CN102623234A - 包括真空盒的中压开关装置 - Google Patents

Abstract

本电流中断装置，作为支路连接在主电路(1，2，3)上的对主活动触头(3)的操作机构，包括在设备的打开或者闭合过程中拦截主活动触头(3)并且在建立电连接时旋转以打开真空盒的摇臂(12)。该摇臂是单一的且刚性的并且可以围绕两个铰接点(11，21)旋转，铰接点之一在打开操作过程中而另一个在闭合操作中是有源的，因此使得单一的摇臂能够更稳定地缩回。

Description

包括真空盒的中压开关装置

技术领域

本发明的对象是一种电开关或断路器，特别地，适于中压并包括真空盒的电开关或断路器。术语“中压”(MT)以它的通常意义进行使用，即表示大于1000伏但不超过52,000伏的交流电和大于1500伏但不超过75,000伏的直流电的电压。

背景技术

这样的设备必须执行电路的中断和隔离。它们的基本元件是在电路上的主活动触头以具有电路的闭合状态和打开状态。但是，电路的中断由于即便在活动触头打开时也会产生通过活动触头的电弧而具有问题。因此，通常增加分路连接到主触头的真空盒以使得主触头一打开电流就流动通过盒，这防止电弧的形成。当真空盒随之打开时，电路以可靠的方式中断，因为电弧立即在盒的真空中熄灭。

真空盒经由其打开的操作机构有利的是在活动触头的打开行程的一部分的过程中被活动触头自身促动以使得操作者具有单一的执行指令以及以使得真空盒的打开与主电路的打开具有非常小的时滞地同步进行。文献US-A-5,168,139、FR-A-2,721,434和FR-A-2,937,786描述包括上述部件的真空盒或开关。

在现有技术中已经提出各种操作机构，但是它们具有一定的复杂性，带来经济上的不利并且会降低它们的可靠性。原因之一在于，当闭合电路时主活动触头执行反向轨迹，因此如同它在电路打开过程中所做到的那样，它拦截操作装置，这不进行预防是不可能的，因为通常通过弹簧偏压到不可变状态的操作装置并不具有可逆的操作。在电路再次闭合过程中的拦截因此通过主触头或者操作装置的缩进，例如通过构造主触头或者操作装置为具有单向枢转(如在上面的第三个文献中一样)得以防止，但是这使得开关复杂并会有损它的可靠性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是简化这样的开关和/或断路器，更一般地说，简化电气开关装置，特别是中压装置。

总的来说，本发明涉及特别适于中断中压的装置，其具有支路连接在主要能够通过主活动触头打开或者闭合的主电路上的真空盒，该真空盒具有穿过壳体并支撑所述真空盒的活动触头的杆，所述开关进一步包括通过主触头促动并促动杆的真空盒的操作机构并包括连接杆和主活动触头的旋转摇臂。摇臂是刚性的并包括两个铰接区域，在主电路的打开和闭合操作过程中它分别围绕该铰接区域转动。

已知的由彼此铰接的两部分组成的复杂的摇臂因此被具有挠性并且没有固定的铰接点的单一的摇臂替换。可以限定为在两个固定点之间在摇臂的转动方向摆动的铰接的使用使得它能够在一个方向完全拦截主活动触头并被主活动触头所移动，但是不会在其它的运动方向缩回到主活动触头的前面。

在大多数实施例中，机构还包括将杆偏压到不可变的状态的弹簧，该弹簧可以例如连接到开关或者摇臂的固定结构，或者连接在真空盒的壳体和杆之间。

在重要的设计中，摇臂在所述铰接区域之一中铰接在杆上。在所述铰接区域的另一个中，操作机构然后可以包括固定销和摇臂的设置有长形孔的部分，当摇臂围绕铰接区域的所述一个转动时销在所述长形孔中移动。在另一设计中，杆刚性地固定到摇臂并且是挠性的。铰接区域然后有利地是摇臂与开关的固定部分的接触点，摇臂从而仅在其中它不被主活动触头偏压的状态下连接到杆。开关装置的所述固定部分可以属于固定到真空盒并包围杆的套筒，并且位于所述杆的每个侧面上。

通过支路到真空盒的电力传导可以通过摇臂产生，或者可以通过电连接到真空盒的活动触头并延伸直到大致重叠在拦截主活动触头的摇臂的自由端上的自由端的导电开关凸片产生，主活动触头在开关凸片的自由端上摩擦。

当该凸片存在时，摇臂还可以通过比由偏压弹簧施加的力更大的阻力在开关凸片上摩擦。该设计使得开关的两个稳定状态根据需要在摇臂的不同位置在没有主活动触头偏压的情形下产生。

主活动触头还可以是旋转的或者滑动的。

附图说明

现将仅仅是为了示例的目的参照下面的附图描述本发明的一些实施例，其中：

图1、2、3、4、5、6和7示出本发明的第一实施例以及打开和闭合电路的各个步骤；

图8、9和10同样地示出本发明的另一实施例；以及

图11、12、13、14、15和16示出本发明的第三实施例。

具体实施方式

如图1所示，开关装置，在此为开关，包括主电路，该主电路包括线路侧静触头1、负载侧静触头2和主活动触头3，该主活动触头3通过铰接4连接到负载侧静触头2并具有与线路侧静触头1的自由端连接的自由端，以建立如图1所示的电路的闭合状态。真空盒6形成主电路的分支。真空盒6包括壳体7、经由壳体7电连接到线路侧静触头1的静触头8、位于杆10的末端的存在于壳体7中的活动触头9，其中所述杆10的所述末端的相对末端在壳体7的外面延伸，与摇臂12形成铰接，所述活动触头9在真空盒6的在此所示的闭合状态中接触静触头8。壳体7内的气密度通过围绕杆10的风箱状件13保持，杆10的一端相对于壳体7的边缘密封，杆10的另一末端通过在接近于活动触头9处夹持在杆10上而进行调节。

开关凸片14包括轴15，该轴15沿着从它所接触的风箱状件13的末端到线路侧静触头1的末端的平行方向延伸到主活动触头3的自由端5的前面，并包括抹刀16形式的扩大末端，该扩大末端从与其垂直的轴15向着该自由端5从那里延伸一短的距离。摇臂12同样包括两个部分17和18，在该两个部分之间形成一角度，两个部分中的在壳体7的末端的前面延伸的第一个部分支撑铰接点11、在摇臂12和开关的固定结构19的点23之间拉伸的弹簧22的连接销、和孔20，其中也属于固定结构19的销21在所述孔20中滑动。第二部分18在开关凸片14的前面延伸，它们的自由端在所示的真空盒6的闭合状态下或多或少地垂直于图面的平面和主电路的平面对齐。开关凸片14和摇臂22可以通过摩擦或不通过摩擦而接触。

如图2所示，电路的打开借助于未示出的手柄通过主活动触头3的转动，并且与线路侧静触头1的重叠逐渐地停止而执行。但是，主活动触头3预先到达摇臂12的末端，以使得电流逐渐地导向通过由真空盒6占据的支路，这防止在触头1、3之间产生电弧。电力传导通过触头8和9、杆10和摇臂12执行，如果所有的部件都是导电的话。电力传导还可以经由触头8，9、因此必须能够导电的风箱状件13、和开关凸片14执行，如果开关凸片14在摇臂12或者主活动触头3上摩擦的话。

图3的步骤示出开关的打开，主活动触头3)线路侧静触头1完全分离，并且它开始推开(repel)摇臂12，但是摇臂12通过弹簧22在它的相对末端处得以保持，以使得它围绕销21旋转。杆10被拉动并从静触头8分离活动触头9。电流然后在真空盒6中中断。当主活动触头3的转动继续时，摇臂12的末端从主活动触头3脱离(图4)并可以返回到它的重新闭合真空盒1的位置(图5)，电路从而保持打开。但是，根据如图6所示的替代实施例，摇臂12和开关凸片14之间的摩擦也可以使得开关凸片14保持在主活动触头3推开它的位置，从而保持真空盒6打开，这可以改善断开性。

图7示出电路的重新闭合。主活动触头3在相反方向移动，在开关凸片14的前面通过，在开关凸片14上摩擦或不摩擦，并且拦截摇臂12的末端从而使得摇臂12在相反的方向旋转。但是，当触头8，9接触时，杆10保持不动并且摇臂12的转动围绕保持不动的铰接点11继续进行。弹簧22然后拉紧并且摇臂12在销21的前面移动，所述销在长形孔20中滑动。这持续直到摇臂12从自由端5的拦截中脱离。开关然后回复到图1的状态。

在另一实施例(图8)中，没有开关凸片14，同样也没有销21、孔20和铰接点11。但是，摇臂12保持与真空盒6的杆-其现在标为24-结合，所述杆由具有一定挠性的导电杆构成并嵌入在摇臂12中。弹簧25围绕杆24定位在风箱状件13内部并偏压触头8，9到闭合位置。套筒26最终建立在真空盒6的壳体7外面，围绕杆24并且停止于距离摇臂12一短的距离处。

如上述，电路的打开通过主活动触头3的转动开始(图9)，所述主活动触头的转动被摇臂12的自由端拦截。摇臂12的运动通过克服弹簧25拉动杆24而进行，由于主活动触头3在其上造成的转动而稍微弯曲杆而实现拉动，并且枢转点27最终通过摇臂12的一个末端与套筒26的一部分的接触而呈现。但是，当主活动触头3已经超过(overshoot)摇臂时，摇臂12由于弹簧25的杆24的挠性而回复到它的位置。

电路的重新闭合示出在图10中。主活动触头3使得摇臂12在相反的方向旋转，从而再次产生杆24在相反的方向的弯曲，并且另一枢转点28形成在摇臂12和套筒26之间，与在套筒26上的以前的点27相对。触头8，9可以稍微分离。

在另一实施例(图11)中，主活动触头-现标为30-能够平动运动并且在它的运动过程中在负载侧静触头29上运动。真空盒6和操作装置大致与第一实施例的相同，除了摇臂-现标为31-和开关凸片-现标为32的末端已经考虑与主活动触头30的拦截而按比例修改之外。主活动触头在平行于杆10的方向延伸，并在该方向延伸，并且依靠设置在那上面的突起33拦截摇臂31和开关凸片32。

图12示出电路的打开的开始。主活动触头30的一端34逐渐地离开电连接到负载侧静触头1的衬套(collar)35，而突起33抵靠着开关凸片32的末端滑动并且逐渐地将电流传递到真空盒6的支路中。图13示出主电路的断开和随后很快发生的真空盒的打开，突起33从而推动摇臂31的末端。当电路的打开完成时，摇臂31因此已经旋转以脱离突起33并且已经返回到它的位置(图14)，或者(图15)相反还没有完全返回到它的位置而是由于触头和开关凸片32之间发生的摩擦而保持触头8和9打开。当电路重新闭合时，主活动触头30使得摇臂31在另一方向旋转，因此如图在第一实施例中，随着摇臂31围绕销30旋转，迫使销21在孔20中运动，触头8和9被保持闭合，从而拉伸弹簧22。当突起33已经在闭合方向移动超过摇臂31时，开关回复到图11的状态。

Claims (14)

1.一种电流中断装置，特别地适于中压的电流中断装置，具有支路连接在能够通过主活动触头(3)打开或者闭合的主电路(1，2，3；1，30，29)上的真空盒(6)，所述真空盒(6)具有杆(10，24)，所述杆穿过壳体(7)并支撑所述真空盒的活动触头(9)，所述装置进一步包括通过主触头促动并促动所述杆的真空盒的操作机构，并包括连接杆(10，24)和主活动触头(3，30)的旋转的摇臂(12，31)，其特征在于，所述摇臂是刚性的并且包括两个铰接区域(12，21；27，28)，所述摇臂在所述主电路的打开和闭合操作期间分别围绕所述两个铰接区域转动。

2.如权利要求1所述的电流中断装置，其中，所述操作机构包括将所述杆偏压到不可变状态的弹簧(22，25)。

3.如权利要求2所述的电流中断装置，其中，所述弹簧连接到所述装置的固定结构(19)和所述摇臂。

4.如权利要求2所述的电流中断装置，其中，所述弹簧安置在所述壳体和所述真空盒的所述杆之间。

5.如权利要求1或者2所述的电流中断装置，其中，所述摇臂在所述铰接区域之一中铰接在所述杆上。

6.如权利要求5所述的电流中断装置，其中，在所述铰接区域的另一个中，所述操作机构包括固定销(21)和所述摇臂的提供有长形孔(20)的一部分，当摇臂围绕所述铰接区域的所述一个转动时所述销在所述孔(20)中移动。

7.如权利要求1-3中任一项所述的电流中断装置，其中，所述杆(10)刚性地固定到所述摇臂并且是挠性的。

8.如权利要求1-4和7中任一项所述的电流中断装置，其中，所述铰接区域是所述摇臂与所述装置的固定部分(27，28)的接触点，所述摇臂仅在它未被主活动触头偏压的状态下连接到所述杆。

9.如权利要求8所述的电流中断装置，其中，所述电流中断装置的所述固定部分属于固定到所述真空盒并围绕所述杆的套筒(26)，并且因此位于所述杆的每一侧上。

10.如权利要求1-9中任一项所述的电流中断装置，其中，所述摇臂和所述主活动触头之间的接触要么通过摩擦要么通过铰接抓持系统实现。

11.如权利要求1-9中任一项所述的电流中断装置，进一步包括导电开关凸片(14)，该导电开关凸片(14)电连接到所述真空盒的活动触头，并且延伸直到大致重叠在所述摇臂的拦截主活动触头的自由端上的自由端，所述主活动触头从而在所述开关凸片的所述自由端上摩擦。

12.如权利要求2和10所述的电流中断装置，其中，所述摇臂以比所述偏压弹簧施加的力更大的阻力同样在所述开关凸片上摩擦。

13.如权利要求1-11中任一项所述的电流中断装置，其中，所述主活动触头是旋转的。

14.如权利要求1-11中任一项所述的电流中断装置，其中，所述主活动触头是滑动的。

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