CN109643619B - 开关和用于断路开关的方法 - Google Patents
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Abstract
一种开关（100），其包括壳体（105）、带有第一整流接触元件（112）和第一触头（114）的第一接触组件（110）、带有第二整流接触元件（122）和第二触头（124）的第二接触组件（120）以及标称接触组件（117、115、124）。所述第一整流接触元件（112）与所述第二整流接触元件（122）在闭合的整流接触元件‑位置中彼此形成卡扣连接部。在闭合所述开关（100）时，所述第一触头（114）与所述第二触头（124）之间的距离在所述轴线（A）的方向上小于所述第一整流接触元件（112）与所述第二整流接触元件（122）之间的距离。
Description
技术领域
本发明涉及开关领域，特别是断路开关、组合的断路和接地开关、功率开关和/或接地开关，进一步地特别是用于高压的断路开关、组合的断路和接地开关、功率开关和/或接地开关。本发明特别是涉及一种开关和用于断路开关的方法。本发明特别是涉及一种开关和用于断路开关的方法，该开关具有卡扣连接部，该方法包括松开该卡扣连接部。
背景技术
电的开关、例如断路开关用来通过断路（或闭合）电的构件来断开（或闭合）电路。于是，断路开关可以用于断路电路。通常，断路开关用来断开和/或闭合连接，如果例如在电流被截断（abstellen）之后或者在电流被接通之前没有电流或者只有很小的电流流过。这使得断路开关与功率开关相区分开，功率开关用来在较大的电流的情况下也能闭合和/或断路电流。
在断开和闭合电的开关期间，在整流接触元件之间或者在整流接触元件与开关的壳体之间会产生电弧，即自我维持的气体放电，其具有足够高的电势差，以便通过脉冲电离来维持所需要的高的电流密度。电弧会有害于或者甚至损毁整流接触元件或壳体。
由CH653474A5已知现有技术的一种代表。
发明内容
因此提出一种开关和一种用于断路开关的方法，其解决了现有技术的至少一些问题。
鉴于前述，提出一种根据权利要求1的开关和一种根据权利要求11的方法。本发明的其它实施例、设计和方面可由从属权利要求、说明书和附图得到。
根据本发明的一个方面，提出一种开关。该开关包括壳体、第一接触组件和第二接触组件，第一接触组件具有第一接触元件或整流接触元件和第一触头，第二接触组件具有第二接触元件或整流接触元件和第二触头。该开关还包括标称接触组件，该标称接触组件用于在开关的运行中在其闭合状态下传递电功率。第一触头能够沿着轴线在闭合的接触-位置—在该位置中第一触头接触第二触头—与断开的接触-位置—在该位置中第一触头与第二触头断路—之间移动。第一整流接触元件能够沿着轴线在闭合的整流接触元件-位置—在该位置中第一整流接触元件接触第二整流接触元件—与断开的整流接触元件-位置—在该位置中第一整流接触元件与第二整流接触元件断路—之间移动。第一整流接触元件与第二整流接触元件被设计用来在闭合的整流接触元件-位置中彼此形成卡扣连接部。第一整流接触元件通过第一止挡、第二止挡和弹性的元件如此耦接到第一触头上，使得a)当第一触头朝向闭合的接触-位置移动时，第一止挡朝向闭合的整流接触元件-位置带动第一整流接触元件；b) 当第一触头在现有的卡扣连接部的情况下从闭合的接触-位置在朝向断开的接触-位置的方向上移动时，弹性的元件使得第一整流接触元件在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上预压紧；c) 当第一触头在朝向断开的接触-位置的方向上移动期间超过限定的止挡位置时，第二止挡在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上带动第一整流接触元件，以便松开卡扣连接部。
通过本发明的开关，相比于已知的开关可以实现一些优点。例如，可以提高用于断开整流接触元件的速度。由此可以减小出现电弧的危险。此外，也可以减小在闭合开关时出现电弧的危险。
根据本发明的另一方面，提出一种用于断路开关的方法。该开关包括壳体、第一接触组件和第二接触组件，第一接触组件具有第一整流接触元件和第一触头，第二接触组件具有第二整流接触元件和第二触头，其中，第一触头相对于第一整流接触元件在朝向第二接触组件的方向上突伸，并且第二触头相对于第二整流接触元件在朝向第一接触组件的方向上突伸。该开关还包括标称接触组件，该标称接触组件用于在开关的运行中在其闭合状态下传递电功率。所述断路从闭合的整流接触元件-位置—在该位置中第一整流接触元件接触第二整流接触元件—进行到断开的整流接触元件-位置中—在该位置中第一整流接触元件与第二整流接触元件断路。该方法包括，在第一整流接触元件与第二整流接触元件之间存在卡扣连接部时，使得第一触头以第一速度沿着轴线从闭合的接触-位置—在该位置中第一触头接触第二触头—移动至断开的接触-位置—在该位置中第一触头与第二触头断路。如果第一触头在现有的卡扣连接部的情况下从闭合的接触-位置在朝向断开的接触-位置的方向上移动，则弹性的元件使得第一整流接触元件在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上预压紧。如果第一触头在朝向断开的接触-位置的方向上移动期间超过限定的止挡位置，则卡扣连接部松开，并且第一整流接触元件在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上以第二速度移动，其中，第二速度大于第一速度。在闭合开关时，第一触头与第二触头之间的距离在轴线的方向上明显小于第一整流接触元件和第二整流接触元件之间的距离。
在该方法的另一种实施方式中，在闭合开关时，第一触头与第二触头在时间上在第一整流接触元件与第二整流接触元件之前接触（触碰）。由此有针对性地在第一触头与第二触头之间形成电弧，因而在开关的运行中保护第一整流接触元件与第二整流接触元件免于因燃弧等遭致损坏。在断开开关时，第一触头与第二触头之间的电连接在时间上在第一整流接触元件与第二整流接触元件之间的电连接之前中断。这种设计是有利的，以便确保在第一整流接触元件与第二整流接触元件之间形成电弧，从而在开关的运行中保护第一触头与第二触头免于遭致损坏。
附图说明
下面借助于附图示意性地示出并详述根据本发明的开关的实施例。在这些附图中给相同的或相同作用的元件标有相同的附图标记。其中示出：
图1为根据本发明的实施例的在断开状态下的开关的示意性的局部视图；
图2为根据本发明的实施例的在闭合卡扣连接部之前不久的开关的示意性的局部视图；并且
图3为根据本发明的实施例的在断路卡扣连接部之前不久的状态下的开关的示意性的局部视图。
具体实施方式
图1示意性地示出开关100的局部视图。该开关100包括壳体105、第一接触组件110和第二接触组件120以及标称接触组件117、115、124，以后还将详细地介绍这些接触组件。开关100被示出处于断开的开关-位置中，在该位置中，第一接触组件110和第二接触组件120彼此断路。特别地，第一接触组件110具有第一接触元件112或整流接触元件112，并且第二接触组件120具有第二接触元件122或整流接触元件122。在该断开的开关-位置中，第一整流接触元件112和第二整流接触元件122也布置在断开的整流接触元件-位置中，在该位置中，第一整流接触元件112与第二整流接触元件122断路。此外，第一接触组件110具有第一触头114，并且第二接触组件120具有第二触头124。在该断开的开关-位置中，第一触头114和第二触头124也布置在断开的接触-位置中，在该位置中，第一触头114与第二触头124断路。另外，为明了起见且为了便于理解，这些图中的开关100的并非全部的元件都标有阴影线，尽管这些元件在剖视图中被示出。
第一整流接触元件112能够沿着轴线A移动。轴线A可以从第一接触组件110延伸至第二接触组件120。特别地，第一整流接触元件112在断开的整流接触元件-位置与闭合的整流接触元件-位置—在该位置中第一整流接触元件112接触第二整流接触元件122（见图2）—之间能够沿着轴线A移动。如果第一整流接触元件112和第二整流接触元件114处于闭合的整流接触元件-位置中，则电流、特别是整流电流可以在断开开关100时流经第一整流接触元件112和第二整流接触元件114。但优选在闭合的开关-位置中没有电流或者只有很小的电流流经第一整流接触元件112和第二整流接触元件114。第一整流接触元件112和第二整流接触元件114可以是尤其用于断开开关100的燃弧触头（Abbrandkontakt）或整流触头。
此外，第一触头114能够沿着轴线A移动。特别地，第一触头114可在断开的接触-位置与闭合的接触-位置—在该位置中第一触头114接触第二触头124—之间移动。特别地，第一触头114可在断开的接触-位置与闭合的接触-位置—在该位置中第一触头114接触第二触头124—之间沿着轴线A移动。如果第一触头114和第二触头124处于闭合的接触-位置中，则电流、特别是整流电流可以在闭合开关100时流经第一触头114和第二触头124。但在闭合的开关-位置中优选没有电流或者只有很小的电流流经第一触头114和第二触头124。因而优选在正常运行中没有标称电流流经第一触头114和第二触头124。第一触头114和第二触头124可以是尤其用于闭合开关100的燃弧触头或整流触头。
第一整流接触元件112和第二整流接触元件122被设计用于在闭合的整流接触元件-位置中彼此形成卡扣连接部。与本公开相关地，“卡扣连接部”可以理解成用于可松开地、简单地形状锁合地接合构件，比如第一整流接触元件112和第二整流接触元件122的功能元件。在此，至少一个接合部件、比如第一整流接触元件112和/或第二整流接触元件122可以弹性地变形，并且随后可松开地卡住。因而可以特别是在第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间存在形状锁合。特别是可以在现有的卡扣连接部的情况下使得电流流经第一整流接触元件112和第二整流接触元件122。
在闭合开关100时，第一触头114与第二触头124之间的距离在轴线（A）的方向上明显小于第一整流接触元件（112）和第二整流接触元件（122）之间的距离，第二触头在轴线A的方向上与第一触头相对而置地布置。由此引起在闭合开关100时，在该接触对（Kontaktpaar）114、124上发生磨损，并且不是在具有第一整流接触元件112和第二整流接触元件122的另一接触对上发生磨损。
在这些实施例（这些实施例通常可以在本发明的所公开的全部变型中实现）中，第一接触组110可以具有接触部件115和/或第一放电触头（Ableitkontakt）117。接触部件115可以接触第一放电触头117。第二接触组120可以具有第二放电触头127。特别地，接触部件115可以在闭合的接触部件-位置—在该位置中接触部件115接触第二放电触头127—与断开的接触部件-位置—在该位置中接触部件115与第二放电触头127断路—之间沿着轴线A移动。接触部件115因而可以在第一放电触头117与第二放电触头127之间形成稳定的电连接。特别地，开关可以在闭合的开关-位置中处于闭合的接触部件-位置中，和/或在断开的开关-位置中处于断开的接触部件-位置中。接触部件115可以与第一触头114共同地移动。
开关100因而可以经过如此设计，从而发生流经接触部件115的标称电流。接触部件115因而可以是标称触头。开关100例如可以被设计用于等于或大于100A的、特别是等于或大于1000A的、通常等于或大于1600A的标称电流，和/或用于等于或小于4000A的标称电流和/或等于或大于52kV的、通常等于或大于100kV的电压。采用根据本公开的开关设计，可以实现在尺寸上特别紧凑的开关设备。由于相比于具有大约170kV及以上的标称电压的高压开关设备，对特别紧凑的开关设备的需求特别大，本发明能实现满足这种持久的需求。
第一放电触头117和/或第二放电触头127可以构造成一个或多个螺旋触头117、127。放电触头117、127可以被设计用于把标称电流引导至接触部件115和/或把标称电流从该接触部件引开。
第一接触组110还具有弹性的元件116。弹性的元件116可以例如是压缩弹簧116。弹性的元件116可以与第一整流接触元件112连接。例如，第一接触组110可以具有第一止挡118和第二止挡119。弹性的元件116可以支承在或者夹紧在第一止挡118和第二止挡119之间。于是可以在第一止挡118和第二止挡119彼此相向地相对移动时将弹性的元件116夹紧，和/或可以在第一止挡118和第二止挡119彼此离开地相对移动时使得弹性的元件116松弛。弹性的元件116因而可以产生使得第一止挡118和第二止挡119彼此离开地移动的力。
第一止挡118可以与第一整流接触元件112如此连接，使得它们能够共同地移动。第二止挡119可以例如与第一接触组件110的壳体111连接。特别地，第二止挡119可以与第一触头114共同地移动。第一整流接触元件112和/或第一止挡118也可以朝向第一接触组件110的壳体111移动。例如，可以通过这种结构使得第一整流接触元件112通过第一止挡118、第二止挡119和弹性的元件116如此耦接到第一触头114上，使得a) 当第一触头114朝向闭合的接触-位置移动时，第一止挡118朝向闭合的整流接触元件-位置带动第一整流接触元件112；b) 当第一触头114在现有的卡扣连接部的情况下从闭合的接触-位置在朝向断开的接触-位置的方向上移动时，弹性的元件116使得第一整流接触元件112在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上预压紧；并且c) 当第一触头114在朝向断开的接触-位置的方向上移动期间超过限定的止挡位置时，第二止挡119在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上带动第一整流接触元件112，以便松开卡扣连接部。
开关100可以是断路开关、组合的断路和接地开关（也叫组合式断路器）、功率开关或接地开关。开关100特别是可以是用于高压的断路开关、功率开关或接地开关。高压可以是等于或大于1kV的、特别是等于或大于52kV的电压。此外，开关100可以是充气的开关100，其填充有介电地绝缘的介质或气体。
在本公开的范围内，开关100中的介电地绝缘的介质或气体可以是SF6气体，或者是任何其它的介电的绝缘介质或电弧熄灭介质，无论其现在是气态的和/或液态的。这种介电的绝缘介质或绝缘气体可以例如包括有机的氟化物，其选自下组材料：氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烃、氟腈和这些物质的混合物和/或分解物。在此，术语“氟醚”、“环氧乙烷”、“氟胺”、“氟酮”、“氟烯烃”和“氟腈”是指至少部分氟化的物质。特别地，术语“氟醚”包括氟聚醚（例如Galden）和氟单醚以及氢氟醚和全氟聚醚，术语“环氧乙烷”包括氢氟环氧乙烷和全氟环氧乙烷，术语“氟胺”包括氢氟胺和全氟胺，术语“氟酮”包括氢氟酮和全氟酮，术语“氟烯烃”包括氢氟烯烃和全氟烯烃，术语“氟腈”包括氢氟腈和全氟腈。有利地，氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮和氟腈完全氟化，即全氟化。
在一些实施例中，介电的绝缘介质选自下组材料：一种（或多种）氢氟醚、一种（或多种）全氟酮、一种（或多种）氢氟烯烃、一种（或多种）全氟腈和这些物质的混合物。
与本发明相关地，术语“氟酮”特别是应广义地理解，并且应既包括氟单酮，又包括氟双酮，或者通常包括氟聚酮。在此，在分子中可以明确地存在多于一个唯一的在旁侧被碳原子限定的羰基。该术语也应一同包括在碳原子之间带有双价键和/或三价键的饱和的和未饱和的组分。氟酮的至少部分地氟化的烷基链可以是直线形的或者分叉，并且也可以任选地形成环。
在一些实施例中，介电的绝缘介质和电弧熄灭介质包括作为至少一种组分的氟单酮，其可选地也可以在分子的碳-主链中具有杂质原子，即代替相应数量的碳原子的、例如至少一种来自下组的杂质原子：氮原子、氧原子、硫原子。有利地，氟单酮、特别是全氟酮具有3到15个或者4到12个、特别是5到9个碳原子。优选地，氟单酮具有恰好5个和/或恰好6个和/或恰好7个和/或恰好8个碳原子。
在一些实施例中，介电的绝缘介质和电弧熄灭介质包括作为至少一种组分的氢氟醚，其选自下组材料：包括至少3个碳原子的氢氟单醚；包括恰好3个或恰好4个碳原子的氢氟单醚；具有至少5:8的氟原子数量与氟和氢原子总数量的比例的氢氟单醚；具有在1.5:1到2:1范围内的氟原子数量与碳原子数量的比例的氢氟单醚；五氟乙基甲基醚；2,2,2-三氟乙基-三氟甲基醚；和这些物质的混合物。
在一些实施例中，介电的绝缘介质包括作为至少一种组分的氟烯烃，其选自下组材料：具有至少3个碳原子的氢氟烯烃（HFO）、具有恰好3个碳原子的氢氟烯烃（HFO）、1,1,1,2-四氟丙烯（HFO-1234yf）、1,2,3,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234yc）、1,1,3,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234zc）、1,1,1,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234ze）、1,1,2,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234ye）、1,1,1,2,3-五氟丙烯（HFO-1225ye）、1,1,2,3,3-五氟丙烯（HFO-1225yc）、1,1,1,3,3-五氟丙烯（HFO-1225zc）、(Z)1,1,1,3-四氟丙烯（HFO-1234zeZ）、(Z)1,1,2,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234yeZ）、(E)1,1,1,3-四氟丙烯（HFO-1234zeE）、(E)1,1,2,3-四氟-2-丙烯（HFO-1234yeE）、(Z)1,1,1,2,3-五氟丙烯（HFO-1225yeZ）、(E)1,1,1,2,3-五氟丙烯（HFO-1225yeE)和这些物质的混合物。
在一些实施例中，介电的绝缘介质包括作为至少一种组分或有机氟化物的氟腈、特别是全氟腈。氟腈或全氟腈特别是至少或恰好包括2个或3个或4个碳原子。优选地，氟腈是全氟烷基腈、特别是全氟乙腈、全氟丙腈（C2F5CN）和/或全氟丁腈（C3F7CN）。特别优选地，氟腈是全氟异丁腈（化学式为(CF3)2CFCN）和/或全氟-2-甲丙醚腈（化学式为CF3CF(OCF3)CN）；其中的全氟异丁腈由于其毒性低而特别有利。
介电的绝缘介质也可以附加地具有背景气或载气，其不同于有机氟化物并且尤其不是氟醚、环氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烃和氟腈。在一些实施例中，载气可以选自下组材料：空气、空气组分N2、O2、CO2、惰性气体、H2；氮氧化物、特别是NO2、NO、N2O；碳氟化合物，特别是全氟化碳化合物，比如CF4；CF3I、SF6；和这些物质的混合物。
第一整流接触元件112和/或第二整流接触元件122可以关于轴线A基本上对称，特别是圆柱对称。第一整流接触元件112和第二整流接触元件122尤其可以经过如此构造，使得它们可以彼此形成形状锁合的连接。例如，第一整流接触元件112可以构造成郁金香形触头，并且第二整流接触元件122可以构造成接触销，使得第一整流接触元件112在闭合的开关状态下部分地包围第二整流接触元件122。替代地，第二整流接触元件122可以构造成郁金香形触头，并且第一整流接触元件112可以构造成接触销，使得第二整流接触元件122在闭合的开关状态下部分地包围第一整流接触元件112。由此可以在第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间形成稳定的电连接。
此外，第二整流接触元件122可以具有缩窄部，第一整流接触元件112的扩宽部可以在闭合的开关状态下插入到该缩窄部中，以便形成卡扣连接部。替代地，第一整流接触元件112可以具有缩窄部，第二整流接触元件122的扩宽部可以在闭合的开关状态下插入到该缩窄部中，以便形成卡扣连接部。在此，根据哪一个整流接触元件112、122被构造成郁金香形触头而定，该整流接触元件112、122可以具有扩宽部，而被构造成接触销的整流接触元件112、122可以具有缩窄部。在闭合的整流接触元件-位置中，缩窄部和扩宽部可以处于彼此接合中，而在断开的整流接触元件-位置中可以松开扩宽部到缩窄部中的接合。
从轴线A观察，第一触头114和/或第二触头124可以仅布置在第一接触组件110的或第二接触组件120的一侧上。替代地，第一触头114和/或第二触头124可以围绕轴线A沿圆周方向构造。例如，第一触头114和/或第二触头124可以具有用于直线传动机构（见下面）的凹部。第一触头114和/或第二触头124可以用于减小或防止产生电弧，或者减小或防止该电弧对相邻的部件，比如第一接触组110、第二接触组120和/或壳体105的作用。特别地，它们可以因此影响产生电弧的位置，从而例如在闭合开关100时在第一触头114和第二触头124之间形成电弧。第一整流接触元件112、第二整流接触元件122、第一触头114和/或第二触头124可以具有耐受电弧的材料。
根据一些实施例，如果第一触头114朝向闭合的接触-位置移动，则第一触头114可以相对于第一整流接触元件112在朝向第二接触组件120的方向上突伸，并且第二触头124可以相对于第二整流接触元件122在朝向第一接触组件110的方向上突伸。换句话说，在闭合开关100时，在轴线（A）的方向上，第一触头114和第二触头124之间的距离小于第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间的距离。由此，在第一触头114朝向闭合的接触-位置移动时，第一触头114和第二触头124之间的距离小于第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间的距离。由此，相比于在第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间，电弧更优选在第一触头114和第二触头124之间形成。
根据一些实施例，第一止挡118可以与第一整流接触元件112共同地逆着和/或以弹性的元件116的力的方向移动。特别地，在第一整流接触元件112从闭合的整流接触元件-位置中移出时，只要形成卡扣连接部，第一止挡118就可以与第一整流接触元件112共同地逆着弹性的元件116的力的方向移动。由此可以夹紧弹性的元件116。在松开卡扣连接部之后，弹性的元件116可以松弛，并且第一止挡118可以与第一整流接触元件112共同地在弹性的元件116的力的方向上移动。
因而在断开开关100时，两个运动过程叠加地进行。第一运动过程对应于第一触头114从闭合的接触-位置移动至断开的接触-位置。该运动基本上均匀地沿着接触-路段进行，该路段对应于第二触头114从闭合的接触-位置移动至断开的接触-位置、特别是移动至接触-位置的终点位置所历经的路段。第一触头114沿着接触-路段的移动能够以第一速度v1进行。第一速度v1可以沿着整个接触-路段基本上恒定。第二止挡119也能以第一速度v1历经该接触-路段。
第二运动过程对应于第一整流接触元件112从闭合的整流接触元件-位置移动至断开的整流接触元件-位置中。在接触-路段的第一部分期间，卡扣连接部保持在闭合的状态下，并且第一整流接触元件112并不移动离开第二整流接触元件122。因而沿着接触-路段的第一部分在第一整流接触元件112与第二触头114之间进行相对移动。
因而沿着接触-路段的第一部分也在第一止挡118—其经过布置以便与第一整流接触元件112共同地移动—与第二止挡119—其经过布置以便与第一触头114共同地移动—之间进行相对移动。第一止挡118与第二止挡119因而彼此相向地移动。由于弹性的元件116支承在第一止挡118与第二止挡119之间，通过第一止挡118与第二止挡119的彼此相向的移动，弹性的元件116被夹紧。
在到达一定的路段—其对应于在断开的整流接触元件-位置中在第一止挡118与第二止挡119之间的距离—时，到达限定的止挡位置，在该止挡位置中第一止挡118与第二止挡119彼此碰撞（aufeinander treffen），并且，第二止挡119在朝向断开的接触-位置的方向上通过形状锁合带动第一止挡118。这又导致现在第一整流接触元件112也以第一速度v1移动至断开的整流接触元件-位置。卡扣连接部因而松开。然而随着卡扣连接部的松开，在弹性的元件116上不再有会使得弹性的元件116夹紧的反力。弹性的元件116因而在超过接触-路段的第一部分时或者在卡扣连接部松开时松弛，并且以牵拉速度Vz在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上牵拉第一整流接触元件112。在此，第二整流接触元件112历经这样一段路段，该路段由第一止挡118与第二止挡119预先给定，特别是由第一止挡118与第二止挡119之间的距离预先给定。
弹性的元件116以牵拉速度Vz在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上牵拉第一整流接触元件112，该牵拉速度与第一速度v1叠加，第一整流接触元件112通过第一止挡118与第二止挡119的形状锁合的连接以该第一速度移动。第一整流接触元件112因而以大于第一速度v1的第二速度v2与第二整流接触元件122断路。牵拉速度Vz优选大于第一速度。第二速度v2因而等于第一速度v1与牵拉速度Vz的总和，即v2= v1+Vz。由此可以提高第一整流接触元件112移动离开第二整流接触元件122的速度。由此也可以减少电弧的产生，并且减小由电弧引起的损坏。特别地，相比于第一触头114，第一整流接触元件112可以被牵拉离开第二接触组120更远的距离。
为了移动第一触头114，可以设置驱动装置（未示出）。该驱动装置可以驱动第一触头114，以便使得第一触头114特别是沿着轴线A从第一接触-位置移动至第二接触-位置以及从第二接触-位置移动至第一接触-位置。例如，该驱动装置可以通过传动机构、特别是直线传动机构形状锁合地与第一触头114连接，以便使得第一触头114沿着轴线A移动。特别地，该驱动装置可以预先给定第一速度v1。
图2示意性示出在从断路的整流接触元件-位置到闭合的整流接触元件-位置的移动中，特别是在第一整流接触元件112接触第二整流接触元件122之前不久的开关100的局部视图。如由图2可见，在第一整流接触元件112接触第二整流接触元件122之前，第一触头114接触第二触头124。由此可以有针对性地在第一触头114与第二触头124之间形成电弧，进而可以特别是防止损坏第一整流接触元件112和第二整流接触元件122。
在从断开的整流接触元件-位置移动到闭合的整流接触元件-位置时，第一整流接触元件112、第一触头114、第一止挡118和第二止挡119共同地在朝向第二接触组件120的方向上移动。特别地，通过从断开的整流接触元件-位置移动到闭合的整流接触元件-位置，弹性的元件116不会夹紧。
如果在朝向闭合的整流接触元件-位置的方向上的移动进行得远远超过图2中所示的状态，则在到达闭合的整流接触元件-位置之前—在该位置中第一整流接触元件112和第二整流接触元件122接触，首先到达闭合的接触-位置—在该位置中第一触头114和第二触头124接触。如果整流接触元件112、122之一被构造成郁金香形触头，并且另一个整流接触元件112、122被构造成接触销，则郁金香形触头可以套到接触销上，并在第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间形成整流接触。
此外，第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间的这里所述的卡扣连接部在闭合的整流接触元件-位置中形成。卡扣连接部不仅在第一整流接触元件112和第二整流接触元件122之间提供了机械的稳定的连接，而且结合以通过弹性的元件116将第一整流接触元件112支承在第一接触组件110中，提供了如下优点：可以提高在第一接触组件112与第二接触组件122断路时的速度。
图3示意性示出在从闭合的整流接触元件-位置到断路的整流接触元件-位置的移动中，特别是在卡扣连接部松开之前不久的状态下的开关100的局部视图。在该状态下，第一整流接触元件112和第二整流接触元件122仍处于闭合的整流接触元件-位置中，第一整流接触元件112因而尚未与第二整流接触元件122断路。在图3中，第一整流接触元件112和第二整流接触元件122准透明地示出，因而在接触区域中能看到两个轮廓。而第一触头114已经可以与第二触头124断路。此外，接触部件115也可以已经位于断开的接触部件-位置中，即已经与第二放电触头127断路。
如图3所示，第一整流接触元件112可以在该状态下相对于第一触头114在朝向第二接触组件120的方向上突伸。第一触头114因而已经在朝向断开的接触-位置的方向上历经了一部分路段。在图3中所示的状态下，尚未到达止挡位置，在该止挡位置中松开卡扣连接部。因此第一止挡118仍与第二止挡119间隔开，并且，第一止挡118和第二止挡119尚未进行形状锁合。图3中所示的状态因而是第一运动过程如这里所述那样进行的状态，并且第二运动过程位于这样一种状态下，在该状态下尚未超过接触-路段的第一部分，并且由此第一触头114和第二止挡相对于第一整流接触元件112和第一止挡118移动。弹性的元件116因而（仍然）被夹紧。
如果在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上移动超出图3中所示的状态，则实现第一止挡118与第二止挡119之间的形状锁合，由此松开卡扣连接部。第一整流接触元件112于是间接地通过第一触头114移动。然后，弹性的元件116松弛，并且牵拉第一整流接触元件112以牵拉速度Vz离开第二整流接触元件122。该运动与第一接触组件110以第一速度v1离开第二接触组件120的运动叠加，从而第一整流接触元件112以第二速度v2=v1+vz移动离开第二接触组件120。
这些实施例也包括气体绝缘的开关设备，这些开关设备包括一个或多个根据上述实施例的开关。已借助于开关、特别是借助于保护气体-开关示例性地介绍了本发明。但本发明也适用于高压和中压应用的、特别是变电站（Unterstation）的其它开关，例如真空-断路开关、自爆-功率断路开关等。本发明也适用于替代气体开关，即特别是填充有这里所述的替代于SF6气体的替代气体的开关。本发明也适用于填充了油或空气或另一种绝缘介质的开关。
本发明因而提出一种用于断路开关100的方法。开关100包括壳体105、第一接触组件110和第二接触组件120，第一接触组件具有第一整流接触元件112和第一触头114，第二接触组件具有第二整流接触元件122和第二触头124，其中，第一触头114相对于第一整流接触元件112在朝向第二接触组件120的方向上突伸，并且第二触头124相对于第二整流接触元件122在朝向第一接触组件110的方向上突伸。开关100的断路从闭合的整流接触元件-位置—在该位置中第一整流接触元件112接触第二整流接触元件122—进行到断开的整流接触元件-位置中—在该位置中第一整流接触元件112与第二整流接触元件122断路。该方法包括，在第一整流接触元件112与第二整流接触元件122之间存在卡扣连接部时，使得第一触头114以第一速度v1沿着轴线A从闭合的接触-位置—在该位置中第一触头114接触第二触头124—移动至断开的接触-位置—在该位置中第一触头114与第二触头124断路。如果第一触头114在现有的卡扣连接部的情况下从闭合的接触-位置在朝向断开的接触-位置的方向上移动，则弹性的元件116使得第一整流接触元件112在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上预压紧。如果第一触头114在朝向断开的接触-位置的方向上移动期间超过限定的止挡位置，则卡扣连接部松开，并且第一整流接触元件112在朝向断开的整流接触元件-位置的方向上以第二速度v2移动，其中，第二速度v2大于第一速度v1。
由闭合运动和断开运动组成的循环可以特别是由三个接触级构成。在闭合开关100时，首先可以使得第一触头114接触第二触头124，由此整流电流可以在第一触头114与第二触头124之间流动。接触部件115由此可以接触第二放电触头127，由此可以闭合开关100。在与第二放电触头127接触时，标称电流可以流经接触部件115。在断开开关时，首先可以使得接触部件115与第二放电触头127断路。然后，第一触头114可以与第二触头124断路。随后，可以通过卡扣连接部使得第一接触元件112与第二接触元件122断路，由此整流电流在第一接触元件112与第二接触元件122之间流动。因而可以在断开和闭合时减少出现电弧，并且由此减小对开关的损坏。
Claims (21)
1.一种开关(100)，包括：
-壳体(105)；
-标称接触组件(117、115、124)；和
-第一接触组件(110)，该第一接触组件具有第一整流接触元件(112)和第一触头(114)；和
-第二接触组件(120)，该第二接触组件具有第二整流接触元件(122)和第二触头(124)，
其中，所述第一触头(114)能够沿着轴线(A)在闭合的接触-位置—在该位置中所述第一触头(114)接触所述第二触头(124)—与断开的接触-位置—在该位置中所述第一触头(114)与所述第二触头(124)断路—之间移动，并且
其中，所述第一整流接触元件(112)能够沿着轴线(A)在闭合的整流接触元件-位置—在该位置中所述第一整流接触元件(112)接触所述第二整流接触元件(122)—与断开的整流接触元件-位置—在该位置中所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)断路—之间移动，
其中，所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)被设计用来在所述闭合的整流接触元件-位置中彼此形成卡扣连接部，并且
其中，在闭合所述开关(100)时，所述第一触头(114)与所述第二触头(124)之间的距离在所述轴线(A)的方向上小于所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间的距离，并且
其中，所述第一整流接触元件(112)通过第一止挡(118)、第二止挡(119)和弹性的元件(116)如此耦接到所述第一触头(114)上，使得
a)当所述第一触头(114)朝向所述闭合的接触-位置移动时，所述第一止挡(118)朝向所述闭合的整流接触元件-位置带动所述第一整流接触元件(112)；
b)当所述第一触头(114)在现有的卡扣连接部的情况下从所述闭合的接触-位置在朝向所述断开的接触-位置的方向上移动时，所述弹性的元件(116)使得所述第一整流接触元件(112)在朝向所述断开的整流接触元件-位置的方向上被预压紧；
c)当所述第一触头(114)在朝向所述断开的接触-位置的方向移动期间超过限定的止挡位置时，所述第二止挡(119)在朝向所述断开的整流接触元件-位置的方向上带动所述第一整流接触元件(112)，以便松开所述卡扣连接部。
2.如权利要求1所述的开关(100)，其中，所述弹性的元件(116)是压缩弹簧(116)。
3.如权利要求1所述的开关(100)，其中，所述第一触头(114)能够与所述标称接触组件(117、115、124)的接触部件(115)共同地移动。
4.如权利要求1所述的开关(100)，其中，如果所述第一触头(114)朝向所述闭合的接触-位置移动，则所述第一触头(114)相对于所述第一整流接触元件(112)在朝向所述第二接触组件(120)的方向上突伸，并且所述第二触头(124)相对于所述第二整流接触元件(122)在朝向所述第一接触组件(110)的方向上突伸。
5.根据权利要求2所述的开关(100)，其中，如果所述第一触头(114)朝向闭合的接触-位置移动，则所述第一触头(114)能够相对于所述第一整流接触元件(112)在朝向所述第二接触组件(120)的方向上突伸，并且所述第二触头(124)能够相对于所述第二整流接触元件(122)在朝向所述第一接触组件(110)的方向上突伸。
6.根据权利要求3所述的开关(100)，其中，如果所述第一触头(114)朝向闭合的接触-位置移动，则所述第一触头(114)能够相对于所述第一整流接触元件(112)在朝向所述第二接触组件(120)的方向上突伸，并且所述第二触头(124)能够相对于所述第二整流接触元件(122)在朝向所述第一接触组件(110)的方向上突伸。
7.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一止挡(118)能够与所述第一整流接触元件(112)共同地逆着或以所述弹性的元件(116)的力的方向进行移动。
8.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一止挡(118)能够与所述第一整流接触元件(112)共同地逆着且以所述弹性的元件(116)的力的方向进行移动。
9.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第二止挡(119)能够相对于所述第一整流接触元件(112)移动，并且所述第二止挡与所述第一止挡(118)共同预先给定这样一段路段，所述第一整流接触元件(112)能够沿着该路段移动。
10.根据权利要求7所述的开关(100)，其中，所述第二止挡(119)能够相对于所述第一整流接触元件(112)移动，并且所述第二止挡与所述第一止挡(118)共同预先给定这样一段路段，所述第一整流接触元件(112)能够沿着该路段移动。
11.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一整流接触元件(112)构造成郁金香形触头，并且所述第二整流接触元件(122)构造成接触销，从而所述第一整流接触元件(112)在闭合的开关状态下部分地包围所述第二整流接触元件(122)。
12.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第二整流接触元件(122)具有缩窄部，所述第一整流接触元件(112)的扩宽部在闭合的开关状态下插入到该缩窄部中，以便形成所述卡扣连接部。
13.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，该开关还包括用于驱动所述第一触头(114)的驱动装置。
14.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述开关(100)是断路开关、组合的断路和接地开关、功率开关或接地开关。
15.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间的卡扣连接部通过所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间的形状锁合的连接来实现。
16.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一触头(114)或所述第二触头(124)围绕所述轴线(A)沿圆周方向导引地构造。
17.如前述权利要求1至6中任一项所述的开关(100)，其中，所述第一触头(114)和所述第二触头(124)围绕所述轴线(A)沿圆周方向导引地构造。
18.如权利要求1至6和10中任一项所述的开关(100)，其中，所述开关(100)经过如此设计，使得该开关被设计用于等于或大于52kV的标称电压。
19.根据权利要求18所述的开关(100)，其中，所述开关(100)经过如此设计，使得该开关被设计用于等于或大于100kV的标称电压。
20.一种用于断路开关(100)的方法，该开关包括：壳体(105)；标称接触组件(117、115、124)；第一接触组件(110)，该第一接触组件具有第一整流接触元件(112)和第一触头(114)；和第二接触组件(120)，该第二接触组件具有第二整流接触元件(122)和第二触头(124)，其中，在闭合所述开关(100)时，所述第一触头(114)与所述第二触头(124)之间的距离在轴线(A)的方向上小于所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间的距离，其中，所述第一整流接触元件(112)能够沿着轴线(A)从闭合的整流接触元件-位置—在该位置中所述第一整流接触元件(112)接触所述第二整流接触元件(122)—移动至断开的整流接触元件-位置中—在该位置中所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)断路，其中，该方法包括：
-当在所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间存在卡扣连接部时，使得所述第一触头(114)以第一速度(v1)沿着轴线(A)从闭合的接触-位置—在该位置中所述第一触头(114)接触所述第二触头(124)—移动至断开的接触-位置—在该位置中所述第一触头(114)与所述第二触头(124)断路，
其中，如果所述第一触头(114)在现有的卡扣连接部的情况下从所述闭合的接触-位置在朝向所述断开的接触-位置的方向上移动，则弹性的元件(116)使得所述第一整流接触元件(112)在朝向所述断开的整流接触元件-位置的方向上预压紧，并且
其中，如果所述第一触头(114)在朝向所述断开的接触-位置的方向上移动期间超过限定的止挡位置，则所述卡扣连接部松开，并且所述第一整流接触元件(112)在朝向所述断开的整流接触元件-位置的方向上以第二速度(v2)移动，其中，所述第二速度(v2)大于所述第一速度(v1)。
21.如权利要求20所述的方法，其中，在闭合所述开关(100)时，所述第一触头(114)与所述第二触头(124)在时间上在所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之前接触，由此在所述第一触头(114)与所述第二触头(124)之间形成电弧，因而在所述开关(100)的运行中保护所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)免于遭致损坏；并且
其中，在断开所述开关(100)时，所述第一触头(114)与所述第二触头(124)之间的电连接在时间上在所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间的电连接之前中断，由此在所述第一整流接触元件(112)与所述第二整流接触元件(122)之间形成电弧，从而在所述开关(100)的运行中保护所述第一触头(114)与所述第二触头(124)免于遭致损坏。
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