CN110957168A - 具有球面轴承型机械连接的中压或高压开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有球面轴承型机械连接的中压或高压开关。描述了一种包括动触头元件(10)和静触头元件(20,30)的中压或高压开关。其中，动触头元件(10)的动触头引导部分(14,14')和静触头元件(20,30)的静触头引导部分(24,34)成形为用于在彼此之间建立球面轴承型机械连接，由此将动触头引导部分(14,14')的中心与静触头引导部分(24,34)的中心对准，同时允许在动触头元件(10)与静触头元件(20,30)之间有角度挠曲。此外，静触头引导部分(24,34)和动触头引导部分(14,14')中的至少一个是电绝缘的。

Description

具有球面轴承型机械连接的中压或高压开关

技术领域

本发明的方面涉及一种诸如接地开关的中压或高压开关，并且特别地涉及动触头及其通过开关的静触头元件而实现的支承和电连接。

背景技术

中压和高压开关包括隔离开关(disconnector)(并非设计成用于在负载期间中断的开关)、起动开关型隔离开关和接地开关、断载器(并非设计成用于在额定负载期间中断的开关)和断路器(设计成用于中断故障电流的开关)。本发明可适用于这些开关中的任何开关，并且特别地可适用于隔离开关、起动开关型隔离开关和/或接地开关(例如，其用于发电机断路器或其它开关装置)。在本文中，中压限定为高于1 kV且高达52 kV的电压；并且高压限定为高于52 kV的电压(额定RMS电压)。

开关包括固定触头和能够沿着轴线移动的至少一个动触头元件。当开关断开时，动触头元件远离固定触头元件而移动，并由此在固定触头元件与动触头元件之间产生轴向介电间隙。

另外，开关包括滑动触头元件，其用于与动触头元件建立滑动接触，由此将动触头元件电连接到端子。在本文中，滑动触头元件和固定触头元件两者也都被称为静触头元件。以下参考图1a和1b来进一步描述这样的常规开关。

动触头元件和静触头元件需要以高精度彼此接合，以便允许有低摩擦移动以及动触头元件与静触头元件之间的可靠的机械连接和电连接。因此，在安装期间，需要仔细调整，以确保动触头元件和静触头元件以所需的精度正确地对准。此外，可能需要定期的维护，以确保在操作期间对准度不会降低。

因此，需要一种中压或高压开关，其具有改进的安装简易性，且/或其可在维护需求降低的情况下在广泛的条件范围内可靠地操作。

发明内容

鉴于以上内容，提供了一种根据权利要求1的中压或高压开关。根据一个方面，该开关包括动触头元件(10)和静触头元件(20, 30)。动触头元件(10)的动触头引导部分(14,14')和静触头元件(20, 30)的静触头引导部分(24, 34)成形为用于在彼此之间建立球面轴承型机械连接，由此将动触头引导部分(14, 14')的中心与静触头引导部分(24, 34)的中心对准，同时允许在动触头元件(10)与静触头元件(20, 30)之间有角度挠曲。此外，静触头引导部分(24, 34)和动触头引导部分(14, 14')中的至少一个是电绝缘的。

更详细而言，根据本发明的方面，中压或高压开关包括动触头元件和(第一)静触头元件。动触头元件能够沿着轴线移动以用于使开关断开和闭合。动触头元件具有(第一)动触头接触部分和(第一)动触头引导部分。(第一)静触头元件具有：(第一)静触头接触部分，其构造成在开关闭合时与(第一)动触头接触部分形成电连接(并且可能但未必，当开关断开时，还与动触头元件的另一部分具有电连接)；以及(第一)静触头引导部分，(第一)静触头引导部分构造成在开关闭合时与(第一)动触头引导部分接合(并且可能但未必，当开关断开时，还与动触头元件的另一部分接合)。(第一)静触头引导部分和(第一)动触头引导部分中的至少一个是电绝缘的。(第一)动触头引导部分和(第一)静触头引导部分成形为用于在(第一)动触头引导部分和(第一)静触头引导部分彼此接合时在(第一)动触头引导部分与(第一)静触头引导部分之间建立球面轴承型机械连接，由此将(第一)动触头引导部分的中心与(第一)静触头引导部分的中心对准，同时允许在动触头元件与静触头元件之间有角度挠曲。根据另外的方面，静触头元件例如可为如本文中描述的固定触头元件或滑动触头元件。

根据另外的方面，动触头元件可进一步具有第二动触头接触部分和第二动触头引导部分。此外，开关可包括第二静触头元件。第二静触头元件可具有：第二静触头接触部分，其构造成在开关闭合时与第二动触头接触部分形成电连接；以及第二静触头引导部分，其构造成在开关闭合时与第二动触头引导部分接合。第二静触头引导部分和第二动触头引导部分中的至少一个可为电绝缘的。第二动触头引导部分和第二静触头引导部分可成形为用于在第二动触头引导部分和第二静触头引导部分彼此接合时建立球面轴承型机械连接，从而将第二动触头引导部分的中心与第二静触头引导部分的中心对准，同时允许在动触头元件与第二静触头元件之间有挠曲。在本文中，用语“第一”和“第二”并不意指任何开关顺序或其它顺序。第一静触头元件例如可为固定触头元件，并且第二静触头元件可为滑动触头元件。

根据从属权利要求、描述和附图，可与本文中描述的实施例组合的另外的优点、特征、方面和细节是显而易见的。

附图说明

在下文中将参考附图来描述细节，在附图中：

图1a和1b显示了常规开关的触头元件的示意性侧视图；

图2a和2b显示了根据本发明的实施例的开关的触头元件的示意性侧视图；

图3a和3b显示了根据本发明的另外的实施例的开关的触头元件的示意性侧视图；

图4a至4c显示了在根据本发明的另外的实施例的开关的开关操作期间的不同阶段的示意性横截面侧视图；

图5a至5g显示了根据本发明的相应实施例的开关的触头元件的可能变体的示意性横截面侧视图；

图6a显示了根据本发明的另外的实施例的开关的触头元件的示意性横截面侧视图；

图6b显示了图6a的触头元件的示意性横截面轴向视图；以及

图7显示了根据本发明的另外的实施例的开关的触头元件的示意性横截面侧视图。

具体实施方式

现在将详细地参考多种实施例，其一个或多个示例在各个图中显示。各个示例作为阐释来提供，而并不意在作为限制。例如，作为一个实施例的部分来显示或描述的特征可在任何其它实施例上使用或与其结合来使用，以产生又一另外的实施例。本公开旨在包括这样的修改和变型。

在以下附图描述内，相同的参考数字指代相同或类似的构件。大体上，仅描述关于单独实施例的差异。除非另外指定，否则一个实施例中的部分或方面的描述也适用于另一实施例中的对应部分或方面。

在描述本发明的实施例之前，描述了本发明人关于常规开关的一些发现。图1a显示了如在引言段中描述的常规开关，该开关具有能够沿着轴线(图1a中的水平线)移动的动触头元件110以及两个静触头元件120和130。触头元件120是固定触头元件，并且触头元件130是滑动触头元件。动触头元件110在左侧上具有端部部分(图1a中未显示)，使得当动触头元件110沿着轴线移动(在图1a中为水平向右)时，动触头元件110与固定触头元件120分离并远离其而移动，并且开关断开，即在固定触头元件120与动触头元件110之间产生轴向介电间隙。

固定触头元件120具有接触部分122和引导部分124，接触部分122与动触头110的对应的接触部分112形成电连接，引导部分124与动触头110的对应的引导部分114接合。

图1a的开关的滑动触头元件130具有与固定触头元件120的结构类似的结构，该结构具有与动触头110的对应的接触部分112'形成电连接的接触部分132，并且进一步具有与动触头110的对应的引导部分114'接合的引导部分134。与固定触头元件120对比，在开关断开时，动触头元件110沿朝向滑动触头元件130的方向移动，使得不会产生大的间隙，并且可维持接触部分132与动触头110的某一部分之间的接触。

在图1a的常规开关中，引导部分114和124在彼此之间建立滑动连接，以用于允许并引导引导部分114和124的相对滑动运动，且由此允许并引导动触头元件110相对于固定触头元件120的相对滑动运动。为此目的，引导部分124成形为具有恒定的内圆周的管，该内圆周对应于动触头110的引导部分114的外圆周，并且沿着(水平)轴线沿着一定的长度延伸，使得动触头110能够在被引导的同时在其中水平滑动。以类似的方式，通过引导部分114'和134也建立滑动连接。

在该开关的情况下，必须避免开关的不同触头元件之间的失准。图1b显示了例如在引导元件124与134之间存在失准102的情形。结果，动触头元件110变成相对于水平轴线倾斜，并且引导部分114和124以及引导部分114'和134可在由图1b中的圆指示的位置处彼此楔固。这种楔固可导致开关的磨损增加和/或阻碍滑动移动。为了避免这样的楔固，必须使制造公差保持得非常小，并且可能需要额外的对准步骤，由此增加了制造成本。但是，尽管做了这些努力，仍然可能由于在开关的寿命期间的热膨胀和几何形状上的其它改变而发生楔固。

接下来，参考图2a和2b，描述了根据本发明的实施例的开关。在下文中未描述的方面，常规开关的以上描述也可适用于根据本发明的实施例的开关。因此，图2a的开关具有动触头元件10、固定触头元件20和滑动触头元件30。触头元件20和30也被称为静触头元件。动触头元件10具有接触部分12、12'和引导部分14、14'，其也被称为动触头接触部分12、12'和动触头引导部分14、14'(即，动触头元件的接触/引导部分)。同样地，静触头元件20、30具有相应的静触头接触部分22、32和静触头引导部分24、34(即，静触头元件的接触/引导部分)。静触头引导部分24、34环绕相应的动触头引导部分14、14'。

大体上，如可从以上描述看出的那样，用语“静触头”、“动触头”意味着元件属于静触头或动触头，例如，“动触头引导部分”是动触头的引导部分。

与图1a的开关类似，静触头接触部分22、32构造成在开关闭合时与相应的动触头接触部分12、12'形成电连接(并且，在滑动触头接触部分32的情况下，还用于在开关断开时与动触头元件10的另一部分具有电连接)。静触头接触部分22、32通过诸如弹簧的偏压元件而抵靠着动触头元件10偏压。由此确保了足够的接触力(使得避免接触电阻的过度变化)。而且，偏压元件确保接触力在针对静触头接触部分22、32的位移范围的预定范围中，由此补偿由于例如动触头元件10的热膨胀、倾斜和/或制造公差而引起的位移变化。

静触头引导部分24、34构造成在开关闭合时与相应的动触头引导部分14、14'接合。当开关断开时，可能不存在这样的接合，例如，滑动触头引导部分34可与动触头元件10的另一部分接合或可不与其接合。

然而，与图1a的开关对比，在图2a的实施例中，静触头引导部分24、34设有弯曲的突出表面部分，在图2a的横截面视图中，该弯曲的突出表面部分成形为圆的节段。由于该突出表面部分，变成可能的是，使动触头元件10倾斜而没有图1b中所显示的楔固。相反，在引导部分24与14之间(且同样地，在引导部分34与14'之间)建立球面轴承型机械连接。

在本文中，球面轴承型机械连接大体上由其以下功能限定：将动触头引导部分(在这里：引导部分14、14')的中心与静触头引导部分(在这里：引导部分24、34)的中心对准，同时允许在动触头元件与静触头元件(在这里：触头元件10、20、30)之间有角度挠曲。挠曲可在包含开关的轴线的任何平面中，即呈围绕轴线的任何旋转取向。动触头引导部分和静触头引导部分的中心的对准被理解为意味着抑制中心相对于彼此沿任何径向方向的任何相对移动(失准)。然而，沿轴向方向的相对移动可仍然是可能的。在这里，相对于轴线来限定径向方向和轴向方向。关于引导部分围绕其轴线(在这里：围绕图2a中的水平轴线)相对于彼此的相对旋转，球面轴承型机械连接并非受限的，即可允许或不允许这样的旋转。

因此，由于这种球面轴承型连接，相应的动触头引导部分14、14'的中心与静触头引导部分24、34的中心对准，但与图1a和1b的开关对比，动触头元件10与静触头元件20、30之间的角度挠曲仍然是可能的。因此，在存在如图2b中所显示的失准的情况下，引导部分容许动触头元件10有偏移和由此产生的倾斜。因此，由于开关具有允许在引导部分处有角度挠曲的能力，故开关仍然是功能性的而不会楔固。

大体上，球面轴承机械连接允许有沿远离轴线6的任何方向的关于角度的挠曲。可能的挠曲可为至少0.5°，可能甚至为至少1°或甚至为至少2°。

优点在于，由于静触头元件与动触头元件之间的球面轴承型连接，开关允许在定位和对准方面有大的公差，而不会妨碍其功能。由此，实现开关的简单且有成本效益的制造。特别地，在安装期间不需要调整或需要非常有限的调整。此外，甚至在操作期间，相当大的移动也可为可能的，并且特别地，可承受(absorb)由于热膨胀而引起的偏移。因此，本发明的实施例可实现以下益处中的至少一些：简单且成批的生产制造、允许在定位方面有大的公差、在安装期间不需要调整、与市场上可用的本领域技术的水平相比而提高的性能、进一步改进的机械耐用性、设计上的可量测性、最佳功率密度和低重量。另外，以可靠的方式建立静触头接触部分与动触头接触部分之间的一致的接触电阻。由此，甚至在存在高峰值电流的情况下，也确保开关可靠地操作。

此外，在图2a和2b的开关中，静触头引导部分24、34和动触头引导部分14、14'是电绝缘的。由此，确保电流仅流过接触部分22、32和12、12'。

图2a的实施例基本上相对于轴线6轴对称。因此，球面轴承型连接允许有围绕远离轴线6的任何角度方向的倾斜。

接下来，描述了另外的实施例。在未另外提到或显示的情况下，在这里描述的实施例对应于先前描述的实施例，并且它们的描述也可适用于下一个实施例，其中等同的参考数字指代开关的对应部分。

图3a和3b的实施例在以下方面与图2a的实施例不同：动触头引导部分14、14'设有突出表面部分(在图3a和3b的横截面视图中，成形为圆的节段)，而不是静触头引导部分24、34(其没有这样的突出部)。因此，在这里，由于动触头引导部分14、14'的突出表面而建立球面轴承型机械连接。由于这种球面轴承连接，动触头元件10可相对于水平轴线倾斜而不会楔固，使得在图3a、3b的实施例中也获得图2a、2b的实施例的优点。此外，由于动触头元件10的非恒定横截面，滑动触头接触元件32可在开关操作期间(即，当动触头元件10向右移动(在图3a中)时)至少暂时地与动触头元件10分离。

参考图4a来描述另外的实施例。图4a的实施例在以下方面与图2a的实施例不同：动触头元件10成形为具有中空通路的管，该中空通路(至少部分地)沿着开关的轴线6(在图4a中为竖直的)延伸。动触头引导部分14、14'设在中空通路的表面部分处(在动触头元件的内表面处/向内定向)。静触头引导部分24、34定位成在与动触头引导部分14、14'接合期间在中空通路内(在与中心轴线6重叠的径向中心处)，使得动触头引导部分14、14'沿径向环绕相应的静触头引导部分24、34。

静触头引导部分24、34具有基本上球形的形状。特别地，静触头引导部分24、34具有朝向相应的动触头引导部分14、14'(在图4a的横截面视图中，其成形为直的内管壁)突出的球形节段(突出表面部分)。由此，在动触头引导部分14、14'和相应的静触头引导部分24、34彼此接合时建立其之间的相应的球面轴承型机械连接，使得获得了球面轴承型机械连接的以上描述的优点。静触头引导部分24、34设为进入动触头部分10的内管壁的由电绝缘材料构成的(环状)插入件15、15'。

与图2a和3a的实施例的静触头接触部分22、32类似，静触头接触部分22、32设置成沿径向环绕动触头元件10并且沿径向从外侧接触相应的动触头接触部分12、12'。静触头接触部分22、32朝向相应的动触头接触部分12、12'(即，沿径向向内)偏压。静触头接触部分22、32布置在与相应的静触头引导部分24、34相同的轴向位置处，使得静触头接触部分22和静触头引导部分24布置在同一横截面平面26中(在单个横截面平面26内重叠)，并且使得静触头接触部分32和静触头引导部分34布置在同一横截面平面36中(在单个横截面平面36内重叠)。在这里，横截面平面26、36与轴线6正交。在该布置的情况下，甚至当动触头元件10相对于轴线6倾斜时，这在静触头接触部分22、32的最小位移的情况下也是可能的。因此，无论动触头元件10是否倾斜，该布置都通过静触头接触部分22、32来确保可靠的电连接。

图4b和4c显示了图4a的开关的开关操作的不同阶段。在开关断开时，动触头元件10沿着轴线6远离固定触头元件20(在图4a和4b中为向下)而移动。由此，固定触头接触部分22和动触头接触部分12以介电间隙彼此分离。该移动通过任何功能性设计(未显示)来实现，例如通过本领域技术人员已知的常规装置(gear)来实现。最后，如图4c中所显示的那样，当动触头元件10已移开达指定量时，移动结束并且开关完全断开。其中，动触头接触部分12与静触头接触部分32接触。然而，这不是必要的，并且运动也可在任何其它位置(诸如图4b中所示出的位置)处停止。

通过使动触头元件10朝向固定触头元件20移动直到获得图4a的构造来以相反的顺序操作开关的闭合。

虽然在图4a至4c中第一静触头元件20和第二静触头元件30在结构上类似，但情况未必是这样，并且静触头元件20、30两者都可彼此独立地变化。静触头元件20、30中的任何静触头元件都可彼此独立地由本文中描述的任何其它触头元件替代。例如，静触头元件30可由图5f的触头元件替代。

图5a至5d示出了触头元件10和20的可能的变型，其可适用于本文中描述的任何实施例或方面。图5a对应于图4a的构造，并且示出了动触头元件10的末端可至少部分地倒圆。

图5b的动触头元件10对应于图5a的动触头元件10，并且另外在其末端部分处具有通向中空通路的渐缩的入口部分，使得通向中空通路的入口在直径上大于动触头引导部分14的位置处的中空通路。当开关闭合时，渐缩的入口部分促进动触头部分10与固定触头部分20的接合。

因此，图5b示出了如下的总体方面：静触头引导部分24和动触头引导部分14中的至少一个可具有渐缩的表面部分，以用于接纳静触头引导部分24和动触头引导部分14中的另一个(甚至在它们的中心沿轴向失准的情况下)，并且用于在动触头元件10沿着轴线移动以用于使开关闭合的同时将静触头引导部分24和动触头引导部分14引导成它们的中心沿轴向对准。

此外，图5b示出了如下的有利的总体方面：动触头元件10的末端部分可弯曲而没有任何尖锐边缘。

图5c的开关对应于图5a的开关，但其中接触部分12、22和引导部分14、34的位置彼此互换：动触头接触部分12设在动触头元件10的中空通路的内侧面处；并且固定触头接触部分22设在中空通路的内侧，从而朝向动触头接触部分12而沿径向面向外并朝向动触头接触部分12而沿径向向外偏压。动触头引导部分14作为绝缘插入件而设在动触头元件10的沿径向面向外的表面部分处；并且固定触头引导部分24沿径向环绕动触头元件10，从而朝向动触头引导部分14而沿径向面向内。固定触头引导部分24具有与图2a的实施例的突出表面部分对应的突出表面部分。

与图5a相比，图5c示出了如下的总体方面：在具有中空通路的动触头元件的情况下，(一个或多个)静触头的在中空通路的径向内侧的部分可改为布置在动触头元件的径向外侧和/或反过来。

在图5a至5c中的所有图中，固定触头接触部分22布置在与相应的静触头引导部分24相同的轴向位置处，使得它们布置在同一横截面平面26中。

在图5d的开关中，固定触头接触部分22和固定触头引导部分24两者都布置在动触头元件10的径向外侧并且沿径向面向内。对应地，动触头接触部分12和动触头引导部分14布置在动触头元件10的外表面上，从而分别朝向固定触头接触部分22和固定触头引导部分24而沿径向面向外。固定触头接触部分22和固定触头引导部分24(尽管不位于相同的轴向位置处)相对于彼此而布置在短的轴向距离内，短的距离优选地小于50 mm，更优选地小于30 mm。图5d的动触头元件10显示为具有中空的内侧部分，但其可备选地为实心的。

在本文中，大体上，开关的任何部分的任何位置(特别是任何接触部分和/或引导部分的任何位置)都在开关的闭合位置中限定。特别地，这些位置可为相应的接触部分和/或引导部分接触对应的接触部分或引导部分(例如，动触头接触部分和/或引导部分接触对应的静触头接触部分和/或引导部分)的位置。

虽然图5a至5d(以及以下描述的图5g至7)显示了开关的固定触头侧，但其中显示且以上描述的特征大体上可针对任何静触头(例如，代替固定触头或作为固定触头的补充，在滑动触头的情况下)来实施。借助于示例，图5e和5f中所显示的变型针对触头元件10和30来显示，即静触头是滑动触头元件30；但是，这些图5e、5f中所显示的细节也可适用于开关的固定触头侧。总体上，图5a至7示出了如下的总体方面：针对动触头元件和固定触头元件和/或滑动触头元件来描述的任何特征大体上可适用于开关的任何静触头(即，适用于静触头的为固定触头20的部分、静触头的为滑动触头元件30的部分或两个部分)。

图5e的实施例对应于图5c的实施例，但在图5e中，动触头引导部分14'(而不是静触头引导部分34)具有突出表面部分，从而允许在动触头引导部分14'与静触头引导部分34之间有球面轴承型机械连接。此外，静触头引导部分34(而未必是动触头引导部分14')是电绝缘的。

与图5c相比，图5e示出了如下的总体方面：动触头引导部分14(和/或14')的特征和静触头引导部分24(和/或34)的特征可彼此互换。

与图5e相比，图5f具有与图5d相比于图5c相同的修改：静触头接触部分32和静触头引导部分34两者都布置在动触头元件10的径向外侧，并且动触头接触部分12'和动触头引导部分14'布置在动触头元件10的外表面上，从而沿径向面向外，相对于彼此具有短的轴向距离。虽然在图5f中静触头接触部分32放置在静触头引导部分34的下方(距图5f中未显示的固定触头元件20更远)，但该顺序可颠倒，使得静触头接触部分32(和动触头接触部分12')放置在静触头引导部分34的上方(即，更接近于固定触头元件20)。

图5g的开关对应于图5a的开关，但另外，动触头接触表面12具有朝向固定触头接触表面22突出的弯曲的突出表面部分。由此确保：在开关的闭合状态下，固定触头接触表面22利用大的接触力朝向动触头接触表面12偏压，而当开关断开时，偏压力减小或接触结束。

图6a和6b显示了根据另外的实施例的开关。其中，如图5d中的开关那样，固定触头接触部分22和固定触头引导部分24两者都布置在动触头元件10的径向外侧并且沿径向面向内(接触相应的动触头接触部分12和动触头引导部分14)。固定触头接触部分22和固定触头引导部分24布置在单个垂直平面26内的相同的(或至少重叠的)轴向位置处。然而，固定触头接触部分22和固定触头引导部分24在空间上彼此分离。如可在显示开关的轴向视图(从图6a的顶部)的图6b中看出的那样，这通过固定触头接触部分22和固定触头引导部分24的周向交替布置来实现。固定触头引导部分24是电绝缘的。

图7的开关对应于图6a和6b的开关，但在这里，滑动触头元件30显示为具有与图6a和6b的固定触头元件20相同的特征。

图5a至7示出了触头元件10和20和/或30的总体方面。这些图中所显示的细节可例如与图4a的(剩余)构造组合来使用，而且可与本文中描述的任何其它实施例或方面组合来使用。

接下来，描述了本发明的另外的总体(可选)方面。其中，附图的参考数字仅用于说明。然而，这些方面不限于任何特定的实施例。相反，除非另外指定，否则本文中描述的任何方面可与本文中描述的任何其它(一个或多个)方面或实施例组合。

根据一个方面，动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)中的至少一个具有朝向动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)中的另一个突出的弯曲表面部分，以用于在动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)彼此接合时在动触头引导部分(14, 14')与静触头引导部分(24, 34)之间建立球面轴承型机械连接。

根据另外的方面，静触头接触部分(22, 32)安装在弹性元件上，该弹性元件将静触头接触部分(22, 32)朝向动触头接触部分(12, 12')偏压。弹性元件可为弹簧，诸如片簧。

根据另外的方面，静触头接触部分(22, 32)是导电的。在固定触头接触部分(32)的情况下，其可电连接到端子。根据另外的方面，动触头接触部分(12, 12')是导电的。

根据另外的方面，静触头引导部分(14, 14')是电绝缘的。根据另外的方面，动触头引导部分(12, 12')是电绝缘的。动触头引导部分(12, 12')可为设在动触头元件(10)的导电材料处的电绝缘插入件。

根据另外的方面，静触头接触部分(22, 32)、动触头接触部分(12, 12')、静触头引导部分(24, 34)和动触头引导部分(14, 14')具有小于动触头元件(10)的横截面直径的轴向距离。在本文中，动触头元件(10)的横截面直径限定为接触点处的最大直径。优选地，轴向距离小于直径的50％，或甚至小于直径的30％。优选地，轴向距离小于10mm，更优选地小于6 mm。优选地，以上提到的接触部分和引导部分(12, 14, 22和24；和/或12', 14', 32和34)布置在同一横截面平面(26, 36)中(以在垂直于轴线(6)的单个横截面平面(26, 36)内重叠)。根据另外的方面，这些接触部分和引导部分至少在距彼此的短的轴向距离内。

根据另外的方面，动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)中的至少一个具有朝向动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)中的另一个突出的突出表面部分，以用于在动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)彼此接合时在动触头引导部分(14, 14')与静触头引导部分(24, 34)之间建立球面轴承型机械连接。

根据另外的方面，突出表面部分是凸起的，优选地为下者中的至少一个：弯曲的、成形为球的节段、成形为凸多边形的节段(优选地相对于彼此具有小于30°或甚至小于15°的角度）、成形为以便与动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)中的另一个局部地接合。接合的轴向长度优选地为至多10 mm，更优选地为至多6 mm。根据另外的方面，弯曲表面部分在包含轴线(6)的横截面平面中弯曲，优选地具有成形为圆的区段的区段。

根据另外的方面，(第一和/或第二)动触头引导部分(14, 14')布置成沿径向环绕(第一和/或第二)静触头引导部分(24, 34)。另外或备选地，(第一和/或第二)静触头接触部分(22, 32)可布置成沿径向环绕(第一和/或第二)动触头接触部分(12, 12')。

根据另外的方面，第一触头元件(10)和第二触头元件(20, 30)基本上关于轴线(6)轴对称。

根据另外的方面，静触头引导部分(24, 34)布置在与轴线(6)重叠的中心处。

根据另外的方面，动触头引导部分(14, 14')在空间上与动触头接触部分(12)分离；静触头引导部分(24, 34)在空间上与静触头接触部分(22, 32)分离。

根据另外的方面，机械连接允许有沿远离轴线(6)的任何方向的关于角度的挠曲。根据另外的方面，机械连接允许有至少0.5°、优选地为至少1°、更优选地为至少2°或甚至至少3°的关于角度的挠曲。

根据另外的方面，动触头(10)具有中空通路，其在动触头(10)内沿轴向方向延伸，优选地延伸到动触头(10)的轴向端部。根据另外的方面，静触头引导部分(24, 34)和静触头连接部分(22, 32)中的至少一个定位在中空通路内(当开关闭合时)。根据另外的方面，静触头引导部分(24, 34)和静触头连接部分(22, 32)中的至少一个布置在与中心轴线(6)重叠的径向中心处。根据另外的方面，动触头引导部分(14, 14')沿径向环绕相应的静触头引导部分(24, 34)。根据另外的方面，动触头接触部分(12, 12')沿径向环绕相应的静触头接触部分(22, 32)。

根据另外的方面，动触头(10)是实心的(没有中空通路)，其在与中心轴线(6)重叠的径向中心处具有实心部分。根据另外的方面，静触头引导部分(24, 34)和静触头连接部分(22, 32)中的至少一个定位成沿径向环绕动触头(10)。

对于本文中描述的涉及任何静触头元件的任何方面而言，要理解到，这些方面特别地可适用于固定触头元件和/或滑动触头元件。

Claims (15)

1.一种中压或高压开关，其包括动触头元件(10)和静触头元件(20, 30)，所述动触头元件(10)能够沿着轴线(6)移动以用于使所述开关断开和闭合，

所述动触头元件(10)具有

- 动触头接触部分(12, 12')，以及

- 动触头引导部分(14, 14')，并且

所述静触头元件(20, 30)具有

- 静触头接触部分(22, 32)，其构造成在所述开关闭合时与所述动触头接触部分(12,12')形成电连接，以及

- 静触头引导部分(24, 34)，所述静触头引导部分(24, 34)构造成在所述开关闭合时与所述动触头引导部分(14, 14')接合，其中

所述静触头引导部分(24, 34)和所述动触头引导部分(14, 14')中的至少一个是电绝缘的，并且其中

所述动触头引导部分(14, 14')和所述静触头引导部分(24, 34)成形为用于在所述动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)彼此接合时在所述动触头引导部分(14, 14')与所述静触头引导部分(24, 34)之间建立球面轴承型机械连接，由此将所述动触头引导部分(14, 14')的中心与所述静触头引导部分(24, 34)的中心对准，同时允许在所述动触头元件(10)与所述静触头元件(20, 30)之间有角度挠曲。

2.根据权利要求1所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头元件(20)是固定触头元件，所述固定触头元件布置成使得当所述开关断开时，所述动触头元件(10)远离所述固定触头元件(20)而移动，由此在所述固定触头元件(20)与所述动触头元件(10)之间产生轴向介电间隙。

3.根据权利要求2所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头引导部分(24)和所述动触头引导部分(14)中的至少一个具有渐缩的表面部分，以用于甚至在它们的中心沿轴向失准的情况下也接纳所述静触头引导部分(24)和所述动触头引导部分(14)中的另一个，并且用于在所述动触头元件(10)沿着所述轴线(6)移动以用于使所述开关闭合的同时将所述静触头引导部分(24)和所述动触头引导部分(14)引导成它们的中心沿轴向对准。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头元件(30)是滑动触头元件。

5.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头元件(20)是第一静触头元件(20)，所述动触头接触部分(12)是第一动触头接触部分，所述动触头引导部分(14)是第一动触头引导部分，所述静触头接触部分(22)是第一静触头接触部分(22)，并且所述静触头引导部分(24)是第一静触头引导部分，其中

所述动触头元件(10)进一步具有第二动触头接触部分(12')和第二动触头引导部分(14, 14')，并且其中

所述开关进一步包括第二静触头元件(30)，其优选地为滑动触头元件，所述第二静触头元件(30)具有

- 第二静触头接触部分(32)，其构造成在所述开关闭合时与所述第二动触头接触部分(12')形成电连接，以及

- 第二静触头引导部分(34)，其构造成在所述开关闭合时与所述第二动触头引导部分(14')接合，其中

所述第二动触头引导部分(14')和所述第二静触头引导部分(34)成形为用于在所述第二动触头引导部分(14')和第二静触头引导部分(34)彼此接合时建立球面轴承型机械连接，从而将所述第二动触头引导部分(14')的中心与所述第二静触头引导部分(34)的中心对准，同时允许在所述动触头元件(10)与所述第二静触头元件(30)之间有挠曲。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述机械连接允许有沿远离所述轴线(6)的任何方向的关于角度的挠曲。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述机械连接允许有至少0.5°的关于角度的挠曲。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头接触部分(22, 32)安装在弹性元件上，所述弹性元件将所述静触头接触部分(22, 32)朝向所述动触头接触部分(12, 12')偏压。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述静触头接触部分(22, 32)、所述动触头接触部分(12, 12')、所述静触头引导部分(24, 34)以及所述动触头引导部分(14, 14')具有小于6mm的轴向距离，并且优选地布置成与垂直于所述轴线(6)的单个公共平面(26)重叠。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，

所述动触头引导部分(14, 14')和所述静触头引导部分(24, 34)中的至少一个具有朝向所述动触头引导部分(14, 14')和所述静触头引导部分(24, 34)中的另一个突出的突出表面部分，以用于在所述动触头引导部分(14, 14')和静触头引导部分(24, 34)彼此接合时在所述动触头引导部分(14, 14')与所述静触头引导部分(24, 34)之间建立所述球面轴承型机械连接。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述突出表面部分是凸起的，优选地为下者中的至少一个：弯曲的、成形为球的节段、成形为凸多边形的节段。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述动触头引导部分(14, 14')布置成沿径向环绕所述静触头引导部分(24, 34)，且/或其中所述静触头接触部分(22, 32)布置成沿径向环绕所述动触头接触部分(12, 12')。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述第一触头元件(10)和所述第二触头元件(20, 30)基本上关于所述轴线(6)轴对称。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的中压或高压开关，其特征在于，所述中压或高压开关是起动开关型隔离开关或接地开关。

15.一种中压或高压断路器，特别是发电机断路器，其具有根据权利要求14所述的起动开关型隔离开关和接地开关中的至少一个。

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