CN112272855B - 高压断路器 - Google Patents

Abstract

一种高压断路单元，该高压断路单元包括固定触头组件和可动触头组件，固定触头组件具有至少第一固定主触头和第一固定辅助触头，可动触头组件具有至少第一可动主触头和第一可动辅助触头，第一可动主触头和第一可动辅助触头相对于所述第一固定主触头和所述第一固定辅助触头从触头关合位置旋转至触头开断位置，其特征在于，在所述断路单元的开断操作期间，所述第一可动主触头与所述第一固定主触头的分离发生在所述第一可动辅助触头与所述第一固定辅助触头的分离之前，其特征还在于，所述第一可动辅助触头与所述第一固定辅助触头之间的相对开断速度V1大于所述第一可动主触头与所述第一固定主触头之间的相对开断速度V2。

Description

高压断路器

技术领域

本发明涉及一种高压断路器，尤其涉及一种高压金属封闭开关设备中使用的高压断路器或组合的断路器和接地开关的触头组件。为了本发明的目的，术语“高压”用于表示1000伏AC以上的工作电压。

特别地，根据本发明的高压断路器，由于其创新的结构，允许根据同时简单、有效和紧凑的解决方案使所需电气操作的执行最优化。

背景技术

从现有技术中已知，气体绝缘开关设备中的用于断路或者用于断路和接地的电气操作可以借助于一个或更多个可动触头的平移运动来执行，其中，这些可动触头能够相对于相应的固定触头联接/脱开联接。已知类型的装置的明显缺点归因于以下事实：为了执行各种操作，例如输入线或输出线上的断路操作，使用了结构上彼此分离且彼此不同的专用部件。以这种方式，用于实施各种操作的部件的数量较多，并且导致设备的整体尺寸和体积的增加，结果是在成本方面产生了额外的负担。

从现有技术中还已知，断路单元或组合的断路和接地单元可以通过旋转致动装置、通常是马达驱动器来操作。可动触头通常刚性地固定在马达上，并刚性地随其旋转，以实施所需的断路和/或接地操作。

为了承受在开断/关合操作过程中产生的电弧，固定触头组件和可动触头组件通常设置有辅助触头，辅助触头由耐电弧性更好的材料(例如钨/铜合金)制成或包含该材料，在开断/关合操作期间，电流切换到辅助触头中。

在特殊情况下，例如在双母线(DBB)空气绝缘开关设备(AIS)的母线转换操作中，由于明显的电压降(其通常会比气体绝缘开关设备(GIS)中的电压降大得多)，有必要应对两个母线之间的一定电压差。在这种情况下，存在较大的电弧能量，其可能会导致弧触头材料的快速烧蚀。

因此，为了保证开关设备的正常功能，对于这种应用的标准要求(例如IEC标准母线转换电流切换试验)在规定要应用于母线转换电流切换试验(其包括N°100 CO操作)的电压和电流额定值方面特别严格。

例如，关于标称电压为170kV且额定正常电流≥2000A的应用，母线转换额定值为100V/1600A。在这些情况下，在通常用于旋转触头的速度下，辅助触头在开断时受到延长的电弧持续时间(例如>100ms的电弧持续时间)的影响，在关合时会出现明显的预起弧。

这种较大的电弧能量会导致弧触头材料的快速烧蚀，从而失去绝缘配合。标称触头会逐渐受到电弧的影响，从而失去DS功能并导致母线转换试验失败。

为了避免上述问题，并使用旋转DS或组合的DS/ES来通过母线转换试验，必须使开断时的电弧持续时间显著缩短到可接受的电弧能级。

因此，应该显著提供弧触头之间的相对开断速度，例如至少提高10倍。这可以通过高速驱动器来实现，但是这种解决方案将不可避免地导致马达驱动器尺寸过大，并导致成本和技术风险(机械方面、密封方面等)增加。

发明内容

基于上述考虑，需要一种针对高压断路单元的可用技术方案，该技术方案将能够克服上述限制和问题。

因此，本公开旨在提供一种高压断路单元，其允许克服至少一些上述缺点。

特别地，本发明旨在提供一种高压断路单元，其能够在断路单元的开断/关合操作期间承受不利的电弧影响。

此外，本发明的目的在于提供一种高压断路单元，其能够确保适当的耐电弧性而不会使断路单元的致动驱动器尺寸过大。

另外，本发明旨在提供一种高压断路单元，其中，显著降低了在形成电弧的情况下触头表面的烧蚀。

另外，本发明的目的在于提供一种高压断路单元，其中，显著降低了在关合操作期间的电弧的预起弧风险。

另外，本发明旨在提供一种高压断路单元，该高压断路单元能够以一定的安全裕度通过母线转换标准试验。

此外，本发明旨在提供一种高压断路单元，其中，旋转DS或组合的DS/ES的一般功率试验表现得以提高。

另外，本发明的目的在于提供一种高压断路单元，其具有部件数量减少的紧凑结构，是可靠的并且相对容易以有竞争力的成本进行生产。

因此，本发明涉及一种高压断路单元，其包括固定触头组件和可动触头组件，所述固定触头组件具有至少第一固定主触头和第一固定辅助触头，所述可动触头组件具有至少第一可动主触头和第一可动辅助触头，所述第一可动主触头和所述第一可动辅助触头相对于所述第一固定主触头和所述第一固定辅助触头从触头关合位置旋转至触头开断位置。本公开的高压断路单元的特征在于，在所述断路单元的开断操作期间，所述第一可动主触头与所述第一固定主触头的分离发生在所述第一可动辅助触头与所述第一固定辅助触头的分离之前，其特征还在于，所述第一可动辅助触头与所述第一固定辅助触头之间的相对开断速度V1大于所述第一可动主触头与所述第一固定主触头之间的相对开断速度V2。

如在下面的描述中更好地说明的，由于本发明的高压断路单元的特定结构，尤其是固定触头组件和可动触头组件的特定结构，可以避免或至少极大减少上述问题。

实际上，在本公开的高压断路单元中，可动主触头和可动辅助触头与相应的固定主触头和固定辅助触头的分离是在不同的时刻以不同的速度发生的，相对于主触头的分离，辅助触头的分离较晚发生并且分离速度更快。

以这种方式，显著减少了电弧持续时间，而无需使可动触头组件的致动驱动器尺寸过大。实际上，尽管第一可动主触头的速度V2可以保持在相对较低的值、例如<1.5rad/s，但第一可动辅助触头的速度V1可以比V2高一个数量级，甚至更多。以这种方式，可以极大减少电弧持续时间。

如在下面的描述中更好地说明的，在根据本发明的高压断路单元的一典型实施例中，可动触头组件可以有利地包括弹性装置，当所述第一可动辅助触头与相应的第一固定辅助触头分离时，弹性装置以速动动作(snapping action)作用在所述第一可动辅助触头上，由此赋予所述第一可动辅助触头所述开断速度V2。

在这种情况下，所述弹性装置可以合宜地包括弹簧装置，例如恰当地定位的一个或更多个弹簧，以向所述第一可动辅助触头施加所述速动动作。

在根据本发明的高压断路单元的一有利实施例中，优选地，第一可动主触头绕第一旋转轴旋转，而第一可动辅助触头绕第二旋转轴旋转，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴不同且与所述第一旋转轴分离。

实际上，在本发明的高压断路单元中，开断速度V1是所述第一可动辅助触头绕所述第二旋转轴的旋转角速度，而开断速度V2是所述第一可动主触头绕所述第一旋转轴的旋转角速度。

在这种情况下，在高压断路单元的一较大程度上优选的实施例中，所述第二旋转轴有利地可枢转地固定在所述第一可动主触头上，使得所述第二旋转轴相对于所述第一固定主触头和所述第一固定辅助触头的相对位置在所述第一可动主触头的旋转期间改变。

实际上，根据该实施例，在高压断路单元的断路操作期间，第一可动辅助触头的第二旋转轴并没有相对于固定触头组件固定而是变化的。特别地，如在下文中更好地说明的，在断路操作的至少一阶段期间，第一可动辅助触头的第二旋转轴与所述第一固定主触头和所述第一固定辅助触头之间的距离增加。

在当前公开的高压断路单元的一特定实施例中，所述第一可动主触头包括彼此平行并且沿着第一旋转轴彼此间隔开的第一触头臂和第二触头臂，所述第一可动辅助触头位于所述第一触头臂和所述第二触头臂之间。

高压断路单元的典型实施例的特征在于，所述固定触头组件包括固定触头本体。第一固定主触头则有利地包括位于所述固定触头本体的相反面上的第一触头表面和第二触头表面。相应地，第一固定辅助触头优选地包括位于所述固定触头本体的底部部分上的第三触头表面。为了本发明的目的，术语“底部部分”表示固定触头本体的最接近所述第一可动辅助触头的部分。

此外，所述第一触头表面和所述第二触头表面基本上彼此平行，所述第三触头表面基本上垂直于所述第一触头表面和所述第二触头表面。

实际上，在本发明的该很大程度上优选的实施例中，固定触头组件由单个固定触头本体形成，所述固定触头本体在第一和第二相反面上具有两个平行表面，从而形成所述第一触头表面和第二触头表面，并且在垂直于所述第一和第二相反面的第三面上具有第三表面，从而形成所述第三触头表面。

在这种情况下，根据本公开的高压断路单元的优选实施例，所述第一可动主触头的所述第一触头臂和所述第二触头臂在其各自的面对表面上有利地包括触头条，所述触头条可操作地可联接至所述固定触头本体的所述第一触头表面和所述第二触头表面，如在下文中更好地说明的。

相应地，所述第一可动辅助触头有利地包括：刚性地固定在所述第二旋转轴上的触头支撑部以及在所述触头支撑部的端部处的触头头部，所述触头头部能够可操作地联接至所述固定触头本体的所述第三触头表面，如在下文中更好地说明的。

在本文所公开的高压断路单元的实施例中，所述弹性装置优选地包括第一扭转弹簧和第二扭转弹簧，所述第一扭转弹簧和所述第二扭转弹簧在所述第二旋转轴上同轴地分别安装在所述触头支撑部与所述第一触头臂之间和所述触头支撑部与所述第二触头臂之间。

根据本发明，在高压断路单元的一典型操作情形下，在所述断路单元的关合位置，所述第一可动主触头联接至所述第一固定主触头，同时所述第一可动辅助触头与所述第一固定辅助触头脱开联接。因此，在关合位置，电流仅流动通过所述第一固定主触头和所述第一可动主触头。可替代地，在关合位置，所述第一可动主触头和所述第一可动辅助触头两者与相应的固定触头接合。

随后，所述断路单元的开断操作通常包括第一步骤，在第一步骤中，第一可动主触头旋转并保持与第一固定主触头接触，同时第一可动辅助触头与第一固定辅助触头接触。在该阶段期间，电流流动通过第一固定主触头和第一可动主触头以及第一固定辅助触头和第一可动辅助触头。当在关合位置第一可动主触头和第一可动辅助触头两者与相应的固定触头接合的情况下，则不存在该第一步骤。

在断路单元的开断操作的第二步骤中，第一可动主触头继续旋转，并以所述开断速度V2与所述第一固定主触头脱开联接，同时所述第一可动辅助触头沿与所述第一可动主触头的旋转方向相反的方向向后弯曲并在所述第一固定辅助触头上滑动从而保持与所述第一固定辅助触头的电接触。因此，在该阶段期间，电流路径从主触头转换至辅助触头。

随后，在断路单元的开断操作的第三步骤中，所述第一可动主触头继续旋转，同时所述第一可动辅助触头以所述开断速度V1速动离开所述第一固定辅助触头。这是可动触头组件和固定触头组件之间发生实际分离并形成电弧的阶段。如前所述，由于相对于常规的开断速度(即相对于通常通过驱动器赋予主可动触头的开断速度V2)，开断速度V1可以非常高，因此可以极大减少电弧持续时间，从而使上述不利影响最小化。

最后，在断路单元的开断位置，所述第一可动主触头和所述第一可动辅助触头两者与相应的第一固定主触头和第一固定辅助触头脱开联接。

在当前公开的高压断路单元的一优选实施例中，在所述第三步骤中，所述第一可动辅助触头优选地通过在所述弹性装置的作用下沿与所述第一可动主触头相同的方向旋转而速动离开所述第一固定辅助触头。

如在下文中更好地说明的，在本发明的优选实施例中，在开断操作的一阶段期间，所述第一可动辅助触头通过与所述第一固定辅助触头的表面机械干涉而沿与所述第一可动主触头的旋转方向相反的方向向后弯曲，由此使弹性装置(例如弹簧装置)加载。

随后，在开断操作的后续阶段中，第一可动辅助触头和第一固定辅助触头之间的机械干涉停止，并且第一可动辅助触头在弹性装置的作用下自由地沿所述第一可动主触头的旋转方向快速速动，由此实现与相应的第一固定辅助触头的分离。

换言之，在本发明的一较大程度上优选的实施例中，在该后续操作阶段中，由弹性装置施加的作用在第一可动辅助触头上的力克服了第一可动辅助触头和第一固定辅助触头之间的机械阻力。因此，第一可动辅助触头通过以所述开断速度V1逆时针旋转而自由地快速地速动离开所述第一固定辅助触头，所述开断速度V1基本上由所述第一可动辅助触头绕其旋转轴的旋转角速度给出。

根据本发明的高压断路单元的实施例，所述断路单元可以包括至少第二固定触头组件。

优选地，所述第二固定触头组件合宜地与所述第一固定触头组件间隔开，并且在一实施例中位于所述第一可动主触头的旋转平面中。实际上，根据该实施例，所述第一可动主触头可通过旋转经过相继的触头位置而与第一固定触头组件或第二固定触头组件中的任何一者联接。根据优选的替代实施例，所述第二固定触头组件位于所述第一可动主触头的旋转平面之外，并且所述可动触头组件合宜地设置有能够与所述第二固定触头以类似于第一固定触头和第一可动触头的方式联接/脱开联接的第二可动主触头和第二可动辅助触头。

在根据本发明的高压断路单元的另一优选实施例中，所述断路单元可以包括第三固定触头组件，所述第三固定触头组件与所述第一固定触头组件和所述第二固定触头组件间隔开，并且位于所述第一可动主触头的旋转平面中。所述第二固定触头组件和所述第三固定触头组件中的一者处于地电位。以这种方式，可以实施高压开关设备的典型组合的断路和接地操作。

特别是，如果处于地电位的固定触头设置有相应的固定辅助触头，则可以达到IEC62271-102附录C中指定的感应电流切换实验的更严格的额定值，这原本需要使用昂贵得多的快速接地断路器。

包括所公开的断路单元的高压开关设备也是本发明的一部分。

附图说明

根据本发明的高压断路单元的优选的而非排他的实施例(其通过示例的方式在附图中示出)的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本发明的高压断路单元的一实施例的立体图，其中，高压断路单元处于触头关合位置；

图2是根据本发明的高压断路单元的一实施例的立体图，其中，高压断路单元处于触头开断位置；

图3是根据本发明的高压断路单元的一实施例的更详细的立体图，其中，高压断路单元处于触头开断位置；

图4是根据本发明的高压断路单元的一实施例的第二立体图，其中，高压断路单元处于触头关合位置；

图5是根据本发明的高压断路单元的开断操作的第一阶段的立体图；

图6是根据本发明的高压断路单元的开断操作的第二阶段的立体图；

图7是根据本发明的高压断路单元的开断操作的第三阶段的立体图；

图8是根据本发明的高压断路单元的一实施例的第二立体图，其中，高压断路单元处于触头开断位置。

具体实施方式

参考附图，由附图标记1表示的本发明的高压断路单元在其更一般的定义中包括固定触头组件2，该固定触头组件2具有至少第一固定主触头21和第一固定辅助触头22。

断路单元1还包括可动触头组件3，其具有至少第一可动主触头31和第一可动辅助触头32，第一可动主触头31和第一可动辅助触头32相对于所述第一固定主触头21和第一固定辅助触头22从触头关合位置旋转至触头开断位置。根据已知实施例，第一可动主触头31能够可操作地连接至马达驱动器，例如电控旋转马达，其赋予所述第一可动主触头31旋转运动以实施所需的开断或关合操作。

本发明的断路单元1的显著特征之一通过以下事实给出：在所述断路单元1的开断操作期间，所述第一可动主触头31与所述第一固定主触头21的分离发生在所述第一可动辅助触头32与相应的第一固定辅助触头22的分离之前。

进一步地，本发明的断路单元1的特征在于：第一可动辅助触头32与所述第一固定辅助触头22之间的相对开断速度V1大于所述第一可动主触头31与所述第一固定主触头21之间的相对开断速度V2。

换言之，在本发明的断路单元1中，主触头21和31之间的分离相对于辅助触头32和22之间的分离在不同的时间以不同的速度发生。

在高压断路单元1的典型实施例中，可动触头组件3还包括弹性装置4，该弹性装置4以速动动作作用在所述第一可动辅助触头32上，该速动动作赋予所述第一可动辅助触头32所述开断速度V2。换言之，当第一可动主触头31通过例如马达驱动器以速度V2运动时，第一可动辅助触头32的开断操作由弹性装置4通过速动动作以速度V1被致动，该速度V1大于第一可动主触头31的速度V2。

优选地，所述弹性装置4可以合宜地包括弹簧装置，例如适当定位的一个或更多个扭转弹簧。

在所示的实施例中，高压断路单元1的开断/关合操作通过所述第一可动主触头31绕第一旋转轴310的旋转和所述第一可动辅助触头32绕第二旋转轴320的旋转来发生。

特别参照图1至图3，第一旋转轴310的位置相对于所述第一固定主触头21和第一固定辅助触头22固定，而第二旋转轴320可枢转地固定在所述第一可动主触头31上，尤其是在其相对于所述第一旋转轴310的偏心位置中。

实际上，开断速度V1由第一可动辅助触头32绕所述第二旋转轴320的旋转角速度给出，而开断速度V2由第一可动主触头31绕所述第一旋转轴310的旋转角速度给出。

因此，在所述第一可动主触头31旋转期间，所述第二旋转轴320相对于所述第一固定主触头21和第一固定辅助触头22的相对位置改变。特别是，在图1的关合位置，第二旋转轴320位于第一旋转轴310与固定主触头21和固定辅助触头22之间，而在图2和图3的开断位置，第二旋转轴320逆时针运动，并且第二旋转轴320距固定主触头21和固定辅助触头22的距离增加。

在附图所示的高压断路单元1的实施例中，所述第一可动主触头31包括彼此平行的第一触头臂311和第二触头臂312。而且，第一触头臂311和第二触头臂312沿着所述第一旋转轴310彼此间隔开，从而在其间留有空间。

以这种方式，所述第一可动辅助触头32可以合宜地位于所述第一触头臂311和第二触头臂312之间的所述空间中，从而获得可动触头组件3的非常紧凑的结构。

如附图的实施例所示，固定触头组件2包括具有细长形状的固定触头本体20，其朝向可动触头组件3突伸。

第一固定主触头21则包括位于所述细长固定触头本体20的相反面上的第一触头表面211和第二触头表面212，而所述第一固定辅助触头22包括位于所述固定触头本体20的底部部分上(即固定触头本体20的靠近可动触头组件3的端部处)的第三触头表面223。

实际上，如在附图中清楚地示出的，第一触头表面211和第二触头表面212基本彼此平行，而第三触头表面223基本垂直于所述第一触头表面211和第二触头表面212。

因此，从构造的角度来看，固定触头组件2可以合宜地由单个固定触头本体20形成，固定触头本体20在第一和第二相反面上具有两个平行的表面211和212，从而形成所述第一触头表面和第二触头表面。固定触头本体20还在垂直于所述固定触头本体20的所述第一和第二相反面的第三面上设置有第三表面223，从而形成所述第三触头表面。以这种方式，固定触头组件2的总体设计可以具有非常紧凑的设计并且可以非常容易地制造。

特别参考图2和图3所示的实施例，所述第一可动主触头31的第一触头臂311和第二触头臂312分别在它们各自的面对表面上(即第一触头臂311和第二触头臂312的彼此面对的表面上)包括触头条350。

触头条350可操作地联接至所述固定触头本体20的所述第一触头表面211和第二触头表面212，并且在断路单元1处于关合位置时提供标称电流路径。

第一可动辅助触头32则包括触头支撑部321和触头头部322，触头支撑部321呈细长体形式且具有刚性地固定在所述第二旋转轴320上的第一端部，触头头部322位于所述触头支撑部321的第二端部处。

触头头部322可操作地联接至所述固定触头本体20的所述第三触头表面223，并在断路单元1的开断操作的一阶段期间提供转换电流路径。

在高压断路单元1的一实施例中，所述弹性装置4包括第一扭转弹簧41和第二扭转弹簧42，第一扭转弹簧41和第二扭转弹簧42在所述第二旋转轴320上同轴地分别安装在所述触头支撑部321与所述第一触头臂311之间和所述触头支撑部321与所述第二触头臂312之间。

参考所附的图4至图8，本发明的高压断路单元1的开断操作可以描述如下。

参考图4，在所述断路单元1的关合位置，第一可动主触头31联接至所述第一固定主触头21，从而提供标称电流路径，而所述第一可动辅助触头32与所述第一固定辅助触头22脱开联接。

随后，参考图5，在开断操作的第一步骤中，第一可动主触头31旋转，例如逆时针旋转，并保持与第一固定主触头21接触，同时第一可动辅助触头32与第一固定辅助触头22接触。在此阶段，电流可以流动通过主触头21、31系统和辅助触头22、32系统，电流强度取决于主触头21、31系统和辅助触头22、32系统的接触电阻。

如前所述，在高压断路单元1的更一般的实施例中，在关合位置，第一可动主触头31和第一可动辅助触头32两者与相应的固定主触头21和固定辅助触头22接合，在这种情况下，不存在上述第一步骤。

在开断操作的第二步骤中，如图6所示，第一可动主触头31继续逆时针旋转，并以所述开断速度V2与第一固定主触头21脱开联接(主触头开断)，同时第一可动辅助触头32沿与所述第一可动主触头31的旋转方向相反的方向顺时针向后弯曲并在所述第一固定辅助触头21上滑动，从而与其保持电接触。因此，在该阶段期间，电流路径从主触头系统转换至辅助触头系统。同时，第一可动辅助触头32与第一固定辅助触头22之间的机械干涉(其迫使第一可动辅助触头32向后弯曲并顺时针旋转)使得弹性装置4加载。

随后，第一可动主触头31继续逆时针旋转，并且第一可动辅助触头32在第一固定辅助触头21上滑动，同时其旋转轴320运动远离固定触头组件，直至到达图7的位置。

在该位置，由弹性装置4施加的力克服了第一可动辅助触头32和第一固定辅助触头22之间的机械阻力。因此，第一可动辅助触头32通过以所述开断速度V1逆时针旋转自由地快速地速动离开所述第一固定辅助触头，该开断速度V1基本上由所述第一可动辅助触头32绕其旋转轴320的旋转角速度给出。

最后，参考图8，在开断位置，所述第一可动主触头31和第一可动辅助触头32两者与相应的第一固定主触头21和第一固定辅助触头22脱开联接。

已经参考第一可动主触头31的逆时针运动和第一可动辅助触头32的初始顺时针运动以及随后的第一可动辅助触头32的逆时针速动动作描述了高压断路单元1的开断操作。显然，可以以类似的方式通过使第一可动主触头31顺时针旋转以及使第一可动辅助触头32先逆时针再顺时针旋转来进行操作。

根据附图中未示出的高压断路单元1的特定实施例，所述断路单元1可包括至少第二固定触头组件。

第二固定触头组件合宜地与第一固定触头组件2间隔开并且位于第一可动主触头31的旋转平面中。实际上，根据该实施例，第一可动主触头31可以通过旋转经过相继的触头位置而与第一固定触头组件2或第二固定触头组件中的任一者联接。

此外，所述断路单元1可以包括第三固定触头组件，其与所述第一固定触头组件2和第二固定触头组件间隔开，并且位于所述第一可动主触头31的旋转平面中，所述第二固定触头组件2和第三固定触头组件中的一者处于地电位。通过这种方式，可以实施高压开关设备的典型组合的断路和接地操作。

从上面的描述中可以清楚地看出，当前公开的高压断路单元完全解决了所强调的现有技术的断路单元的技术问题。

特别地，通过本发明可以实现的辅助固定触头和主触头之间的高分离速度允许相对于常规断路单元减少电弧持续时间。因此，显著减少了在形成电弧的情况下触头表面的烧蚀。这不仅对断路单元的工作寿命具有非常积极的影响，而且对断路单元以一定的安全裕度通过母线转换标准实验的能力以及更一般地提高功率试验表现也有非常积极的影响。

此外，由于较少的电弧暴露而显著降低了触头的烧蚀，因此也显著降低了关合操作期间的预起弧风险，由此极大提高了高压断路单元在关合操作期间的性能。

还值得注意的是，断路单元的结构非常简单并且部件数量减少，从而使制造和维护成本最小化。此外，该结构极其紧凑，可以允许极大地优化断路单元内的空间和体积。

可以对如此构思的高压断路单元进行多种变型，所有这些变型都落入所附权利要求的范围内。实际上，根据所需和现有技术，所使用的材料以及可能的尺寸和形状可以是任意的。

Claims (14)

1.一种高压断路单元(1)，所述高压断路单元(1)包括固定触头组件(2)、可动触头组件(3)，所述固定触头组件(2)具有至少第一固定主触头(21)和第一固定辅助触头(22)，所述可动触头组件(3)具有至少第一可动主触头(31)和第一可动辅助触头(32)，所述第一可动主触头(31)和所述第一可动辅助触头(32)相对于所述第一固定主触头(21)和所述第一固定辅助触头(22)从触头关合位置旋转至触头开断位置，其特征在于，在所述高压断路单元(1)的开断操作期间，所述第一可动主触头(31)与所述第一固定主触头(21)的分离发生在所述第一可动辅助触头(32)与所述第一固定辅助触头(22)的分离之前，其特征还在于，所述第一可动辅助触头(32)与所述第一固定辅助触头(22)之间的相对开断速度V1大于所述第一可动主触头(31)与所述第一固定主触头(21)之间的相对开断速度V2，所述固定触头组件(2)包括固定触头本体(20)，所述第一固定主触头(21)包括位于所述固定触头本体(20)的相反面上的第一触头表面(211)和第二触头表面(212)，所述第一固定辅助触头(22)包括位于所述固定触头本体(20)的底部部分上的第三触头表面(223)，所述第一可动辅助触头(32)在所述第一固定辅助触头(22)的所述第三触头表面(223)上滑动，所述第一可动主触头(31)绕第一旋转轴(310)旋转，并且所述第一可动辅助触头(32)绕第二旋转轴(320)旋转，所述开断速度V1是所述第一可动辅助触头(32)绕所述第二旋转轴(320)的旋转角速度，所述开断速度V2是所述第一可动主触头(31)绕所述第一旋转轴(310)的旋转角速度。

2.根据权利要求1所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述可动触头组件(3)包括弹性装置(4)，所述弹性装置(4)以速动动作作用在所述第一可动辅助触头(32)上，所述速动动作赋予所述第一可动辅助触头(32)所述开断速度V2。

3.根据权利要求2所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述弹性装置(4)包括弹簧装置。

4.根据权利要求1所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述第二旋转轴(320)可枢转地固定在所述第一可动主触头(31)上，所述第二旋转轴(320)相对于所述第一固定主触头(21)和所述第一固定辅助触头(22)的相对位置在所述第一可动主触头(31)的旋转期间改变。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述第一可动主触头(31)包括彼此平行且沿着第一旋转轴(310)彼此间隔开的第一触头臂(311)和第二触头臂(312)，所述第一可动辅助触头(32)位于所述第一触头臂(311)和所述第二触头臂(312)之间。

6.根据权利要求5所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述第一触头表面(211)和所述第二触头表面(212)基本上彼此平行，所述第三触头表面(223)基本上垂直于所述第一触头表面(211)和所述第二触头表面(212)。

7.根据权利要求6所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述第一可动主触头(31)的所述第一触头臂(311)和所述第二触头臂(312)在所述第一触头臂(311)和所述第二触头臂(312)的彼此面对的表面上包括触头条(350)，所述触头条(350)能够可操作地联接至所述固定触头本体(20)的所述第一触头表面(211)和所述第二触头表面(212)，所述第一可动辅助触头(32)包括刚性地固定在所述第二旋转轴(320)上的触头支撑部(321)以及在所述触头支撑部(321)的端部处的触头头部(322)，所述触头头部(322)能够可操作地联接至所述固定触头本体(20)的所述第三触头表面(223)。

8.根据权利要求7所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述可动触头组件(3)包括弹性装置(4)，所述弹性装置(4)以速动动作作用在所述第一可动辅助触头(32)上，所述速动动作赋予所述第一可动辅助触头(32)所述开断速度V2，并且所述弹性装置(4)包括第一扭转弹簧(41)和第二扭转弹簧(42)，所述第一扭转弹簧(41)和所述第二扭转弹簧(42)在所述第二旋转轴(320)上同轴地分别安装在所述触头支撑部(321)与所述第一触头臂(311)之间和所述触头支撑部(321)与所述第二触头臂(312)之间。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的高压断路单元(1)，其特征在于，在所述高压断路单元(1)的关合位置，所述第一可动主触头(31)联接至所述第一固定主触头(21)，同时所述第一可动辅助触头(32)与所述第一固定辅助触头(22)脱开联接，并且其特征在于，所述高压断路单元(1)的所述开断操作包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤，在所述第一步骤中，所述第一可动主触头(31)旋转并保持与所述第一固定主触头(21)接触，同时所述第一可动辅助触头(32)与所述第一固定辅助触头(22)接触，在所述第二步骤中，所述第一可动主触头(31)继续旋转并以所述开断速度V2与所述第一固定主触头(21)脱开联接，同时所述第一可动辅助触头(32)沿与所述第一可动主触头(31)的旋转方向相反的方向向后弯曲并在所述第一固定辅助触头(22)上滑动从而保持与所述第一固定辅助触头的电接触，在所述第三步骤中，所述第一可动主触头(31)继续旋转，同时所述第一可动辅助触头(32)以所述开断速度V1速动离开所述第一固定辅助触头(22)，在所述第四步骤中，所述第一可动主触头(31)和所述第一可动辅助触头(32)两者与相应的第一固定主触头(21)和第一固定辅助触头(22)脱开联接。

10.根据权利要求9所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述可动触头组件(3)包括弹性装置(4)，所述弹性装置(4)以速动动作作用在所述第一可动辅助触头(32)上，所述速动动作赋予所述第一可动辅助触头(32)所述开断速度V2，在所述第三步骤中，所述第一可动辅助触头(32)通过在所述弹性装置(4)的作用下沿与所述第一可动主触头(31)相同的方向旋转而速动离开所述第一固定辅助触头(22)。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的高压断路单元(1)，其特征在于，所述高压断路单元(1)包括至少第二固定触头组件，所述第二固定触头组件与所述固定触头组件(2)间隔开。

12.根据权利要求11所述的高压断路单元，其特征在于，所述高压断路单元包括第三固定触头组件，所述第三固定触头组件与所述固定触头组件(2)和所述第二固定触头组件间隔开，所述第二固定触头组件和所述第三固定触头组件中的一者处于地电位。

13.根据权利要求12所述的高压断路单元，其特征在于，所述可动触头组件(3)设置有能够与所述第二固定触头组件和/或所述第三固定触头组件联接/脱开联接的第二可动主触头和第二可动辅助触头。

14.一种高压开关设备，所述高压开关设备包括根据权利要求1至13中的任一项所述的高压断路单元(1)。