CN101375362A - 用于中电压或高电压配电装置中的短路装置的触点系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于中电压或高电压配电装置中的短路装置的触点系统(10)，该触点系统包括：每一相有一个固定接触件(31)，其与电源电压(高电压或中电压)连接；以及每一相有一个活动接触件(36，43)。每个固定接触件(31)都被绝缘材料包围，当闭合触点时，活动接触件(36，43)能够穿透所述绝缘材料。

Description

用于中电压或高电压配电装置中的短路装置的触点系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所描述的触点系统。

背景技术

用于从1kV到52kV范围(该范围一般称为中电压范围)内的电压的电气配电装置被设计成金属封装、气体绝缘的配电装置的形式(见DE 43 02 416)，在该配电装置中容纳有负载隔离开关、接地开关和熔断器作为功能单元。

当在这种配电装置中发生电弧故障时，必须使电弧故障的影响保持最小。如果这种电弧故障的燃烧时间相当长，那么配电装置内的压力和温度会升高到金属封装能够爆裂或熔化的程度；为了不使人员因受热气体不受控制地流出到配电装置所在的房间而受伤甚至死亡，对于许多配电装置来说，在外壳封装中提供所谓的指定破裂点，在发生破裂的情况下，受热气体可以通过该破裂点沿着预定方向以受控方式流出，从而不会使房间内的任何操作人员受伤。在市场上可以获得一种配电装置(还可见DE 31 31 417)，在这种配电装置中提供了短路装置，当发生电弧故障时，该短路装置使各相短路或者使其接地，从而一发生电弧故障就断开短路，并且限制电弧故障对配电装置内部的影响。为此，这种配电装置具有压力传感器，该压力传感器借助于储能弹簧齿轮箱使活动开关接触件与位于相导体上的固定接触件接触，其中该活动开关接触件设计成接触片的形式，驱动器设计为弹簧驱动器；压力传感器作用在闭锁点上，该压力传感器松开驱动弹簧从而驱使活动接触件高速进入固定接触件中，结果使各相短路，因而抑制电弧。

对于这种配电装置来说，固定接触件在配电装置内露出，因此必须在固定接触件与接地封装之间保持预定距离。

由于可用空间有限并因此昂贵，所以基本原则是要求这种配电装置尽可能紧凑。

发明内容

本发明的目的在于以这样的方式设计存在于高电压或中电压下的触点系统的固定接触件，即：使得接触件与封装之间的距离或者接触件本身之间的距离能够保持尽可能小。

根据本发明，可以通过权利要求1所描述的特征解决上述问题。

因此，本发明在于各自分配有由绝缘材料制成的遮蔽物的至少一个固定接触件，当接通触点时，活动接触件能够穿透所述遮蔽物以接触固定接触件，所述遮蔽物设置在固定接触件与活动接触件之间。

本发明的具体优点在于，根据本发明实施例制造的用于配电装置的紧凑型触点系统，使得整个配电装置本身的空间要求更小。

同时，由绝缘材料制成的遮蔽物的布置方式被选为使遮蔽物位于至少一个固定接触件与活动接触件之间，使得当活动接触件接近所述至少一个固定接触件时，不会在早期引起接通电弧。

根据本发明优选实施例，遮蔽物可以设计成绝缘材料的至少位于活动接触件的运动路径上的部分是软的，使得活动接触件能够穿透所述材料。当然，绝缘材料也可以是硬的，然而，在这种情况下，重要的是以这样的方式确定所述绝缘材料的位于活动接触件的运动路径上的部分的厚度的尺寸，即：使得该活动接触件能够击穿该部分。

根据其它优选实施例，遮蔽物也可以由铰链门或铰链板形成，所述铰链门或所述铰链板可以被活动接触件推开。

另外，活动接触件必须设计成可以容易地穿透绝缘材料。在优选方式下，活动接触件可以设计成朝向其自由端逐渐变细，其中这种变细可以是锥体形式。

活动接触件的末端(也就是自由端)也可以呈圆滑的大致半球的形式。

根据本发明特别优选的实施例，至少一个固定接触件可以被管状圆筒包围，并且在所述管状圆筒上设置有可穿透或者铰接的绝缘材料。

如果固定接触件安装在刚性导体的一端或者由刚性导体的正面表面形成，那么管状圆筒可以延伸超出固定接触件并且其自由端可以被可穿透的绝缘材料封闭。

在这种情况下，固定接触件所在的固定管状圆筒内部的空间填充有绝缘流体，例如填充有绝缘液体，尤其是填充有绝缘油。

根据本发明特别优选的实施例，分配给固定接触件的绝缘材料可以具有导电涂层，作为电气遮蔽物和/或电场控制件。

当提供了管状圆筒时，导电涂层可以设置在该管状圆筒内部。

可以在其它从属权利要求中看出本发明的优选实施例和改进形式。

参考附图，更详细地说明和描述本发明、本发明的其它优选实施例和改进形式以及本发明的其它优点，附图中示出了本发明的三个示例性实施例。

附图说明

在附图中：

图1示出实现本发明的配电装置的示意图，

图2示出本发明的第一实施例，以及

图3和图4示出本发明的其它两个实施例。

具体实施方式

配电装置10具有金属外壳11(仅示意性示出)，该金属外壳的内部12填充有绝缘空气，例如填充有SF6气体。输入导体13和14通过适当的套管输入配电装置中，而在两个输入导体13和14之间设置有输出导体15。在输入导体13和14以及输出导体15中设置有负载隔离开关16、17和18。此外，设置有通过闭锁机构23操纵的短路开关19、20和21，并且闭锁机构23具有可以通过传感器24解除的闭锁点。在正常操作时，会闭合负载隔离开关16和18；结果，电流经由输入导体13流入配电装置中，并经由输出导体15从配电装置中流出，例如流到使中电压转变为低电压的变压器。

当然，也可以闭合开关17和18，而打开开关16。然后，电流经由输入导体14流入配电装置，并经由输出导体15从配电装置流出。当然，用附图标记13和15表示的导体也可以形成输入导体，而导体14也可以形成从配电装置输出的输出导体；这取决于外部和内部电路。

这种电路布置方式还被称为所谓的环网主单元(Ring MainUnit)，并且可以购自ABB AS公司Kraftprodukter分公司(挪威Skien)。

如果在这种配电装置中发生电弧故障22，那么配电装置10内的绝缘气体的温度升高，从而其压力升高，所以如果不采取适当措施，则该配电装置会爆炸。因此，例如根据DE 36 06 770，该配电装置可以具有指定破裂点，热气体可以借助于这种破裂点以有序、受控的方式流出。对于根据图1的没有这种指定破裂点的的系统来说，借助于压力传感器24检测压力的增加，压力传感器24解除闭锁机构23中的闭锁点，从而闭合在正常状态下打开的开关19、20和21。这在各相之间产生短路，借助于短路使电弧22断开；由于这样产生的短路，使得上一级开关(例如，断路器)跳闸。

在由ABB AS公司Kraftprodukter分公司(挪威Skien)生产的环网主单元配电装置的情况下，各个开关19、20和21设计成片触点开关；这些片触点开关接合在接触片插座中，因而实现了大量空间的节省。

可以利用根据本发明的实施例实现所需空间的减小。

与输入导体13和14以及输出导体15连接的是刚性导体30，呈郁金香花朵式接头形状的固定接触件31借助于螺钉固定件32固定在该刚性导体的正面一侧。刚性导体30和固定接触件31被圆柱管33包围，该圆柱管延伸超出固定接触件31并且其自由端被盖子34封闭。圆柱管由绝缘材料制成，如果需要，可以在绝缘材料外部涂布导电材料以提高场力线特性。

这里，密封盖34设置在或者放置在凹进部35中。在根据图2的实施例中，盖子34由硅材料制成；当然，盖子也可以由刚性材料制成。

当然，也可以在圆柱管或管状圆筒33内部提供导电材料的涂层，而且该涂层也可以延伸到凹进部35的区域中。

分配给固定接触件31的是活动接触件36，当接通触点时，沿着箭头P的方向朝向固定接触件31推动该活动接触件。为了使活动接触件能够穿透盖子34，将活动接触件36的末端37设计成具有尖部38的锥体的形式。在这种情况下，活动接触件接地。必须另外指出的是，在各种情况下，如图2所示，对每一个输入导体和输出导体来说，每一相总共有一个接触点。借助于活动接触件36，各相可以接地或者产生相短路，这同样可以被上一级断路器中断。

为了增强电场，活动接触件36被由导电材料制成的圆柱管39包围，并且该活动接触件可以在该圆柱管中滑动；圆柱管39的面向固定接触件31的端部外部具有周围卷边40，电场借助于该周围卷边均匀地分布在图2所示接触点的区域中。

活动接触件36也可以进行圆圈运动。为此，在旋转轴42上固定有L形臂41，该臂41并入活动接触件43(相当于活动接触件36)中。在根据图3的接触点的情况下，没有示出如图2所示的电场控制结构。

对于根据图2的实施例来说，郁金香花朵式接头31固定在接触件30的正面上；当然也可以以这样的方式设计刚性导体的正面，即：例如通过在其正面制成锥形凹陷部来使其形成与活动接触件接触的接触点；在另一个实施例中，该正面可以是平坦的，而活动接触件的末端为半球形。

在根据图3的实施例中，导体30被具有底部45的圆柱管44包围，确定该底部的厚度的尺寸，使得活动接触件43(当然也可以是接触件36)能够容易地穿透该底部。

作为实例，圆柱管33和44可以由可重复使用的热塑性聚合物制成；例如，盖子34可以由诸如硅橡胶等软材料制成，这可以使活动接触件36穿透圆柱管33。特别是当以构造简单的方式设计固定接触件的实施例时，在圆柱管内部设置导电涂层。

已经结合电气配电装置描述了根据本发明的实施例；当然也可以在其它安装系统中安装和使用本发明。

郁金香花朵式接头31所在的圆柱管33或44内部可以填充有SF6气体—与环境相同—或者填充有液体绝缘材料，例如绝缘油等。

当然，也可以在具有两个固定接触件的这种触点系统中使用本发明，一个适当的活动接触件桥接这两个固定接触件以实现触点的闭合。在这一方面，本发明不限于例如图2或图3所描述的触点系统。

在根据图4的实施例中，盖子设计成铰链板50的形式，该铰链板由可变形材料制成并且通过一种膜铰链51固定在圆柱管52上；在发生短路的情况下，活动接触件打开铰链板50并使其旋转到虚线所示的位置50a。这种布置是有用的，特别是当没有设置例如郁金香花朵式接头31等郁金香花朵式接头时。这种铰链板也可以设计成由活动接触件操纵的滑板的形式。

活动接触件所穿过的术语“绝缘材料”与术语“遮蔽物”的含义相同，术语“遮蔽物”与具有电场控制件的功能的术语“电气遮蔽物”相对应。

Claims (14)

1.一种用于中电压或高电压配电装置的短路装置的触点系统(10)，包括：

每一相有至少一个固定接触件(31)，所述固定接触件与电源电压(高电压或中电压)连接；以及每一相有一个活动接触件(36，43)，

其特征在于，所述至少一个固定接触件(31)各自分配有由绝缘材料制成的遮蔽物(34)，当接通触点时，活动接触件(36，43)能够穿透所述遮蔽物以接触固定接触件(31)，遮蔽物(34)设置在固定接触件(31)与活动接触件(36，43)之间。

2.根据权利要求1或2所述的触点系统，其特征在于，

所述绝缘材料的至少位于活动接触件(36，43)的运动路径上的部分是软的，使得接触件(10)能够穿透所述材料。

3.根据权利要求1所述的触点系统，其特征在于，

所述绝缘材料是硬材料，以这样的方式确定所述绝缘材料的位于活动接触件(36，43)的运动路径上的部分的厚度的尺寸，即：使得活动接触件(36，43)击穿该部分。

4.根据权利要求1所述的触点系统，其特征在于，

所述绝缘材料的位于活动接触件(36，43)的运动路径上的部分设计成铰链门或铰链板(50)，所述铰链门或所述铰链板能够被活动接触件(36，43)推开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的触点系统，其特征在于，

活动接触件(36，43)朝向其自由端逐渐变细。

6.根据权利要求5所述的触点系统，其特征在于，

活动接触件(36，43)设计成以锥体形式朝向其自由端逐渐变细。

7.根据前述权利要求1至4中任一项所述的触点系统，其特征在于，

所述活动接触件的末端成圆滑的大致半球形式。

8.根据前述权利要求中任一项所述的触点系统，其特征在于，

至少一个固定接触件(31)被管状圆筒(33，39，44，52)包围，并且在所述管状圆筒上设置有可穿透的材料。

9.根据权利要求9所述的触点系统，具有：

固定接触件，其安装在刚性导体(30)的末端，

其特征在于，管状圆筒(33，39，44，52)延伸超出刚性导体(30)和所述固定接触件，并且其自由端被可穿透的绝缘材料封闭。

10.根据权利要求9所述的触点系统，其特征在于，

固定接触件(31)所在的固定管状圆筒(33，39，44，52)内部的空间填充有绝缘流体。

11.根据权利要求10所述的触点系统(10)，其特征在于，

所述空间填充有液体，例如绝缘油。

12.根据前述权利要求中任一项所述的触点系统，其特征在于，

分配给所述固定接触件的绝缘材料分配有导电涂层，作为电气遮蔽物和/或电场控制件。

13.根据权利要求12所述的触点系统，其特征在于，

所述导电涂层至少布置在管状圆筒(33，35)的内部或外部。

14.根据前述权利要求中任一项所述的触点系统，其特征在于，

活动接触件(36，43)安装在枢转杆上。

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