CN101952921A - 具有可运动的开关管的断路装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路装置(1)，其具有包含灭弧气体排出口(5)的开关管(3)。所述开关管(3)在灭弧气体排出口(5)区域与驱动杆(10)的耦合段(9)连接。所述耦合段(9)通过护盖(15)防止从灭弧气体排出口(5)中排出的灭弧气体的侵蚀。

Description

具有可运动的开关管的断路装置

技术领域

本发明涉及一种断路装置，其具有可运动的开关管以及具有驱动杆的在开关管的灭弧气体排出口区域被耦合连接到开关管上的耦合段。

背景技术

这种断路装置例如从法国的公开文献FR2760890A1中已公知。在该公开文献中描述了一种断路装置，其具有可运动的开关管，驱动杆的耦合段被耦合连接到所述开关管上。所述耦合段位于开关管的灭弧气体排出口区域。在公知的实施方案中，将耦合段实施成朝灭弧气体排出口的方向锥形收缩。为了保证足够的使用寿命，将耦合段构造成对局部高温且腐蚀性的灭弧气体具有相应的抵抗能力。

具有抵抗能力的构造，在这种情况下指采用了被实施得相当坚固并且因而较重的结构。随断路装置功率的增大，经驱动杆传递到开关管上的运动越来越复杂。尤其要求开关管具有较大的加速度。为此给用于驱动驱动杆和开关管的相应的驱动装置配备较高的功率。

较高的功率由具有较大能量需求的较强的驱动装置提供。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种断路装置，所述断路装置在驱动装置具有适当的能量需求的情况下，可以实施开关管的复杂运动。

按照本发明，该技术问题在本文开头所述形式的断路装置中通过下列方式得以解决，即，耦合段通过护盖防止灭弧气体的侵蚀。

通过在耦合段上设置护盖，耦合段可以防止灭弧气体的直接影响。所述护盖一方面可以被用于，将灭弧气体从耦合段中引开。但是也可以设定，使护盖主动地有助于灭弧气体的冷却。为此例如可以设定，护盖促进了灭弧气体的一种特别的转向/旋流，或者护盖分离出冷却灭弧气体的粒子。

耦合段例如可以是驱动杆的一部分。但是也可以设定，将耦合段实施成可以实现驱动杆与开关管连接的单独的部件。通过使灭弧气体转向或者冷却，可以以多种方式和方法构造所述耦合段。这样，例如可采用质量轻的设计结构，所述设计结构在去除了保护作用的情况下，至少长期地受到其结构中灭弧气体影响的危害。通过采用通常建立在较小密度材料基础上的轻质量的设计结构，可以减小运动系统的运动质量。通过这种方式，可以在维持或者减小通过驱动装置获得的驱动功率的情况下，达到开关管更轻便的运动性。所述轻便的运动性一方面可以导致对开关管的精密的控制，例如可以精确地加速开关管。另一方面还可以引起运动性能的改善，使开关管能最大限度地运动的速度，进一步得以提高。

开关管运动性能的改善，使得可以借助于开关装置对较大的断路电流加以控制。比较典型地可以将开关装置例如使用于高压断路器中，所述高压断路器在电能传输系统中被用于接通或断开电流电路。为此，可运动的开关管在其远离耦合段的那一端设有开关触头，所述开关触头可相对于对接触头运动且为了构成电流电路而与之保持电接触，并且可以为了断开电流电路而离开对接触头。

尤其在断开电流电路时会产生电弧，所述电弧将处于触头区域的介质膨胀成灭弧气体，同时这种灭弧气体至少部分地通过开关管朝灭弧气体排出口的方向运送，并且在那儿撞击到耦合段的护盖上。

可以设计另外一种有利的结构形式，将护盖支承在耦合段上。

将护盖支承在耦合段上，可以保持使护盖相对于耦合段的相对位置，与开关管或者耦合段的运动无关。由此可以限制护盖的空间膨胀，同时使耦合段足以通过护盖被加以防护。为了将运动系统内运动的质量保持较小，减小护盖的体积是有利的。

此外可以有利地设定，护盖基本上垂直于开关管轴线地定向。

开关管的排出口被有利地设计成，使得灭弧气体能够尽可能地沿开关管轴线的方向排出。在垂直于开关管轴线定向的护盖上，护盖的防护区域基本上沿轴向在护盖后面延伸。以此产生护盖的防护区域，其中护盖使灭弧气体一方面可以被有利地转向，并且另一方面在这样转向时可以被旋流和冷却。耦合段则可以在防护区域内延伸。如此，产生一种可能性，即，将用于驱动开关管所需的力，经耦合段尽可能地沿管轴线的方向传导到开关管上。因而除了可以采用轻型结构的耦合段外，还可以为开关管采用简便的设计结构。开关运动近似于直线地经耦合段传导到开关管上。由此，借助于相对轻质量的设计结构，开关运动几乎不扭曲地以及不倾斜地被传递。

此外可以有利地设定，护盖相对于开关管可运动。

护盖的可运动式支承，可以容许护盖具有一定的间隙。以此可以例如对突发产生的灭弧气流做出反应。护盖此时获得一定的运动并且可以灵活地对灭弧气流做出反应。此外，通过护盖和开关管之间的相对运动，产生一种使在运动链中可能出现的扭曲或者卡死脱开的可能性。在此，护盖对耦合段的保护作用保持不变。

可以有利地设定，护盖具有基本上呈罩式的结构。

罩式的结构，例如通过下列方式构成，在护盖的例如圆形的底面上，凸起一种拱形顶部。所述拱形顶部在此可以设有相应的措施，以便布设在拱形顶部后面的耦合段，能够穿过护盖与开关管连接。除了呈球形拱曲的罩式的结构外，还可以设定，在护盖底面的上部，成形一种基本呈圆筒形的部段，其中在基本呈圆筒形的部段的远离底面的那端，一种呈锥形收缩的结构，覆盖了基本呈圆筒形的部段。以此产生一种伸长了的罩式结构。在罩式结构的内部，从现在起可以伸展至少一部分耦合段。罩式的结构可以提供一种护盖的设计方案，所述设计方案在开关管管轴线或者耦合段运动方向的轴向和径向方向上，都能提供防护区域。

此外可以有利地设定，耦合段借助于连接件与开关管可运动地连接，其中所述连接件将护盖定位在连接件上。

耦合段和开关管是可拆卸地互相连接的各不相同的部件。为了使耦合段与开关管连接，可以设计一种例如被构造成销状、钩状、螺钉状或者其它适宜形状的连接件。开关管和耦合段的可运动式连接，允许运动链对扭曲、扭应力以及在将驱动运动从驱动装置经运动链传递到开关管上期间可能出现的类似的问题，进行脱离，以便尽可能地防止开关管受到外力的影响。

例如可以有利地设定，耦合段具有空槽，轴销穿过所述空槽并且嵌入开关管的对应的传动件的传动孔中。因此，开关管和耦合段之间的连接是通过连接件产生的。这种连接件还可以例如被嵌入护盖中并且将护盖固定在其位于连接件上的位置上。如此，用于连接耦合段和开关管所必需的连接件，被以简单的方式另外用于将护盖定位在耦合段上。因此不再需要另外的夹紧或者固定元件。以此可以对运动链的运动质量加以限制。

可以有利地设定，护盖遭受灭弧气体的面，至少局部地由塑料构成。

塑料尤其适宜，在热能的作用下释放出气体。这种气体被称作自产气体，因为它们是从塑料中释放出来的，其中这种塑料在其结构上，至少在其表面上发生了变化。通过这种方式被释放出来的冷却气体，除了旋流外，还对灭弧气体进行有效冷却。假如，如果各个面都配备了可替换的塑料件，是有利的。但是也可以设定，使护盖例如像注塑件似的，仅仅由塑料构成。这样做的优点是，护盖的质量变轻，其中护盖的大部分表面，可以被用于释放冷却的自产气体。在此，可以将护盖作为与耦合段无关的单独的构件来制造。但是也可以设定，通过对耦合段进行适当的涂覆来产生护盖。在这种情况下，耦合段和护盖构成了一种复合体。

可以有利地设定，耦合段至少局部地由金属构成。

采用金属作为耦合段，还可以将突发产生的力可靠地传递到开关管上。在远离耦合段的那端设有电开关触头的开关管，为了将电流传导到开关触头上，同样有利地由金属构成。用于驱动开关管的较大的力，可以因此经耦合段被导入开关管中。由于采用了护盖，耦合段可以防止受热的灭弧气体的侵蚀。由此，可以采用具有低熔点和低密度的金属。质量因此比传统的耦合段减小，更复杂的或者更快速的运动，可以通过这种方式被传递到开关管上。非铁金属如铝、铜和诸如青铜之类的合金，尤其如铝化合物，尤其适宜作为所述金属。通过护盖，耦合段的熔蚀或腐蚀减轻了。因此可以利用具有低熔点的金属，为耦合段和/或开关杆构建轻型的结构形式。

此外可以有利地设定，护盖罩式地套装到耦合段上并且在朝向开关管的耦合段的那端紧贴在所述耦合段上。

如果在护盖罩式的设计结构中，罩壳紧贴在耦合段的形状轮廓上并且沿灭弧气体的流出方向围包所述耦合段，是有利的。此时，如果护盖在朝向开关管的耦合段的那端紧贴所述耦合段，是有利的。以此可以将护盖对中在耦合段上，并且保证各个方向同样均匀的防护作用。

此外，在此可以有利地设定，扩宽的接缝从朝向开关管的耦合段的那端开始，在所述耦合段和护盖之间延伸。

通过使护盖紧贴在朝向开关管的耦合段的那一端面上，一方面可以实现护盖的对中。另一方面可以通过该贴合点，例如借助于连接件开始实施护盖相对于耦合段的定位。在耦合段和护盖之间形成的接缝，则可以尽可能连续地扩宽，从而形成一种例如喇叭形的环形间隙，其中间隙量沿喇叭形扩宽的方向增加。如此，可以给予护盖一定的灵活性和活动性，从而可以均衡例如温度的波动、机械的冲击等等，而不会造成护盖或者耦合段的直接的损坏。

附图说明

接下来在附图中示意性地示出了本发明且接着进行详细说明。附图中：

图1示出了通过断路装置剖开示出的剖视图，

图2示出了开关管、护盖以及耦合段的立体视图，以及

图3示出了通过耦合段和护盖剖开示出的剖视图。

具体实施方式

图1示出电开关装置的剖视图。所述电开关装置具有布设在气密的封闭壳体2内的断路装置1。所述气密的封闭壳体2，例如是一种被加载了地电位的导电的结构。但是也可以设定，将气密的封闭壳体2设计成例如由陶瓷外壳组成的电绝缘装置。气密的封闭壳体2的内部，充满电绝缘气体，例如氮气或者硫氟化物。这种电绝缘气体相对于气密的封闭壳体2的周围环境而言，优选具有更高的压力。所述电绝缘气体一方面被用作断路装置1的电气绝缘，另一方面，电绝缘气体还有助于中止/消除在开关过程中可能出现的电弧。

断路装置1具有可运动的开关管3。所述开关管3的管轴线，被定向为与断路装置1的纵轴线4同轴。开关管3在其远离断路装置1的触点间距的那端，具有灭弧气体排出口5。开关管3在其远离所述灭弧气体排出口5的那端，具有开关触头6。所述开关触头6与对接触头7构成断路装置1的触点间距。开关触头6和对接触头7可彼此相对运动。在图1中，在纵轴4线的上方，示出了断路装置1的断开位置，在纵轴4的下方，示出了断路装置1的接通位置。在图1中此外还可以看出，在开关触头6和对接触头7之间引燃了电弧8。所述电弧8可能在断开开关触头6和对接触头7之间的电流电路时产生。电弧8使处于开关触头6区域内的绝缘气体膨胀并产生灭弧气体。将这种灭弧气体通过开关管3朝灭弧气体排出口5的方向运送。这种运送例如是由触点间距区域与灭弧气体排出口5区域的压力差推动的。灭弧气体的流动可以另外通过机械的手段，如泵或者类似的装置加以促动。在灭弧气体排出口5的区域，灭弧气体被排出。开关管3在灭弧气体排出口5的区域与驱动杆10的耦合段9耦合连接。在此可以设定，所述耦合段9是构成驱动杆10整体不可缺少的组成部分，或者耦合段9是驱动杆10与开关管3之间的中间连接部件。有关耦合段9的详细的结构，在图2和图3中示出。

在图2中可以看出耦合段9，它是构成驱动杆10整体不可缺少的组成部分。所述耦合段9是被护盖15保护的部段。在这种情况下，驱动杆10由导电的材料，例如金属如铝制成。驱动杆10为此具有矩形的截面形状，所述矩形的截面形状开设了相应的槽，从而减轻了驱动杆10的质量，而不会不利地影响驱动杆10的机械强度。在开关杆10的朝向开关管3的灭弧气体排出口5的端部，开关杆10配设有耦合段9。在本实施例中，耦合段9是构成驱动杆10整体不可缺少的组成部分。如上所述，但是也可以设定，耦合段9和开关杆10是分开的部件。如果驱动杆10和耦合段9可以由不一样的材料制成，则可以例如这样设定。那么例如可以设定，将驱动杆10设计成电绝缘件，以及将耦合段9实施成导电的。

在本实施例中，耦合段9基本上被实施成相对于纵轴线4是旋转对称的。在此，耦合段9的筒体部分被构造成圆柱体形的，以及在其朝向开关管3的灭弧气体排出口5的那一端，被构造成呈锥形窄缩的(参照图3)。开关管3和驱动杆10与耦合段9沿纵轴线4的方向可运动(参照图1中的双向箭头)。耦合段9开设有槽形的凹槽11。在所述槽形的凹槽11区域，耦合段9被孔形的空槽贯穿，其中这种孔形的空槽在槽形凹槽11的两端延伸。在这种孔形的空槽12中，例如可插入被当作连接件使用的轴销。借助于所述轴销，可将开关管3的被当作传动件使用的连接板13，固定在槽形的凹槽11内。所述连接板13同样具有孔形的空槽，在已安装的状态下，轴销穿过所述孔形的空槽。通过轴销、槽形的空槽11和销紧在槽形的凹槽11中的连接板13，将耦合段9以及开关管3互相连接，从而使驱动杆10的运动可借助于耦合段9传递到开关管3上。轴销、连接板13和槽形的凹槽11的几何尺寸，在此被选取为，使得在开关管3和驱动杆10之间可以围绕轴销作回转运动。

连接板13借助于两个互相平行定向的舌板14，被固定在灭弧气体排出口5内。为此，连接板13可以例如与开关管3借助于一种材料相连的连接方法加以连接。

为了防止从灭弧气体排出口5中排出的灭弧气体的侵蚀，耦合段9被罩以护盖15。所述护盖15容纳了耦合段9的形状且在端面以及圆周方向上罩式地包围该耦合段9。在此，为了容纳连接板13，在护盖15中开设与耦合段9的槽形凹槽11相一致的槽形的凹槽。同样地在护盖15中布设与耦合段9的孔形的空槽12相配的孔形的空槽。护盖15被支承在耦合段9上且通过插入孔形空槽12中的轴销被固定在耦合段9上。

护盖15在其朝向开关管3的那端具有锥形收缩。该锥形收缩的端部过渡到一个基本上呈圆筒状的部段，所述基本上呈圆筒状的部段，在其自由端扩口式地按烟囱帽16的形式径向扩展地延伸。所述烟囱帽16构成了罩式护盖15的圆形底面的边界。

耦合段9以及护盖15的结构和装配，在图3中可详细地看出。可以看出，护盖15具有罩式的结构，其中护盖15的锥形收缩部分在槽形凹槽11两侧延伸的部段，被形状闭合地嵌入到耦合段9的凹槽17中。在此护盖15成形为，使得在端面被遮盖的耦合段9的区域中，能够实现护盖15尽可能无间隙地紧贴在所述耦合段。在耦合段9和护盖15之间形成的接缝18，尤其在耦合段9的基本呈圆柱形的区域中，被构建成尤其连续扩宽的接缝18。该接缝18，在护盖15的背面区域，一直延伸到呈环形环绕的烟囱帽16，烟囱帽16因而近似地与护盖15的基本呈圆筒状略微锥形扩展的部段具有相同的壁厚。可以看出，驱动杆10的耦合段9被护盖15罩式地包围。由于护盖15罩式的设计结构，处于护盖15防护区域里的部件，可防止灭弧气体的直接影响。借助于成型的烟囱帽16，护盖15的防护作用被扩展到驱动杆10的位于耦合段9后面的区域。

为了设计一种尽可能质量小的护盖15，在本发明的情况下设定，将护盖15制作成由塑料组成的压铸体或者烧结体，并且罩式地套装到耦合段9上。例如聚四氟乙烯或者其它适合用于排放自产气体的有机塑料，都适宜作为所述塑料。在使用具有一定弹性的塑料且设计了扩宽的接缝18时，可以实现护盖15的振动，从而不必担心例如由于热量差引起的体积变化或者波动，因为所出现的材料内应力而直接破坏护盖15。

Claims (10)

1.一种断路装置(1)具有可运动的开关管(3)以及具有在开关管(3)的灭弧气体排出口(5)区域耦合连接到开关管(3)上的驱动杆(10)的耦合段(9)，其特征在于，所述耦合段(9)通过护盖(15)防止灭弧气体的侵蚀。

2.按照权利要求1所述的断路装置(1)，其特征在于，所述护盖(15)支承在所述耦合段(9)上。

3.按照权利要求1或2所述的断路装置(1)，其特征在于，所述护盖(15)基本上垂直于开关管轴线(4)地定向。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，所述护盖(15)可相对于所述开关管(3)运动。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，所述护盖(15)具有基本呈罩式的结构。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，所述耦合段(9)与所述开关管(3)借助于连接件可运动地连接，其中所述连接件(9)将护盖(15)定位在该连接件(9)上。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，所述护盖(15)遭受灭弧气体的面，至少局部地由塑料构成。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，所述耦合段(9)至少局部地由金属构成。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，将护盖(15)罩式地套装到所述耦合段(9)上，且在所述耦合段(9)的朝向开关管(3)的那一端紧贴在所述耦合段(9)上。

10.按照权利要求1至9中任一项所述的断路装置(1)，其特征在于，扩宽的接缝(18)从耦合段(9)的朝向开关管(3)的端部开始，在该耦合段(9)与护盖(15)之间延伸。

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