CN104871280A - 具有三重运动接触件布置的电开关设备 - Google Patents
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Abstract
接触件布置具有纵轴（z）并且包括具有第一接触件（3a）和第二接触件（4a）的第一接触件组（3a，4a）以及具有第三接触件（3b）和第四接触件（4b）的第二接触件组（3b，4b）。第一接触件（3a）与第三接触件（3b）电且机械相互作用并且/或第二接触件（4a）与第四接触件（4b）电且机械相互作用，用于闭合和断开接触件布置。提供至少一个机械耦合（2），用于将致动力传送到第二接触件组（3b，4b）并且由此使第二接触件组（3b，4b）移动。至少一个机械耦合（2）适于采用第三接触件（3b）和第四接触件（4b）的速度沿第三接触件（3b）的行进路径的至少一部分或沿第四接触件（4b）的行进路径的至少一部分不同这样的方式使它们移动。
Description
技术领域
本发明涉及中高压开关技术的领域并且关于根据独立权利要求的接触件布置和具有这样的接触件布置的电开关设备，特别以在输电和配电系统中用作接地设备、快速作用接地设备、断路器、发生器断路器、开关隔离器、组合隔离器和接地开关或负载开断开关。
背景技术
电开关设备在中高压开关应用的领域中是众所周知的。它们例如用于在出现电故障时中断电流。作为对于电开关设备的示例，断路器具有断开接触件并且使它们保持远离彼此以便避免电流流动、甚至在源自电故障本身的高电位的情况下也如此的任务。为了该公开的目的，术语中压指从1kV至72.5kV的电压并且术语高压指高于72.5kV的电压。电开关设备（像所述断路器）可必须能够承载5000A至6300A的高标称电流并且以550kV至1200kV的非常高电压开关63kA至80kA的非常高的短路电流。
因为高标称电流，现今的电开关设备对于标称电流需要许多所谓的标称触指。当在电开关设备内切断（断开）标称或短路电流时，电流从电开关设备的标称接触件换向到它的起弧接触件。当使电开关设备的标称接触件连接（闭合）时，起弧接触件也连接。它们通常包括围绕所谓的起弧指笼中的电开关设备的纵轴布置的起弧触指作为第一起弧触指，和驱入指笼的杆作为第二起弧接触件。
在电开关设备的闭合和断开过程期间，在第一和第二起弧接触件之间形成电弧，其随时间损坏接触件。为了使该损坏最小化，电开关设备包含用于尽可能快熄灭电弧的流体。另一个措施是限制标称和起弧接触件的整个闭合和断开过程的时期，特别是使标称接触件接触与使起弧接触件接触之间或使标称接触件分开与使起弧接触件分开之间的时期或时间间隔。该时间约束导致根据指定时期在电开关设备的一侧上使标称接触件和起弧接触件加速和减速的必要性。接触件必须具有某一横截面以便能够承载需要的电流。非常高电压断路器需要处于断开状态的接触件之间的较长距离以便避免电击穿。因此，相当大的力对于使接触件和开关设备的另外的移动部件加速和/或减速是必需的。这些力可导致接触件布置的移动部件上机械应力增加并且甚至导致机械失效，从而使这样的电开关设备的寿命时间减少。此外，在断路器的开关过程期间生成粒子，其可以导致介电失效。
本发明从EP 0 696 040 A1开始，其公开对于双动具有辅助齿轮的断路器。在断路器的一侧上起弧触销和标称接触件的独立移动由链接到两个传力杠杆的嵌齿轮提供。嵌齿轮是为了从轴向可移动轴引入力。
DE 10 2012 205 224 A1公开对于双动具有辅助齿轮的断路器。在断路器的一侧上起弧触销和标称接触件的独立移动由具有集成偏心盘以用于驱动起弧触销的双臂刚性杠杆提供。
DE 196 22 460 A1公开对于双动具有辅助齿轮的断路器。在断路器的一侧上起弧触销和标称接触件的独立移动由链接到两个传力杠杆的双臂刚性杠杆提供。该双臂刚性杠杆具有集成的长孔，用于从轴向可移动轴引入力。
WO 2012/155952 A1公开在驱动侧上具有第一齿轮以用于经由杠杆使驱动标称接触件非线性地耦合于起弧梅花触头并且远离驱动侧具有第二辅助齿轮以用于起弧触销的反向移动的断路器。
FR 2 491 675公开具有辅助齿轮以用于提供销和梅花头的双动的断路器。公开半移动销，其是弹簧加载的并且可以通过弹簧力而突然收回。
EP 1 930 930 A1公开对于双动具有非线性辅助齿轮的断路器。
发明内容
从而，本发明的目标是提供改进的接触件布置。该任务通过独立权利要求的接触件布置和断路器来解决。实施例由从属权利要求和它们的组合给出并且也在描述和图中给出。
在本发明的第一方面中，目标通过接触件布置来解决，该接触件布置具有纵轴并且包括具有第一和第二接触件的第一接触件组以及具有第三和第四接触件的第二接触件组。第一接触件与第三接触件电且机械相互作用用于闭合和断开接触件布置。另外或备选地，第二接触件与第四接触件电且机械相互作用用于闭合和断开接触件布置。提供至少一个机械耦合，用于将致动力传送到第二接触件组并且由此使第二接触件组移动。该至少一个机械耦合适于采用第三和第四接触件的速度沿第三接触件的行进路径的至少一部分或沿第四接触件的行进路径的至少一部分不同这样的方式使它们移动。至少一个机械耦合是联动装置，其具有第一运动链和第二运动链。该第一运动链采用电绝缘方式可移动地连接到第一接触件组并且第二运动链可移动地连接第二接触件组（3b，4b）。第一运动链具有至少两个杠杆，其中第一运动链的第一杠杆旋转地连接到轴承并且固定连接到第二运动链的第一杠杆，并且第一运动链的末端杠杆可移动地连接到第一接触件组。
通过采用所述方式设计机械耦合，可能使作用于接触件的力减小。这是由于第三或第四接触件的加速和/或减速分别可以选为彼此不同从而具有考虑它们相应行进路径的值这一事实。例如，如果第四接触件的行进路径比第三接触件的行进路径更长，第三接触件的加速可以减少。因此，接触件布置或开关设备的移动部件的上的机械应力减少。此外，独立于彼此地细调第一和第三接触件的闭合与第二和第四接触件的闭合之间和/或第一和第三接触件的断开与第二和第四接触件的断开之间的时期，这是可能的。通过使用至少联动装置作为机械耦合，致动力到第二接触件组的传送被简化，从而降低成本。
在本发明的第二方面中，目标通过电开关设备来解决，该电开关设备包括这样的接触件布置。为了闭合和断开所述电开关设备，第一接触件组沿纵轴可移动，用于提供由接触件布置的机械耦合根据预定义传动比和/或速度曲线传送到第二接触件组的致动力。所述致动力可以备选地由电开关设备的致动器提供。
第一备选方案有利地在断路器中使用，对于该断路器的两个接触件组都相对于彼此可移动以用于闭合和/或断开电开关设备。通过使用第一接触件组用于致动第二接触件组，节省额外致动器并且从而降低开关设备的成本，这是可能的。
第二备选方案有利地在断路器中使用，对于该断路器仅第二接触件组可移动并且第一接触件组固定。在该情况下，所述致动器用于使第二接触件组移动。
在实施例中，第一和第三接触件是标称接触件，并且/或第二和第四接触件是起弧接触件；并且/或在沿纵轴z观看时，第一接触件组在断路器的起弧带的一侧上，并且第二接触件组在起弧带的另一侧上。
在实施例中，第一运动链通过中间构件、特别是连接杆或管而可移动地连接到第一接触件组，该中间构件通过机械力、特别是由第一接触件组的可移动绝缘喷嘴对中间构件施加的机械力而与纵轴z平行地线性可移动。
在实施例中，第一运动链的第一杠杆和第二杠杆（特别是末端杠杆）通过共同接头而连接；并且/或连接杆通过末端接头附连到第一运动链的第二杠杆，特别是末端杠杆。
在实施例中，第二运动链的第一杠杆和第二杠杆（特别是末端杠杆）通过共同接头而连接；并且/或第二运动链的第二杠杆（特别是末端杠杆）通过末端接头而枢转地附连到第二接触件组。
在实施例中，使第一运动链的第一杠杆与第二杠杆连接的共同接头进行围绕轴承的旋转移动；和/或
使第二运动链的第一杠杆与第二杠杆连接的共同接头进行围绕轴承的旋转移动；和/或
末端接头进行与纵轴z平行的线性移动；和/或
使轴承与第一运动链的第一杠杆连接的接头是固定的并且仅允许该第一杠杆的旋转移动；和/或
使轴承与第二运动链的第一杠杆连接的接头是固定的并且仅允许该第一杠杆的旋转移动。
在一个实施例中，机械耦合包括第一和第二联动装置。联动装置中的每一个的第一运动链的末端杠杆（在本文也叫作末端链接）特别通过末端接头采用它们共同通过第一接触件组移动、特别地同时移动这样的方式而枢转地连接到第一接触件组。特别地，第一运动链的末端杠杆的末端接头进行与纵轴z平行的线性移动。
在实施例中，联动装置中的每一个的第二运动链的末端链接或末端杠杆特别通过末端接头而分别枢转地连接到第三接触件或第四接触件。使联动装置保持为简单的，这借此是可能的。特别地，第二运动链的末端杠杆的末端接头进行与纵轴z平行的线性移动。有利地，第一联动装置的第一运动链与第二运动链之间的传动比不等于第二联动装置的第一运动链与第二运动链之间的传动比。通过使用具有不同传动比的两个联动装置，关于第三和第四接触件的行进路径实现更高灵活性。
在其他实施例中，机械耦合仅包括一个联动装置并且联动装置的第二运动链包括两个末端链接或末端杠杆，其中的一个在一端处连接到第三接触件并且另一个在一端处连接到第四接触件。这是节省成本和节省空间的设计。特别地，连接通过末端接头而枢转地进行。在一个实施例中，第二运动链的每个末端链接或末端杠杆通过截然不同的接头枢转地连接到第二运动链的相邻杠杆或链接。在备选实施例中，第二运动链的两个末端链接或末端杠杆通过共同接头连接到第二运动链的相邻杠杆或链接。有利地，共同接头使第二运动链的末端杠杆或末端链接中的一个与第四接触件枢转地连接并且第二运动链的另一末端杠杆或末端链接固定连接到第三接触件，并且特别包括引导共同接头的导轨。特别地，第一运动链与第二运动链的一个分支的传动比和第一运动链与第二运动链的另一分支的传动比之间的差异由导轨的形状给出，优选地由导轨的侧面相对于纵轴z的陡度给出。有利地，第一运动链和第二运动链与它的末端杠杆或末端链接中的一个之间的传动比不等于第一运动链和第二运动链与它的末端杠杆或末端链接中的另一个之间的传动比。
附图说明
本发明的实施例、优势和应用由从属权利要求产生并且现在由下列描述凭借图产生。在：
图1中示出具有机械耦合的高压断路器的实施例的截面侧视图；
图2中示出具有根据现有技术的接触件布置的图1的断路器的接触件的详细截面侧视图；
图3、4和5中，每个分别示出对于第一、第二和第三实施例的根据本发明的接触件布置的图1的断路器的触电的详细截面侧视图；以及
图6中示出这样的图，其示出具有根据本发明的机械耦合的根据图1的断路器的接触件的行进路径随时间的曲线。
具体实施方式
对于高压断路器的示例描述本发明，但在下面描述的原理也申请本发明在其他开关设备中的使用，例如一开始提到的那类开关设备。
在下面，相同的标号指示本发明的各种实施例的结构上或功能上相同或相似的元件。
图1示范性地示出在断开过程期间具有机械耦合2的高压断路器1的实施例的截面侧视图。没有机械耦合2的断路器1关于纵轴z旋转对称。仅断路器1的与本发明有关的元件将在下面描述，图中存在的其他元件与理解本发明无关并且被高压电气工程中的技术人员所知。第一接触件典型地是第一标称接触件3a并且第二接触件是第一起弧接触件4a，它们两个都属于第一接触件组。相应地，第三接触件是第二标称接触件3b并且第四接触件是第二起弧接触件4b。
断路器1被通常或大致上是圆柱形的并且围绕纵轴z布置的壳或外围5围住。第一标称接触件3a包括多个触指，在这里为了清楚起见而仅示出其中的两个。标称触指形成为围绕纵轴z的指笼。第二配对标称接触件3b通常是管或金属管。屏蔽5a可以围绕第一和第二标称接触件3a、3b以及第一和第二起弧接触件4a、4b布置。与第一标称接触件3a类似，第一起弧接触件4a也包括布置中指笼中的多个指。第二起弧接触件4b通常是杆状的。
第一接触件组3a、4a相对于第二接触件组3b、4b从闭合配置（其中组的相应接触件彼此电接触）可移动到在图1中示出的断开配置（其中它们彼此分离）内，并且反之亦然。仅第二接触件组3b、4b与纵轴z平行地移动并且第一接触件组3a、4a是静止的，这也是可能的。为了本发明的说明性目的，采取第一备选方案。然而，本发明不限于该配置。
如本文使用的“断开配置”意指断路器1的标称接触件3a、3b和/或起弧接触件4a、4b断开。相应地，如本文使用的“闭合配置”意指断路器1的标称接触件3a、3b和/或起弧接触件4a、4b闭合。特别地，“断开配置”和“闭合配置”与标称接触件3a、3b和/或起弧接触件4a、4b的末端位置有关。
如提到的，在电开关设备1的断开过程期间示出断路器1，其在起弧接触件4a、4b之间具有电弧3。该类型的断路器是已知的并且将在这里仅关于第二接触件组3b、4b的致动并且特别关于致动力通过机械耦合2到第二接触件组3b、4b的传送更详细地描述。
图2示出断路器1的接触件布置的详细截面侧视图，该断路器根据现有技术是完整的双动中断器。
断路器1在该图中在闭合过程期间在第二起弧接触件4b已经建立到配对起弧接触件4a的接触的时刻示出。在图2（和图3-5）的位置中，标称接触件3a、3b在仍然断开的配置中示出。为了断开断路器1，第一接触件组3a、4a在箭头z的相反方向上移动并且为了闭合断路器1，它在箭头z的方向上移动。这些假设根据图3-5对于本发明的实施例也是有效的。
绝缘喷嘴2a固定地附连到第一接触件组3a、4a。绝缘喷嘴2a的主要目的是控制用于熄灭图1的电弧3的流体流。它此外用于使中间构件2b移动。该中间构件可以是连接杆2b，其附连到机械耦合s的第一运动链6a。该第一运动链6a包括通过接头10b连接的第一杠杆7和第二杠杆8a。连接杆2b通过末端接头10a附连到该第二杠杆8a。机械耦合s进一步包括第二运动链6b并且凭借接头10c而旋转附连到轴承9。第二运动链6b包括通过接头10b连接的第一杠杆7’和第二杠杆8b。第二杠杆8b通过末端接头10a而枢转地附连到第二接触件组3b、4b。在下面，通过圆描绘并且具有相同标号的接头可以假设为在整个公开中具有相同类型。接头10a进行与纵轴z平行的线性移动。分别使每个运动链6a、6b的第一杠杆7、7’与第二杠杆8a、8b连接的接头10b进行围绕轴承9的旋转移动。使轴承9与第一杠杆7、7’连接的接头10c是固定的并且仅允许第一杠杆7、7’的旋转移动。注意第一和第二运动链6a、6b可具有超过两个杠杆，这取决于机械耦合关于第二接触件组3b、4b的空间布置。为了示范性公开的目的，仅采取两个杠杆并且则“第二”杠杆关于它的命名等同于“末端”杠杆。运动链6a、6b中的一个的第一杠杆7、7’固定地连接到另一运动链6b、6a的第一杠杆7’、7。也就是说，第一杠杆7、7’可做成一体，其中一个引脚属于第一运动链6a并且另一引脚属于第二运动链6b。
如上文提到的，末端接头10a使第二接触件组3b、4b耦合于机械耦合s。在图中，标称接触件3b和起弧接触件4b示出为通过包含末端接头10a的棒连接。这为了说明目的意在强调接触件3b、4b之间的刚性机械连接并且它们经由末端接头10a而同时移动。
为了该整个公开的目的，术语“运动链”解释为通过接头或其他元件而可移动连接的刚性体组件。刚性体或杠杆被它们到其他杠杆的连接所约束。对于机械耦合的杠杆可例如是金属棒。
在下面，作为三重运动中断器，根据现有技术的接触件布置被根据本发明的接触件布置的实施例所代替。在该上下文中，“三重运动”指第一接触件组3a、4a的运动、起弧接触件4b的运动和标称接触件3b的运动，而“双动”指第一接触件组3a、4a的运动和第二接触件组3b、4b的运动。
图3示出具有根据本发明的接触件布置的第一实施例的断路器1的接触件3a、3b、4a、4b的详细截面侧视图。在该实施例中，机械耦合2包括第一和第二联动装置2’、2’’。第一联动装置2’包括第一和第二运动链6a和6b，其中的每个分别由第一杠杆7、7’和末端杠杆8a、8b形成。第二联动装置2’’包括第一和第二运动链6c和6d，其中的每个分别由第一杠杆7a、7a’和末端杠杆8c、8d形成。第一联动装置2’附连到轴承9并且第二联动装置2’’附连到轴承9a。第一运动链6a、6c的末端杠杆8a、8c都连接到中间构件2b。优选地，中间构件2b是连接杆或管或棒2b，其通过例如由连接到第一接触件组3a、4a的移动绝缘喷嘴2a或另外由任何种类的中间构件对其施加的机械力而与纵轴z平行地线性可移动。绝缘喷嘴2a已经连同图2解释。连接杆2b和绝缘喷嘴2a的这样的布置根据图4和5对于本发明的后续实施例也是优选的。凭借该连接类型确保第二接触件组3b、4b在第一接触件组3a、4a移动之前不移动。该备选方案可以例如用于以两个可移动接触件组为特征的断路器1。
末端杠杆8a、8c也可连接到在断路器1内布置的另一个类型的致动设备（未示出）。借此确保第二接触件组3b、4b可以独立于第一接触件组3a、4a移动。该备选方案可以例如用于以固定接触件组（在这里是第一接触件组）和可移动接触件组（在这里是第二接触件组）为特征的断路器1。
将注意如果使用的那类断路器需要该布置，则对第一联动装置2’和第二联动装置2’’使用备选致动器对于机械耦合2（例如图4和5的）的所有实施例是可能的。
在实施例中，电开关设备1包括接触件布置，其具有纵轴z并且包括具有第一接触件3a和第二接触件4a的第一接触件组3a、4a以及具有第三接触件3b和第四接触件4b的第二接触件组3b、4b；其中第一接触件3a与第三接触件3b电且机械相互作用并且/或第二接触件4a与第四接触件4b电且机械相互作用用于闭合和断开接触件布置；其中提供至少一个机械耦合2用于将致动力传送到第二接触件组3b、4b并且由此使第二接触件组3b、4b移动；其中至少一个机械耦合（2’、2’’；2）适于采用第三接触件3b和第四接触件4b的速度沿第三接触件3b的行进路径的至少一部分或沿第四接触件4b的行进路径的至少一部分不同这样的方式使它们移动；其中至少一个机械耦合是联动装置（2’、2’’；2），其具有第一运动链（6a、6c；6a）和第二运动链（6b、6d；6b）；第二运动链（6b、6d；6b）可移动地连接到第二接触件组3b、4b；并且第一运动链（6a、6c；6a）具有至少两个杠杆（7、7a；8a、8c），其中第一运动链（6a、6c；6a）的第一杠杆7、7a旋转地连接到轴承9、9a并且固定地连接到第二运动链（6b、6d；6b）的第一杠杆7’、7a’；并且第一运动链（6a、6c；6a）的末端杠杆8a、8c可移动地连接到电开关设备1的致动器用于提供由接触件布置的机械耦合2根据预定义传动比和/或速度曲线传送到第二接触件组3b、4b的致动力。
在下面，对于断路器1闭合时的情况基于双箭头30至36解释断路器1的个体移动部件的移动。断路器1的断开是类似的，其中双箭头指向相反方向。将注意第一联动装置2’和第二联动装置2’’的双箭头31至34在图3中指示相应元件关于方向和距离和/或速度的相同移动，而双箭头35和36指示相应元件仅关于方向而不关于距离和/或速度的相同移动。在接头内部开始的双箭头代表该接头的移动。围绕接头布置的双箭头代表杠杆的移动。
在第一步骤中，第一接触件组3a、4a在箭头30的方向上沿纵轴z移位。借此，固定附连到第一接触件组3a、4a和连接杆2b的喷嘴2a也在该方向上移动。因此，相应联动装置2’、2’’的第一运动链6a、6c的末端杠杆8a、8c的接头10a在箭头31的方向上也进行线性移动。由此，使末端杠杆8a和8c与相应第一杠杆7、7a连接的接头10b在箭头32的方向上被推动。相应第一杠杆7、7a由此绕它们的对应轴承9、9a（箭头33）旋转，从而促使对应第二运动链6b、6d的第一杠杆7’、7a’和末端杠杆8b、8d之间的接头10b在箭头34的方向上进行旋转。借此，相应第二运动链6b、6d的末端杠杆8b、8d分别在箭头35和36的线性方向上被推动。每个末端杠杆8b、8d经由相应的接头10a将第二接触件组3b、4b的相应接触件朝第一接触件组3a、4a推动。末端杠杆8b、8d的一般长度或形状确定相应接触件3b、4b的移位距离和/或它们的移位速度。
如可以在图3中通过“较粗”线19看到的，第三接触件3b和/或第四接触件4b每个提供有引导元件19，用于在接触件布置的闭合和断开期间沿线性路径分别引导第三接触件3b和/或第四接触件4b。引导元件或多个元件19的预备是优选的，因为它在为了断开或闭合接触件布置而致动机械耦合2时靠着作用于它的径向力分量来支承相应接触件。本发明的下列实施例优选地也提供有这样的引导元件19。
图4示出在根据本发明的接触件布置的第二实施例中的断路器1的接触件3a、3b、4a、4b的详细截面侧视图。在该实施例中，机械耦合由单个联动装置2形成。联动装置2的第一运动链6a与图3的实施例的联动装置2’、2’’的第一运动链相同并且通过末端接头10a也连接到连接杆2b。因此，将不再更详细描述它。联动装置2的第二运动链6b具有枢转地连接到第四接触件4b的第一末端杠杆12a，和枢转地连接到第三接触件3b的第二末端杠杆12b。末端杠杆12a、12b在它们的另一末端处凭借两个截然不同的接头10b连接到第二运动链6b的第一杠杆7’。在该实施例中，第一运动链6a和第二运动链6b的两个分支之间的传动比是不同的。两个比率之间的差异由两个分支的相对设计和布置给出，并且特别地一方面由使第二运动链6b的第一杠杆7’与末端杠杆12a、12b中的每一个链接的接头10b之间的距离并且另一方面由这两个末端杠杆12a、12b的长度差异给出。
移动部件的移动在该实施例中与图3的联动装置2’、2’’中的一个的移动类似并且因此在这里将不更详细解释。双箭头再次代表在闭合过程期间的移动方向。
图5示出具有根据本发明的接触件布置的第三实施例的断路器1的接触件3a、3b、4a、4b的详细截面侧视图。在下面，仅描述与图4的实施例的差异。在该实施例中，两个末端杠杆12a、13凭借共同接头10b链接到第二运动链6b的第一杠杆7’。第一末端杠杆12a具有与在图4中的类似的等同连接。第二末端杠杆13包括导轨15，其引导共同接头10b。第二末端杠杆13凭借接头14固定地附连到第三接触件3b。从而，它采用刚硬的方式附连到所述接触件3b并且因此可以仅进行与纵轴z平行的平移移动。与此相反，共同接头10b仅可以进行围绕轴承9的旋转移动，其受到刚性第一杠杆7’的约束。结果是第三接触件3b通过在导轨15中约束共同接头10b的移动而来回移位。在电开关设备1闭合时，共同接头10b在由双箭头示出的方向上旋转，从而影响导轨15的第一侧15a并且沿它滑行，从而迫使对应的末端杠杆13在接头14的接头方向上移位。在开关设备1断开时，共同接头10b在相反方向上旋转、影响导轨的第二侧15b并且沿它滑行，从而迫使对应的末端杠杆13在箭头z的方向上移动。第一运动链6a与第二运动链6b的一个分支的传动比和第一运动链6a与第二运动链6b的另一分支的传动比之间的差异由导轨的形状15给出。更精确地，在图中侧面15a和15b相对于水平方向的陡度对于末端杠杆13在任一移位方向上的距离和加速度是决定性的。
图6示出这样的图，其示出例如在电开关设备1的断开过程期间具有根据本发明的实施例的接触件布置的断路器1的接触件3a、3b、4a、4b随时间的行进路径的曲线。如提到的，示范性地，第一接触件代表第一接触件组的标称接触件3a，第二接触件代表第一接触件组的起弧接触件4a，第三接触件代表第二接触件组的标称接触件3b并且第四接触件代表第二接触件组的起弧接触件4b。纵坐标轴代表开关设备1的接触件的移位或行进距离（以毫米计）并且横坐标轴代表以毫秒计的时间。实曲线16示出起弧接触件4b的行进曲线。虚曲线17示出标称接触件3b的行进曲线并且点曲线18示出标称和起弧接触件3a、4a的行进曲线。零米值代表电开关设备1处于完全闭合状态并且接触件闲置或处于它们的起始位置所在的位置。移位值的正和负位移值（Y轴）代表在相反方向上的移动。
如可以看到的，起弧接触件4b比标称接触件3b行进更长的距离。标称接触件3a和起弧接触件4a以相同速度和加速度行进并且当它们固定地附连在一起时覆盖相同距离。一般可以看到接触件在它们的行进路径开始时加速并且朝它们的行进路径末端减速。在闭合过程期间，机械耦合2采用标称接触件3b首先从配对标称接触件3a断开并且之后起弧接触件4b从配对起弧接触件4a解耦这样的方式将标称接触件3b和起弧接触件4b向后拉。
在闭合过程期间，接触件由于机械耦合2的性质而在相反方向上行进图6的曲线。起弧接触件4b在标称接触件3a、3b彼此接触之前与起弧接触件4a接触。如可以从图6得出的，标称接触件3b相对接近这样的点安置，在该点处它将首先触碰配对标称接触件3a但在它比起弧接触件4b更慢地行进时，它将比起弧接触件4b到达它与配对起弧接触件4a的接触件更晚地到达接触件。因此，标称接触件3b可以全部更接近它的配对接触件放置。优势是在移动期间作用的机械力减少并且需要的驱动能量更小。
有利地，使机械耦合适应于未超过标称接触件3a和标称接触件3b的触碰或分离与起弧接触件4a和起弧接触件4b的触碰或分离之间的预定义时段。
如提到的，有利地更改机械耦合使得起弧接触件4b比标称接触件3b更快地移动。优选地，标称接触件3b和/或起弧接触件4b的速度是非线性的。特别地，更改机械耦合2使得第三接触件3b的速度是时间的第一非线性函数并且第四接触件4b的速度是时间的第二非线性函数，并且该第一和第二非线性函数是不同的。另外或备选地，起弧接触件4b的行进路径可比标称接触件3b的行进路径更长。
描述的接触件布置优选地在像接地设备、快速作用接地设备、断路器、发生器断路器、开关隔离器、组合隔离器和接地开关或负载开断开关的电开关设备中使用。在能适用的情况下，电开关设备1的第一接触件组3a、4a沿纵轴z可移动以用于闭合和断开所述电开关设备1以便提供由接触件布置的机械耦合2根据预定义传动比和/或速度曲线传送到第二接触件组3b、4b的致动力。在其中第一接触件组固定的其他开关设备中，电开关设备可包括上文提到的额外致动器以便提供由接触件布置的机械耦合2同样根据预定义传动比和/或速度曲线传送到第二接触件组3b、4b的致动力。
通过提供根据本发明的机械耦合，使开关设备更紧凑，即使开关设备的接触件仍具有相同尺寸也如此，这是可能的。此外，移动部件上的机械应力减少。
为了该公开的目的，在封装或非封装电气装置或开关设备1中使用的流体可以是SF6气体或任何其他介电绝缘介质，它可以是气态和/或液态，并且特别地可以是介电绝缘气体或灭弧气体。这样的介电绝缘介质可以例如包含这样的介质，其包括有机氟化合物，这样的有机氟化合物从由以下组成的组选择：氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烃和混合物和/或其分解产物。在本文，术语“氟醚”、“环氧乙烷”、“氟胺”、“氟酮”和“氟烯烃”指至少部分氟化的化合物。特别地，术语“氟醚”包含氢氟醚和全氟醚两者，术语“环氧乙烷”包含氢氟环氧乙烷和全氟环氧乙烷两者，术语“氟胺”包含氢氟胺和全氟胺两者，术语“氟酮”包含氢氟酮和全氟酮两者，并且术语“氟烯烃”包含氢氟烯烃和全氟烯烃两者。氟醚、环氧乙烷、氟胺和氟酮被完全氟化（即，全氟化），这由此可以是优选的。
在实施例中，介电绝缘介质从由以下组成的组选择：一（或若干）氢氟醚、一（或若干）全氟酮、一（或若干）氢氟烯烃及其混合物。
特别地，如在本发明的上下文中使用的术语“氟酮”将广泛地解释并且将包含氟代一元酮和氟代二元酮两者或一般地氟代聚酮。明确地，在分子中可不只存在单个两侧是碳原子的羰基。术语还将包含饱和化合物和不饱和化合物，其包括碳原子之间的双和/或三键。氟酮的至少部分氟化的烷基链可以是线性的或有分支并且可以可选地形成环。
在实施例中，介电绝缘介质包括至少一个化合物，其是氟代一元酮和/或还包括并入分子的碳主干内的杂原子，例如以下中的至少一个：氮原子、氧原子和硫原子，来取代一个或多个碳原子。更优选地，氟代一元酮、特别是全氟酮可以具有3至15或4至12个碳原子并且特别地5至9个碳原子。更优选地，它可包括确切5个碳原子和/或确切6个碳原子和/或确切7个碳原子和/或确切8个碳原子。
在实施例中，介电绝缘介质包括至少一个化合物，其是从由以下组成的组选择的氟烯烃：包括至少三个碳原子的氢氟烯烃（HFO）、包括确切三个碳原子的氢氟烯烃（HFO）、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯（trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene）（HFO-1234ze）、2,3,3,3-四氟-1-丙烯（2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene）（HFO-1234yf）、反式-1,3,3,3五氟丙烯（trans-1,3,3,3 pentafluoroprop-1-ene）（HFO-1225ye（E异构体））、顺式-1,2,3,3,3五氟丙烯（cis-l,2,3,3,3 pentafluoroprop-l-ene）（HFO-1225ye（Z异构体））及其混合物。
介电绝缘介质可以进一步包括与有机氟化合物不同（特别与氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮和氟烯烃不同）的背景气体或载气并且在实施例中可以从由以下组成的组选择：空气、N2、O2、CO2、惰性气体；H2；NO2、NO、N2O；碳氟化合物和特别地全氟化碳，例如CF4；CF3I、SF6；及其组合。
尽管示出和描述有目前优选的本发明的实施例，要清楚地理解本发明不限于此，而在别的方面可在下列权利要求的范围内多方面地体现和实践。因此，像“优选的”或“特别”或“特别地”或“有利地”等的术语仅仅表示可选和示范性实施例。
附图标记列表
1=断路器
2=机械耦合
2’=第一联动装置
2’’=第二联动装置
2a=绝缘喷嘴
2b=连接杆
3=电弧
3a=第一标称接触件
3b=第二标称接触件
4a=第一起弧接触件
4b=第二起弧接触件
5=壳
5a=屏蔽
6a=第一联动装置的第一运动链
6b=第一联动装置的第二运动链
6c=第二联动装置的第一运动链
6d=第二联动装置的第二运动链
7、7’、7a、7a’=运动链的第一杠杆
8a=第一联动装置的第一运动链的末端杠杆
8b=第一联动装置的第二运动链的末端杠杆
8c=第二联动装置的第一运动链的末端杠杆
8d=第二联动装置的第二运动链的末端杠杆
9=第一联动装置的轴承
9a=第二联动装置的轴承
10a=杠杆与接触件之间的接头，末端接头
10b=两个杠杆之间的接头，共同接头
12a=第一末端杠杆
12b=第二末端杠杆
13=导轨末端杠杆
14=固定接头
15=末端杠杆的导轨
15a=导轨的第一侧
15b=导轨的第二侧
16=第四接触件的行进曲线
17=第三接触件的行进曲线
18=第一和第二接触件的行进曲线
30-36=代表移动方向的双箭头
s=根据现有技术的机械耦合
z=纵轴
Claims (24)
1. 接触件布置，其具有纵轴（z）并且包括：
具有第一接触件（3a）和第二接触件（4a）的第一接触件组（3a，4a）以及具有第三接触件（3b）和第四接触件（4b）的第二接触件组（3b，4b），
其中所述第一接触件（3a）与所述第三接触件（3b）电且机械相互作用并且/或所述第二接触件（4a）与所述第四接触件（4b）电且机械相互作用，用于闭合和断开所述接触件布置，
其中提供至少一个机械耦合（2），用于将致动力传送到所述第二接触件组（3b，4b）并且由此使所述第二接触件组（3b，4b）移动，
其中使所述至少一个机械耦合（2’，2’’；2）适于采用所述第三接触件（3b）和所述第四接触件（4b）的速度沿所述第三接触件（3b）的行进路径的至少一部分或沿所述第四接触件（4b）的行进路径的至少一部分不同的这样的方式使所述第三接触件（3b）和所述第四接触件（4b）移动，
其中所述至少一个机械耦合是联动装置（2’，2’’；2），其具有第一运动链（6a，6c；6a）和第二运动链（6b，6d；6b），其中所述第一运动链（6a，6c；6a）采用电绝缘方式可移动地连接到所述第一接触件组（3a，4a）并且所述第二运动链（6b，6d；6b）可移动地连接所述第二接触件组（3b，4b），以及
其中所述第一运动链（6a，6c；6a）具有至少两个杠杆（7，7a；8a，8c），其中所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a）旋转地连接到轴承（9，9a）并且固定连接到所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’），并且所述第一运动链（6a，6c；6a）的末端杠杆（8a，8c）可移动地连接到所述第一接触件组（3a，4a）。
2. 如权利要求1所述的接触件布置，其中所述第一接触件（3a）和所述第三接触件（3b）是标称接触件（3a，3b），并且/或所述第二接触件（4a）和所述第四接触件（4b）是起弧接触件（4a，4b）；和/或
在沿所述纵轴（z）观看时，所述第一接触件组（3a，4a）在所述断路器（1）的起弧带（3）的一侧上并且所述第二接触件组（3b，4b）在所述起弧带（3）的另一侧上。
3. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中所述第一运动链（6a，6c；6a）通过中间构件（2b）、特别是连接杆（2b）或管而可移动地连接到所述第一接触件组（3a，4a），所述中间构件（2b）通过机械力、特别是由所述第一接触件组（3a，4a）的可移动绝缘喷嘴（2a）对所述中间构件（2b）施加的机械力而与所述纵轴（z）平行地线性可移动。
4. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a）和第二杠杆（8a，8c）、特别是所述末端杠杆（8a，8c）通过共同接头（10b）而连接；并且/或
其中所述连接杆（2b）通过末端接头（10a）附连到所述第一运动链（6a，6c；6a）的第二杠杆（8a，8c），特别是所述末端杠杆（8a，8c）。
5. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中所述第二运动链（6b，6d；6b）具有至少两个杠杆（7’，7a’；8b，8d），所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’）旋转地连接到所述轴承（9，9a）并且固定地连接到所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a），并且所述第二运动链（6b，6d；6b）的末端杠杆（8b，8d）可移动地连接到所述第二接触件组（3b，4b）。
6. 如权利要求5所述的接触件布置，其中所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’；7）和第二杠杆（8b，8d）、特别是所述末端杠杆（8b，8d）通过共同接头（10b）而连接；并且/或
其中所述第二运动链（6b，6d；6b）的第二杠杆（8b，8d）、特别是所述末端杠杆（8b，8d）通过末端接头（10a）而枢转地附连到所述第二接触件组（3b，4b）。
7. 如权利要求4和6中任一项所述的接触件布置，其中
使所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a）与所述第二杠杆（8a，8c）连接的共同接头（10b）进行围绕所述轴承（9，9a）的旋转移动；和/或
使所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’）与所述第二杠杆（8b，8d）连接的共同接头（10b）进行围绕所述轴承（9，9a）的旋转移动；和/或
所述末端接头（10a）进行与所述纵轴z平行的线性移动；和/或
使所述轴承（9，9a）与所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a）连接的接头（10c）是固定的并且仅允许该第一杠杆（7，7a）的旋转移动；和/或
使所述轴承（9，9a）与所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’）连接的接头（10c）是固定的并且仅允许该第一杠杆（7’，7a’）的旋转移动。
8. 如上述权利要求中任一项、特别如权利要求5所述的接触件布置，其中所述机械耦合（2）包括第一联动装置（2’）和第二联动装置（2’’），并且所述联动装置（2，2’）中的每一个的第一运动链（6a，6c）的末端杠杆（8a，8c）通过末端接头（10a）采用它们共同通过所述第一接触件组（3a，4a）移动、优选地同时移动这样的方式而枢转地连接到所述第一接触件组（3a，4a）；
特别地，其中所述第一运动链（6a，6c）的末端杠杆（8a，8c）的末端接头（10a）进行与所述纵轴z平行的线性移动。
9. 如上述权利要求中任一项、特别如权利要求5或8所述的接触件布置，其中所述第一联动装置（2’）的第二运动链（6b）的末端杠杆（8b）通过末端接头（10a）枢转地连接到所述第四接触件（4b），并且/或所述第二联动装置（2’’）的第二运动链（6d）的末端杠杆（8d）通过末端接头（10a）枢转地连接到所述第三接触件（3b）；特别地其中所述第二运动链（6b，6d）的末端杠杆（8b，8d）的末端接头（10a）进行与所述纵轴z平行的线性移动。
10. 如上述权利要求中任一项、特别如权利要求8或9所述的接触件布置，其中所述第一联动装置（2’）的第一运动链（6a）与所述第二运动链（6b）之间的传动比不等于所述第二联动装置（2’’）的第一运动链（8c）与第二运动链（8d）之间的传动比。
11. 如上述权利要求中任一项、特别如权利要求1至7中任一项所述的接触件布置，其中所述机械耦合包括一个联动装置（2）并且所述联动装置（2）的第二运动链（6b）包括两个末端杠杆（12a，12b；12a，13），其中的第一末端杠杆（12a）在一端处通过末端接头（10a）连接到所述第三接触件（3b）并且第二末端杠杆（12b）在一端处通过末端接头（10a）连接到所述第四接触件（4b）。
12. 如权利要求11所述的接触件布置，其中所述第二运动链（6b）的每个末端杠杆（12a，12b）通过截然不同的接头（10b）枢转地连接到所述第二运动链（6b）的相邻杠杆（7’）。
13. 如权利要求11所述的接触件布置，其中所述第二运动链（6b）的两个末端杠杆（12a，13）通过共同接头（10b）连接到所述第二运动链（6b）的相邻杠杆（7’）。
14. 如权利要求13所述的接触件布置，其中所述共同接头（10b）使所述第二运动链（6b）的末端杠杆（12a）中的一个与所述第四接触件（4b）枢转地连接，并且所述第二运动链（6b）的另一末端杠杆（13）固定连接（14）到所述第三接触件（3b），并且特别包括引导所述共同接头（10b）的导轨（15）。
15. 如权利要求14所述的接触件布置，其中所述第一运动链（6a）与所述第二运动链（6b）的一个分支的传动比和所述第一运动链（6a）与所述第二运动链（6b）的另一分支的传动比之间的差异由所述导轨（15）的形状给出；特别地由所述导轨（15）的侧面（15a，15b）相对于所述纵轴（z）的陡度给出。
16. 如权利要求11至15中任一项所述的接触件布置，其中所述第一运动链（6a）和所述第二运动链（6b）与它的末端杠杆（12a）中的一个之间的传动比不等于所述第一运动链（6a）和所述第二运动链（6b）与它的末端杠杆（12b；13）中的另一个之间的传动比。
17. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中更改所述机械耦合（2）使得未超过所述第一和所述第三接触件（3a，4a）的触碰或分离与所述第二和所述第四接触件（3b，4b）的触碰或分离之间的预定义时段。
18. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中使所述机械耦合（2）适应于所述第四接触件（4b）比所述第三接触件（3b）更快地移动，并且/或所述第四接触件（4b）的行进路径比所述第三接触件（3b）的行进路径更长。
19. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中使所述机械耦合（2）适应于所述第三和/或所述第四接触件（3b，4b）的速度作为时间的函数是非线性的；特别地，其中更改所述机械耦合（2）使得所述第三接触件（3b）的速度是时间的第一非线性函数并且所述第四接触件（4b）的速度是时间的第二非线性函数并且所述第一和第二非线性函数是不同的。
20. 如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中对所述第三接触件（3b）提供有引导元件（19），用于在所述接触件布置的闭合和断开期间沿线性路径引导所述第三接触件（3b），并且/或对第四接触件（4b）提供有引导元件（19），用于在所述接触件布置的闭合和断开期间沿线性路径引导所述第四接触件（4b）。
21. 电开关设备（1），其包括如上述权利要求中任一项所述的接触件布置，其中为了闭合和断开所述电开关设备（1），任一所述第一接触件组（3a，4a）沿所述纵轴（z）可移动。
22. 电开关设备（1），其包括接触件布置，所述接触件布置具有纵轴（z）并且包括：
具有第一接触件（3a）和第二接触件（4a）的第一接触件组（3a，4a）以及具有第三接触件（3b）和第四接触件（4b）的第二接触件组（3b，4b），
其中所述第一接触件（3a）与所述第三接触件（3b）电且机械相互作用并且/或所述第二接触件（4a）与所述第四接触件（4b）电且机械相互作用，用于闭合和断开所述接触件布置，
其中提供至少一个机械耦合（2），用于将致动力传送到所述第二接触件组（3b，4b）并且由此使所述第二接触件组（3b，4b）移动，
其中使所述至少一个机械耦合（2’，2’’；2）适于采用所述第三接触件（3b）和所述第四接触件（4b）的速度沿所述第三接触件（3b）的行进路径的至少一部分或沿所述第四接触件（4b）的行进路径的至少一部分不同这样的方式使所述第三接触件（3b）和所述第四接触件（4b）移动，
其中所述至少一个机械耦合是联动装置（2’，2’’；2），其具有第一运动链（6a，6c；6a）和第二运动链（6b，6d；6b），其中所述第二运动链（6b，6d；6b）可移动地连接所述第二接触件组（3b，4b），以及
其中所述第一运动链（6a，6c；6a）具有至少两个杠杆（7，7a；8a，8c），其中所述第一运动链（6a，6c；6a）的第一杠杆（7，7a）旋转地连接到轴承（9，9a）并且固定连接到所述第二运动链（6b，6d；6b）的第一杠杆（7’，7a’），并且所述第一运动链（6a，6c；6a）的末端杠杆（8a，8c）可移动地连接到所述电开关设备（1）的致动器，用于提供由所述接触件布置的机械耦合（2）根据预定义传动比和/或速度曲线传送到所述第二接触件组（3b，4b）的致动力。
23. 如权利要求21所述的电开关设备（1），它是接地设备、快速作用接地设备、断路器、发生器断路器、开关隔离器、组合隔离器和接地开关或负载开断开关。
24. 如权利要求21至23中任一项所述的电开关设备（1），其中存在介电绝缘介质、特别是介电绝缘气体，其包括从由以下组成的组选择的有机氟化合物：氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烃；和混合物和/或其分解产物。
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