CN102648507A - 具有化学装料装置的低压、中压或者高压开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压、中压或者高压开关设备，其具有用来驱动电气触点的闭合和/或断开的化学装料装置，和带有化学装料物质的引信或点火线缆，以点燃化学装料。为了实现有效的电偶隔离，本发明的目标是引信线缆的化学装料物质至少在点燃之前的状态中以及沿着至少一部分长度上为电气绝缘的，以促使或者实现确定的低压、中压或者高压电平和地电平之间的电位隔离。

Description

具有化学装料装置的低压、中压或者高压开关设备

技术领域

本发明涉及一种低压、中压或者高压开关设备，根据权利要求1和8的前序，其具有用来驱动电气触点的闭合和/或断开的化学装料(charge)装置和引信或点火线缆，点火线缆带有化学装料物质以点燃化学装料。

背景技术

在现有技术中，中压使用中的气体装料驱动的开关设备是众所周知的。

在专利DE 26 54 441 A1中公开了这种开关设备的一个示例。这种开关设备的驱动器由气体装料容器致动。几个容器被放置在容器盒中。在现有技术的相对早的技术中，化学装料不是直接地置于接触棒上。

因此，如果在负载传输和接触棒之间实现几个机械装置，就会在驱动动作中引入机械游动(mechanical play)。

因此，必须被驱动的气体装料必须尽可能地靠近触点或者接触棒。

但是，存在如下的普遍的问题。化学装料位于触点或者触点驱动器附近，这些部件是处于高电压电位，尤其是在串联布置的情形。为了点燃该化学装料，不得不采用信号线缆。因此，到化学装料的电气触点是处于高压电位。该线缆的另一侧必须以下面这种方式进行电气处理：点燃系统或者线缆或者采用的任何部件应当对不同的电位和/或接地电位之间进行隔离，以为开关装置的操作提供高安全性。因此，需要一种绝缘部件，其将电能从电位或者地电位或者接地电位传送到低压、中压或者高压电位。另一种已知的处理该问题的技术方法是在地电位和更高的电压水平之间安装变压器。通过安装特定的变压器，能够产生用来隔离这两个电压水平的电偶屏蔽。

因此，本发明的目标是以更加有效的方式来实现这些绝缘特性，从而利用更简易的点燃装置。

发明内容

具体地是由权利要求1所述装置来解决上述问题。

前述的引信或者点火线缆还有不同的同义词表示。其中之一为导火索。这意味着，该线缆本身是由化学装料物质组成的。

因此，本发明的核心特征是在于引信或点火线缆的化学装料物质至少在点燃之前的状态并且至少在其长度的一部分长度上是电气绝缘的。

另一具有优势的实施方式是引信线缆的化学装料物质由电气绝缘的外壳所包围。也就是，该线缆在其全部的截面上都是绝缘的。

在另一有优势的实施方式中，引信线缆的长度的一部分包有绝缘的颗粒矿物材料。该实施方式独立于前述的绝缘外壳的存在。其能以高功能被利用，也就是意味着需要或者不需要另外的绝缘外壳均可。颗粒的矿物材料使得点火产生的颗粒被吸收，以防止导电碳线路的形成。

而且，说明了一个具体的实施例，在绝缘外壳或者引信线缆自身至少沿着其全部长度的一部分被陶瓷覆盖物或者罩子所覆盖。这样还防止了碳迹线可能沉积在开关设备的周围器件上形成导电路径。该实施方式防止了这一点。

另一实施方式是化学装料物质的表面和/或绝缘外壳表面被处理为憎水物。通过这样也能防止由于潮湿可能形成的导电路径。

根据引信线缆在具有用来闭合和/或断开电气触点的装置或者驱动器的低压、中压或者高压开关设备中的使用，本发明在于这样的引信线缆在低压、中压或者高压开关设备中被实现，以通过点燃至少一个前述的引信线缆来操作或者驱动所述电气触点的断开或者闭合装置。

另一实施方式是所述引信线缆由小的化学装料驱动的点火器所点燃。

在另一具有优势的实施方式中，为了操作前述的电气触点的断开或者闭合，所述引信线缆由干扰光弧或者在故障中出现的其它热源所点燃，或者由对光弧或热源敏感的传感器所点燃。在使用这种规定的引信线缆中，不需要另外的点火或者传感器装置来操作触点的断开或者闭合。

对于多相结构而言，可能需要多个引信。这时，多个引信线缆经由点火分配器相互连接。

在一个具有优势的实施例中，用来点燃所述引信线缆的点火器装置在电气上处于接地电平，触点的驱动器装置的化学装料处于高电压水平，以使得所述引信线缆设置在电气接地电平和高电压电平之间。

在另一实施方式中，对于多相开关设备的各个中断器，设置了独立的化学装料线缆和/或引信线缆。

因此，具有优势的是，第一点火器由化学装料点火并将点火脉冲发送到分配器，该分配器将点火分送到3个其他引信线缆，引信线缆连接到三相开关设备的三个中断器的化学装料。

另一具有优势的是，为了点燃所述引信线缆，引信线缆具有位于开关装置中的点火端，或者该点火端处于对应的靠近预计具有弧光或者另一故障热源的位置的环境中。

另一实施例中的开关装置具有短路电路，例如，灭弧装置，其中借助至少一个化学装料来操作闭合装置，所述触点被闭合，化学装料被预先点燃的引信线缆所点燃，以实现同另一电位或者接地电压的短路。

另一实施方式是开关装置具有中断器，其中所述触点被化学装料断开，化学装料被预先点燃的引信线缆所点燃，以实现断开电路。

为了将引信线缆用作信号元件以及作为操作装置处的化学装料功能，提出引信线缆的一端被卷进或者基本上置于闭合的压缩室，其中，活塞与触点的断开或者闭合装置在机械上相配合。

另一实施例在于引信线缆被设置为弯曲的形式，以延长点火路径和为需要的机械操作存储足够的能量。

在一个具体的实施例中，引信线缆曲线被设置在陶瓷的或塑料的支架上。

因此，本发明的主要思想就在于化学装料被一种化学装料线缆所点燃，化学装料线缆包括或者充满化学装料物质，其中线缆的化学装料物质为电气上绝缘的装料物质。通过这种方式，点火线缆自身为绝缘部件。因此，点火信号将不会被电气导通路径所传送，而由由所谓的引信线缆传输的化学装料信号所传送。

不需要变压器或者其它的任何装置来实现不同的电位之间或者高压同接地电位之间的隔离。

类似于以上描述的，在现有技术中安装有变压器，其将电位或者接地电位的能量转换为另一电位或者更高的电压水平。基于利用引信线缆来将所需要的点火能量转移到化学装料或者微型气体发生器的原理，新发明公开了化学装料线缆的使用。该系统的优势在于如果需要的话，线缆是处于高压与地之间或者不同的电位之间是绝缘的新的状况中。而且，在点燃之后，引信线缆具有7000到10000米/秒(m/s)范围内的燃烧速率。在一些情形中，燃烧速率可能降低至大于700m/s。因此，在相对短距离的应用中，对于驱动用于对主中断器进行开关的化学装料，也能够保证非常短的反应时间。由于这种高的燃烧速率，所以在给定的用于点火的电气信号和这种情形中的化学信号之间没有功能损耗，与50/60赫兹的能量网络对应。

附图说明

更多的实施例在附图中说明并在下面进行描述。

图1：发明用于快速限流器。

图2：发明用于灭弧装置。

图3：燃烧弧的快速检测。

具体实施方式

图1示出了典型的快速限流器。如果线缆燃烧得足够快，剩余的通道将具有介电刚性(在燃烧之后)，利用该系统可实现化学装料的点火，而且提供了同导体或者接地的电气绝缘。因此，图1仅仅示出了两个部件10和20之间的电偶隔离的原理图。线缆的靠近绝缘部件10的一侧向桥或者中断部件50传送电流，化学装料60位于中断部件50中。化学装料将被部件10的位置一侧上的输入电流所点燃。靠近绝缘部分20的另一侧已经处于中压电位或者为低压或高压电位。因此，在化学装料60后面有引信线缆，其自身为电气绝缘的。引信线缆将由化学装料或者预装料60所点燃，以使得信号沿着引信线缆30到达位于靠近必须被断开或者闭合的触点的开关装置附近或者在其内部的点火匣40。

图2示出了一种在新的发明中使用的典型的灭弧装置。为了点燃主装料装置或者形成高电位，可采用化学装料线缆。在新的条件下，在介电性的角度看，该线缆在一个电位或者高压电位同另一电位或者地电位之间的介电性将足够刚性。当点燃一个电位或者高压电位上的主装料装置时，该线缆可被燃烧。在点燃引信线缆后，该线缆的燃烧速度处于7000到10000m/s之间的范围(或者在某些情形中速度可降低到大于700m/s)，燃烧速度将足够快来点燃一个或者多个串联布置的灭弧装置。因此，从图1中可以看出，微型气体发生器100被实现在几个串联布置的灭弧装置200中。根据以上提到的本发明意义上的化学装料，各个微型气体发生器100自身点燃引信线缆。因此，引信线缆在与电子设备的线缆500关联的点火匣中结束。

图3示出了开关装置中的燃烧弧的检测。在该示例中，引信线缆被布置在开关装置的不同分隔室中，弧可将该检测线缆(引信线缆)点燃。通过在燃烧线缆中的燃烧，灭弧装置可从该线缆中直接被点燃。这意味着在这种布置或者情形中，不存在需要进行检测内容和运送微型气体发生器的能量将灭弧装置点燃的电子设备。事实上，灭弧装置直接同被点燃并燃烧的线缆相作用，像图3中所示那样。

图4示出了一个具体实施例，其中引信线缆的长度的至少一部分是被设置在陶瓷壳体中，以防止开关设备的一个电位或者高压电位和低电位部分之间的导电碳材料的沉积。因此，图4示出了采用快速限流器的实施例。引信线缆被设置在其中可能充满沙子的陶瓷壳体70中。

Claims (19)

1.一种低压、中压或者高压开关设备，其具有用来驱动电气触点的闭合和/或断开的化学装料装置，和带有化学装料物质的引信或点火线缆，以点燃化学装料，其特征在于：所述引信线缆的化学装料物质至少在其点燃之前的状态中以及至少沿着其长度的一部分是电气绝缘的，以促使或者实现确定的低压、中压或者高压电平和地电平之间的电位隔离。

2.根据权利要求1所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，引信线缆的化学装料物质被电气绝缘的外壳所包围。

3.根据权利要求1或2所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，引信线缆的长度的一部分包有绝缘的颗粒矿物材料。

4.根据权利要求3所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，至少沿着引信线缆的全部长度的一部分，所述绝缘外壳或者引信线缆自身被陶瓷覆盖物或者罩子所覆盖。

5.根据如前所述权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，所述化学装料物质的表面和/或绝缘外壳的表面被处理为憎水物。

6.根据如前所述权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，所述引信线缆沿着其长度具有至少一个缩颈。

7.一种低压、中压或者高压开关设备，其具有用来闭合和/或断开电气触点的装置或者驱动器，其特征在于：在低压、中压或者高压开关设备中采用了如前述的权利要求之一中的引信或者点火线缆，以通过点燃前述的引信或者点火线缆中的至少一个来操作或者驱动所述电气触点的断开或者闭合的装置。

8.根据权利要求7所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于所述引信或者点火线缆由小的化学装料驱动的点火器所点燃。

9.根据权利要求7或8所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，为了操作前述的电气触点的断开或者闭合，所述引信或者点火线缆由干扰光弧或者在故障中出现的其它热源所点燃，或者由对光弧或热源敏感的传感器所点燃。

10.根据权利要求7或8所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，在采用多个引信或者点火线缆时，多个引信或者点火线缆经由点火分配器相互连接。

11.根据权利要求10所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，用来点燃所述引信或者点火线缆的点火器装置在电气上处于接地电平，触点的驱动器装置的化学装料处于高电压电平，以使得所述引信或者点火线缆设置在电气接地电平和高电压电平之间。

12.根据前述的权利要求之一所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，对于多相开关设备的各个中断器，设置了独立的化学装料线缆和/或引信或点火线缆。

13.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，第一点火器由化学装料点火并将点火脉冲发送到分配器，该分配器将点火分送到3个其他的引信或者点火线缆，该引信或者点火线缆连接到三相开关设备的三个中断器的化学装料。

14.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，为了点燃所述引信或点火线缆，引信或者点火线缆具有位于开关装置中的点火端，或者该点火端处于靠近预计是弧光或者另一故障热源的位置的对应的环境中。

15.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，所述开关装置具有短路设备(灭弧装置)，其中借助至少一个化学装料来操作闭合装置，所述触点被闭合，该化学装料被预先点燃的引信或者点火线缆点燃，以实现同接地电压电平的短路。

16.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，所述开关装置具有中断器，其中所述触点被化学装料断开，该化学装料被预先点燃的引信或者点火线缆点燃，以实现断开电路。

17.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，引信或者点火线缆的一端被卷进闭合的压缩室，其中活塞与触点的断开或者闭合装置在机械上相配合。

18.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，所述引信线缆被设置为弯曲的形式以延长点火路径。

19.根据前述的权利要求中的一个权利要求所述的低压、中压或者高压开关设备，其特征在于，引信线缆曲线被设置在陶瓷的或者塑料的支架上。

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