CN101601110B - 开关设备及其用途以及用于开关的方法 - Google Patents

开关设备及其用途以及用于开关的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101601110B
CN101601110B CN2008800037634A CN200880003763A CN101601110B CN 101601110 B CN101601110 B CN 101601110B CN 2008800037634 A CN2008800037634 A CN 2008800037634A CN 200880003763 A CN200880003763 A CN 200880003763A CN 101601110 B CN101601110 B CN 101601110B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
contacts
phase
movable contact
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008800037634A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101601110A (zh
Inventor
S·海伦
O·杰普森
E·杜尔尼
H·贝格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of CN101601110A publication Critical patent/CN101601110A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101601110B publication Critical patent/CN101601110B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

一种用于相对于交流电压馈电器接通和断开负载的设备，其具有在所述负载和所述馈电器之间的电流通路上串联的两个机械开关(60，61)，并且每个开关有具有至少一个元件(64，65)的旁路支线，所述元件有能力至少在截止方向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过。一种单元适于分别地通过与在馈电器中的电流和馈电器的电压同步而控制断开和接通过程。

Description

开关设备及其用途以及用于开关的方法
技术领域
本发明涉及用于相对于交流电压馈电器接通和断开负载的设备，所述设备具有在适于连接馈电器和负载的电流通路中的至少一个机械开关，也涉及适于控制所述开关进行闭合和打开以用于执行所述接通和断开的单元，也涉及根据所附独立方法权利要求书的前序部分的用于开关的方法。
背景技术
这种设备可以用于相对于交流电压馈电器，特别是例如用于分配或传输电力的电网的三相交流电压馈电器，接通和断开任何类型的负载。然而，本发明针对这样的馈电器，其有至少一相以及不只三相，尽管那可以是其最常见的使用。这样，负载可以是例如用于无功功率补偿的电容器组，并且其通断依赖于这种网络中占主导的条件，例如连接到它的工业消耗量，以降低损耗。下文将讨论用于接通和断开包括一个或更多电容器的负载的这种类型设备的使用，用于说明本发明，但是不以任何方式将本发明限制于该应用。
已知使用所谓真空接触器用于相对于用于无功功率补偿的三相交流电压馈电器接通和断开电容器。然而，使用这种真空接触器进行的通断既不是与所述馈电器或网络中的电流同步也不与其中的电压同步，这可能在闭合所述两个主触点(接通)之间的电路通路时导致涌流并且在打开(断开)时造成重击穿(re-strike)。这样，需要与电容器或电容器组串联安装电抗器以限制电流瞬变，电流瞬变可能对连接到网络的设备有害。
发明内容
本发明的目的是提供一种在引言中定义的类型的设备，其减少这种已知开关设备的上述至少一种不便。
根据本发明的目标的实现是通过提供这样的设备，其包括在所述电流通路中串联的两个第一所述机械开关，并且每个所述机械开关有具有至少一个元件的旁路支线，所述元件有能力至少在截止方向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过，并且所述单元适于与所述电流通路中的电流同步而控制断开过程，通过：当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时打开上述所述第一开关之一，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时打开与该元件串联的设备的另一个机械开关，以及与所述馈电器中的电压同步而控制接通过程，通过：当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于截止状态时闭合设备的另一个机械开关，并且当与上述所述第一开关并联的所述至少一个元件处于导通状态时闭合上述所述第一开关。
通过布置所述两个机械开关和所述旁路支线并且设计该单元以所述同步方式控制断开和接通过程，实现若干优点。由于通过所述元件进行接触并且当馈电器侧和负载侧的电压差改变方向符号(sign)时它们开始导通，因此不需要涌流电抗器。在打开(断开)时不会发生重击穿。在这种开关设备的生命周期中可能进行大量的操作。
并且，在每次操作中所述元件在接通或断开期间仅在所述交流电的不到半个周期期间是活动的，使得它们对于电流而言可以是低于设定规格的(under-dimensioned)。这与开关设备仅设计用于开关负载电流并且相应地没有短路电流的事实相结合，其中该短路电流可以被单独的断路器处理，意味着所述元件的成本可以被保持在引人关注的低水平。根据本发明的一种实施方式这些元件可以是二极管，并且所述至少一个元件可以是串联和/或并联的一个或多个二极管。
这些优点的关键是当断开(打开)时所述开关的控制与馈电器中的电流的同步以及当接通(闭合)时与馈电器的电压的同步。
通过WO 01/95354 A1和WO 01/95356 A1已知类似设计的设备，但是在这些公开中描述的是在发生故障时用作断路器使得其二极管必须能够承受短路电流的开关设备。这些已知的设备也必须能在发生故障时迅速反应并且能够在两个方向上断开电流，这通过根据电流方向使用一个或另一个二极管实现。这跟本发明是相反的，本发明针对用于相对于馈电器断开也用于接通负载的设备，并且其中断开可以仅由一个所述元件执行并且当希望时由另一个所述元件执行，由于设备仅用于操作已知负载并且对时间并不敏感，因此这是可能的。
根据本发明的一种实施方式，除两个所述第一开关之外，设备还包括：与两个所述旁路支线的所述至少一个元件串联的至少一个进一步的第二机械开关。这样的第二机械开关与两个所述旁路支线的所述至少一个元件串联的布置，确保当负载相对于馈电器断开时可以在馈电器和负载之间实现物理分离，使得所述元件如二极管可以设计为更低的截止能力并且因此成本更低。
根据本发明进一步的实施方式，设备具有一个所述第二开关，并且所述第二开关与两个所述第一开关串联，这使得有可能容易而可靠地通过适当地控制所述第一开关和第二开关与所述电流通路中的电流和电压同步而实现接通和断开过程。
根据本发明的实施方式，与两个所述第一开关串联的所述第二开关布置为在所述第一开关之间以及与所述第一开关串联以及与每个至少一个元件串联的中间开关，并且根据本发明的另一种实施方式，所述第二开关布置在其串联连接和所述第一开关的一端。特别是将所述第二开关布置为中间开关的替代方式以简单方式实现对开关的适当控制，特别地是因为用该方式实现的设备的对称性。
根据本发明的另一种实施方式，设备包括两个所述第二开关，并且一个所述第二开关布置为与在每个所述旁路支线中的所述至少一个元件串联。这意味着每个所述第二开关可以布置为接近各个所述至少一个元件，这可以促进用于接通和/或断开过程的设备控制。
根据本发明的另一种实施方式，所述另一个开关是另一个第一开关，并且设备仅具有两个机械开关。该实施方式在设备断开状态下对所述元件提出更高的要求，但是这种简单结构的设备在某些应用中可能是有利的。
根据本发明的另一种实施方式，其形成对具有布置为所述中间开关的一个第二开关的实施方式的进一步发展，所述单元适于控制所述断开过程，通过：始于第一开关和第二开关闭合的状态，当所述第一开关之一所关联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时控制所述第一开关之一打开，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时控制所述第二开关打开，以及控制接通过程，通过：控制所述第一开关之一闭合，随后当与另一个第一开关关联的所述至少一个元件处于截止状态时控制所述第二开关闭合，并且最后当与所述另一个开关并联的所述至少一个元件处于导通状态时控制所述另一个开关闭合。这意味着当执行所述接通和断开过程时瞬变和涌流可以被有效地降低到几乎为零。
根据本发明的另一种实施方式，其形成对具有布置为与每个所述旁路支线中的所述至少一个元件串联的一个所述第二开关的实施方式的进一步发展，所述单元适于控制所述断开过程，通过：开始于所有第一和第二开关都闭合的状态，当与所述第一开关之一关联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时控制所述第一开关之一打开，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时控制与上述所述至少一个元件串联的所述第二开关和/或与另一个所述至少一个元件关联的第一和第二开关打开，以及控制接通过程，通过：控制所述第一开关之一闭合，随后当与另一个第一开关并联的第二开关的支线中的所述至少一个元件处于截止状态时控制与该另一个第一开关并联的第二开关闭合，并且最后当与上述第二开关并联的所述至少一元件处于导通状态时控制上述第二开关闭合。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于控制所述接通和断开过程，通过：利用所述旁路支线之一中的所述至少一个元件的导通状态和截止状态用于接通过程，以及利用另一个所述旁路支线中的所述至少一个元件的截止状态和导通状态用于断开过程。这意味着在每个所述旁路支线中的所述至少一个元件可以根据其所用于的过程的类型准确地确定能力，这特别地实现成本节约。
根据本发明的另一种实施方式，为了形成分隔开的所述开关，设备一方面具有适于连接到所述馈电器和所述负载其中之一的固定第一主触点并且另一方面具有适于连接到所述馈电器和所述负载其中另一个的固定第二主触点，在所述主触点之间的间隙中一方面具有通过第一所述至少一个元件连接到所述第一主触点的固定第一元件触点并且另一方面具有通过第二所述至少一个元件连接到所述第二主触点的固定第二元件触点，以及在闭合位置和打开位置之间可移动的可移动触点，其在闭合位置将所述第一主触点连接到所述第二主触点并且由此将馈电器连接到负载，在打开位置在所述主触点之间形成间隙，所述元件触点沿着所述可移动触点的延伸方向布置，使得在所述闭合位置所述可移动触点与所述元件触点接触，一方面通过所述可移动触点并且另一方面通过与其并联的所述至少一个元件，用于形成在所述第一主触点和第一元件触点以及所述第二主触点和第二元件触点之间的连接，并且所述单元适于控制断开过程，通过：将可移动触点的移动与所述馈电器中的电流同步，用于当所述第一至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时将所述第一主触点与所述可移动触点分离，并且因此当所述至少一个元件下一次处于截止状态时将所述第一元件触点从所述可移动触点分离，以及适于控制所述接通过程，通过：将可移动触点的移动与所述馈电器的电压同步，其中可移动触点从其与第一主触点和第一元件触点接触的位置开始，当所述第二至少一个元件处于截止状态时接触第二元件触点并且当所述第二至少一个元件下一次处于导通状态时接触所述第二主触点并且由此闭合在第一和第二主触点之间的通路。
设备的该结构通过这样的固定触点和可移动触点的布置实现两个第一开关和位于其间的一个第二开关，其构成简单可靠的方式以实现接通和断开过程中的所述同步。
根据本发明的另一种实施方式，设备适于相对于三相交流电压馈电器接通和断开负载，并且设备，针对每个所述相，具有所述机械开关和有所述至少一个元件的旁路支线的一个集合。
根据本发明的另一种实施方式，所述三个可移动触点固定地互联用于进行其移动并且由此三相的接通和断开彼此依赖。这样的固定地互联意味着可以简单可靠地实现在各相中按所希望顺序进行接触和断开接触。
根据本发明的另一种实施方式，调整所述可移动触点的长度和/或每相的所述固定触点的位置的关系以实现机械偏移，使得在接通和断开的所述操作期间在各相之间产生确定的时间延迟。这意味着仅需要开始一个可移动触点的移动，并且由此在确定的时间开始所有所述可移动触点的移动并且随后以确定的速度移动它们用于在接通和断开的所述操作期间实现各相之间确定的时间延迟(相移)。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元包括电动机，并且一个或多个可移动触点连接到所述电机的输出轴，其构成一种准确地控制所述一个或多个可移动触点的移动的方式并且由此控制所述设备的接通和断开操作。
根据本发明的另一种实施方式，所述一个或多个可移动触点是弧形的，其所述弧的中心与所述电机的轴的重合，使得所述电机轴的转动将导致所述一个或多个可移动触点沿圆周运动。
根据本发明的另一种实施方式，串联的所述第一二极管或多个二极管与串联的所述第二二极管或多个二极管的方向相反。
根据本发明的一种实施方式，所述单元适于控制所述断开过程，通过：控制第一相的可移动触点在时刻T0从该相的所述第一主触点分离，并且在T0之后大约T/6控制在所述第一相之后240电角度(electrical degree)的第三所述相的可移动触点从该相的第一主触点分离，并且在T0之后大约T/3控制在第一相之后120电角度的第二所述相的可移动触点从该相的第一主触点分离，用于通过各相的各所述第一至少一个元件传送各相的电流，并且在T0之后大约T/2控制所述可移动触点继续移动用于将第一相的所述可移动触点与第一元件触点分离，并且在T0之后大约3T/4控制第二和第三相的可移动触点同时地与这些相的所述第一元件触点分离，用于当各相中没有电流流动时开始形成所述间隙，T是所述交流电的周期。该过程意味着在各相中电流过零之后主触点打开并且电流转换方向到所述元件，其导致基本无弧的电流换相(commutation)。而且，当所述元件如二极管已经切换到截止状态并且通过相的电流为零时，元件触点打开，这防止触点中产生电弧。而且，通过在分离所述第一相的第一主触点之后分离所述第三相的第一主触点并且随后分离第二相的第一主触点，断开过程可以被缩短。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于控制所述可移动触点相对于各相电流中过零以一延迟从各第一主触点分离，用于确保在所述可移动触点从各第一主触点分离时所述第一至少一个元件处于导通状态。则优选的是所述延迟是至少T/40以确保所述第一至少一个元件处于导通状态，但同时其短于T/4，优选地短于T/8，使得电流可以有效地被基本无弧地传送到所述至少一个元件。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于在各第一至少一个元件已进入所述截止状态之后短于T/4，优选地短于T/8，控制各相的所述可移动触点从各第一主触点分离。尽管需要确保在可移动触点从第一元件触点分离之前第一至少一个元件已经进入所述截止状态，从成本角度希望将延迟控制得尽量短，以保持所述至少一个元件的必要的电压截止能力并且由此使需要串联连接的这样的元件的数量处于低水平。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于在所述接通过程中控制各相的可移动触点，通过：当这些相中所述第二至少一个元件处于截止状态时，在时刻t0，同时地接触在第二相和在第二相之后120电角度的第三相的所述第二元件触点，并且当所述第二至少一个元件处于导通状态用于从第一主触点到第二主触点在通路上传送电流时，在时刻t0之后大约T/2，同时地接触该两相的所述第二主触点，并且在时刻t0之后大约3T/4，接触在所述第二相之前120电角度的第一所述相的可移动触点以接触该相的第二元件触点，并且在t0之后大约5T/4，接触所述第一相的所述第二主触点，T是所述交流电的周期。结果该相中的开关顺序将电流中的瞬变降低到接近于零。通过在另外两相后3T/4接触所述第一相的所述第二元件触点，在负载是电容器或电容器组的形式的情况下，开关设备将在其断开电流时其结束的同一点为电容器组通电，使得当这样的电容器或电容器组已经充电时涌流被最小化。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于控制各相的可移动触点相对于各相中电压过零以一延迟与所述第二元件触点接触，用于确保当进行所述接触时所述第二至少一个元件处于截止状态。
根据本发明的另一种实施方式，所述延迟是至少T/40并且短于T/4，优选地短于T/8。
根据本发明的另一种实施方式，所述单元适于控制所述可移动触点以在所述第二至少一个元件已开始导通后以一延迟接触所述第二主触点，用于确保这些相的这些元件处于导通状态。当然需要确保当进行接触时所述第二至少一个元件处于导通状态，但是接触的进行应该在已经进入所述导通状态之后尽量短，以避免产生弧。所述延迟优选地是至少T/40并且短于T/4，优选地短于T/8。
根据本发明的另一种实施方式，第一和第二所述至少一个元件与在第一相之后240电角度并且在第二相之后120电角度的第三相关联，其相对于相应的在第一和第二相中所述的第一和第二至少一个元件方向相反，这使得有可能加快接通和断开过程，导致系统中更少的瞬变。
根据本发明的另一种实施方式，适于在接通过程中使用的所述至少一个元件的数量高于适于在断开过程中使用的所述至少一个元件的数量。这是因为在接通过程中使用的所述元件必须能够截止闭合各第一开关之后的相的全部电压的事实。然而，在断开过程中使用的元件仅需要能够截止在各开关打开之前积累起来的电压的部分，使得通过仅使用一个旁路支线的元件用于断开并且使用另一旁路支线的元件用于接通，对于先前提到的元件成本可以以这种方式节省。当然使用与先前提到的元件一样多但额定值更低的元件是等效的。
根据本发明的另一种实施方式，设备具有在每个所述旁路支线中串联的多个所述元件，其可以适合于能够在所述元件的截止状态中共同截止要截止的电压。
根据本发明的另一种实施方式，设备包括用于每个旁路支线的外壳，所述外壳包围属于所述支线的所有所述至少一个元件，其形成适当的方式布置这样的元件，如二极管，保护它们与环境隔离。
根据本发明的另一种实施方式，每个所述至少一个元件是二极管，其组成一种具有成本效率的替代方式以在根据本发明的开关设备中实现这样的元件。
根据本发明的另一种实施方式，所述固定触点设计成部分地环抱可移动触点并且沿圆周地支撑在其上。这意味着在其移动期间也可以在固定触点和可移动触点之间实现低电阻接触。
根据本发明的另一种实施方式，所述主触点设计成包围和支撑在各可移动触点圆周的与所述元件触点相比显著更大的部分，所述元件触点不必与所述主触点一样良好地接触所述可移动触点。这意味着在弧形的可移动触点的情况下并且当所述固定触点相对于所述弧的中心基本布置在所述可移动触点外围时，在元件触点之间的间隙相对于将它们设计为主触点的情况将增加，使得可以由其间的间隙承受更高的电压。
根据本发明的另一种实施方式，所述固定触点相对于所述弧基本布置在所述可移动触点外围。
根据本发明的另一种实施方式，向至少一个所述固定触点提供有螺旋形弹簧，通过其各圈布置以支撑在所述可移动触点上，用于作为电流传送元件使用，这确保这样的固定触点与可移动触点的正确接触，同时允许合理的公差。
根据本发明的另一种实施方式，其适于连接到一个或更多电容器形式的负载，如电容器组，这是根据本发明的设备的优选的应用。
本发明也涉及根据本发明的设备的用途，用于相对于三相交流电压馈电器接通和断开一个或更多电容器以用于无功功率补偿。也可能使用根据本发明的多个设备用于将大电容器组划分成较小的单元并且用单独的所述开关设备操作每个单元，使得可以实现分级可控的电容器组。由于根据本发明的设备可以频繁地操作，可以追踪三相交流电压馈电器如中压配电系统的负载变化，并且电容器组可以例如在小时的基础上接通或断开以将功率损耗最小化并且提高系统中的最大功率流。
本发明也涉及根据本发明的设备的用途，用于在工业内或配电网内或传输网内供电，以及涉及这样的设备用于相对于三相交流电压馈电器接通和断开负载的用途，其适于具有1kV至52kV之间的电压并且在所述馈电器和负载之间传导100A至2kA电流。
本发明也涉及一种用于根据所附方法权利要求相对于三相交流电压馈电器接通和断开负载的方法，并且其优点从以上对根据本发明的开关设备的讨论中显现。
从以下描述中可见本发明进一步的优点和有利的特性。
附图说明
在下文中将参考附图具体地描述作为示例引用的本发明的优选实施方式，其中：
图1是非常示意性的电路图，示出了根据本发明的开关设备的可能的使用，
图2示出了根据本发明的实施方式的开关设备的透视图，
图3是示出了进一步细节的根据图2的开关设备的放大视图，
图4示出了根据本发明的实施方式的开关设备的固定触点设计的放大视图，
图5示出了根据本发明的实施方式的开关设备的简化电路图，
图6和图7分别地示出了在断开(打开)相对于三相交流电压馈电器的所述负载的操作期间，在各相的主触点之间的电压U以及在各相的馈电器和负载之间的电流I相对于时间的图形，
图8a至图8i示出了根据本发明的断开过程的顺序步骤，
图9和图10分别地示出了在接通(闭合)相对于三相交流电压馈电器的所述负载的操作期间，在各相的主触点之间的电压U以及在各相的馈电器和负载之间的电流I相对于时间的图形，
图11a至图11h示出了根据本发明的接通过程的顺序步骤，
图12和图13分别地示出了在断开(打开)相对于三相交流电压馈电器的所述负载的操作期间，对于充电电容器负载，在各相的主触点之间的电压U以及在各相的馈电器和负载之间的电流I相对于时间的图形，以及
图14至图17示出了根据本发明的设备的不同的可能实施方式的简化电路图。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的开关设备的可能的使用。根据本发明的若干开关设备1布置用于接通和断开电容器组单元2至5，其相对于中压配电网形式的三相交流电压馈电器7可以具有例如1、2、4和8Mvar，以用于无功功率补偿。示出了电容器组如何通过能够处理短路电流的断路器6连接到馈电器7。通过接通和断开不同数量的所述电容器组单元2至5，可以实现不同程度的无功功率补偿用于根据占主导的条件进行调整以将系统中的功率损失最小化。
图2更为详细地示出了根据本发明的实施方式的开关设备。同时参照图3至图5。设备具有触片形式的装置8至10，分别地用于连接三相交流电压馈电器的第一(I)、第二(II)和第三(III)相，以及装置11至13用于连接负载，如连接到电容器组。每相具有适于连接到所述馈电器的固定第一主触点14至16以及适于连接到所述负载的固定第二主触点15至19，以及可以在闭合位置和打开位置之间移动的可移动触点20至22，如图2所示在闭合位置其将所述第一主触点连接到所述第二主触点并且由此将馈电器连接到负载，并且在打开位置在所述主触点之间形成间隙。
对于分隔开的每相，在主触点之间的间隙中，设备还包括通过第一所述元件或串联和/或并联(诸如布置为堆叠(stack))的多个元件26至28连接到所述第一主触点的固定第一元件(二极管)触点23至25，以及通过第二所述元件32至34或多个串联和/或并联(如布置为堆叠)的多个元件连接到第二主触点的固定第二元件(二极管)触点29至31。所述元件在此是二极管，并且在下文中该词将被使用为元件。连接到同一二极管触点的二极管被封闭在其外壳45内。
示出了每相的四个固定触点如何沿圆弧布置以及每个可移动触点如何具有相应的弧形，使得在所述闭合位置各可移动触点接触所述二极管触点，以便一方面通过所述可移动触点并且另一方面通过所述二极管或多个与其串联的多个二极管，形成在所述第一主触点和第一二极管触点以及所述第二主触点和第二二极管触点之间的连接。
所有三个可移动触点20至22都固定地连接到一个并且相同的可移动部分，即电动机36的输出轴35，电动机36适于转动轴35用于移动可移动触点20至22并且由此打开或闭合开关设备并且由此打开或闭合所述馈电器和负载之间的连接。电机控制单元37从传感器38和39接收相对于在所述馈电器中的电流和电压的信息用于控制电机36。电机控制单元37也从感知电机轴35的位置的传感器50接收信号用于适当地控制轴35的移动并且在考虑从传感器38、39和50接收的信息而由此控制可移动触点。
通过选择可移动触点的长度以及每相的不同固定触点的定位的关系，可以获得机械偏移，使得在接通和断开操作期间在相之间产生确定的时间延迟。这意味着不需要单独控制每个单独的相，而是仅需要确保电机在确定的时间开始转动轴35并且随后以确定的速度转动它以获得用于接通和断开过程的所期望的顺序。下文将进一步详细描述这些过程。
从图3和图4清楚地显示，固定触点如何被从外部支撑在可移动触点上，并且为了该目的它们被设计成部分地环抱可移动触点用于沿圆周支撑在其上。由容纳在各固定触点内的弹簧40实现弹性支撑作用。也示出了主触点14、17如何设计为环绕并且支撑在各个可移动触点圆周的与二极管触点23、29相比显著更大的部分。更准确地，主触点覆盖超过可移动触点3/4的圆周，而二极管触点覆盖可移动触点少1/2的圆周。这样，每个可移动触点具有“香蕉形”以及基本圆形的横截面并且可以沿着由固定触点定义的路径移动。
电机被设计为仅在一个方向上转动用于实现设备的打开和闭合，其由图5中的箭头41指示。图5也显示与各相关联的第一和第二二极管彼此方向相反，并且第三相的二极管与另外两相相应的二极管的方向相反。这样做是为了允许更顺畅地相对于馈电器接通和断开负载，如以下将解释的那样。指出图5中的每个二极管符号可以代表多个二极管，如4个或8个串联的二极管。
现在参照图8a至图8i以及图6和图7描述用于图2至图5示出的开关设备的相对于馈电器断开负载的过程，图6和图7示出各相主触点之间的电压以及在负载和馈电器之间的电流相对于时间的发展，其中实线表示第一相I，较长虚线表示第二相II并且较短虚线表示第三相III。用在假定150A电容电流的11kV操作2.9Mvar电容器组的开关设备来进行试验。
过程开始于当传感器38感知到在第一相I中的电流的过零时，其由0指示。可移动触点随后具有图8a中示出的位置。电机36在一个时间点上开始从电机向可移动触点方向看顺时针地将轴转动一个周期T，该周期在三相交流电中50Hz频率的情况下意味着20ms，在时刻0之后在时刻T0可移动触点到达根据图8b的位置，其中第一相的可移动触点从该相的第一主触点分离。该相的第一二极管随后进入导通状态，使得当进一步移动到根据图8c的位置时通过该相的电流I现在基本上无弧地被转到二极管。在T0之后大约T/6(＝T1)，在该位置的第三相的可移动触点与该相的第一主触点分离，使得当进一步移动到根据图8d的位置时，该相III中的电流将被转到该相处于导通状态的第一二极管。在T0后大约T/3的时刻T2到达根据图8e的位置，并且当从该位置进一步移动时第二相的可移动触点将从该相的第一主触点分离用于将电流转到其第一二极管。
随后可移动触点的移动继续，并且在根据图8e的位置第一相的第一二极管将进入截止状态，使得当在T0后大约T/2的时刻T3到达根据图8f的位置时，该相的可移动触点20将从该相的第一二极管触点无弧地分离并且同时开始产生能够承受在可移动触点和所述二极管触点之间的恢复电压的间隙(见根据图8g的位置)，其中在第二和第三相中的第一二极管进入(T4)截止状态。在T0后大约3T/4的时刻T5，当进一步移动到根据图8h的位置时，第二和第三相的可移动触点将同时地从各第一二极管触点分离也用于开始产生这些情况的间隙。最后，到达图8i的位置，其中各相中的电压由在其第一和第二二极管触点之间的间隙承受。如图中所见，该断开过程不产生任何有害的瞬变。
现在参照图11a至图11h以及对应于图6和图7的图9和图10描述闭合过程。闭合过程从图11a中示出的打开位置开始，首先在感知到第一相中的电压的过零后按照箭头41开始转动电机轴并且由此将可移动触点移动一个周期。在图11b所示的时刻T0，其中第二和第三相的第二二极管处于截止状态，这些相的可移动触点将与这些相的第二二极管触点接触。第二和第三相的可移动触点随后进一步移动经过根据图11c的位置并且随后在t0之后大约T/2的时刻t1到达图11d的位置，在该位置这些相的第二二极管已进入到导通状态，使得流经二极管的电流将被转向流向这些相的主触点。当进一步移动到根据图11e的位置时，在t0之后大约3T/4的时刻t2当其第二二极管处于截止状态时第一相的可移动触点将与该相的第二二极管触点接触，并且随后当到达根据图11e的位置时该二极管已经处于导通状态并且传导电流，其随后在t0之后大约5T/4的时刻t3被转到该相的第二主触点。这样，当二极管处于截止状态时二极管触点已经闭合并且在电压的过零点通过各二极管接通电流用于平滑地增加通过各相的电流。
对应于图9和图10的图12和图13示出了用于接通充电电容器形式的负载的情况下当执行图11a至图11h中示出的接通过程时三相的电压和电流。显示不会发现明显的涌流，并且这是通过当经过其的相间电压是零时闭合第二和第三相并且在那之后3T/4闭合最后的第一相实现的，使得开关设备将在其断开电流时其结束的同一点为电容器组通电，并且由此将涌流最小化。这样，通过在已充电电容器上同步闭合而在电容器侧没有任何测得电压，从而实现卓越性能。
图14至图17非常示意性地示出了实现根据本发明的开关设备的不同方式。在这些图中仅示出了设备的一相的配置。当所述馈电器的交流电具有不止一相时，开关设备将有用于其它相的相应结构。
图14示出了具有适于在交流馈电器和负载之间的电流通路上串联的两个第一开关60、61的开关设备，并且每个开关有具有至少一个元件64、65的旁路支线，该元件有能力至少在截止方向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过，在此每个元件都由二极管表示。设备还具有与所述二极管64、65串联的并且布置为在第一开关60、61之间的中间开关的第二开关66。该配置对应于图2至图5中示出的实施方式的配置，其中第一开关的形成一方面是通过第一主触点14和二极管触点23与可移动触点20配合并且另一方面是通过第二主触点17和二极管触点29与可移动触点20配合。第二开关的形成是通过两个二极管触点23和29与可移动触点20配合。
图15示出了对根据图14的配置的替代配置，与其不同之处在与将第二开关66布置在其与第一开关60、61的串联的一端。具有根据图15的配置的开关设备的接通和断开的控制过程将与根据图14的配置的过程相似。
图16示出了进一步的替代配置，其具有两个第二开关，其中一个第二开关66’、66”与在每个旁路支线中的所述元件64、65串联布置。对于该配置，断开过程可以开始于其中所有第一和第二开关都闭合的状态，通过当与第一开关之一关联的元件处于导通状态用于通过其传送电流时控制该第一开关之一打开，并且当上述元件处于截止状态时控制与其串联的第二开关和/或与另一所述元件关联的第一和第二开关打开。这意味着当使用二极管64用于该断开过程时，该过程的完成可以通过打开第二开关66”或打开第一开关61和第二开关66”或者打开所有这些开关实现。接通过程的实现可以通过：控制第一开关之一闭合，随后当与第一开关其中另一个并联的第二开关的支线中的元件处于截止状态时控制上述第二开关闭合，并且最后当与上述第二开关并联的所述元件处于导通状态时控制上述第二开关闭合。
最后，图17示出了根据本发明的开关设备的进一步可能的配置。该配置与根据图14和图15的配置的不同之处在于其没有第二开关的事实，其也意味着元件64、65必须能够承受处于断开状态时在设备上的电压。断开过程的实现可以通过：当元件64处于导通状态用于传送电流时开始基本无弧地打开第一开关60。当元件64随后进入截止状态时无弧地打开第一开关61。接通过程的实现通过：当元件65处于截止状态时无弧地闭合第一开关60并且随后当元件65在传导电流用于通过第一开关61传送电流时基本无弧地闭合第一开关61并且完成接通过程。
本发明当然不以任何方式限于上述的实施方式，相反本领域的普通技术人员可以看到很多对其变更的可能性而不背离权利要求书中限定的本发明的基本思想。
如已经说明的，根据本发明的开关设备可以被用于相对于交流馈电器接通和断开电容器以外的其他类型的负载。而且，馈电器可以是电网以外的其他类型，如发电机。
尽管是优选的，可移动触点不一定沿着圆形路径移动，相反其他路径如直线是可能的。
开关设备也可以被用于背靠背地操作电容器组，并且现场试验已经表明根据本发明的开关设备随后产生非常低的涌流。这样，有可能在这些实施方式中取消限制涌流的电抗器。
附图中为每相示出的一个旁路支线的所述至少一个元件具有与另一旁路支线的所述至少一个元件相反的相对于所述电流通路的截止方向，但是本发明也包括具有布置为同一截止方向的所述元件的情况。然而，当要将充电电容器构成的负载连接到交流电压馈电器时，它们应当具有相反的截止方向。这是由于上述的在闭合其他两相后3T/4后闭合三相交流电压馈电器的最后一相的优选的特性。
本说明书中使用的术语“旁路支线”应理解为与各开关并联的支线，使得所讨论的所述至少一个元件与各开关并联连接。
指出在权利要求书中述及的所述“设备的另一个机械开关”不一定要位于接近所述第一开关，尽管它实际上甚至可能是第一开关之一，相反它可以布置在距所述第一开关相当远的距离并且是例如独立的隔离开关。
改变负载和馈电器到开关设备的连接侧使得在图2中的负载可以连接到触片8至10并且馈电器可以连接到触片11至13，这也属于本发明的范围。该配置的优点是可移动触点20至22在断开状态中可以被移动到更接近接通状态，而仍然保证馈电器的电流隔离，即接近图11b所示的位置，使得接通可以从该“就绪位置”更快地进行。然而，在这样的实施方式中，不会像在上文描述的实施方式的情况中那样，可移动触点20至22不会一离开相应的固定触点就造成馈电器的电流隔离，而是为此可移动触点比图8i中示出的移动更多。

Claims (46)

1.一种用于相对于交流馈电器(7)接通和断开负载(2-5)的设备，所述设备具有在适于连接所述负载和所述馈电器的电流通路中的至少一个机械开关，以及适于控制所述开关进行闭合和打开以分别执行所述接通和断开的单元(36-39)，
其特征在于，所述设备包括具有适于串联连接在所述电流通路中的两个第一所述机械开关(60，61)，并且每个所述机械开关有具有至少一个元件(26-28，32-34)的旁路支线，所述元件有能力至少在截止方向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过，并且所述单元适于与所述电流通路中的电流同步而控制断开过程，通过：当与第一开关之一并联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过所述至少一个元件传送电流时打开所述第一开关(60，61)之一，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时打开与所述元件串联的所述设备的另一个机械开关(60，61，66，66’，66”)；以及适于与所述馈电器中的电压同步而控制开关过程，通过：当与所述第一开关(60，61)之一并联的所述至少一个元件处于截止状态时闭合所述设备的另一个机械开关，并且当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于导通状态时闭合上述所述第一开关，其中所述第二开关(66)布置为在所述第一开关(60，61)之间以及与所述第一开关(60，61)串联以及与每个所述至少一个元件(64，65)串联的中间开关。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在两个所述第一开关(60，61)之外，所述设备还包括与两个所述旁路支线的所述至少一个元件串联的至少一个进一步的第二机械开关(66，66’，66”)。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备具有一个所述第二开关(66)，并且所述第二开关与两个所述第一开关(60，61)串联连接。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二开关(66)布置在其串联连接和所述第一开关(60，61)的一端。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其包括两个所述第二开关(66’，66”)，并且一个所述第二开关布置为与在每个所述旁路支线中的所述至少一个元件(64，65)串联。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其他开关是其他第一开关，并且所述设备仅具有两个机械开关(60，61)。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述断开过程，通过：始于第一开关(60，61)和第二开关(66)闭合的状态，当所述第一开关之一所关联的所述至少一个元件(64，65)处于导通状态用于通过其传送电流时控制所述第一开关之一打开，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时控制所述第二开关打开；以及适于控制接通过程，通过：控制所述第一开关(60，61)之一闭合，随后当与另一个第一开关关联的所述至少一个元件处于截止状态时控制所述第二开关(66)闭合，并且最后当与所述另一个第一开关并联的所述至少一个元件处于导通状态时控制所述另一个第一开关闭合。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述断开过程，通过：开始于所有第一开关(60，61)和第二开关(66’，66”)都闭合的状态，当与所述第一开关之一关联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时控制所述第一开关之一打开，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时控制与上述所述至少一个元件串联的所述第二开关和/或与另一个其他所述至少一个元件关联的第一和第二开关打开；以及适于控制接通过程，通过：控制所述第一开关(60，61)之一闭合，随后当与另一个第一开关并联的第二开关的在所述支线中的所述至少一个元件处于截止状态时控制所述与另一个第一开关并联的第二开关闭合，并且最后当与其并联的所述至少一个元件处于导通状态时控制上述第二开关闭合。
9.根据上述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述接通和断开过程，通过：利用所述旁路支线之一中的所述至少一个元件(64，65)的导通状态和截止状态用于接通过程，以及利用在另一个所述旁路支线中的所述至少一个元件(65，64)的截止状态和导通状态用于断开过程。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，为了形成分隔开的所述开关，其一方面具有适于连接到所述馈电器和所述负载其中之一的固定第一主触点(14-16)，并且另一方面具有适于连接到其他所述馈电器和所述负载其中另一个的固定第二主触点(17-19)，在所述主触点之间的间隙中一方面具有通过第一所述至少一个元件(26-28)连接到所述第一主触点的固定第一元件触点(23-25)并且另一方面具有通过第二所述至少一个元件(32-34)连接到所述第二主触点(29-31)的固定第二元件触点，以及具有在闭合位置和打开位置之间可移动的可移动触点(20-22)，其在闭合位置将所述第一主触点连接到所述第二主触点并且由此将馈电器连接到负载，在打开位置在所述主触点之间形成间隙；在于所述元件触点沿着所述可移动触点的延伸方向布置，使得在所述闭合位置所述可移动触点(20-22)与所述元件触点(23-25，29-31)接触，用于一方面通过所述可移动触点并且另一方面通过与其并联的所述至少一个元件，形成在所述第一主触点和第一元件触点以及所述第二主触点和第二元件触点之间的连接；并且在于所述单元(36-39)适于控制断开过程，通过：将可移动触点(20-22)的移动与所述馈电器中的电流同步，以便当所述第一至少一个元件(26-28)处于导通状态用于通过其传送电流时将所述第一主触点(14-16)从所述可移动触点分离，并且由此，当所述第一至少一个元件下一次处于截止状态时将所述第一元件触点(23-25)从所述可移动触点分离，以及适于控制所述接通过程，通过：将可移动触点的移动与所述馈电器的电压同步，其中可移动触点从其与第一主触点(14-16)和第一元件触点(23-25)接触的位置开始，当所述第二至少一个元件(32-34)处于截止状态时接触第二元件触点(29-31)并且当所述第二至少一个元件下一次处于导通状态时接触所述第二主触点(17-19)并且由此闭合在第一和第二主触点之间的通路。
11.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，其适于相对于三相交流电压馈电器接通和断开负载，并且所述设备，针对每个所述相(I，II，III)，具有所述机械开关和有所述至少一个元件的旁路支线的一个集合。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述三个可移动触点(20-22)固定地互联用于进行其移动，并且由此三相的接通和断开彼此依赖。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，调整所述可移动触点(20-22)的长度和/或每相的所述固定触点(14-16，17-19，23-25，29-31)的位置关系以实现机械偏移，导致在接通和断开的所述操作期间在各相之间确定的时间延迟。
14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述单元包括电动机(36)，并且一个或多个所述可移动触点(20-22)连接到所述电机的输出轴(35)。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，一个或多个所述可移动触点(20-22)是弧形的，所述弧的中心与所述电机的轴(35)重合。
16.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述断开过程，通过：控制第一相的可移动触点(20)在时刻T0从所述相的所述第一主触点(14)分离，并且大约在T0之后大约T/6控制在所述第一相之后240电角度的第三所述相的可移动触点(22)从所述相的第一主触点(16)分离，并且在T0之后大约T/3控制在第一相之后120电角度的第二相的可移动触点(21)从所述相的第一主触点(15)分离，用于通过各相的各所述第一至少一个元件(26-28)传送各相的电流，并且在T0之后大约T/2控制所述可移动触点继续移动用于将第一相的所述可移动触点(20)与所述第一元件触点(23)分离，并且在T0之后大约3T/4控制第二和第三相的可移动触点(21，22)同时地与这些相的所述第一二极管元件(24，25)分离，用于当各相中没有电流流动时开始形成所述间隙，T是所述交流电的周期。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述可移动触点(20-22)相对于各相中电流过零以一延迟从各第一主触点(14-16)分离，用于确保在所述可移动触点从各第一主触点分离时所述第一至少一个元件(26-28)处于导通状态。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/4。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/8。
20.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，在各第一至少一个元件(26-28)已进入所述截止状态之后，所述单元适于控制各相的所述可移动触点(20-22)短于T/4地从各第一主触点(23-25)分离。
21.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，在各第一至少一个元件(26-28)已进入所述截止状态之后，所述单元适于控制各相的所述可移动触点(20-22)短于T/8地从各第一主触点(23-25)分离。
22.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于在所述接通过程中控制各相的可移动触点(20-22)，通过：当这些相中所述第二至少一个元件(33，34)处于截止状态时，在时刻T0，同时地接触第二相和在第二相后120电角度的第三相的所述第二元件触点(30-31)，并且当所述第二至少一个元件处于导通状态用于从第一主触点(15，16)到第二主触点(18，19)在通路上传送电流时，在时刻T0之后大约T/2，同时地接触所述两相的所述第二主触点(18，19)，并且在时刻T0之后大约3T/4，接触在所述第二相120电角度之前的第一所述相的可移动触点(20)以接触所述相的第二元件触点(29)，并且在T0之后大约5T/4，接触所述第一相的所述第二主触点(17)，T是所述交流电的周期。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制各相的所述可移动触点(20-22)相对于各相中电压过零以一延迟与所述第二元件触点(29-31)接触，用于确保当进行所述接触时所述第二至少一个元件处于截止状态。
24.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/4。
25.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/8。
26.根据权利要求22至25任一项所述的设备，其特征在于，所述单元(36-39)适于控制所述可移动触点(20-22)在所述第二至少一个元件(32-34)已开始导通后以一延迟接触所述第二主触点(17-19)，用于确保此时相的这些元件处于导通状态。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/4。
28.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述延迟至少是T/40并且短于T/8。
29.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，与在第一相之后240电角度并且在第二相之后120电角度的第三相关联的第一(28)和第二所述至少一个元件(34)相对于对应的在第一和第二相中的所述第一和第二至少一个元件(26，27和32，33)方向相反。
30.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，适于在接通过程中使用的所述至少一个元件(32-34)的数量高于适于在断开过程中使用的所述至少一个元件(26-28)的数量。
31.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，在每个所述旁路支线中多个所述元件串联连接。
32.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，其包括用于每个所述旁路支线的外壳，所述外壳包围属于所述支线的所有所述至少一个元件。
33.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，每个所述至少一个元件是二极管。
34.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述固定触点(14-16，17-19，23-25，29-31)设计成部分地环抱所述可移动触点(20-22)并且沿圆周支撑在其上。
35.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，所述主触点(14-16，17-19)设计成包围和支撑在各可移动触点(20-22)圆周的与所述元件触点(23-25，29-31)相比显著更大的部分。
36.根据权利要求15或34所述的设备，其特征在于，所述固定触点(14-16，17-19，23-25，29-31)相对于所述弧的中心基本布置在所述可移动触点(20-22)的外围。
37.根据权利要求34或35所述的设备，其特征在于，向至少一个所述固定触点(14-16，17-19，23-25，29-31)提供螺旋形弹簧，通过其各圈而支撑在所述可移动触点上，用于作为电流传送元件使用。
38.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，其适于连接到一个或更多电容器形式的负载(2-5)。
39.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于，一个旁路支线的所述至少一个元件(64)相对于所述电流通路具有与串联连接到上述旁路支线的其他旁路支线的所述至少一个元件(65)的方向相反的截止方向。
40.一种根据上述任一权利要求所述的设备的用途，用于相对于三相交流电压馈电器(7)接通或断开一个或更多电容器(2-5)以用于无功功率补偿。
41.根据权利要求40所述的用途，用于在工业内或配电网内或传输网内供电。
42.一种根据权利要求1至39任一项的设备的用途，用于相对于适于具有在1-52kV之间的电压的三相交流电压馈电器(7)接通和断开负载(2-5)。
43.一种根据权利要求1至39任一项的设备的用途，用于相对于适于在所述馈电器和负载之间传导100A-2kA电流的三相交流电压馈电器(7)接通和断开负载(2-5)。
44.一种用于相对于交流电压馈电器(7)接通和断开负载(2-5)的方法，其中至少一个机械开关布置在适于连接所述负载和所述馈电器之间的电流通路中，其特征在于，所述开关设备的实现为包括串联连接在所述电流通路中的两个第一所述机械开关(60，61)的开关设备，并且每个所述机械开关有具有至少一个元件(64，65)的旁路支线，所述元件有能力至少在截止方向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过，并且在于与所述电流通路中的电流同步而实现断开过程，通过：当与所述第一开关(60，61)之一并联的所述至少一个元件处于导通状态用于通过其传送电流时打开所述第一开关(60，61)之一，并且当上述所述至少一个元件处于截止状态时打开与所述元件串联的设备的另一个机械开关(60，61，66，66’，66”)，以及在于与所述馈电器中的电压同步而实现开关过程，通过：当与所述第一开关(60，61)之一并联的所述至少一个元件处于截止状态时闭合所述设备的另一个机械开关，并且当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于导通状态时闭合上述所述第一开关。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，通过控制所述设备而实现相对于三相交流电压馈电器接通和断开负载，所述设备，针对每个所述相(I，II，III)，具有所述机械开关和具有所述至少一个元件的旁路支线的一个集合。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，针对开关设备实现所述方法，所述开关设备一方面具有适于连接到所述馈电器和所述负载其中之一的固定第一主触点(14-16)并且另一方面具有适于连接到所述馈电器和所述负载其中另一个的固定第二主触点(17-19)，在所述主触点之间的间隙中一方面具有通过第一所述至少一个元件(26-28)连接到所述第一主触点的固定第一元件触点(23-25)并且另一方面具有通过第二所述至少一个元件(32-34)连接到所述第二主触点的固定第二元件触点(29-31)，以及具有在闭合位置和打开位置之间的可移动的可移动触点(20-22)，其在闭合位置将所述第一主触点连接到所述第二主触点并且由此将馈电器连接到负载，在打开位置在所述主触点之间形成间隙，在于所述元件触点沿着所述可移动触点的延伸方向布置，使得在所述闭合位置所述可移动触点(20-22)与所述元件触点(23-25，29-31)接触，用于一方面通过所述可移动触点并且另一方面通过与其并联的所述至少一个元件，形成在所述第一主触点和第一元件触点以及所述第二主触点和第二元件触点之间的连接，并且在与于执行所述断开过程，通过：将各相的可移动触点(20-22)的移动与所述馈电器的各相应相中的电流同步，以便当所述第一至少一个元件(26-28)处于导通状态用于通过其传送电流时将所述第一主触点(14-16)从所述可移动触点分离，并且由此，当所述第一至少一个元件下一次处于截止状态时将所述第一元件触点(23-25)从所述可移动触点分离，以及在于执行所述接通过程，通过：将各相的可移动触点的移动与所述馈电器的相应相的电压同步，其中可移动触点从其与第一主触点(14-16)和第一元件触点(23-25)接触的位置开始，当所述第二至少一个元件(32-34)处于截止状态时接触第二元件触点(29-31)并且当所述第二至少一个元件下一次处于导通状态时接触所述第二主触点(17-19)并且由此闭合在第一和第二主触点之间的通路。
CN2008800037634A 2007-02-02 2008-01-28 开关设备及其用途以及用于开关的方法 Expired - Fee Related CN101601110B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20070101620 EP1953780B1 (en) 2007-02-02 2007-02-02 A switching device, use thereof and a method for switching
EP07101620.8 2007-02-02
PCT/EP2008/050921 WO2008092815A2 (en) 2007-02-02 2008-01-28 A switching device, use thereof and a method for switching

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101601110A CN101601110A (zh) 2009-12-09
CN101601110B true CN101601110B (zh) 2013-01-02

Family

ID=38134125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800037634A Expired - Fee Related CN101601110B (zh) 2007-02-02 2008-01-28 开关设备及其用途以及用于开关的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7977824B2 (zh)
EP (1) EP1953780B1 (zh)
JP (1) JP5405319B2 (zh)
CN (1) CN101601110B (zh)
AT (1) ATE497244T1 (zh)
DE (1) DE602007012203D1 (zh)
ES (1) ES2358686T3 (zh)
RU (1) RU2448386C2 (zh)
WO (1) WO2008092815A2 (zh)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009059662A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Mitsubishi Electric Corp 電力開閉装置およびその制御方法
EP2502248B1 (en) * 2009-11-16 2017-01-25 ABB Schweiz AG Device and method to break the current of a power transmission or distribution line and current limiting arrangement
US9165735B2 (en) * 2012-03-05 2015-10-20 Teradyne, Inc. High reliability, high voltage switch
EP2722859B2 (en) * 2012-10-16 2019-08-28 ABB Schweiz AG Multi-block hybrid vacuum circuit breaker having in series connected vacuum interrupters
US10232332B2 (en) 2012-11-16 2019-03-19 U.S. Well Services, Inc. Independent control of auger and hopper assembly in electric blender system
US10119381B2 (en) 2012-11-16 2018-11-06 U.S. Well Services, LLC System for reducing vibrations in a pressure pumping fleet
US10407990B2 (en) 2012-11-16 2019-09-10 U.S. Well Services, LLC Slide out pump stand for hydraulic fracturing equipment
US11449018B2 (en) 2012-11-16 2022-09-20 U.S. Well Services, LLC System and method for parallel power and blackout protection for electric powered hydraulic fracturing
US10020711B2 (en) 2012-11-16 2018-07-10 U.S. Well Services, LLC System for fueling electric powered hydraulic fracturing equipment with multiple fuel sources
US11476781B2 (en) 2012-11-16 2022-10-18 U.S. Well Services, LLC Wireline power supply during electric powered fracturing operations
US9410410B2 (en) 2012-11-16 2016-08-09 Us Well Services Llc System for pumping hydraulic fracturing fluid using electric pumps
US9970278B2 (en) 2012-11-16 2018-05-15 U.S. Well Services, LLC System for centralized monitoring and control of electric powered hydraulic fracturing fleet
US10254732B2 (en) 2012-11-16 2019-04-09 U.S. Well Services, Inc. Monitoring and control of proppant storage from a datavan
US9995218B2 (en) 2012-11-16 2018-06-12 U.S. Well Services, LLC Turbine chilling for oil field power generation
US10036238B2 (en) 2012-11-16 2018-07-31 U.S. Well Services, LLC Cable management of electric powered hydraulic fracturing pump unit
US11959371B2 (en) 2012-11-16 2024-04-16 Us Well Services, Llc Suction and discharge lines for a dual hydraulic fracturing unit
US9840901B2 (en) 2012-11-16 2017-12-12 U.S. Well Services, LLC Remote monitoring for hydraulic fracturing equipment
US9650879B2 (en) 2012-11-16 2017-05-16 Us Well Services Llc Torsional coupling for electric hydraulic fracturing fluid pumps
US9893500B2 (en) 2012-11-16 2018-02-13 U.S. Well Services, LLC Switchgear load sharing for oil field equipment
US10526882B2 (en) 2012-11-16 2020-01-07 U.S. Well Services, LLC Modular remote power generation and transmission for hydraulic fracturing system
US9745840B2 (en) 2012-11-16 2017-08-29 Us Well Services Llc Electric powered pump down
US9590536B2 (en) * 2013-03-15 2017-03-07 Rockwell Automation Technolgies, Inc. Two-step connection of electric motors by means of electromagnetic switches
DE102014102263B3 (de) * 2014-02-21 2015-04-23 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Laststufenschalter mit einem Gehäuse und einem austauschbaren Schaltmodul
DE102015217578A1 (de) 2015-09-15 2017-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Gleichstrom-Schalteinrichtung und deren Verwendung
US12027831B2 (en) * 2016-04-15 2024-07-02 U.S. Well Services, LLC Switchgear load sharing for oil field equipment
CA2987665C (en) 2016-12-02 2021-10-19 U.S. Well Services, LLC Constant voltage power distribution system for use with an electric hydraulic fracturing system
US10280724B2 (en) 2017-07-07 2019-05-07 U.S. Well Services, Inc. Hydraulic fracturing equipment with non-hydraulic power
CN107181269A (zh) * 2017-07-20 2017-09-19 南京捷泰电力设备有限公司 一种用两个开关实现带相间闭锁功能的三相负载切换装置
AR113285A1 (es) 2017-10-05 2020-03-11 U S Well Services Llc Método y sistema de flujo de lodo de fractura instrumentada
US10408031B2 (en) 2017-10-13 2019-09-10 U.S. Well Services, LLC Automated fracturing system and method
US10655435B2 (en) 2017-10-25 2020-05-19 U.S. Well Services, LLC Smart fracturing system and method
CA3084596A1 (en) 2017-12-05 2019-06-13 U.S. Well Services, LLC Multi-plunger pumps and associated drive systems
WO2019113153A1 (en) 2017-12-05 2019-06-13 U.S. Well Services, Inc. High horsepower pumping configuration for an electric hydraulic fracturing system
US11114857B2 (en) 2018-02-05 2021-09-07 U.S. Well Services, LLC Microgrid electrical load management
CA3097051A1 (en) 2018-04-16 2019-10-24 U.S. Well Services, LLC Hybrid hydraulic fracturing fleet
WO2019241783A1 (en) 2018-06-15 2019-12-19 U.S. Well Services, Inc. Integrated mobile power unit for hydraulic fracturing
US10648270B2 (en) 2018-09-14 2020-05-12 U.S. Well Services, LLC Riser assist for wellsites
US11208878B2 (en) 2018-10-09 2021-12-28 U.S. Well Services, LLC Modular switchgear system and power distribution for electric oilfield equipment
US11578577B2 (en) 2019-03-20 2023-02-14 U.S. Well Services, LLC Oversized switchgear trailer for electric hydraulic fracturing
WO2020231483A1 (en) 2019-05-13 2020-11-19 U.S. Well Services, LLC Encoderless vector control for vfd in hydraulic fracturing applications
US11542786B2 (en) 2019-08-01 2023-01-03 U.S. Well Services, LLC High capacity power storage system for electric hydraulic fracturing
US11009162B1 (en) 2019-12-27 2021-05-18 U.S. Well Services, LLC System and method for integrated flow supply line
WO2021190671A1 (zh) * 2020-05-10 2021-09-30 郭桥石 灭弧电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209814A (en) * 1977-10-19 1980-06-24 Gould Inc. Synchronous circuit breaker
CN1377051A (zh) * 2001-03-24 2002-10-30 王振民 无电弧断电交流电力开关

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1172345B (de) 1959-12-14 1964-06-18 Licentia Gmbh Elektrische Schalteinrichtung fuer Wechselstrom
FR2097618A5 (zh) * 1970-07-15 1972-03-03 Merlin Gerin
JPS4852062U (zh) * 1971-10-15 1973-07-06
JPS5042353A (zh) * 1973-08-18 1975-04-17
JPH0119292Y2 (zh) * 1978-10-23 1989-06-05
JPS61260516A (ja) * 1985-05-15 1986-11-18 日本高圧電気株式会社 高圧負荷開閉器
JP2506667Y2 (ja) * 1989-12-25 1996-08-14 日新電機株式会社 静止形コンデンサ設備用３相開閉装置
RU1812567C (ru) * 1990-08-08 1993-04-30 Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Научно-Производственного Объединения "Уралэлектротяжмаш" Им.В.И.Ленина Устройство управлени приводом высоковольтного выключател
US6114778A (en) * 1997-07-23 2000-09-05 Siemens Power Transmission & Distribution, Inc. High voltage synchronous switch for capacitors
SE518664C2 (sv) * 1999-11-18 2002-11-05 Abb Ab Transferswitch, användning av en sådan transferswitch, anläggning innefattande ett flertal transferswitchar, ställverk och förfarande för överföring av en matning av en last
SE0002126D0 (sv) 2000-06-07 2000-06-07 Abb Ab Förfarande samt anordning för manövering av en elektrisk kopplare
SE516437C2 (sv) 2000-06-07 2002-01-15 Abb Ab Förfarande, anordning, apparat och användning, dataprogram med dataprodukt för prediktering av en nollgenomgång hos en växelström
SE0003304D0 (sv) * 2000-09-18 2000-09-18 Abb Ab Förfarande samt anordning för tillståndskontroll av en elektrisk kopplare

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209814A (en) * 1977-10-19 1980-06-24 Gould Inc. Synchronous circuit breaker
CN1377051A (zh) * 2001-03-24 2002-10-30 王振民 无电弧断电交流电力开关

Also Published As

Publication number Publication date
US7977824B2 (en) 2011-07-12
DE602007012203D1 (de) 2011-03-10
EP1953780B1 (en) 2011-01-26
JP5405319B2 (ja) 2014-02-05
WO2008092815A3 (en) 2008-10-16
WO2008092815A2 (en) 2008-08-07
ES2358686T3 (es) 2011-05-12
EP1953780A1 (en) 2008-08-06
US20090315654A1 (en) 2009-12-24
ATE497244T1 (de) 2011-02-15
RU2448386C2 (ru) 2012-04-20
CN101601110A (zh) 2009-12-09
RU2009132965A (ru) 2011-03-10
JP2010532907A (ja) 2010-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101601110B (zh) 开关设备及其用途以及用于开关的方法
EP2056315B1 (en) Micro-Electromechanical system Based Switching
CN101114555A (zh) 包含波形临界点控制器和电压传感器的电路断流器
CN103282986B (zh) 具有真空开关管的分接开关
CN103077837A (zh) 自动转换开关和自动转换电源的方法
EP2478540A2 (en) Method and apparatus for performing on-load mechanical switching operations
CN104377690B (zh) 超高压电网可控移相器控制保护系统
CN101430966B (zh) 晶闸管直接切换有载分接开关
CN103247499A (zh) 混合电流开关装置
EP2162897A1 (en) Micro-electromechanical system based switching
US20090058573A1 (en) Power switching apparatus and method of controlling the same
CN103563030A (zh) 具有改进开关结构的分接头变换器
KR20150013539A (ko) 진공 소호 회로를 가진 전환 셀렉터
CN104377691A (zh) 超高压电网可控移相器控制保护方法
WO2004084389A2 (en) System for transferring load between sources
CN103021728A (zh) 中压配电设备
CN1227683C (zh) 控制电开关器件的方法和设备
WO2001037298A1 (en) An electric switching device
CN107919722A (zh) 避免中性极危险电压的自动转换开关及方法
CN103401250A (zh) 补偿无功调整有功的多功能智能装置
EP1214727B1 (en) Circuit breaker
RU2816793C2 (ru) Коммутационный аппарат среднего напряжения и управляющий блок для коммутационного аппарата среднего напряжения
US20220384123A1 (en) Vacuum interrupter module for a tap changer, power diverter switch, and tap changer
EP4115485B1 (en) A voltage link arrangement between power distribution grids
CN112117139B (zh) 改进的中压开关设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20150128

EXPY Termination of patent right or utility model