CN117133588A - 中压开关装置 - Google Patents

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CN117133588A CN202310497345.1A CN202310497345A CN117133588A CN 117133588 A CN117133588 A CN 117133588A CN 202310497345 A CN202310497345 A CN 202310497345A CN 117133588 A CN117133588 A CN 117133588A
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皮尔鲁伊吉·因维尼兹
西蒙·拉姆巴蒂尼
罗伯托·塔西斯
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Abstract

本公开涉及一种中压开关装置,包括一个或多个电极。针对每个电极,开关装置包括第一极端子、第二极端子以及接地端子。在操作中,第一极端子能够被电耦合至电线的第一导体,第二极端子能够被电耦合至电线的第二导体,并且接地端子能够被电耦合至接地导体。开关装置包括多个彼此间隔开的固定触头。多个固定触头包括第一固定触头、第二固定触头、第三固定触头以及第四固定触头。开关装置还包括可移动触头以及真空断续器,真空断续器包括真空室,在真空室中,固定电弧触头和可移动电弧触头被封闭并且能够被耦合或解耦。开关装置还包括运动传动机构,运动传动机构被可操作地耦合至真空断续器的可移动电弧触头。

Description

中压开关装置
技术领域
本发明涉及一种用于中压电力系统的开关装置,更具体地涉及一种用于中压电力系统的负载断路开关。
背景技术
负载断路开关在现有技术中是众所周知的。
通常被用于二次配电网的这些开关装置能够在指定的电路条件下(通常是标称条件或过载条件)提供断路功能性(即,开断和接通电流)以及提供电路断开功能性(即,使电路的负载侧区段接地)。
现有技术的大多数传统负载断路开关的电极浸入六氟化硫(SF6)气氛中,因为这种绝缘气体确保在带电部件之间的介电绝缘和电流被中断时的灭弧能力方面具有出色的性能。
然而,众所周知,SF6是一种强大的温室气体,并且出于环境保护目的,其使用受到严格的限制测量。出于这个原因,多年来,已经做出了相当大的努力来开发和设计不使用SF6作为绝缘气体的负载断路开关。
一些负载断路开关已被开发,其中电极被浸入加压干燥空气或其他环境友好的绝缘气体中,诸如氧气、氮气、二氧化碳和/或氟化气体的混合物。不幸的是,经验表明,这些开关装置通常不能示出完全令人满意的性能,特别是在灭弧能力方面。
针对每个电极,其他当前可用的负载断路开关采用在极端子之间并联电连接的不同触头布置。
触头布置具有在充满环境友好的绝缘气体或空气的气氛中操作的电触头,并且它被设计用于承载沿着电极流动的大部分电流以及驱动可能的切换操纵。
相反,另一触头布置具有在真空气氛中操作的电触头,并且它被专门设计用于在沿着电极流动的电流中断时使产生的电弧淬灭。
这些最后的开关装置已被证明能够确保相对较低的环境影响,同时在介电绝缘和灭弧能力方面提供高水平的性能。然而,到目前为止,它们采用复杂的解决方案来管理和协调上述多触头布置的操作。因此,它们在结构紧凑性和操作可靠性方面仍然提供不良性能。
发明内容
本发明的主要目标是提供一种用于MV电力系统的开关装置,它允许解决或减轻上述技术问题。
更具体地,本发明的目的是提供一种在电流开断过程期间确保在介电绝缘和灭弧能力方面的高水平性能的开关装置。
本发明的另一目的是提供一种在操作中表现出高水平的可靠性的开关装置。
本发明的另一目的是提供一种具有高度紧凑且结构简单的电极的开关装置。
本发明的另一目的是提供一种开关装置,该开关装置可以相对于现有技术的解决方案以具有竞争力的成本在工业水平上被容易地制造。
为了实现这些目标和目的,本发明提供了一种根据以下权利要求1和相关从属权利要求的开关装置。
在一般定义中,本发明的开关装置包括一个或多个电极。
针对每个电极,开关装置包括第一极端子、第二极端子和接地端子。在操作中,第一极端子可以被电耦合至电线的第一导体,第二极端子可以被电耦合至所述电线的第二导体,并且接地端子可以被电耦合至接地导体。
针对每个电极,开关装置包括彼此间隔开的多个固定触头。这种多个固定触头包括被电连接至第一极端子的第一固定触头、被电连接至第二极端子的第二固定触头、被电连接至接地端子的第三固定触头以及在操作中可以被电连接至第二固定触头的第四固定触头。
针对每个电极,开关装置还包括可移动触头,该可移动触头根据相对的第一旋转方向和第二旋转方向围绕对应的旋转轴线可逆地可移动,使得所述可移动触头可以被机械地耦合以及电耦合至上述固定触头中的一个或多个或者与上述固定触头中的一个或多个解耦。
针对每个电极,开关装置还包括真空断续器,该真空断续器包括被电连接至第一极端子的固定电弧触头、被电连接至第四固定触头并且沿着对应的平移轴线在与固定电弧触头的耦合位置和与固定电弧触头的解耦位置之间可逆地可移动的可移动电弧触头。真空断续器附加地包括固定电弧触头和可移动电弧触头被封闭并且可以被耦合或解耦的真空室。
针对每个电极,开关装置还包括被机械地耦合至可移动电弧触头的运动传动机构。这种运动传动机构可由所述可移动触头致动,以使当所述可移动触头围绕所述旋转轴线移动时,所述可移动电弧触头沿着所述平移轴线的移动。
根据本发明,运动传动机构包括滑块构件,该滑块构件被牢固地耦合至所述可移动电弧触头以与所述可移动电弧触头一起平移移动。前述滑块构件在与所述可移动电弧触头的耦合位置和与所述可移动电弧触头的解耦位置相对应的第二位置之间可逆地可移动。
滑块构件被配置为在开关装置的断开操纵期间由所述可移动触头致动。当所述滑块构件由所述可移动触头致动时,所述滑块构件从所述第一位置移动到所述第二位置。
根据本发明,运动传动机构包括阻挡构件,该阻挡构件被配置为在开关装置的断开操纵期间,当所述滑块构件在由所述可移动触头致动时到达所述第二位置时,将所述滑块构件阻挡在所述第二位置中。
根据本发明的一个方面,所述滑块构件通过凸轮耦合可机械地耦合至所述可移动触头。
优选地,所述可移动触头包括在开关装置的断开操纵期间可机械地耦合至所述滑块构件以致动所述滑块构件的一个或多个第一致动部分。每个第一致动部分具有凸轮轮廓。
根据本发明的一个方面,在开关装置的断开操纵期间,当所述可移动触头将所述第四固定触头电连接至所述第二固定触头时,所述滑块构件由所述可移动触头致动。
根据本发明的一个方面,所述阻挡构件被配置为与所述滑块构件一起平移移动,并且在所述滑块构件到达所述第二位置时采用阻挡位置。
优选地,当所述阻挡构件采用所述阻挡位置时,所述阻挡构件稳定地接合固定支撑件以将所述滑块构件阻挡在所述第二位置中。
根据本发明的一个方面,所述阻挡构件被配置为在所述开关装置的闭合操纵期间由所述可移动触头致动。当所述滑块构件由所述可移动触头致动时,所述阻挡构件从所述阻挡位置移除。
根据本发明的一个方面,在开关装置的闭合操纵期间,当所述可移动触头将所述第四固定触头电连接至所述第二固定触头时,所述阻挡构件由所述可移动触头致动。
优选地,所述可移动触头包括一个或多个第二致动部分,一个或多个第二致动部分在开关装置的闭合操纵期间可机械地耦合至所述阻挡构件以致动所述阻挡构件。
根据本发明的一个方面,针对每个电极,所述第一极端子和第二极端子相对于所述可移动处的旋转轴线被布置在所述开关装置的相对侧,并且沿着穿过所述可移动触头的旋转轴线的第一对准方向彼此对准。所述第一固定触头相对于所述第一对准方向横向位移。
根据本发明的一个方面,针对每个电极,所述第一极端子和所述真空断续器被至少部分地容纳在内部容积的一部分中,该内部容积由沿着所述开关装置的绝缘外壳的衬套限定。
根据本发明的一个方面,所述可移动触头具有相对于所述可移动触头的旋转轴线被布置在相对位置的第一可移动触头区域和第二可移动触头区域。
当所述可移动触头处于与所述开关装置的闭合状态相对应的第一运行结束位置时,所述可移动触头具有被耦合至所述第一固定触头的所述第一可移动触头区域和被耦合至所述第二固定触头的所述第二可移动触头区域,使得所述可移动触头电连接所述第一固定触头和第二固定触头。
当所述可移动触头处于与所述开关装置的接地状态相对应的第二运行结束位置时,所述可移动触头具有被耦合至所述第二固定触头的所述第一可移动触头区域和被耦合至所述第三固定触头的所述第二可移动触头区域,使得所述可移动触头电连接所述第二固定触头和第三固定触头。
当所述可移动触头处于所述第一运行结束位置和第二运行结束位置之间的中间位置(对应于所述开关装置的断开状态)时,所述可移动触头未被耦合至固定触头。
根据本发明的一个方面,所述可移动触头的每个可移动触头区域至少包括接触片,更优选地包括一对平行的接触片。
附图说明
本发明的其他特性和优点将从根据本发明的开关装置的优选但非排他性实施例的描述中显现,其非限制性示例在所附附图中提供,其中:
-图1示出了本发明的开关装置的外部视图;
-图2至17是部分地示出本发明的开关装置的电极的结构和操作的示意图;
-图18至19是示出了根据本发明的开关装置的电极的一些结构细节的示意图。
具体实施方式
参照附图,本发明涉及一种用于中压电力系统的开关装置1。
出于本申请的目的,术语“中压”(MV)涉及配电级别的操作电压,它高于1kV AC和1.5kV DC直至几十kV,例如高达72kV AC和100kV DC。
出于本发明的目的,除非另有指定,否则术语“端子”和“触头”在下文中应该分别被表示为“电端子”和“电触头”,从而指的是被适当布置为电连接或耦合至其他电导体的电气组件。
开关装置1特别适用于作为负载断路开关操作。因此,它被设计用于在指定的电路条件(标称条件或过载条件)下提供断路功能性以及电路断开功能性,特别是使电路的负载侧区段接地。
在下文中,仅为了简单起见,本发明的开关装置将特别参照本申请描述,而不旨在限制本发明的范围。
开关装置1包括一个或多个电极2。
优选地,开关装置1是多相(例如三相)类型的,并且它包括多个(例如三个)电极2。
根据引用附图所示的实施例,开关装置1优选地包括绝缘外壳4,它方便地限定电极2被容纳的内部容积。
优选地,绝缘外壳4具有沿着主纵轴发展的细长形状(例如大致圆柱形)。电极2沿着垂直于开关装置的主纵轴的对应横向平面并排布置。
优选地,绝缘外壳4由沿着合适的耦合边缘相互接合的上壳体41和下壳体42形成。
针对每个电极,绝缘外壳4包括从上壳体41的顶部区域突出的第一衬套43和从第二壳体42的底部区域突出的第二衬套44(参照图1所示的开关装置的正常操作定位)。
在下文中,仅为了简洁起见,本发明的开关装置将参照这些实施例来描述,而不旨在限制本发明的范围。
事实上,根据本发明的其他实施例(未示出),本发明的开关装置可以与其他电力设备一起被安装在隔间中。在这种情况下,开关装置可以不包括引用附图所示的专用外壳。
优选地,开关装置1的内部容积被填充有加压干燥空气或具有低环境影响的另一绝缘气体,诸如氧气、氮气、二氧化碳和/或氟化气体的混合物。
针对每个电极2,开关装置1包括第一极端子11、第二极端子12和接地端子13。第一极端子11被配置为被电耦合至电线的第一导体(例如被电连接至等效电源的相导体),第二极端子12被配置为被电连接至电线的第二导体(例如被电连接至等效电负载的相导体),而接地端子13被配置为被电连接至接地导体。
根据引用附图所示的实施例,第一极端子11被至少部分地容纳在由第一衬套43限定的内部容积的一部分中,而第二极端子12被至少部分地容纳在由第二衬套44限定的内部容积的一部分中。
优选地,针对每个电极,第一极端子11和第二极端子12被布置在开关装置的相对侧,并且沿着第一对准方向D1彼此对准(图2)。
针对每个电极2,开关装置1包括多个固定触头,这些固定触头围绕开关装置的主纵轴彼此间隔开。具体地,开关装置1包括第一固定触头5、第二固定触头6、第三固定触头7和第四固定触头8。
第一固定触头5被电连接至第一极端子11,第二固定触头6被电连接至第二极端子12,第三固定触头7被电连接至接地端子13,而第四固定触头8被电连接至真空断续器20,如下文更好地解释的。
针对每个电极2,开关装置1包括围绕对应的旋转轴线A1可逆地可移动(沿着给定的旋转平面)的可移动触头10,该旋转轴线A1基本上平行于或重合于开关装置的主纵轴。
可移动触头10可以根据第一旋转方向R1(方便地远离第一固定触头5定向)或根据第二旋转方向R2(与第一旋转方向R1相对并且朝着第一固定触头5定向)旋转。参照图2和12的观察平面,上述第一旋转方向R1被逆时针定向,而上述第二旋转方向R2被顺时针定向。
在操作中,开关装置1能够在三种不同的操作状态下切换,即:
-闭合状态,其中每个电极2具有彼此电连接并且与接地端子13电断开的第一极端子11和第二极端子12。当开关装置处于闭合状态时,电流可以在对应的第一极端子11和第二极端子12之间沿着每个电极2流动;
-断开状态,其中每个电极2具有彼此电断开的第一极端子11和第二极端子12以及接地端子13。当开关装置处于断开状态时,没有电流可以沿着电极2流动;
-接地状态,其中每个电极2具有彼此电断开的第一极端子11和第二极端子12以及彼此电连接的第二极端子12和接地端子13。当开关装置处于接地状态时,没有电流可以沿着电极2流动。然而,每个电极的第二极端子12(以及因此连接至它的第二线导体)被置于接地电压。
原则上,开关装置1可以是“单断开”类型(未示出)或“双断开”类型(如引用附图所示),这取决于当开关装置达到断开状态时通过每个电极的电流路径如何被中断。
如果开关装置是“单断开”类型,则当开关装置处于断开状态时,可移动触头10被电耦合至第二固定触头6,并且与剩余固定触头5、7、8电解耦。因此,通过每个电极的电流路径仅在可移动触头的一端中断(“单断开”)。
如果开关装置是“双断开”类型,则当开关装置处于断开状态时,可移动触头10与任何固定触头5、6、7、8电解耦。因此,通过每个电极的电流路径在可移动触头的两端中断(“双断开”)。
在下文中,仅为了简洁起见,本发明的开关装置将特别参照上述“双断开”配置来描述,而不旨在以任何方式限制本发明的范围。
开关装置1能够执行不同类型的操纵,每个操纵对应于上述操作状态之间的转换。具体地,开关装置能够执行:
-从闭合状态切换到断开状态时的断开操纵;
-从断开状态切换到闭合状态时的闭合操纵;
-从断开状态切换到接地状态时的断开操纵;
-从接地状态切换到断开状态时的重新连接操纵。
开关装置可以通过执行断开操纵和随后的断开操纵从闭合状态切换到接地状态,而开关装置可以通过执行重新连接操纵和随后的闭合断开操纵从接地状态切换到闭合状态。
为了执行上述操纵,每个电极的可移动触头10根据上述第一旋转方向R1或第二旋转方向R2而被适当地驱动。
具体地,可移动触头10在开关装置的断开操纵或断开操纵期间根据第一旋转方向R1移动,并且在开关装置的闭合操纵或重新连接操纵期间根据第二旋转方向R2移动。
通常,每个电极的可移动触头10在对应于开关装置的闭合状态的第一运行结束位置PA和对应于开关装置的接地状态的第二运行结束位置PC之间可逆地可移动。方便地,当可移动触头10在第一运行结束位置PA和第二运行结束位置PC之间移动时,它穿过对应于开关装置的断开状态的中间位置PB
由于可移动触头10围绕旋转轴线A1可逆地可移动,因此可移动触头10可以被机械地耦合以及电耦合至固定触头5、6、7、8中的一个或多个或与固定触头5、6、7、8中的一个或多个解耦。通过这种方式,取决于正在进行的操纵,可移动触头10可以电连接或电断开这些固定触头。
当可移动触头10处于第一运行结束位置PA(开关装置的闭合状态)时,可移动触头10被耦合至第一固定触头5和第二固定触头6,并且它电连接这些固定触头,从而电连接第一极端子11和第二极端子12。
当可移动触头10处于第二运行结束位置PC(开关装置的接地状态)时,可移动触头10被耦合至第二固定触头6和第三固定触头7,并且它电连接这些固定触头,从而电连接第二极端子12和第三极端子13。
优选地,当可移动触头10处于中间位置PB(开关装置的断开状态)时,可移动触头10不被耦合至固定触头(“双断开”类型)。
优选地,在本发明的开关装置中,针对每个电极,第四固定触头8被布置在第一固定触头5和第二固定触头6之间的中间位置中,而第三固定触头7被布置在第一固定触头5和第二固定触头6之间的中间位置中。
优选地,第一固定触头5被布置为相对于第一极端子11和第二极端子12的第一对准方向D1横向位移。针对每个电极,第一固定触头5和第二固定触头6具有触头区域,这些触头区域相对于可移动触头10的旋转轴线A1被布置在开关装置的相对侧并且彼此对准。这些触头区域的对准方向与第一极端子11和第二极端子12的第一对准方向D1成角度地间隔开。
该解决方案允许提高开关装置的电极的结构紧凑性,同时确保带电内部组件之间的安全介电距离。由于第一固定触头5和第二固定触头6具有与第一极端子11和第二极端子12未对准的触头区域,因此第一极端子11附近的自由空间可以被方便地用于容纳电极的一些笨重组件,如将从下文更好地显现的。
优选地,在本发明的开关装置中,上述固定触头5、6、7、8由对应的导电材料片形成,这些导电材料片根据需要被适当地成形。
优选地,第一固定触头5由导电体形成,该导电体具有被耦合至第一极端子11的支腿和形成与可移动触头10的触头区域的叶片形自由端。
优选地,第二固定触头6由弧形导电体形成,该弧形导电体部分地围绕可移动触头10的旋转轴线A1延伸,并且具有形成与可移动触头10的不同触头区域的叶片形自由端和突起。
优选地,第三固定触头7由叶片形导电体形成,该叶片形导电体具有被耦合至第三极端子13的轮廓端和形成与可移动触头10的触头区域的叶片形自由端。
优选地,第四固定触头8被形成有轮廓平坦的导电体,该导电体可滑动地耦合至可移动触头10。
优选地,第四固定触头8由支撑构件250支撑,该支撑构件250被方便地固定至开关装置的真空断续器20的支撑结构25或者与其制成单件。
优选地,支撑构件250由电绝缘材料制成。导体(未示出)被方便地布置在支撑构件250的内部容积中,以将第四固定触头8电连接至真空断续器20的可移动电弧触头22。
可移动触头10具有相对于可移动触头10的旋转轴线A1被布置在相对位置的第一可移动触头区域10A和第二可移动触头区域10B。
优选地,可移动触头10的第一可移动触头区域10A和第二可移动触头区域10B沿着相同的方向彼此对准。
优选地,可移动触头10和固定触头5、6、7、8被布置为使得在操作中:
-当可移动触头10在第一运行结束位置PA和第二运行结束位置PC之间移动时,可移动触头10的第一可移动触头区域10A可以被机械地耦合以及电耦合至第一固定触头5、第四固定触头8和第二固定触头6或与第一固定触头5、第四固定触头8和第二固定触头6解耦;
-当可移动触头10在第一运行结束位置PA和第二运行结束位置PC之间移动时,可移动触头10的第二可移动触头区域10B可以被机械地耦合以及电耦合至第二固定触头6和第三固定触头7或者与第二固定触头6和第三固定触头7解耦。
优选地,当可移动触头10处于第一运行结束位置PA时,可移动触头10具有被耦合至第一固定触头5的第一可移动触头区域10A和被耦合至第二固定触头6的第二可移动触头区域10B。如上面提及的,在这种情况下,可移动触头10电连接第一固定触头5和第二固定触头6,并因此电连接第一极端子11和第二极端子12。
如上面提及的,当可移动触头10处于中间位置PB时,可移动触头10没有被耦合至固定触头的触头区域,因此可移动触头10与这些固定触头电断开。
优选地,当可移动触头10处于第二运行结束位置PC时,可移动触头10具有被耦合至第二固定触头6的第一可移动触头区域10A和被耦合至第三固定触头7的第二可移动触头区域10B。如上面提及的,在这种情况下,可移动触头10电连接第二固定触头6和第三固定触头7,并因此电连接第二极端子12和接地端子13。
优选地,当可移动触头10在第一运行结束位置PA和第二运行结束位置PC之间移动时,可移动触头10(在第一可移动触头区域10A处)滑动地耦合至第四固定触头8。
优选地,第一固定触头5和第四固定触头8沿着可移动触头10的运动轨迹相对定位,使得当所述可移动触头根据第一旋转方向R1移动(在开关装置的断开操纵期间)时,可移动触头10在与第一固定触头5解耦之前耦合至所述第四固定触头8,并且使得当所述可移动触头根据所述第二旋转方向R2移动(在开关装置的闭合操纵期间)时,可移动触头10在与第四固定触头8解耦之前耦合至第一固定触头5。
有利地,可移动触头10由一体成形的导电材料形成。
优选地,可移动触头10由细长导电体形成,该细长导电体以旋转轴线A1为中心并且具有形成第一可移动触头区域10A的第一轮廓端和形成第二可移动触头区域10B的第二轮廓端(与第一端10A相对)。
优选地,可移动触头10的每个可移动触头区域10A、10B包括至少一个接触片,更优选地包括一对平行的接触片,如引用附图所示。
优选地,开关装置1包括致动装配件,该致动装配件提供合适的致动力以致动电极的可移动触头10。
优选地,这种致动装配件包括由电绝缘材料制成的运动传动轴9,该运动传动轴9可以围绕旋转轴线A1旋转,并且它被耦合至电极2的可移动触头10(图1)。
因此,运动传动轴9提供旋转机械力,以在开关装置的操纵期间致动可移动触头10。
上述致动装配件优选地包括致动器(未示出),该致动器通过合适的运动链被耦合至传动轴。致动器例如可以是机械致动器、电动机或电磁致动器。
通常,开关装置的致动装配件可以根据已知类型的解决方案来实现。因此,在下文中,为了简洁起见,将仅关于本发明的感兴趣方面进行描述。
根据本发明,针对每个电极2,开关装置1包括真空断续器20。
真空断续器20包括被电连接至第一极端子11的固定电弧触头21,优选地平行于第一固定触头5。
优选地,固定电弧触头21由细长的导电材料片形成,该导电材料片具有被耦合至第一极端子11的一端和旨在被耦合至另一电弧触头或与另一电弧触头解耦的相对自由端。
真空断续器20包括沿着对应的平移轴线A可逆地可移动的可移动电弧触头22,该平移轴线A优选地与真空断续器的主纵轴对准。
由于可移动电弧触头22围绕位移轴线A可逆地可移动,因此可移动电弧触头22可以被耦合至固定电弧触头21或者与固定电弧触头21解耦,从而被电连接至固定电弧触头21或者与固定电弧触头21电断开。
可移动电弧触头22通过被容纳在支撑构件250的内部容积中的导体(例如柔性导体)或者其他等效连接部件被电连接至第四固定触头8。
优选地,可移动电弧触头22被牢固地耦合至轴构件24,该轴构件24优选地由导电材料制成(图3、5、18至19)。
优选地,轴构件24沿着平移轴线A与可移动电弧触头22对准,并且它被方便地布置在中空电绝缘管的内部并且与其同轴,该中空电绝缘管形成第四固定触头8的支撑构件250。
优选地,可移动电弧触头22由细长的导电材料片形成,该导电材料片具有被耦合至轴构件24的一端和旨在与固定触头21耦合或解耦的相对自由端。
真空断续器20包括其中存在真空气氛的真空室23。
方便地,固定电弧触头21和可移动电弧触头22被封闭在真空室23中,并且它们在所述真空室内相互耦合或解耦,因此被永久地浸入真空气氛中。
优选地,真空断续器20包括由电绝缘材料制成的固定支撑结构25,以将真空室23保持在其操作位置。
有利地,固定支撑结构25机械地支撑支撑构件250,该支撑构件250又机械地支撑第四固定触头8。
优选地,在引用附图所示的实施例中,针对每个电极,真空断续器20被至少部分地容纳(与第一极端子11一起)在内部容积的一部分中,该内部容积由开关装置的绝缘外壳4的第一衬套43限定。
上面图示的解决方案允许朝着绝缘外壳4的顶部位移真空断续器20和运动传动机构30,这允许减小开关装置的总高度,同时确保带电内部组件之间的安全介电距离。
针对每个电极2,开关装置1包括运动传动机构30,该运动传动机构30被可操作地耦合至可移动电弧触头22(优选地通过轴构件24),并且可由可移动触头10致动,以使当这种可移动触头围绕其旋转轴线A1移动时可移动电弧触头22的移动。
根据本发明,运动传动机构包括滑块构件31,该滑块构件31被牢固地耦合至可移动电弧触头以与所述可移动电弧触头一起平移移动。
优选地,运动传动机构30包括将滑块构件31机械地耦合至可移动电弧触头22的轴构件24。
优选地,滑块构件31包括在相对于可移动电弧触头22的远端位置与轴24的端部机械耦合的夹具311以及由夹具311支撑并且形成可移动触头10的一个或多个滑动表面的一个或多个滑轮312(图18至19)。
在引用附图所示的实施例中,夹具311由导电材料(例如钢)的小板形成,该小板平行于第四固定触头8布置并且以已知方式被固定至轴24。有利地,两对滑轮312被布置在夹具311的相对侧。每对滑轮312形成可移动触头10的对应接触片的可滑动耦合表面。
根据替代实施例,滑块构件31的滑轮312可以由从夹具311横向突出的合适的滑动边缘代替。根据需要,此处为了简洁起见而未被详细描述的其他解决方案是可能的。
如上面提及的,滑块构件31与可移动电弧触头22(和轴构件24)一起可平移移动。具体地,滑块构件31在第一位置P1与第二位置P2之间可逆地可移动,第一位置P1对应于可移动电弧触头22的耦合位置P3,第二位置P2对应于可移动电弧触头22的解耦位置P4。
参照图2的观察平面,滑块构件31的第一位置P1和第二位置P2分别对应于所述滑块构件相对于真空室23的近端(上部)和远端(下部)位置。
优选地,滑块构件31沿着可移动电弧触头22(和轴构件24)的同一平移轴线A移动。
根据本发明,当所述可移动触头根据第一旋转方向R1移动时,在所述开关装置的断开操纵期间,滑块构件31由可移动触头10致动。
当滑块构件31由可移动触头10致动时,滑块构件31从第一位置P1移动到第二位置P2,并且它使可移动电弧触头22从耦合位置P3移动到解耦位置P4。
优选地,滑块构件31通过凸轮耦合可机械地耦合至可移动触头10。通过这种方式,可移动触头10围绕旋转轴线A1的旋转运动可以容易地导致滑块构件31(和可移动电弧触头22)沿着平移轴线A的平移运动。
优选地,可移动触头10包括具有凸轮轮廓的一个或多个第一致动部分10D,这些第一致动部分10D可机械地耦合至滑块构件31。
在引用附图所示的实施例中,每个第一致动部分10D由具有凸轮轮廓的第一突起形成,该第一突起方便地在第一可移动触头区域10A处从可移动触头10的对应接触片的侧表面升高。每个第一突起10D被方便地配置为与滑块构件31的一对对应的滑动滑轮312滑动地耦合。
根据替代实施例,可移动触头10和滑块构件31之间的凸轮耦合可以被不同地配置。作为示例,可移动触头10可以包括线性轮廓或者包括一个或多个滑轮,而滑块构件31可以包括具有凸轮轮廓的合适的滑动边缘。根据需要,此处为了简洁起见而未被详细描述的其他解决方案是可能的。
优选地,在开关装置的断开操纵期间,当可移动触头10将第四固定触头8电连接至第二固定触头6时(在实践中,当可移动触头10被滑动地耦合至第四固定触头8和第二固定触头6时),滑块构件31被机械地耦合至可移动触头10并且由可移动触头10致动。
根据本发明,运动传动机构10包括阻挡构件32,该阻挡构件32被配置为在开关装置的断开操纵期间,当所述滑块构件在由可移动触头10致动时到达第二位置P2时,将滑块构件31阻挡在第二位置P2中。
优选地,当滑块构件31在第一位置P1和第二位置P2之间移动(并且可移动电弧触头22在耦合位置P3和解耦位置P4之间移动)时,阻挡构件32与滑块构件31一起平移移动。
优选地,当滑块构件31到达第二位置P2时(当从第一位置P1移动到第二位置P2时),阻挡构件32采用阻挡位置P5。在这种阻挡位置处,阻挡构件32稳定地接合固定支撑件250,并且它将滑块构件31阻挡在第二位置P2中。通过这种方式,可移动电弧触头22可以被阻挡在解耦位置P4中。
为了清晰起见,指定阻挡构件32稳定地接合固定支撑件250,因为阻挡构件32可以维持这种接合条件,直到它被致动以从阻挡位置P5移除为止。
优选地,当阻挡构件32处于阻挡位置P5时,在开关装置的闭合操纵期间,当所述可移动触头根据第二旋转方向R2移动时,阻挡构件32由可移动触头10致动。
当阻挡构件32由可移动触头10致动时,阻挡构件32从阻挡位置P5移除。在这种情况下,滑块构件31从第二位置P2自由移动到第一位置P1,并且可移动电弧触头22从解耦位置P4自由移动到耦合位置P3。可移动电弧触头22和滑块构件31的这些平移移动(与轴构件24和阻挡构件32本身一起)由真空吸引力导致,该真空吸引力由真空室23中的真空气氛生成。
有利地,阻挡构件32由一体成形的导电材料形成。
优选地(图8、10、13、15、18至19),阻挡构件32包括被同轴地耦合至轴构件24的支撑衬套320,使得轴构件24穿过该衬套。通过这种方式,支撑衬套320导致基本上被夹在可移动电弧触头22的合适的保持边缘和轴构件24之间,从而当这些可移动电弧触头22、轴构件24和滑块构件31沿着平移轴线A移动时,支撑衬套320被迫与可移动电弧触头22、轴构件24和滑块构件31一起移动。同时,支撑衬套320相对于可移动电弧触头22、轴24和滑块构件31围绕平移轴线A自由旋转。
优选地,阻挡构件32包括第一销321和第二销322,它们从支撑衬套320的侧表面突出,方便地位于支撑衬套320的相对侧。阻挡构件的第一销321被滑动地耦合至支撑构件250的狭槽251。方便地,狭槽251具有扭曲的轮廓,使得当整个阻挡构件32与可移动电弧触头22、轴构件24和滑块构件31一起沿着所述平移轴线移动时,整个阻挡构件32被迫围绕平移轴线A旋转。
狭槽251被配置为使得当阻挡构件32通过沿着平移轴线A移动并且同时围绕这种平移轴线旋转而到达阻挡位置P5时,第一销321到达该狭槽的成形端251A。
狭槽251的端部251A(方便地位于相对于真空室23的远端位置)被成形为(例如具有钩形轮廓)使得第一销321稳定地接合支撑构件250。通过这种方式,当阻挡构件32到达阻挡位置P5(并且第一销321到达狭槽251的端部251A)时,阻挡构件32能够将滑块构件31阻挡在第二位置P2中(并且因此将可移动电弧触头22阻挡在解耦位置P4中)。因此,阻挡构件32可以防止由滑块构件31、轴构件24和可移动电弧触头22形成的装配件的任何移动,直到它从阻挡位置P5移除(并且第一销321远离狭槽251的端部251A移动)为止。
阻挡构件的第二销322包括成形头部,在阻挡构件32沿着平移轴线A旋转平移移动之后到达阻挡位置P5时,该成形头部方便地沿着可移动触头10的轨迹定位。
在开关装置的闭合操纵期间,可移动触头10撞击第二销322并且致动阻挡构件32,从而导致阻挡构件32围绕平移轴线A的反向旋转。由于这种反向旋转移动,第一销321远离狭槽251的端部251A移动,并且它再次沿着狭槽251自由滑动。阻挡构件32从阻挡位置P5移除,并且阻挡构件32能够与滑块构件31、轴构件24和可移动电弧触头22一起沿着平移轴线A自由移动。在这种情况下,由于真空吸引力,滑块构件31从第二位置P2移动到第一位置P1,并且可移动电弧触头22从解耦位置P4移动到耦合位置P3。
优选地,可移动触头10包括一个或多个第二致动部分10C,它可机械地耦合至阻挡构件32,特别是所述阻挡构件的第二销322。
在引用附图所示的实施例中,可移动触头10包括第二致动部分10C,它由从可移动触头10的合适接触片的侧表面升高的第二突起形成。第二突起10C被配置为撞击阻挡构件32的第二销322,从而导致阻挡构件32围绕平移轴线A的旋转。
然而,原则上,第二致动部分10C可以根据此处为了简洁起见而未被详细描述的其他解决方案来配置。
从上文显而易见的是,运动传动机构能够交替地采用第一配置C1和第二配置C2。
运动传动机构30的第一配置C1对应于真空断续器20的闭合条件,因为当运动传动机构采用这种配置时,可移动电弧触头22处于与固定电弧触头21的耦合位置P3。当运动传动机构采用第一配置C1时,滑块构件31处于第一位置P1,并且阻挡构件32未与支撑构件250稳定地接合。
在开关装置的断开操纵期间,运动传动机构30可以稳定地维持第一配置C1,直到滑块构件31由可移动触头10致动为止。
相反,运动传动机构30的第二配置C2对应于真空断续器20的断开条件,因为当运动传动机构采用这种配置时,可移动电弧触头22处于与固定电弧触头21的解耦位置P4。
当运动传动机构采用第二配置C2时,滑块构件31处于第二位置P2,并且阻挡构件32处于与支撑构件250稳定地接合的阻挡位置P5。
在开关装置的闭合操纵期间,运动传动机构30可以稳定地维持第二配置C2,直到滑块构件32由可移动触头10致动为止。
运动传动机构30的配置的任何转换都会导致可移动电弧触头22的对应移动以及真空断续器20的条件的随之变化。
运动传动机构30被配置为在由可移动触头10致动滑块构件31时从第一配置C1切换到第二配置C2,而所述可移动触头根据第一旋转方向R1移动(开关装置的断开操纵),并且它将第四固定触头8电连接至第二固定触头6(当它被耦合至所述固定触头时)。
运动传动机构30从第一配置C1到第二配置C2的转换导致可移动电弧触头22从耦合位置P3到解耦位置P4的对应移动。
运动传动机构30被配置为在由可移动触头10致动阻挡构件32时从第二配置C2切换到第一配置C1,而所述可移动触头根据第二旋转方向R2移动(开关装置的闭合操纵),并且它将第一固定触头5电连接至第二固定触头6(因为它被耦合至所述固定触头)。
运动传动机构30从第二配置C2到第一配置C1的转换导致可移动电弧触头22从解耦位置P4到耦合位置P3的对应移动。
运动传动机构30的机械行为及其与可移动电弧触头22的机械相互作用在下文中参照图8、10、13和15简要描述。
从第一配置C1到第二配置C2的转换
图8示出了处于第一配置C1的运动传动机构30。
在这种情况下,滑块构件31处于第一位置P1,可移动电弧触头22处于耦合位置P3,并且阻挡构件32未与支撑构件250稳定地接合。
在滑块构件31由可移动触头10致动时,运动传动机构30将力传递到可移动电弧触头22,该力被引导以使可移动电弧触头22与固定电弧触头21解耦。
因此,当由滑块构件31、轴构件24、阻挡构件32和可移动电弧触头22形成的装配件根据第一平移方向T1沿着平移轴线A移动时,尽管存在真空室23的真空吸力,可移动电弧触头22仍会远离固定电弧触头21移动(图8)。
当阻挡构件32沿着平移轴线A行进时,由于阻挡构件的第一销321以扭曲的轮廓沿着狭槽251滑动,阻挡构件32相对于轴构件24和可移动电弧触头22围绕所述平移轴线同轴地旋转。
最后,滑块构件31到达第二位置P2,并且可移动电弧触头22到达解耦位置P4。同时,阻挡构件的第二销322到达狭槽251的端部251A(图8)。因此,阻挡构件32到达阻挡位置P5,在该阻挡位置P5处,阻挡构件稳定地接合支撑构件250(图10和13)。
在这种情况下,阻挡构件32防止由滑块构件31、轴构件24、阻挡构件32本身和可移动电弧触头22形成的组装配件沿着平移轴线A的任何反向移动。
因此,尽管存在由真空室23中的真空气氛生成的真空吸引力,可移动电弧触头22也可以稳定地维持解耦位置P4。
从第二配置C2到第一配置C1的转换
图10、13示出了处于第二配置C2的运动传动机构30。
在这种情况下,滑块构件31处于第二位置P2,可移动电弧触头22处于解耦位置P4,并且阻挡构件32处于与支撑构件250稳定地接合的阻挡位置P5。
当由可移动触头10致动阻挡构件的第二销322(图15)时,阻挡构件32相对于轴构件24和可移动电弧触头22围绕平移轴线A反向旋转,并且从计时位置P5移除。
由于阻挡构件32不再与支撑构件250稳定地接合,由滑块构件31、轴构件24、阻挡构件32本身和可移动电弧触头22形成的装配件可以沿着平移轴线A自由移动。
可移动电弧触头22受到真空吸引力的作用,该真空吸引力被引导以将可移动电弧触头耦合至固定电弧触头21。
因此,当由滑块构件31、轴构件24、阻挡构件32和可移动电弧触头22形成的装配件根据第二平移方向T2(与第一方向平移T1相对)沿着平移轴线A移动时,可移动电弧触头22朝着固定电弧触头21移动(图15)。
当阻挡构件32沿着平移轴线A行进时,由于销322以扭曲的轮廓沿着狭槽251滑动,阻挡构件32相对于轴构件24和可移动电弧触头22围绕所述平移轴线同轴地反向旋转。
最后,滑块构件31到达第一位置P1,可移动电弧触头22到达耦合位置P3。阻挡构件32未与支撑构件250稳定地接合(图8),并且也没有施加任何阻挡作用。
由于由真空室23中的真空气氛生成的真空吸引力,可移动电弧触头22可以稳定地维持耦合位置P3。
每个电极2的开关装置1(具有“双断开”配置)的操作现在被更详细地描述。
开关装置的闭合状态
当开关装置处于闭合状态时,每个电极2处于图2至3所图示的操作条件。
在这种情况下,每个电极2具有:
-处于第一运行结束位置PA的可移动触头10;
-被耦合至第一固定触头5和第二固定触头6的可移动触头10;
-第一固定触头5和第二固定触头6,它们彼此电连接并且与第三固定触头7电断开;
-第四固定触头8,与任何固定触头电断开;
-处于第一配置C1的运动传动机构30;
-可移动电弧触头22,处于与固定电弧触头21的耦合位置P3。
第一滑块构件31处于第一位置P1,该第一位置P1沿着可移动触头10的运动轨迹定位。阻挡构件32具有沿着狭槽251自由滑动的第一销321以及远离可移动触头10的运动轨迹定位的第二销322。
电流可以流过第一极端子11和第二极端子12之间的电极,穿过第一固定触头5、可移动触头10和第二固定触头6。没有电流可以流过真空断续器20。
开关装置的断开状态
当开关装置处于断开状态时,每个电极2处于图11所示的条件。
在这种情况下,每个电极2具有:
-处于中间位置PB的可移动触头10;
-可移动触头10,与任何固定触头解耦;
-第一固定触头5、第二固定触头6、第三固定触头7和第四固定触头8,它们彼此电断开;
-处于第二配置C2的运动传动机构;
-可移动电弧触头22,处于与固定电弧触头21的解耦位置P4。
第一滑块构件31处于第二位置P2,该第二位置P2远离可移动触头10的运动轨迹。阻挡构件32处于阻挡位置P5,在该阻挡位置P5处,它稳定地接合支撑构件250,并且它具有定位在狭槽250的端部251A处的第一销321和沿着可移动触头10的运动轨迹定位的第二销322。
没有电流可以在第一极端子11和第二极端子12之间流动。
开关装置的接地状态
当开关装置处于接地状态时,每个电极2处于图17所图示的条件。
在这种情况下,每个电极2具有:
-处于第二运行结束位置PC的可移动触头10;
-可移动触头10,被耦合至第二固定触头6和第三固定触头7;
-第二固定触头6和第三固定触头7,它们彼此电连接并且与第一固定触头5电断开;
-第四固定触头8,与任何固定触头电断开;
-处于第二配置C2的运动传动机构。
-可移动电弧触头22,处于与固定电弧触头21的解耦位置P4;
第一滑块构件31处于第二位置P2,而阻挡构件32处于阻挡位置P5,并且它具有定位在狭槽250的端部251A处的第一销321和沿着可移动触头10的运动轨迹定位的第二销322。
没有电流可以在第一极端子11和第二极端子12之间流动,并且第二极端子12被置于接地电压。
断开操纵
开关装置1在从闭合状态切换到断开状态时执行断开操纵。
在开关装置的断开操纵期间,可移动触头10根据第一旋转方向R1在第一运行结束位置PA和中间位置PB之间移动。因此,可移动触头10远离对应的第一固定触头5移动(图4)。
当可移动触头10开始根据第一旋转方向R1移动时,可移动触头10耦合(在第一可移动触头区域10A处)至第四固定触头8,同时仍然被滑动地耦合至第一固定触头5。可移动触头10保持滑动地耦合(在第二可移动触头区域10B处)至第二固定触头6(图4至5)。
因此,可移动触头10将第一固定触头5和第四固定触头8与第二固定触头6电连接。电流可以在第一极端子11和第二极端子12之间流动,穿过并联的第一固定触头5和真空断续器20。显然,大部分电流将沿着第一固定触头5流动,因为穿过该电触头的电流路径相对于穿过真空断续器的电流路径具有较低的等效电阻。
在断开操纵的这个阶段,可移动触头10还没有与运动传动机构30相互作用。
在根据第一旋转方向R1进一步移动时,可移动触头10与第一固定触头5解耦,同时保持滑动地耦合至第四固定触头8和第二固定触头6(图6至7)。
可移动触头10因此将第一固定触头5与第二固定触头6电断开,同时维持第四固定触头8与第二固定触头6电连接。在这种情况下,由于没有电流可以流过第一固定触头5,所以沿着电极流动的电流完全偏离通过真空断续器20。从而防止在可移动触头10的触头区域10A处形成电弧。
当可移动触头10被滑动地耦合至第四固定触头8和第二固定触头6时,可移动触头10(即,第一致动部分10D)耦合至滑块构件31并且致动滑块构件31(即,滑轮312-图6至7)。
由可移动触头10致动滑块构件31导致运动传动机构30从第一配置C1到第二配置C2的转换,并且随之导致可移动电弧触头22从与固定电弧触头21的耦合位置P3到与固定电弧触头21的解耦位置P4的移动。
电触头21、22的解耦导致所述电触头之间的电弧上升。然而,由于电触头21、22被浸入真空气氛中,这种电弧可以被有效地淬灭,从而迅速导致沿着电极流动的电流中断。
同时,可移动触头10维持第四固定触头8被电连接至第二固定触头6,从而防止在可移动触头10的触头区域10A、10B处形成电弧。
运动传动机构30稳定地维持第二配置C2,其中滑块构件处于第二位置P2并且阻挡构件32处于阻挡位置P5。
在根据第一旋转方向R1朝着中间位置PB进一步移动时,可移动触头10与保持在第二配置C2的运动传动机构30以及与第二固定触头6和第四固定触头8解耦,从而导致电断开(图9至10)。
然后,可移动触头10到达中间位置PB,该中间位置PB对应于开关装置的断开状态(图11)。
闭合操纵
开关装置1在从断开状态切换到闭合状态时执行闭合操纵。
在执行闭合操纵之前,开关装置可能已经执行了重新连接操纵,以便在断开状态下进行切换。
在开关装置的闭合操纵期间,可移动触头10根据第二旋转方向R2在中间位置PB和第一运行结束位置PA之间移动。因此,可移动触头10朝着对应的第一固定触头5移动(图12至16)。
在根据第二旋转方向R2的初始移动时,可移动触头10耦合至第四固定触头8(在第一可移动触头区域10A处)和第二固定触头6(在第二可移动触头区域10B处),从而将第四固定触头8与第二固定触头6电连接。
在闭合操纵的这个阶段,可移动触头10还没有与运动传动机构30相互作用(图12至14)。
在根据第二旋转方向R2进一步移动时,可移动触头10(即,其第二致动部分10C)耦合至阻挡构件32(即,其第二销322)并且致动阻挡构件32,同时仍然被滑动地耦合至第四固定触头8和第二固定触头6(图14至15)。在这种转换情况下,第一固定触头5和第四固定触头8都与第二固定触头6电连接。
由可移动触头10致动阻挡构件32导致运动传动机构30从第二配置C2到第一配置C1的转换,并且随之导致可移动电弧触头22从与固定电弧触头21的解耦位置P4移动到与固定电弧触头21的耦合位置P3。事实上,阻挡构件32从阻挡位置P5移除,并且由于真空室23的真空吸引力,可移动电弧触头22可以朝着固定电弧触头21自由移动。
同时,可移动触头10维持第四固定触头8被电连接至第二固定触头6。
在根据第二旋转方向R2进一步移动时,可移动触头10在与第四固定触头8解耦之前耦合至第一固定触头5(图16)。
在根据第二旋转方向R2进一步移动时,可移动触头10与第四固定触头8解耦,同时保持滑动地耦合至第一固定触头5和第二固定触头6。
可移动触头10因此使第四固定触头8与第二固定触头6电断开,并且维持第一固定触头5和第二固定触头6电连接。通过这种方式,真空断续器20在“接通电流”过程期间不必携带可能的短路电流或过载电流,或者更简单地,不必携带标称电流。真空室23可以用更紧凑的设计来实现,这允许获得整个开关装置的大小和成本减少。
然后,可移动触头10到达第一运行结束位置PA,它对应于开关装置的闭合状态(图2至3)。
断开操纵
开关装置1在从断开状态切换到接地状态时执行断开操纵。
显然,在执行断开操纵之前,开关装置必须执行上述断开操纵,以便在断开状态下切换。
在开关装置的断开操纵期间,可移动触头10根据第一旋转方向R1在中间位置PB和第二运行结束位置PC之间移动。
当可移动触头10到达第二运行结束位置PC时,可移动触头10将第二固定触头6耦合至第三固定触头7,从而将第二固定触头6与第三固定触头7电连接,并且因此将第二极端子12与接地端子13电连接。第二极端子12因此被置于接地电压。
当开关装置执行断开操纵时,可移动触头10不与保持在第二配置C2的运动传动机构30相互作用。
重新连接操纵
开关装置1在从接地状态切换到断开状态时执行重新连接操纵。
在开关装置的重新连接操纵期间,可移动触头10根据第二旋转方向R2在第二运行结束位置PC和中间位置PB之间移动。
通过这种方式,第一可移动触头10与第二固定触头6和第三固定触头7解耦,从而使第二固定触头6与第三固定触头7电断开。因此,可移动触头10不再将第二极端子12与接地端子13电连接。因此,第二极端子12被置于浮动电压。
当开关装置执行重新连接操纵时,可移动触头10不与保持在第二配置C2的运动传动机构30相互作用。
如果开关装置是“单断开”类型,则开关装置的操作根据类似的操作模式发生。
根据本发明的开关装置相对于现有技术的已知装置提供显著的优点。
针对每个电极,本发明的开关装置包括双稳态运动传动机构30,它允许可移动触头10取决于在开关装置的断开操纵期间达到的位置来驱动可移动电弧触头22与固定电弧触头21的解耦。
运动传动机构30不包括围绕旋转轴线旋转的杠杆,该旋转轴线平行于可移动触头10的旋转轴线A1。该解决方案允许减小运动传动机构的大小。
如上面图示的,在操作中,运动传动机构的不同构件31、32在开关装置的断开和闭合操纵期间由可移动触头10致动。该解决方案改进可移动电弧触头22的移动和可移动触头10的移动之间的同步,并且使其更容易。
通过这种方式,可以容易地使沿着每个电极流动的电流的开断过程发生在容纳在真空室23中的电弧触头21、22的水平处。因此,源于沿着每个电极流动的电流的中断的可能电弧仅在真空气氛中形成,这允许改进其淬灭过程。
如上面图示的,在开关装置的闭合操纵期间,可移动触头10在与第四固定触头8解耦之前到达第一固定触头5。通过这种方式,在闭合操纵期间,真空断续器20不必携带可能的短路电流或过载电流,或者更简单地,不必携带标称电流。这种解决方案是相当有利的,因为它允许设计更紧凑的真空室23,这允许获得整个开关装置的大小和成本减少。
本发明的开关装置具有结构非常紧凑、简单且稳健的电极,在大小优化方面具有相关益处。
根据本发明的开关装置同时确保了在电流开断过程期间介电绝缘和灭弧能力方面的高水平性能以及预期应用的高水平可靠性。
根据本发明的开关装置具有相对容易和廉价的工业生产和现场安装。

Claims (13)

1.一种用于中压电力系统的开关装置(1),所述开关装置包括一个或多个电极(2),其中针对每个电极,所述开关装置包括:
-第一极端子(11)、第二极端子(12)和接地端子(13),所述第一极端子(11)能够被电耦合至电线的第一导体,所述第二极端子(12)能够被电耦合至所述电线的第二导体,并且所述接地端子(13)能够被电耦合至接地导体;
-彼此间隔开的多个固定触头,所述多个固定触头包括第一固定触头(5)、第二固定触头(6)、第三固定触头(7)和第四固定触头(8),所述第一固定触头(5)被电连接至所述第一极端子(11),所述第二固定触头(6)被电连接至所述第二极端子(12),所述第三固定触头(7)被电连接至所述接地端子(13);
-可移动触头(10),能够根据相对的第一旋转方向(R1)和第二旋转方向(R2)围绕对应的旋转轴线(A1)可逆地移动,使得所述可移动触头能够被耦合至所述固定触头(5,6,7,8)或与所述固定触头(5,6,7,8)解耦;
-真空断续器(20),包括固定电弧触头(21)、可移动电弧触头(22)和真空室(23),所述固定电弧触头(21)被电连接至所述第一极端子(11),所述可移动电弧触头(22)被电连接至所述第四固定触头(8)并且能够沿着对应的平移轴线(A)在与所述固定电弧触头(21)耦合的耦合位置(P3)和与所述固定电弧触头(21)解耦的解耦位置(P4)之间可逆地移动,在所述真空室(23)中,所述固定电弧触头(21)和所述可移动电弧触头(22)被封闭并且能够被耦合或解耦;
-运动传动机构(30),被可操作地耦合至所述可移动电弧触头(22),所述运动传动机构能够由所述可移动触头(10)致动,以使当所述可移动触头围绕所述旋转轴线(A1)移动时,所述可移动电弧触头(22)沿着所述平移轴线(A)移动;
其特征在于,所述运动传动机构(30)包括滑块构件(31),所述滑块构件(31)被牢固地耦合至所述可移动电弧触头(22)以与所述可移动电弧触头一起平移移动,所述滑块构件(31)能够在与所述可移动电弧触头的所述耦合位置(P3)相对应的第一位置(P1)和与所述可移动电弧触头的所述解耦位置(P4)相对应的第二位置(P2)之间可逆地移动,
其中所述滑块构件(31)被配置为在所述开关装置的断开操纵期间由所述可移动触头(10)致动,当所述滑块构件由所述可移动触头(10)致动时,所述滑块构件(31)从所述第一位置(P1)移动到所述第二位置(P2),
其中所述运动传动机构(30)包括阻挡构件(32),所述阻挡构件(32)被配置为当所述滑块构件在由所述可移动触头(10)致动时到达所述第二位置(P2)时,将所述滑块构件(31)阻挡在所述第二位置(P2)中。
2.根据权利要求1所述的开关装置,其特征在于,所述滑块构件(31)能够通过凸轮耦合被机械地耦合至所述可移动触头(10)。
3.根据权利要求2所述的开关装置,其特征在于,所述可移动触头(10)包括能够机械地耦合至所述滑块构件(31)以致动所述滑块构件的一个或多个第一致动部分(10D),其中所述第一致动部分(10D)具有凸轮轮廓。
4.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,在所述开关装置的断开操纵期间,当所述可移动触头将所述第四固定触头(8)电连接至所述第二固定触头(6)时,所述滑块构件(31)由所述可移动触头(10)致动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,所述阻挡构件(32)被配置为与所述滑块构件(31)一起平移移动,并且在所述滑块构件到达所述第二位置(P2)时采用阻挡位置(P5),当所述阻挡构件采用所述阻挡位置(P5)时,所述阻挡构件(32)稳定地接合固定支撑件(250)以将所述滑块构件(31)阻挡在所述第二位置(P2)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,所述阻挡构件(32)被配置为在所述开关装置的闭合操纵期间由所述可移动触头(10)致动,当所述滑块构件由所述可移动触头(10)致动时,所述阻挡构件(32)从所述阻挡位置(P5)移除。
7.根据权利要求6所述的开关装置,其特征在于,在所述开关装置的闭合操纵期间,当所述可移动触头将所述第四固定触头(8)电连接至所述第二固定触头(6)时,所述阻挡构件(32)由所述可移动触头(10)致动。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的开关装置,其特征在于,所述可移动触头(10)包括一个或多个第二致动部分(10C),所述一个或多个第二致动部分(10C)能够机械地耦合至所述阻挡构件(32)以致动所述阻挡构件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,针对每个电极,所述第一极端子(11)和所述第二极端子(12)相对于所述可移动触头(10)的所述旋转轴线(A1)被布置在所述开关装置的相对侧,并且沿着穿过所述可移动触头(10)的所述旋转轴线(A1)的第一对准方向(D1)彼此对准,其中所述第一固定触头(5)相对于所述第一对准方向横向位移。
10.根据权利要求9所述的开关装置,其特征在于,针对每个电极,所述第一极端子(11)和所述真空断续器(20)被至少部分地容纳在内部容积的一部分中,所述内部容积的一部分由沿着所述第一对准方向(D1)布置的所述开关装置的所述绝缘外壳(4)的衬套(43)限定。
11.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,所述可移动触头(10)能够在第一运行结束位置(PA)与第二运行结束位置(PC)之间可逆地移动,所述第一运行结束位置(PA)对应于所述开关装置的闭合状态,所述第二运行结束位置(PC)对应于所述开关装置的接地状态,当在所述第一运行结束位置(PA)与所述第二运行结束位置(PC)之间移动时,所述可移动触头(10)穿过中间位置(PB),所述中间位置(PB)对应于所述开关装置的断开状态,
其中所述可移动触头(10)具有第一可移动触头区域(10A)和第二可移动触头区域(10B),所述第一可移动触头区域(10A)和所述第二可移动触头区域(10B)相对于所述可移动触头的所述旋转轴线(A1)被布置在相对位置,
其中当所述可移动触点(10)处于所述第一运行结束位置(PA)中时,所述可移动触头(10)的所述第一可移动触头区域(10A)被耦合至所述第一固定触头(5),所述可移动触头(10)的所述第二可移动触头区域(10B)被耦合至所述第二固定触头(6),从而所述可移动触头(10)电连接所述第一固定触头(5)和所述第二固定触头(6);
其中当所述可移动触头(10)处于所述中间位置(PB)中时,所述可移动触头(10)不耦合至固定触头;
其中当所述可移动触头(10)处于所述第二运行结束位置(PC)中时,所述可移动触头(10)的所述第一可移动触头区域(10A)被耦合至所述第二固定触头(6),所述可移动触头(10)的所述第二可移动触头区域(10B)被耦合至所述第三固定触头(7),从而所述可移动触头(10)电连接所述第二固定触头(6)和所述第三固定触头(7)。
12.根据权利要求11所述的开关装置,其特征在于,所述可移动触头(10)的每个可移动触头区域(10A,10B)至少包括接触片。
13.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置,其特征在于,所述开关装置是用于中压电力系统的负载断路开关。
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