CN110326079A - 具有两个隔离开关和功率开关的开关装置 - Google Patents

具有两个隔离开关和功率开关的开关装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有两个隔离开关(2，3)和功率开关(5)的开关装置(1)。每个隔离开关(2，3)具有接触接头(7，9)和配属于接触接头(7，9)的接触元件(13，15)。通过功率开关(5)能够将与第三接触接头(11)连接的电流路径中断。每个接触元件(13，15)能够在第一开关位置与第二开关位置之间移动，在第一开关位置中，接触元件将配属该接触元件的接触接头(7，9)与第三接触接头(11)彼此电气连接，在第二开关位置中，接触元件将配属该接触元件的接触接头(7，9)与第三接触接头(11)彼此电气分离。

Description

具有两个隔离开关和功率开关的开关装置
技术领域
本发明涉及一种具有两个隔离开关和功率开关的开关装置。
背景技术
在高压和中压设备中使用隔离开关，以便将设备部件彼此电气隔离，例如以便能够安全地进行维护、检测或改建工作。隔离开关被无功地切换，即没有与隔离开关相连接的电气负载。相反，功率开关被设计为，即使在高的电流负载的情况下，例如在短路的情况下也能够断开电流路径，以便保护设备部件免受电过载导致的损坏。由于它们的不同功能，在高压和中压设备中通常将隔离开关和功率开关相互结合。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种改进的开关装置，其具有两个隔离开关和功率开关。
该技术问题根据本发明通过权利要求1的特征解决。
本发明的有利的设计方案是从属权利要求的内容。
根据本发明的开关装置具有两个隔离开关和功率开关。第一隔离开关具有第一接触接头和配属第一接触接头的接触元件。第二隔离开关具有第二接触接头和配属第二接触接头的接触元件。通过功率开关可以将与第三接触接头连接的电流路径中断。每个接触元件可以在第一开关位置与第二开关位置之间移动，在第一开关位置中，接触元件将配属该接触元件的接触接头与第三接触接头彼此电气连接，在第二开关位置中，配属接触元件的接触接头与第三接触接头彼此电气分离。
因此，开关装置具有第三接触接头，该第三接触接头不仅是功率开关的接触接头并且可以由两个隔离开关的可动的接触元件接触。在此，第三接触接头尤其是二分的，即功率开关电气布置在两个触点之间，用于分离或连接在触点之间的电流路径，即经由接触接头的电流路径。由此，相对于功率开关和隔离开关具有彼此分离的接触接头的开关装置，减少了接触接头的数量。由于功率开关直接集成到隔离开关装置中，这有利地节省了成本。此外，还有利地减少了用于组装开关装置的现场组装费用。此外，将功率开关直接集成到隔离开关装置中有利地使得可以减小开关装置的空间需求。
本发明的一种设计方案规定，多个接触元件中的至少一个接触元件在其第一开关位置与第三接触接头电气连接并且在其第二开关位置与第三接触接头电气分离。这使得通过分离在对应的接触元件与第三接触接头之间的接触可以将第三接触接头与另外两个接触接头中的至少一个接触接头电气分离。
本发明的另外的设计方案规定，多个接触元件中的至少一个接触元件在其第一开关位置与配属于该接触元件的接触接头电气连接，并且在其第二开关位置与配属于该接触元件的接触接头电气分离。这有利地使得通过分离在所述接触接头与配属于该接触接头的接触元件之间的接触可以将第三接触接头与另外两个接触接头中的至少一个电气分离。
本发明的另外的设计方案设置至少一个绝缘子柱，多个接触接头中的一个布置在该绝缘子柱上。由此，至少一个接触接头有利地可以与其他组件电气绝缘地并且在空间上有足够间隔地布置，在所述其他组件上施加有电压。
本发明的另外的设计方案规定，多个接触元件中的至少一个接触元件可以围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线平行于绝缘子柱的纵向轴线延伸，多个接触接头中的一个接触接头布置在该绝缘子柱上。这使得接触元件能够有效地与布置在绝缘子柱上的接触接头分离。
本发明的另外的设计方案规定，多个接触元件中的至少一个接触元件可以围绕枢轴摆动，该枢轴垂直于绝缘子柱的纵向轴线延伸，多个接触接头中的一个接触接头布置在该绝缘子柱上。这使得接触元件能够有效地与布置在绝缘子柱上的接触接头分离。
本发明的另外的设计方案规定，多个接触元件中的至少一个接触元件具有通过活节彼此连接的两个接触元件部段，并且在所述接触元件通过活节在其两个开关位置之间移动期间，接触元件部段之间的角度被改变。由此，有利地可以在通过接触元件的弯折运动将接触元件与接触接头分离的情况下实现接触元件与接触接头之间的间距。
本发明的另外的设计方案设置了至少一个马达驱动装置用于使接触元件在其开关位置之间移动。由此，有利地通过接触元件的马达驱动的移动能够自动地且操作安全地建立接触元件与接触接头之间的电气接触。替选地，代替马达驱动装置，还可以设置手动驱动装置用于接触元件在其开关位置之间移动。
本发明的另外的设计方案规定，功率开关布置在绝缘子柱中。由此，功率开关有利地可以同时受到保护并且相对于功率开关的环境被电气绝缘。绝缘子柱可以一体式、两件式或多件式构造，以便特别是将第三接触接头的触点相互绝缘。
本发明的另外的设计方案规定，将至少两个接触接头布置在彼此不同的高度上。本发明的这种设计方案针对的是开关装置在下述这种开关设备中的使用，即其中接触接头在彼此不同的高度上的接触是有利的。
本发明的另外的设计方案规定，将功率开关布置在隔离开关之间。本发明的这种设计方案有利地可以实现开关装置的结构上特别简单的设计，因为隔离开关在空间上并不相互限制，并且两个隔离开关都可以以到功率开关相对较小的距离布置。
本发明的另外的设计方案规定，至少一个隔离开关具有回转绝缘子，该回转绝缘子可以围绕其纵向轴线旋转，并且耦连在所述隔离开关的接触元件上，使得接触元件可以通过回转绝缘子的旋转在其开关位置之间移动。本发明的这种设计方案实现接触元件通过隔离开关的回转绝缘子移动。接触元件布置在回转绝缘子的上端部处，是特别有利的，使得相对于直接驱动接触元件更容易的是驱动回转绝缘子以及将其运动传递到接触元件上。
附图说明
结合下面结合附图更详细阐述的实施例的描述，更清楚且明晰地理解本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式。附图中：
图1示出了开关装置的第一实施例，
图2示出了开关装置的第二实施例，
图3示出了开关装置的第三实施例，
图4示出了开关装置的第四实施例，
图5示出了功率开关5的第三接触接头11的实施例，和
图6示出了功率开关5的第三接触接头11的替选实施例。
彼此对应的部件在附图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以侧视图示出了开关装置1的第一实施例。开关装置1包括第一隔离开关2，第二隔离开关3和布置在隔离开关2、3之间的功率开关5。
第一隔离开关2具有第一接触接头7、配属于第一接触接头7的第一接触元件13、第一绝缘子柱17和第一回转绝缘子23。第一回转绝缘子23布置在第一绝缘子柱17与功率开关5之间，并且被设计为可旋转支承的支承绝缘子。第一接触接头7布置在第一绝缘子柱17上。第一接触元件13布置在第一回转绝缘子23上。
第二隔离开关3类似于第一隔离开关2设计，并且具有第二接触接头9、配属于第二接触接头9的第二接触元件15、第二绝缘子柱19和第二回转绝缘子25。第二回转绝缘子25布置在第二绝缘子柱19与功率开关5之间，并且被设计为可旋转支承的支承绝缘子。第二接触接头9布置在第二绝缘子柱19上。第二接触元件15布置在第二回转绝缘子25上。
功率开关5布置在第三绝缘子柱21中。第三接触接头11布置在第三绝缘子柱21上。接触接头11和绝缘子柱21多件式地构造，如下面在实施例中更详细描述的，参见图5和6。
每个接触元件13、15可以在图1所示的第一开关位置与第二开关位置之间移动，在第一开关位置中，将对应接触元件的接触接头7、9与第三接触接头11彼此电气连接，在第二开关位置中，对应接触元件的接触接头7、9与第三接触接头11彼此电气分离。
为此，第一接触元件13具有第一接触元件部段13.1，第一接触元件部段13.1在第一开关位置中从第一回转绝缘子23延伸到第一接触接头7并且与第一接触接头7电气连接，第一接触元件13具有第二接触元件部段13.2，第二接触元件部段13.2在第一开关位置从第一回转绝缘子23延伸到第三接触接头11并且与第三接触接头11电气连接。两个接触元件部段13.1、13.2固定地与第一回转绝缘子23连接。通过第一回转绝缘子23围绕第一旋转轴线A旋转，第一接触元件13在其开关位置之间移动，在该实施例中，第一旋转轴线A与第一回转绝缘子23的纵向轴线重合。在从图1所示的第一开关位置旋转到第二开关位置的情况下，第一接触元件13的第一接触元件部段13.1从第一接触接头7电气分离，并且第一接触元件13的第二接触元件部段13.1从第三接触接头11电气分离。
第一回转绝缘子23的旋转，并且因此第一接触元件13的移动由第一马达驱动装置33造成。第一马达驱动装置33包括第一马达39、第一驱动杆43和第一传动机构47。为了旋转第一回转绝缘子23，第一马达39使第一驱动杆43围绕其纵向轴线旋转，该旋转通过第一传动机构47转换为第一回转绝缘子23围绕第一旋转轴线A的旋转。第一马达39例如是电动机。
相应地，第二接触元件15具有第一接触元件部段15.1，第一接触元件部段15.1在第一开关位置中从第二回转绝缘子25延伸到第二接触接头9并且与第二接触接头9电气连接，第二接触元件15具有第二接触元件部段15.2，第二接触元件部段15.2在第一开关位置中从第二回转绝缘子25延伸到第三接触接头11并且与第三接触接头11电气连接。两个接触元件部段15.1、15.2固定地与第二回转绝缘子25连接。通过第二回转绝缘子25围绕第二旋转轴线B旋转，第二接触元件15在其开关位置之间移动，在该实施例中，该第二旋转轴线B与第二回转绝缘子25的纵向轴线重合。在从图1所示的第一开关位置旋转到第二开关位置的情况下，第二接触元件15的第一接触元件部段15.1从第二接触接头7电气分离，并且第二接触元件15的第二接触元件部段15.1从第三接触接头11电气分离。
第二回转绝缘子25的旋转，并且因此第二接触元件15的移动由第二马达驱动装置35造成。第二马达驱动装置35包括第二马达41、第二驱动杆45和第二传动机构49。为了旋转第二回转绝缘子25，第二马达41使第二驱动杆45围绕其纵向轴线旋转，该旋转通过第二传动机构49转换为第二回转绝缘子25围绕第二旋转轴线B的旋转。第二马达41例如也是电动机。
在图1所示的实施例中，绝缘子柱17、19、21和回转绝缘子23、25布置在载体27上，该载体27布置在两个支承件29、31上。第一马达39布置在第一支承件29上。第二马达41布置在第二支承件31上。
功率开关5的功率开关驱动装置37布置在载体27上。功率开关驱动装置37例如是弹簧储能驱动装置。
第一连接电缆51可以连接到第一接触接头7处。第二连接电缆53可以连接到第二接触接头9处。第一接触接头7被设计为固定触头，构造用于在第一开关位置中容纳第一接触元件13的第一接触元件部段13.1的端部。相应地，第二接触接头9被设计为固定触头，构造用于在第一开关位置中容纳第二接触元件15的第一接触元件部段15.1的端部。第三接触接头11被设计为固定触头，构造用于在第一开关位置中容纳第一接触元件13的第二接触元件部段13.2的端部并且用于容纳第二接触元件15的第二接触元件部段15.2的端部。
图2以侧视图示出了开关装置1的第二实施例。如在图1中所示的实施例的情况，开关装置1包括第一隔离开关2、第二隔离开关3和布置在隔离开关2、3之间的功率开关5。同样地，如在图1所示的实施例的情况下，每个隔离开关2、3具有接触接头7、9，配属于接触接头7、9的接触元件13、15，绝缘子柱17、19(在绝缘子柱上布置有接触接头7、9)以及回转绝缘子23、25。每个回转绝缘子23、25又可以通过马达驱动装置33、35围绕旋转轴线A、B旋转(所述旋转轴线A、B与回转绝缘子23、25的纵向轴线重合)，以便使相应隔离开关2、3的接触元件13、15在两个开关位置之间移动。
图2中所示的开关装置1与图1中所示的实施例的区别基本上仅在于：绝缘子柱17、19、21和回转绝缘子23、25的布局，以及接触元件13、15的设计。
第一绝缘子柱17布置在第一回转绝缘子23与功率开关5之间。相应地，第二绝缘子柱19布置在第二回转绝缘子25与功率开关5之间。如图1中所示的实施例，功率开关5布置在第三绝缘子柱21中，在第三绝缘子柱21上布置有第三接触接头11。
第一接触元件13可以围绕垂直于第三绝缘子柱21的纵向轴线延伸的第一枢轴C摆动。在图2中所示的第一接触元件13的第一开关位置中，第一接触元件13将第一接触接头7电气与第三接触接头11电气连接。在图2中以虚线示出的第一接触元件13的第二开关位置中，第一接触元件13从第三接触接头11电气分离。第一绝缘子柱17的旋转运动通过第三传动机构55转换为第一接触元件13的摆动运动。
第二接触元件15可以围绕垂直于第三绝缘子柱21的纵向轴线延伸的第二枢轴D摆动。在图2中所示的第二接触元件15的第一开关位置中，第二接触元件15将第二接触接头9与第三接触接头11电气连接。在图2中以虚线示出的第二接触元件15的第二开关位置中，第二接触元件15从第三接触接头11电气分离。第二绝缘子柱19的旋转运动通过第四传动机构57转换为第二接触元件15的摆动运动。
图3以侧视图示出了开关装置1的第三实施例。图3中所示的开关装置1与图2中所示的实施例的区别基本上仅在于，在这种情况下，除了摆动运动之外，隔离开关2、3的接触元件13、15在其开关位置之间的移动中附加地还进行弯折运动。
为此，每个接触元件13、15具有通过活节59、61彼此连接的两个接触元件部段13.1、13.2、15.1、15.2，其中在所述接触元件13、15通过活节59、61在其两个开关位置之间移动期间，接触元件部段13.1、13.2、15.1、15.2之间的角度被改变。在此，第一接触元件13的两个接触元件部段13.1、13.2在其第一开关位置中彼此平行，并且在第二开关位置中相对于彼此成角度。相应地，第二接触元件15的两个接触元件部段15.1、15.2在其第一开关位置中彼此平行，并且在第二开关位置中相对于彼此成角度。
图4以侧视图示出了开关装置1的第四实施例。图4中所示的开关装置1与图3中所示的实施例的区别基本上仅在于，第二隔离开关3不具有第二绝缘子柱19，并且第二接触接头9没有布置在绝缘子柱17、19、21上，而是布置在开关装置1的在第四传动机构57和第二回转绝缘子25上方的部件上(图4中未详细示出)，其中在这种情况下第四传动机构57布置在绝缘子柱21上(功率开关5布置在绝缘子柱21中)，而不是布置在第二隔离开关3的独立的绝缘子柱19上。在这种情况下，第二接触元件15在其第二开关位置与从配属于第二接触元件的接触接头9电气分离。
在图1至4的实施例中，仅原则上示出了具有功率开关5的第三接触接头11。图5和6更详细地示出了具有功率开关5的第三绝缘子柱21的接触接头11的实施例。接触接头11包括两个触点11a和11b，其分别配属接触元件13、15。功率开关5布置在触点11a与11b之间，并且可以可切换地电气分断或连接触点11a和11b之间的电流路径。
在图5中的实施例中，绝缘子柱21例如三件式设计为T形。在T形的每个臂的端部处都布置有触点11a、11b，在这些触点之间，特别是在绝缘子柱中电气连接有功率开关5。还可以具有多于一个的功率开关5，尤其在T形的、设计为绝缘子柱的臂中分别具有功率开关5。
在图6的实施例中包括两件式的绝缘子柱21，绝缘子柱21具有接触接头11的两个重叠布置的触点11a、11b。在上部的绝缘子柱21中，在内部尤其在触点11a、11b之间布置有功率开关5，其电气断开或接通，即闭合或关断触点11a、11b之间的电流路径。触点11a、11b面向相反的方向并且分别配属接触元件13、15。
虽然详细通过优选的实施例对本发明进行阐述和描述，但是本发明却不限于所公开的示例并且本领域技术人员可以从中导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。
附图标记列表
1开关装置
2第一隔离开关
3第二隔离开关
5功率开关
7第一接触接头
9第二接触接头
11，(11a，11b)第三接触接头
13第一接触元件
13.1，15.1第一接触元件部段
13.2，15.2第二接触元件部段
15第二接触元件
17第一绝缘子柱
19第二绝缘子柱
21第三绝缘子柱
23第一回转绝缘子
25第二回转绝缘子
27载体
29第一支承件
31第二支承件
33第一马达驱动装置
35第二马达驱动装置
37功率开关驱动装置
39第一马达
41第二马达
43第一驱动杆
45第二驱动杆
47第一传动机构
49第二传动机构
51第一连接电缆
53第二连接电缆
55第三传动机构
57第四传动机构
59第一活节
61第二活节
A第一旋转轴线
B第二旋转轴线
C第一枢轴
D第二枢轴

Claims (12)

1.一种具有两个隔离开关(2，3)和功率开关(5)的开关装置(1)，其中
-第一隔离开关(2)具有第一接触接头(7)和配属于所述第一接触接头(7)接触元件(13)，
-第二隔离开关(3)具有第二接触接头(9)和配属于第二接触接头(9)的接触元件(15)，
-并且通过功率开关(5)能够将与第三接触接头(11)连接的电流路径中断，
-其中每个接触元件(13，15)能够在第一开关位置与第二开关位置之间移动，在第一开关位置中，接触元件将配属该接触元件的接触接头(7，9)与所述第三接触接头(11)彼此电气连接，在第二开关位置中，配属的接触接头(7，9)与所述第三接触接头(11)彼此电气分离。
2.根据权利要求1所述的开关装置(1)，其特征在于，所述接触元件(13，15)中的至少一个接触元件在该接触元件的第一开关位置与所述第三接触接头(11)电气连接并且在该接触元件的第二开关位置从所述第三接触接头(11)电气分离。
3.根据权利要求1或2所述的开关装置(1)，其特征在于，所述接触元件(13，15)中的至少一个接触元件在该接触元件的第一开关位置中与配属的接触接头(7，9)电气连接，并且在该接触元件的第二开关位置中从配属的接触接头(7，9)电气分离。
4.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于配设有至少一个绝缘子柱(17，19，21)，所述接触接头(7，9，11)中的一个布置在所述绝缘子柱(17，19，21)上。
5.根据权利要求4所述的开关装置(1)，其特征在于，所述接触元件(13，15)中的至少一个接触元件能够围绕旋转轴线(A，B)旋转，所述旋转轴线平行于所述绝缘子柱(17，19，21)的纵向轴线延伸，所述接触接头(7，9，11)中的一个接触接头布置在所述绝缘子柱上。
6.根据权利要求4所述的开关装置(1)，其特征在于，所述接触元件(13，15)中的至少一个接触元件能够围绕枢轴(C，D)摆动，所述枢轴垂直于所述绝缘子柱(17，19，21)的纵向轴线延伸，所述接触接头(7，9，11)中的一个接触接头布置在所述绝缘子柱上。
7.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于，所述接触元件(13，15)中的至少一个接触元件具有通过活节(59，61)彼此连接的两个接触元件部段(13.1，13.2，15.1，15.2)，并且在所述接触元件(13，15)通过所述活节(59，61)在其两个开关位置之间移动时，所述接触元件部段(13.1，13.2，15.1，15.2)之间的角度被改变。
8.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于配设有至少一个马达驱动装置(33，35)用于使接触元件(13，15)在其开关位置之间移动。
9.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于，所述功率开关(5)布置在绝缘子柱(21)中。
10.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于，至少两个接触接头(7，9，11)布置在彼此不同的高度上。
11.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于，所述功率开关(5)布置在所述隔离开关(2，3)之间。
12.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)，其特征在于，至少一个隔离开关(2，3)具有回转绝缘子(23，25)，所述回转绝缘子能够围绕其纵向轴线旋转，并且耦连到所述隔离开关(2，3)的接触元件(13，15)处，使得通过所述回转绝缘子(23，25)的旋转能够使所述接触元件(13，15)在其开关位置之间移动。
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