CN101258574A - 真空开关管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空开关管(1、1′)，它有外壳(2)、包括运动触头(19、34)和固定触头(22、31)的第一触头系统(19、22、31、34)、以及由接地触头(16)和接地的对向触头(11)组成的第二触头系统(11、16)，其中，接地触头(16)设在一根可运动的密封地从外壳(2)伸出的接触杆(14)上，为了将此真空开关管设计为能防止电弧与接地的对向触头相互作用，建议，第一触头系统在外壳内部固定在真空密封的隔离装置(9、18、33)上，它将真空开关管(1、1′)的内腔(20、21)分隔成有第一触头系统(19、22、31、34)的第一内腔(20)和有第二触头系统(11、16)的第二内腔(21)。

Description

真空开关管

本发明涉及一种真空开关管，它有一外壳、一个包括运动触头和固定触头的第一触头系统、以及一个由接地触头和接地的对向触头组成的第二触头系统，其中，所述接地触头设在一根可运动的且密封地从外壳伸出的接触杆上。

由DE10030670C2已知这种真空开关管。所述的真空开关管包括带有固定触头和运动触头的第一触头系统，运动触头与作为可运动的接触杆的供电触销连接。真空开关管外壳的内腔在供电触销处借助波纹盒相对于周围真空密封地密封。第一触头系统用于接通或分离电连接。在运动接触杆上设触头支承和一个作为第二触头系统接地触头的可运动的触头，在这里，有固定触头的接地触头用作真空开关管接地用的对向触头。对向触头借助一个有径向连接法兰的厚壁管段向外导引。在所介绍的真空开关管中通过运动接触杆可实现三个不同的开关位置：

1.一个接通位置，此时固定触头与运动触头连接，

2.一个分离位置，此时固定触头脱离运动触头，以及接地触头同样与对向触头分离，

3.一个接地位置，此时接地触头与对向触头连接。

在分离过程形成的电弧通过一个迷宫式屏蔽系统被对向触头等离子物理学地屏蔽。尽管有所述迷宫式屏蔽，电弧的离子仍能被对向触头的地电位吸引，其结果是导致真空开关管的断流容量取决于极性。

本发明的目的是，设计一种前言所述类型的真空开关管，这种真空开关管能防止电弧与接地的对向触头相互作用。

按本发明为达到此目的采取的措施是，第一触头系统在外壳内部固定在真空密封的隔离装置上，所述隔离装置将真空开关管的内腔分隔成有第一触头系统的第一内腔和有第二触头系统的第二内腔。

通过真空密封地分成两个其中设有各自触头系统的内腔，有利地防止在第一触头系统触头的分离过程中电弧的离子与接地触头或对向触头相互作用。

按本发明的一项设计，隔离装置包括一块固定在外壳上的带有真空密封(绝缘)套管的隔板。此隔板优选地是导电的并提供一种简单的可能性，将真空开关管外壳的内腔分成两个彼此真空密封的内腔。

按一种优选的实施形式，可运动的接触杆穿过隔板延伸以及在第一内腔与第一触头系统的运动触头连接，以及在隔板上的波纹盒构成真空密封的套管。借助波纹盒按有利的方式构成运动接触杆的真空密封套管，运动接触杆可以通过套管运动，以便使设在运动接触杆上的触头在不同的位置之间运动。

按另一种优选的实施形式，真空密封套管由一个真空密封地插入隔板中的第一触头系统固定触头的接触接管构成，以及运动接触杆由其内端段构成第三触头系统的运动触头，它的固定触头是接触接管。这种配置提供了另一个可能性，使第一和第二触头系统装在彼此真空密封地隔离的内腔，此时第三触头系统有真空开关管的分离功能。

按此实施形式的一项恰当的设计，第一触头系统的运动触头装在另一根可运动的接触杆上，它真空密封地延伸到第一内腔中。采用另一根可运动接触杆的所述布局，以有利的方式可彼此独立地实施电流断路或接通和分离功能，其结果是导致真空开关管紧凑的结构，因为，为了电流断路和灭弧，在运动与固定触头之间有一个小的距离就够了，反之，介电分离需要在触头之间有较大的距离。

按一种优选的实施形式，由一个波纹盒构成此另一根运动接触杆的套管。波纹盒是一种用于构成供运动接触杆用的真空密封套管的有利装置。

按本发明另一项设计，固定触头和运动触头分别用材料铜、铬制成。这种材料有利地在有闭合稳定性的同时有高的断流容量以及只产生低的过压。

按一种实施形式，固定触头和运动触头分别用银含量在20％与50％之间的碳化钨-银合金制成。这种材料同样适用于构成第一触头系统。

按本发明另一项设计，接地触头和对向触头分别用铜制成。铜是一种良好导电的材料并因而为作为接地触头系统的第二触头系统提供有利的特性。

按另一项设计，接地触头和对向触头分别用铜铬合金制成。这种材料有前面已提及的优点并因而也可以用于第二触头系统。

按本发明另一项设计，第三触头系统的触头用铜制成。具有上面已说明的特性的铜是用于第三触头系统的一种恰当的材料。

按另一项设计，第三触头系统的触头用铜铬合金制成。铜铬合金也可以有利地使用于第三触头系统。

下面参见附图借助实施例详细说明本发明。

其中：

图1表示按本发明的真空开关管的第一种实施例；以及

图2表示按本发明的真空开关管的第二种实施例。

图1表示一个有外壳2的真空开关管1，外壳包括一块带有套管4的外壳板3、另一块外壳板5以及绝缘子6、7和8。在外壳2的绝缘子6与7之间装有一块导电隔板9，它有一个真空密封的套管10。在外壳2的绝缘子7与8之间装对向触头11，它设有孔12并有比绝缘子7或8大的外径，所以为了对向触头接地，可从外部接近在真空开关管1上的法兰状区段13。一根与未表示的供电装置和操纵装置导电连接的运动接触杆14穿过外壳板3的套管4延伸。波纹盒15装在外壳板3和运动接触杆14上，使运动接触杆14真空密封地从真空开关管内腔伸出。运动接触杆14通过对向触头11的孔12延伸，在这里孔12有比运动接触杆14外径大得多的直径。在就对向触头11而言的波纹盒15对置侧，设有形式上为接触盘16的接地触头16，它的外径大于孔12的内径。此外，运动接触杆14穿过隔板9真空密封的套管10延伸，并在一端17与运动触头19连接，在这里，在隔板9和运动触头19上的波纹盒18起真空密封套管的作用，从而将真空开关管的内腔真空密封地分成第一内腔20和第二内腔21。与另一块外壳板5固定连接的固定触头22与运动触头19对置地设在第一内腔中。触头19和22可以是径向磁场触头或是轴向磁场触头，它们设有接触垫片23或24用于改善第一触头系统的接触和灭弧特性。用A或B表示的箭头指示运动接触杆14的运动方向。设在外壳板3上的屏蔽装置25和在对向触头11相互对置侧的屏蔽装置26、27，设在隔板9相互对置侧的屏蔽装置28、29，以及在另一块外壳板5上的屏蔽装置30，均规定用于屏蔽绝缘子6、7和8防止电弧蒸镀(Bedampfung)以及用于电位控制。

真空开关管1有三个可能的不同位置，它们可以通过运动接触杆14沿由箭头A或B表示的运动方向的运动占据。在图1中表示的位置相应于真空开关管1的分离位置。运动触头19与固定触头22在空间上彼此分开以及未处于导电连接状态。在此位置接地触头16与对向触头11之间同样不存在导电连接。若借助图中未表示的驱动机构使运动接触杆14沿箭头B的方向运动，则占据真空开关管1的接通位置，此时运动触头19与固定触头22处于导电连接状态。真空开关管1处于其合闸位置。若借助驱动机构使运动接触杆14沿箭头A的方向运动离开固定触头22，则首先重新占据图1所示与分离位置相应的位置，并在沿此方向进一步运动的情况下最终占据真空开关管1的接地位置，此时接地触头16与对向触头1构成导电连接。在真空开关管1各个位置之间的转移可以借助波纹盒15和18的柔性实现，当运动接触杆14运动时波纹盒15和18保证第一内腔20或第二内腔21的真空密封性。

图2表示按本发明的真空开关管1′另一种实施例。在此实施例中，固定触头31以这样的方式装在导电隔板9内，即，将固定触头31的触头接管33插入隔板9中，它构成真空密封的套管10并伸入第二内腔21中。通过隔板9和触头接管33将第一内腔20与第二内腔21彼此真空密封地隔开。运动接触杆32穿过外壳板3的套管4伸入第二内腔21中，该第二内腔21借助波纹盒15对外真空密封地密封。运动接触杆32通过对向触头11的孔12延伸并在对向触头11与波纹盒的对置侧有一接地触头16。运动触头34固定安装在另一根运动接触杆35上，后者穿过外壳板36中的套管37从第一内腔20向外延伸。所述接触杆35与图中没有表示的供电装置连接。波纹盒38设在外壳板36和运动接触杆35上用于相对于周围环境真空密封地隔离第一内腔20。构成第一触头系统的运动触头34和固定触头31设有接触垫片23、24。屏蔽装置25至30设在各自的外壳板、隔板和对向触头上。

按图2的配置，固定触头31的触头接管33和运动接触杆32的端部构成带有接触面39、40的第三触头系统，其中，接触面39和40通过在触头接管33上的和在运动接触杆32上的接触垫片39和40构成，以改善第三触头系统的接触特性。在按此配置中为达到真空开关管1′的接通位置，首先借助一个图中未表示的驱动器，使运动接触杆35带着运动触头34沿运动箭头C的方向运动，从而使运动触头34与固定触头31构成导电连接，以及运动接触杆32沿运动箭头A的方向向上运动，从而使固定触头31的触头接管33与运动接触杆32的端部同样构成导电连接。若运动接触杆35沿运动箭头D的方向运动，由此使触头31与34彼此分离，从而切断导电连接，在这种情况下固定触头31与运动触头34之间的电弧燃烧并在真空中熄灭。在此配置中的分离过程这样进行，即，使运动接触杆32沿运动箭头B的方向运动，离开固定触头31的触头接管33，直至达到一个对于介电分离足够的距离。当运动接触杆32进一步离开固定触头31的触头接管33运动时，发生真空开关管1′的接地过程，此时接地触头16与对向触头11构成导电连接。在这里，在此装置的断开位置，为了电流断路和灭弧，固定触头31与运动触头34之间的距离s1，比在分离位置运动接触杆32端部与固定触头31触头接管33之间为了介电分离所必要的距离s2小得多，以及最大的s1＝(0.35mm/kV x真空开关管额定电压[kV])。

附图标记清单

1、1′ 真空开关管

2   外壳

3   外壳板

4   套管

5   另一块外壳板

6、7、8   绝缘子

9   隔板

10  套管

11  对向触头

12  孔

13  法兰段

14  运动接触杆

15  波纹盒

16  接地触头

17  端部

18  波纹盒

19  运动触头

20  第一内腔

21  第二内腔

22      固定触头

23、24  接触垫片

25、26、27、28、29、30    屏蔽装置

31      固定触头

32      运动接触杆

33      触头接管

34      运动触头

35      运动接触杆

36      盖板

37      套管

38      波纹盒

39、40  接触垫片

A、B、C、D     表示运动方向的箭头

Claims (13)

1.一种真空开关管(1、1′)，它有外壳(2)、一个包括运动触头(19、34)和固定触头(22、31)的第一触头系统(19、22、31、34)、以及一个由接地触头(16)和接地的对向触头(11)组成的第二触头系统(11、16)，其中，所述接地触头(16)设在一个可运动的、密封地从所述外壳(2)伸出的接触杆(14)上，其特征为：所述第一触头系统在外壳内部固定在真空密封的隔离装置(9、18、33)上，所述隔离装置(9、18、33)将所述真空开关管(1、1′)的内腔(20、21)分隔成有第一触头系统(19、22、31、34)的第一内腔(20)和有第二触头系统(11、16)的第二内腔(21)。

2.按照权利要求1所述的真空开关管，其特征为，所述隔离装置(9、18)包括一块固定在所述外壳(2)上的隔板(9)，该隔板(9)带有一个真空密封套管(10)。

3.按照权利要求2所述的真空开关管，其特征为，所述可运动的接触杆(14)穿过隔板(9)延伸以及在第一内腔(20)与所述第一触头系统的运动触头(19)连接，以及在隔板(9)上的一波纹盒(18)构成所述真空密封的套管(10)。

4.按照权利要求2所述的真空开关管，其特征为，所述真空密封套管(10)由所述第一触头系统固定触头(31)的一个真空密封地插入隔板中的接触接管(33)构成，以及所述运动接触杆(32)的内端段构成一个第三触头系统的运动触头，该第三触头系统的固定触头是接触接管(33)。

5.按照权利要求4所述的真空开关管，其特征为，所述第一触头系统固定触头(31)与运动触头(34)之间在断开位置时的间距(s1)小于所述运动接触杆(32)内端段与第三触头系统接触接管(33)之间在分离位置时的间距(s2)，以及所述间距(s1)最大等于0.35mm/kV与真空开关管额定电压的乘积。

6.按照权利要求4或5所述的真空开关管，其特征为，第一触头系统的运动触头(34)装在另一根可运动的接触杆(35)上，后者真空密封地延伸到第一内腔(20)中。

7.按照权利要求6所述的真空开关管，其特征为，由一个波纹盒(38)构成供所述另一根运动接触杆(35)用的真空密封式套管。

8.按照上述任一项权利要求所述的真空开关管，其特征为，所述固定触头(22、31)和运动触头(19、34)分别用材料铜、铬制成。

9.按照权利要求1至7之一所述的真空开关管，其特征为，所述固定触头(22、31)和运动触头(19、34)分别用银含量在20％与50％之间的碳化钨-银合金制成。

10.按照上述任一项权利要求所述的真空开关管，其特征为，所述接地触头(16)和对向触头(11)分别用铜制成。

11.按照权利要求1至9之一所述的真空开关管，其特征为，所述接地触头(16)和对向触头(11)分别用铜铬合金制成。

12.按照权利要求5至11之一所述的真空开关管，其特征为，所述第三触头系统的接触面(39、40)用铜制成。

13.按照权利要求5至11之一所述的真空开关管，其特征为，所述第三触头系统的接触面(39、40)用铜铬合金制成。

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