CN103368095B - 电气装置及开关设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于电路的电气装置，至少具有带有第一主绝缘体的第一绝缘器和带有第二主绝缘体的第二绝缘器。第一和第二主绝缘体分别沿着第一和第二纵向轴线从电气装置的相应的部分伸出，其中所述第一和第二纵向轴线相互平行地位于公共平面内。第一绝缘器包括至少一个第一绝缘翅片和至少一个第二绝缘翅片，第一绝缘翅片和第二绝缘翅片从第一主绝缘体伸出，以位于分别垂直于所述公共平面的相应的第一平面和第二平面内。第一和第二翅片分别在其更靠近第二纵向轴线的限界端与第一纵向轴线之间具有第一距离D1和第二距离D2，其中D1＞D2。第二绝缘器包括至少一个第三绝缘翅片和至少一个第四绝缘翅片，第三和第四绝缘翅片从第二主绝缘体伸出，以分别面对第一和第二翅片。

Description

电气装置及开关设备
技术领域
本发明涉及一种包括多个具有改进的特性的绝缘器的电气装置。
背景技术
如已知的，诸如衬套或绝缘杆之类的绝缘器广泛应用在电气装置中，与这些装置的相应的通电部相关联。特别地，绝缘器具有适于容纳相应的通电部以使其与绝缘器外的环境绝缘的主绝缘体。
通常，电气装置的相位与有助于电相位自身与电气装置的其他相邻的电相位之间的电绝缘的绝缘器相关联。
例如，绝缘器能够与已知的开关装置(例如断路器、切断器或触头)的电相位或电极相关联。
例如，绝缘器能够与已知的电变压器的电相位相关联，例如如下情况：设置馈通绝缘器以允许被施加电压的导体穿过障碍物，例如穿过变压器的箱体。
通常，绝缘器包括从其主绝缘体伸出的多个圆形翅片以便增大绝缘器自身的爬电气距离(即由沿着主绝缘体的周面流动的漏电流在主绝缘体的上端与下端之间覆盖的距离)。
特别地，具有较大半径的翅片(较大翅片)和具有较小半径的翅片(较小翅片)相互交替地从主绝缘体伸出。
并排布置的绝缘体的较大翅片面向彼此，并且这些绝缘体的较小翅片面向彼此。
例如，图1示出了根据现有技术的第一绝缘器700和第二绝缘器701，所述第一绝缘器和第二绝缘器分别具有第一主绝缘体702和第二主绝缘体703。
绝缘体702和绝缘体703分别沿着第一纵向轴线80和第二纵向轴线81从例如为开关装置的已知电气装置的相应部分伸出并且延伸。第一和第二纵向轴线80和81相互平行地位于公共平面中，使得主绝缘体702和703相互对齐并且并排布置。
绝缘器700和701分别与电气装置的第一电相位和相邻的第二电相位相关联。
绝缘器700的较大圆形翅片710从主绝缘体702伸出，每一个翅片710面对从主绝缘体703伸出的相应的较大圆形翅片711；特别地，面对面的较大翅片710和711具有相同的半径。
绝缘器700的较小圆形翅片712从主绝缘体702伸出，每一个翅片712面对从第二主绝缘体703伸出的较小翅片713中相应的一个；面向彼此的较小翅片712和713具有相同的半径。
第一电相位和第二电相位之间的间隙距离取决于绝缘器700、701之间的最小空气中距离Dphase。特别地，所述距离Dphase对应于绝缘器700的较大翅片710与相应的面对的绝缘器701的较大翅片711之间的最小距离。
距离Dphase特别关键，因为相邻相位之间的介电应力(和不期望的介电应力的效应)强烈地取决于所述距离Dphase。
在当前的现有技术中，虽然已知的解决方案以相当令人满意的方式运行，仍需要并且期望进一步的改进。
发明内容
所述需要通过适于安装在电路中的电气装置来实现，所述电气装置至少包括具有第一主绝缘体的第一绝缘器和具有第二主绝缘体的第二绝缘器，其中第一主绝缘体和第二主绝缘体分别沿着第一纵向轴线和第二纵向轴线从电气装置的相应的部分伸出，其中第一纵向轴线和第二纵向轴线相互平行地位于公共平面内。
第一绝缘器具有多个绝缘翅片，所述多个绝缘翅片包括：
-至少一个第一绝缘翅片，所述第一绝缘翅片从第一主绝缘体伸出，以位于垂直于所述公共平面的相应的第一平面内，所述第一绝缘翅片在其更靠第二纵向轴线的限界端与第一纵向轴线之间具有第一距离D1；以及
-至少一个第二绝缘翅片，所述第二绝缘翅片从第一主绝缘体伸出，以位于垂直于所述公共平面的相应的第二平面内，所述第二绝缘翅片在其更靠近第二纵向轴线的限界端与第一纵向轴线之间具有第二距离D2，其中第一距离D1大于第二距离D2。
第二绝缘器具有多个绝缘翅片，所述多个绝缘翅片包括：
-至少一个第三绝缘翅片，所述第三绝缘翅片从第二主绝缘体伸出，以面对第一绝缘翅片，所述第三绝缘翅片在其更靠所述第一纵向轴线的限界端与第二纵向轴线之间具有第三距离D3；以及
-至少一个第四绝缘翅片，所述第四绝缘翅片从第二主绝缘体伸出，以面对第二绝缘翅片，所述第四绝缘翅片在其更靠近第一纵向轴线的限界端与第二纵向轴线之间具有第四距离D4。
第一距离D1、第二距离D2、第三距离D3和第四距离D4满足以下关系：
D1>D3；D4>D2；D4>D3；并且D4<D1+(D1-D2)。
本公开的另一个方面是提供一种至少包括电气装置的开关设备，所述电气装置例如为在下文的描述中公开的电气装置。
在下文的描述中，将特别对例如电开关装置进行参考；特别地，将对例如适于在中压应用中使用的电开关装置进行参考。
为了本公开的目的，术语“中压”指的是具有在从1kV至几十kV(例如30kV或40kV)的范围内的操作电压的应用。
应当指出，在下文的描述中介绍的原理和技术特征适于不同类型的和/或在具有与上述电压范围不同的电压范围的应用中(例如具有大于40kV的电压的应用中)使用的开关装置。
此外，所介绍的解决方案和技术特征、尤其是涉及到所公开的绝缘器的解决方案和技术特征也适用于任何类型的电气装置，例如电变压器。
附图说明
其他的特征和优点将从对在附图中示出的根据本公开的电气装置的示例性的、但是非排他的实施方式的描述中变得更加清楚。
图1示出了在根据现有技术的电气装置中并排地相互对齐布置的两个绝缘体；
图2示出了根据本发明的开关装置中的电相位的电气图；
图3是根据本发明的开关装置的立体图；
图4是图3的开关装置的部件的分解图；
图5是图3的开关装置的金属外壳的立体图，还示出了由所述金属外壳容纳和/或支承的部件；
图6是图3的开关装置的侧视剖视图；
图7是图3的开关装置的电相位的正视剖视图；
图8是至少局部地示出了图3的开关装置的三个对齐的主绝缘体的侧视剖视图；
图9是开关设备的侧视剖视图，其中所述开关设备具有安装在其中的根据本发明的开关装置。
具体实施方式
应当指出的是，在下文的详细描述中，从结构和/或功能的观点来看相同或相似的部件具有相同的附图标记，而不论所述部件是否在本公开的不同实施方式中示出；还应当指出，为了清楚并且简洁地描述本公开，附图可以不必是按照比例的并且可以以稍微示意性的方式示出本公开的某些特征。
本公开涉及一种适于安装在电路中的电气装置1；电气装置1至少包括具有第一主绝缘体92a的第一绝缘器800和具有第二主绝缘体92b的第二绝缘器801。主绝缘体92a和主绝缘体92b分别沿着第一纵向轴线500a和第二纵向轴线500b从电气装置1的相应部分伸出；特别地，第一和第二纵向轴线500a和500b相互平行地位于公共平面900内(所述公共平面在图3中示意性地由虚线示出并且实际上与图8的纸面一致)，使得主绝缘体92a和92b相互对齐。
实际上，纵向轴线500a和500b沿着绝缘器800和801的主绝缘体92a和92b的纵向延伸居中地穿过相应的绝缘器800和801。
参照图2-9的示例性的非限制性实施方式，根据本公开的电气装置1能够是适于安装在电路102中、例如安装在中压电路102中的开关装置1。
例如在图2-9中示出的开关装置1包括：与第一绝缘器800(具有主绝缘体92a)相关联的第一电相位2a、与第二绝缘器801(具有主绝缘体92b)相关联的第二电相位2b；以及与第三绝缘器802(具有主绝缘体92c)相关联的第三电相位2c。
三个电相位2a、2b和2c操作性地电连接电路102的第一部分100和第二部分101(例如，如在与电相位2a相关的图2中示出的)。例如，电路102的第一部分100能够是适于功率分配的配电或电线部分100，并且第二部分101能够是从配电部分100汲取功率的负载部分101。
具体地，三个示出的电相位2a、2b、2c中的每一个包括至少一个具有可动触头11的开关单元10，所述可动触头在开关单元10自身的操作期间能够被致动，以耦联至相应的固定触头12/与相应的固定触头12分离，如将在下文的描述中更详细地公开的。
在图3-4、6和8-9示出的示例性的实施方式中，三个绝缘器800、801、802的主绝缘体92a、92b、92c分别沿着纵向轴线500a、纵向轴线500b、纵向轴线500c从开关装置1的相应的部分90伸出，纵向轴线500a、纵向轴线500b、纵向轴线500c相互平行地位于公共平面900内。
三个主绝缘体92a、92b、92c相互对齐；更具体地，主绝缘体92a与主绝缘体92b并排地布置，主绝缘体92b又与主绝缘体92c并排地布置。
应当指出，根据本公开的开关装置1能够根据具体需要而具有与图示的不同的多个相位和相关联的绝缘器，例如二个或四个电相位和相关联的绝缘器。
参照图3-9的示例性实施方式(具体参照图6和8)，根据本公开的电气装置1的第一绝缘器800具有多个绝缘翅片，所述多个绝缘翅片包括：
至少一个第一绝缘翅片41a(在下文中为了简洁起见称为“翅片41a”)，翅片41a从主绝缘体92a伸出，以位于垂直于公共平面900的相应的第一平面901(在图6中示意性地看到为虚线)内；翅片41a在其更靠近主绝缘体92b的纵向轴线500b的限界端45a与主绝缘体92a的纵向轴线500a之间具有第一距离D1；以及
至少一个第二绝缘翅片41b(在下文中为了简洁起见称为“翅片41b”)，翅片41b从主绝缘体92a伸出，以位于垂直于公共平面900的相应的第二平面902(在图6中示意性地看到为虚线)内；翅片41b在其更靠近纵向轴线500b的限界端45b与纵向轴线500a之间具有第二距离D2。
电气装置1的第二绝缘器801具有多个绝缘翅片，所述多个绝缘翅片包括：
至少一个第三绝缘翅片42a(在下文中为了简洁起见称为“翅片42a”)，翅片42a从主绝缘体92b伸出，以面对翅片41a；翅片42a在其更靠近主绝缘体92a的纵向轴线500a的限界端46a与主绝缘体92b的纵向轴线500b之间具有第三距离D3；以及
至少一个第四绝缘翅片42b(在下文中为了简洁起见称为“翅片42b”)，翅片42b从主绝缘体92b伸出，以面对翅片41b；翅片42b在其更靠近主绝缘体92a的纵向轴线500a的限界端46b与主绝缘体92b的纵向轴线500b之间具有第四距离D4。
具体地，绝缘翅片41a和42a位于同一平面901内，以相互面对；以同样的方式，绝缘翅片41a和41b位于同一平面902内，以相互面对。
有利地，距离D1、D2、D3和D4满足下述关系：
D1>D2；D1>D3；D4>D2；D4>D3；并且
D4<D1+(D1-D2)。
为了更好地解释满足上述关系如何能够提供相对于已知解决方案的改进，首先，考虑根据现有技术来设计翅片41a、41b、42a、42b的尺寸的情况，也就是说，通过设计翅片41a、41b、42a、42b的尺寸，使得：
D1＝D3；D2＝D4；
其中D1>D2。
在这种情况下，认为D是主绝缘体92a的纵向轴线500a与主绝缘体92b的纵向轴线500b之间的距离，绝缘器800和801之间最小的空气中距离Dphase将等于D-2D1。
其次，考虑根据本发明来设计绝缘翅片41a、41b和42a的尺寸的情况，使得：
D1>D2并且D1>D3。
除了被设计成使得D4大于D2并且大于D3之外，剩余的翅片42b的尺寸还必须设计成对D4的值设置上限。所述上限选择成使得相面对的翅片41b和42b(见图4)的限界端45b和46b之间的距离D24大于通过根据现有技术设计翅片41a、41b、42a、42b的尺寸而带来的最小的空气中距离Dphase。
因此，设定：
D24>D-2D1，其中D24＝D-D2-D4。
这带来对翅片42b的下述尺寸约束：
D4<D1+(D1-D2)。
根据优选的、但是非限制性的实施方式，翅片41a、41b和42a、42b具有圆形形状；在该情况下，距离D1、D2、D3和D4对应于限定出相应的翅片41a、41b、42a、42b的周缘的圆周的半径。
根据示例性实施方式，距离D4等于距离D1，并且距离D3等于距离D2。这样，在相面对的翅片41a-42a的限界端45a-46a之间以及在相面对的翅片41b-42b的限界端45b-46b之间存在相同的距离Dphase。
这样，距离D3(等于距离D2)与距离D1(等于最小距离D4)之间的比值例如包含在0.5至0.9之间，例如等于0.8。
根据优选的、但是非限制性的实施方式，绝缘器800包括多个翅片41a和多个翅片41b，其中翅片41a和41b相互交替地从主绝缘体92a伸出，如在图3-4、6和8-9的示例性的实施方式中示出的。
相应地，绝缘器801包括多个翅片42a和多个翅片42b，其中翅片42a和42b相互交替地从主绝缘体92b伸出。具体地，每个翅片42a面对所述多个翅片41a中相应的一个翅片41a(即，翅片42a位于与相应的翅片41a相同的平面901内)，并且每个翅片42b面对所述多个翅片41b中相应的一个翅片41b(即，翅片42b位于与相应翅片41b相同的平面902内)。
在图3-9的示例性实施方式中，绝缘器800、801和802的主绝缘体92a、92b、92c具有大致圆柱形的形状。
两个圆形的绝缘翅片41a和两个圆形的绝缘翅片41b相互交替地从主绝缘体92a伸出；两个圆形的绝缘翅片42a和两个环形的绝缘翅片42b相互交替地从主绝缘体92b伸出，使得两个绝缘翅片42a中的每一个面对两个绝缘翅片41a中相应的一个(也就是说，它们位于同一个平面901内)，并且两个绝缘翅片42b中的每一个面对两个绝缘翅片41b中相应的一个(也就是说，它们位于同一个平面902内)。
应当指出，交替的绝缘翅片41a和41b以及相应的绝缘翅片42a和42b的数量能够与示出的实施方式不同。
两个绝缘翅片41a中的每一个在其更靠近主绝缘体92b的纵向轴线500b的限界端45a与主绝缘体92a的纵向轴线500a之间具有距离D1(所述距离D1对应于限定翅片41a的周缘的圆周的半径)。
两个绝缘翅片41b中的每一个在其更靠近纵向轴线500b的限界端45b与纵向轴线500a之间具有距离D2(所述距离D2对应于限定翅片41b的周缘的圆周的半径)。
两个绝缘翅片42a中的每一个在其更靠近纵向轴线500a的限界端46a与纵向轴线500b之间具有距离D3(所述距离D3对应于限定翅片42a的周缘的圆周的半径)。
两个绝缘翅片42b中的每一个在其更靠近纵向轴线500a的限界端46b与纵向轴线500b之间具有距离D4(所述距离D4对应于限定翅片42b的周缘的圆周的半径)。
在图8的示例性实施方式中，距离D1等于距离D4并且距离D2等于距离D3，其中距离D1大于距离D2。
特别地，D3与D1之间(从而D2与D4之间)的比值基本上等于0.8。
这样，在相面对的翅片41a-42a的限界端45a-46a之间以及在相面对的翅片41b-42b的限界端45b-46b之间存在相同的空气中距离Dphase。
作为对图8示出的示例性实施方式的替代，最小距离D4(大于最小距离D2并且大于最小距离D3)的尺寸可设计成小于最小距离D1，或者可根据下述关系设计尺寸：
D1+(D1-D2)>D4>D1
在图3-9的示例性实施方式中，绝缘器802也包括两个圆形的翅片43a和两个圆形的翅片43b，其中翅片43a和43b相互交替地从主绝缘体92c伸出，以使两个翅片43a中的每一个面对两个翅片42a中相应的一个(也就是说，翅片43a位于与相应的翅片42a相同的平面901内)，并且两个绝缘翅片43b中的每一个面对两个绝缘翅片42b中相应的一个(也就是说，翅片43b位于与相应的翅片42b相同的平面902内)。
两个绝缘翅片43a中的每一个在其更靠近主绝缘体92b的纵向轴线500b的限界端48a与主绝缘体92c的纵向轴线500c之间具有距离；该距离等于距离D1并且对应于限定翅片43a的周缘的圆周的半径。
两个绝缘翅片43b中的每一个在其更靠近纵向轴线500b的限界端48b与纵向轴线500c之间具有距离，该距离等于距离D2(该距离对应于限定翅片43b的周缘的圆周的半径)。
这样，在相面对的翅片42a-43a的限界端47a-48a之间以及在相面对的翅片42b-43b的限界端47b-48b之间存在相同的空气中距离Dphase。
具有距离D3的两个绝缘翅片42a中的每一个面对相应的具有较大距离D1的翅片41a和43a；并且具有距离D4(等于半径距离D1)的两个翅片42b中的每一个面对相应的具有较小距离D2的翅片41b和43b。
根据图2-9的示例性实施方式的开关装置1包括壳体50，所述壳体具有由绝缘材料制成的至少一个部分51。优选地，壳体50限定出气密的内部空间，所述内部空间能够被例如为SF6的绝缘气体填充，或者替代性地，在较小电压的应用中被空气填充。
壳体50容纳其电相位2a、2b、2c中的每一个的开关单元10，并且所述壳体的绝缘部51包括与所述电相位2a、2b和2c相关联的绝缘器800、801和802。
优选地，壳体50还有利地包括金属部52。在图3-9的示例性实施方式中，壳体50的绝缘部51和金属部52分别包括相互耦联的绝缘外壳51和金属外壳52。
绝缘外壳51例如能够由聚合材料制成(例如，热塑性塑料和热固性材料)。在热固性聚合物中，环氧树脂或聚酯能够作为示例。在开关装置1在户外安装的情况下，绝缘外壳51能够完全地由至少一个聚合物材料覆盖层制成或包含至少一个聚合物材料覆盖层，所述聚合物材料对外界环境有抵抗力，例如为由脂环族环氧树脂或硅涂覆材料。
金属外壳52例如能够由钢制成，例如由不锈钢或预镀锌钢制成。
优选地，绝缘器80、801和802的主绝缘体92a、92b和92c中的每一个限定出容纳相应的电相位2a、2b、2c的开关单元10的内部腔93。
在图2-9的示例性的实施方式中，开关单元10是断路器单元10，其中所述断路器单元的可动触头11在断路器单元10自身操作期间能够被在闭合位置和断开位置之间致动，其中在所述闭合位置中，可动触头耦联至相应的固定触头12，并且在所述断开位置中，可动触头与固定触头12隔开以便与所述触头12电分离。
参照图2的示例，对电相位2a的断路器单元10的可动触头11从断开位置到闭合位置的致动允许电流Iphase通过电耦联的可动触头11和固定触头12在电路102的第一部分100和第二部分101之间流动。
对可动触头11从闭合位置到断开位置的致动借助于可动触头11和固定触头12之间的电分离来引起所述电流Iphase的中断。能够在出现例如过载或短路的电气故障时通过操作人员的手动干预或者自动地(借助于致动器)引起所述致动。
在图3-9的示例性的实施方式中，断路器单元10包括限定内部的密封环境的球形罩15，可动触头11和固定触头12之间的电连接/分离能够在该密封环境内发生。优选地，球形罩15的内部空间是真空的；替代性地，所述内部空间可由绝缘气体填充。
相应地，断路器腔93限定成容纳相应的断路器单元10的球形罩15。在绝缘体92a、92b和92c的上端中限定有通孔95，以允许电气端子3自由地通入到相应的断路器腔93中。
电气端子3连接至容纳在断路器腔93中的断路器单元10(具体地，所述电气端子连接至球形罩15中的固定触头12)并且适于将断路器单元10电连接至电路102的相应的部分100。
开关装置1包括致动装置(示意性地在图2中以附图标记200描绘和表示)，所述致动装置操作地连接至开关装置1自身的每个断路器单元10的可动触头11并且适于对可动触头11致动。
例如，致动装置200包括操作地相互连接的运动链(总体由附图标记201表示)和驱动装置203。运动链201操作地连接至容纳在相应的断路器腔93中的每个断路器单元10的可动触头11并且适于由驱动装置203驱动以引起可动触头11在断开位置与闭合位置之间的致动。
在图2-3和6的示例性实施方式中，驱动装置203包括驱动轴203，驱动轴203能够围绕旋转轴线204旋转并且(通过传统的连杆装置205)操作性地连接至运动链201。运动链201又操作性地连接至每个断路器单元10的可动触头11并且适于根据驱动轴203围绕轴线204的旋转来引起每个断路器单元10的可动触头11的致动。
开关装置1的绝缘外壳51包括中心部90，中心部90限定出容纳致动装置200的至少一部分的内部主腔91，其中主绝缘体92a、92b和92c沿着相应的纵向轴线500a、500b和500c从所述中心部90伸出。
在图3-4和6-8的示例性的实施方式中，内部主腔91容纳运动链201，其中能够从主腔91进入每个断路器腔93，以使运动链201能够操作性地与断路器单元10的相关联的可动触头11相互作用。
在绝缘外壳51的中心部90中限定有进入开口59；开关装置1包括覆盖件400，覆盖件400操作性地耦联至中心部90以覆盖进入开口59，并且所述覆盖件适于以使得驱动轴203能够围绕轴线204旋转的方式来覆盖和支承驱动轴203。进入开口59允许连杆装置205自由地进入到主腔91中以便操作性地连接驱动轴203和运动链201。优选地，覆盖件400由金属材料制成以更好地支承驱动轴203并且耐受在轴203自身旋转期间产生的力。
根据优选的实施方式，绝缘外壳51有利地制成为一件式，也就是说，中心部90、主绝缘体90a(具有相关联的绝缘翅片41a、41b)、主绝缘体92b(具有相关联的绝缘翅片42a、42b)和主绝缘体92c(具有相关联的绝缘翅片43a、43b)在制造过程期间是全部一体制造的。
在图3-9的示例性的实施方式中，绝缘外壳51的中心部90包括：基部53；第一前壁96和第二前壁97，第一前壁96和第二前壁97以相互面对的方式从基部53的相反端横向地伸出；平行的第一侧壁98和第二侧壁99，第一侧壁98和第二侧壁99以横向地连接第一前壁96和第二前壁97的方式从基部53横向地伸出；以及上壁25，上壁25横向地连接第一侧壁98和第二侧壁99(以及相面对的第一前壁96和第二前壁97)。
基部53耦联至金属外壳52的相应的凸缘部54，并且进入开口59限定在第一前壁96中，其中覆盖件400固定至所述壁96以覆盖所述开口59并且支承驱动轴203。主绝缘体92a、92b和92c沿其相应的纵向轴线500a、500b和500c从上壁25伸出。
有利地，中心部90还包括：将第一侧壁98连接至基部53的至少一个支承垂耳110；和将第二侧壁99连接至基部53的至少一个第二支承垂耳111(例如在图7中可见)。所述支承垂耳110、111适于加强绝缘外壳51的总体结构。
在图3的示例性的实施方式中，所述至少一个垂耳110包括：
支承垂耳110a，支承垂耳110a位于包含纵向轴线500a的平面450内；
支承垂耳110b，支承垂耳110b位于包含纵向轴线500b的平面451内；
支承垂耳110c，支承垂耳110c位于包含纵向轴线500c的平面452内；
支承垂耳100d，支承垂耳100d放置在支承垂耳110a和110b之间；以及
支承垂耳100e，支承垂耳100e放置在支承垂耳100b和110c之间。
所述至少一个支承垂耳111包括：
与支承垂耳110a对齐的支承垂耳(即，位于与支承垂耳110a相同的平面450内)；
与支承垂耳110b对齐的支承垂耳(即，位于与支承垂耳110b相同的平面451内)；
与支承垂耳110c对齐的支承垂耳(即，位于与支承垂耳110c相同的平面452内)；
与支承垂耳110d对齐的支承垂耳(即，位于与支承垂耳100d相同的平面内)；以及
与支承垂耳110e对齐的支承垂耳(即，位于与支承垂耳110e相同的平面内)。
根据图2-9的示例性的实施方式，开关装置1的电相位2a、2b、2c中的每一个包括与在以上描述中公开的开关单元10相关联的另一个开关单元20。所述开关单元20包括至少一个可动触头21，可动触头21在开关单元20自身的操作期间能被致动，以耦联至相应的固定触头22/从相应的固定触头22分离。
电气端子4连接至每一个开关单元20并且适于将开关单元20电连接至电路102的相应的部分101。整个壳体50还容纳每个电相位2a、2b、2c的开关单元20。
在图2-9的示例性实施方式中，开关单元20是切断器单元20，其中可动触头21在切断器单元20自身的操作期间能被在连接位置和至少一个断开连接位置之间致动，其中在所述连接位置中，可动触头21耦联并连接至相应的固定触头22，并且在所述至少一个断开连接位置中，可动触头21与固定触头22隔开以便与所述触头22断开连接。
开关装置1包括致动装置(示意性地在图2中以附图标记300描绘和表示)，所述致动装置操作性地连接至每个断路器单元20的可动触头21并且适于引起可动触头21的致动。优选地，壳体50容纳致动装置300的至少一部分。
参照图2，可动触头21与固定触头22之间的连接适于实现电路102的第一部分100和第二部分101之间的电连接。对可动触头21从连接位置到断开连接位置的致动引起第一部分100和第二部分101之间的物理分离(以便中断第一部分100和第二部分101之间的电连接)。
优选地，每个相位2a、2b、2c的切断器单元20和断路器单元10串联在电路102的第一部分100和第二部分101之间。
具体地，在图2的示例性实施方式中，可动触头11电连接至固定触头22以实现相关联的断路器单元10和切断器单元20之间的串联连接；替代性地，所述连接能够通过将断路器单元10的固定触头12连接至相关联的切断器单元20的可动触头21和固定触头22中的一个来实现。
参照图2的示例，在开关装置1的正常操作状态下，电流Iphase通过由断路器单元10的电耦联的可动和固定触头11、12以及由切断器单元20的连接的可动和固定触头21、22实现的电流路径在第一部分100和第二部分101之间流动。
在断路器单元10的可动触头11已被从闭合位置致动到断开位置以中断电流Iphase之后，切断器单元20的可动触头21也能被从连接位置致动到断开连接位置以提供第一和第二部分100、101之间的电连接中的进一步物理中断。
根据优选的、但是非限制性的实施方式，切断器单元20有利地设置成也实现接地装置的功能，也就是说，切断器单元20设置成能够在其操作期间将电路102的相关部分101电接地。
在图2-9的示例性的实施方式中，切断器单元20包括接地触头23，即电接地的触头23，并且所述切断器单元20的可动触头21能够被在连接位置和下述位置之间致动：
第一断开连接位置，在该位置中，可动触头21与相应的固定触头22和接地触头23断开连接；
第二断开连接位置或接地位置，在该位置中，可动触头21与相应的固定触头22断开连接并且连接至接地触头23。
当可动触头21处于接地位置时，电路102的相关部分101通过由可动触头21和电气端子4提供的电连接而被电连接至接地触头23。
优选地，壳体50的金属外壳52是接地的，即电连接至大地，以执行电路102的第一和第二部分100、101之间的金属接地隔离。在这种情况下，接地触头23优选地连接至金属外壳52；例如，接地触头23能够安装在金属外壳52的相应的部分上(如在图5的示例性实施方式中示出的)。
根据图3-9的示例性的实施方式，金属外壳52适于支承可动触头21和容纳每一个切断器单元20的接地触头2以及适于容纳致动装置300。
具体地，示出的示例性实施方式的致动装置300包括驱动轴301。驱动轴301通过传统的连杆装置操作性地连接至每一个可动触头21，使得驱动轴301围绕轴线302的旋转引起每一个可动触头21在连接位置、第一断开连接位置和接地位置之间的致动。
金属外壳52至少包括：底壁71；从底壁71的两个相反端横向地伸出的前壁72和后壁73；从底壁71横向地伸出以连接第一和第二前壁72、73的平行的第一和第二侧壁74、75。前壁72、73的上端和侧壁74、75的上端构造成限定整个凸缘上缘(统一地由附图标记76表示)，所述凸缘上缘耦联至凸缘部54(凸缘部54又耦联至绝缘外壳51)。
驱动轴301的端部操作性地耦联至金属外壳52的前壁72和后壁73，使得驱动轴301能够围绕旋转轴线302旋转。
驱动轴301在金属外壳52内定位在可动触头21与第二侧壁75之间。接地触头23固定至第一侧壁74，两者均对齐于相应的触头21的移动方向。金属外壳52与固定至金属外壳52的接地触头23一起接地。
本公开也涉及到一种电气单元1000或一种开关设备1000，所述电气单元或开关设备至少包括根据本公开的电气装置1。
在图9的示例性实施方式中，开关设备1000包括封装件1001，在所述封装件1001内安装根据本公开的开关装置1。所述开关装置1放置在包含配电条的上隔室1002或配电隔室1002与包含负载电缆或连接器的下隔室1003或负载隔室1003之间，所述负载电缆或线路与从配电条汲取功率的一个或多个电负载相关联。
具体地，壳体50的绝缘外壳51放置在配电隔室1002处，使得与每个断路器单元10相关联的电气端子3能够连接至相应的配电条。壳体50的金属外壳52放置在负载隔室1003处，使得与每个切断器单元20相关联的电气端子4能够连接至相应的负载电缆或连接器。
这样，外壳50(具体地，接地的金属外壳52)实现配电隔室1002和负载隔室1003之间的接地金属隔离。
实际上，已经能够看到根据本发明的电气装置1如何允许实现对已知的解决方案提供一些改进的预期目的。
具体地，与诸如在图1中示出的解决方案之类的已知的解决方案相比，实现了并排布置的绝缘器800-801、801-802之间的较大的最小空气中距离Dphase。通过具有较大的最小空气中距离Dphase，相对于已知解决方案减小了绝缘器800-801、801-802之间(以及从而相关联的相邻电相位2a-2b、2b-2c之间)的介电应力。
此外，公开的开关装置1至少执行相关联的电路102的部分100、101之间的电流中断功能(通过断路器单元10)和所述部分100、101之间的断开连接功能(通过切断器单元20)。优选地，开关装置1自身也在相关联的电路102的部分100、101中的一个上、即在与一个或多个电负载相关联的部分上执行接地功能。
通过将多个功能集成到单个装置中，在诸如开关设备1000之类的相应的电气单元的封装件1001内占据的总空间显著减少。
一个或多个断路器单元10(执行中断功能)和一个或多个切断器单元20(执行断开连接功能)被全部容纳在具有紧凑且同时牢固的结构的单个壳体50中。
特别有利的是，通过耦联绝缘外壳51和(实现了金属接地隔离的)金属外壳52来限定壳体50。
绝缘外壳51实现了整个壳体50的经济且紧凑的尺寸。因为所述尺寸由绝缘材料制成，所以可以减小其关于开关设备1000中的带电部分(即通电部分)、例如配电隔室1002中的配电条的电气距离，从而进一步地降低开关设备1000的封装件1001内的空间浪费。
紧凑的绝缘外壳51根据实际且经济的解决方案构造成容纳断路器单元10(和至少相关联的运动链201)。通过一件式地制造绝缘外壳51来进一步地改进所述优点。
具体地，断路器单元10容纳在由对齐的主绝缘体92a-92c限定的相应的断路器腔93中。所公开的绝缘翅片41a-41a、42a-42c和43a-43c的结构允许降低主绝缘体92a-92b和92b-92c之间的、因而还有容纳在所述主绝缘体92a-92c的断路器腔93中的断路器单元10之间的介电应力。
接地的金属外壳52实现了整个壳体50的确保遵守相关标准(例如，开关设备1000的配电隔室1002和负载隔室1003之间所需要的金属接地隔离)的尺寸，即使仅将单个多功能且非常紧凑的装置、例如将开关装置1放置在配电隔室1002的配电条和负载隔室之间时、以及即使将所述装置1的绝缘外壳51与配电条非常靠近地放置时也是如此。此外，所有部分/部件能够由其他技术上等同的元件所替代；实际上，材料类型、以及尺寸能够根据需要和根据现有技术是任意的。

Claims (13)

1.一种适于安装在电路(102)中的电气装置(1)，所述电气装置(1)至少包括具有第一主绝缘体(92a)的第一绝缘器(800)和具有第二主绝缘体(92b)的第二绝缘器(801)，其中所述第一主绝缘体(92a)和所述第二主绝缘体(92b)分别沿着第一纵向轴线(500a)和第二纵向轴线(500b)从所述电气装置(1)的相应部分(90)伸出，其中所述第一纵向轴线(500a)和所述第二纵向轴线(500b)相互平行地位于公共平面(900)内，所述第一绝缘器(800)具有多个绝缘翅片，所述第一绝缘器(800)的所述多个绝缘翅片包括：
至少一个第一绝缘翅片(41a)，所述第一绝缘翅片(41a)从所述第一主绝缘体(92a)伸出，以位于垂直于所述公共平面(900)的相应的第一平面(901)内，所述第一绝缘翅片在其更靠近所述第二纵向轴线(500b)的限界端与所述第一纵向轴线(500a)之间具有第一距离D1；以及
至少一个第二绝缘翅片(41b)，所述第二绝缘翅片(41b)从所述第一主绝缘体(92a)伸出，以位于垂直于所述公共平面(900)的相应的第二平面(902)内，所述第二绝缘翅片在其更靠近所述第二纵向轴线(500b)的限界端与所述第一纵向轴线(500a)之间具有第二距离D2，其中所述第一距离D1大于所述第二距离D2；
所述第二绝缘器(801)具有多个绝缘翅片，所述第二绝缘器(801)的所述多个绝缘翅片包括：
至少一个第三绝缘翅片(42a)，所述第三绝缘翅片(42a)从所述第二主绝缘体(92b)伸出，以面对所述第一绝缘翅片(41a)，所述第三绝缘翅片在其更靠近所述第一纵向轴线(500a)的限界端与所述第二纵向轴线(500b)之间具有第三距离D3；以及
至少一个第四绝缘翅片(42b)，所述第四绝缘翅片(42b)从所述第二主绝缘体(92b)伸出，以面对所述第二绝缘翅片(41b)，所述第四绝缘翅片在其更靠近所述第一纵向轴线(500a)的限界端与所述第二纵向轴线(500b)之间具有第四距离D4；
所述第一距离D1、所述第二距离D2、所述第三距离D3和所述第四距离D4满足以下关系：
D1>D3；D4>D2；D4>D3；以及D4<D1+(D1-D2)，
所述电气装置(1)至少包括：
第一电相位(2a)，所述第一电相位(2a)包括至少一个第一开关单元，其中所述第一开关单元包括至少一个第一可动触头，所述第一可动触头在所述第一开关单元的操作期间能够被致动，以耦合至相应的第一固定触头/与相应的第一固定触头分离；
第二电相位(2b)，所述第二电相位(2b)包括至少一个第二开关单元，其中所述第二开关单元包括至少一个第二可动触头，所述第二可动触头在所述第二开关单元的操作期间能够被致动，以耦联至相应的第二固定触头/与相应的第二固定触头分离；
所述第一绝缘器(800)和所述第二绝缘器(801)分别与所述第一电相位(2a)和所述第二电相位(2b)相关联，并且
所述电气装置(1)的特征在于，所述电气装置(1)包括壳体(50)，所述壳体(50)具有至少一个绝缘部(51)，其中所述壳体(50)容纳所述第一开关单元和所述第二开关单元，并且其中所述壳体(50)的所述至少一个绝缘部(51)包括所述第一绝缘器(800)和所述第二绝缘器(801)。
2.根据权利要求1所述的电气装置(1)，其特征在于，所述第四距离D4等于所述第一距离D1，并且所述第三距离D3等于所述第二距离D2。
3.根据权利要求2所述的电气装置(1)，其特征在于，所述第三距离D3与所述第一距离D1之间的比值包含在0.5至0.9之间。
4.根据权利要求1所述的电气装置(1)，其特征在于：
所述至少一个第一绝缘翅片(41a)包括多个第一绝缘翅片(41a)并且所述至少一个第二绝缘翅片(41b)包括多个第二绝缘翅片(41b)，其中所述第一绝缘翅片(41a)和所述第二绝缘翅片(41b)相互交替地从所述第一主绝缘体(92a)伸出；
所述至少一个第三绝缘翅片(42a)包括多个第三绝缘翅片(42a)，所述多个第三绝缘翅片(42a)中的每一个面对所述多个第一绝缘翅片(41a)中相应的一个，并且所述至少一个第四绝缘翅片(42b)包括多个第四绝缘翅片(42b)，所述多个第四绝缘翅片(42b)中的每一个面对所述多个第二绝缘翅片(41b)中相应的一个。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电气装置(1)，其特征在于，所述第一主绝缘体(92a)限定出容纳所述第一开关单元的第一内部腔，并且所述第二主绝缘体(92b)限定出容纳所述第二开关单元的第二内部腔。
6.根据权利要求5所述的电气装置(1)，其特征在于，所述电气装置(1)包括致动装置(200)，所述致动装置(200)操作性地连接至所述至少一个第一可动触头和所述至少一个第二可动触头并且适于致动所述至少一个第一可动触头和所述至少一个第二可动触头，其中所述壳体(50)的所述至少一个绝缘部(51)包括中心部，所述中心部限定出容纳所述致动装置(200)的至少一部分的主腔(91)，并且其中所述第一主绝缘体(92a)和所述第二主绝缘体(92b)从所述中心部伸出。
7.根据权利要求6所述的电气装置(1)，其特征在于，所述中心部包括：
基部(53)；
从所述基部(53)横向地伸出的平行的第一侧壁(98)和第二侧壁(99)；
将所述第一侧壁(98)连接至所述基部(53)的至少一个支承垂耳；
将所述第二侧壁(99)连接至所述基部(53)的至少一个支承垂耳。
8.根据权利要求7所述的电气装置(1)，其特征在于，
所述中心部包括横向地连接所述第一侧壁(98)和所述第二侧壁(99)的上壁(25)，其中所述第一主绝缘体(92a)和所述第二主绝缘体(92b)从所述上壁(25)伸出；
所述将所述第一侧壁(98)连接至所述基部(53)的至少一个支承垂耳包括：位于包含所述第一纵向轴线(500a)的平面(450)内的第一支承垂耳(110a)；位于包含所述第二纵向轴线(500b)的平面(451)内的第二支承垂耳(110b)；放置在所述第一支承垂耳(110a)和所述第二支承垂耳(110b)之间的第三支承垂耳(110c)；
所述将所述第二侧壁(99)连接至所述基部(53)的至少一个支承垂耳包括：与所述第一支承垂耳(110a)对齐的第四支承垂耳；与所述第二支承垂耳(110b)对齐的第五支承垂耳；以及与所述第三支承垂耳(110c)对齐的第六支承垂耳。
9.根据权利要求1所述的电气装置(1)，其特征在于，所述壳体(50)包括金属部(52)。
10.根据权利要求9所述的电气装置(1)，其特征在于，所述壳体(50)的所述至少一个绝缘部(51)包括绝缘外壳，并且所述金属部(52)包括耦联至所述绝缘外壳的金属外壳。
11.根据权利要求9所述的电气装置(1)，其特征在于：
所述第一电相位(2a)包括与所述第一开关单元相关联的第三开关单元，其中所述第三开关单元包括至少一个第三可动触头，所述第三可动触头在所述第三开关单元的操作期间能够被致动，以耦联至相应的第三固定触头/与相应的第三固定触头分离；
所述第二电相位(2b)包括与所述第二开关单元相关联的第四开关单元，其中所述第四开关单元包括至少一个第四可动触头，所述第四可动触头在所述第四开关单元的操作期间能够被致动，以耦联至相应的第四固定触头/与相应的第四固定触头分离；
所述壳体(50)容纳所述第三开关单元和所述第四开关单元。
12.根据权利要求11所述的电气装置(1)，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元分别是第一断路器单元和第二断路器单元，并且所述第三开关单元和所述第四开关单元分别是第三切断器单元和第四切断器单元。
13.一种开关设备(1000)，所述开关设备(1000)至少包括根据权利要求1所述的电气装置(1)。
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