CN104170040B - 开关装置、尤其是负载断路器 - Google Patents
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Abstract
为了形成一种开关装置(1)，尤其是用于中压配电设备的负载断路器，其具有主触头系统(4)以及与主触头系统(4)串联的灭弧触头系统(5)，其中，主触头系统(4)和灭弧触头系统(5)直线地前后相继布置，该开关装置具有简单且紧凑并因而成本低廉的结构，建议提供唯一一个用于将驱动运动引入开关装置(1)的唯一一个驱动轴中的驱动器，其中，唯一一个用于传递驱动运动的凸轮(14)具有用于操作主触头系统(4)的主触头系统弯曲轨道(16)以及用于操作灭弧触头系统(5)的灭弧触头系统弯曲轨道(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关装置，尤其是用于中压配电设备的负载断路器，其具有主触头系统以及与主触头系统串联的灭弧触头系统，其中，主触头系统和灭弧触头系统直线地前后相继布置。
背景技术
负载断路器形式的这种开关装置例如从EP1538650A2中已知。在此公开的负载断路器具有主触头系统的直线布置，用于断开状态下形成介电的隔离间隔以及具有灭弧触头系统的直线布置，用于在开关过程中熄灭电弧，并且为此分别具有一个单独的驱动器，其具有单独的分别用于两个触头系统的驱动轴。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，构造一种开头所述类型的开关装置，该开关装置具有简单且紧凑的并因此也成本低廉的结构。
按本发明，该技术问题在开头所述类型的开关装置中解决的方式是，提供唯一一个用于将驱动运动引入开关装置的唯一一个驱动轴的驱动器，其中，唯一一个用于传递驱动运动的凸轮具有用于操作主触头系统的主触头系统弯曲轨道以及用于操作灭弧触头系统的灭弧触头系统弯曲轨道。
开关装置具有唯一一个用于将驱动运动引入开关装置的唯一一个驱动轴的驱动器和唯一一个凸轮的这种构造(该唯一一个凸轮具有用于操作主触头系统或灭弧触头系统的主触头系统弯曲轨道以及灭弧触头系统弯曲轨道)具有一个简单且紧凑的结构，因为不需要用于第二驱动器和第二驱动轴的空间，并且为此也可以节省成本，从而开关装置也具有成本低廉的结构。
在本发明有利的结构方案中，开关装置布置在以绝缘介质填充的壳体中，接头延伸穿过壳体，用于与配电设备电连接。此外，在填充以绝缘介质的壳体中的这种布置导致开关设备紧凑的结构，因为通过使用绝缘介质，例如绝缘气体或绝缘液体，可以整体上减小开关装置的尺寸，因为这种绝缘气体或绝缘液体具有提高的介电特性。对于布置于壳体中的开关装置，通过具有唯一一个凸轮和唯一一个驱动轴的布置，也只需为用于将驱动运行引入壳体中的驱动轴进行唯一一次执行，这还使开关装置成本廉价。
在本发明特别有利的结构方案中，主触头系统通过具有在滑动触头中可移动的动触头以及设计成梅花触头的静触头的直线断路器构成，该滑动触头与开关装置的第一接头连接。
在本发明的进一步有利的结构方案中，主触头系统的静触头与灭弧触头系统的动触头连接螺栓连接，灭弧触头系统的静触头与开关装置的第二接头连接。
在本发明特别有利的结构方案中，灭弧触头系统的动触头连接螺栓通过绝缘杆借助第一导引元件与灭弧触头系统弯曲轨道联接，主触头系统的动触头借助第二导引元件与主触头系统弯曲轨道联接。对于这种布置，可以实现简单且廉价的结构，因为通过借助第一或第二导引元件的联接装置通过中间连接用于灭弧触头系统的动触头连接螺栓的绝缘杆，能够实现通过所述唯一一个具有弯曲轨道的凸轮控制主触头系统的动触头以及灭弧触头系统的动触头连接螺栓。用于将灭弧触头系统的动触头连接螺栓与灭弧触头系统弯曲轨道联接的绝缘杆可以在此不同地布置在例如设计成空心体的、主触头系统的动触头中，但绝缘杆也可以必要时布置在主触头系统的动触头以外或旁边并且通过适合的同步元件使灭弧触头系统的动触头连接螺栓朝开关过程运动。
在本发明特别有利的结构方案中，灭弧触头系统弯曲轨道和主触头系统弯曲轨道构造为，使得在开关装置的断开过程中在灭弧触头系统断开并且电弧熄灭之后主触头系统可在灭弧触头系统已断开的情况下操作，并且在开关装置的合闸过程中，主触头系统可在灭弧触头系统已闭合的情况下操作。换句话说，灭弧触头系统弯曲轨道对于合闸过程和断开过程具有例如相同的斜率，而主触头系统弯曲轨道对于合闸过程具有不同于断开过程的斜率，从而确保在开关装置的断开过程中当主触头系统闭合时首先断开灭弧触头系统，并且在此开关过程中形成的电弧在灭弧触头系统熄灭，然后主触头系统被断开用于形成负载断路器的介电的隔离间隔，而在合闸过程中主触头系统的斜率改变为，使得首先闭合灭弧触头系统，当灭弧系统闭合时主触头系统弯曲轨道的斜率才导致主触头系统的运动和关闭，从而在合闸过程中在主触头系统中点燃合闸电弧。这导致成本低廉的结构，因为在弯曲轨道的这种结构方案中，灭弧触头系统可使用所谓的合闸不稳定的真空开关管，因为该合闸不稳定的真空开关管在存在产生电弧的条件时就已经闭合。
在本发明特别有利的结构方案中，凸轮可旋转360°。通过可旋转360°的凸轮以简单的方式实现，用于合闸过程或断开过程的主触头系统弯曲轨道不同地构造或设有不同的斜率，以确保在合闸过程中当灭弧触头系统闭合时才可操作主触头系统，而在断开过程中当灭弧触头系统断开和电弧熄灭时才可操作主触头系统。此外，对于可旋转360°的凸轮，驱动器是成本廉价的，因为驱动运动仅沿一个方向引入。
在本发明另一个有利的结构方案中，在壳体中提供接地开关装置。在相同壳体中的这种接地开关装置(该接地开关装置具有驱动器)有利地能够实现中压配电设备的不同配电设备部件的接地，在该中压配电设备中设有开关装置，根据开关装置的开关状态，例如在主触头系统断开时，电缆出口可以接地或在主触头系统闭合并且灭弧触头系统闭合时配电设备的汇流排区域也可以接地。
附图说明
下列根据图样和实施例并且参照附图进一步阐述本发明。附图中：
图1：是开关装置在第一开关位置中的实施例；以及
图2：是图1所示开关装置在第二开关位置中的实施例。
具体实施方式
图1示出用于中压配电设备的负载断路器形式的开关装置1，该中压配电设备在图中未示出并且具有汇流排区域和电缆出口区域。为此，开关装置1具有汇流排接头2以及电缆出口接头3，通过它们由开关装置1形成一个电流通路。直线断路器形式的主触头系统4电气地与灭弧触头系统5串联并且直线地布置在其后，因此整体上获得开关装置的直线布置。主触头系统4包括第一滑动触头6，该第一滑动触头6通过连接元件7与电缆出口接头3导电连接。主触头系统4的动触头8在参照图2进一步阐述的断开位置和图1中所示的合闸位置之间可移动地布置在第一滑动触头6中并与静触头9一起形成主触头系统4，该静触头设计成梅花触头。灭弧触头系统5包括动触头连接螺栓10以及静触头12，该动触头连接螺栓10与灭弧触头系统的动触头11导电连接并且与主触头系统的静触头9导电连接，该静触头12与开关装置1的汇流排接头2导电连接。因此，在图1中所示的、主触头系统4和灭弧触头系统5的闭合状态中，通过形成一条经由汇流排接头2，静触头12和灭弧触头系统5的动触头11以及静触头9和主触头系统4的动触头8和用于电缆出口接头3的连接元件7的电流通路。凸轮14与图中未示出的驱动轴连接并且通过驱动轴与图中同样未示出的用于引入驱动运动的驱动器抗扭地连接并且具有灭弧触头系统弯曲轨道15，主触头系统弯曲轨道16。灭弧触头系统弯曲轨道15通过第一导引元件17与用于将驱动运动传递到动触头连接螺栓10上的绝缘杆13联接，该主触头系统弯曲轨道16通过第二导引元件18与主触头系统4的动触头8联接，以便传递驱动运动。
开关装置1和汇流排接头2以及电缆出口接头3在此布置在壳体19中，该壳体可以填充以绝缘介质，例如绝缘气体或绝缘液体。此外在壳体19中，设有接地开关20，该接地开关20具有另一个梅花触头形式的接地静触头21，该接地静触头与位于壳体之外的接地接头22连接，用于与地电位连接。此外，接地开关20包括接地动触头23，该接地动触头23可移动到延伸穿过第二滑动触头24并且借助接地触头系统弯曲轨道27通过第三导引元件25与另一个凸轮26联接，以便导入驱动运动。第二滑动触头24通过另一个连接元件28与电缆出口接头3导电连接。
在图1中，接地开关20处于断开的状态，开关装置1的主触头系统4和灭弧触头系统5处于其闭合状态。为实施断开过程，当在配电设备的控制装置上存在相应的配电条件时，将信号发送给开关装置1的驱动器，该驱动器致使驱动轴并因此凸轮14执行逆时针的转动运动。凸轮14的转动运动通过灭弧触头系统弯曲轨道15或主触头系统弯曲轨道16和第一导引元件17或第二导引元件18传递到绝缘杆13或动触头8上，其中，灭弧触头系统弯曲轨道15和主触头系统弯曲轨道16设计成，使得由于其斜率在断开过程中首先灭弧触头系统弯曲轨道15将运动传递到绝缘杆13上，该运动致使通过灭弧触头系统5的动触头11与静触头12的分离而断开灭弧触头系统5并且致使在灭弧触头系统5中在此产生的电弧熄灭。设计成真空开关管的灭弧触头系统5因此处于断开的状态，然后在电弧熄灭时通过主触头系统弯曲轨道16的构造将运动传递到主触头系统4的动触头8上，该运动致使通过主触头系统4的动触头8与静触头9的分离而断开主触头系统4，因此最后在主触头系统4断开时，满足了介电的隔离间隔的条件并且实现了图2中所示的、开关装置1的断开状态，该开关装置1具有断开的灭弧触头系统5和断开的主触头系统4。
为了实施开关装置1的合闸过程，通过控制单元又将信号发送给用于将转动运动引入驱动轴和凸轮14中的驱动器，该信号致使凸轮14顺时针转动。通过用于主触头系统的合闸过程的主触头系统弯曲轨道16的不同实施方案，即，该主触头系统弯曲轨道16具有第一区段29和用于将压力运动传递到第二导引元件18上的第二区段30，在此确保，在这种构造中通过灭弧触头系统弯曲轨道15首先将灭弧触头系统4转变为其闭合状态，之后，凸轮14的运动通过主触头系统弯曲轨道16的第二区段30传递到第二导引元件18上并因此传递到主触头系统4的动触头8上。这导致，当主触头系统4的动触头8靠近静触头9使得通过形成的电压点燃电弧时，灭弧触头系统5已经处于闭合状态。由此可行的是，用于灭弧触头系统5的真空开关管设计成合闸不稳定的真空开关管并因此设计成成本低廉的真空开关管。在合闸过程的进一步行程中，动触头8通过主触头系统弯曲轨道16向上运动，直到它最后与主触头系统4的静触头9导电连接，从而通过已经闭合的灭弧触头系统5又实现了开关装置1的合闸状态，如在图1中所描述。
与开关装置1的状态或主触头系统4和灭弧触头系统5的状态无关，通过凸轮26可将驱动运动引入接地开关的动触头23以便形成在接地静触头21与动触头23之间的导电连接，从而在闭合的主触头系统4和闭合的灭弧触头系统5中，能够实现整个配电设备区域的接地或在断开的主触头系统4中能够实现至少电缆出口接头3和与之连接的配电设备部件的接地。
在所描述的实施例中，凸轮14表示为具有有限转角范围的凸轮以便来回运动。但也可行的是，凸轮设计成可旋转360°的凸轮，其中，灭弧触头系统弯曲轨道15和主触头系统弯曲轨道16在整个角度范围360°上延伸。因此一方面能够实现，总是朝相同的方向引入驱动运动，这简化了驱动器的结构，另一方面，通过相应地形成灭弧触头系统弯曲轨道15和主触头系统弯曲轨道16的斜率，即使在可旋转360°的凸轮中也可以将它们的斜率相互选择为，使得确保，在合闸过程中首先关闭灭弧触头系统5，之后才促使主触头系统4进行合闸过程，另一方面在断开过程中首先断开灭弧触头系统5以便熄灭电弧，然后断开主触头系统4以便形成介电的隔离间隔。
附图标记列表
1 开关装置
2 汇流排接头
3 电缆出口接头
4 主触头系统
5 灭弧触头系统
6 第一滑动触头
7 连接元件
8 动触头
9 静触头
10 动触头连接螺栓
11 动触头灭弧触头系统
12 静触头灭弧触头系统
13 绝缘杆
14 凸轮
15 灭弧触头系统弯曲轨道
16 主触头系统弯曲轨道
17 第一导引元件
18 第二导引元件
19 壳体
20 接地开关
21 接地开关静触头
22 接地接头
23 动触头接地开关
24 第二滑动触头
25 第三导引元件
26 第二凸轮
27 接地触头系统弯曲轨道
28 其他连接元件
29 第一区段
30 第二区段
Claims (9)
1.一种开关装置(1)，其具有主触头系统(4)以及与所述主触头系统(4)串联的灭弧触头系统(5)，其中，所述主触头系统(4)和所述灭弧触头系统(5)直线地前后相继布置，其特征在于，提供用于将驱动运动引入开关装置(1)的唯一一个驱动轴的唯一一个驱动器，其中，在唯一一个用于传递所述驱动运动的凸轮(14)中构造有用于操作主触头系统(4)的凹槽形主触头系统弯曲轨道(16)以及用于操作灭弧触头系统(5)的凹槽形灭弧触头系统弯曲轨道(15)。
2.按权利要求1所述的开关装置(1)，其特征在于，所述开关装置(1)布置在以绝缘介质填充的壳体(19)中，所述开关装置的第一接头(3)和第二接头(2)延伸穿过所述壳体(19)以便与配电设备电连接。
3.按权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于，所述主触头系统(4)由具有能在滑动触头(6)中移动的动触头(8)以及设计成梅花触头的静触头(9)构成，所述滑动触头(6)与所述第一接头(3)连接。
4.按权利要求3所述的开关装置(1)，其特征在于，所述主触头系统(4)的所述静触头(9)与所述灭弧触头系统(5)的动触头连接螺栓(10)连接，所述灭弧触头系统(5)的静触头(12)与所述第二接头(2)连接。
5.按权利要求1或2所述的开关装置(1)，其特征在于，所述灭弧触头系统(5)的动触头连接螺栓(10)通过绝缘杆(13)借助第一导引元件(17)与所述灭弧触头系统弯曲轨道(15)联接，所述主触头系统(4)的动触头(8)借助第二导引元件(18)与所述主触头系统弯曲轨道(16)联接。
6.按权利要求1或2所述的开关装置(1)，其特征在于，所述灭弧触头系统弯曲轨道(15)和所述主触头系统弯曲轨道(16)构造为，使得在所述开关装置(1)的断开过程中在所述灭弧触头系统(5)断开和电弧熄灭之后，所述主触头系统(4)能在灭弧触头系统(5)已断开的情况下操作，而所述主触头系统(4)在所述开关装置(1)的合闸过程中能在灭弧触头系统(5)已闭合的情况下操作。
7.按权利要求1或2所述的开关装置(1)，其特征在于，所述凸轮(14)能旋转360°。
8.按权利要求2所述的开关装置(1)，其特征在于，在所述壳体(19)中设置接地开关装置(20)。
9.按权利要求1所述的开关装置(1)，其特征在于，所述开关装置(1)是中压配电设备的负载断路器。
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