CN102761071A - 开关装置总成 - Google Patents

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Abstract

一种开关装置总成，包括：封装至少一个开关触头的柜形壳体；在所述柜形壳体上的至少一个透明的观察口；用于对所述至少一个触头进行照明的至少一个外部光源，以及用于观察所述开关触头的位置的反射光学装置；其中检视窗口在处于所述柜形壳体外部的安全距离处的前框架上，用于通过所述透明的观察口检视至少一个触头在所述光学装置上的反射，并且，其中所述光学装置通过将来自所述外部光源的光引导到所述至少一个触头上而对所述至少一个触头进行照明。

Description

开关装置总成
技术领域
本发明涉及电气设备。
具体地说，本发明涉及用于检测诸如开关装置的封闭电气设备中的电触头的状态的系统。
更具体地说，本发明涉及对诸如开关装置之类的电气设备中的旋转刀片式触头接地系统进行观察。
背景技术
开关装置被用于电力系统或电网中，且实质上是指用以将电气设备与电力线(mains)隔离的断路器、保险丝和/或断路开关的组合。开关装置被用于断电设备以允许完成工作并清除电气设备中的故障。这种类型的设备是重要的，由于它被直接关系到供电的连通性。
最早的中央电站使用安装在大理石或石棉绝缘面板上的简单的开式闸刀开关。然而，提高了功率水平和电压使得开式人工操作开关在用于断电电路的隔绝以外的任何应用中非常危险。直到二十世纪早期，开关装置组(switchgear line-up)仍由具有使用油断路开关的电操作开关元件的金属封闭结构制造。现在，油浸式设备大部分已经由允许大电流和功率水平的气体绝缘设备替代，以被安全地控制。
高电压开关装置在十九世纪末期被发明用于操作马达和其他电机。该技术随着时间的过去已经被改进并在高达1100kV的电压下被使用。然而，直到今天，仍需要人工观察触头。由于在封闭的壳体中观察触头是单调乏味的，而且由传感器产生的结果不是百分之百可靠，所以需要人工机构来观察封闭的电气设备中的内部部件。
在气体绝缘的开关装置的情况下，即使提供了前部检视窗口，由于其设计的局限，开关和触头的位置仍不能从前侧观察。此外，如果设备的状态不能恰当地确定，在维护工作期间拿工人的生命冒险是不可取的。在现有技术中，切口被直接提供到设备的前侧上以观察触头的位置。然而，由于构造、位置和设计的限制，这种方案已经是不成功的。此外，易变的壳体尺寸和开关朝向使得这种技术的实施受限。并且，壳体内气体的存在进一步降低了操作者的能见度。在另外的配置中，开关的位置被改变以将顶部具有线性运动触头的接地开关带到透明的玻璃绝缘层内部，从而触头的位置不能被清楚地看见。然而，这种配置由于需要新的开关来满足这种设计变化而逐步增加设备的成本。
德国专利No.296 08 127公开了内窥镜装置，其中该内窥镜装置通过引导管被直接引导至开关面板的检视窗口，以便能够观察布置在这些检视窗口后面的触点。可从前侧接进这些开关面板的引导管，从而操作人员能从开关面板的操作侧直接操作内窥镜装置。
所述内窥镜装置在其自由端被装备有光学透镜并且还具有光源，允许利用这些内窥镜装置观察设置在开关面板的壳体中的接触区域。同时，内窥镜装置必须以使图像片段和图像亮度充分满足能够以足够的可靠性评估触点的方式被定位。
因此，需要以更有效且更经济的方式观察和提供封闭电气设备内的照明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于在视觉上观察壳体内触头位置的开关装置总成。
本发明的另一目的在于提供一种可在现场或工厂安装的开关装置总成，其中封闭在储能电路中的触头能被清楚地观察。
本发明的再一目的在于提供一种能够减少为了观察多相触头而改变观察角度的需要的开关装置总成。
本发明的再一目的在于提供一种具有简化操作的开关装置总成。
本发明的再一目的在于提供一种具有附加安全措施的开关装置总成。
本发明的再一目的在于提供一种在结构和操作上经济的开关装置总成。
本发明的再一目的在于提供一种设计紧凑的开关装置总成。
根据本发明的一方面，一种开关装置总成，包括：封装至少一个开关触头的柜形壳体；在所述柜形壳体上的至少一个透明的观察口；用于对所述至少一个触头进行照明的至少一个外部光源，以及用于观察所述开关触头的位置的反射光学装置；其中检视窗口在处于所述柜形壳体外部的安全距离处的前框架上，用于通过所述透明的观察口检视至少一个触头在所述光学装置上的反射，并且其中所述光学装置通过将来自所述外部光源的光引导到所述至少一个触头上而对所述至少一个触头进行照明，从而触头的位置可清楚地看见而且维修人员可安全地执行维护工作。
附图说明
图1例示根据该发明一实施例的开关装置总成的侧视图；
图2例示根据本发明另一实施例的开关装置总成的分解视图；
图3例示出根据本发明一个实施例的开关装置总成的工作方式。
具体实施方式
当下文中以结合附图详细描述的示例性实施例进行考虑时，本发明可被更好地理解，且其进一步的优点和用途更加明显。这些实施例仅描述了一些不同方式，其中其它不同实施例的原理可被实现，而且所描述的实施例意欲包括所有这些实施例及其等同物，并且附图中使用的附图标记在整个说明书中对应于相似的元件。
图1例示出开关装置总成100，其具有封装旋转刀片式触头接地系统110的柜形壳体102、反射表面106和为了操作者的安全而需要远离操作者被紧固的高压设备。柜形壳体102具有为了安装至少一个外部光源(照明装置)110而被焊接到其上的支架108，其中所述光源110通过至少一个密闭性密封的观察口112被引导到壳体102内部。此外，另外的观察窗口114被提供在处于距柜形壳体102一定距离处的前框架116上，从而操作者将处于远离所述单元102的安全距离处。
柜形壳体102为由电抗性材料(electrically resistant material)形成的气密性封装的封闭件并且围绕一个或多个触头118。气体绝缘的电封闭件102具有设置在相对该封闭件更高势能处的电极(未示出)。所述封闭件102具有设置在内部的电绝缘的气体，从而使内部设置的电极与外部封闭件绝缘。触头118被设置在所述封装封闭件的内部区域中，并且具有能在关闭位置、打开位置和接地位置之间相对于彼此移动的触点。气密性封装的封闭件102由一种光线不能穿过的材料形成，并具有在壁中的观察口112以观察触头在所述壳体内的位置。
观察口具有由可见光能穿过的气密性材料诸如玻璃形成的聚焦透镜120形成。透镜系统120被设计为气密性且抗压的。根据要求，触头118的位置能通过透镜系统120监控，其中人工监控由操作者执行。根据本发明的另一实施例，所述检视窗口具有用于在达到检视窗口112的破裂极限之前检测压力过载的压力传感器(未示出)。
在发生故障的情况下，需要检视故障区域以评估损坏并确定损坏部分是否需要被替换或修复。为了以有效方式处理上述故障，需要具有在不去除绝缘气体的情况下允许目测触头并人工确定触头是否处于接地位置的有效的检视系统。当进行人工监控时，操作者通过形成在前框架116上的检视窗口114观察壳体102内的触头118。所述前框架116为从壳体102的顶部沿水平方向的延伸部，其中所述第二窗口114被放置地更加远离壳体102，由此为操作开关装置总成的使用者提供额外的安全性。第二窗口114的位置使得操作者能够通过柜中的光通道112观察反射表面106。由于柜形壳体102由光学耐光材料制成，因此在壳体内镜面反射将不会清晰可见。因此，诸如发光二极管(LED)的外部光源110或多于一个光源被安装在柜形壳体102的外部的接近光通道102的支架108上。LED以这样的方式被安装在支架108上，使得由LED发出的光线的光轴以及入射到在第二窗口114处的操作着眼睛上的光线的光轴对齐，以提供触头的合适照明。通常，通过使用与LED有关的交流到直流变换器(未示出)提供最小300流明的光通量，以清楚地观察壳体内触头的位置。反射表面为安装在支架122上的反射镜106，使得所有多相触头118从单个角度在反射镜106中可见。所述反射镜106和支架122形成开关装置总成的整体部分，并与开关装置总成具有固定的相对位置，其中反射镜106在其使用寿命期间不需要清洁，由此避免反射镜106的任何相对运动和由其引起的任何损失。根据本发明另一实施例，由于仅感兴趣的触头118对于操作者可见，且由此操作者将不被开关装置总成的其它部件混淆，因此触头上不需要标记。
图2例示出本发明的另一实施例，其中前框架216具有两个窗口。一个窗口214用于观察柜形壳体中的触头(未示出)，另一个窗口213用于通过手电筒或本领域已知的照明装置210来对触头218进行照明。用于对壳体内的触头进行照明的窗口213操作性地连接到内表面上具有反射涂层的钢管或塑料管250。在另一选择中，反射表面可代替反射涂层位于管道250内。管道250被放置为使光穿过管道并通过柜形壳体202中的光通道212到达柜形壳体后侧上的反射表面。因此，操作者能够通过柜形壳体202中的光通道212和在前框架216中的观察窗口214在反射镜206中清楚地观察触头。
图3例示本发明的工作模式，其中当操作者301将其眼睛放置在接近前框架316上的检视窗口314处时，操作者301能够观察触头318的图像。从触头318发出的光线319以特定角度入射到反射表面306上，在反射镜306上形成的触头的图像。反射的光线以与所述反射表面的法向面相同的角度反射。为了观察触头318的图像，触头需要被恰当地照明，以使光线在所有反射和在光线在其中传播的介质中的光的部分折射和吸收之后能够达到观察者的眼睛301。因此，照明装置，即LED 310或手电筒，结合内窥管道被对齐，使从反射表面到达操作者的眼睛的光线325的光轴与由照明装置发出的光线具有相似的路径。
当开关在接地位置且触头318需要被看见以确保恰当地接地时，光源被打开以对触头318进行照明。从开关触头发出的光线朝向形成触头图像的反射表面传播。反射光线穿过不同的透明的窗口，而且观察者观察接地触头的清晰图像以确定其对于维护人员执行维护工作是否安全。
根据本发明另一实施例，壳体中的光通道、前框架上的检视窗口以及安装在支架上的反射表面以这样的方式一同被对齐，使得触头仅在触头处于接地位置时可见。由此，可以避免由于触头位置造成的任何混淆。根据本发明另一实施例，LED仅在触头处于接地位置时被打开。由此，触头将在光源处于接地位置时可见。
考虑描述了目前用于提供开关装置总成的最佳模式的本公开，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员会自己提出很多修改和变型。在等同含义和范围内的所有这些变化、修改和变型被认为在该范围内。

Claims (13)

1.一种开关装置总成，包括：封装至少一个开关触头的柜形壳体；在所述柜形壳体上的至少一个透明的观察口；用于对所述至少一个触头进行照明的至少一个外部光源，以及用于观察所述开关触头的位置的反射光学装置；
其中检视窗口在处于所述柜形壳体外部的安全距离处的前框架上，用于通过所述透明的观察口检视至少一个触头在所述光学装置上的反射，并且，其中所述光学装置通过将来自所述外部光源的光引导到所述至少一个触头上而对所述至少一个触头进行照明。
2.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中当所述触头在接地位置时，所述至少一个触头通过所述透明的窗口在所述光学装置上被观察。
3.根据权利要求2所述的开关装置总成，其中所述透明的窗口为密闭性地密封的光通道，以观察所述至少一个触头。
4.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述光学装置为反射镜。
5.根据权利要求4所述的开关装置总成，其中所述反射镜被安装在所述壳体后侧的支架上。
6.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述检视窗口的位置与所述触头对齐，以沿一个观察角度观察所有触头。
7.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述前框架沿水平面延伸远离所述壳体，以为操作者提供额外的安全性。
8.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述外部光源为发光二极管(LED)。
9.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中来自所述外部光源的照明光被引导到所述反射镜上。
10.根据权利要求9所述的开关装置总成，其中所述照明装置具有最小300流明的光通量。
11.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述柜形壳体被充以气体。
12.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述触头为刀片式触头。
13.根据权利要求1所述的开关装置总成，其中所述触头能在关闭位置、打开位置和接地位置之间移动。
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