CN112534533A - 具有两个能相对彼此移动的接触部件的隔离开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有两个在两个终端位置之间能相对彼此移动的接触部件(7,8)的隔离开关(1)。第一接触部件(7)具有第一主触头(9)和刚性地布置在第一接触部件(7)上的第一辅助触头(11)。第二接触部件(8)具有第二主触头(19)、围绕转动轴线(25)可转动地支承的第二辅助触头(21)和复位弹簧(23)，在第二辅助触头(21)从起始位置偏移的情况下所述复位弹簧对第二辅助触头(21)施加复位力矩。在接触部件(7,8)的第一终端位置中，两个主触头(9,19)和两个辅助触头(11,21)相互分离。在接触部件(7,8)的第二终端位置中，两个主触头(9,19)相互接触并且两个辅助触头(11,21)相互分离。

Description

具有两个能相对彼此移动的接触部件的隔离开关
本发明涉及一种具有两个在两个终端位置之间能相对彼此移动的接触部件的隔离开关。
隔离开关也称为断路器，其用于尤其用于在高压范围内断开和接通电流路径。通常隔离开关具有至少一个能移动以便断开和接通电流路径的接触部件，其中，接触部件有不同的实施方式。例如，隔离开关可以构造成转动断路器、杠杆断路器、肘杆断路器、单断口摆动式断路器、双断口摆动式断路器或者受电弓断路器。通过至少一个接触部件的移动使主触头相互接触接通电流路径，通过分离主触头断开电流路径。为了保护主触头不因电弧而烧损，隔离开关有时还额外配设有辅助触头，利用辅助触头可以断开和闭合与利用主触头相同的电流路径，尤其当隔离开关也被设计为在电流强度较高的情况下、例如对换向电流进行开关时。
本发明要解决的技术问题在于，提供一种具有改进的辅助触头的隔离开关。
上述技术问题按照本发明地通过具有权利要求1的特征的隔离开关解决。
本发明的有利设计方案是从属权利要求的内容。
按照本发明的隔离开关具有两个在两个终端位置之间能相对彼此移动的接触部件。第一接触部件具有第一主触头和第一辅助触头。第二接触部件具有第二主触头、围绕转动轴线可转动地支承的第二辅助触头和复位弹簧，在第二辅助触头从起始位置偏移的情况下所述复位弹簧对第二辅助触头施加复位力矩。在接触部件的第一终端位置中，两个主触头相互分离并且两个辅助触头同样相互分离。在接触部件的第二终端位置中，两个主触头相互接触并且两个辅助触头相互分离。
辅助触头构造用于断开和接通与主触头相同的电流路径。通过辅助触头可以防止主触头因电弧效应受损，方式是隔离开关断开和接通时可能的电弧由辅助触头承受。复位弹簧实现的是，在辅助触头分离后第二辅助触头通过复位弹簧的复位力矩再次弹回或者说返回其起始位置中。这种弹回的高开关速度立即熄灭由辅助触头之间接触断开而引起的电弧，使得在辅助触头处几乎不产生接触侵蚀。相反，在辅助触头总是以与接触部件相同的相对速度移动的被动的辅助触头系统中，电弧基本上燃烧更久，因为辅助触头只是缓慢地相互离开。此外有利的是，辅助触头在第二终端位置中的分离防止辅助触头例如在短路时的损坏。
在本发明的一种设计方案中，辅助触头这样构造和布置，即在接触部件从第一终端位置到第二终端位置的相对移动中，辅助触头在主触头相互接触之前相互接触，并且在主触头相互接触后相互分离，并且在接触部件从第二终端位置到第一终端位置的相对移动中，辅助触头在主触头相互分离前相互接触，并且在主触头相互分开后相互分离。
本发明的上述设计方案防止在隔离开关闭合时电弧导致对主触头的损害，方式是辅助触头在主触头之前相互接触，使得主触头可以无电压接触并且在它们之间不产生电弧。在断开隔离开关时也避免了主触头之间的电弧，因为辅助触头在主触头相互分开时仍然相互接触。
本发明另外的设计方案规定，第一辅助触头由不锈钢制成，和/或第二辅助触头由铜制成。本发明的该设计方案利用了上文已经提到的第二辅助触头的快速开关速度，这使得辅助触头之间的电弧迅速熄灭。通过电弧的快速熄灭，辅助触头比被动的辅助触头系统中更少地受电弧影响。因此，辅助触头不需要用昂贵的、例如含钨的特殊材料制成，而是可以用廉价的材料制成，例如不锈钢和铜。
本发明另外的设计方案规定，第一辅助触头具有外表面，所述外表面至少在辅助触头相互接触的区域的周围环境中构造成外凸的，和/或第二辅助触头具有背离转动轴线逐渐变尖的端部区域，第一辅助触头在该端部区域处接触第二辅助触头。本发明的该设计方案实现的是，结合复位弹簧的复位力矩，辅助触头可以相互滑动，而辅助触头不会跳动或弹跳，以此防止在辅助触头相互接触时辅助触头之间的接触断开，因此不会生因接触断开所导致的逆弧。
本发明另外的设计方案规定，一个主触头具有相互间隔的能导电的主触头元件的至少一个触头对，在接触部件的第二终端位置中另一个主触头贴靠在每个触头对的两个主触头元件上。尤其所述一个主触头的每个触头对的两个主触头元件布置为在弹簧加载下可相互移动，并且在第二终端位置中所述另一个主触头的部段可以布置在所述每个触头对的两个主触头元件之间。本发明的该设计方案实现在主触头之间可靠的接触，尤其通过将一个主触头在另一个主触头的至少两个主触头元件之间夹紧。
本发明另外的设计方案规定，一个接触部件可以移动，另一个接触部件位置固定地布置。例如，隔离开关可以构造成杠杆断路器、肘杆断路器、单断口摆动式断路器、双断口摆动式断路器或者受电弓断路器。
本发明的相对于上述设计方案备选的设计方案规定，两个接触部件都是可移动的。例如隔离开关构造成转动断路器。
本发明的上述设计方案是可行的，因为根据本发明的辅助触头系统与哪个接触部件是可移动的无关，并且即使两个接触部件都是可移动，该辅助触头系统也是可用的。
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现本发明的上述特性、特征和优点的方法和方式将结合下面对实施例的说明能被理解得更清楚和明确，所述实施例结合附图被进一步阐述。其中：
图1示出具有两个能相对彼此移动的接触部件的隔离开关，
图2示出第一终端位置中接触部件的立体视图，
图3示出在闭合隔离开关过程中的第一中间位置中接触部件的立体视图，
图4示出在闭合隔离开关过程中的第二中间位置中接触部件的立体视图，
图5示出第二终端位置中接触部件的立体视图，
图6示出在断开隔离开关过程中的第一中间位置中接触部件的立体视图，
图7示出在断开隔离开关过程中的第二中间位置中接触部件的立体视图。
相应的部件在附图中配设相同的附图标记。
图1示意性示出按照本发明的隔离开关1，其构造为单断口摆动式断路器。隔离开关1具有围绕枢转轴线3可转动的第一绝缘子柱5和第二绝缘子柱6。在第一绝缘子柱5的上端部处布置有第一接触部件7，第一接触部件构造成接触臂，该接触臂能通过第一绝缘子柱5围绕枢转轴线3的转动而在两个终端位置之间枢转，以断开和闭合隔离开关1。在第二绝缘子柱5的上端部处布置有固定的第二接触部件8。在第一终端位置中，第一接触部件7枢转远离第二接触部件8并且以此与第二接触部件8分开，由此断开隔离开关1。在图1所示的第二终端位置中，第二接触部件8被第一接触部件7接触并且隔离开关1是闭合的。
图2至图7示出不同位置中的两个接触部件7、8。
图2示出处于第一终端位置中的接触部件7、8，在所述第一终端位置中所述隔离开关1断开。第一接触部件7具有第一主触头9和第一辅助触头11。第一主触头9具有相互间隔的、能导电的主触头元件15、16的三个触头对13。每个主触头元件15、16轨道状地构造，例如由铜制成并且布置在导轨17中。每个触头对13的两个主触头元件15、16布置为在弹簧加载下能相互移动，其中，弹簧加载通过布置在导轨17之间的弹簧元件18造成。第一辅助触头11构造成柱形的不锈钢体，其刚性地布置在第一主触头9上方的导轨17处。
第二接触部件8具有第二主触头19、第二辅助触头21和复位弹簧23。第二辅助触头21围绕转动轴线25可转动地支承并且耦连在复位弹簧23上。在第二辅助触头21从图1中所示的起始位置偏移时，复位弹簧23把复位力矩施加到第二辅助触头21上。第二主触头19和第二辅助触头21布置在固持板27上。在第二主触头19上布置有扩张楔子29，扩张楔子面向第一主触头9。第二辅助触头21由铜制成并且具有背离转动轴线25的逐渐变尖的端部区域31。第二主触头19构造成铜板。扩张楔子29由塑料制成。在图1所示的第一终端位置中，辅助触头11、21和主触头9、19相互分开。
图3和图4示出在隔离开关1闭合过程中，在两个相继的中间位置中的接触部件7、8，其中，第一接触部件7从图1所示的第一终端位置枢转到图5所示的第二终端位置。在隔离开关1的闭合过程中，首先两个辅助触头11、21相互接触，而两个主触头9、19仍相互分离。第一辅助触头11止挡在第二辅助触头21的端部区域31上并且接着由于第一接触部件7的枢转运动而使第二辅助触头21围绕转动轴线25转动。辅助触头11、21闭合与主触头9、19相同的电流路径。
图3示出在隔离开关1闭合过程中的第一中间位置，其中通过第一辅助触头11将第二辅助触头21转动了约45度，其中，两个主触头9、19仍未相互接触。
接着两个主触头9、19也相互接触，而两个辅助触头11、21始终仍处于接触中。在此，扩张楔子29和第二主触头29移动到第一主触头9的主触头元件15、16之间，其中，单个触头对13的主触头元件15、16首先通过扩张楔子29相继推开，接着接触第二主触头19的相互对置的边棱。因为在主触头9、19相互接触之前，电流路径已经由辅助触头11、21闭合，所以主触头9、19可以无电压地相互接近，而主触头9、19不会通过电弧作用而受损。
图4示出在隔离开关1闭合过程中的第二中间位置，其中通过第一辅助触头11将第二辅助触头21转动了几乎90度，两个辅助触头11、21仍然相互接触，两个主触头9、19相互接触，然而其中，第一主触头9的主触头元件15、16还没有全部与第二主触头19接触。
在第一接触部件7继续向第二终端位置枢转的情况下，第二主触头19继续向第一主触头9移动并且两个辅助触头11、21相互分离。在辅助触头11、21分离后，第二辅助触头21通过复位弹簧23的复位力矩弹回其起始位置中。
图5示出第二终端位置中的接触部件7、8。在第二终端位置中，第一主触头9的所有主触头元件15、16都贴靠在第二主触头19上，辅助触头11、21相互分离，第二辅助触头21占据其起始位置。因为辅助触头11、21在第二终端位置中相互分离，因此其不会受到例如在短路中的受损。
图6和图7示出在隔离开关1断开过程中，在两个相继的中间位置中的接触部件7、8，其中，第一接触部件7从图5所示的第二终端位置枢转到图1所示的第一终端位置中。在隔离开关1的断开过程中，两个辅助触头11、21相互接触，而两个主触头9、19仍然相互接触。第一辅助触头11又止挡在第二辅助触头21的端部区域31上并且接着由于第一接触部件7的枢转运动而将第二辅助触头21围绕转动轴线25沿与在闭合隔离开关1时的方向相反的方向转动。
图6示出在隔离开关1断开过程中的第一中间位置，其中通过第一辅助触头11将第二辅助触头21转动了约45度，其中，两个主触头9、19仍然相互接触，然而不再是第一主触头9的所有主触头元件15、16都接触第二主触头19。
接着两个主触头9、19相互分离，而两个辅助触头11、21始终仍然处于接触中。
图7示出在隔离开关1断开过程中的第二中间位置，其中通过第一辅助触头11将第二辅助触头21转动了几乎90度，两个辅助触头11、21仍然相互接触，两个主触头9、19是相互分离的。通过复位弹簧23产生的接触压力防止在辅助触头11、21相互滑动时辅助触头11、21的跳动或弹跳，并且以此防止接触断开，因此没有接触断开导致的逆弧。当第一辅助触头11几乎从第二辅助触头21上移开时，主触头9、19相互距离足够远，使得它们也不会引起逆弧。
在第一接触部件7继续朝第一终端位置枢转时，两个辅助触头11、21也相互分离。在辅助触头11、21分离后，第二辅助触头21通过复位弹簧23的复位力矩又弹回其起始位置中。这种弹回的高开关速度立即熄灭由辅助触头11、21之间接触断开而引起的电弧，使得在辅助触头11、21处几乎不产生接触侵蚀。
在隔离开关1的闭合和断开时辅助触头11、21相互接触的持续时间可以通过第一辅助触头11的直径和第二辅助触头21的长度调整。第二辅助触头21的开关速度，就是说第二辅助触头21的弹回的速度可以通过复位弹簧23的设计调整。在隔离开关1的闭合和断开时辅助触头11、21相互接触的时间点可以通过辅助触头11、21在接触部件7、8上的布置调整。
隔离开关1的图1至图7中所示的实施例可以以不同方式修改成另外的实施例。例如隔离开关1可以设计为双断口摆动式断路器，其具有可转动的带有两个第一接触部件7的第一绝缘子柱5和两个分别带有一个第二接触部件8的第二隔离柱6，使得第二接触部件8可以通过第一绝缘子柱5的转动分别由第一接触部件7接触。
此外，第二接触部件8可以是能移动的并且第一接触部件7可以固定地布置，或者两个接触部件7、8都可以是能移动的。此外，类似于图2至图7，辅助触头11、21可以布置在其他类型的隔离开关上，例如布置在转动断路器、杠杆断路器、肘杆断路器或者受电弓断路器上。
虽然通过优选实施例进一步详细地示出和说明了本发明，但是本发明并不局限于已公开的示例，本领域技术人员可以由此导出其他的变型设计而不离开本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种具有两个在两个终端位置之间能相对彼此移动的接触部件(7,8)的隔离开关(1)，其中，
-第一接触部件(7)具有第一主触头(9)和第一辅助触头(11)，
-第二接触部件(8)具有第二主触头(19)、围绕转动轴线(25)可转动地支承的第二辅助触头(21)和复位弹簧(23)，在第二辅助触头(21)从起始位置偏移的情况下所述复位弹簧对第二辅助触头(21)施加复位力矩，
-在接触部件(7,8)的第一终端位置中，两个主触头(9,19)相互分离并且两个辅助触头(11,21)相互分离，并且
-在接触部件(7,8)的第二终端位置中，两个主触头(9,19)相互接触并且两个辅助触头(11,21)相互分离。
2.按照权利要求1所述的隔离开关(1)，其中，所述辅助触头(11,21)这样构造和布置，即在所述接触部件(7,8)从第一终端位置到第二终端位置的相对移动中，辅助触头(11,21)在主触头(9,19)相互接触之前相互接触，并且在主触头(9,19)相互接触后相互分离，并且在接触部件(7,8)从第二终端位置到第一终端位置的相对移动中，辅助触头(11,21)在主触头(9,19)相互分离前相互接触，并且在主触头(9,19)相互分离后相互分离。
3.按照权利要求1或2所述的隔离开关(1)，其中，第一辅助触头(11)由不锈钢制成。
4.按照上述权利要求之一所述的隔离开关(1)，其中，第二辅助触头(21)由铜制成。
5.按照上述权利要求之一所述的隔离开关(1)，其中，第一辅助触头(11)具有外表面，所述外表面至少在辅助触头(11,21)相互接触的区域的周围环境中构造成外凸的。
6.按照上述权利要求之一所述的隔离开关(1)，其中，第二辅助触头(21)具有背离转动轴线(25)逐渐变尖的端部区域(31)，第一辅助触头(11)在该端部区域处接触第二辅助触头(21)。
7.按照上述权利要求之一所述的隔离开关(1)，其中，一个主触头(9,19)具有相互间隔的能导电的主触头元件(15,16)的至少一个触头对(13)，并且另一个主触头(19,9)在接触部件(7,8)的第二终端位置中贴靠在每个触点对(13)的两个主触头元件(15,16)上。
8.按照权利要求7所述的隔离开关(1)，其中，所述一个主触头(9,19)的每个触头对(13)的两个主触头元件(15,16)布置为能在弹簧加载下相对移动，并且所述另一个主触头(19,9)的部段在第二终端位置中可以布置在所述每个触头对(13)的两个主触头元件(15,16)之间。
9.按照上述权利要求之一所述的隔离开关(1)，其中，一个接触部件(7,8)是可移动的，并且另一个接触部件(8,7)位置固定地布置。
10.按照权利要求9所述的隔离开关(1)，其中，所述隔离开关(1)可以构造成杠杆断路器、肘杆断路器、单断口摆动式断路器、双断口摆动式断路器或者受电弓断路器。
11.按照权利要求1至8之一所述的隔离开关(1)，其中，两个接触部件(7,8)都是可移动的。
12.按照权利要求11所述的隔离开关(1)，其中，所述隔离开关(1)可以构造成转动断路器。
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