CN1089389A - 中高压电气开关的开合机构 - Google Patents

Abstract

一种中高压电气开关或断路器，它包括一个至少 设有一个固定主接点(30a)和至少一个绕心轴(3)可 转动地安装的活动主接点(20a)的主电路，还包括一 个与主电路并联布置并设有一个固定辅助接点(35) 和一个绕同一心轴可转动地安装的活动辅助接点 (25)的辅助电路，活动接点的驱动机构包括一个能在 发生开关的操作时改变活动辅助接点与活动主接点 的相对角位翌的可变角度偏斜机构。

Description

本发明涉及高压电气开关或断路器。

以现代化方式，例如按照专利US-A-4529853，这种开关特别包括：

-一个主电路，它至少设有一个固定主接点及至少一个绕心轴可转动地安装的活动主接点;

-一个辅助电路，它可称为分流电路，与主电路并联布置并设有一个固定辅助接点及一个可转动地安装于同一心轴的活动辅助接点;

-一个驱动机构，它设计成在绕该心轴的转动中同时驱动活动主接点和活动辅助接点。

这样一种开关的缺点在于这一事实，即在活动主接点与活动辅助接点之间的转动中存在着刚性的直接联接。

本发明的目的在于克服这个缺点。

按照本发明，驱动机构包括一个能在发生开关的操作时改变活动辅助接点与活动主接点的相对角位置的可变角度偏斜机构。

按照第一实施例，角度偏斜机构适合于提供两个假稳定的相对角位置，第一个角位置在开关的断开行程末端起作用且对于此位置，当发生后续的闭合操作时，辅助接点的闭合超前于主接点的闭合，而第二个角位置在开关的闭合行程末端起作用且对于此位置，当发生后续的断开操作时，主接点的断开与辅助接点的断开基本上在同一时刻发生。

为了实现这一点，活动辅助接点布置在绕所述心轴铰接的、牢固连接成与所述活动主接点一起转动的并且借助于弹簧装置相互朝向地加力的两个平板之间;一个带有两个位置的球支撑锁定机构插在所述平板和活动辅助接点之间，第一角位置借助于第一挡块起作用，而第二角位置借助于由固定辅助接点形成的第二挡块起作用。

按照第二实施例，角度偏斜机构适合于当发生开关的操作时允许角度偏斜的连续变化，以致当发生闭合操作时，辅助接点的闭合先于主接点的闭合，而当发生断开操作时，主接点的断开先于辅助接点的断开。

为了实现这一点，角度偏斜机构包括由公用电动机轴同时驱动的两个曲柄连杆机构，第一曲柄连杆机构与活动主接点配套而第二曲柄连杆机构与活动辅助接点配套。

最好，按照第一或第二实施例的开关还包括一个第二辅助电路，例如一个真空开关，与所述主电路和所述辅助电路并联布置，并设有灭弧接点。

本发明特别适用于这样的开关和断路器，主电路和辅助电路浸没在如像六氟化硫（SF6）之类具有高介质强度的绝缘气体中，第二辅助电路由也浸没在绝缘气体中的真空开关形成。

从以下仅作为非限定性的例子给出并在附图中表示的本发明的各说明性实施例的描述中，其他优点和特征将变得更加显而易见，这些附图中：

图1是本发明的第一实施例的示意侧视图;

图2是按照图1的第一实施例的主电路和辅助电路的简化主视图;

图3至图6表示按照图1和图2的第一实施例的工作，开关分别处于开路位置（图3），然后处于闭合过程中（图4），然后处于闭合位置（图5），最后处于断开过程中（图6）;

图7表示就按照第一实施例的开关的断开和闭合次序来说可能的曲线图;

图8是本发明的第二实施例的简化侧视图;

图9至图11表示按照图8的第二实施例的工作，开关分别处于开路位置（图9），处于闭合或断开的过程中（图10），最后处于闭合位置（图11）;

图12表示就按照第二实施例的开关的断开和闭合次序来说可能的曲线图。

参照表示第一实施例的图1和图2，开关的外壳4，或者是封闭的或者不是，充满空气或如像六氟化硫（SF6）之类的介质气体，并包括一个电流输入端子板1和一个电流输出端子板2。输入端子板1分成三个导电分支1a、1b和1c。两个分支1a和1b在其末端分别带有两个固定主接点30a和30b，而分支1c在其末端带有一个固定辅助接点35。

固定主接点30a和30b设计成与绕心轴3可转动地安装的活动主接点20a和20b配合;固定辅助接点35与同样绕心轴3可转动地安装的活动辅助接点25配合。

心轴3由在输出端子板2处汇合在一起的两个导电分支2a和2b支撑。

活动辅助接点25借助于电连接4与分支2a和2b，从而与输出端2电气连接。

因此，由辅助接点25、35形成的辅助电路是与由主接点20a、20b、30a和30b形成的主电路并联布置的。

一个与心轴3平行的驱动杆6穿过活动主接点20a和20b并借助于铰接在心轴8上的连杆7与绕心轴10转动安装的曲柄9连接。

在图2中，两个平板28a和28b布置在活动辅助接点25的每一侧，并绕心轴3可转动地安装且有驱动杆穿过它们并借助于设在心轴29上的弹簧27相互朝向地加力，每个平板带有两个球窝26a和26b。一个装在活动辅助接点25中的孔内的球支撑26被保持在一对或另一对球窝26a或26b中。

由活动辅助接点25、两个平板28a和28b、球窝26a和26b、弹簧27和球支撑26形成的组件构成带有两个假稳定位置的球支撑锁定机构，能够使在活动主接点20a、20b为一方而活动辅助接点为另一方之间的相对角位置产生变化。

此外，按照最佳实施例，包括现有技术真空开关15的，一方面由电连接16连接到端子板1，另一方面由电连接19连接到端子板2的第三电路与主电路及辅助电路并联布置。真空开关15的活动杆14由配备弹簧12的连杆11连接到曲柄9。描述与真空开关配套的机构的美国专利US-A-5155315应被有利地引为参考。

接下来将参照图3至图6详细地描述机构的工作。

在开关的开路位置（图3），凸舌25a靠在固定挡块5上而球支撑26定位于两个平板28a和28b的球窝26a中。换句话说，活动辅助接点25在活动主接点20a和20b的前面。

为了开关的闭合（图4），使曲柄9绕心轴10转动。曲柄9驱动连杆7、驱动杆6并借此驱动两个活动主接点20a和20b及两个平板28a和28b。后者又经由球支撑锁定机构驱动活动辅助接点25。

在第一阶段，活动辅助接点25与固定辅助接点35接触，主接点仍然开路。

然后在第二阶段（图5），辅助接点25的点25b撞在固定辅助接点35的挡块35a上，这有使球支撑锁定机构摆到位置26b的作用;与此同时，活动主接点20a和20b闭合到固定主接点30a和30b上。

在此第二阶段，因此可以指出，在闭合行程末端起作用的球支撑锁定机构已使活动主接点20a和20b与活动辅助接点25a之间的角度偏斜改变了。事实上此偏斜已经变得非常小，以致当发生后续的开关断开（图6）时，主接点和辅助接点的断开将发生在基本上相同的时刻，最好主接点的断开发生得稍早于辅助接点的断开。

在断开行程的末端，凸舌25a撞在挡块5上（图3），这有使球支撑锁定机构摆到原始位置26a的作用，因而事实上改变了角度偏斜，以致当发生后续闭合时，辅助接点的闭合再次超前于主接点的闭合。

如果按照最佳实施例，开关配备包括真空开关15的第三电路，则曲柄9的驱动同时引起真空开关15的断开和闭合。曲柄9和连杆11构成一个触发机构，以致真空开关15的接点15a和15b的闭合仅发生在开关的断开和闭合操作过程中（图4和图6）。在稳定的开路或闭合位置，真空开关15的接点15a和15b保持断开（图3和图5）。

图7为说明的目的给出三个电路（主电路、辅助电路和真空开关电路）的开路和闭合与时间的关系的曲线图。在稳定的开路位置（O）三个电路自然为开路。当闭合操作被触发时，辅助电路首先闭合，接着真空开关闭合，只有这时主电路才闭合，最后，在曲柄9的行程末端，真空开关重新断开。

因此在稳定的闭合位置（F），主电路和辅助电路闭合，而真空开关却开路。当断开操作被触发时，真空开关首先闭合，然后经过一定时间之后主电路断开，紧接着辅助电路断开，最后真空开关断开，恢复到稳定的开路位置（O）。

这样一种次序的优点在于以下事实，即当开关闭合时，辅助电路的闭合发生在真空开关的闭合之前，因而在辅助电路的位置上发生预起弧，从而消除了公知的与真空开关相联系的多重再闪击现象，这种现象产生的电压冲击对某些应用是有害的，例如对中压电动机。

此外这还有助于减小对主接点的侵蚀及闭合主接点所需要的力。辅助接点可用耐电弧的材料制成，并可补偿其磨损。

以上描述的最佳实施例特别适合于密闭外壳1充满如像SF6之类的介电气体的中压或超高压开关;这时真空开关15将浸没在这种介电气体里，正如在法国专利FR-A-2655766中已经提出的那样。

图8至图12表示本发明的第二实施例;对于两个实施例的共同的部件，其标号与第一实施例的标号相同。

我们可以特别发现外壳4、输入端子板1和输出端子板2、固定主接点30a、固定辅助接点35、活动主接点20a和活动辅助接点25，后二者绕心轴3可转动地安装。辅助电路与主电路并联布置。

驱动杆6穿过活动主接点20a并借助于铰接在心轴8上的连杆7连接到曲柄9。

一个第二驱动杆6a穿过活动辅助接点25并借助于铰接在心轴8a上的第二连杆7a连接到曲柄9。两个曲柄连杆系统7和7a是分开的和不同的。当发生曲柄9的转动时在活动主接点20a与活动辅助接点25之间能够引入角度偏斜的连续变化。在开关的开路位置（图9）活动主接点20a基本上与活动辅助接点25同相。在闭合或断开的过程中（图10），活动辅助接点25分别超前于或落后于活动主接点20a。因此出现在图12中的断开循环（O）和闭合循环（F）是对称的。

图11表示处于闭合位置的开关。

按照最佳实施例，包括真空开关15的第三电路与主电路和辅助电路并联布置。

如果增设按与第一实施例中相同的方式控制的真空开关15，断开和闭合曲线图（图12）仍然完全对称。当发生闭合时，真空开关电路将首先闭合，接着辅助电路闭合，然后主电路闭合，最后真空开关电路再次断开。

相反当发生断开时，真空开关电路将首先闭合，接着主电路断开，然后辅助电路断开，最后真空开关电路将再次断开。

Claims (13)

1、一种电气开关，它包括：

-一个主电路，它至少设有一个固定主接点(30a、30b)及至少一个绕心轴(3)可转动地安装的活动主接点(20a、20b)；

-一个辅助电路，它与主电路并联布置并设有一个固定辅助接点(35)及一个绕所述心轴(3)可转动地安装的活动辅助接点(25)；

-一个驱动机构(6至10)，它设计成在绕所述心轴(3)的转动中同时驱动活动主接点和活动辅助接点，

其特征在于所述驱动机构包括一个能在发生开关的操作时改变活动辅助接点与活动主接点的相对角位置的可变角度偏斜机构(26、28a、28b；6a、7a、8a、9、10)。

2、按照权利要求1的开关，其特征在于所述角度偏斜机构适合于提供两个假稳定的相对角位置（26a、26b），第一个角位置（26a）在开关的断开行程末端起作用，且对于此位置，当发生后续的闭合操作时，辅助接点的闭合超前于主接点的闭合，而第二个角位置（26a）在开关的闭合行程末端起作用，且对于此位置，当发生后续的断开操作时，主接点的断开与辅助接点的断开发生在基本上相同的时刻。

3、按照权利要求2的开关，其特征在于活动辅助接点（25）布置在绕所述心轴（3）铰接的、牢固连接成与所述活动主接点一起转动的并且借助于弹簧装置（27）相互朝向地加力的两个平板（28a、28b）之间;在于一个带有两个位置的球支撑锁定机构（26）插在所述平板和所述活动辅助接点之间;在于所述的第一角位置（26a）借助于第一档块（5）起作用以及在于所述的第二角位置（26b）借助于由固定辅助接点形成的第二挡块（35a）起作用。

4、按照权利要求3的开关，其特征在于球支撑锁定机构包括一个装在布置于活动辅助节点中的孔内的球支撑（26），以及两对面对面地布置于所述平板中的球窝，以容纳所述的球支撑从而限定两个假稳定的角位置。

5、按照权利要求1的开关，其特征在于当发生断开操作时，主接点的断开发生得比辅助接点的断开稍微早一点。

6、按照权利要求1的开关，其特征在于所述角度偏斜机构（6、7、8;6a、7a、8a）适合于当发生开关的操作时允许角度偏斜的连续变化，以致当发生闭合操作时，辅助接点的闭合超前于主接点的闭合，而当发生断开操作时，主接点的断开超前于辅助接点的断开。

7、按照权利要求1的开关，其特征在于所述角度偏斜机构包括由公用电动机轴同时驱动的两个曲柄连杆机构，与活动主接点配套的第一曲柄连杆机构（6、7、8）以及与活动辅助接点配套的第二曲柄连杆机构（6a、7a、8a）。

8、按照权利要求1的开关，其特征在于所述主电路和所述辅助电路浸没在如像SF6之类的高绝缘强度的气体中。

9、按照权利要求1的开关，其特征在于它还包括与所述主电路和所述辅助电路并联布置的，并设有灭弧接点的第二辅助电路（15）。

10、按照权利要求9的开关，其特征在于，所述第二辅助电路包括一个活动灭弧接点和一个固定灭弧接点;在于当发生闭合操作时，灭弧接点的闭合与辅助接点的闭合基本上发生在相同的时刻，以及在于当发生断开操作时，辅助接点的断开超前于灭弧接点的断开。

11、按照权利要求9的开关，其特征在于所述第二辅助电路（15）也浸没在如SF6之类的高介电强度的气体中。

12、按照权利要求9的开关，其特征在于所述第二辅助电路由一个真空开关构成。

13、按照权利要求1的开关，其特征在于它构成一个中压断路器的切断电路。

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