CN110416020A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关装置(1；10；100)，尤其是接地开关或断路器，其包括串联布置的两个真空开关或者在单一真空开关内部串联布置的两对触头。该装置还包括致动机构，以使开关装置的触头在打开位置和闭合位置之间位移。致动机构也设计成使形成开关装置的真空开关的绝缘壳体的一部分在打开或闭合期间相对于触头位移。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及一种开关装置，例如接地开关或断路器。特别地，本发明涉及适用于铁路应用的开关装置。

背景技术

诸如接地开关或断路器的开关装置通常包括两个触头，所述两个触头能够闭合位置和打开位置之间运动，在所述闭合位置中，电流可以在所述两个触头之间流动，在所述打开位置中，两个触头分离，以使得电流不能在所述两个触头之间的流动。通常，一个触头是静止的，而另一个触头是可动的，由适当的机构驱动。当触头处于它们的打开位置时，它们之间存在距离或间隙。取决于触头的几何形状及它们的有效表面，该间隙可以等于或小于间隔(clearing)距离，即触头必须从它们的打开位置行进到它们的闭合位置的距离。触头优选地被诸如空气、SF6或真空的电介质包围。

图1示出了包括真空的不同绝缘介质的击穿电压Ub作为触头之间的间隙距离d的函数。与气体介质(SF6和空气)中的击穿电压作为间隙距离的函数几乎呈线性关系(帕邢定律)不同，真空中的击穿电压遵循不同的规则，并且与间隙距离d的平方根成正比(即(Ub(d)∝d0.5)或甚至Ub(d) ∝d0.6)。

通常，如果开关装置串联布置以形成主开关装置，则主开关装置的击穿电压是串联中的开关装置的所有击穿电压的加总。因此，考虑两个真空开关装置在它们各自的一对触头之间的间隙距离为10mm，图1示出了，在这种情况下，由两个串联布置的真空开关装置组成的装置的击穿电压高于间隙距离为20mm的单一真空开关装置的击穿电压。更高的击穿电压意味着开关装置的更高的安全性和电阻，特别是在诸如接地或断路的应用中。

当将真空开关装置串联布置以便承受更高的电压时遇到的一个问题是难以将所有触头非常快速地同时运动到它们的打开位置或闭合位置，以便断开或形成电流。当将两个开关装置、特别是将两个用作断路器的真空断续器串联布置时，最安全的解决方案是将两个运动触头同时位移(连接到电路的一端或彼此连接，确保开关装置的串联布置)。尽管这些先决条件对于某些应用(如负载或短路电流断开)至关重要，但对于不需要同时和快速位移的接地或断路应用而言，它们并不那么重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关装置，例如接地开关或断路器，优选适用于铁路应用，其安全、紧凑、实用且适用于多种用途，特别是用于接地或断路应用。

本发明的目的是一种根据权利要求1所述的开关装置。

附图说明

本发明的优点和其他特征将从下面仅作为非限制性示例给出并在附图中表示的本发明的几个实施方式的描述中变得更清楚明显。

图1示出了包括真空、空气和SF6的不同绝缘介质的击穿电压Ub作为触头之间间隙距离d的函数，用于高度抛光的触头。

图2a展示了包括具有触头之间的间隙距离2d的单一真空开关的开关装置，而图2b展示了包括串联布置的两个真空开关的开关装置，每个真空开关由其各自触头之间的间隙距离d限定。

图3a和3b分别展示了根据本发明的开关装置的第一实施方式处于其闭合位置和处于其打开位置。

图4是图3a的开关装置的剖视图。

图5是图3b的开关装置的剖视图。

图6a和6b分别展示了根据本发明的开关装置的第二实施方式处于其闭合位置和处于其打开位置。

图7是图6a的开关装置的剖视图。

图8是图6b的开关装置的剖视图。

图9和10分别是根据本发明的开关装置的第三实施方式处于其闭合位置和其打开位置的剖视图。

图11a和11b是根据图11所示的本发明的开关装置的第三实施方式的变型的剖视图。

具体实施方式

根据本发明的开关装置设计成用作接地开关或者作为断路器，特别是用于铁路应用。

每个图示的实施方式示出了根据本发明的用作接地开关的开关装置，其中装置的一个极连接到电路C并且另一个极连接到地面。

参照图3a至图5描述根据本发明的开关装置的第一实施方式。

在该第一实施方式中，开关装置1包括第一真空开关2和第二真空开关3。第一和第二真空开关2，3是常规的并且为本领域普通技术人员所熟知。特别地，它们各自包括密封的灭弧腔室21，31，其中受控的低压空气或另一介电流体占优势，即真空。腔室21，31分别由管状绝缘壳体22，32 限定，所述管状绝缘壳体在图示的实施方式中由两个绝缘缸体形成，所述两个绝缘缸体由适当绝缘材料(诸如陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷)制成，并且通过金属化和钎焊结合在一起。

导电帽23，33将腔室22，32的每个开口端部闭合。导电帽23，33由金属制成并且通常通过钎焊而以紧密密封的方式固定到管状绝缘壳体22， 32(在图示的实施方式中固定到它们对应的陶瓷缸体)。

由管状绝缘壳体22，32和导电帽23，33界定的腔室21，31分别包括一对可沿着真空开关2，3的纵向轴线相对于彼此运动的作用触头4，5和6， 7。每一对触头4，5和6，7可在闭合位置和打开位置之间运动，在所述闭合位置中，触头4，5和6，7电接触，并且电流能够流过它们，在所述打开位置中，触头4，5和6，7不电接触，并且电流不能在它们之间流动。每个触头4，5，6，7包括由固定到纵向电极上的适当材料制成的接触垫。

每一对触头4，5和6，7包括第一触头4，6，所述第一触头牢固地固定到导电帽23，33中的一个上，所述第一触头的电极例如通过焊接、钎焊或任何其他适当类型的机械装配方式耦合到所述导电帽中的一个上。每一对触头的第二触头5，7以其电极安装在其相应的腔室21，31内部，以便能够运动通过另一个帽23，33。为了保持腔室21，31内的受控真空，同时允许第二触头5，7滑过它们各自的导电帽23，33，密封金属波纹管24， 34分别安装在它们的第二触头5，7的电极和相应的盖23，33之间，所述密封金属波纹管例如可以在一个端部处焊接到所述电极，由此将盖23，33 和腔室21，31的开口密封。

在它们的打开位置中，在每一对第一和第二触头4，5和6，7之间存在间隙d。在该实施方式中，在它们的打开位置中，第一真空开关2的触头 4，5与第二真空开关3的触头6，7之间存在相同的间隙d。优选地，该间隙d对应于触头从它们的打开位置运动到它们的闭合位置时必须行进的间隔距离。

真空开关2，3沿着同一纵向轴线串联排列。它们的第一触头4，6通过任何适当方式连接并固定在一起。

与开关装置1的第一极对应的第一真空开关2的第二触头5连接到电路C，而与开关装置的第二极1对应的第二真空开关3的第二触头7连接到地面。在开关装置1用作线路断路器的情况下，两个触头5，7然后连接到电路C。

根据本发明，连接到电路C的第一真空开关2的第二触头5是固定的，并且在开关装置1的打开和闭合期间不会运动。第二真空开关2的第二触头7设置成可相对于其第一触头6和由两个绝缘壳体22，32制成的一体部分运动。一对第一触头4，6设置成可相对于第一真空开关2的固定第二触头5运动。

开关装置1还包括设计成将装置打开和闭合的致动机构8。致动机构8 设计成使第二真空开关3的第二触头7沿着其纵向轴线相对于固定触头4， 6和第二真空开关3的绝缘壳体32(第二触头7滑过导电帽33)位移。致动机构8也设计成使由两个绝缘壳体22，32和一对第一触头4，6构成的一体部件相对于第一真空开关2的第二触头5运动；也就是说，第二触头5 保持静止，而绝缘壳体22和第一真空开关2的由致动机构致动的其余部分运动。

致动机构8优选包括可以远程控制的电动机。在一个变型中，致动机构8可以手动操作。

在图3a至图5所示的根据本发明的开关装置的第一实施方式中，致动机构8包括设置在第一和第二真空开关2，3的绝缘壳体22，32之间并且围绕所述第一和第二真空开关2，3的第一触头4，6的连接区域设置的凸缘81。凸缘81与第一触头4，6和第一和第二真空开关2，3的绝缘壳体 22，32成一体地平移。优选地，凸缘81以介电材料形成。

致动机构8还包括至少一个止动杆82。该止动杆82的第一端固定到凸缘81。该止动杆82的第二端固定到第一机械止动元件83(其优选为金属支架)。第一机械止动元件83设计成确定第二真空开关3的第二触头7相对于其第一触头6的位移并且防止所述位移大于第二真空开关3的所述第一和第二触头6，7之间的间隔距离，或者在该实施方式中大于间隙d，并且防止密封波纹管34被压扁。为此，第一机械止动元件83设计成与牢固地固定到致动机构8的致动杆85的第二机械止动元件84配合。在该实施方式中，所述致动杆85本身与第二真空开关3的第二触头7成一体。

以相同的方式，第一机械止动元件83也设计成和与致动机构8的固定框架87成一体的第三机械止动元件86配合，以确定第一真空开关2的第一触头4相对于其第二触头5的位移并且防止所述位移大于第一真空开关2 的所述和第二触头4，5之间的间隔距离，或者在该实施方式中大于间隙d，并且防止密封波纹管24被压扁。

图3a和图4展示了根据第一实施方式的开关装置1处于其闭合位置中。

在该位置2，第一真空开关2的第一和第二触头4，5处于它们的闭合位置中，如同第二真空开关3的第一和第二触头6，7一样彼此接触。因此，在开关装置1的该闭合位置，电路C接地。

从该闭合位置开始，致动机构8作用在第二真空开关3的第二触头7 上，以使其沿着装置的纵向轴线在第一打开方向上运动并且打开所述开关装置1。

为了更好的理解和便于描述，打开程序将在下面描述为包括两个不同的位移。清楚地显示出的是，所述两个位移可以是按序列的或(至少部分) 基本上同时的。因此，下面的“第一”和“第二”位移将指代一种位移而不是按照时间顺序的位置。

首先，致动机构8作用在第二真空开关3的第二触头7上，使得所述第二触头7沿着装置的纵向轴线在第一打开方向上相对于其第一触头6行进距离d(对应于第二真空开关3的间隙或间隔距离)。与第二机械止动元件84配合的第一机械止动元件83确保第二真空开关3的第二触头7相对于所述第二真空开关3的第一触头6不运动超过距离d。

在打开程序的第二位移中，致动机构8也作用在第二触头7上以使其沿着装置的纵向轴线在第一打开方向上位移。一旦第二机械止动元件84抵靠在第一机械止动元件83上，第二触头7就与整个第二真空开关3在第一打开方向上成一体地平移，因为所述第一机械止动元件83经由止动杆82 连接到凸缘81。由于第一和第二真空开关2，3的该对第一触头4，6被连接，整个第二真空开关3的位移也导致第一真空开关2的第一触头4和绝缘壳体22位移。由于第一真空开关2的第二触头5保持不动、固定到电路 C，第一真空开关2的绝缘壳体22和第一触头4的位移因此导致第一真空开关2的所述第一和第二触头4，5的打开。在打开程序的第二位移中，第二真空开关3的第二触头7以对应于第一真空开关2的该对触头4，5之间的间隙或间隔距离的距离d位移，直到第一机械止动元件83抵靠致动机构 8的第三机械止动元件86。

在上述打开程序期间，第二触头7的第一和第二位移可以基本同时或按紧密顺序。因此，“第一”和“第二”用于更好地区分它们，而不是指示出严格的时间顺序。

在整个打开程序中，第二触头7的总位移等于第一真空开关2的间隙和第二真空开关3的间隙的加总。因此，在图示的第一实施方式中，在开关装置1打开期间，第二真空开关3的第二触头7将行进距离2d。因此，在第二真空开关3的第二触头7的完整行程2d之后，第一和第二真空开关 2，3的两对触头4，5和6，7现在处于其打开位置中，如图5所示，并且开关装置1整体处于其打开位置中。

在该第一实施方式中，当开关装置1处于其打开位置中时，第一和第三机械止动元件83，86的组合动作提供了固定且刚性的结构。优选地，致动机构8的第一和第三机械止动元件83，86也设计成将保持开关装置1锁定在其打开位置中。

从根据本发明的第一实施方式的开关装置1的该打开位置，致动机构8 再次作用在第二真空开关3的第二触头7上，以使其沿着其纵向轴线在第二闭合方向上位移并且闭合开关装置1。

以同样的方式，闭合程序也可以被描述为包括两个位移，其可以是同时的或按顺序的。开关装置1和致动机构8设计成使得第二真空开关3的第二触头7在第一位移中在第二闭合方向上相对于其第一触头6行进距离d (对应于第二真空开关3的间隙)，直到其与所述第一触头6接触。

在闭合程序的第二位移中，致动机构8使第二真空开关3的第二触头7 沿着相同的第二闭合方向位移。同时，开关装置1外部的空气与第一真空开关2内部的真空之间的压力差趋于使由第一和第二真空开关2，3的绝缘部分22，32和固定触头4，6构成的一体单元在相同的第二闭合方向上位移。在与第一触头6接触之后，第二触头7推靠在第二真空开关3的所述第一触头6上，作用在第二真空开关3的所述第一触头6上，但也作用在第一触头4上并且作用在第一真空开关2的绝缘壳体22上。第一真空开关 2的第一触头4因此相对于第一真空开关2的保持不动、固定到电路C的第二触头5运动，直到所述第一触头4与所述第二触头5接触。此时，整个开关装置1处于其闭合位置中。

优选地，开关装置1还包括导向机构9。导向机构9设计成在开关装置 1的打开或闭合程序期间引导由第一和第二真空开关2，3的两个绝缘壳体 22，32和两个第一触头4，6形成的一体组件的位移。

在本发明的第一实施方式中，导向机构9被牢固地固定到致动机构8 的固定框架87并且包括至少一个但优选两个或三个导向杆91。所述导向杆 91在一端处固定到致动机构8的固定框架87。它们穿过凸缘81并且在它们的另一端处固定到导向凸缘92。导向凸缘92本身固定到第一真空开关2 的第二触头5并且因此在开关装置1的打开或闭合程序期间保持不动。因此，在开关装置1的打开和闭合期间，凸缘81沿着导向杆91滑动，确保装置1的运动部件的适当平移而没有偏差和破损的风险。

现在将参考图6a至图8描述根据本发明的开关装置的第二实施方式。已经关于第一实施方式描述的部件和元件将保持相同的附图标记。

在该第二实施方式中，开关装置10还包括第一真空开关2和第二真空开关3，所述第一真空开关和第二真空开关在每一点上都与第一实施方式中描述的那些类似。

如前所述，每一对第一和第二触头4，5和6，7之间在它们的打开位置中存在间隙d。在该实施方式中，第一真空开关2的触头4，5与第二真空开关3的触头6，7之间在它们的打开位置中存在相同的间隙d。优选地，该间隙d对应于触头在从它们的打开位置运动到它们的闭合位置时必须行进的间隔距离。

真空开关2，3沿着它们的纵向轴线串联布置。它们的第一触头4，6 通过任何适当的方式连接并且固定在一起。

第一真空开关2的与开关装置10的第一极对应的第二触头5连接到电路C，而第二真空开关3的与开关装置10的第二极对应的第二触头7连接到地面。在开关装置10用作线路断路器的情况下，两个可动触头5，7然后连接到电路C。

第一真空开关2的连接到电路的第二触头5在开关装置10的打开和闭合期间是固定的并且不会运动，而第二真空开关3的第二触头7设置成可相对于其第一触头6和由两个绝缘壳体22，32构成的一体部分运动，并且该对第一触头4，6设置成可相对于第一真空开关2的固定第二触头5运动。

在该第二实施方式中，致动机构80包括第一机械止动元件83，所述第一机械止动元件以适当的方式牢固地固定到第二真空开关3的导电帽33 上，第二接触器7穿过所述导电帽。第一机械止动元件83设计成与牢固地固定到致动机构80的致动杆85的第二机械止动元件84配合。所述致动杆 85本身与第二真空开关3的第二触头7成一体。在第二实施方式中，第一机械止动元件83例如具有管状套筒的形状，第二真空开关3的第二触头7 和第二机械止动件84可以滑过所述管状套筒。所述第二机械止动件84是固定在第二触头7与致动机构80的致动杆85之间的连接导电元件。

第一和第二止动元件83，84设计成限制第二真空开关3的第二触头7 相对于其第一触头6的位移，以防止所述第二触头7在开关装置10的打开程序期间相对于第一触头6移动比间隙d更大的距离，并且防止密封波纹管34被压扁。

图6a和图7展示了根据本发明第二实施方式的开关装置10处于其闭合位置中。

在该位置中，第一真空开关2的第一和第二触头4，5处于它们的闭合位置中，如同第二真空开关3的第一和第二触头6，7一样彼此接触。

从该闭合位置开始，致动机构80作用在第二真空开关3的第二触头7 上，以使其沿着其纵向轴线在第一打开方向上位移并且打开开关装置10。

如前所述，打开程序可以被描述为包括基本同时或按顺序的两个位移。开关装置10和致动机构80设计成使得第二真空开关3的第二触头7相对于其第一触头6行进距离d(对应于第二真空开关3的间隙)。在开启程序的该第一位移期间，致动机构80作用在连接杆85上以使第二触头7沿着其纵向轴线在第一打开方向上运动。第二真空开关3的所述第二触头7滑过其导电帽33并且穿过第一机械止动元件83。

一旦第二触头7已相对于其第一触头6行进了距离d，第二机械止动元件84就抵接第一机械止动元件83。

在打开程序的第二位移中，致动机构80也作用在连接杆85上，以使第二触头7沿着装置的纵向轴线在第一打开方向上位移。一旦第二机械止动元件84抵接第一机械止动元件83，所述第二触头7就与第二真空开关3 的绝缘壳体32成一体地平移，第一机械止动元件83固定到所述绝缘壳体。因此致动机构80也牢固地作用在由第一和第二真空开关的两个绝缘壳体 22，32和该对第一触头4，6组成的一体组件上。由于第一真空开关2的第二触头5保持不动、固定到电路C，第一真空开关2的绝缘壳体22和第一触头4的位移因此导致第一真空开关2的所述第一和第二触头4，5的打开。

如在第一实施方式中那样，在打开程序的第二位移期间，第二真空开关3的第二触头7位移与第一真空开关2的该对触头4，5之间的间隙或间隔距离相对应的距离d。如在第一实施方式中那样，该第二位移通过第三机械止动元件86与第四机械止动元件88的配合来限制。在该第二实施方式中，第三机械止动元件86固定到第一真空开关2的第二触头5，而第四机械止动件与第一真空开关2的绝缘壳体22成一体。在打开程序过程中，第二触头7的总位移等于第一真空开关2的间隙和第二真空开关3的间隙的加总。因此，在第二实施方式中，在开关装置10打开期间，第二真空开关 3的第二触头7也将行进距离2d。因此，在第二真空开关3的第二触头7 的完整行程2d之后，第一和第二真空开关2，3的两对触头4，5和6，7 现在处于它们的打开位置中，如图5所示，并且开关装置10整体处于其打开位置中。

从根据本发明第二实施方式的开关装置10的该打开位置开始，致动机构80再次作用在第二真空开关3的第二触头7上，以使其沿着其纵向轴线在第二闭合方向上位移，并且闭合开关装置10。该第二实施方式中的闭合程序与上面公开的针对第一实施方式的那个相同。

在该第二实施方式中，导向机构90包括容纳第一和第二真空开关2，3 的导向管93。导向凸缘94固定到第一和第二真空开关2，3中的每一个，并且设计成沿着导向管93的内壁滑动。因此，在开关装置10的打开和闭合期间，导向凸缘94在导向管93的内部滑动，确保装置10的运动部件的适当平移，而没有偏差和破损的风险。优选地，导向管由复合玻璃纤维或玻璃陶瓷制成，并且导向凸缘94由诸如特氟隆(注册商标，聚四氟乙烯或 PTFE)的介电低摩擦材料制成，以便在打开和闭合程序中不妨碍真空开关 2，3在导向管93内部的位移。

现在将参照图9至图11b描述根据本发明的开关装置的第三实施方式。

在该第三实施方式中，开关装置100包括单一真空开关200。该单一真空开关200包括密封的灭弧腔室210，其中受控的低压空气或另一介电流体占优势，即真空。腔室210由管状绝缘壳体220限定，所述管状绝缘壳体在图示的实施方式中由两个绝缘缸体221，222形成，所述两个绝缘缸体由合适的绝缘材料(诸如陶瓷或玻璃陶瓷)制成，并且通过金属化和钎焊结合在一起。

特别地，在第三实施方式中，两个绝缘缸体221，222分别钎焊在金属板250上。金属板250支撑中心电极260，所述中心电极的端部分别存在构成第一和第二中心触头400，600的接触垫。第一和第二中心触头400，600 不能相对于绝缘缸体221，222移动。

单一真空开关200还包括连接到电路C的固定触头500和连接到地面的可动触头700。第一中心触头400和固定触头500形成可沿着单一真空开关200的纵向轴线相对于彼此运动的第一对触头。第二中心触头600和可动触头700形成可沿着单一真空开关200的纵向轴线彼此相对运动的第二对触头。

每对触头400，500和600，700可在闭合位置和打开位置之间移动，在所述闭合位置中，触头400，500和600，700电接触，并且电流能够流过它们，在所述打开位置中，触头400，500和600，700不电接触，并且电流不能在它们之间流动。

导电帽230，231将腔室220的每个开口端部闭合。导电帽230，231 由金属制成并且通常通过钎焊而以紧密密封的方式固定到管状绝缘外壳 220(在图示实施方式中固定到它们对应的绝缘缸体221，222)。导电帽230， 231布置成使得固定和可动触头500，700可以分别穿过它们。为了保持腔室210内部的受控真空，同时允许固定触头500和可动触头700滑过它们各自的导电帽230，231，两个密封金属波纹管240，241分别装配在它们的固定和可动触头500，700的电极之间，所述两个密封金属波纹管可以例如在其一个端部处焊接或钎焊到所述电极，并且对应的帽230，231由此将帽 230，231和腔室210的开口密封。

在它们的打开位置中，在每一对触头400，500和600，700之间存在间隙d。在该实施方式中，在它们的打开位置中，在第一中心触头400与固定触头500之间和在第二中心触头600与可动触头700之间存在相同的间隙d。优选地，该间隙d对应于触头在从其闭合位置运动到其打开位置时必须行进的间隔距离。

如同前面的实施方式一样，根据第三实施方式的开关装置100包括致动机构800，所述致动机构设计成使真空开关200的可动触头700和绝缘壳体220沿着其纵向轴线运动。在该第三实施方式中，第一机械止动元件是导电帽231，可动触头700穿过所述导电帽，而第二机械止动元件840具有在真空开关200的腔室210内部牢固地固定在可动触头700的电极上的套筒形状。特别是在图示的实施方式中，第二止动元件840围绕可动触头700 的密封波纹管241。以相同的方式，第三机械止动元件是导电帽230，固定触头穿过所述导电帽，并且第三机械止动元件860具有在单一真空开关200 的腔室210内部牢固地固定在固定触头500的电极上的套筒形状。特别是在图示实施方式中，第三止动元件860围绕固定触头500的密封波纹管240。

导电帽231和第二止动元件840设计成限制可动触头700相对于第二中心触头600的位移，以防止所述可动触头700在开关装置100的打开程序期间相对于第二中心触头6移动比间隙d更大的距离并且防止密封波纹管241被压扁。

图9展示了根据本发明第三实施方式的开关装置100处于其闭合位置中。

在这个位置中，第一中心触头400和固定触头500处于它们的闭合位置中，如同第二中心触头600和可动触头700一样彼此接触。

从该闭合位置开始，致动机构800作用在可动触头700上，以使其沿着其纵向轴线在第一打开方向上位移并且打开开关装置100。

如前所述，打开程序包括可动触头700的基本同时或按顺序的两个位移。开关装置100和致动机构800设计成使得可动触头700相对于第二中心触头600行进距离d(对应于所述可动触头700与第二中心触头600之间的间隙)。在该第一位移期间，致动机构800作用在可动触头700上，以使其沿着其纵向轴线在第一打开方向上运动。所述可动触头700滑过其导电帽231，直到腔室210内部的第二止动元件840抵接所述导电帽231的内表面。该抵接位置对应于可动触头700和第二中央触头600的打开位置。

在第二位移期间，致动机构800使可动触头700沿着其纵向轴线在第一打开方向上运动，并且固定在第二触头700上的第二止动元件840抵接导电帽231，所述可动触头700与绝缘壳体220成一体地平移。因此，在这种情况下，可动触头700在打开方向上的任何位移都会导致绝缘壳体220 和第一和第二中心触头400，600的位移。由于固定触头500保持不动、固定到电路C，绝缘壳体220和第一中心触头400的位移因此导致所述第一中心触头400和固定触头500的打开。绝缘壳体220和第一中心触头400 通过与固定触头500的导电帽230抵接的第三机械止动元件860限制。与开关装置100一样，真空开关200现在处于其打开位置中。

如在前面的实施例方式中那样，在整个打开程序中，可动触头700的总位移等于第一中心触头400与固定触头500之间以及第二中心触头600 与可动触头700之间的间隙的加总。因此，在第三实施方式中，可动触头 700在开关装置100打开期间将会行进距离2d。因此，在可动触头7的整个行程2d之后，开关装置100处于其打开位置中。

从根据本发明的第三实施方式的开关装置100的该打开位置开始，致动机构800再次作用在可动触头700上，以使其沿着其纵向轴线在第二闭合方向上位移并且将开关装置100闭合。在该第三实施方式中的闭合程序与上面公开的针对第一和第二实施方式的那个相同。可动触头700的整个闭合行程也是2d，而真空开关200的其余部分(除了固定触头500)以距离d位移。

根据第三实施方式的开关装置100的导向机构类似于上面公开的针对第二实施例的那个。在这种情况下，导向凸缘94分别固定到形成绝缘壳体 220的绝缘缸体221，222中的一个。替代地，导向凸缘94可以固定在导电帽230，231中的每一个上。

在该第三实施方式中，当开关装置100处于其打开位置中时，固定触头500与第一中心触头400之间以及第二中心触头600与可动触头700之间的每一个间隙分别表示电容C1和C2。两个间隙之间的电压分配取决于每一个间隙中的所述电容C1，C2。在开关装置100用作接地开关的情况下，一个极(700)接地并且另一个极(500)连接到电路C的高电压，则两个间隙之间的电压分配将会取决于相对于底面的杂散电容Cs。特别地，即使两个间隙相同以便假定它们的电容相等(C1＝C2)，两个间隙之间的电压分配也不相等。实际上，第二中心触头600与可动触头700之间的间隙中的实际等效电容C2r将会高于固定触头500与第一中心触头400之间的间隙中的实际等效电容C1r。

杂散电容Cs的数量级常常可以与间隙中的单独电容C1，C2相比较。因此，它对于电压分配的影响不可忽略。在一些情况下，固定触头500与第一中心触头400之间的第一间隙中的电压可能超过整个开关装置100中施加的电压的三分之二。

当开关装置100用作接地开关时，接地侧是已知的；因此可以影响每一个间隙的单独电容C1，C2。为了增加或减少电容，可以改变一对触头的有效接触表面或者改变其中一个间隙的间隙距离。图11a展示了第一替代方案，其中固定触头500与第一中心触头400之间以及第二中心触头600 与可动触头700之间的间隙距离d相同，但是固定触头500和第一中心触头400的主动接触表面不同。图11b展示了第二替代方案，其中触头400， 500，600，700的主动接触表面相同，但是固定触头500与第一中心触头 400之间的间隙距离d'不同于第二中心触头600与可动触头700之间的间隙距离d。

如上所述，机械止动元件防止位移由致动机构位移的第二真空开关的可动触头或第二触头运动比所述触头之间的间隙更远的距离，并且其对应的触头可以定位在真空开关的外侧上(止动杆82、第一机械止动元件83 和第二机械止动元件84)，或者可以定位在真空开关的内侧上(第二和第三机械止动元件840，860和导电帽230，231)。利用第一替代方案，可以使用市场上已有的两个标准真空开关，而利用第二替代方案，必须构建包括这些止动元件的适当的真空开关。

在第一和第二实施方式中，在第三实施方式中使用的类似机械止动元件(840，230)可以应用于单独真空开关2和3的每一个末端，而不是外部机械止动元件83，84，86。

在上述第一和第二实施方式中，第一和第二真空开关2，3是相同的。在一个变形中，它们可以是不同的(触头的有效表面的不同几何形状、触头之间的不同间隙、不同的间隔距离、不同的外部漏电距离、其他结构差异……)。

实际上，两个串联布置的真空开关比具有两个真空开关的等效总接触间隙的单一真空开关更能承受高压(HV)测试。利用两个真空开关，建立沿着绝缘路径的真空冗余。在设备使用寿命期间的额定电压条件下，两个真空开关或具有两对串联触头的单一真空开关中同时击穿的概率比具有单一间隙的设备中的低很多。

Claims (17)

1.开关装置(1；10；100)，特别是接地开关或断路器，包括：

·至少两对触头(4，5，6，7；400，500，600，700)，每一对被包围在由绝缘壳体(22，32；220)界定的真空腔室(21，31；210)中，所述绝缘壳体在每一个端部处由导电帽(23，33；230)封闭；

·第一对触头(4，5；400，500)包括在闭合位置和打开位置之间相对于彼此可动的第一触头和第二触头，它们的闭合位置和打开位置之间的距离为第一间隔距离(d)，第二触头(5，500)形成开关装置(1；10；100)的第一极；

·第二对触头(6，7；600，700)包括在闭合位置和打开位置之间相对于彼此可动的第一触头和第二触头，它们的闭合位置和打开位置之间的距离为第二间隔距离(d)，第二触头(700)形成开关装置(1；10；100)的第二极，

·第一对触头的第一触头(4；400)固定到第二对触头的第一触头(6；600)，使得第一对触头和第二对触头串联布置；

·致动机构(8；80；800)，其设计成通过使第二对触头的第二触头(7；700)位移来将开关装置(1；10；100)打开或闭合，

其特征在于：

致动机构(8；80；800)也设计成使绝缘壳体(22，32；220)在开关装置的打开和闭合期间相对于第一对触头(4，5；400，600)的第二触头(5；500)位移。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，致动机构(8；80；800)设计成，通过使第二对触头的第二触头(7；700)相对于第二对触头的第一触头(6；600)和绝缘壳体(22，32；220)两者分别在打开方向和闭合方向上位移与第二间隔距离相对应的第一预定距离，并且使第二对触头的第二触头(7；700)与第一和第二对触头的第一触头(4；6；400，600)和绝缘壳体(22，32；220)一起相对于第一对触头的第二触头(5；500)分别在打开方向和闭合方向上位移与第一间隔距离相对应的第二预定距离，来分别将开关装置(1；10；100)打开和闭合。

3.根据前述任一项所述的开关装置，其特征在于，第一间隔距离和所述第二间隔距离相等。

4.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，第一间隔距离和第二间隔距离对应于第一对触头之间和第二对触头之间在它们各自的打开位置中的间隙距离。

5.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，真空腔室由第一真空腔室(21)和第二真空腔室(31)形成，所述第一真空腔室通过由两个第一导电帽(23)闭合的第一管状绝缘壳体(22)限定，所述第二真空腔室通过由两个第二导电帽(33)闭合的第二管状绝缘壳体(32)限定，第一真空腔室容纳第一对触头，并且第二真空腔室容纳第二对触头，第一对触头的第一触头(4)相对于第一管状绝缘壳体(22)固定，并且第二对触头的第一触头(6)相对于第二管状绝缘壳体(32)固定。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的开关装置，其特征在于，真空腔室(210)通过由两个导电帽(230，231)闭合的单一管状绝缘壳体(210)限定。

7.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，致动机构(8；80；800)包括设计成与第二机械止动元件(84，840)配合的第一机械止动元件(83，231)，所述第二机械止动元件固定到第二对触头的第二触头(7；700)，以防止第二对触头的所述第二触头(7；700)相对于第二对触头的第一触头(6；600)并且相对于绝缘壳体(22，32；220)运动大于第二间隔距离的距离。

8.根据权利要求7所述的开关装置，其特征在于，第一机械止动元件(83；230)固定在绝缘壳体(22，32；220)上。

9.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，第一机械止动元件(83)固定在止动杆(82)的一个端部上，所述止动杆经由凸缘(81)牢固地固定到绝缘壳体(22，32；220)。

10.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，第一机械止动元件是导电帽(230，231)之一的一部分。

11.根据权利要求10所述的开关装置，其特征在于，第二机械止动元件(84，840)在真空腔室(21，31；210)内部固定在第二对触头的第二触头(7；700)上或者其一部分上。

12.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括第三机械止动元件(86；860)，所述第三机械止动元件设计成与第一机械止动元件(83)或第四机械止动元件(88，231)配合，以防止绝缘壳体(22，32；220)和第一和第二对触头的第一触头(4，6；400，600)相对于第一对触头的第二触头(5；500)运动大于第一间隔距离的距离。

13.根据权利要求12所述的开关装置，其特征在于，第三机械止动元件(86)固定到致动机构(8)的固定框架(87)。

14.根据权利要求12所述的开关装置，其特征在于，第三机械止动元件(860)在真空腔室(21，31；210)内部或外部固定在第一对触头的第二触头(5；500)上或者其一部分上。

15.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括导向机构(9；90)，所述导向机构设计成在所述装置打开和闭合期间引导绝缘壳体(22，32；220)的位移。

16.根据权利要求15所述的开关装置，其特征在于，导向机构(9)包括至少一个导向杆(91)，固定到绝缘壳体的凸缘(81)能够沿着所述至少一个导向杆滑动。

17.根据权利要求15所述的开关装置，其特征在于，导向机构(9)包括容纳绝缘壳体(22，32；220)的导向管(93)和固定到所述绝缘壳体(22，32；220)并且设计成能够沿着导向管(93)的内壁滑动的至少一个导向凸缘(94)。