CN111226373A - 自动转换开关的电流平衡 - Google Patents

Abstract

一种自动转换开关包括具有第一多个匣片的第一相开关部件、以及设置在第一相开关部件的外侧的至少一个外部母线部件。该自动转换开关还包括第一板，该第一板设置在第一相开关部件的终端处的第一相开关部件的外侧上。第一板被构造成增加第一相开关部件的外部母线部件上的阻抗，以使沿第一相开关部件的电流重新平衡。

Description

自动转换开关的电流平衡

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月19日提交的美国临时申请,申请号为62/574,539的权益和优先权，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及自动转换开关中的电流重新平衡。

背景技术

自动转换开关(ATS)具有广泛的部件和配置。某些配置可能会受到所谓的“趋肤效应”，其中交流电往往主要流过ATS导体的外层。

发明内容

本文描述的实施例总体上涉及用于自动转换开关的设备和方法。在一些实施例中，电工钢的层叠部(lamination)可以放置在自动转换开关的一个或多个相的至少一个母线导体或匣片上。由此产生的组件可以针对“趋肤效应”使电流分布重新平衡，从而恢复为更均匀的流动分布。此外，这样的实施例具有增强的载流能力、降低的热效应以及改善的预期寿命。

特别地，本文描述的某些实施例总体上涉及ATS装置，例如单相装置或多相装置，其中，每个相的导体和匣片在物理上并排安装，例如以线性布置。在这种配置的每个相内的导体和匣片之间的电磁“趋肤效应”交叉耦合可能导致在每个相的载流元件上的电流分布不平衡，从而每个相的外部母线导体和匣片比内部导体和匣片承载更多的电流。除了由于这些外部导体和匣片上的电流限制引起的ATS早期降额之外，这还可能导致这些外部导体和匣片中的热效应增加。可以将钢层叠部放置在ATS中一个或多个相的外部母线导体和/或接触匣片上，以提供增加的阻抗并重新平衡相中的电流。

此外，在一些ATS配置中，分离的接触匣片组可以设置有至少一个执行器机构。例如，至少一个执行器机构可以被放置在相的外部部分。至少一个执行器可以配备有钢板(例如钢板面板)以获得磁隔离。然而，寄生(parasitic，无源)感应的和/或电阻性的热损失可能会增加系统中的热量，从而导致ATS中的温度升高。为了确保ATS符合适用的技术规范和/或要求，例如由Underwriters Laboratories(UL)规定的，可能需要释放产生的热量，即将其排到外部环境中。此外，可能需要排放热量以避免ATS降额(de-rating)。根据至少一个实施例，通过将层叠部钢盖放置在各相的外部母线导体和/或接触匣片上以增加其有效阻抗并降低整体发热效果从而重新平衡ATS每个相中的电流流动来减少这种寄生损失。

至少一个实施例涉及一种自动转换开关，该自动转换开关包括：第一相开关部件，该第一相开关部件包括第一多个匣片；至少一个外部母线部件，其设置在所述第一相开关部件的外侧；以及第一板，其设置在所述第一相开关部件的终端处的第一相开关部件的外侧上，其中，所述第一板被构造为增加第一相开关部件的外部母线部件上的阻抗，以使沿第一相开关部件的电流重新平衡。

此外，至少一个实施例涉及一种自动转换开关组件，其包括第一相开关部件，第一相开关部件包括多个导体，其中，所述多个导体包括多个内部导体，所述多个内部导体设置在所述第一相开关部件的第一侧上的第一外部导体与所述第一相开关部件的第二侧上的第二外部导体之间，其中，所述母线导体中的至少一个包括切口部分，所述切口部分被配置为增加沿所述第一相开关部件的阻抗。

更进一步，至少一个实施例涉及一种方法，该方法包括：布置包括第一多个匣片的第一开关部件，所述第一多个匣片包括外部匣片和设置在外部匣片之间的内部匣片。将第一板设置第一外部导体上，所述第一外部导体位于所述第一开关部件的第一终端处的所述第一开关部件的第一外侧；将第二板设置第二外部导体上，所述第二外部导体位于所述第一开关部件的第二终端处的第一开关部件的第二外侧，第一和第二外部导体在第一和第二外部导体之间夹有多个内部导体，以及通过移除内部匣片中的至少一个，重新平衡沿第一相开关部件的电流。

应当理解的是，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文公开的发明主题的一部分。

附图说明

从以下描述和所附权利要求，结合附图，本公开的前述和其他特征将变得更加明显。应理解，这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施方式，因此，不应认为是对其范围的限制，本公开将通过使用附图以额外的特征和细节来描述。

图1描绘了根据实施例的ATS的匣片组件的剖视图。

图2描绘了根据实施例的匣片子组件的正视图。

图3描绘了根据实施例的匣片子组件。

图4A描绘了根据实施例的ATS的侧视图。

图4B描绘了ATS装置的单相组件的透视图。

图5A描绘了图4B中所示的单相组件的电流分布。

图5B描绘了图4B中所示的单相组件的温度分布。

图6A描绘了设置在框架中的三相组件。

图6B描绘了根据实施例的三相组件。

图7A描绘了根据实施例的包括母线的组件。

图7B描绘了根据实施例的层叠部(laminated plates)板的组件。

图7C描绘了根据实施例的单个层叠部板。

图8描绘了三相组件的电流和温度分布。

图9A描绘了三相组件的电流和温度分布。

图9B描绘了另一三相组件的电流和温度分布。

图10A描绘了三相组件的第一相的电流分布。

图10B描绘了三相组件的第一相的温度分布。

图11A描绘了三相组件的第二相的电流分布。

图11B描绘了三相组件的第二相的温度分布。

图12A描绘了三相组件的第三相的电流分布。

图12B描绘了三相组件的第三相的温度分布。

在整个以下详细描述中参考了附图。在附图中，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的部件。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。容易理解的是，如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都被明确考虑并且成为本公开的一部分。

具体实施方式

下面提供与自动转换开关有关的各种示例性实施例。下面讨论的各种示例性实施例允许通过(1)添加电工钢、铁氧体或其他电磁活性材料的层叠；(2)在导体中形成切口或缝隙；或(3)利用较小和/或较高电阻值的导体这三者中的任一种或任多种来改变(1)内部导体的间距、或(2)外部导体的阻抗中的至少一项。这种交替有利地增加了外部导体的电阻值抗，并且将电流分布抵抗电趋肤效应推回到更均匀的流动分布。以这种方式，可以避免在ATS中任何特定导体和/或匣片(cassette)的过载或过热。这样的技术使电流在导体中“均匀”，从而获得更加规则的整个ATS的性能曲线。

图1描绘了根据实施例的ATS组件的部件。更具体地，图1示出了开关构件10的部件，该开关构件10包括固定部件1、可移动部件2以及该开关构件10的T形母线部件(T形接头)3。该开关构件连接到第一源(标记为“源1”)，并与第二源(标记为“源2”)断开连接。可移动部件2与固定部件1之间的接触位置(可移动部件2的末端最靠近固定部件1的位置)是开关构件的电阻值假设为最大值的位置，即最高电阻值点P，如图1所示。

需要注意的是，也可以使用并且考虑到由于设计(例如在T型接头3与可移动部件2和3的连接处)而导致的较小但仍增加的电阻值的其他点。同样如图2所示，负载L分布在T型接头3处。匣片20包括非导电部分，并且被布置有开关构件10，使得固定部件1从匣片20的第一侧和第二侧伸出，以及T形接头3从第三侧伸出。电流I流过组件的一个“指状件”(例如，固定部件1)和/或流过该匣片20。在至少一个实施例中，可以提供不具有任何载流性能的非导电仿真(dummy)匣片。需要注意的是，具有两个或更多个源连接或其他不同配置的其他ATS开关元件10在本领域中是已知的。还应注意的是，这些开关元件10可以或可以不包含在匣片形式20中。

图2描绘了根据实施例的匣片子组件30。图2所示的匣片子组件为单相组件，其中与该开关构件10组装在一起的六个匣片20被堆叠在一起，并且在堆叠的匣片之间放置所谓的“仿真”或间隔匣片22。该间隔匣片22用于将匣片20的堆叠彼此分离。在各种实施例中，其他数量的匣片可以堆叠在一起。图3描绘了根据实施例的ATS装置的匣片子组件，该匣片子组件被布置有用于每个相的母线和接线片，其中每个相有六个匣片堆叠在一起。如图1所示，每个开关构件10可以通过可移动部件2和3的操作将负载L耦合到第一源和/或第二源。ATS开关通常具有三相，在每个相中每一个具有一个或多个开关构件10/匣片20，以将负载耦合到三相电源。然而，应注意的是，一、二、三或更多相ATS开关在本领域中也是已知的。每个相都提供“教堂式”母线32。接线片34也布置在该母线32的终端处。

图4A描绘了根据实施例的转换开关的一部分的侧视图。更特别地，图4A描绘了ATS的单相开关部件的一部分的侧视图。如图4A所示，该单相开关部件包括多个母线导体32。多个导体32被布置彼此相互平行。在图4A所示的实施例中，多个导体32中的至少一个被配置为其中具有一个或多个狭缝84或狭槽。该狭缝84是在导体32的主体内的切口。在至少一个实施例中，可以沿着导体32的长度间隔设置多个相等尺寸的狭缝84。

在至少一个实施例中，可以提供一个或多个狭缝84，以便具有与另一个狭缝不同的定向(orientation)和/或尺寸(例如，厚度和/或长度)。载流导体中的狭缝84有利地减小了导体32的有效宽度/尺寸，其中，该狭缝84被放置在该导体32内，并因此增加了用于该导体32的电流路径的电阻值，从而有助于上述电流重新平衡效果。例如，可以通过在相对侧交替地切割导体来形成狭缝，以产生具有切口之间或切口的深度之间的距离(取较小者)的有效宽度的导体。具有增大的电阻值的导体32通常放置在教堂(cathedral,即为下部为直立式，上部为收敛式)母线的外部边缘上，以促进电流向着母线中央的导体的重新平衡。应当注意的是，也可以使用并考虑增大导体32的有效电阻值的其他方法，例如减小导体的宽度或整体尺寸、改变导体32的材料、或在导体32与ATS的连接上放置性元件或涂层。

图4B描绘了转换开关的实施例的透视图。如图4B所示，该母线32和接线片34相对于匣片子组件30在垂直方向上被布置在不同的位置。应当注意的是，母线32和接线片34在不同位置可以采用多种ATS配置，并且ATS还可以进一步包括用于执行特定系统和/或部件的致动和驱动的附加部件。例如，在至少一个实施例中，可以在第一开关部件和第二开关部件之间提供第一执行器(actuator)，并且可以在第二开关部件和第三开关部件之间提供第二执行器。

图5A描绘了在指状件与指状件并排排列(finger by finger)的基础上，在图4B中所示的单相匣片组件中的每个匣片的电流分布的示例。也就是说，图5A中所示的数据代表ATS相位的六个匣片(分别标记为1到6)的每个指状件的测量电流。从图5A可以看出，外部匣片的电流通常远高于内部匣片的电流，通常相差至少三百安培。还测量了温度数据，如图5B所示。温度与功率成正比，功率对应于电阻值和电流平方的乘积(P＝I^2*R)。因此，在给定的ATS的指状件/匣片中，温度与电流的平方成正比，而传统的三相组件中的高电流流动则增加了总体操作温度。在通过匣片的基础上，温度分布与电流分布的变化相似，其中匣片温度在系统末端最高。匣片的温度分布使得各个匣片可能处于或超过其额定温度极限，而在匣片堆叠中的其他匣片未处于或超过其额定温度极限，因此，限制了整个匣片堆叠或ATS的载流能力。

图6A描绘了根据实施例的设置在框架中的三相组件。具体地，图6A描绘了从正透视图截取的与框架40组装在一起的三相组件50。图6B示出了根据实施例的包括多个钢层叠部的三相组件。图6B所示的配置至少在以下几个方面不同于图6A。具体地，三相组件50在外部母线32上设置有多个电工钢层叠部70。这样的层叠部70可以包括板或片材，这些板或片材被添加在图6A所示的三相系统的线路和/或负载侧的外部母线32上。该层叠部将在下面更详细地描述。层叠部也可以称为板，以及形成为板或片材。

在至少一个实施例中，层叠部70位于匣片组件的外部，并且可以滑过导电条(busbar)以增加外部导体的阻抗。即，可以被布置在该层叠部70以掩盖导电条并通过层叠部70中的电磁感应效应来增加它们的阻抗。可替代地，一般而言，在一些实施例中，通过修改一个或多个导体的形状或特性来增加电阻值。例如，在至少一个实施例中，外部导电条可以设置有一个或多个切口或狭缝，或者以其他方式减小尺寸以增加导电条的相对阻抗，或者可以从每个教堂式母线/盒体堆叠的中央或中间省略一个或多个导电条，以增加相对间距、减少电磁相互作用、并控制电流分布以抵消上述趋肤效应，从而实现更均匀的流动分布。此外，在一些实施例中，可以控制导电条之间的间距(包括通过省略一个或多个导电条)，以便实现电流重新平衡。

在一些实施例中，在三相组件中为每个匣片堆叠提供至少两个层叠部。在其他实施例中，可以为三相组件中的每个匣片堆叠提供四个或更多个层叠部。例如，对于三相组件的A相，可以将第一层叠部70和第二层叠部堆叠70设置在第一开关部件10的外侧和内侧上，或者设置在耦合到第一开关部件10的母线的导体32的任一侧上。此外，在至少一个实施例中，在第一开关部件10与所述母线的导体32之间、以及第二开关部件10与所述母线的导体32之间设有第三层叠部70，并且在第二开关部件10与母线的导体32之间、以及第三开关部件10和母线的导体32之间设有第四层叠部70。

应当注意的是，某些实施例的层叠部的厚度或面积可以变化，以具有不同的阻抗效应，或在整个导体32上缩放阻抗效应，例如增加从母线的中央到外部边缘导体32的阻抗。例如，在至少一个实施例中，第一和第二层叠部70中的每个可以具有第一厚度，并且第三和第四层叠部70中的每个可以具有小于第一厚度的第二厚度。此外，在一些实施例中，第三和第四层叠部70之间的距离可以小于第一和第三层叠部70之间的距离，并且小于第四和第二层叠部70之间的距离。另外，在至少一个实施例中，第一和第二层叠部70中的每个可以包括第一多个片材，例如在第一层叠部组件中，而第三和第四板中的每个板可以包括第二层叠部组件，所述第二层叠部组件具有少于所述第一多个片材的片材。

特别地，在至少一个实施例中，层叠部70由彼此连接的电工钢层形成，并且可以以不同的配置堆叠以实现期望的电流减小。例如，在至少一个实施例中，提供了三层电工钢，包括在第一定向的两层和在第二定向的第三层。第二定向可以与第一定向成倒置关系。可以在特定母线的每一侧上提供三层，以便完全包裹母线。在一些实施例中，可以在层叠部70中提供四层电工钢。

在一些实施例中，可以减小一个或多个母线的尺寸、或者可以在外部导体上切割一个或多个母线以增加阻抗。以这种方式，当第一相开关部件10的外部导体32设置有切口部分时，沿第一相开关部件10的阻抗超过了沿第二和第三相开关部件的阻抗。需要注意的是，也可以使用并且考虑增加导体32的有效阻抗的其他方法，例如减小导体的宽度、厚度或总横截面、将导体32的材料改变为具有较高的统装电阻值的材料、或将一个或多个串联的电阻值性元件或电阻值性涂层或糊剂放置在导体32的至少一部分上，诸如在导体32(例如第一外部导体)的连接上。例如，当第一外部导体32可以设置有电阻性元件或电阻性涂层以便与没有电阻性元件或涂层的导体相比具有更高的统装材料电阻值。更进一步，在至少一个实施例中，可以完全省略匣片堆叠中的一个或多个导体和/或匣片，以增加这种气隙或空隙。

另外，在至少一个实施例中，可以使用一个或多个所谓的“仿真”匣片，即不包含开关构件的塑料占位匣片，以减少趋肤效应并重新平衡剩余导体上的电流负载。由于缺少母线或仿真匣片而导致的气隙增加，可能会由于空气流量增加而对母线和匣片堆叠产生额外的冷却效果。此外，可提供多个气隙，例如，第一匣片子组件的匣片之间的气隙、以及第二匣片子组件的匣片之间的气隙、或匣片堆叠中的匣片的横向间距增加(例如均匀的横向间距或渐变的横向间距)，以减少趋肤效应并增加空气流量。

另外，在一些实施例中，可以提供电工钢的层叠部70。更进一步，可以提供包括电层叠部钢层的组件，该组件围绕至少一个物体(例如导体)设置，以便有效地包裹物体的至少一部分(即导体)。此外，尽管本文中至少一个实施例采用叠层形式的电工钢，即在层叠部70中，但是一些实施例可以包括未叠层(laminated)的电工钢，以增加电工钢所处位置的涡电流。更进一步，一些实施例可以包括叠层的和非叠层的电工钢的组合。

图7A-7C描绘了根据示例性实施例的层叠部。特别地，图7A描绘了布置有母线32的层叠部70。图7B描绘了叠层板的组件，即，多个叠层板结合或以其他方式组装在一起。图7C描绘了单个叠层板，其包括基本上平面部分和伸出超过平面部分的边缘的凸出(lip)部分。可以在叠层板中形成一个或多个孔。

在图7A-7C所示的实施例中，层叠部70由电工钢形成。该层叠部具有导电性，因此会影响三相组件的温度和电流特性。此外，层叠部用作板以实现整个ATS中电流的重新平衡。特别地，层叠部被构造为实现电流和温度两者的特定分布，如下所述。

在某些实施例中，该电工钢符合标准GB/T 2521-96(中国标准局的冷轧晶粒定向、无定向磁性钢带)和/或IEC 60404-8-4/7(单项材料规格-以全加工状态交货的冷轧无定向电工钢带和钢片，2013年版)中提出的规格。

相对于对比例，对根据本文所述的某些实施例的ATS装置的电流和温度分布进行了实验评估。具体地，在B相上进行测量，其中匣片堆叠中的六个匣片具有各自的指状件(导体)B1、B2、B3、B4、B5和B6。由于其放置和与其他相的遮盖以及感应阻抗，B相(任何三相ATS的内相)通常会承受最高的热量。如下所述，对A相和C相部件进行了其他测量。所有电流测量均使用罗氏线圈(Rogowski coil)进行，而所有温度测量均使用J型热电偶进行。测量值的误差为±5-10％。

图8描绘了如图6B所示的三相组件的实施例和对比例的电流和温度分布数据。对比例对应于图6A中所示的三相组件的实施例，即，其缺少前述层叠部。图8包括带有电流测量值的条形图和带有温度测量值的线条图。所有电流数据以安培(A)(左轴标度)为单位，所有温度数据以摄氏度(右轴标度)为单位。电流测量是针对三相组件中六匣片式堆叠的每个指状件(导体)进行的。图6A的三相组件的测量电流值显示在每个条形栏的左侧，而图6B的三相组件的测量电流值显示在右侧。实线的线条图示出了图6A的三相组件的温度数据，而虚线的线条图示出了图6B的三相组件的温度数据。

图6A的实施例的温度测量值超过(高于)图6B所示的实施例的温度测量值，指状件B4处的测量值除外。温度测量是在开关构件的可移动尖端(例如，在可移动部件2处)进行的。如图8所示，单个ATS(例如，上述固定部分、可移动部分和T型母线)匣片的载流部件的温度与流经匣片的电流的量有关。

如上所述的某些实施例可以布置在机柜内部，例如在发电现场的硬件机柜(未示出)。即，如图6A所示，三相组件可以设置在框架40中，并且框架40又位于机柜内部。在图6B的实施例中，母线32的温度可以达到58℃，而接线片56的温度可以达到60℃(在机柜内部测量)。另一方面，发现图6A的实施例具有65℃的母线温度和60℃的接线片温度。

图9A是描绘三相组件，特别是图6A中所示的组件的电流和温度数据的图。图9B是描绘另一个三相组件，即图6B中所示的组件的电流和温度数据的图。对于每个三相组件，都获得了B相六个匣片的六个指状件(导体)的电流和温度数据。虚线显示温度测量值(以摄氏度为单位)，实线显示电流的测量值(以安培为单位)。从比较图9A和9B可以看出，图6B中所示的三相组件的电流和温度分布比图6A中的组件分布更紧密地相互关联。温度测量是在开关构件的可移动尖端(例如，在可移动部件2处)进行的。需要注意的是，ATS中的电阻值的大约三分之二在匣片组件的开关构件10中，特别是在可移动部件2的接触中。对电阻值的影响较小但仍很重要的是可移动部件2上的内部铰链接触。

图10A描绘了三相组件的电流分布数据。特别地，图10A是显示了针对图6A(左侧，带斜线)和图6B(右侧，带点画)所示的相组件的A相匣片的六个指状件获取的电流(以安培为单位)的测量值的条形图。图10B描绘了三相组件的温度分布数据。即，图10B是示出了A相的选定指状件的温度(以摄氏度为单位)的测量值的条形图。具体地，温度值是在指状件A1、A3和A6的可移动尖端(外部指状件A1、A6和内部指状件A3)处测量的。

图11A是示出了针对图6A(左侧，带斜线)和图6B(右侧，带点画)所示的相组件的B相匣片的六个指状件获取的电流(以安培为单位)的测量值的条形图。图11B是示出了B相的六个指状件B1-B6的温度(以摄氏度为单位)的测量值的条形图。图12A是示出了针对图6A(左侧，带斜线)和图6B(右侧，带点画)所示的相组件的C相匣片的六个指状件获取的电流(以安培为单位)的测量值的条形图。图12B是示出了C相的选定指状件的温度(以摄氏度为单位)的测量值的条形图。具体地，温度值是在指状件C1、C3和C6的可移动尖端处测量的。对于所有相，至少图6B的相组件的外部指状件已减小了电流和温度。

前述评估表明，与不具有电工钢的组件相比，具有由电工钢制成的层叠部的实施例在外部导体中可能具有300A的电流下降。此外，在ATS的外部匣片中，添加层叠部板可将导体的温度降低多达约20％，从而显着改善ATS部件的长期热保护，并因此提高ATS部件的可靠性和使用寿命。尽管某些实施例可能经历局部热量增加，例如3％-5％，但是与没有电工钢的装置相比，总体温度和电流分布得到了显着改善。

此外，对根据至少一个示例性实施例的ATS的评估表明，ATS的三相表现出不等的电流分布。具体地，观察到不等的的电流分布，其中外部匣片载电流明显高于内部匣片，从而导致每个相的匣片中的温度分布不等。通过在所有相上将层叠部片材或层叠部板放置在连接到外部匣片的母线上，可以限制外部匣片中的电流。以这种方式将层叠部设置在母线上，或者以其他方式增加其阻抗，有助于使更多的电流流向内部匣片。特别地，如上所述放置层叠部允许控制外部导电元件上的阻抗量，以将电流的流动引导到设置在外部导体之间的内部导体。在至少一个实施例中，诸如层叠部70的外部导体被配置为增加外部导体的感应阻抗，从而超过内部导体的感应阻抗。将层叠部70放置在ATS的外部导体上会增加外部导体上的感应阻抗(由于磁场)，抵消了并联电流流动的趋肤效应，并将电流推回中央导体，该中央导体未被电工钢覆盖，从而实现电流流动的重新平衡。

各个实施例可以具有不同数量的层叠部板，并且相对于它们的ATS部件，片材或板可以具有不同的几何形状、形状、定向以及位置。可以制造层叠部板的构造以便实现期望的电流平衡效果。在至少一个实施例中，观察到温度分布的显着改善。通过重新平衡总体温度，可以实现ATS的长期热保护，这有助于提高ATS的可靠性和使用寿命。特别地，在ATS应用中，通过将匣片的工作温度降低约12.2°C或(10°F)，可以使匣片的使用寿命大约增加一倍。

因此，通过在母线的导体上放置电工钢层叠部、增加外部母线连接器/匣片阻抗或增加气隙、或从母线上省略匣片或导体，可以实现电流的重新平衡，从而改善了系统的使用寿命并有助于以满足适用的电气规范和/或UL准则，以使导体中的最大电流流过。通过如上所述重新平衡和降低电流分布，可以增加ATS可以承载的有效最大总电流。此外，电工钢层叠部的结合可以增强某些实施例的结构刚度和强度，并且还提供至少一个支撑表面。例如，第一或第二层叠部70中的至少一个可支撑驱动机构，该驱动机构被配置为驱动设置在第一或第二层叠部70中的至少一个的表面上的多个匣片中的至少一个的运动。

本公开的至少另一个实施方式涉及一种方法。此外，该方法包括，以第一开关部件、第二开关部件和第三开关部件的顺序排列，布置包括第一多个匣片的第一开关部件、包括第二多个匣片的第二开关部件、和包括第三多个匣片的第三开关部件。即，如图6B所示，例如，A相、B相和C相开关部件可以以线性顺序布置。该方法还包括将第一板(例如层叠部70)设置在位于开关部件的终端处的一个或多个开关部件的外侧处的外部导体(例如，母线32和/或接线片34)上。该方法还包括将第二板(另一层叠部70)设置在位于在开关部件的终端处的一个或多个开关部件的外侧处的外部导体上。第一板和第二板是层叠部电工钢的组件。

在某些实施例中，该方法可以包括进一步的操作。该方法还包括为至少一个匣片或导体提供第一层叠部组件或第二层叠部组件，以及将第一层叠部组件和第二层叠部组件分别围绕外部导体布置，以使得第一层叠部组件和第二层叠部组件围绕所述外部导体同心地设置。

此外，本公开的另一实施例涉及一种使用气隙使沿相开关部件的电流重新平衡的方法。此外，该方法包括在第一多个匣片中的至少第一匣片和第二匣片之间提供第一气隙。特别地，气隙包括间隙，该间隙增大了匣片堆叠中的匣片的横向间距。可以提供一个或多个气隙以获得均匀的横向间距或渐变的横向间距，以减少趋肤效应并增加沿相开关部件的空气流量。该方法可以进一步包括：至少在第二多个匣片中的第一匣片和第二匣片之间提供第二气隙。

在一些实施例中，该方法包括通过省略导体或匣片中的至少一个来提供气隙。更进一步，本公开的另一实施例涉及一种通过控制导体32的物理属性来使电流沿相开关部件重新平衡的方法。该方法包括减小至少一个相开关部件10的导体32的尺寸或横截面面积，以便增加沿相开关部件10的阻抗。更具体地说，导体32的厚度和/或宽度减小。在至少一个实施例中，控制导体32的属性包括改变导体32的至少一部分的材料，以具有较高的统装材料电阻值。此外，导体32的一个或多个连接器可以设置有电阻性元件或电阻性涂层或糊剂。另外，在至少一个实施例中，控制导体32的属性包括切入导体32，使得导体设置有切口部分。通过设置切口部分，增加沿第一相开关部件10的阻抗。

应当注意的是，本文用于描述各种实施例的术语“示例”旨在指示这样的实施例是可能的实施例的可能的示例、表示和/或说明(并且该术语并不意图表示这样的实施例必须是非凡的或最优的示例)。

如本文中所使用的术语“耦合”等意指两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如，可移除的或可断开的(releasable))。这样的连接可以通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件相互连接来实现。

需要特别注意的是，各种示例实施例的构造和布置仅为说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易地认识到实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状以及比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等)。另外，应理解，如本领域普通技术人员将理解的，来自本文公开的一个实施例的特征可以与本文公开的其他实施例的特征组合。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例实施例的设计，操作条件和布置中进行其他替换，修改，改变和省略。

尽管本说明书包含特定的实施细节，但是这些不应被解释为对任何发明或可要求保护的范围的限制，而是作为对特定发明的特定实施所特有的特征的描述。在单独实现的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可以在单个实现中组合实现。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中单独或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管上面可能将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此，但是在某些情况下可以从组合中省略所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合的子组合或变型。

Claims (20)

1.一种自动转换开关，其特征在于，包括：

第一相开关部件，所述第一相开关部件包括第一多个匣片；

至少一个外部母线部件，所述外部母线部件设置在所述第一相开关部件的外侧；和

第一板，所述第一板设置在所述第一相开关部件的终端处的第一相开关部件的外侧上，

其中，所述第一板被构造为增加第一相开关部件的外部母线部件上的阻抗，以使沿第一相开关部件的电流重新平衡。

2.根据权利要求1所述的自动转换开关，其特征在于，还包括：

第二板，所述第二板设置在第一相开关部件和第二相开关部件之间；和

第三板，所述第三板设置在第二相开关部件和第三相开关部件之间。

3.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于：

所述第一板和所述第二板均包括电工钢的层叠部。

4.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于：

所述第一板和第二板中的每一个均包括具有第一厚度的第一层叠部组件；和

所述第三板包括具有第二厚度的第二层叠部组件，其中，所述第二厚度小于所述第一厚度。

5.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，还包括：

多个可移动接触构件，所述多个可移动接触构件包括位于第一位置的至少一个第一可移动接触构件、位于第二位置的至少一个第二可移动接触构件以及位于第三位置的至少一个第三可移动接触构件，

其中，所述至少一个第一可移动接触构件被配置为移动所述第一多个匣片，所述至少一个第二可移动接触构件被配置为移动所述第二多个匣片，并且所述至少一个第三可移动接触构件被配置为移动所述第三多个匣片，

其中，所述第一板和第二板这两者中的至少一个包括第一层叠部组件，

其中，在所述第一多个匣片中的至少第一匣片和第二匣片之间提供第一气隙，以及

其中，至少在所述第二多个匣片中的第一匣片和第二匣片之间提供第二气隙。

6.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，在所述多个可移动接触构件中的至少一个与所述多个可移动接触构件中的另一个之间设置有气隙。

7.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，所述第二板和所述第三板之间的距离小于所述第一板和所述第二板之间的距离。

8.根据权利要求3所述的自动转换开关，其特征在于，所述电工钢的层叠部包括彼此连接的多层电工钢。

9.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于：

所述第一板和第二板中的每一个包括具有第一多个片材的第一层叠部组件，以及

第三板包括具有第二多个片材的第二层叠部组件，其中，所述第二多个片材具有少于第一多个片材的片材。

10.一种自动转换开关组件，其特征在于，包括：

第一相开关部件，所述第一相开关部件包括多个导体，其中，所述多个导体包括多个内部导体，所述多个内部导体设置在所述相的第一侧上的第一外部导体与所述第一相开关部件的第二侧上的第二外部导体之间；

多个总线导体，所述多个母线导体耦合到所述相，

其中，所述导体中的至少一个包括切口部分，所述切口部分被配置为增加沿所述第一相开关部件的阻抗。

11.根据权利要求10所述的自动转换开关组件，其特征在于，所述第一相开关部件包括多个接触匣片。

12.根据权利要求10所述的自动转换开关组件，其特征在于，还包括第二相开关部件，

其中，所述第一外部导体包括所述切口部分，并且被配置为增加沿所述第一相开关部件的阻抗，从而超过所述第二相开关部件的阻抗。

13.根据权利要求10所述的自动转换开关组件，其特征在于，所述第一外部导体包括在所述第一外部导体的至少一部分上的电阻性涂层。

14.根据权利要求13所述的自动转换开关组件，其特征在于，所述第一外部导体的横截面相对于所述第二外部导体减小，使得所述第一外部导体的阻抗高于所述第二外部导体的阻抗。

15.根据权利要求10所述的自动转换开关组件，其特征在于，：

所述第一相开关部件连接第一源和负载，以及

设置在所述第一相开关部件中的多个匣片包括至少一个非导电匣片。

16.根据权利要求11所述的自动转换开关组件，其特征在于，还包括：

在多个接触匣片的相邻接触匣片之间设置有间隙。

17.一种方法，其特征在于，包括：

布置第一开关部件，所述第一开关部件包括第一多个匣片，所述第一多个匣片包括外部匣片和设置在外部匣片之间的内部匣片；

将第一板设置第一外部导体上，所述第一外部导体位于所述第一开关部件的第一终端处的所述第一开关部件的第一外侧；以及

将第二板设置第二外部导体上，所述第二外部导体位于所述第一开关部件的第二终端处的第一开关部件的第二外侧，所述第一外部导体和所述第二外部导体在这两者之间夹有多个内部导体，并且

重新平衡沿所述第一相开关部件的电流，以增加沿所述第一相开关部件的阻抗。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

移除位于所述第一外部导体和所述第二外部导体之间的至少一个内部导体；和

将第一层叠部板、第二层叠部板分别围绕所述第一外部导体、第二外部导体布置。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

控制所述外部导体上的阻抗的量，以将电流的流动引导至设置在所述外部导体之间的内部导体。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，使沿所述第一相开关部件的电流重新平衡，包括以下至少一项：(1)减小至少一个所述导体的尺寸，(2)减小至少一个所述导体的横截面面积，或(3)在至少一个所述导体上提供电阻性元件或涂层。

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