CN101194331A - 电气开关设备的带有驱动装置的驱动设备及其运行方法 - Google Patents

Abstract

一种带有驱动装置(4、4a、4b、4e)的驱动设备，该驱动设备通过连接元件(5、5c、5d、5e)与电气开关设备的多个开关极(1a、1b、1c)的多个可运触点(3a、3b、3c)相连接。驱动装置(4、4a、4b、4c)可通过离合器(6、6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j)从可动触点(3a、3b、3c)分离。

Description

电气开关设备的带有驱动装置的驱动设备及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种带有驱动装置的驱动设备，该驱动装置通过至少一个连接元件接合在电气开关设备的多个开关极的多个可动触点上。

背景技术

此类驱动设备例如从公开文献DE 42 39 419 A1中已知。在该文献中描述了带有多个断路器壳体的断路器，断路器壳体布置在承载件上。三个断路器壳体具有极柱的形式。通过离合杆可以将驱动运动传递到各极柱。离合杆可以通过开关驱动件运动。通过此类构造可在所有三个极柱上产生驱动运动。

以此类设备无法简单地实现单个极柱的开关。

由公布文献DE 40 11 443 A1中已知具有多个驱动装置以及多个断路器壳体的高压断路器。每个驱动装置严格地分配给一个可动触点。由此可以有针对性地实现对电气开关设备的单个极驱动以及时移地(zeitversetzt)开关。

不过，这种布置的缺点是三个驱动装置增加了整个设备的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种上述类型的驱动设备，该设备使得对可动开关触点的运动的灵活控制得以实现。

根据本发明，这在上述类型的驱动设备中通过使驱动装置可通过离合器从至少一个触点分离来解决。

通过使多个触点使用共同的驱动装置，与带有多个驱动装置的设备相比可实现成本上的优点。现在对离合器的使用允许了将可由驱动装置产生的力线通量有针对性地仅向选中的触点传送。为传递运动提供了相应的连接元件。联接元件例如是连杆设备、传动设备、导向装置或拉索、链条等类似设备。离合器可以以多种构造变化投入使用。例如力接合(kraftschluessig)离合器(如摩擦盘式离合器)、形状接合(formschluessig)离合器(如爪形离合器)、液压离合器、带有不同齿型的齿式离合器以及其它的适合于使用目的的合适的离合器。这样的离合器的优点是可快速地从接合位置切换到分离位置或相反地切换。在一种简单的情况下，例如可以设计为使得离合器被手动地操纵。因此可以通过电气开关设备有针对性地为开关操作而抽出单个开关极或从开关极的整体中选出多个开关极。

有利的实施形式可以设计为使得离合器是电磁控制离合器。

电磁控制实现了远程地操作离合器。另外，离合器的电磁控制使得此类设备能与现有的传导和控制系统结合。所以例如优点是在作为高压断路器的电气开关设备的构造中短期地产生不同的离合状态。为此必须在瞬间实现在不同的离合组合之间的切换。在一个简单的例子中，通过使用电磁铁的磁力可以使离合器的两个相互要发生力作用的离合器元件受到挤压并因此闭合离合位置。

离合器可以例如也作为安全元件使用，以防止进行开关操作。例如，可以保护电气开关设备不再次接通。在此可以设计为，提供共同的离合器，以将所有开关极的可动触点与驱动设备分离。

有利的构造可以进一步设计为使得每个触点可通过可分开地控制的离合器与驱动装置分离。

对多个可分开地控制的离合器的使用使得可以对每个要运动的以及不要运动的触点进行灵活选择。以此包括了不同的开关情况。

另一个有利的实施方式可以设计为使得所有触点可共同地运动。

所有触点的共同运动对应于电气开关设备的多个开关极的可动触点的已知的运动。离合器或多个离合器处于接合状态，使得给出了通过连接元件从驱动装置到触点的传力连接。这可以例如通过使多个或所有触点通过共同的离合器与驱动装置相连接，或通过使每一组或多组触点通过多个离合器接合在驱动装置上来完成。

有利地可以进一步设计为，使得一个开关极的触点是可动的，而另一个开关极的触点与驱动装置分离。

在确定的开关过程中可以设计为使得开关仅发生唯一的开关极上，而另外的开关极保持静止。在此也可以设计为使得静止触点保持在其断开位置或其接通位置上。通过此类设备例如可实现在高压断路器上的单极短时中断。

有利地可以进一步设计为使得可以有选择地将一个第一驱动装置或一个第二驱动装置通过至少一个离合器与可动触点相连接。

驱动设备的此类构造允许提供用于使多个开关极的多个触点共同运动的第一驱动装置。为此例如可以设计为使得将第一驱动装置的接合通过唯一的离合器在开关极的所有触点上进行。然而，替代地也可以设计为，使用多个离合器作为一个离合器的替代。

可以使用第二驱动装置以仅有针对性地使一个触点或一组触点运动。为此提供了相应的离合器。为防止错误的开关，在此要使为第一驱动装置分配的离合器和为第二驱动装置分配的离合器相互互锁。因为使电气开关设备的多个触点共同运动比使单个触点或单组触点运动需要更多的能量消耗，所以第一驱动器相应地比第二驱动器更大地定尺寸。防止了在单个开关接通时开关极的接触系统的过载，因为通过使用不同功率的多个驱动器而引入了与开关任务匹配的开关力。以此降低了开关过程中电气开关设备的机械载荷，且延长了电气开关设备的寿命。

在以多相交变电压系统传递电能时，也使用了架空铺设的架空线。由于外界影响可能发生对空气绝缘的临时的影响。这可能由于下落的树枝或鸟的飞行而发生。在此类情况中通常仅所涉及的相短时地断开，以使空气保证重组且再次增强的绝缘距离。然后将此相再次接通。此过程在短时间段内主要自动地运行。

本发明的进一步要解决的技术问题是给出合适的用于驱动带有多个开关极的多个可动触点以及用于使触点运动的共同的驱动装置的开关设备的方法，其中触点处于其接通位置。

这一技术问题在以上所述的类型的方法中通过如下方式解决：使得触点中的一个向其断开位置运动，其它触点与驱动装置分离地保持静止，且使得处于接通位置的运动的触点运动回到接通位置。

通过使未涉及的可动触点分离，可以省去对否则将通常地需要的多个为各触点配设的驱动装置的使用。由此可以实现为电气开关设备节约成本。

附图说明

如下本发明的实施例将在图中示意性地示出且随后被详细地描述。

在附图中：

图1示出了一种带有用于多个开关极的可动触点的共同驱动装置的驱动设备，所述触点可通过共同的离合器与驱动装置相连接；

图2示出了一种带有驱动装置的驱动设备，该驱动装置可以通过多个离合器与多个开关极的多个可动触点相连接；

图3示出了一种带有多个离合器和多个驱动装置的驱动设备；而

图4示出了一种带有多个离合器的驱动设备的替代实施形式。

具体实施方式

在中压、高压和超高压电能传输网络中通常以多相交变电压系统运行。此系统例如具有三个相，其中为开关三个相中的每一个而在图1中图示的开关设备内提供了开关极1a、1b、1c。在图1和其它图中图示的开关设备例如是断路器。断路器是一种可以可靠地中断额定电流及短路电流的电气开关设备。然而也可以是带有根据本发明的特征的其他开关设备，例如隔离开关、负荷开关等。在图1中图示的断路器具有真空管形式的开关极1a、1b、1c。然而替代地，也可以使用开关极的其他构造变化，例如空气绝缘开关极以及压缩气体绝缘开关极，例如基于六氟化硫、氮气或这些气体的混合物的压缩气体绝缘开关极。

三个开关极1a、1b、1c结构类型相同。三个开关极的每个具有固定触点2a、2b、2c以及为每个固定触点分配的可动触点3a、3b、3c。固定触点2a、2b、2c和可动触点3a、3b、3c轴向对置。为通过开关极2a、2b、2c产生导电连接，可动触点3a、3b、3c在固定触点2a、2b、2c的方向移动。

为导致可动触点3a、3b、3c的运动，驱动装置4通过连接元件5与可动触点3a、3b、3c的每个相连接。作为连接元件例如可以使用连杆、力转换传动件、杠杆设备、轴等。连接元件5可通过离合器6分离。在图1中示意性地图示了离合器6，离合器6在驱动侧具有活动铁心7。活动铁心7被可加载电流的绕组贯穿并起到电磁铁的作用。在开关极1a、1b、1c的断开状态(如在图1中示出)活动铁心7仅部分地突出到离合器6的布置在驱动侧的套筒8内。套筒8由铁磁材料构成。

在活动铁心7的电绕组通电的情况下，在活动铁心7和套筒8之间出现作用力，即离合器6闭合。在闭合状态下由驱动装置4产生的驱动运动通过连接元件5和离合器6传递到可动触点3a、3b、3c。

为更好地传递驱动力可以设计为使得套筒8具有特定的造型或仅部分地由铁磁性材料形成。另外可以设计为使得在套筒8上也放置另外的、如需要可接通和断开的电磁铁，以实现在离合器6的接合状态下有效的力传递。

在离合器6的断开状态下，即在活动铁心7和套筒8之间无驱动力传递时，在由驱动装置4提供驱动运动时不能将驱动运动传递到可动触点3a、3b、3c。

例如可以使用此类离合器6以保证对驱动装置4的不希望的操作不导致可动触点3a、3b、3c的运动。

在图2中示出了图1中图示的设备的变体。功能上相同的部件在如下的图中具有相同的附图标记。三个开关极1a、1b、1c再次具有固定触点2a、2b、2c以及可动触点3a、3b、3c。为使可动触点3a、3b、3c运动而提供了驱动装置4。驱动装置4通过连接元件5与可动触点3a、3b、3c相连接。三个可动触点3a、3b、3c的每个被配设给分开的离合器6a、6b、6c。每个离合器6a、6b、6c具有相同的原理结构，如图1所示。离合器6a、6b、6c的活动铁心7a、7b、7c在驱动侧相互连接。每个单个离合器6a、6b、6c可以按需要接合和分离。由此，此设备适合于在所有离合器6a、6b、6c接合时使所有可动触点3a、3b、3c共同运动。然而也可以设计为使离合器6a、6b、6c可以在时间上分阶段地接合。因此实现了开关极1a、1b、1c在时间上分阶段的接通。由此，此设备也可用于进行同步地接通和断开。同步地开关应理解为与相位相关的开关。在带有交变电压或交变电流的网络中，在确定的时刻(电流过零、电压下降或电压最大值，或其他合适的时刻)有针对性地触发接通或断开。因为在三个开关极中存在振荡电压和电流的相位偏差，所以在开关过程中为所有三个开关极1a、1b、1c设置相应的时间偏差，使得在三个开关极1a、1b、1c的每个中在最佳时刻进行开关操作。

而且，在图2中图示的装置也能进行单相短时中断。在三个开关极1a、1b、1c的接通状态下可以可能地设计为使得开关极短时断开且然后再次接通。这对于使得某些过程在网络中衰减(abklingen)是必要的，例如使相线上的绝缘距离得以加强。为此从开关极1a、1b、1c的接通状态出发将有关的离合器6a接合，并且驱动装置4产生断开运动。因此，接合的可动触点3a向其断开位置运动。然后运动过程倒转而可动触点3a再次运动回到其接合位置。两个剩余的可动触点3b、3c由于分离的离合器6b、6c而不再联动且保持总是在其接通位置。

图3示出了图1中图示的设备的进一步发展。再次使用了从图1和图2中已知的设备作为电气开关设备，该设备带有三个开关极1a、1b、1c，三个固定触点2a、2b、2c以及三个可动触点3a、3b、3c。在图3中图示的设备具有第一驱动装置4a以及第二驱动装置4b。第一驱动装置4a通过共同的离合器6d接合在可动触点3a、3b、3c上。在离合器6d接合时，所有三个可动触点3a、3b、3c可同时运动。驱动装置4a在此具有这样的尺寸设计，使得三个可动触点3a、3b、3c可以毫无困难地共同运动。

还提供了第二驱动装置4b，它可通过三个各自配设给可动触点3a、3b、3c的离合器6e、6f、6g与可动触点3a、3b、3c相连接。离合器6d、6e、6f、6g原理上与在先前的实施例中描述的离合器相对应。在离合器6e、6f、6g的一个或多个接合时，存在使可动触点3a、3b、3c中的一个或多个运动的可能性。因为通常情况下驱动装置4b用于使可动触点3a、3b、3c中的一个运动，所以驱动装置4b可以按照其功率比驱动装置4a设计得尺寸更小。由此防止为单个的待运动的触点3a、3b、3c施加过强的驱动能量，且因此防止过早磨损。

在图1、图2和图3中图示的用于传递平移运动的离合器也可以由其它离合器替代。除传递平移运动外，在驱动技术中电气开关设备通常传递旋转运动。在此情况中优选的是利用适合于传递转矩的离合器。这可以例如是磁性离合器、摩擦接合离合器(Reibschlusskupplungen)或形状接合离合器(Formschlusskupplungen)。在图4中示意性地图示了带有转矩传递离合器的实施例。

驱动装置4e产生了旋转运动。此旋转运动通过传动件7分配。在本实施例中传动件7是链传动件，其中链将多个齿轮相互连接，使得这些齿轮同步地运动。传动件7具有三个用作连接元件5c、5d、5e的驱动轴。连接元件5c、5d、5e可分别通过离合器6h、6i、6j分离。在连接元件5c、5d、5e的可分离部分上各布置了杠杆，通过所述杠杆将旋转运动转换为平移运动。通过平移运动使在图4中象征性地图示的电气开关装置的三个开关极的三个可动触点运动。

如在图2中图示的平移运动的原理，根据图4传递旋转运动，在图1和图3中图示的设备也可以以相应的可旋转支承的连接元件和转矩传递离合器实现。

Claims (7)

1.一种带有驱动装置(4、4a、4b、4e)的驱动设备，该驱动设备通过至少一个连接元件(5c、5d、5e)接合在电气开关设备的多个开关极(1a、1b、1c)的多个可动触点(3a、3b、3c)上，其特征在于：所述驱动装置(4、4a、4b)可以通过离合器(6、6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j)与至少一个触点(3a、3b、3c)分离。

2.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于：所述离合器(6、6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j)是电磁控制离合器。

3.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于：每个所述触点可以通过可分开地控制的离合器(6、6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j)与所述驱动装置(4、4a、4b、4e)分离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动设备，其特征在于：所有可动触点(3a、3b、3c)可共同运动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动设备，其特征在于：一个开关极(1a、1b、1c)的触点(3a、3b、3c)可运动，而另一个开关极(1a、1b、1c)的触点(3a、3b、3c)则与所述驱动装置(4、4b、4e)分离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动设备，其特征在于：可以有选择地将第一或第二驱动装置(4a、4b)通过至少一个离合器(6d、6e、6f、6g)与所述可动触点(3a、3b、3c)相连接。

7.一种用于驱动开关设备的方法，该开关设备带有多个开关极(1a、1b、1c)的多个可动触点(3a、3b、3c)以及用于使所述触点(3a、3b、3c)运动的共同的驱动装置(4、4a、4e)，其中所述触点(3a、3b、3c)处于其接通位置，其特征在于：

-所述触点(3a、3b、3c)中的一个向其断开位置运动，

-其它触点(3a、3b、3c)与所述驱动装置(4、4a、4b、4e)分离地保持静止，且

-所述向断开位置运动的触点(3a、3b、3c)向回运动向接通位置。

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