CN112951643A

CN112951643A - 三位置隔离开关

Info

Publication number: CN112951643A
Application number: CN202011461960.XA
Authority: CN
Inventors: 迪特马尔·金特施; 雷德克·贾沃拉
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-06-11
Also published as: US20210183597A1; US11342140B2; EP3836182B1; EP3836182A1

Abstract

本发明涉及三位置隔离开关，该三位置隔离开关包括：‑接地触点(1)；‑功率输出触点(2)；‑功率输入触点(3)；‑第一活塞(4a)；以及‑第二活塞(4b)。在连接开关位置：第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点和功率输入触点进行电连接；在断开连接开关位置：第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接；在接地开关位置：第一活塞被配置为与接地触点和功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接。

Description

三位置隔离开关

技术领域

本发明涉及三位置隔离开关。

背景技术

目前通常的三位置隔离开关要求具有一定的长度，以保证适当的机械功能，以及在测试和操作期间在开关部件与周围事物之间保持必要的介电距离。

相关的缺点是，需要相对较长的总长度来容纳所有触点，并且需要与周围事物保持所需的距离。

因此需要解决这个问题。

发明内容

因此，具有改进的三位置隔离开关将是有利的。

本发明的目标通过独立权利要求的主题而被解决，其中进一步的实施例被合并在从属权利要求中。

在第一方面，提供了三位置隔离开关，该三位置隔离开关包括：

-接地触点；

-功率输出触点；

-功率输入触点；

-第一活塞；以及

-第二活塞。

在连接开关位置：

第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点和功率输入触点进行电连接；

在断开连接开关位置：

第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接；

在接地开关位置：

第一活塞被配置为与接地触点和功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接。

在示例中，在连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第一活塞不与功率输入触点进行电连接。

在示例中，在断开连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第一活塞不与功率输入触点进行电连接。

在示例中，在断开连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第二活塞不与接地触点进行电连接。

在示例中，在接地开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第二活塞不与接地触点进行电连接。

在示例中，在连接开关位置，第一活塞的第一端与功率输入触点之间的距离小于第一活塞的第二端与接地触点之间的距离。

在示例中，在断开连接开关位置，第一活塞的第一端与功率输入触点之间的距离小于第一活塞的第二端与接地触点之间的距离。

在示例中，三位置隔离开关包括第一绝缘体部件，其中在连接开关位置和断开连接开关位置，第一绝缘体部件位于第一活塞的第一端与功率输入触点之间。

在示例中，在接地开关位置，第一绝缘体部件位于第一活塞的第一端与功率输入触点之间。

在示例中，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第一端至少部分地位于第一绝缘体部件内。

在示例中，在断开连接开关位置，第二活塞的第一端与功率输入触点之间的距离大于第二活塞的第二端与接地触点之间的距离、或大于第二活塞的第二端与同接地触点电接触的外壳壁之间的距离。

在示例中，在接地开关位置，第二活塞的第一端与功率输入触点之间的距离大于第二活塞的第二端与接地触点之间的距离、或大于第二活塞的第二端与同接地触点电接触的外壳壁之间的距离。

在示例中，三位置隔离开关包括第二绝缘体部件，其中在断开连接开关位置和接地开关位置，第二绝缘体部件位于第二活塞的第二端与接地触点之间。

在示例中，在连接开关位置，第二绝缘体部件位于第二活塞的第二端与接地触点之间、或位于第二活塞的第二端与同接地触点电接触的外壳壁之间。

在示例中，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第二端至少部分地位于第二绝缘体部件内。

在示例中，第一活塞被配置为沿着第一轴线移动，并且第二活塞被配置为沿着第二轴线移动，其中第一轴线与第二轴线平行，并且第一轴线与第二轴线横向间隔。

在第二方面，提供了低压或中压开关设备或控制装置，该低压或中压开关设备或控制装置包括一个或多个根据第一方面的三位置隔离开关。

上述方面和示例将参考下文描述的实施例而变得明显并加以说明。

附图说明

示例性实施例将在下文中参考以下附图进行描述：

图1示出了现有的三位置隔离开关在a)连接位置、b)断开连接位置、c)接地位置中示出的示例；

图2示出了图1中的现有的三位置隔离开关在a)连接位置、b)断开连接位置、c)接地位置中示出的示例，其中示出了开关的部件之间以及开关与周围事物之间的距离；

图3示出了新的三位置隔离开关在a)连接位置、b)断开连接位置、c)接地位置中示出的示例；以及

图4示出了新的三位置隔离开关在a)连接位置、b)断开连接位置、c)接地位置中示出的示例。

具体实施方式

为了放置如图3所示的新的三位置隔离开关，在上下文中值得介绍三位置隔离开关的现有设计，如图1至图2中所示。

图1示出了例如在中压应用中、例如在开关设备或控制装置中使用的三位置隔离开关的示例设计。图1示出了这种传统的线性三位置隔离开关的设计的横截面示意图，其中a)示出了连接位置，b)示出了断开连接位置，以及c)示出了接地位置。

在图1中，以下附图标记指示以下特征：1是接地触点外壳，2是功率输出触点外壳，3是功率输入触点外壳，4是被布置为提供所需触点的导电连接的管道/活塞外壳，并且5是用于移动活塞和保持活塞在所需位置的电机操作的螺杆。

然后，图2示出了图1的设计所需的总长度L，并且指示该设计所占用的空间。图2再次示出了这种传统的线性三位置隔离开关的设计的横截面示意图，其中a)示出了连接位置，b)示出了断开连接位置，c)示出了接地位置。

这里，标记6例如代表开关设备的壁，或者通常代表任何类型的具有接地电位的表面，并且这可以被链接到接地触点外壳。在这种设计中，相应触点与活塞4的端部之间需要保持一定的间隙距离“a”、距离“b”、距离“c”和距离“d”。距离“a”是当开关处于连接位置时，接地触点1与活塞4的第一端之间的距离。距离“e”是活塞4的另一第二端与开关设备的接地壁6之间的距离。距离“b”是当开关处于断开连接位置时，活塞4的第一端与接地触点1之间的距离，并且距离“c”是活塞4的第二端与功率输入触点3之间的相关距离。距离“d”是当开关处于接地位置时，活塞4的第二端与功率输入触点3之间的距离。

这些距离的大小取决于隔离开关操作时的电压电平和设备周围的环境条件。理论上，距离“b”和距离“c”可以是相同的长度，但由于其他原因，实际距离可能略有不同。选择距离“b”和距离“c”，以便相对于给定电压电平满足所有所需电介质。距离“a”和距离“d”将大于距离“b”和距离“c”，这是由于触点1、触点2和触点3的物理位置以及由于平滑滑动/居中到这些触点所需的活塞4的倒圆边缘。

在图2中，三位置隔离开关的总长度被指示为“L”。在连接位置(图2a)，开关的部件需要与其他周围接地部件6(例如开关设备的接地壁)间隔一定距离“e”。在距离“b”和距离“c”需要被增加的情况下，这对于三位置隔离开关的总长度“L”有显著影响。这是因为除了距离“b”和距离“c”增加外，距离“a”和距离“b”也将因此而增加，活塞4本身也需要更长。应该注意的是，通常距离“a”大于距离“b”，并且距离“d”大于距离“c”。

关于图1至图2所述的目前的三位置开关的缺点是，需要相对较长的总长度“L”来容纳所有触点并与所有被包围的部件保持足够的距离。

图3示出了新的三位置隔离开关设计的示例，该设计解决了这个缺点。在图3中示出了新的长度优化隔离开关的横截面，其中a)示出了连接位置，b)示出了断开连接位置，c)示出了接地位置。

在示例中，三位置隔离开关包括接地触点1、功率输出触点2、功率输入触点3、第一活塞4a以及第二活塞4b。

在连接开关位置：第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点和功率输入触点进行电连接；

在断开连接开关位置：第一活塞被配置为与功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接；

在接地开关位置：第一活塞被配置为与接地触点和功率输出触点进行电连接，并且第二活塞被配置为与功率输出触点进行电连接。

在示例中，三位置开关包括：第一螺杆5a和第二螺杆5b。第一螺杆的旋转被配置为与第一活塞接合以移动第一活塞，并且第二螺杆的旋转被配置为与第二活塞接合以移动第二活塞。

根据示例，在连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第一活塞不与功率输入触点进行电连接。

根据示例，在断开连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第一活塞不与功率输入触点进行电连接。

根据示例，在断开连接开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第二活塞不与接地触点进行电连接。

根据示例，在接地开关位置，三位置隔离开关被配置为使得第二活塞不与接地触点进行电连接。

根据示例，在连接开关位置，第一活塞的第一端与功率输入触点之间的距离小于第一活塞的第二端与接地触点之间的距离。

根据示例，在断开连接开关位置，第一活塞的第一端与功率输入触点之间的距离小于第一活塞的第二端与接地触点之间的距离。

在示例中，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第一端与功率输入触点间隔相同的距离。

在示例中，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第二端与接地触点间隔相同的距离。

距离a和距离b可以是不同的，其中上文仅与特定示例实施例有关。

因此，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第一端可以与功率输入触点间隔不同的距离。

此外，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第二端可以与接地触点间隔不同的距离。

根据示例，三位置隔离开关包括第一绝缘体部件。在连接开关位置和断开连接开关位置，第一绝缘体部件位于第一活塞的第一端与功率输入触点之间。

根据示例，在接地开关位置，第一绝缘体部件位于第一活塞的第一端与功率输入触点之间。

根据示例，在连接开关位置和断开连接开关位置，第一活塞的第一端至少部分地位于第一绝缘体部件内。

根据示例，在断开连接开关位置，第二活塞的第一端与功率输入触点之间的距离大于第二活塞的第二端与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁之间的距离。

根据示例，在接地开关位置，第二活塞的第一端与功率输入触点之间的距离大于第二活塞的第二端与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁之间的距离。

在示例中，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第一端与功率输入触点间隔相同的距离。

在示例中，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第二端与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁间隔相同的距离。

距离c和距离d可以是不同的，其中上文仅与特定示例实施例有关。

因此，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第一端可以与功率输入触点间隔不同的距离。

此外，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第二端可以与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁间隔不同的距离。

根据示例，三位置隔离开关包括第二绝缘体部件。在断开连接开关位置和接地开关位置，第二绝缘体部件位于第二活塞的第二端与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁之间。

根据示例，在连接开关位置，第二绝缘体部件位于第二活塞的第二端与接地触点或与接地触点电接触的外壳壁之间。

根据示例，在断开连接开关位置和接地开关位置，第二活塞的第二端至少部分地位于第二绝缘体部件内。

根据示例，第一活塞被配置为沿着第一轴线移动，并且第二活塞被配置为沿着第二轴线移动，其中第一轴线与第二轴线平行并且第一轴线与第二轴线横向间隔。然而，这两个部件可以定位在水平取向或竖直取向上，并且实际上在这两者之间可以存在某些东西。

关于图3所述的新的三位置隔离开关中的一个或多个开关可以用于低压或中压开关设备或控制装置中。

继续参考图3，新的三位置隔离开关设计提供了开关的长度上的改进/减少，使开关适用于纵向方向上可用空间减少的区域。这是通过平行定位开关的部件来实现的。

如图3所示，三位置隔离开关的配置使用绝缘盖7和绝缘盖8。这种盖可以由任何不导电的材料制成，诸如具有低吸湿能力的热塑性材料或热固性材料。盖7有助于使活塞4a与功率输入触点3的距离最小化，并且盖8有助于使活塞4b与接地包围部件6的距离最小化。在这种设计中，距离“b”可以与距离“a”相同，并且距离“c”可以与距离“d”相同。距离“a”是当开关处于连接位置时，接地触点1与第一活塞4a的第二端之间的距离，并且距离“b”是当开关处于断开连接位置时的相关联的位置。距离“c”是当开关处于断开连接位置时，第二活塞4b的第一端与功率输入触点3之间的距离，并且距离“d”是当开关处于接地位置时的相关联的距离。

关于图3中所述和所示，绝缘盖7和绝缘盖8可以被固定在某些位置，并且活塞4a和活塞4b可以分别移入和移出，但是还可能存在这样的解决方案，其中绝缘盖被固定至活塞并且与它们共同移动。关于图4描述并且示出了这种配置的示例，图4示出了具有附接到活塞的绝缘部件的新的长度优化隔离开关的横截面，其中a)是连接位置，b)是断开连接位置，并且c)是接地位置。

新的配置实现了三位置隔离开关的功能，但是它还可以被视为两个两位置隔离开关的并联配置，并且独立使用。

当被用作三位置隔离开关时，提供了活塞4a和活塞4b按顺序的移动，并且链接到电机驱动螺纹件5a和5b的每个部件的驱动器以允许在所需方向移动的方式对齐，并且在另一方向上的运动被阻止，以防止例如功率输入触点的直接接地。隔离开关的驱动器可以是电动的、电磁驱动的或者甚至是手动的，两个移动部件都有适当的联锁。例如，开关可以被配置为使得上部的活塞4a不能移动到接地位置，除非下部的活塞4b处于断开连接位置。

尽管全新的隔离开关的总宽度比现有开关的总宽度增加了(当使用所描述的两部件的水平定位时)，但是总长度还是减少了。因此，它适用于较小长度的需求的应用。在还考虑总宽度的情况下，所述隔离开关的两个部件可以位于彼此上方(竖直)或至少部分竖直。

绝缘盖7可以随活塞4a移动，或者可以被固定至功率输入触点3，或者可以保持一定距离，以避免介电问题，这取决于所选择的材料、其厚度以及介电强度。绝缘盖8可以随活塞4b移动，或者可以直接被固定至壁6，因为壁与地接触。螺杆5b可以由一些绝缘材料制成，并且适当地在盖8内组装，以避免间隙和介电放电沿着螺杆进一步延伸到驱动器。例如，杆5b可以由几个部件制成，以确保适当的绝缘并且在盖8内没有间隙。

Claims

1.一种三位置隔离开关，包括：

-接地触点(1)；

-功率输出触点(2)；

-功率输入触点(3)；

-第一活塞(4a)；以及

-第二活塞(4b)；

其中在连接开关位置：

所述第一活塞被配置为与所述功率输出触点进行电连接，并且所述第二活塞被配置为与所述功率输出触点和所述功率输入触点进行电连接；

其中在断开连接开关位置：

所述第一活塞被配置为与所述功率输出触点进行电连接，并且所述第二活塞被配置为与所述功率输出触点进行电连接；

其中在接地开关位置：

所述第一活塞被配置为与所述接地触点并与所述功率输出触点进行电连接，并且所述第二活塞被配置为与所述功率输出触点进行电连接。

2.根据权利要求1所述的三位置隔离开关，其中在所述连接开关位置，所述三位置隔离开关被配置为使得所述第一活塞不与所述功率输入触点进行电连接。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的三位置隔离开关，其中在所述断开连接开关位置，所述三位置隔离开关被配置为使得所述第一活塞不与所述功率输入触点进行电连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的三位置隔离开关，其中在所述断开连接开关位置，所述三位置隔离开关被配置为使得所述第二活塞不与所述接地触点进行电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的三位置隔离开关，其中在所述接地开关位置，所述三位置隔离开关被配置为使得所述第二活塞不与所述接地触点进行电连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的三位置隔离开关，其中在所述连接开关位置，所述第一活塞的第一端与所述功率输入触点之间的距离小于所述第一活塞的第二端与所述接地触点之间的距离。

7.根据权利要求6所述的三位置隔离开关，其中在所述断开连接开关位置，所述第一活塞的所述第一端与所述功率输入触点之间的距离小于所述第一活塞的所述第二端与所述接地触点之间的距离。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的三位置隔离开关，其中所述三位置隔离开关包括第一绝缘体部件，其中在所述连接开关位置和所述断开连接开关位置，所述第一绝缘体部件位于所述第一活塞的所述第一端与所述功率输入触点之间。

9.根据权利要求8所述的三位置隔离开关，其中在所述连接开关位置和所述断开连接开关位置，所述第一活塞的所述第一端至少部分地位于所述第一绝缘体部件内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的三位置隔离开关，其中在所述断开连接开关位置，所述第二活塞的第一端与所述功率输入触点之间的距离大于所述第二活塞的第二端与所述接地触点之间的距离、或大于所述第二活塞的所述第二端与同所述接地触点电接触的外壳壁之间的距离。

11.根据权利要求10所述的三位置隔离开关，其中在所述接地开关位置，所述第二活塞的所述第一端与所述功率输入触点之间的距离大于所述第二活塞的所述第二端与所述接地触点之间的距离、或大于所述第二活塞的所述第二端与同所述接地触点电接触的所述外壳壁之间的距离。

12.根据权利要求10至11中任一项所述的三位置隔离开关，其中所述三位置隔离开关包括第二绝缘体部件，其中在所述断开连接开关位置和所述接地开关位置，所述第二绝缘体部件位于所述第二活塞的所述第二端与所述接地触点之间、或位于所述第二活塞的所述第二端与同所述接地触点电接触的所述外壳壁之间。

13.根据权利要求12所述的三位置隔离开关，其中在所述断开连接开关位置和所述接地开关位置，所述第二活塞的所述第二端至少部分地位于所述第二绝缘体部件内。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的三位置隔离开关，其中所述第一活塞被配置为沿着第一轴线移动，并且所述第二活塞被配置为沿着第二轴线移动，其中所述第一轴线与所述第二轴线平行，并且所述第一轴线与所述第二轴线横向间隔或者至少部分在所述第二轴线上方。

15.一种低压或中压开关设备或控制装置，包括一个或多个根据权利要求1至14中任一项所述的三位置隔离开关。