CN101297386B - 真空绝缘开关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空绝缘开关设备，包括一个接地的真空容器和一个由固定触点和运动触点组成的触点系统，所述触点分别通过真空密封的相对于外壳绝缘的套管与电连接线连接，其中，运动触点借助绝缘传动件并真空密封地与驱动装置接合，为了将这种开关设备设计为在有足够的耐击穿强度和高的开关功能的同时降低对真空度的要求，建议在接地的真空容器内设另一个真空容器，以及在此另一个真空容器内设固定触点和运动触点，所述触点借助另一些真空密封的套管从此另一个真空容器引出。

Description

真空绝缘开关设备
技术领域
本发明涉及一种真空绝缘开关设备，包括一个接地的真空容器和一个由固定触点和运动触点组成的触点系统，所述触点分别通过真空密封的相对于外壳绝缘的套管与电连接线连接，其中，运动触点借助绝缘传动件并真空密封地与一个驱动装置接合。
背景技术
由EP0944105B1已知这种开关设备。该文献公开的开关设备包括一个接地的真空容器，固定触点在真空容器内通过真空密封的相对于外壳绝缘的套管与电连接线连接，以及运动触点借助绝缘传动件并真空密封地与驱动装置连接并借助柔性导体通过另一个相对于外壳绝缘的真空套管与另一条电连接线连接。固定触点和运动触点构成开关设备的触点系统，用于在电连接线之间形成或切断导电连接。为保证开关设备的开关功能和有足够的耐击穿强度，要求在真空容器内部的压力＜10-4hPa。此外，在这种设备中还需要采取措施，使接地的真空容器屏蔽在通断过程中产生的电弧。
发明内容
本发明的目的是，进一步发展前言所述类型的真空绝缘开关设备，使得在有足够的耐击穿强度和高的开关功能的同时降低对真空度的要求。
按本发明为达到此目的采取的措施是，在接地的真空容器内设置另一个真空容器，以及在此另一个真空容器内设固定触点和运动触点，所述触点借助另一些真空密封的套管从所述另一个真空容器引出。
采用这种开关设备以有利的方式可以在所述另一个真空容器内达到高的断流容量，因为消除了在通断过程中运动触点与固定触点之间产生的电弧与接地的真空容器以及与其他设在开关设备内的元件，例如电连接线的交互作用。此外，只是在容积较小的另一个真空容器内要求有良好的真空度，在这种情况下在接地的真空容器中品质较差的真空度便能满足要求。
按一种优选的实施形式，在接地的真空容器内的压力值小于10-2hPa，以及在所述另一个真空容器内的压力值小于10-4hPa。在所述第二个真空容器内的压力＜10-4hPa有利地保证开关设备有足够的断流容量，在这里为了保证开关设备的介电绝缘，在第一个真空容器内压力＜10-2hPa就够了。
按本发明另一项优选的设计，在接地的真空容器上设置具有泵装置的真空监控装置。这种具有泵装置的真空监控装置可以有利地监控或保持接地的真空容器内为介电绝缘具有所必要的压力。
按一种特别优选的实施形式，泵装置包括一台离子吸气泵。这种离子吸气泵提供简单而经济的可能性保持第一个真空容器内的压力。
按一种优选的实施形式，运动触点与驱动装置的接合通过一根借助一个在接地的真空容器上的波纹盒密封地可移动的驱动杆构成，以及运动触点与电连接线之间的导电连接借助柔性的导电体构成。
采用这种配置可以方便地将驱动装置的运动传输给运动触点，以闭合固定触点与运动触点，并通过闭合由固定触点与运动触点组成的触点系统构成导电连接。在这种开关设备中开关设备的另一些开关功能，例如分离功能或接地功能，或在接地的真空容器外部借助恰当的装置实现，或如在PCT/DE205/001613中说明的那样当例如有利地将真空开关管用作所述另一个真空容器时，也可以在此另一个真空容器内实现。
按另一种优选的实施形式，运动触点与驱动装置的接合通过一个借助一个在接地的真空容器上的波纹盒密封地可回转的传动件构成，以及运动触点与电连接线之间的导电连接借助柔性的导电体构成。
采用这种配置同样可以有利地将驱动装置的运动传输给运动触点，以闭合由固定触点与运动触点组成的触点系统。
按一项恰当的设计，在柔性导电体与运动触点脱开的情况下，传动件可回转到一个意味着是分离位置的中间位置。在这种配置情况下有利地在所述接地的真空容器内构成隔离间隔。
按本发明另一项进一步发展，传动件可回转到一个终端位置，在这一位置构成与所述接地真空容器的导电连接。由此可以方便地实现开关设备的接地。
按本发明另一项设计，真空密封的套管由一种陶瓷材料构成，其中与所述接地的真空容器的接合部位被金属化。这种套管可有利地实现相对于电连接线的绝缘，并与此同时例如通过钎焊构成与所述接地的真空容器的真空密封式连接。
按另一项恰当的设计，绝缘的传动件由一种陶瓷材料构成。陶瓷材料有利地提供传动件的绝缘特性。
按特别优选的实施形式，所述陶瓷材料是Al2O3。Al2O3特别有利于构成真空密封的套管。
按本发明另一项恰当的设计，驱动装置与传动件的真空密封连接装置通过波纹盒构成。这种波纹盒提供一种简单的连接可能性，以便将驱动装置的运动传输给运动触点。
附图说明
下面参见附图借助实施例详细说明本发明。附图中：
图1表示按本发明的真空绝缘开关设备的第一种实施例；
图2表示按本发明的真空绝缘开关设备的第二种实施例；
图3表示按本发明的真空绝缘开关设备的另一种实施例；以及
图4表示按本发明的真空绝缘开关设备的另一种实施例。
具体实施方式
图1表示一种真空绝缘开关设备1，它包括一个接地的真空容器2，在该真空容器2上设有电连接线3和4。该电连接线3或4借助真空密封的套管5或6真空密封地密封在接地的真空容器2上。在接地的真空容器2内设有另一个真空容器7，其中装设一个固定触点8和一个运动触点9。固定触点8借助另一个真空密封的套管10与电连接线3导电连接，以及运动触点9借助一个同样真空密封的形式上为波纹盒11的套管11通过柔性的导电体12与电连接线4连接。借助一根与未表示的驱动装置接合并借助波纹盒14真空密封地密封在第一个真空容器2上的驱动杆13，通过绝缘的传动件15，将驱动运动传给运动触点9，从而可以使运动触点9在一个保持固定触点8和运动触点9处于连接状态的触点接通位置与一个保持固定触点8和运动触点9彼此分离的断开位置之间运动。在接地的真空容器2上设一个真空监控装置16，用于监控或保持在接地的真空容器2内的压力。若由真空监控装置16确定在接地的真空容器2内压力上升，这例如可能由于柔性导电体12或接地的真空容器2壁漏气引起，则通过为真空监控装置16配设的作为泵装置的离子吸气泵，恢复为介电绝缘所必要的压力。
在此真空绝缘的开关设备1中，电连接线3与4之间构成导电连接，在此开关设备中通过没有表示的驱动装置，使驱动杆13迫使通过传动件15与之固定连接的运动触点9朝固定触点8的方向运动。若达到所述的此时固定触点8和运动触点9互相处于连接状态的触点接通位置，则发生经电连接线3、固定触点8、运动触点9、柔性导电体12到电连接线4的电流通过。为了切断电连接线3与4之间的导电连接，通过驱动装置迫使可运动的驱动杆13运动，与此同时使运动触点9与固定触点8分离。在运动触点9与固定触点8分离时在所述另一个真空容器7内引发电弧，该电弧在随后的电流过零时熄灭。电弧的熄灭由在另一个真空容器7内形成的真空度保证，从而使真空绝缘的开关设备有足够的断流容量。在这里，通过密封地隔离此另一个真空容器7，同时防止来自电弧的离子能进入接地的真空容器2的区域内。在接地的真空容器2内的压力处于≤10-2hPa的范围内，并因而在相应设计外壳尺寸时处于低于所谓的约为1Pa*m的帕邢(Paschen)最小值范围内，以及保证在接地的真空容器2内有足够的介电绝缘，此时在所述另一个真空容器7内的压力处于≤10-4hPa的范围内。
按图1的配置，开关设备另一些必要的功能，如开关设备的分离或接地，或可在接地的真空容器2外部通过恰当的机械装置实施，或在另一个真空容器7内实现，在这种情况下所述另一个真空容器7，例如在此处作为本申请公开内容组成部分的PCT/DE2005/001613中说明的那样，设计为多位置真空开关管。
图2表示具有一个接地的真空容器2的真空绝缘开关设备1′另一种实施形式，在真空容器2上通过真空密封套管5或6′设置电连接线3和4′。在接地的真空容器2内设有另一个带有固定触点8和运动触点9的真空容器7，所述固定触点8和运动触点9分别通过另一些套管10或11与电连接线3或经由柔性导电体12′与电连接线4连接。为了在此实施形式中实施运动触点9的运动，运动触点9与形式上为传动杆15′的绝缘传动件15′接合，后者通过一个真空密封的波纹盒14′从接地的真空容器2引出并与一个可旋转地支承的驱动杆13′连接。借助一个没有表示的驱动装置触发该驱动杆13′旋转，它导致传动件15′沿箭头B的方向转动。在接地的真空容器2上设真空监控装置16。
在此实施例中，通过绝缘传动件15′的回转实施由固定触点8和运动触点9组成的触点系统的闭合或断开，在这里当触点系统闭合时，通过由固定触点8和运动触点9组成的触点系统以及柔性导电体12′，在电连接线3和4′之间构成连接。所述另一个真空容器7用于相对于所述接地的真空容器2和设在其中的构件屏蔽在固定触点8和运动触点9的断开过程中产生的电弧。
图3表示图2所示真空绝缘开关设备的另一种设计，其中将另一个触点系统设计为开关设备1′的分离触点系统。按此配置，在由固定触点8和运动触点9组成的触点系统断开后，通过传动件15′的运动触发分离过程，此时柔性导电体12′与运动触点9脱开，从而在运动触点9与柔性导电体12′之间构成一个用X表示的隔离间隔。
图4表示真空绝缘开关设备1′的一种实施形式，其中在所述接地的真空容器2中附加地实施接地功能。在此实施形式中，在由固定触点8和运动触点9组成的触点系统断开后，传动件15′以这样的方式运动，即，使柔性的导电体12′与接地的真空容器2构成导电连接17。在此位置构成开关设备的接地。
附图标记表
1、1′真空绝缘开关设备
2第一真空容器
3、4、4′电连接线
5、6、6′真空套管
7第二真空容器
8固定触点
9运动触点
10、11真空套管
12、12′柔性电导体
13、13′运动的驱动杆
14、14′波纹盒
15绝缘传动件
15′传动杆
16真空监控装置
17接地

Claims (12)

1.一种真空绝缘开关设备(1)，包括一个接地的真空容器(2)和一个由固定触点(8)和运动触点(9)组成的触点系统，所述固定触点(8)和运动触点(9)分别通过真空密封的相对于外壳绝缘的套管(5、6、6′)与电连接线(3、4)连接，其中，所述运动触点(9)借助绝缘传动件(15、15′)并真空密封地与驱动装置接合，其特征为：在接地的真空容器(2)内设有另一个真空容器(7)，以及在此另一个真空容器(7)内设置所述固定触点(8)和运动触点(9)，所述固定触点(8)和运动触点(9)借助另一些真空密封的套管(10、11)从该另一个真空容器(7)引出。
2.按照权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征为，在所述接地的真空容器(2)内的压力值小于10-2hPa，以及在另一个真空容器(7)内的压力值小于10-4hPa。
3.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，在所述接地的真空容器(2)上设有具有泵装置的真空监控装置(16)。
4.按照权利要求3所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述泵装置包括一台离子吸气泵。
5.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述运动触点(9)与驱动装置的接合通过一根借助一个在接地的真空容器(2)上的波纹盒(14′)密封地可移动的驱动杆(13)构成，以及在运动触点(9)与电连接线(4)之间的导电连接借助柔性的导电体(12)构成。
6.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述运动触点(9)与驱动装置的接合通过一个借助一个在接地的真空容器(2)上的波纹盒(14′)密封地可回转的传动件(15′)构成，以及在运动触点(9)与电连接线(4′)之间的导电连接借助柔性的导电体(12′)构成。
7.按照权利要求6所述的真空绝缘开关设备，其特征为，在柔性导电体(12′)与运动触点(9)脱开的情况下，所述传动件(15′)可回转到一个中间位置，该中间位置为分离位置。
8.按照权利要求6所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述传动件(15′)可回转到一个终端位置，在这一位置构成与所述接地真空容器的导电连接。
9.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述真 空密封的套管(5、6、6′)由一种陶瓷材料构成，其中与所述接地的真空容器(2)的接合部位金属化。
10.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述绝缘的传动件(15、15′)由一种陶瓷材料构成。
11.按照权利要求9所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述陶瓷材料是Al2O3。
12.按照权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征为，所述驱动装置与所述传动件的真空密封连接通过波纹盒(14、14′)构成。 
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