CN104347283B - 具有改进的机械耐久性的高压断续器单元 - Google Patents

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Abstract

一种高压断续器单元包括开关室，在开关室内，接触系统(20)的至少两个电接触元件(21，22，25)被布置成相对于彼此移动。接触系统(20)进一步包括至少一个机械元件(23)，其至少部分地不与两个接触元件中的任何一个有固定机械连接。为了增加接触系统(20)的机械耐久性，至少一个机械元件(23)至少部分地被包覆在合成耐磨材料形成的层(24)中。

Description

具有改进的机械耐久性的高压断续器单元
技术领域
本发明涉及一种具有开关室的高压断续器单元，在开关室中，接触系统的至少两个电接触元件被布置成相对于彼此移动，并且其中，接触系统进一步包括至少一个机械元件，其至少部分地不与两个接触元件中的任何一个有固定连接。
背景技术
高压断续器单元被用在用来切断电流的高压开关设备的断路器和隔离开关中。它们能够处理大于10KA的断开电流，并可在52KV以上的电压范围中操作。
它们包含开关室，开关室可以是真空室，或者填充有绝缘气体，如SF6，并且，在开关室中，高压断续器单元包含两个或更多个电接触元件，它们属于接触系统。接触元件被布置成相对于彼此移动，以使得它们能够从闭合的接触位置移动到断开的接触位置，在闭合的接触位置，电流流过断续器单元，在断开的接触位置，电流被切断。
至少两个接触元件的移动通常是沿轴线进行的。
除了接触元件，断续器单元可另外包含不具有任何接触功能的元件，即，它们不传送任何电流。相反，它们通过与接触元件中的至少一个相互作用，帮助执行接触元件的移动，从而使得机械力被施加给至少一个接触元件。以机械力的方式，各个接触元件的一部分在移动期间例如可被保持在位置上，或者接触元件本身可被推动。下面，开关室中的这些属于接触系统的另外元件被称作机械元件。
发明内容
本发明的目的是提供具有改进的机械耐久性的高压断续器单元。
该目的是通过根据权利要求1所述的高压断续器单元实现的。
根据本发明，接触系统的至少一个机械元件至少部分地包覆在合成耐磨材料形成的层中。
发明者已经认识到，没有完全与接触系统且从而与至少一个接触元件保持固定机械连接的那些机械元件可受到磨损。这是由于机械元件的没有固定地连接的部分会摩擦接触系统的其它元件。固定的机械连接例如可为螺纹连接、焊接或铆接。
磨损导致在开关室中释放小颗粒，这可显著降低高压断续器单元的耐绝缘能力。
通过将机械元件至少部分地包覆在合成耐磨材料形成的层中，可显著降低磨损等级，从而增加断续器单元的机械耐久性和断续器单元在故障之前的开关周期的数量。
合成材料形成的层可被布置成围绕机械元件的柔性套管，或者它可以是以表面涂层的形式施加的。柔性套管具有不改变机械元件的机械特性同时适合其形状的优势。表面涂层可在一定程度上影响机械特性，但是它具有固定地附连到其表面上的优势。
柔性套管例如可由合成材料形成的带制成，该带螺线形或螺旋形地缠绕在机械元件周围。
在优选的实施例中，合成材料是聚四氟乙烯(PTFE)。PTFE特别适用于气体绝缘式开关设备，因为它有高耐化学性。它耐受SF6和它的副产物，尤其是氢氟酸(HF)。PTFE的另外优势是它对高和低温的耐受性，尤其是它在短路情况下对热的耐受性。
一种备选的材料例如将是硅酮弹性体。
附图说明
根据下面结合附图描述的实例和它的实施例中，本发明和它的实施例将变得显而易见，在附图中：
图1是从现有技术中已知的断续器单元的开关室；
图2是根据本发明一个实施例的接触系统的元件；
图3是图2的机械元件；
图4是围绕图2的机械元件的柔性套管的截面。
具体实施方式
图1示出了从现有技术中已知的高压断续器单元的开关室1。开关室被布置成绕纵向轴线A具有旋转对称性，并总共包含四个接触元件，其中两个是固定的接触元件，而其中两个是可动的接触元件，其中可动的接触元件可沿轴线A从固定的接触元件移开或移向固定的接触元件。所谓的主接触元件是固定的主接触元件5和它的对应物，即可动的主接触元件6。为了控制主接触元件5和6的断开操作期间可能发生的电弧效应，提供了固定的电弧接触元件3和可动的电弧接触元件4。
在图2中，示出了根据本发明的接触系统20的主接触元件和机械元件23的示意图。接触系统20被布置成在高压断续器单元的开关室内绕纵向轴线B具有旋转对称性。开关室可填充以真空，或绝缘气体，如SF6，或单相或两相绝缘介质，如在WO 2010/142346中描述的，如氟酮(fluoroketone)，尤其是C5-全氟酮和/或C6-全氟酮。
主接触元件中的一个是内部接触元件21，其被显示成与外部接触元件处于直接物理接触，其中外部接触元件被布置成绕纵向轴线B的空心筒26的形式，筒主体26以多个接触指结束，其中的两个在这里被显示为接触指22和接触指25。接触指彼此互相平行对准并沿筒主体26的圆周分布。
为了提供并确保接触指22，25和内部接触元件21之间的充分接触压力，螺旋弹簧23的形式的弹簧元件绕外部接触元件的筒主体26缠绕。弹簧元件的接触压力对接触指22，25施加朝向外部接触元件的纵向轴线B的定向的力F。螺旋弹簧23不传送任何电流，而是执行纯机械功能，即，它是接触系统20的机械元件。螺旋弹簧23仅通过它自身的弹簧力保持在它的位置，即，它不是固定连接的。
发明人已经认识到，在接触元件抵靠彼此移动的期间，以及由于螺旋弹簧23相对于接触指的振动和小移动，可由于磨损而在接触指22，25和螺旋弹簧23之间释放颗粒。这些颗粒可污染开关室，导致降低高压断续器单元中的绝缘耐受性的高风险。
为了避免所述颗粒的释放，根据本发明，建议将螺旋弹簧包覆在合成耐磨材料形成的层中。这种包覆可通过施加表面涂层来获得。然而，发明者已经进一步认识到，这种涂层将显著改变螺旋弹簧23的硬度，从而需要额外的工作来重新设计弹簧的整体结构。
根据本发明的优选实施例，建议将合成材料形成的层布置为环绕螺旋弹簧23的柔性套管24，其中柔性套管24由合成材料形成的带制成，该带环绕螺旋弹簧23螺旋地缠绕。这由图3和4示出，其中图3示出螺旋弹簧23以及它如何穿过圆管中的等间距间隙而隆起，该管是由合成材料形成的螺旋形缠绕带制成的，并形成柔性套管24。螺旋弹簧23的一些绕组也可被认作照射穿过套管24的透明材料的阴影轮廓。
在图4中，具有它的等距间隙41的柔性套管24被作为示意图示出，其中套管24不是弯曲的，从而形成直管。
通过以柔性套管的形式布置合成材料，弹簧的硬度，即弹簧系数，事实上保持不受影响，应为套管24适合于螺旋弹簧23的形状，几乎没有任何抗性。由于那个原因，接触系统的精确组装是可能的。
对于套管24的合成耐磨材料，聚四氟乙烯(PTFE)被选择作为优选的材料。这是由于PTFE对高温和低温的耐受性，尤其是在短路情况下对热的耐受性。而且，它具有对SF6和它的副产物，尤其是氢氟酸(HF)的高耐化学性。

Claims (5)

1.一种高压断续器单元，其具有开关室，在所述开关室内，接触系统(20)的至少两个电接触元件(21，22，25)被布置成相对于彼此移动，并且其中，所述接触系统进一步包括至少一个机械元件，其至少部分地不与所述两个接触元件中的任何一个有固定机械连接，其中，所述至少一个机械元件是向所述两个接触元件(22，25)中的一个施加接触压力的弹簧元件(23)，
其特征在于，所述至少一个机械元件(23)至少部分地被包覆在合成耐磨材料形成的层中，其中，所述合成材料形成的层被布置成圆管，所述圆管形成柔性套管(24)，其螺线形或螺旋形地缠绕在所述机械元件周围，且所述至少一个机械元件(23)穿过所述圆管中的等间距间隙而隆起。
2.根据权利要求1所述的高压断续器单元，其特征在于，所述合成材料是聚四氟乙烯(PTFE)。
3.根据权利要求1所述的高压断续器单元，其特征在于，所述合成材料是硅酮弹性体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高压断续器单元，其特征在于，所述弹簧元件是螺旋弹簧(23)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的高压断续器单元，其特征在于，所述两个接触元件中的一个布置成具有纵向轴线(B)的空心筒的形式，其中所述筒的主体(26)以多个接触指(22，25)结束，并且其中，所述弹簧元件(23)的接触压力向所述接触指(22，25)施加朝向所述接触元件的纵向轴线(B)定向的力(F)。
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