CN101238533B - 具有场控制特性的固定装置和用于中断交流电流的开关极 - Google Patents

Abstract

为了提供一种用于将开关管(6)固定在开关极(1)的支撑框(2)内的固定装置(9)，该固定装置具有一个带有通孔(22)的固定部分(20)、一个与该固定部分(20)固定连接的凸缘部分(21)和用于将该固定装置安装在支撑框(2)上的支撑框固定器件(10)，该固定部分用于贴靠在开关管(6)的端面上，该凸缘部分至少局部包围所述端面的外轮廓，利用该固定装置在开关保持相同工作电压的情况下可以实现开关的紧凑的结构形式并在结构形式保持相同的情况下可以达到更高的工作电压，本发明建议一种用于控制电场的场控制元件(20，24)，该场控制元件在开关管(6)运行期间可导电地与该开关管(6)的一个组成部分相连，该组成部分在开关管(6)运行期间处于高压电位上。

Description

具有场控制特性的固定装置和用于中断交流电流的开关极

技术领域

本发明涉及一种用于将开关管固定在开关极的支撑框内的固定装置，该固定装置具有一个带有通孔的固定部分、一个与该固定部分固定连接的凸缘部分和用于将该固定装置安装在支撑框上的支撑框固定器件，所述固定部分用于贴靠在开关管的端面上，所述凸缘部分至少局部包围所述端面的外轮廓。 

背景技术

由US2001/0025829A1已公开一种这样的固定装置。该已知的固定装置旨在固定一个真空开关管并具有圆片形的固定部分，在运行时该固定部分贴靠在真空开关管的端面上，可沿纵向运动的操纵杆延伸穿过它。所述固定部分与一个基本上与其垂直的固定部分连接，后者在已装入的状态下围绕所插入的真空开关管的外轮廓延伸并因此防止真空开关管从表面区域滑出或滑落。为了使装配简化该已知的固定装置在一侧具有铰链，通过该铰链可以将固定装置的两个半部相对地翻开。此外该固定装置在与该铰链相对的一侧具有卡锁机构，从而能够锁紧所插入的真空开关管。为了固定在支撑框中，该固定装置具有可插入到支撑框的形成互补的凹槽内的固定轨，从而利用该固定装置将真空开关管在其驱动侧可靠且对中地固定在支撑框内，与此同时可以实现操纵杆的运动性。但是该已知的固定装置存在的缺点是，该固定装置是用非导电的塑料制成的，致使在开关管的被施加高压电位的顶部或角部区域处产生强电场或高的漏电电流。因此装有该已知固定装置的开关或者具有兼顾该高电场强度的极间中心距并因此具有侵占空间的结构形式，或者鉴于允许的工作电压要限制到相应降低的运行参数上。 

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种本文开头所述类型的固定装置，利用它在开关保持相同的工作电压的情况下具有这种固定装置的开关可 以实现一种紧凑的结构形式以及在结构形式保持相同的情况下可以达到更高的工作电压。 

上述技术问题按照本发明通过用于控制电场的场控制元件得以解决，该场控制元件在开关管运行期间可导电地与该开关管的一个组成部分相连，该组成部分在开关管运行期间处于高压电位上。 

按照本发明，在该固定装置中或在其上设有场控制元件，该场控制元件在开关管运行期间、亦即在开关管被施加电压时具有电位，对开关管的所述组成部分施以该电位，而场控制元件与该组成部分相接触。因此不再如在现有技术中那样运行期间产生的电场的减弱发生在开关管的处于高压电位的组成部分与开关的处于地电位的构件之间，而是发生在场控制元件与所述构件之间。在此场控制元件如通常那样设计为，避免出现可能产生高场强的尖峰、尖锐的边等。因为场控制元件外包绝缘材料，因此在绝缘材料内强电场受到控制。换言之，按照本发明达到有控制地调整电场。因此，固定装置不仅具有固定功能或者可能是对中作用，而且此外能够在开关极内产生均匀的电场分布。因此，按照本发明降低了漏电电流、部分放电等危险，从而实现更紧凑的结构形式或更高的工作电压。按照本发明，可以任意设计场控制元件的结构，只是例如埋入的金属网结构或导电的表面层可能要由塑料、漆、金属等已知材料构成。 

优选所述凸缘部分成角度地且尤其是与优选设计为环片形的固定部分成直角地延伸。在此所述凸缘部分包围开关管的端面外轮廓。因此在开关管为圆柱形的情况下所述固定部分构成为环片形，在这种情况下凸缘部分在该环形部分的外轮廓上延伸。其中凸缘部分在运行过程中侧向突出于开关管并且以此方式防止开关管从固定部分上滑出或滑落。凸缘部分可以闭合地围绕固定部分延伸。但是在本发明的范围内同样也可以使凸缘部分仅在固定部分的外轮廓的某一些区段内延伸。由此例如可以使凸缘部分由三个均匀地分布在圆周上的梁形段组成。 

所述场控制元件优选在所述凸缘部分中或在其上延伸。基于凸缘部分在固定部分的外部上的布设该凸缘部分相对于开关极的处于地电位的部件具有微小的距离。出于该原因达到优选在凸缘部分内设置的场控制元件与处于地电位的构件之间电场减弱。 

优选所述场控制元件包括所述凸缘部分的一个被绝缘件包围的金属核心区域。按照这项扩展设计，场控制元件至少局部地由所述凸缘部分的实心的金 属核心区域构成。因此凸缘部分可以几乎仅由场控制元件组成。为了绝缘，该核心区域只用例如薄壁式的绝缘件包围。该薄壁式的绝缘件例如可以浇注方法敷设。 

相宜地，所述场控制元件构成所述固定部分。按照这项扩展设计，所述固定部分至少为场控制元件的组成部分，其中，该组成部分或者包括所述凸缘部分的一个核心区域，或者也可以具有相宜的弯曲的面状丝网，该丝网在凸缘部分的塑料件中延伸。 

按照本发明的一项优选的扩展设计，所述固定部分是金属的并与所述凸缘部分的同样为金属的核心区域设计成一体，其中该核心区域被绝缘件包绕，从而由所述固定部分和核心区域构成场控制元件。以这种方式构成的固定装置是特别经济的，因为凸缘部分的核心区域和所述固定部分可以通过常用的金属加工方法、例如通过金属压铸制成。最后以浇注方法给所述核心区域包绕一层薄壁式的塑料层。 

按照本发明的一项优选的扩展设计，设有对中装置，该对中装置与所述固定部分相连且面对所述通孔。该对中装置用于使固定装置相对于操纵杆对中，该操纵杆与开关管的动触头固定连接以及延伸通过开关管的由该固定装置固定的端侧。 

优选所述对中装置具有相互平行延伸的卡箍，这些卡箍具有容槽，其中，在这些容槽内安置螺纹片，朝所述通孔方向定向的对中螺栓延伸通过所述容槽。按照这项扩展设计，对中装置具有例如可以与固定部分设计成一体的简单卡箍。因此，该对中装置的制造成本低廉，因为随后所需要的螺纹片也是极廉价的。 

另外，本发明还涉及一种具有至少一个按照本发明的固定装置的开关极。 

该开关极有利地包括例如由机械稳固的塑料制成的支撑框。在该支撑框上固定有输入端和输出端，其中开关管、例如真空开关管在该有输入端与输出端之间延伸。该真空开关管具有由绝缘材料制成的空心圆柱形的外壳，该外壳在其两端侧与金属罩盖相连。两端的金属罩盖以及所述绝缘外壳构成一个真空密封的真空管外壳，其中在该真空管外壳的静触头侧一个固定的固定触销延伸穿过所述金属罩盖。该固定触销在其伸入到真空管外壳内的端部上带有一个静触头。一个沿纵向可移动的动触头沿纵向与该静触头相对置，该动触头安置在操纵杆的自由端。该操纵杆穿过所述与固定触销相对置的金属罩盖，其中一个一侧固定在动触头上以及另一侧固定在金属罩盖上的金属波纹管可以实现动触头 的运动性。在接触位置动触头触点接通静触头，从而使电流流过真空开关管。在开断过程中动触头与静触头断开，此时在触头之间引发电弧，该电弧在电流过零时在真空开关管的真空中被熄灭。 

所述固定装置旨在用于在凸缘部分内安装开关管，其中该固定装置防止开关管的端侧从固定部分上滑出。若固定装置安置在开关管的驱动侧，则开关管穿过在固定部分内设置的通孔伸出，从而可以实现开关管的纵向移动。若固定装置安置在开关管的背离驱动侧的端侧，则固定触销穿过所述通孔。为了将固定装置固定在支撑框上，该固定装置具有相宜的支撑框固定器件1 

附图说明

从下面借助附图对本发明具体实施方式的说明中给出本发明的其他相宜的扩展设计和优点。其中 

图1示出了按照本发明的开关极的一个实施例； 

图2示出了按照本发明的开关极的另一个实施例； 

图3示出了图2所示的本发明开关极的横剖视图； 

图4示出了按照本发明的固定装置的一个实施例； 

图5示出了图4所示的固定装置的横剖视图。 

具体实施方式

图1以立体图示出了按照本发明的开关极1的第一个实施例。该开关极1具有机械固定的支撑框2，输入端3的极头部分3b固定地用螺栓连接在该支撑框上。为此，带有固定孔的横向延伸的固定横梁4用于旋紧所述极头部分3b。另外该固定横梁4具有通孔5，作为在输入端5处的开关管的真空开关管6的固定螺栓能够穿过该通孔5。真空开关管6由空心圆柱形的陶瓷外壳7组成，该陶瓷外壳由两部分组成，这两部分在陶瓷外壳的中央在中间形成中间法兰的情况下相互连接。在端侧陶瓷外壳7由在图1中无法看到的金属罩盖封闭，从而构成一个真空密封的外壳。在图1中真空开关管6的上侧一个固定触销伸出该上部的金属罩盖，同时在该固定触销的设置在真空外壳内的自由端上位置固定地支撑一个固定触头。与该固定触头相对置地设有一个沿纵向可移动的动触头，该动触头借助于操纵杆可运动地支撑。该操纵杆穿过一个面对输出端8的金属罩盖，其中一个金属波纹管负责该操纵杆沿轴向的运动自由度。为了在真 空开关管6的背对所述固定横梁4的一侧固定该真空开关管而采用一个固定装置9，该固定装置9具有支撑框固定器件10，利用该支撑框固定器件将固定装置9固定地锚固在支撑框2中。 

在真空开关管6的面对所述固定横梁4的端侧设置另一个固定装置9。 

为了驱动动触头，可以将所述操纵杆通过一个相宜的杠杆机构11与一个驱动装置相连，该驱动装置用于产生控制通断所需要的动能。 

图2示出了按照本发明的开关极1的另一个实施例，该开关极1具有与图1所示实施方式相同的支撑框2。但是在该实施方式中通过附加的绝缘罩12增强绝缘效果，该绝缘罩可卡锁到图中未示出的相应卡槽中。 

图3示出了图2所示的实施例的横剖视图，从该视图中可看到，输入端3除了在图1中所示出的极头部分3b外还包括一个纵向部分3a。极头部分3b与真空开关管6的固定触销13通过螺栓连接，而纵向部分3a固定在极头部分3b上，例如用螺栓固定。因此可沿所述可拆卸地安置的纵向部分3a的长度以简单的方式调整所述开关极的开口宽度、亦即固定在输入端3上的导体与固定在输出端8上的导体的距离。 

与固定触销13相对置的操纵杆14通过导电带15与输出端元件8相连。为了使操纵杆14绝缘而设有一个盆形绝缘件16，操纵杆14通过该绝缘件16与杠杆机构11相连。 

另外从图3中可以看到，操纵杆14穿过真空开关管6的金属罩盖18的端面17，其中导向筒19与该罩盖18固定地连接。端面17处于固定装置9上。在真空开关管6的面对所述固定横梁4的端侧设置另一个固定装置9，以用于使该真空开关管9对中以及对电场进行控制。 

图4示出固定装置9的立体图，该固定装置9具有环片形的固定部分20和与该固定部分垂直延伸的凸缘部分21。固定部分20具有一个通孔22，在已装入的状态下所述操纵杆14和导向筒17延伸穿过该通孔。面对该通孔22设有相互平行地设置的卡箍23形式的对中装置，这些卡箍23分别用于安装螺纹片。在此每个螺纹片都具有朝通孔22方向延伸的螺栓。通过将该螺栓旋紧到所述螺纹片中使该螺栓触点接通与真空开关管固定连接的导向筒19，从而能够通过调整对中螺栓使真空开关管6在固定装置9中对中。凸缘部分21与两个爪形的支撑框固定器件10连接，如同从图1中可以看到的那样，该爪形的支撑框固定器件用于将该固定装置9固定在支撑框2内。 

图5示出了图4所示的固定装置9的横剖视图。在该视图中可以看到，凸缘部分21由核心部分24组成，该核心部分与固定部分20设计成一体并被薄壁式的绝缘件25包绕。其中在运行期间所述固定部分20导电地处于真空开关管6的金属罩盖18上，从而通过核心部分24和固定部分20构成一个场控制元件。另外在图5中还可以看到，固定装置9具有由凸缘部分21限定的直径，该直径比真空开关管6的陶瓷外壳7的外直径略大。换言之，固定装置9设计得与真空开关管6的端面形状互补。此外所述通孔22的内直径要与导向筒19的外直径相适配，从而使该导向筒19能穿过该通孔22。在本发明的一种图中未示出的变型方案中，凸缘部分21的内直径仅比金属罩盖18的外直径略大，但是比真空开关管6的陶瓷外壳7的外直径略小。换言之，金属罩盖18和陶瓷外壳7构成真空开关管6的一个周向封闭的环形梯级，其中凸缘部分21只容纳金属罩盖18以及该金属罩盖18具有与该凸缘部分21相适配的纵向延伸长度。 

Claims (8)

1.一种用于将开关管(6)固定在开关极(1)的支撑框(2)内的固定装置(9)，该固定装置具有带有通孔(22)的固定部分(20)、与该固定部分(20)固定连接的凸缘部分(21)和用于将该固定装置安装在支撑框(2)上的支撑框固定器件(10)，所述固定部分用于贴靠在开关管(6)的端面上，所述凸缘部分至少局部包围所述端面的外轮廓，其特征在于，具有用于控制电场的场控制元件(20，24)，该场控制元件在开关管(6)运行期间导电地与该开关管(6)的一个组成部分相连，该组成部分在开关管(6)运行期间处于高压电位上；以及具有与所述固定部分相连且面对所述通孔(22)的对中装置(23)。

2.如权利要求1所述的固定装置(9)，其特征在于，所述场控制元件(20，24)在所述凸缘部分(21)中或在其上延伸。

3.如权利要求1或2所述的固定装置(9)，其特征在于，所述场控制元件包括所述凸缘部分(21)的一个被绝缘件(25)包围的金属核心区域(24)。

4.如权利要求3所述的固定装置(9)，其特征在于，所述绝缘件(25)是薄壁式的。

5.如权利要求1或2所述的固定装置(9)，其特征在于，所述场控制元件构成所述固定部分(20)。

6.如权利要求1或2所述的固定装置(9)，其特征在于，所述固定部分(20)是金属的并与所述凸缘部分(21)的同样为金属的核心区域(24)设计成一体，其中该核心区域(24)被绝缘件(25)包绕，从而所述场控制元件由所述固定部分(20)和核心区域(24)构成。

7.如权利要求1或2所述的固定装置(9)，其特征在于，所述对中装置具有相互平行延伸的卡箍(23)，这些卡箍具有容槽，其中，在这些容槽内安置螺纹片，朝所述通孔方向定向的对中螺栓延伸通过所述容槽。

8.一种用于中断交流电流的开关极(1)，其特征在于具有至少一个按照权利要求1至7中任一项所述的固定装置(9)。

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