CN101248503B - 带有限制可移动的接触件偏转的限制元件的触点装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接地开关(4，5)或断路开关的触点装置，其具有一第一和一第二接触件(7，9)。所述两接触件(7，9)可相对彼此运动。至少一个接触件(7，9)配设有限制元件(12)，该元件限制接触件(7，9)横向于运动导轨的偏转。该限制元件(12)在闭合状态连接第二接触件(9)和一个支承元件(6)。

Description

带有限制可移动的接触件偏转的限制元件的触点装置

本发明涉及一种用于接地开关或隔离开关的触点装置，其具有一第一和一第二接触件，所述两接触件可沿运动轨迹相对彼此运动。

瑞士专利申请CH 480 725公开了一种这样的接地开关。在该专利文献中，为在容器结构中引出断路开关的电流接线头，在露天绝缘套管上设置额外的接地开关。接地开关分别具有一可在圆形轨迹上回转的第一接触件以及一固定的第二接触件。在接地开关的接通状态时，设置在相配属的露天绝缘套管内的电流路径和接地开关的接地电流路径几乎平行地延伸。在故障情况下，电流可通过设置在露天绝缘套管内部的电流路径和接地开关流到大地上。在设置在露天绝缘套管内电流路径和接地开关的接地电流路径中流过同样的电流，然而由于几何关系，电流的流动方向相反。由电流引起的磁场由于相反方向的流动导致所述电流路径和接地电流路径之间相互排斥的力。由于所述力，装置并从而触点装置也出现机械负载。由此迫使接触件相互顶起并产生电弧。此外，存在接触位置不受控制地断开的危险。

本发明所要解决的技术问题是，提供一种前言所述类型的触点装置，该装置保证可相对彼此运动的接触件可靠地接触，并且即便在困难情况下也能防止接触中断。

在一种前言所述类型的触点装置中，该技术问题按本发明由此解决，即，至少一个接触件配设有限制元件，该限制元件限制至少一个可运动的接触件横向于运动轨迹偏转。

接触件可相对彼此运动地设置。至少一个接触件是可运动地支承。在接通运动过程中，最后进行两接触件的接触运动。该接触例如通过接触件相互交错地插接(Einfahren)而进行。这种触点装置典型地是一种可多次闭合或断开的滑动触点装置或插塞触点装置。然而，基于必要的弹性接触，却规定这种触点装置的接触件在各最终位置处的位置状态有足够的稳定性。通过使用限制元件避免接触件的横向偏转，可以避免接触件由于外力而从其最终位置的偶然脱开，所述外力例如可源于电流流经导线所产生磁场之间的相互力作用。接触件本身由此保持不受附加弯曲应力的打扰。由此提高接触件的寿命，并且保证可靠地触点接通。这种触点装置可应用在不同的开关装置中，例如断路开关、负荷隔离开关、接地开关或所谓的快速接地刀。

另一种有利的结构可以设计为，运动轨迹在一平面内延伸并且限制元件承受横向于该平面作用的力。

在平面内延伸的运动轨迹可通过相应的驱动装置或传动装置轻易地产生。那么例如可设计为，两接触件之间的相对运动沿着直线进行。另一有利的运动形式为回转运动，其中，至少一个接触件围绕转动轴回转。此外，回转的接触件与转动轴径向相隔地运动。在一简单的情况下，该径向距离保持不变，因此形成至少一段圆弧形运动轨迹。通过使用限制元件，必要的旋转轴承可以简化地设计，因为限制元件承受了横向力。此外可以规定，根据出现的横向力这样地设计限制元件，即，整个运动轨迹通过限制元件来稳定或仅运动轨迹的一段或某些点通过限制元件保证。

一有利的机构可以设计为，第一接触件设置在可移动地支承的支承元件的一端，并且在触点装置的闭合状态，限制元件在第二接触件或/和第二接触件的固定元件上支撑支承元件。

因此，限制元件应这样地设计，即，在闭合状态触点装置机械地连接，因此力在为电接触所设置的接触件之外被传递。由此防止原本用于电接触的位置承受机械过载。例如可以设计为，即，限制元件在触点装置到达接通位置之后才被添附，以便承受机械力。然而也可以设计为，该限制元件例如固定在固定不动的第二接触件上，并且可运动的第一接触件在到达其接通位置时被限制元件支撑。

可进一步有利的设计为，即，限制元件系靠在所述支承元件上。

为形成圆形的运动轨迹，支承元件可以可回转地支承，其中，在所述支承元件上与转动轴相隔地设置第一接触件。支承元件和限制元件之间角度稳定地(winkelsteifig)连接是限制元件的止挡的一种廉价的变型。在支承元件回转运动时，第一接触件相应地一起运动。在一简单的情况下，为产生圆形轨迹可设计为，支承元件在回转过程中保持其形状不变。然而，也可以设计为，支承元件在回转运动过程中改变其形状。例如可以进行望远镜式的伸长或借助于比例缩放的传递运动产生运动轨迹，该运动轨迹既不相应于线性运动，也不相应于圆形运动。

在闭合状态，触点装置通过限制元件的保护是尤其重要的，因为在这个状态依赖于第一和第二接触件的可靠的、无中断的接触。尤其在第一和第二接触件之间使用滑动式接触或插塞接触布置方式时，要防止触点装置自身承受外部的机械负载。此外要避免这样的危害，该危害可通过由于接触件偏转的、至少暂时性的抬起引起。尤其是在安全相关的触点装置中，例如接地开关，要尽可能地避免这种危害。此外，在接触件相互抬顶开时存在该危险，即，负载电流、接地电流或充电电流等等引起触点装置上的电弧现象。这种电弧现象可导致触点烧损，因此对触点装置自身的寿命有不利的影响。

一有利的结构可以设计为，第二接触件位置固定地被支承。

通过第二接触件的位置固定式支承产生一机械结构简单的触点装置。仅仅第一接触元件在相应的运动轨迹上运动，以便建立接触或断开触点装置。此外，第二接触件可以相对结实地设计，因为无需例如通过相应的驱动装置使之运动。第二接触件由于坚固结实的设计可以用作触点装置的机械加固元件。

此外可进一步有利的设计为，即，限制元件使第二接触件和/或其固定元件与所述支承元件电绝缘地相互连接。

第二接触件和/或固定元件与限制元件之间的电绝缘连接防止在触点装置上形成平行电流路径。这种平行电流路径可以导致不希望的过载现象或过热现象。由此会不利地影响触点装置的稳定性。为了电绝缘，例如可以设置限制元件的相应的绝缘支承。电绝缘的支承例如可以设置在与支承元件角度稳定地连接的范围内。然而，也可以设计为，即，在限制元件中设置相应的绝缘部分。

此外，一有利的结构可设计为，限制元件具有止挡，该止挡在触点装置闭合状态时在运动轨迹一侧，在第二接触件和/或固定元件上的止挡点旁边延伸。

通过在限制元件上使用电绝缘的止挡，给出了限制元件电绝缘的另一可能性。为此也可有利的设计为，即，限制元件几乎完全由电绝缘材料形成。该电绝缘材料例如可以为无机材料，例如陶瓷，有机材料，如木料、或塑料、如聚四氟乙烯或纤维强化的塑料。此外，塑料的使用还有这样的优点，即，塑料在较小的重量时具有足够的断裂强度，并且在承受横向力时存在足够的弹性。通过在运动轨迹的两侧、在第二接触件旁边布置限制元件的止挡，力可以从不同方向作用在触点装置上。横向力可以以不同的、基本上横向于运动轨迹的角度作用，并且通过该限制元件支撑。为形成在运动轨迹两侧，在第二接触件旁边的止挡可以例如设计一个限制元件的叉状结构，该叉状结构具有凹槽，在到达接通位置时，第二接触件插入所述凹槽。然而，止挡也可以这样地设计，即，止挡仅设置在第二接触件旁的一侧。因而减少限制元件的质量。当力仅从一个方向作用时，这种结构可有利地使用，因为一侧的止挡相对第二接触件压紧。相应适用的是，如果额外或替换使用第二接触件的固定元件。如上所述，第二接触件可以这样机械稳定地设计，即，可将出现的力传递至第二接触件。

止挡是这样确定尺寸的，即，止挡仅轻微的贴靠在第二接触件上或稍微相隔地设置。由此不施加额外的推开力。

在有利的结构中可进一步设计为，即，第二接触件是一刀式接触件。

刀式接触件具有一坚固的、闭合臂结构。因此，刀式接触件尤其适用于承受较大的力，例如可由限制元件传递来的力。

另一有利的结构可相应地设计为，即，第一接触件具有相互对置的、可弹性变形的指形元件。

作为刀式接触件的配对接触件，第一接触件例如可以具有弹性可变形的指形元件，所述指形元件可在刀式接触件上滑动。由于弹性可变形性，指形元件压紧在刀式接触件或第二接触件上。指形元件频繁的过度张紧，例如由于所出现的横向力，可导致触点装置的提前老化。通过使用限制元件，避免了指形元件的这种过度张紧和扩大。

此外可有利地设计为，即，支承元件可回转地支承。

一可回转的支承元件适用于设置在结构简单的触点装置中。与刀式接触件的回转接触(Einschlagkontakt)可简单地闭合和断开。

接下来按照一种在附图中示意性地示出的实施形式详细说明本发明。

其中，

图1示出了带有多个触点装置的高压-断路开关，

图2示出了触点装置的详细视图和

图3示出了高压-断路开关的俯视图。

图1以侧视图示出了一高压-断路开关1。该高压-断路开关1是以所谓的封闭壳体(dead-Tank)结构类型实施的，也就是说在地电位加载的，由导电材料制成的容器1a内设置有高压-断路开关1的断续器单元1b。断续器单元1b例如可这样地设计，即，也满足隔离开关的要求。由此节约单独的隔离开关。因此可以设计为，断续器单元1b的可相对彼此运动的接触件在断开位置可相应远地相互远离。为减小高压-断路开关1的结构尺寸，容器1a的内部密封地封闭，并且以高压充满带负电的气体，例如六氟化硫。

为使电导线15a、15b穿过高压-断路开关1的容器1a的内部，在该容器1a的法兰上设置露天的绝缘套管2、3。它可以设计为，即，在将落地罐式或接地箱壳式(Dead-Tank)高压-断路开关应用在具有多相电能-传输系统中时，在一个共同的容器中设置多相的断续器单元。相应地在高压-断路开关的容器上设置更多数目的露天绝缘套管。然而，与之不同地，也可以设计如图1所示的结构，其中，为电能-传输系统的每相使用一带有单独容器1 a的高压-断路开关1。例如为开关三相交流电压系统并排地设置三个这种的高压-断路开关1。

为了使连接在露天绝缘套管2、3上的连接点上的电导线15a、b加载地电位，设置有接地开关4、5。接地开关4、5分别用于各部分的接地，所述个部分分别位于高压-断路开关1的断续器单元1b的两侧。接地开关4、5分别实施为可回转的接地开关，也就是说接触件中的一个在圆形回转轨迹上运动，并且在闭合过程中回转至位置固定的、设置在露天绝缘套管2、3上的接触件上。因为高压-断路开关1的容器1a接地电位，有利的是，接地开关3、4的回转轴分别布置在高压-断路开关1的容器1a上，并且设计一相应的电接触。

转动轴上设置有支承元件6，该元件由导电材料制成。支承元件6导电地与高压-断路开关1的容器1a连接。为此，该支承元件6例如可以转动支承在高压-断路开关1上。然而可选地，也可以设计通过额外的接触元件，例如柔软的导索或滑动触点装置，形成一可负重的导电连接。然而也可以设计为，支承元件6与隔开的接地点接触，并且在高压-断路开关1的容器1a上设置一电绝缘的连接元件。图1中示出为闭合位置的接地开关4和图1中示出为断开位置的接地开关5原则上具有相同的结构。现在根据在图1中示出为其闭合位置的接地开关4说明其结构和接触件的共同作用。

图2示出了在图1中示出为其闭合状态的接地开关4的详细视图。在支承元件6上与其转动轴相隔地设置有第一接触件7。支承元件6和第一接触件7相互电连接。第一接触件7具有成对设置的弹性的、可变形的指形元件(Fingerelement)8a、8b、8c、8d。指形元件应成对地设置，其中，指形元件-对的数目可根据所要传输的功率选择。每两个指形元件相互对置的设置，因此，在它们之间构成一开口，在接地开关4的接通状态时，第二接触件9在指形元件8a、b、c、d变形的情况下可插入所述开口中。由于指形元件8a、b、c、d的弹性，指形元件贴靠在第二接触件9上，因此存在电流连接。第二接触件9固定地支承，并且设计为刀式接触件。此外，第二接触件9这样地设计，即，一部分成形为弧形，因此在在闭合过程中，指形元件8a、b、c、d首先被相对弧的凸出的拱顶压紧，并且可以实现可靠的电流连接的建立。第二接触元件9固定在固定元件10上。固定元件10相应地固定在露天绝缘套管2的电导线的露天侧的一端。由此，第二接触件9被支撑在露天绝缘套管2上。

此外，在支承元件6上设置有一连接元件11。一方面，该连接元件11用于将第一接触件7固定在支承元件6上。另一方面，该支承元件6也用于抗扭曲地连接限制元件12和支承元件6。在当前的例子中，限制元件12由塑料形成，并且基本上设计为扁平状。限制元件12可以按照一预先给定的弯矩特性曲线形成。那么在一侧夹紧的限制元件12内产生均匀的强度。限制元件12张紧第一接触件7的大部分。限制元件12在其背离连接元件11的一端具有叉状结构。在叉尖之间形成有凹槽，在如图2所示的闭合状态时，第二接触件9位于该凹槽之内。叉尖的内表面分别支撑在第二接触元件9的相互对置的止挡点上。然而也可以规定，额外地或替代性地使得固定元件10或设置在固定元件10上的附件用于支撑限制元件12。由于限制元件由电绝缘材料构成，因此避免了除通过两接触件7、9形成的电流电路之外形成并行电流电路(Parallelstrompfad)。通过限制元件12可以承受横向与运动轨迹作用的力。由此可以防止支承元件6与固定在其上的第一接触件7横向与运动轨迹偏转。通过使用限制元件12，接触件7、9在机械接触点上承担传输电流的传输功能。第一接触件7关于第二接触件9的支承和定位通过限制元件12保证。为了保证相应的稳定性，可回转的支承元件6以及相应的转动轴也机械稳定地设计。

图3示出了高压-断路开关1的俯视图。在露天绝缘套管2、3上分别角度稳定地固定有带有相应固定元件10的接触件9。在图3中，两接地开关4、5分别处于其闭合位置。各接触件7的指形元件8a、8b、8c、8d撞在相配属的第二接触件9上。此外，第一接触件7以及支承元件6的回转轨迹13这样地取向，即，在露天绝缘套管2、3内部通过的电流路径位于回转轨迹13的平面之外。由此保证触点装置的压紧方向或闭合方向横向于可能出现的横向力14设置。也可以设计为，第一接触件7的回转轨迹位于不同的平面内。

横向力14例如可由此产生，即，出现导致电流通过在露天绝缘套管2、3内的电流路径传输的接地。相同的电流通过相应的接地开关导向地面。由此在支承元件6和露天绝缘套管2、3的内部的电流路径之间形成两条几乎相互平行的电导线，两导线分别流过不同方向的电流。由于相应作用的磁场，在这两条几乎相互平行传输的电导线之间形成相互排斥的力。该相互排斥的力可以通过按本发明对于限制元件12的相应布置而远离接触件7，9。

Claims (9)

1.一种接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其具有一第一和一第二接触件(7，9)，所述接触件可沿一运动轨迹彼此相对运动，其中，至少一个接触件(7，9)配设有限制元件(12)，所述限制元件限制至少一个可运动的接触件(7)横向于运动轨迹的偏转，其特征在于，所述第一接触件(7)设置在可移动地支承的支承元件(6)的一端，并且在触点装置的闭合状态时，所述限制元件(12)在第二接触件(9)或/和第二接触件的固定元件(10)上支撑所述支承元件(6)。

2.按权利要求1所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述运动轨迹在一平面内延伸，并且所述限制元件(12)承受横向于该平面作用的力(14)。

3.按权利要求1或2所述的接地开关或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述限制元件(12)系靠在所述支承元件(6)上。

4.按权利要求1或2所述的接地开关或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述第二接触件(9)位置固定地被支承。

5.按权利要求1或2所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述限制元件(12)使所述第二接触件(9)和/或所述固定元件(10)与所述支承元件(6)电绝缘地相互连接。

6.按权利要求1或2所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述限制元件(12)具有一止挡，该止挡在触点装置闭合状态时，在运动轨迹的一侧，在所述第二接触件(9)和/或所述固定元件(10)上的止挡点旁边延伸。

7.按权利要求1或2所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述第二接触件(9)是一刀式接触件。

8.按权利要求1或2所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述第一接触件(7)具有相互对置的、弹性可变形的指形元件(8a，8b，8c，8d)。

9.按权利要求1或2所述的接地开关(4，5)或隔离开关的触点装置，其特征在于，所述支承元件(6)可回转地支承。

Images