CN102842445B - 开关装置以及相关的电力分配系统和风力发电厂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及开关装置以及相关的电力分配系统和风力发电厂。该开关装置为一种用于电路的开关装置,包括能够在闭合位置与断开位置之间运动的至少一个触头,在闭合位置其联接于对应的固定触头,而在断开位置其与所述对应的固定触头隔离开。该开关装置包括至少一个锁定装置,该至少一个锁定装置构造成能够在息止构型与操作构型之间被致动,在息止构型所述至少一个可动触头自由运动,而在操作构型其将所述至少一个可动触头锁定在断开位置。锁定装置构造成输出一个或多个电信号,该一个或多个电信号指示息止构型、操作构型和正在致动状态中的至少一者,在正在致动状态锁定装置本身正在所述息止构型与操作构型之间运动。
Description
技术领域
本公开涉及一种具有其锁定状态和/或解锁状态的改进的信号传输的用于电路的开关装置,具体地为一种用于低压或者中压电路的开关装置。
背景技术
如已知,典型地是电路断路器、切断器和接触器的用在低压和中压电路中的开关装置是如下装置:该装置设计成允许它们所安装的电路中的特定部件以及关联电负载的正确操作。
为了本公开的目的,术语“低压”指的是操作电压高达1000VAC/1500VDC的应用,并且术语“中压”指的是从1kV直至例如50kV的几十kV范围中的应用。
已知的开关装置通常包括容纳一个或者多个电气极杆的壳体,每个电气极杆包括至少一个可动触头和对应的固定触头。
驱动机构导致可动触头能够在第一闭合位置与第二断开位置之间运动,在第一闭合位置它们联接于对应的固定触头,而在第二断开位置它们与对应的固定触头隔离开。
通常通过操作性地连接于可动触头的主轴来执行驱动机构在可动触头上的操作;驱动机构的运动链系导致主轴为了断开或者闭合开关装置而进行期望的运动。
为了导致开关装置的断开或者闭合,可以由操作者手动地致动驱动机构,或者当出现电气故障或者失灵——例如当出现短路或者电气过载时——并且因此需要断开开关装置时,可以由一个或者多个保护装置致动驱动机构。
此外,可以由例如诸如马达操作设备(MOE)或者线圈致动器之类的一个或者多个附件致动驱动机构用以便导致开关装置断开或者闭合。
在本领域的当前状态中,已知各种类型的锁定装置,该锁定装置操作性地连接于运动链系的一个或者多个部件,从而通过这种运动链系间接地作用在旋转轴上以将可动触头锁定在它们的断开位置,因此防止锁定的断开的开关装置的再闭合。以这种方式,操作者可以以安全的方式操作安装有开关装置的电路的一个或者多个部件。
已知的锁定装置构造成:例如,通过一个或者多个它们的组成部件的定位,仅可视地发出它们的致动以及因此断开的开关装置的锁定状态的信号。仅靠近开关装置的操作者可以可视地检查这种锁定状态。
当开关装置定位在不可易于接近的位置时,或者许多开关装置定位在它们所安装的电路中的不同的且远的位置时,这种情况是特别不利的。例如,在风力发电厂中,开关装置安装在风塔的基座处或者顶部上。
因此,在本领域的当前状态中,尽管已知的方案以较满意的方式运行,仍存在进一步改进的原因和期望。
发明内容
这种期望通过一种下述的用于电路的开关装置来实现:该用于电路的开关装置包括能够在闭合位置与断开位置之间运动的至少一个触头,在闭合位置其联接于对应的固定触头,而在断开位置其与所述对应的固定触头隔离开。该开关装置包括至少一个锁定装置,该锁定装置构造成在息止构型与操作构型之间被致动,在息止构型所述至少一个可动触头自由运动,而在操作构型中其将至少一个可动触头锁定在断开位置。该锁定装置构造成输出一个或者多个电信号,该电信号指示息止构型、操作构型和正在致动状态中的至少一者,在正在致动状态锁定装置本身正在所述息止构型与所述操作构型之间运动。
本公开的另一方面是提供一种电力分配系统,该电力分配系统包括至少一个开关装置,例如上文所限定以及下列说明中所公开的开关装置。
本公开还包含一种包括上文所述的以及在下列说明中所公开的电力分配系统或者至少一个开关装置的风力发电厂。
在下列说明中,将通过特别地参考作为户外电路断路器(ACB)的其实施方式对根据本公开的开关装置进行描述;此实施方式必须仅被理解为示范性的且非限制性的示例,因为下列说明中介绍的原理和技术方案能够应用于例如诸如塑壳式电路断路器(MCCB)之类的其它类型的电路断路器,或者例如诸如切断器或接触器之类的其它类型的开关装置。
附图说明
从附图中所图示的根据本公开的开关装置的示例性但非排它性的实施方式的说明中,本发明的进一步的特性和优点将变得更加显而易见,在附图中:
-图1示出了根据本公开的具有联接于其一个侧部的锁定装置的开关装置;
-图2是示出图1的锁定装置的组成部件的分解图;
-图3示出了锁定装置的一个元件与根据本公开的关联开关装置的主旋转轴的对应部分之间的联接;
-图4是处于息止构型的锁定装置的一些部件的立体图;
-图5是当这种锁定装置处于致动中时图4中所示的锁定装置的立体图;
-图6示出了图1中的锁定装置的细节;
-图7是对应于关联开关装置的闭合状态的锁定装置的一些部件的立体图;
-图8是对应于关联开关装置的断开状态的图7中所示的锁定装置的立体图;
-图9是示意性地表示根据本公开的开关装置的框图;
-图10是示意性地表示配备有根据本公开的多个开关装置的电力分配系统的框图。
具体实施方式
应当注意,在下列详细说明中,从结构和/或功能方面来说等同的或者类似的组成部件具有相同的附图标记,不管它们是否示出于本公开的不同的实施方式中;还应当注意,为了清楚且简明地描述本公开,附图可不必按比例绘制并且在某种程度上以示意性的形式示出了本公开的特定特征。
在图1中,图示了电路断路器以及相关锁定装置的示例性非限制性实施方式,贯穿整个下列说明,分别由附图标记1和100总体地指示电路断路器和相关锁定装置。
图1示出了具有容纳三个极杆2或者相2的壳体的户外电路断路器1的示例性非限制性实施方式;将在下列说明中介绍的原理和技术方案旨在也可应用于具有不同于所图示的数量的相2的电路断路器1,例如诸如单相的电路断路器1或者具有两个或者四个相2的电路断路器1。
电路断路器1的每个相2包括至少一个活动触头3和对应的固定触头4(在图9的框图中进行了示意性描绘)。由电路断路器1的关联驱动机构10(在图9的框图中进行了示意性描绘)致动可动触头3从而在第一位置或闭合位置和第二位置或断开位置之间运动,在第一位置,可动触头3联接于对应的固定触头4(闭合或者“ON(接通)”电路断路器1),在第二位置,可动触头3与对应的固定触头4隔离开,从而中断流入相2的电流(断开或者“OFF(关掉)”电路断路器1)。
驱动机构10是通常已知的类型,并且因此仅在此处简短地公开了仅有益于理解下列说明的它的元件。驱动机构10包括主旋转轴11,该主旋转轴11的端部操作性地联接于电路断路器1的侧部5,从而使得旋转轴11能够围绕旋转轴线20(参见图2)旋转。旋转轴11操作性地连接于可动触头3,从而在围绕轴线20旋转的情况下,引起这些触头3从闭合位置向断开位置(电路断路器1的断开操作)或者从断开位置向闭合位置(电路断路器1的闭合)运动。例如,通过接触-保持构件能够将旋转轴11操作性地连接于可动触头3;可替代地,触头3可直接安装于限定在旋转轴11上的对应的承座中,从而由旋转轴11本身构造可动设备。
驱动机构10包括运动链系,该运动链系操作性地连接于旋转轴11并且当被致动时适于传输用于引起旋转轴11围绕轴线20旋转的力。
例如,诸如一个或者多个继电器的电路断路器1的一个或者多个保护装置适于导致运动链系的致动以驱动轴11旋转,以便当出现电气故障或者失灵时断开电路断路器1。
运动链系还可以由操作者手动地致动;例如,操作者可接近图1-2中描绘的电路断路器1的前罩6上的断开按钮12(“O”或者“OFF”)和闭合按钮13(“I”或者“ON”),并且它们与运动链系操作性地关联,以便当推动它们时引起电路断路器1分别地断开和闭合。
此外,电路断路器1可包括一个或者多个附件30、31,或者致动器30、31,它们操作性地连接于驱动机构10并且适于通过它们的干预引起电路断路器1闭合和/或断开。
具体地,闭合致动器30构造成被驱动以作用在驱动机构10的一个或者多个对应的部件上,从而引起旋转轴11围绕轴线20旋转,随后使得可动触头3从断开位置向闭合位置运动。适于用于闭合电路断路器1的闭合致动器30的非限制性示例是马达操作设备(MOE)或者分路式合闸继电器。
断开致动器31构造成被驱动以作用在驱动机构10的一个或者多个对应的部件上,从而引起旋转轴11围绕轴线20旋转,随后使得可动触头3从闭合位置向断开位置运动。
例如,图9中示意性地描绘的电路断路器1至少包括:马达操作设备30(下文中指示为“MOE30”),其适于引起电路断路器1断开或者闭合;以及断开线圈致动器31,具体地,欠压释放致动器31(下文中指示为“UVR31”),该致动器31是如下致动器:其构造成当供应至其的电力下降至干预的预定阈值以下时对驱动机构10的对应的部件进行干预以引起电路断路器1断开。
MOE30和UVR31都是现有技术中周知的致动附件,并且因此此处不对其进行更加详细的描述。
根据本公开的锁定装置100构造成在息止构型和操作构型之间被致动,在息止构型,可动触头自由运动,并且在操作构型,其将可动触头锁定在断开位置。在实践中,处于操作构型的锁定装置100锁定断开的电路断路器1,并且防止例如可能会由手动操作或由一个或者多个闭合致动器——例如MOE30——试图进行的断开的电路断路器1的闭合。以这种方式,保证了在如下电路部件上进行操作的操作者的安全性:通过电路断路器1的断开与输电线脱连的电路部件。
具体地,锁定装置100操作性地连接于驱动机构10的一个或者多个部件,以便当锁定装置100本身处于其操作构型中时将可动触头3锁定在它们的闭合位置。根据所示的示例性实施方式,锁定装置100有利地具有联接于旋转轴11的一个或者多个部件并且其构造成直接作用在此旋转轴11上且当其处于操作构型时将可动触头3锁定在断开位置。
因此,锁定装置100保证了电路断路器1的锁定操作的高的可靠性,因为其直接作用于旋转轴11,无需干预或者其它机械部件,例如用于驱动旋转轴11的运动链系的一个或者多个组成部件。
根据图1-8的示例性实施方式,锁定装置100包括优选地由例如诸如金属片之类的金属材料制成的第一可动元件101,其操作性地联接于驱动机构10的一个或者多个部件,以便可以在对应于可动触头3的闭合位置(闭合的电路断路器1)的第一位置和对应于可动触头的断开位置(断开的电路断路器1)的第二位置之间运动。具体地,在所示的示例性实施方式中,第一可动元件101操作性地联接于旋转轴11的端部15,通过限定在电路断路器1的对应的侧部5中的开口16可以从电路断路器1的壳体的外部接近该旋转轴11的端部15。
锁定装置100进一步包括闭锁装置102,该闭锁装置102构造成与处于第二位置的第一可动元件101操作性地相互作用,以便将该第一可动元件101闭锁在第二位置且将可动触头3锁定在断开位置。
在实践中,闭锁装置102以可移除的方式联接于第一可动元件101并且将第一可动元件101本身约束于固定的支撑件,其可以由锁定装置100的一个或者多个部件并且/或者由诸如电路断路器1的壳体之类的、电路断路器1的一个或者多个部件构成。该被约束的第一可动元件101进而将可动触头3约束在断开位置。
如图2-3和7-8的示例性实施方式中所示,第一可动元件101包括具有至少第一臂103、第二臂104和支点部分105的操纵杆101(图7-8中由虚线示出);销106从支点部分105横向地向前伸出且包括限定在其端部处的突出部18。
如图3所详细示出的,操纵杆101机械地联接于旋转轴11的端部15,通过限定在电路断路器1的对应的侧部5中的开口16(参见图2)可接近旋转轴11的端部15。具体地,旋转轴11的端部15包括限定成用于与销106的突出部18配合的槽17;固定螺钉107插入在分别限定成穿过端部15和穿过销106的对应的孔19和20,从而将操纵杆101固定于旋转轴11。
因此,操纵杆101与旋转轴11紧固,从而意味着当闭锁装置102不闭锁操纵杆11(锁定装置100处于息止构型)时旋转轴11和联接的操纵杆101围绕轴线20自由旋转;当闭锁装置102闭锁操纵杆101(锁定装置100处于操作构型)时,相反地,旋转轴11和联接的操纵杆101围绕轴线20的旋转被闭锁。
根据图示的示例性实施方式的锁定装置100包括安装板109,该安装板109优选地由例如诸如金属片之类的金属材料制成,其联接于——优选地固定于——电路断路器1的侧部5,从该侧部5通过开口16可接近旋转轴11的端部15(参见图2)。
安装板109包括相反的第一面110和第二面112,其中,第二面112面向电路断路器1的对应的侧部5。操纵杆101以可运动的方式安装在第一表面110上;具体地,开口111限定成在第一面110和第二面112之间横过安装板109,并且允许销106插入穿过其以便联接操纵杆101与旋转轴11的端部15。
根据本公开的锁定装置100包括第二可动元件120,该第二可动元件120优选地由例如诸如金属片之类的金属材料制成,该第二可动元件120当被操作者致动时可以在息止位置和致动位置之间运动。
该第二可动元件120构造成当其处于息止位置时防止由闭锁装置102闭锁第一可动元件101,并且当其处于致动位置时使得闭锁装置102能够闭锁第一可动元件101。
因此,可动元件120从息止位置向拉出位置的移位导致锁定装置100的致动,以便在息止构型和操作构型之间运动或改变,在操作构型,闭锁装置102联接于第一可动元件101。
例如,至少第一通孔150和第二通孔151限定成分别地横过第一可动元件101和第二可动元件120,其中,第一可动元件101和第二可动元件120构造成:当第一可动元件101处于第二位置且第二可动元件120处于致动位置时第一通孔150和第二通孔151彼此对准,以便将闭锁装置102的至少一部分可移除地插入穿过其。
根据图1-8的示例性实施方式,第二可动元件120适于在息止位置(参见例如图4)和致动位置或者拉出位置(参见例如图5或图7-8)之间滑动。滑动元件120以可运动的方式安装在安装板109的第二表面112上,从而使得安装板109插在滑动元件120和操纵杆101之间;滑动元件120包括例如两个槽121,这两个槽121限定在此滑动元件120的两个相反的端部135处且具有在滑动元件120运动期间滑动至对应的固定销113上的它们的边缘表面,固定销113从安装板109的第二面112向前伸出。
锁定装置100至少包括偏置弹簧130(例如在图7-8中所示),该偏置弹簧130具有钩接于安装板109的第一端部170和钩接于滑动元件120的相反的第二端部171,从而引起滑动元件120从拉出位置返回至息止位置。
根据图示的示例性实施方式,第一通孔150限定成横过操纵杆101的第二臂104,并且第二通孔151限定成横过滑动元件120。具体地,第一通孔150限定成横过第二臂104,从而使得当操纵杆101处于对应于电路断路器1断开的第二位置时与处于拉出位置的滑动元件120的第二通孔152对准(例如参见图8)。
操纵杆101的第一臂103包括遮盖部分131,当操纵杆101处于对应于电路断路器1闭合的第一位置时该遮盖部分131适于遮盖处于拉出位置的滑动元件120的第二通孔151(例如参见图7)。
此外,第三通孔152限定成在第一面110和第二面120之间横过安装板109,使得当操纵杆101处于第二位置且滑动元件120处于拉出位置时与第一通孔150和第二通孔151对准。
当电路断路器1是断开的并且滑动元件120已被操作者拉出时,能够将闭锁装置102的至少一部分以可移除的方式插入穿过由一系列对准的第一通孔150、第二通孔151和第三通孔152限定的总孔。例如,挂锁108可联接于上述总孔,从而使得处于第二位置的操纵杆101约束于锁定装置100的结构,具体地,约束于安装板109,该安装板109进而固定于电路断路器1的壳体;因为旋转轴11紧固于受约束的操纵杆101,所以无法试图再闭合电路断路器1。
在图1中图示的示例中,闭锁装置102有利地包括卷夹构造部分(crimp-configuredportion)160,该卷夹构造部分160具有插入穿过由对准的通孔150、151、152限定的总孔的端部;该部分160进一步包括多个开口161,每个开口161联接于对应的挂锁108。挂锁108锁定插入对准的通孔150、151、152中的卷夹构造部分160,从而闭锁处于第二位置的操纵杆101并且锁定断开的电路断路器1。
与挂锁108关联的钥匙能够各自分配给对应的操作者,并且只有通过所有操作者的干预,通过从对应的对准的通孔150、151、152移除闭锁装置102,才能够解锁断开的电路断路器1,因此增加了安装有电路断路器1的电路的安全性。
根据图示的示例性实施方式,滑动元件120可具有成形部分122,当滑动元件120处于息止位置时,当操纵杆101处于第一位置时该成形部分122适于遮盖第一臂103的部分131或者当操纵杆101处于第二位置时该成形部分122适于遮盖第二臂104的第一通孔150。
成形部分122包括例如由第三部125横向地连接的第一部123和第二部124;当滑动元件120处于息止位置时,第三部125遮盖联结第一面110和第二面112的、安装板109的边缘的对应的部分。因此,当滑动元件120处于息止位置时,第一部122和第二部124分别面向第一面110和第二面112(参见例如图4和6)。具体地,第二部124的至少一部分遮盖处于第一位置的操纵杆101的遮盖部分131或者处于第二位置的操纵杆101的第一通孔150。
优选地,根据本公开的锁定装置100包括遮盖件500,由例如金属材料制成的该遮盖件500遮盖至少第一可动元件101的一个或者多个部件。
在例如图1中图示的实施方式中,遮盖件500联接于安装板109,从而遮盖未由处于息止位置的上述滑动元件120的成形部分122遮盖的(处于第一位置或处于第二位置)操纵杆101的一些部分。因此,操纵杆101——具体地联接于旋转轴11的端部15的其支点部分105——不可以由操作者从锁定装置100的外部直接接近,因此保证了改进的安全性。
根据本公开的锁定装置100构造成输出一个或者多个电信号S1、S2,这些电信号S1、S2指示锁定装置100本身的息止构型、操作构型以及正在致动状态中的至少一者,正在致动状态即锁定装置100正在此息止构型和操作构型之间运动或改变。
根据图4-5和7-9的示例性实施方式,锁定装置100包括一个或者多个信号装置200、201,每个信号装置构造成在输入端接收从锁定装置100的外部提供的第一电信号S1、S2,例如,从用于电路断路器1的监控器和/或控制位置300发送的电信号S1、S2(参见图9)。这些信号装置200、201构造成当它们被操作时输出所接收的第一电信号S1、S2。
优选地,信号装置200、201构造成与锁定装置100的一个或者多个部件操作性地相互作用,以便当锁定装置100在致动中和/或处于操作构型时信号装置200、201由该一个或者多个部件操作。
根据图4-5和7-8的示例性实施方式,信号装置200、201构造成与锁定装置100的第二可动元件120操作性地相互作用,以便在第二可动元件120从息止位置向致动位置运动期间(锁定装置100处于致动状态之中)开始被此第二可动元件120操作,并且当第二可动元件120被闭锁装置102锁定在操作位置(锁定装置100处于操作构型)时被保持操作。
可替代地,信号装置200、201可构造成与锁定装置100的一个或者多个部件——优选地,第二可动元件120——操作性地相互作用,以便仅当锁定装置100处于致动中时或仅当锁定装置100处于息止构型时被此一个或者多个部件操作。
根据第一实施方式,信号装置200、201可以构造成当它们未被操作用于输出所接收的第一电信号S1、S2时不输出任何电信号,由此充当简单的“单路”开关。
根据第二实施方式,锁定装置100的信号装置200、201中的至少一个可进一步构造成在输入端接收从锁定装置100的外部提供的且不同于第一电信号S1、S2的第二电信号S3、S4;此信号装置200、201构造成当其未被操作用于输出所接收的第一电信号S1、S2时输出第二电信号S3、S4。因此,根据第二实施方式的信号装置200、201构造成充当输出第一接收电信号S1、S2或者第二接收电信号S3、S4的“双路”开关,以便发出表示锁定装置100的致动状态和/或操作构型以及此锁定装置100的息止构型的电信号。
根据本公开的锁定装置100可以操作性地连接于电路断路器1的一个或者多个闭合致动器30,以便通过指示锁定装置100的正在致动状态和/或操作构型的至少一个所输出的电信号S1自动地停用此一个或者多个闭合致动器30。例如,对于每个闭合致动器30来说,在锁定装置100中提供有对应的信号装置200;此信号装置200操作性地连接于对应的闭合致动器30以便通过指示锁定装置100的正在致动状态和/或操作构型的所输出的第一电信号S1自动地停用该闭合致动器30。
以这种方式,防止了试图通过闭合致动器30将锁定的断开的电路断路器1再闭合,该再闭合可能会导致电路断路器1的一个或者多个部件和/或锁定装置100和/或闭合致动器30本身的损坏。
操作者在致动锁定装置100之前可能会忘记检查电路断路器1的断开或闭合状态;因此,当电路断路器1闭合时,操作者可能会在危险的情况下试图通过锁定装置100锁定可动触头3。有利地,根据本公开的锁定装置100可以操作性地连接于电路断路器1的一个或者多个断开致动器31,以便自动地引起此断开致动器31进行干预用以断开电路断路器1。通过至少一个电信号S2引起断开致动器31进行干预,该电信号S2是由锁定装置100输出的且指示锁定装置100本身的正在致动状态和/或操作构型。例如,在锁定装置100中为每个断开致动器31提供有对应的信号装置201;此信号装置201操作性地连接于对应的断开致动器31,以便通过所输出的第一电信号S2自动地引起断开致动器31进行干预用以断开电路断路器1,该所输出的第一电信号S2指示锁定装置100的正在致动状态和/或操作构型。
以这种方式,保证了在锁定装置100的致动期间电路断路器1的断开,因此改进了操作者的安全性。
在图4-5和7-9的示例性实施方式中,锁定装置100包括安装在安装板109的第二面112上的第一信号装置200(或第一微开关200)和第二信号装置201(第二微开关201)。
如图9中示意性地示出的,第一信号装置200和第二信号装置201分别通过相应的电缆或者电线400在输入端接收电信号S1和电信号S2。例如,将电信号S1和S2从示意性地图示的监控器和/或控制位置300发送至对应的第一信号装置200和第二信号装置201。
第一信号装置200和第二信号装置201中的每一个包括操纵杆202,当致动操纵杆202时,该操纵杆202引起在输入端接收的相应电信号S1和S2输出。
在图7-8的示例性实施方式中,第一信号装置200和第二信号装置201是“单路”开关,当操纵杆202未被致动时它们不输出任何电信号;在图4-5的示例性实施方式中,第一信号装置200和第二信号装置201是“双路”开关,当操纵杆202未被致动时它们分别输出电信号S3和电信号S4;如图9所示意性地示出的,第一信号装置200和第二信号装置201通过电缆401在输入端从监控器和/或控制位置300接收相应的电信号S3和S4。
锁定装置100的滑动元件120包括部分140,该部分140成形为在滑动元件120从息止位置向拉出位置运动期间开始致动第一信号装置100和第二信号装置101的操纵杆202,并且当滑动元件120处于拉出位置且闭锁装置102联接于锁定装置100的第一可动元件101以锁定断开的电路断路器1时保持操纵杆202被致动。具体地,成形部分140在短的滞后时间之后开始致动第一信号装置200和第二信号装置201的对应的操纵杆202,该短的滞后时间从滑动元件120开始运动时起计算,其例如包括在1ms(毫秒)和20ms之间,优选地小于10ms。
由第一信号装置200和第二信号装置201输出的电信号S1和S2(以及电信号S3和S4——如果存在)通过电缆402被传输至锁定装置100的外部。如图9所示意性地示出的,第一信号装置200和第二信号装置201例如连接于监控器和/或控制位置300——其具体地是远离电路断路器1的位置300,从而将所输出的信号S1和S2(以及所输出的信号S3和S4)传输至该位置300以便远程地监控和/或控制锁定装置100的致动和/或电路断路器1的锁定或解锁状态。
此外,第一信号装置200和第二信号装置201能够连接于电路断路器1的一个或者多个电子装置和/或附件,以便将电信号S1和S2传输至此电子装置和/或附件。在图9的示例性实施方式中,第一信号装置200操作性地连接于电路断路器1的MOE30,以便通过输出的电信号S1停用该MOE30,并且第二信号装置201操作性地连接于电路断路器1的UVR31,从而通过输出的电信号S2使得供应至UVR31的电力下降至低于干预的预定阈值。
例如,第一电信号S1和第二电信号S2通过中断与MOE30和UVR31关联的供电电路中的电力输送分别地停止提供至MOE30和UVR31的电力供应。具体地,第一电信号S1和第二电信号S2分别地关闭提供在MOE30和UVR31的供电电路中的一个或者多个电子开关,例如,诸如MOS晶体管。
作为所示出的示例性实施方式的可替代方式,锁定装置100可包括若干个不同于图示的信号装置的信号装置200、201;例如,图9的锁定装置100可以仅包括第一信号装置200(或者第二信号装置201),该信号装置的所输出的电信号S1(或S2)用于停用MOE31以及同时用于引起UVR31进行干预。
在下列说明中,通过参考图1-9中图示的示例性实施方式对根据本公开的锁定装置100的操作进行描述。
从电路断路器1闭合的情况开始,例如图7所图示的,可动触头3联接于对应的固定触头4,并且操纵杆101处于第一位置。锁定装置100处于其息止构型,并且因此当由驱动机构10的运动链系致动以断开电路断路器1时,旋转轴11围绕旋转轴线20自由旋转。
当锁定装置100处于息止构型时,滑动元件120保持在息止位置,并且图7-8的第一信号装置200和第二信号装置201不输出任何电信号,同时图4-5的第一信号装置200和第二信号装置201分别输出电信号S3和电信号S4,该电信号S3和电信号S4指示锁定装置100本身的息止构型并且通过电缆402被传输至锁定装置100的外部,优选地传输至远程监控和/或控制位置300(参见图9)。
通过抓握成形部分122且将滑动元件120从息止位置拉向拉出位置(参见例如图5或图7)、经由锁定装置100的致动,操作者能够试图锁定电路断路器1,其中在拉出位置,滑动元件120的第二通孔151与安装板109的第三通孔152对准。
在从滑动元件120开始运动时起的短的滞后时间(例如,小于10ms)之后,滑动元件120本身的部分140开始致动第一信号装置200和第二信号装置201的操纵杆202,该第一信号装置200和第二信号装置201随后分别地开始输出第一电信号S1和第二电信号S2,该第一电信号S1和第二电信号S2指示至少锁定装置100的致动并且通过电缆402被传输至锁定装置100本身的外部,优选地,至少传输至监控器和/或控制远程位置300(参见图9)。
锁定装置100致动之前,电路断路器1可以已经被断开,例如由于电路断路器1本身的保护装置针对电气故障或失灵进行的干预,或者由于操作者推动按钮12(“OFF”,“O”)进行手动干预。在这种情况下,旋转轴11已围绕轴线20旋转以便将触头3从闭合位置运动至断开位置并且将联接的操纵杆101从第一位置(参见图7)运动至第二位置(参见图8)。当滑动元件120处于拉出位置时,操纵杆101的第二臂104的第一通孔150与安装板109的第三通孔152对准并且与滑动元件120的第二通孔151对准。
当电路断路器1仍然闭合时,可能会在危险的情况下开始锁定装置100的致动。根据图9的示例性实施方式,由第二信号装置201输出的电信号S2被传输至UVR31的供电电路,以中断供应路径且引起所供应的电压下降至低于干预阈值。因此,在从拉出的滑动元件120开始运动时起的短的滞后时间(例如,小于10ms)之后由UVR31的干预断开闭合的电路断路器1。电信号S2的输出保证了电路断路器1的迅速断开并且改进了操作者的安全性。
当电路断路器1断开且滑动元件120处于拉出位置时,操作者能够将闭锁装置102(例如,图1中所图示的挂锁108或者卷夹构造部分160)插入穿过由对准的通孔150、151和152限定的总通孔中。以这种方式,锁定装置100处于其操作构型,在该构型中,操纵杆101和联接的旋转轴11由闭锁装置102约束于安装板109,并且因此约束于电路断路器1的壳体。因此,锁定了电路断路器1,从而防止通过手动致动(推动按钮13,“ON”或“I”)或通过电路断路器1的一个或者多个闭合致动器30试图进行电路断路器1本身的任何再闭合。当由闭锁装置102将锁定装置100保持在其操作构型时,第一信号装置200和第二信号装置201的操纵杆202保持由滑动元件120的对应的部分140操作,从而使得相应的电信号S1、S2连续地被输出以便发出表示锁定装置100的这种操作构型的信号。
电信号S2可能未被正确地输出或传输至UVR31;此外,在图9中图示的实施方式的可替代方式中,第一信号装置200和第二信号装置201都可不连接于UVR31。总之,在这种状态下,处于第一位置的操纵杆101的第一臂103的遮盖部分131遮盖安装板109的第三通孔152以及处于拉出位置的滑动元件120的第二通孔152。以这种方式,防止闭锁装置102通过插入在对准的通孔150、151、152而联接于操纵杆101。因此,防止闭合的电路断路器1的锁定,在出现电气故障或者失灵时该锁定将阻止电路断路器1的断开。
根据图9中所示的示例性实施方式,由第一信号装置200输出的电信号S1被传输至MOE30的供电电路以中断供应路径且引起MOE30停用。因此,当第一信号装置200的操纵杆202被操作用以输出电信号S1时,防止MOE30试图再闭合断开的锁定的电路断路器1,该再闭合可造成电路断路器1的一个或者多个部件和/或锁定装置100和/或MOE30本身的损坏。
当从对准的通孔150、151、152移除闭锁装置102时,偏置弹簧130将滑动元件120从拉出位置移回至息止位置,从而使得锁定装置100返回其息止构型,在息止构型中,操纵杆101和联接的旋转轴11再次围绕轴线20自由旋转,从而允许开关装置1再闭合。
在滑动元件120到达息止位置之前的短时间(例如,小于10ms),第一信号装置200和第二信号装置201的操纵杆202停止被对应的部分140致动。结果,停止相应的电信号S1、S2的输出,并且因此自动地恢复MOE30和UVR的供电路径,从而再启动MOE30以造成电路断路器1的闭合和/或孔隙(隔开),并且再启动UVR以便导致电路断路器1的断开。
该结果的实现归功于如下方案:原则上使根据本公开的电路断路器1易于与电力分配系统和/或风力发电厂结合使用。
因此,本公开还包含包括一个或者多个电路断路器1的电力分配系统600(参见例如图10),该一个或者多个电路断路器1各自具有至少一个根据本公开的锁定装置100。电力分配系统600包括放置成远离该一个或者多个电路断路器1的至少一个监控器和/或控制位置300、或者站300,其中,电路断路器1的每一个锁定装置100连接于该远程监控器和/或控制站300,以便将一个或者多个电信号S1、S2传输至其上,该一个或者多个电信号S1、S2指示锁定装置100的息止构型、操作构型以及正在致动状态中的至少一个,正在致动状态即锁定装置100正在该息止构型和操作构型之间运动。
此外,本公开包含包括电力分配系统或者至少一个电路断路器1的风力发电厂。
在实践中,已了解,根据本公开的开关装置1如何允许实现提供相对于已知方案的一些改进的预期目的。
具体地,根据本公开的锁定装置100能够产生关于锁定装置的致动和/或电路断路器1的锁定状态和/或解锁状态的电气信息。
该电气信息适于被传输并且用于甚至远程地监控和/或控制。当电路断路器1和相关锁定装置100放置在电力分配系统600内部的不易于接近的位置或不同的且远的位置时,该效果是特别有利的。例如,电力分配系统600可提供在风力发电厂中,其中,一个或者多个电路断路器1放置在风塔处。
通过根据本公开的锁定装置100以简单且经济的方式提供了电路断路器1的锁定和/或解锁状态的远程监控和/或控制,并且改进了电力分配系统600的功能性和该系统600中的操作者的工作。
此外,由锁定装置100输出的电信号S1、S2可有利地用于自动地停用闭合致动器30和/或用于造成断开致动器31进行干预以便断开电路致动器1。
而且,所有的部件/组成部件可以由其它技术上等效的元件替换;在实践中,根据需要和技术状态,可以采用任何类型的材料和尺寸。
例如,操纵杆101可以由以可运动的方式安装在安装板109上以便在第一位置和第二位置之间旋转的元件来代替;联接于安装板109的遮盖件500可适合于遮盖操纵杆101以及整个安装板109。
此外,操纵杆101和/或滑动元件120和/或遮盖件500可以由例如诸如聚酯之类的塑料材料制成。
Claims (19)
1.一种用于电路的开关装置(1),所述开关装置(1)包括能够在闭合位置与断开位置之间运动的至少一个可动触头(3),在所述闭合位置所述可动触头(3)联接于对应的固定触头(4),在所述断开位置所述可动触头(3)与所述对应的固定触头(4)隔离开,所述开关装置(1)包括至少一个锁定装置(100),所述锁定装置(100)构造成在息止构型与操作构型之间被致动,在所述息止构型所述可动触头(3)自由运动,在所述操作构型所述锁定装置(100)将所述可动触头(3)锁定在所述断开位置,其特征在于,所述锁定装置(100)构造成输出一个或多个电信号(S1,S2),所述一个或多个电信号(S1,S2)指示所述息止构型、所述操作构型、和正在致动状态中的至少一个,在所述正在致动状态所述锁定装置(100)本身正在所述息止构型与所述操作构型之间运动。
2.根据权利要求1所述的开关装置(1),其特征在于,所述锁定装置(100)包括至少一个信号装置(200、201),所述信号装置(200、201)构造成在输入端接收第一电信号(S1,S2)、并且当所述信号装置(200、201)被操作时输出所述第一电信号(S1,S2),其中,所述信号装置(200、201)构造成与所述锁定装置(100)的一个或多个部件(120、140)操作性地相互作用,以当所述锁定装置(100)处于所述正在致动状态和/或处于所述操作构型时所述信号装置(200、201)被所述一个或多个部件(120、140)操作。
3.根据权利要求1所述的开关装置(1),其特征在于,所述开关装置(1)包括至少一个闭合致动器(30),所述闭合致动器(30)适于导致所述可动触头(3)从所述断开位置运动至所述闭合位置,所述锁定装置(100)操作性地连接于所述至少一个闭合致动器(30),以借助指示所述锁定装置(100)的正在致动状态和操作构型中的至少一个的至少一个电信号(S1)而停用所述闭合致动器(30)。
4.根据权利要求1所述的开关装置(1),其特征在于,所述开关装置(1)包括至少一个断开致动器(31),所述断开致动器(31)适于利用所述断开致动器(31)的干预来导致所述可动触头(3)从所述闭合位置运动至所述断开位置,所述锁定装置(100)操作性地连接于所述至少一个断开致动器(31),以借助指示所述锁定装置(100)的正在致动状态和操作构型中的至少一个的至少一个电信号(S2)而导致所述断开致动器(31)的干预。
5.根据权利要求2所述的开关装置(1),其特征在于,所述开关装置(1)包括:
——至少一个闭合致动器(30),所述闭合致动器(30)适于导致所述可动触头(3)从所述断开位置运动至所述闭合位置,所述锁定装置(100)操作性地连接于所述至少一个闭合致动器(30),以借助指示所述锁定装置(100)的正在致动状态和操作构型中的至少一个的至少一个电信号(S1)而停用所述闭合致动器(30);
——至少一个断开致动器(31),所述断开致动器(31)适于利用所述断开致动器(31)的干预来导致所述可动触头(3)从所述闭合位置运动至所述断开位置,所述锁定装置(100)操作性地连接于所述至少一个断开致动器(31),以借助指示所述锁定装置(100)的正在致动状态和操作构型中的至少一个的至少一个电信号(S2)而导致所述断开致动器(31)的干预;
其中,所述至少一个信号装置(200、201)包括:第一信号装置(200),所述第一信号装置(200)操作性地连接于所述闭合致动器(30),以借助由所述第一信号装置(200)输出的所述第一电信号(S1)停用所述闭合致动器(30);和第二信号装置(201),所述第二信号装置(201)操作性地连接于所述断开致动器(31),以借助由所述第二信号装置
(201)输出的所述第一电信号(S2)导致所述断开致动器(31)的干预。
6.根据权利要求2所述的开关装置(1),其特征在于,所述至少一个信号装置(200、201)构造成在输入端接收不同于所述第一电信号(S1,S2)的第二电信号(S3,S4),其中,所述信号装置(200、201)构造成当所述信号装置(200、201)不被所述锁定装置(100)的所述一个或多个部件操作时输出所述第二电信号(S3,S4)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(1),其特征在于,所述开关装置(1)包括驱动机构(10),所述驱动机构(10)操作性地连接于所述可动触头(3),以导致所述可动触头(3)在所述断开位置与所述闭合位置之间的运动,所述锁定装置(100)包括:
——第一可动元件(101),所述第一可动元件(101)操作性地连接于所述驱动机构(10)的一个或多个部件,以能够在和所述可动触头(3)的闭合位置对应的第一位置与和所述可动触头(3)的断开位置对应的第二位置之间运动;
——闭锁装置(102),所述闭锁装置(102)构造成与处于所述第二位置的所述第一可动元件(101)操作性地相互作用,以将所述第一可动元件(101)闭锁在所述第二位置。
8.根据权利要求7所述的开关装置(1),其特征在于,所述锁定装置(100)包括第二可动元件(120),所述第二可动元件(120)能够在息止位置与致动位置之间运动,所述第二可动元件(120)构造成当所述第二可动元件(120)处于所述息止位置时防止由所述闭锁装置(102)闭锁所述第一可动元件(101),并且当所述第二可动元件(120)处于所述致动位置时使得能够由所述闭锁装置(102)闭锁所述第一可动元件(101)。
9.根据权利要求8所述的开关装置(1),其特征在于,所述至少一个信号装置(200、201)包括一个或多个信号装置(200、201),每个所述信号装置(200、201)构造成与所述第二可动元件(120)操作性地相互作用,以至少当所述第二可动元件(120)处于所述致动位置时被所述第二可动元件(120)操作。
10.根据权利要求9所述的开关装置(1),其特征在于,所述第二可动元件(120)构造成在所述第二可动元件(120)从所述息止位置向所述致动位置运动期间开始操作所述一个或多个信号装置(200、201)。
11.根据权利要求8所述的开关装置(1),其特征在于,横过所述第一可动元件(101)和横过所述第二可动元件(120)分别地限定有至少第一通孔(150)和第二通孔(151),其中,所述第一可动元件(101)和所述第二可动元件(120)构造成当所述第一可动元件(101)处于所述第二位置并且所述第二可动元件(120)处于所述致动位置时所述第一通孔(150)与所述第二通孔(151)彼此对准,以便将所述闭锁装置(102)的至少一部分插入穿过所述第一通孔(150)和所述第二通孔(151)。
12.根据权利要求11所述的开关装置(1),其特征在于,所述第一可动元件(101)包括具有至少第一臂(103)和第二臂(104)的操纵杆(101),其中,所述第一臂(103)包括遮盖部分(131),当所述操纵杆(101)处于所述第一位置时,所述遮盖部分(131)适于遮盖处于所述致动位置的所述第二可动元件(120)的第二通孔(151),以及,所述第一通孔(150)横过所述第二臂(104)限定,以当所述操纵杆(101)处于所述第二位置时与处于所述致动位置的所述第二可动元件(120)的第二通孔(151)对准。
13.根据权利要求11所述的开关装置(1),其特征在于,所述第二可动元件(120)具有部分(122),所述部分(122)成形为当所述操纵杆(101)处于所述第一位置并且所述第二可动元件(120)处于所述息止位置时遮盖所述第一臂(103)的所述遮盖部分(131)。
14.根据权利要求7所述的开关装置(1),其特征在于,所述驱动机构(10)包括主旋转轴(11),所述主旋转轴(11)适于围绕轴线(20)旋转、并且操作性地连接于所述可动触头(3)以利用所述主旋转轴(11)的旋转导致所述可动触头(3)在所述断开位置与所述闭合位置之间的运动,其中,所述锁定装置(100)具有一个或多个部件(101),所述一个或多个部件(101)联接于所述主旋转轴(11)、并且构造成直接作用于所述主旋转轴(11)以及当所述锁定装置(100)本身处于所述操作构型时将所述可动触头(3)锁定在所述断开位置。
15.根据权利要求14所述的开关装置(1),其特征在于,所述主旋转轴(11)的端部(15)操作性地联接于所述开关装置(1)的侧部(5),其中,经由限定在对应的所述侧部(5)中的开口(16)能够从所述开关装置(1)的外部接近所述主旋转轴(11)的至少一个端部(15),所述锁定装置(100)的所述第一可动元件(101)联接于可接近的所述端部(15)。
16.根据权利要求15所述的开关装置(1),其特征在于,所述锁定装置(100)包括联接于所述开关装置(1)的侧部(5)的安装板(109),从所述开关装置(1)的侧部(5)经由所述开口(16)能够接近所述主旋转轴(11)的所述端部(15),所述安装板(109)具有相反的第一面(110)和第二面(112),其中,所述第一可动元件(101)安装在所述第一面(110)上并且所述第二可动元件(120)安装在所述第二面(112)上,以及,在所述第一面(110)与所述第二面(112)之间、横过所述安装板(109)限定有第三通孔(152),使得当所述第一可动元件(101)处于所述第二位置并且所述第二可动元件(120)处于所述致动位置时所述第三通孔(152)与所述第一通孔(150)和所述第二通孔(151)对准,以便将所述闭锁装置(102)的至少一部分插入穿过所述第一通孔(150)、所述第二通孔(151)和所述第三通孔(152)。
17.根据权利要求7所述的开关装置(1),其特征在于,所述锁定装置(100)包括遮盖件(500),所述遮盖件(500)适于遮盖至少所述第一可动元件(101)的一个或多个部件。
18.一种电力分配系统(600),其特征在于,所述电力分配系统(600)包括根据权利要求1所述的至少一个开关装置(1),并且包括远离所述至少一个开关装置(1)定位的监控器和/或控制站(300),其中,所述开关装置(1)的所述至少一个锁定装置(100)连接于所述监控器和/或控制站(300),以将所述一个或多个电信号(S1,S2)传输至所述监控器和/或控制站(300)。
19.一种风力发电厂,其特征在于,所述风力发电厂包括根据权利要求18所述的电力分配系统(600)或根据权利要求1所述的开关装置(1)。
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