的位置是闭合(图4A)、隔离(图4C)和接地(图4E)。因此，打开(中断)位置(图4B)可以是介于闭合位置(图4A)和隔离位置(图4C)中间的位置。操作机构28′通过按照如图4E，4D，4C，4B和4A顺序所示的相反的顺序，将真空断续器隔离开关20＂从接地位置(图4E)返回到闭合位置(图4A)。
实例4
图5示出了真空断续器隔离开关20″′的接地位置，其有些类似于图3A-3E的开关20′。然而，主要的差异在于，不是使用诸如空气70(如，在大气中，不容纳在壳中)的绝缘介质，而是在壳78中使用不同的绝缘介质70′。作为非限制性的实例，绝缘介质70′例如可以是在电力变压器和油基开关中使用的绝缘油、其它绝缘油、或六氟化硫(SF6)。作为另一个实例，可以在壳78中使用空气或另一种适当的气体，如干氮(N2)或SF6和N2的组合。
如图5所示，导体68、44和74包括各自的接触部分，它们通常被表示在80、82和84。壳78容纳各个导体68、44、74的至少接触部分80、82和84。在这个实例中，壳78还容纳操作机构28、真空断续器22和绝缘箱24。可以理解，真空断续器隔离开关20″′具有闭合、打开、隔离和过渡位置，其类似于各个图3A-3D的开关20′的相应位置。还可以理解，壳78和绝缘介质70′可以和图4A-4E的真空电路断续器20＂或图6A-6C的真空电路断续器20＂＂一起使用。
实例5
图6A-6C示出了真空断续器隔离开关20＂＂的工作，其有些类似于图4A-4E的开关20＂。开关20＂＂的闭合和打开位置(未示出)与开关20＂的各个闭合和打开位置(图4A-4B)相同。如同图4C，图6A示出，绝缘箱24、真空断续器22和导体44被在接线端68′从它的到线路侧电源总线的电力连接纵向地移开。这里，通过从接线端68′，沿着由活动柄58限定的纵轴，向下(如图6A所示)移动结合的真空断续器22、绝缘箱24和导体44，而获得断开(即隔离)。之后，操作机构28＂进一步将结合的真空断续器22、绝缘箱24和导体44旋转进过渡位置(图6B)，然后，断续器接触件32、34被闭合(图6C)。向下(相对于图6A)的纵向移动在真空断续器22的固定端处的导体44和线路侧接线端68′之间提供适当的大间隙，以给出有效的断开(即隔离)，其程度依赖于绝缘介质，如空气70。因此，真空断续器22位于打开位置，由导体44和接线端68′形成的串联开关也打开，以获得负载72(图4A)的完全隔离。
图6B示出了由导体44和54′以及位于接地位置的接地端74′形成的串联开关。在该实例中，部件54是导体，导体44、54和54′被电连接，导体54′(例如，非限制地是导电杆、导电盘)从导体54延伸。可选地是，部件54不需要是导体，导体44和54′被电连接，导体54′(如，非限制地是导电杆、导电盘)从导体44延伸。操作机构28＂纵向地移动真空断续器22、绝缘箱24和导体44、54、54′到图6B所示的位置，其中导体54′电连接到接地导体74′。在该过渡位置，真空断续器22的固定端导体44接地，真空断续器接触件32、34打开。
在图6C中，真空断续器22在闭合位置，由导体44、54、54′和接地端74′形成的串联开关仍然在接地位置。因此，负载侧柄58接地。操作机构28＂通过沿着由活动柄58限定的纵轴向固定接触组件50移动活动接触组件52，而闭合固定接触组件50和活动接触组件52。负载侧柄58还通过导体76(图1A)电连接到负载72(图4A)。因此，负载72接地，并可以安全地继续工作。
因此，真空断续器隔离开关20＂＂使用一个操作机构28＂和一个真空断续器22提供三种功能：(1)开关(图4A和4B)；(2)断开(即隔离)(图6A)；以及(3)接地(图6B和6C)。从用户的立场，最重要的位置是闭合(图4A)、隔离(图6A)和接地(图6C)。因此，打开(中断)位置(图4B)可以是介于闭合位置(图4A)和隔离位置(图6A)中间的位置。操作机构28＂通过按照如图6C、6B、6A、4B和4A顺序所示的相反的顺序，将真空断续器隔离开关20＂＂从接地位置(图6C)返回到闭合位置(图4A)。
实例6
尽管为了安全的目的，需要图3D、4D和6B的过渡位置，但是公开的真空电路断续器20、20′、20＂、20＂＂正常时不应被置于那些状态。
公开的真空电路断续器20、20′、20＂、20＂＂使用常规两位置真空断续器22。操作机构28、28′优选提供：(a)真空断续器接触件32、34的纵向打开移动，(b)用于隔离功能的对真空断续器22、绝缘箱24和导体44的纵向或旋转移动，以及(c)用于接地功能的对真空断续器22、绝缘箱24和导体44的旋转移动。例如，与打开和闭合真空断续器固定和活动接触件32、34的速度相比，旋转移动的速度可以相对低。这将真空断续器22的优良的AC电流中断能力和适当的绝缘介质如空气、SF6或油的隔离特性结合在一起。另外，真空断续器22的固定导体44被用作串联隔离开关，从而不需使用单独的隔离开关。
公开的真空电路断续器20、20′、20＂、20＂＂提供四种功能：(1)负载供电(真空断续器接触件32、34闭合；图3A和4A)；(2)电流中断(真空断续器接触件32、34打开；图3B和4B)；(3)断开(即隔离)(图3C，4C和6A；真空断续器22的固定导体44被断电)；以及(4)接地(图3E、4E、5和6C；真空断续器接触件32、34闭合，并且真空断续器22的固定导体44电接地)。
虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，本领域技术人员将会理解，根据所公开的完整内容，可以进行对细节的各种修改和替换。因此，所公开的特定配置只用作解释，并不用于限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其任何和所有的等同物的最宽范围给出。
参考标记列表
2     真空断续器
4     串联隔离开关
5     AC电流
6     负载
8     真空断续器接触件
10    负载侧
20    真空断续器隔离开关
20′  真空断续器隔离开关
20＂  真空断续器隔离开关
20″′真空断续器隔离开关
20＂＂真空断续器隔离开关
22    真空开关，如真空断续器
24    绝缘箱
26    多个绝缘部件，如多个绝缘杆
28    操作机构
28′  操作机构
28＂  操作机构
30    箭头
32    固定接触件
34    活动接触件
36    真空壳
38    箭头
40    箭头
42    负载电路
44    导体
46    第一端
48    第二端
50     固定接触组件
52     活动接触组件
54     第一部件
54′   导体
56     第二部件
58     活动柄
60     第一开口
62     第二开口
64     导体
66     导体
68     导线，如接线端
68′   导线，如接线端
70     绝缘介质，如空气
72     负载
74     接地导体
76     导体
78     壳
80     接触部分
82     接触部分
84     接触部分

Claims (22)

1.一种真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，包括：
第一导体(64；68)；
真空开关(22)，其包括：
第二导体(44)，以及
真空壳(36)，其容纳固定接触组件(50)和活动接触组件(52)，所述活动接触组件(52)在闭合电路位置和打开电路位置之间移动，其中在所述闭合电路位置所述活动接触组件(52)和所述固定接触组件电连接，在所述打开电路位置所述活动接触组件(52)和所述固定接触组件隔开，
所述第二导体在所述真空壳的外部，所述第二导体电连接到所述固定接触组件；
第三导体(42)，其电连接到所述活动接触组件；
第四导体(66；74)；以及
操作机构(28；28′；28＂)，其被构造为：(a)打开和闭合所述真空开关的固定接触组件和活动接触组件，以及(b)在第一位置和第二位置之间移动所述真空开关及其第二导体，其中在所述第一位置，所述第二导体电连接到所述第一导体，在所述第二位置，所述第二导体电连接到所述第四导体。
2.如权利要求1所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述第四导体是接地导体(66；74)。
3.如权利要求1所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述第一导体是导线(64；68)；并且其中所述第三导体是负载导体(42；76)。
4.如权利要求3所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述第四导体是接地导体(66；74)。
5.如权利要求1所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述真空开关是真空断续器(22)。
6.如权利要求1所述的真空电路断续器(20；20′)，其中所述真空开关的活动接触组件包括纵轴(58)；其中所述操作机构(28)被构造为，第一，通过沿着所述纵轴将所述活动接触组件从所述固定接触组件移开，而打开所述固定接触组件和活动接触组件，第二，将所述真空开关及其第二导体从第一位置旋转到第二位置，其中在所述第一位置，所述第二导体电连接到所述第一导体，在所述第二位置，所述第二导体电连接到所述第四导体。
7.如权利要求6所述的真空电路断续器(20；20′)，其中所述操作机构被进一步构造为，第三，通过沿着所述纵轴向所述固定接触组件移动所述活动接触组件，而闭合所述固定接触组件和活动接触组件。
8.如权利要求1所述的真空电路断续器(20＂)，其中所述真空开关的活动接触组件包括纵轴(58)；其中所述操作机构(28′)被构造为，第一，通过沿着所述纵轴将所述活动接触组件从所述固定接触组件移开，而打开所述固定接触组件和活动接触组件，第二，沿着所述纵轴，将所述真空开关及其第二导体从所述第一导体移开，以及第三，将所述真空开关及其第二导体旋转到第二位置，其中在所述第二位置，所述第二导体电连接到所述第四导体。
9.如权利要求8所述的真空电路断续器(20＂)，其中所述操作机构进一步被构造为，第四，通过沿着所述纵轴向所述固定接触组件移动所述活动接触组件，而闭合所述固定接触组件和活动接触组件。
10.如权利要求2所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述操作机构(28；28′；28＂)被构造为提供在以下位置中的移动：
闭合位置，其中所述第二导体电连接到所述第一导体，并且所述固定接触组件电连接到所述真空开关的活动接触组件，
打开位置，其中所述第二导体电连接到所述第一导体，并且所述固定接触组件从所述真空开关的活动接触组件电气断开，
隔离位置，其中所述第二导体从所述第一导体电气断开，并且所述固定接触组件从所述真空开关的活动接触组件电气断开，
过渡位置，其中所述第二导体从所述第一导体电气断开，所述固定接触组件从所述真空开关的活动接触组件电气断开，并且所述第二导体电连接到所述第四导体，以及
接地位置，其中所述第二导体从所述第一导体电气断开，所述固定接触组件电连接到所述真空开关的活动接触组件，并且所述第二导体电连接到所述第四导体。
11.如权利要求2所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20＂＂)，其中所述操作机构(28；28′；28＂)被构造为提供在以下位置中的移动：
闭合位置，其中所述第二导体电连接到所述第一导体，并且所述固定接触组件电连接到所述真空开关的活动接触组件，
隔离位置，其中所述第二导体从所述第一导体电气断开，并且所述固定接触组件从所述真空开关的活动接触组件电气断开，以及
接地位置，其中所述第二导体从所述第一导体电气断开，所述固定接触组件电连接到所述真空开关的活动接触组件，并且所述第二导体电连接到所述第四导体。
12.如权利要求1所述的真空电路断续器(20＂＂)，其中所述真空开关的活动接触组件包括纵轴(58)；其中所述操作机构(28＂)被构造为，第一，通过沿着所述纵轴将所述活动接触组件从所述固定接触组件移开，而打开所述固定接触组件和活动接触组件，第二，沿着所述纵轴将所述真空开关及其第二导体从所述第一导体移开，以及第三，沿着所述纵轴进一步将所述真空开关及其第二导体从所述第一导体移动到第二位置，在所述第二位置，所述第二导体电连接到所述第四导体。
13.一种真空电路断续器(20″′)，包括：
第一导体(68)，其包括接触部分(80)；
真空开关(22)，其包括：
第一真空壳(36)，其容纳固定接触组件(50)和活动接触组件(52)，其中所述活动接触组件(52)可在闭合电路位置和打开电路位置之间移动，在所述闭合电路位置，所述活动接触组件(52)和固定接触组件电连接，在所述打开电路位置，所述活动接触组件(52)和固定接触组件被隔开，以及
第二导体(44)，其电连接到所述固定接触组件，所述第二导体包括接触部分(82)；
第三导体(42)，其电连接到所述活动接触组件；
第四导体(74)，其包括接触部分(84)，所述第一、第二和第四导体的接触部分在所述真空壳的外部；
操作机构(28；28′)，其被构造为：(a)打开和闭合所述真空开关的固定接触组件和活动接触组件，以及(b)在第一位置和第二位置之间移动所述真空开关及其第二导体，在所述第一位置，所述第二导体的接触部分电连接到所述第一导体的接触部分，在所述第二位置，所述第二导体的接触部分电连接到所述第四导体的接触部分；以及
第二壳(78)，其至少容纳所述第一、第二和第四导体的接触部分。
14.如权利要求13所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述第二壳进一步容纳绝缘介质(70′)。
15.如权利要求14所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述绝缘介质是空气(70′)。
16.如权利要求14所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述绝缘介质是油(70′)。
17.如权利要求14所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述绝缘介质是六氟化硫(70′)。
18.如权利要求13所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述真空开关的活动接触组件包括纵轴(58)；其中所述操作机构(28)被构造为，第一，通过沿着所述纵轴将所述活动接触组件从所述固定接触组件移开，打开所述固定接触组件和活动接触组件，以及第二，将所述真空开关及其第二导体的接触部分从第一位置旋转到第二位置，在所述第一位置，所述第二导体的接触部分电连接到所述第一导体的接触部分，在所述第二位置，所述第二导体的接触部分电连接到所述第四导体的接触部分。
19.如权利要求18所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述操作机构进一步被构造为，第三，通过沿着所述纵轴向所述固定接触组件移动所述活动接触组件，而闭合所述固定接触组件和活动接触组件。
20.如权利要求13所述的真空电路断续器(20″′)，其中所述真空开关的活动接触组件包括纵轴(58)；其中所述操作机构(28′)被构造为，第一，通过沿着所述纵轴将所述活动接触组件从所述固定接触组件移开，而打开所述固定接触组件和活动接触组件，第二，沿着所述纵轴将所述真空开关及其所述第二导体的接触部分从所述第一导体的接触部分移开，以及第三，将所述真空开关及其所述第二导体的接触部分旋转到第二位置，在所述第二位置，所述第二导体的接触部分电连接到所述第四导体的接触部分。
21.一种真空电路断续器(20；20′；20＂；20″′；20＂＂)，包括：
第一导体(64，68)；
真空开关(22)，其包括：
第二导体(44)，
真空壳(36)，其包括第一端(46)和第二端(48)，所述真空壳容纳接近所述真空壳的第一端的固定接触组件(50)，并基本容纳接近所述真空壳的第二端的活动接触组件(52)，所述活动接触组件可在闭合电路位置和打开电路位置之间活动，在所述闭合电路位置，所述活动接触组件和固定接触组件电连接，在所述打开电路位置，所述活动接触组件和固定接触组件被隔开，
所述第二导体在所述真空壳的外部，所述第二导体电连接到所述固定接触组件，
第一部件(54)，其在所述真空壳的外部，所述第一部件被构造为支撑所述真空壳的第一端，
第二部件(56)，其在所述真空壳的外部，所述第二部件被构造为支撑所述真空壳的第二端，以及
多个绝缘支撑部件(26)，其在所述真空壳的外部，并被置于所述第一和第二部件之间；
第三导体(42；76)，其电连接到所述活动接触组件；
第四导体(66；74)；以及
操作机构(28；28′)，其被构造为：(a)打开和闭合所述真空开关的固定接触组件和活动接触组件，以及(b)在第一位置和第二位置之间移动所述真空开关及其第二导体，在所述第一位置，所述第二导体电连接到所述第一导体，在所述第二位置，所述第二导体电连接到所述第四导体。
22.如权利要求21所述的真空电路断续器(20；20′；20＂；20″′；20＂＂)，其中所述第一部件包括第一开口(60)；其中所述第二部件包括第二开口(62)；其中所述第二导体穿过所述第一部件的第一开口；并且其中所述活动接触组件的一部分(58)穿过所述第二部件的第二开口。
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