CN114080656A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

开关装置具有第一开关触头件(12)和第二开关触头件(13)。这两个开关触头件(12、13)可以通过运动链相对于彼此运动。在此，该运动链具有可轴向移动的驱动元件(20)，该驱动元件在导引元件(22)中被导引。第一销(25)在第一滑槽(23)中被导引并且确定驱动元件(20)在导引元件(22)中的运动路径。

Description

开关装置

本发明涉及一种开关装置，其具有第一开关触头件，该第一开关触头件能够通过运动链相对于第二开关触头件运动，其中，该运动链具有能轴向移动的驱动元件，该驱动元件在导引元件上被导引。

例如由国际公开文献WO 2015/062786 A1已知一种开关装置。在国际公开文献中，开关装置的第一开关触头件可以相对于开关装置的第二开关触头件运动。运动链用于产生相对运动，其中，该运动链具有可轴向移动的驱动元件，该驱动元件在导引元件上被导引。在该处设有盘形驱动元件，该驱动元件在套筒内被导引。开关装置的这种设计方案虽然具有驱动元件受机械保护地布置在导引它的套筒内的优点，但由于重复的相对运动可能出现不对称的磨损，由此可能出现的是驱动元件和套筒之间的摩擦力增大至发生阻塞。

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种开关装置，即使在开关触头件的许多次相对运动之后，该开关装置也能够实现在导引元件上可靠地导引驱动元件。

根据该技术问题，该技术问题在开头所述类型的开关装置中通过如下方式解决，即，所述导引元件的第一滑槽中的第一销确定驱动元件的运动路径。

开关装置用于开关(或者说通断)相导体。为此可以改变相导体的阻抗。优选地，这可以通过第一开关触头件和第二开关触头件之间的相对运动实现。为了接通开关装置、即为了接通相导体使开关触头件彼此靠近并且形成电接触。为了关断开关装置、即为了断开相导体，将至此处于电接触中的开关触头件彼此移开并且在开关触头件之间形成断路间隔。

开关触头件在此可以位于密封地封闭的空间内，从而开关触头件被封闭的气氛

环绕冲洗。该气氛可以是例如相对于开关装置的周围环境被置于超压或负压下的流体。该流体可以优选地具有气体状态。为此，例如可以使用诸如六氟化硫、氟腈、氟烯烃、氟酮等之类的含氟物质。但氮气以及氮基混合物也适合用作电绝缘流体。在需要时可以将开关触头件置于真空中，从而开关触头件的区域中的自由载流子的数量减少。例如可以使用相应的真空开关管，该真空开关管可以具有在真空中延伸的、轴向相对地彼此钝性撞击的开关触头件。为了限制真空可以使用所谓的管体，用于接触所述开关触头件的接触元件(柄杆)被导引穿过管体的壁。

开关触头件的相对运动可以通过使用驱动装置来实现。为了将驱动装置的运动传递至可相对彼此运动的开关触头件可以使用运动链。所述运动链可以具有各种不同的传动元件。因此例如可以将开关杆、枢转杆、横臂、变速器等安装在运动链中，以便在两个开关触头件之间产生相对运动。在需要时可以规定，只一个开关触头件是可以被驱动的，而另一个开关触头件位置固定地定位。但也可以规定，两个开关触头件均是可运动的，以便引起开关触头件彼此的相对运动。

导引元件可以用于实现对驱动元件的导引和导向。驱动元件在此可以优选以固定角度地(winkelstarr)与待运动的开关触头件连接，从而驱动元件和开关触头件均可以通过导引元件被稳定。驱动元件可以优选地按照活塞的样式在导引元件上被导引。导引元件可以按照柱体的样式设计，其中，驱动元件和导引元件布置为能相对彼此移动。销可以尤其以固定角度地布置在活塞的外壳侧上。驱动元件的运动路径可以通过在滑槽中滑动的销来确定。例如，驱动元件的运动路径可以确定为沿轴向，但需要时，该轴向运动也可以与旋转叠加。这可以例如通过滑槽的延伸走向来定义。但优选地，滑槽设计为，使得第一销在滑槽中沿着所述滑槽线性滑动。在此，销应当在滑槽中具有多个贴靠点，以便防止销在滑槽中倾斜。滑槽可以优选地按照凹槽或缝隙的样式设计，其中，凹槽的侧面或缝隙的侧面被销(滑块)触摸，并且销与被导引的、可移动的驱动元件一起被强制导引。例如柱体适合作为导引元件，驱动元件的轴向运动平行于该柱体的柱体轴线地延伸。例如具有不同样式的横截面设计的空心柱体适合作为柱体，例如导引元件可以是具有圆形横截面的空心柱体。但也可以规定，空心柱体例如具有U形轮廓或L形轮廓。不管导引元件的形状如何，滑槽都可以优选地按照导引元件的壁中的穿透部的样式设计。由此可以将滑槽的限定边界的侧面设置用于与销贴靠。

驱动元件可以例如与可弹性变形的壁区段连接。通过滑槽和销可以定义某个确定的运动轮廓，由此引起可弹性变形的壁的某个确定的弹性变形。因此可以提高流体密封的壁的使用寿命。

另外的有利的设计方案可以规定，第二销和第二滑槽相对于驱动元件与第一销和第一滑槽相反地(diametral)相对置地布置。

第一销和第一滑槽以及第二销和第二滑槽的使用能够使得力尽可能地平行于驱动元件的移动轴线地分布。因此附加地抵抗滑槽和销的倾斜以及倾斜带来的磨损。尤其地，如果规定驱动元件的轴向运动例如与旋转分量叠加，则可以对驱动元件以及与驱动元件刚性耦连的开关触头件进行均匀的、对称的导引。如果使用多个销，则这些销应当结构相同地设计，使得它们以相同的方式在相应的滑槽中被导引。

可以有利地规定，销具有第一和第二触摸点，这些触摸点与滑槽相互作用并且沿滑槽的触摸方向依次布置在销上。

优选地，销可以具有第一和第二触摸点，这些触摸点在开关触头件的运动过程中依次触摸滑槽的相同面(例如相同的凹槽侧面或缝隙侧面)。在这种情况下，触摸点可以优选地位于销的共同的触摸面中，从而位于该触摸面中的触摸点沿销通过滑槽的运动路径的方向依次布置。因此，例如在设有弯曲的滑槽的情况下，销可以遵循该弯曲部定向，并且在此抵抗不希望的摩擦损失的形成。优选地，销可以在此基本上设计为直角平行六面体形，其中，位于直角平行六面体的相对侧上的面用作触摸面，以便触摸滑槽的彼此相反指向的侧面。触摸点的距离可以优选地大于待触摸的滑槽的宽度。滑槽的宽度可以例如通过凹槽或缝隙的侧面之间的距离来定义。销可以优选以固定角度地与能轴向移动的驱动元件连接。因此能够以简单的方式将滑槽的延伸走向传递到驱动元件上。一个触摸面可以分为多个区段。由此例如可以将销设计为多件式(或者说由多部分组成)的，使得第一触摸点位于第一部件的第一区段中，并且第二触摸点位于第二部件的第二区段中。多件式的销的优点是可以可变地确定多个部件之间的间隔。

另外的有利的实施方式可以规定，滑槽沿导引方向穿透导引元件的体边缘。

滑槽可以沿限定其边界的主体(导引元件)的导引方向具有入口，从而在滑槽中沿轴向形成开口。由此可以使得销潜入滑槽中并且强制实现所述可移动的驱动元件的线性导引。因此可以简单地将销引入滑槽中。在销潜入滑槽中之前就已经可以传送线性运动，销在该线性运动的过程中移入滑槽中。

优选地可以规定，滑槽穿透用作限定滑槽边界的导引元件的柱体的端侧。

柱体的端侧可以具有滑槽的开口，该开口基本上垂直于驱动元件的轴向导引部延伸。因此实现在组装开关装置时的易于装配的结构，方式为通过可移动的驱动元件的轴向移动能够实现将销移入滑槽中。因此可以使用预装配结构并且可以实施滑槽和销的精确定向。

另外的有利的设计方案可以规定，销能够至少部分地从滑槽移出。

销可以至少部分地从滑槽移出，其中，该移出优选沿滑槽的轴向导引的方向进行。尤其可以规定，在接通或关断状态下、但优选在关断状态下，销至少部分地离开滑槽，从而可以从滑槽的外部接触到所述销。销的一部分可以优选地保留在滑槽中，从而确保销简单地移入或穿入滑槽中。因此，一方面能够以简单的方式进行对销和滑槽的清洁和维护。另一方面，通过销从滑槽的移出可以显示可相对彼此运动的开关触头件的某个确定的开关位置。例如，通过销从开关滑槽的移出可以表示可相对彼此运动的开关触头件的关断位置。

此外可以有利地规定，多个能轴向移动的驱动元件分别通过第一销被固定在导引元件的第一滑槽中的运动路径中，其中，驱动元件被止挡、尤其是以固定角度地被固定在运动链的共同的横臂上。

通过将多个可轴向移动的驱动元件耦连可以形成例如能够实现多极开关的开关装置。由此例如可以同步地操纵对于交流电压系统所需的多个开关极。例如，基本上横向于驱动元件的轴向移动轴线延伸的横臂可以实现驱动元件相对彼此的耦连和间隔。驱动元件可以优选地彼此平行地定向并且可以平行移动。在此，每个驱动元件通过单独的第一销和单独的第一滑槽被导引。在彼此耦连的驱动元件的复合体中，各个单独的驱动元件的附加的稳定化可以通过其销和相应的滑槽实现。为了将这些驱动元件耦连，例如可以设置驱动元件和横臂的可枢转运动的或可旋转运动的止挡。但优选地，这些驱动元件应当通过横臂彼此以固定角度地连接，以便能够实现对各个单独的驱动元件的平行导引。这尤其当可移动的驱动元件是流体密封的屏障的一部分时是有利的。因此，驱动元件例如可以与可弹性变形的壁区段连接。通过滑槽和销可以定义某个确定的运动轮廓，由此引起可弹性变形的壁的某个确定的弹性变形。因此可以提高流体密封的壁的使用寿命。

还可以有利地规定，在驱动元件上布置有滑动导引装置，该滑动导引装置支撑在具有滑槽的主体上。

除了通过销导引驱动元件之外，还可以设置滑动导引装置，以便例如线性地导引驱动元件。例如，驱动元件可以按照在气缸上或气缸中导引的活塞的样式来设计。在这种情况下，销可以例如相对于活塞的冲程径向地定向，并且因此实现活塞的扭转止动或对活塞的强制导引。

以下在附图中示意性地示出并且接下来更详细地描述本发明的实施例。

在此在附图中：

图1示出剖切开关装置得到的剖面图，

图2示出由图1已知的开关装置的导引元件的外部视图，

图3示出从替代视轴观察由图1已知的开关装置的外部视图并且

图4示出由图1已知的开关装置的俯视图。

图1所示的开关装置具有第一开关极1、第二开关极2和第三开关极3。因此，它是一种多极设计的开关装置。这三个开关极1、2、3在此基本上同样地构造并且关于它们的纵轴线彼此平行地定向，这些纵轴线在图1中在附图平面中延伸。第二开关极2相对于布置有第一开关极1和第三开关极3的纵轴线的平面错移。由此在俯视图中(参见图4)，开关极1、2、3的纵轴线布置在三角形的角点中。

通过具有多个开关极1、2、3的开关装置，可以开关多相的电能传输系统、此处为三相的电能传输系统。在当前情况下，开关装置的各个单独的开关极1、2、3的断路间隔以彼此同步的方式被操纵。为此设置所谓的横臂4，该横臂设计为运动链的一部分。通过横臂4可以将运动耦合到并且分配到开关极1、2、3的可彼此相对运动的开关触头件上。

在当前情况下，开关装置设计为流体绝缘的开关装置，即，开关极至少部分地延伸到密封地封闭的封装壳体5中。封装壳体5在此设计为导引地电势(或者说带有地电位)的能导电的壳体。电绝缘流体、例如含氟流体或含氮流体布置在封装壳体5的内部中并且构成封装壳体5的内部中的电绝缘的气氛。电绝缘流体处于超压下。

以下示例性地对第一开关极1的结构进行详细说明。第二和第三开关极2、3的结构与第一开关极1相同。第一开关极1具有真空开关管6。真空开关管6完全被封装壳体5包围。真空开关管6具有电绝缘的管体7。电绝缘的管体7在此基本上与第一开关极1的纵轴线同轴地定向。管体7在其端侧的端部处通过第一封闭板8和第二封闭板9流体密封地封闭。在第一封闭板8中插入有波纹管形式的可弹性变形的壁区段10。波纹管10在此一方面以流体密封的方式与第一封闭板8连接并且在该处将第一封闭板8中的凹空密封。第一封闭板8中的所述凹空被柄杆11穿过。柄杆11还穿过波纹管10，其中，在波纹管10的背离第一封闭板8的一侧上设置有相对于波纹管10的流体密封的连接。柄杆11因此以流体密封的方式插入第一封闭板8中并且在此可以沿第一开关极1的纵轴线的方向被轴向移动。第二封闭板9同样被柄杆11穿过。柄杆11以固定角度地以流体密封的方式插入第二封闭板9中。在彼此同轴定向的柄杆11的朝向彼此的端部处布置有第一开关触头件12和第二开关触头件13。由于第二开关触头件13与对应配属的柄杆11以固定角度连接，形成位置固定的第二开关触头件13。由于第一开关触头件12与可运动的柄杆11的以固定角度连接，在真空开关管6中形成可运动的第一开关触头件12。通过柄杆11实现了将电流路径从布置在真空开关管6内的开关触头件12、13穿过在端侧以流体密封的方式封闭真空开关管6的第一和第二封闭板8、9引出。在真空开关管6的外部，柄杆11分别与连接片14电接触，从而能够实现将在开关触头件12、13之间形成的断路间隔集成到电流路径中。连接片与柄杆11的电接触类型在图1中未明确示出。根据需求，为此例如可以设置柔性的导体电缆、滑动接触装置或者也可以设置尤其与第二开关触头件13的柄杆11的以固定角度的连接。

在真空开关管6的外部，该真空开关管被电绝缘流体环绕冲洗。因此，尤其在封闭板8、9之间的外表面被电绝缘。在真空开关管6的内部存在真空，从而位于开关触头件12、13之间的断路间隔借助于真空被绝缘。

为了机械地支撑真空开关管6，真空开关管6相对于封装壳体5的内壁通过支撑绝缘子15机械地支撑在第二封闭板9这侧上。在此，真空开关管6沿第一开关极1的纵轴线的方向支撑在支撑绝缘子15上。为此，真空开关管6的具有第一封闭板8的端侧被能导电的配件体16覆盖。配件体16在此用于实现真空开关管6的其上布置有第一封闭板8的端侧的介电屏蔽。在封装壳体5的内壁与能导电的配件体16之间布置有截锥体形的绝缘子17。在端侧，场控制电极嵌入截锥体形的绝缘子17中，通过这些场控制电极还可以将截锥体形的绝缘子17与能导电的配件体16或者与封装壳体5的内壁机械夹紧。截锥体形的绝缘子17具有通道18。

通道18被电绝缘的开关杆19穿过。开关杆19与第一开关触头件12的柄杆11连接，从而通过开关杆1可以将轴向运动传递到第一开关触头件12的柄杆11上。在当前情况下，开关杆19设计为基本上为空心柱体的开关杆19。开关杆19在端侧以其朝向第一开关触头件12的柄杆11的端部与柄杆11连接。开关杆11以其背离柄杆11的端部与驱动元件20连接。驱动元件20提供流体密封的壁，所述壁基本上垂直于开关杆19的运动轴线延伸。开关杆19被另外的波纹管21包围，其中，所述另外的波纹管21以第一端部流体密封地与驱动元件20连接并且以第二元件流体密封地与封装壳体5的壁连接。因此，通过所述另外的波纹管21在封装壳体5上提供袋状的凸起部，该凸起部沿轴向可变形。开关杆19因此完全被封闭在封装壳体5内部的电绝缘流体包围和冲洗。所述另外的波纹管21以及驱动元件20是封装壳体5的流体密封的屏障的一部分。

驱动元件20与横臂4以固定角度耦连，从而作为运动链的一部分的驱动元件20承接由横臂4传递的运动并且将该运动传递到开关杆19上。因此能够实现开关触头件12、13相对彼此的轴向运动，其中，由于开关杆19的电绝缘作用实现了相对于封装壳体5的电绝缘。

为了支持驱动元件20以及横臂4的运动，设置导引元件22。在当前情况下，导引元件22与封装壳体5以固定角度地连接，其中在此规定，导引元件22布置在由封装壳体1包围的电绝缘流体的外部。在当前情况下，导引元件22具有基本上为空心柱体的结构，其中，驱动元件20设计为与空心柱体的导引元件22的凹空形状互补。相应地，驱动元件20沿第一开关极1的纵轴线的方向的轴向的可运动性由导引元件22支持。为了避免装置倾斜并且因此提前老化，导引元件22配备有第一滑槽23和第二滑槽24。第一销25在第一滑槽中被导引，第二销26在第二滑槽24中被导引。第一和第二销25、26与驱动元件20以固定角度连接、更确切地说如此连接，使得第一和第二销相反地相对置地布置在驱动元件20的外周上。在电气开关装置的关断状态下(参见图1、图2和图3)，销25、26分别部分地伸入到对应配属的滑槽23、24中。因此，第一销25和第二销26例如针对检查是能接触到的。此外，通过销25、26的位置可以表示电气开关装置内部的开关触头件12、13的开关位置。

两个滑槽23、24分别具有同样的结构。这两个滑槽相反地相对置地布置并且沿纵轴线的方向平行地定向。在当前情况下，两个滑槽23、24作为连续的凹空(缝隙)布置在导引元件22的壁中。在此，该位置选择为，使得两个滑槽23、24相反地相对置地定向，其中，第一和第二滑槽23、24的缝隙穿透导引元件22的端侧(参见图2、图3)，由此第一或第二销25、26能够至少部分地从第一或第二滑槽23、24移出。两个销25、26在此基本上具有直角平行六面体的形状，其中，贴靠面与第一或第二滑槽23、24的相反指向的侧面接触。由此在第一或第二销25、26的每个贴靠面中提供多个贴靠点，这些贴靠点沿滑槽的延伸方向间隔地布置。优选地，这些贴靠点在相应的销25、26的贴靠面中的距离大于滑槽23、24的宽度。销25、26也可以设计为多件式的。因此，通过销25、26在两个滑槽23、24的行程中实现了驱动装置20和因此第一开关触头件12的稳定的线性导引。

在图3的视图中示出由图2已知的导引元件22围绕第一开关极1的纵轴线旋转90°的侧视图，在该视图中在剖开部中可以看到，为了减少驱动元件20上的摩擦布置有导引环27(活塞环)。驱动元件20和导引元件22之间的摩擦可以通过导引环27减小。在图3中还可以看到，在关断状态下，销25、26(在此为第二销26)已经部分地从滑槽23、24(在此为第二滑槽24)中移出。为此，滑槽(在此为第二滑槽24)缝隙状地沿第一开关极1的纵轴线的方向或者沿空心柱体的导引元件22的空心柱体轴线的方向穿透外壳面地开设在该外壳面中。在端侧可以接触到相应的滑槽23、24。在接通运动的过程中，驱动元件20潜入导引元件22中，其中，销25、26被完全插入相应的滑槽23、24中。随着驱动元件20在导引元件22中的潜入深度增加，销25、26的稳定作用增大，因为这时相应的销25、26的贴靠点的间隔增加，由此使得销25、26难以在第一或第二滑槽23、24中倾斜。

为了改善导引元件22的导引，在滑槽23、24的口部区域中设置横截面加宽部。由此能够实现进入第一或第二滑槽23、24中的漏斗形的入口。因此例如可以克服驱动元件20或者以固定角度连接的销25、26所存在的倾斜并且可以在滑槽23、24中平行地导引销25、26。在当前情况下为此规定，在滑槽23、24的口部区域中分别以置于两侧的方式在导引元件22的端侧上布置凸缘。

在图4中示出开关装置的开关极1、2、3的俯视图。可以看到横臂4的梯形设计方案，该横臂在其相应的角点处与三个开关极1、2、3的相应的驱动元件20耦连。在横臂4的中心布置有连接板28，例如连杆可以通过所述连接板以可枢转运动的方式被耦连，以便例如借助于连杆使线性运动作用在开关装置的横臂4或运动链上。

Claims (8)

1.一种开关装置，具有第一开关触头件(12)，该第一开关触头件能够通过运动链相对于第二开关触头件(13)运动，其中，该运动链具有能轴向移动的驱动元件(20)，该驱动元件在导引元件(22)上被导引，

其特征在于，所述导引元件(22)的第一滑槽(23)中的第一销(25)确定驱动元件(20)的运动路径。

2.根据权利要求1所述的开关装置，

其特征在于，第二销(26)和第二滑槽(24)相对于驱动元件(20)与第一销(25)和第一滑槽(23)相反地相对置地布置。

3.根据权利要求1或2所述的开关装置，

其特征在于，销(25、26)具有第一和第二触摸点，这些触摸点与滑槽(23、24)相互作用并且沿滑槽(23、24)的触摸方向依次布置在销(25、26)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置，

其特征在于，滑槽(23、24)沿导引方向穿透导引元件(22)的体边缘。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的开关装置，其特征在于，

滑槽(23、24)穿透用作限定滑槽边界的导引元件(22)的柱体的端侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的开关装置，

其特征在于，销(25、26)能够至少部分地从滑槽(23、24)移出。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的开关装置，

其特征在于，多个能轴向移动的驱动元件(20)分别通过第一销(25)被固定在导引元件(22)的第一滑槽(23)中的运动路径中，其中，驱动元件(20)止挡、尤其是以固定角度地固定在运动链的共同的横臂(4)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的开关装置，

其特征在于，在驱动元件(20)上布置有滑动导引装置，该滑动导引装置支撑在导引元件(22)上。

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