CN111712893B - 用于分接开关的开关元件和分接开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分接开关的开关元件，所述开关元件包括真空开关管(V)、操纵装置和引导装置(F)。所述真空开关管(V)包括可运动的触点(Kl)、与所述可运动的触点(Kl)连接的挺杆(ST)和壳体。所述可运动的触点(Kl)设置在所述壳体的内部中。所述操纵装置构造用于操纵所述挺杆(ST)。所述引导装置(F)设置在所述壳体的外部且固定在所述操纵装置上。所述引导装置(F)至少部分地包围所述壳体。所述引导装置(F)的至少一个部分区域贴靠在所述壳体上。

Description

用于分接开关的开关元件和分接开关

技术领域

本发明涉及一种用于分接开关的开关元件，以及一种具有这样的开关元件的分接开关，所述开关元件用于在变压器的不同抽头之间进行转换。

背景技术

真空开关管在分接开关、特别是有载分接开关(英语：on-load tap changer、OLTC)的开关元件中用于中断导流连接是已知的。这样的真空开关管具有固定的触点和可运动的触点。所述可运动的触点与挺杆连接，该挺杆在操纵真空开关管时轴向地相对于所述真空开关管运动。可运动的触点关于固定的触点的倾斜位置或错位可以降低真空开关管在打开状态中的介电强度。由此，利用真空开关管不可以完全利用可最大切换的电流并且真空开关管必要时必须尺寸过大。

发明内容

因此，本发明的任务在于，给出一种用于分接开关的开关元件的改善设计，通过该方案能实现分接开关在较高电流时的可靠运行。

改善设计基于以下主旨：真空开关管装备有引导装置，所述引导装置在操纵所述可运动的触点时一起运动并且可以在部分区域中支撑在所述真空开关管的壳体上并且驶过所述壳体。

由此，在引导装置的部分区域和壳体上构成支承部位，所述支承部位确保可运动的触点和与此连接的可运动的挺杆的可靠引导。

按照改善设计，给出一种用于分接开关的开关元件，所述开关元件包括真空开关管、操纵装置和引导装置。所述真空开关管具有可运动的触点、与所述可运动的触点连接的能导电的挺杆和壳体。所述可运动的触点设置在所述壳体的内部中。所述操纵装置构造用于操纵所述挺杆、特别是用于所述挺杆的轴向运动并且因此用于操纵所述可运动的触点。

所述引导装置设置在所述壳体的外部、特别是完全设置在所述壳体的外部并且固定在所述操纵装置上。因此，所述引导装置在操纵所述可运动的触点时通过所述操纵装置一起运动、特别是轴向地一起运动。所述引导装置至少部分地包围所述壳体。所述引导装置的至少一个部分区域贴靠在所述壳体上、特别是所述壳体的外侧上。

通过部分区域贴靠在壳体上的方式，引导装置可以以所述部分区域支撑在壳体上，以便抵制操纵装置或挺杆和可运动的触点的倾斜。所述部分区域在操纵所述可运动的触点时通过所述操纵装置沿着所述壳体运动或沿着所述壳体上沿着。因此，所述引导装置在其操纵时用于引导挺杆和可运动的触点。

表述“贴靠在所述壳体上”也包括引导装置的部分区域与壳体之间的由技术决定的间隙，如对于本领域技术人员毫无疑问地显示的那样。最大允许的间隙通过按照在个别情况中的具体要求的最大允许的倾转来定义。例如最大允许的间隙可以小于或等于1mm。

“轴向”在这里涉及真空开关管或壳体的轴向方向，所述壳体例如至少部分柱体形地或基本上柱体形地构造。

通过对挺杆和因此可运动的触点的引导来阻止可运动的触点关于真空开关管的固定的触点的倾斜位置和错位。因此，不会出现分接开关的切换功率通过开关元件的降低。

按照至少一个实施方式，所述部分区域具有多个、特别是同中心地设置的区段。

按照至少一个实施方式，所述引导装置具有多个、特别是轴向延伸的牵杆。在此，牵杆的端部区域构成所述部分区域的区段。

按照至少一个实施方式，所述真空开关管具有处于外部的波纹管、特别是弹簧波纹管，所述波纹管密封所述壳体的内部。所述波纹管例如可以实施为金属波纹管或钢波纹管。

处于外部在上下文中意味着：真空开关管的壳体部件不绕波纹管设置。具有处于外部的波纹管的真空开关管通常不具有例如在波纹管内部中的用于挺杆的经集成的引导。出于这个原因，改善设计在使用具有处于外部的波纹管的真空开关管时产生特别有利的作用，其方式是，改善所述引导。

按照至少一个实施方式，波纹管用于密封不透气地与挺杆和壳体连接、例如熔焊。

按照至少一个实施方式，引导装置包围波纹管，特别是引导装置的另一个部分区域环绕波纹管。由此，保护波纹管免受外部的机械作用。因此，引导装置有利地同时用于对波纹管的引导和保护。

波纹管的损坏可以降低或例如在不紧密性的情况中破坏真空开关管的使用寿命。特别是在具有处于外部的波纹管的真空管中，对波纹管的附加保护是有利的，因为波纹管否则可自由地接近。

按照至少一个实施方式，所述另一个部分区域完全或基本上完全包围所述波纹管。基本上完全在此意味着：部分区域虽然可以具有开口，但这个开口足够小，以便能确保对波纹管的可靠保护。可接受的开口的大小在此与具体应用情况有关并且可以在真空开关管的对于在分接开关中的使用常见的数量级时例如处于3mm至5mm的范围中。

按照至少一个实施方式，所述操纵装置包括螺栓，所述螺栓与所述挺杆连接并且与所述挺杆同轴地设置。螺栓和挺杆因此共同地沿轴向方向运动。

按照至少一个实施方式，所述操纵装置包括支承座，所述支承座构成用于所述螺栓的支承部位并且在操纵时引导所述螺栓。特别是螺栓通过引导通过支承座的管状部分。

由此，构成两个支承部位，即在支承座中的所提及的支承部位以及在引导装置和真空开关管的壳体的接触区域中的更上面提及的支承部位。通过这两个支承部位，实现对螺栓、挺杆和可运动的触点的特别可靠的引导。特别有利的是如下设计方案，在所述设计方案中，支撑间距、亦即两个支承部位之间的间距尽可能大。

按照至少一个实施方式，所述真空开关管、特别是所述壳体包括开关室和绝缘体，所述可运动的触点设置在所述开关室的内部，所述绝缘体设置在开关室与波纹管之间。引导装置和壳体的接触区域和因此第二支承部位然后例如在开关室的高度上。由此，取得大的支撑间距。

按照至少一个实施方式，操纵装置具有操纵杆，所述操纵杆与螺栓连接，以用于操纵螺栓和挺杆。

按照至少一个实施方式，所述引导装置具有用于容纳所述操纵装置、特别是所述螺栓或所述挺杆的第一开口以及用于容纳所述壳体的第二开口。由此，引导装置可以在一定程度上套装到真空开关管上。开口例如是圆形的或基本上圆形的并且处于引导装置的相反的轴向端部上。

波纹管例如设置在壳体的面对螺栓的那侧上并且因此完全处于所述引导装置的内部。

按照至少一个实施方式，所述引导装置具有能导电的嵌件或能导电的套筒，所述嵌件与所述挺杆电连接并且例如设置在所述第一开口中。特别是嵌件和挺杆分别在端侧处于接触中并且由此电连接。

按照至少一个实施方式，所述嵌件包含黄铜、黄铜合金、铜或铜合金。

按照至少一个实施方式，所述引导装置固定在所述挺杆和/或所述螺栓上。备选地或附加地，所述引导装置可以由此与所述操纵装置连接，使得所述引导装置、特别是所述嵌件固定夹紧在螺栓与挺杆之间。

按照至少一个实施方式，所述开关元件具有与所述嵌件电连接的连接触点、例如连接板材、连接线材或连接绞合线。

连接触点用于将可运动的触点与分接开关的另一个部件电连接。所述可运动的触点例如可以是开关触点(英语：main switching contact)或阻抗触点(英语：transitioncontact)。对此参阅按照IEC 60214-1:2014或DIN EN 60214-1:2014的业内常见的术语。

按照至少一个实施方式，所述引导装置和/或与所述真空开关管的壳体处于接触中的部分区域旋转对称地或基本上旋转对称地构造。由此避免：通过引导装置将造成的净力施加到真空开关管上。

概念“旋转对称”在此应理解成，其不仅包括离散的旋转对称而且包括连续的旋转对称、即旋转对称。

按照改善设计此外给出一种分接开关、特别是有载分接开关，所述分接开关具有包括一个按照改善设计的开关元件。

按照至少一个实施方式，所述分接开关构造为阻抗快速开关(英语：type OLTC或high-speed resistor type OLTC)或者构造为反应器开关(英语：reactortype OLTC)。

按照所述分接开关的至少一个实施方式，所述分接开关包含具有所述开关元件的负载转换开关(英语：diverter switch)或者具有所述开关元件的负载选择器(英语：selector switch)。

按照所述分接开关的至少一个实施方式，可运动的触点作为分接开关的开关触点或阻抗触点起作用。

按照所述分接开关的至少一个实施方式，多个、优选所有开关触点和/或多个、优选所有阻抗触点以分别一个按照改善设计的开关元件实施。

附图说明

下面借助示例性的实施方式参考附图详细解释本发明。功能上相同或具有相同效果的部件可以设有相同附图标记。相同部件或具有相同功能的部件也许仅关于其首先出现的图来解释。所述解释不必然在以下附图中重复。

附图中：

图1示出按照改善设计的开关元件的示例性实施方式的透视图；

图2示出图1中的开关元件的另一个透视图；

图3示出图1中的开关元件的纵剖图；

图4示出用于按照改善设计的开关元件的引导装置的示例性实施方式的透视图；并且

图5示出图4中的引导装置的纵剖图。

具体实施方式

图1、图2和图3示出按照改善设计的开关元件的一种示例性实施方式的透视图以及纵剖图。除了在图2中未示出引导装置F之外，图1和图2是相同的。

开关元件包括具有壳体的真空开关管V。所述壳体具有开关室S，所述开关室例如具有部分柱体形的外壁并且可以至少部分地由金属制成。所述壳体此外具有绝缘体IK，所述绝缘体基本上构造为具有环形横截面的管状区段并且至少部分地由电绝缘材料、例如陶瓷材料制成。绝缘体IK套装到开关室S上并且与其连接。

真空开关管V具有轴向地相对于真空开关管V可运动的触点K1、不可运动的触点K2以及可运动的挺杆ST，所述挺杆与可运动的触点K1连接。触点K1、K2设置在开关室S中。

此外，真空开关管V具有处于外部的波纹管B、例如钢波纹管，所述波纹管套装到绝缘体IK上并且与绝缘体IK特别是不透气地连接。挺杆ST从壳体的外部穿过波纹管B延伸到开关室S中。波纹管B也与挺杆ST不透气地连接。

通过操纵挺杆ST和因此可运动的触点K1，可以打开和关闭真空开关管。波纹管B在此伸展或压缩。

示例性的开关元件包括螺栓BZ，所述螺栓与挺杆ST连接并且与所述挺杆同轴地取向。螺栓BZ可以借助操纵杆H(在图3中未示出)操纵，所述操纵杆在这里示例性地构造为角杆。

示出的开关元件例如具有支承座L(在图3中未示出)，该支承座管状的引导轴承FL，通过所述引导轴承，螺栓BZ从真空开关管V引导至操纵杆H。支承座L可以固定在分接开关的另一个部件、例如框架或机架上。

操纵装置、特别是螺栓BZ、操纵杆H和支承座L的准确设计与分接开关的相应设计有关，开关元件应在所述分接开关中使用。

开关元件此外具有引导装置F，所述引导装置例如构造为笼并且部分地包括真空开关管V、特别是完全包围波纹管B。引导装置F例如套装到真空管V上。引导装置F在图4和图5中单独地示出。

引导装置F具有第一开口O1，在所述第一开口中例如设置有能导电的嵌件E。嵌件E基本上管状地实施或者实施为套筒。开口O1容纳螺栓BZ，特别是所述螺栓BZ引导通过所述嵌件E。螺栓BZ固定在引导装置F上，从而引导装置F在操纵螺栓时来回一起运动。为此，嵌件E和因此引导装置F可以固定夹紧在螺栓BZ与挺杆ST之间。备选地或附加地，螺栓BZ可以与嵌件E连接。

引导装置F除了嵌件E和必要时用于将嵌件E固定在开口O1中的部件之外由电绝缘材料、例如塑料制成并且可以一件式构地构造。

嵌件E与开关元件的连接触点AK以及与挺杆ST电连接。

为了容纳壳体、特别是开关室S，引导装置F具有与第一开口O1相对置的第二开口O2。在示出的示例性的实施方式中，引导装置F具有多个同中心地设置的指状物或牵杆FI，所述指状物或牵杆例如靠近第二开口O2借助于环形的部件R相互连接。环形的部件R和/或指状物或牵杆FI的端部区域、特别是绕第二开口O2设置的端部区域构成引导装置F的部分区域，所述部分区域贴靠S在开关室上。

在借助于操纵杆H、螺栓BZ、挺杆ST以及触点K1操纵真空开关管V时，引导装置F一起运动。因为所述部分区域贴靠S在开关室上，引导装置F可以在此支撑在开关室S的外壁上并且部分地驶过所述外壁。如此抑制或预防螺栓BZ、挺杆ST或可运动的触点K1的倾转。

由此，实现两个支承部位。第一支承部位通过引导轴承FL构成，第二支承部位通过引导装置F的贴靠在开关室S上的部分区域构成。由此，与在没有引导装置F的情况相比取得对螺栓BZ、挺杆ST和触点K1的显著改善的引导，因为在后一种情况中只有唯一一个支承部位、即在引导轴承FL中给出。有利地，所述两个支承部位可以(在技术上预定的边界条件下)尽可能远地彼此分离，从而取得特别可靠的引导。

利用按照改善设计的开关元件或分接开关，基于对操纵装置和真空开关管的可运动的触点的改善引导，阻止或最小化可运动的触点的倾斜和错位。此外，在装配分接开关时阻止通过对应斜地安装真空开关管引起的倾斜。因此，阻止介电强度的不利降低。通过避免真空开关管的斜安装也实现：避免真空开关管的拉紧。此外，可以降低真空开关管和操纵装置的机械磨损。如果使用具有处于外部的波纹管的真空开关管，则通过引导装置此外保护波纹管免受机械损坏和过载。

附图标记列表

V 真空开关管

S 开关室

IK 绝缘体

B 波纹管

K1 可运动的触点

K2 固定的触点

ST 挺杆

F 引导装置

BZ 螺栓

AK 连接触点

L 支承座

FI 引导轴承

FI 指状物

R 环形的构件

H 操纵杆

O1、O2 开口

E 嵌件

Claims (13)

1.用于分接开关的开关元件，所述开关元件包括：

-真空开关管(V)，所述真空开关管具有可运动的触点(K1)、与所述可运动的触点(K1)连接的挺杆(ST)和壳体，所述可运动的触点(K1)设置在所述壳体的内部中；

-用于操纵所述挺杆(ST)和因此操纵所述可运动的触点(K1)的操纵装置；以及

-引导装置(F)，所述引导装置设置在所述壳体的外部并且固定在所述操纵装置上，从而所述引导装置(F)在操纵所述可运动的触点(K1)时一起运动；

-其中，所述引导装置(F)至少部分地包围所述壳体并且所述引导装置(F)的至少一个部分区域贴靠在所述壳体上，从而所述部分区域在操纵所述可运动的触点(K1)时沿着所述壳体运动。

2.按照权利要求1所述的开关元件，其中，所述真空开关管(V)具有处于外部的波纹管(B)，所述波纹管密封所述壳体的内部。

3.按照权利要求2所述的开关元件，其中，所述引导装置(F)包围所述波纹管(B)并且由此保护所述波纹管(B)以防外部的机械作用。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的开关元件，其中，所述操纵装置包括：

螺栓(BZ)，所述螺栓与所述挺杆(ST)连接；以及

支承座(L)，所述支承座构成用于所述螺栓(BZ)的支承部位并且在操纵时引导所述螺栓(BZ)。

5.按照权利要求4所述的开关元件，其中，所述引导装置(F)固定在所述螺栓(BZ)和/或所述挺杆(ST)上或者固定夹紧在螺栓(BZ)与挺杆(ST)之间。

6.按照权利要求1至3中任一项所述的开关元件，其中，所述引导装置(F)具有用于容纳所述操纵装置的第一开口(O1)和用于容纳所述壳体的第二开口(O2)。

7.按照权利要求6所述的开关元件，其中，所述引导装置(F)具有能导电的嵌件(E)，所述嵌件设置在所述第一开口(O1)中并且与所述挺杆(ST)电连接。

8.按照权利要求7所述的开关元件，其中，所述开关元件包括连接触点(AK)，所述连接触点与所述嵌件(E)电连接。

9.按照权利要求1至3中任一项所述的开关元件，其中，所述真空开关管具有开关室和绝缘体，所述可运动的触点设置在所述开关室的内部，并且所述引导装置(F)的部分区域贴靠在所述开关室上。

10.按照权利要求1至3中任一项所述的开关元件，其中，所述引导装置(F)和/或所述部分区域旋转对称地构造。

11.分接开关，所述分接开关包括按照权利要求1至10中任一项所述的开关元件。

12.按照权利要求11所述的分接开关，其中，所述分接开关具有负载转换开关或负载选择器，所述负载转换开关或所述负载选择器包括所述开关元件。

13.按照权利要求11或12所述的分接开关，其中，所述可运动的触点(K1)作为所述分接开关的开关触点或阻抗触点起作用。