CN1197214C - 气体绝缘开关装置 - Google Patents

Abstract

一种气体绝缘开关装置，其包括一壳体，该壳体具有第一连接端子和第二连接端子且含有一中断单元和一断开单元，该断开单元包含连接于第二连接端子的第一固定触点和处于地电位的第二固定触点，和至少一个可与该固定触点的至少一个连接并与该中断单元电连接的移动触点，其中，该移动触点牢固地固定在一转动致动件上，且可与该移动触点连接的固定触点位于该移动触点的转动平面内。

Description

气体绝缘开关装置

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘开关装置，尤其是用于中高压即电压高于1000V的应用场合的，该装置包含用于进行断开操作的特定元件。

背景技术

从现有技术状况可知，在气体绝缘开关装置中用于中断和断开的电气操作通过一或多个移动触点的平移运动来执行，其中移动触点可与相应的固定触点连接/分开。在普通的金属包层的装置中经常使用的致动装置包含机械或液压致动器，这些致动器机械连接于通过适当的致动装置移动的移动触点上。

现有技术的致动装置需要将运动传递到移动触点的复杂运动系统。特别是，断开操作需要一或多个移动触点的协调运动，使得断开触点的打开/闭合动作根据预定的顺序进行。这通常需要复杂的连接机构和/或复杂的致动和控制系统，特别是当在多杆系统上发生断开时。

由于致动装置的机械复杂性，所以需要进行维护，以便维持规定动作，从而确保操作的再现性，补偿由于系统的磨损和老化引起的变化。

而且，大量的部件使气体绝缘开关装置的尺寸和整个体积增大，结果使成本也增加。

发明内容

本发明的宗旨是提供一种气体绝缘开关装置，其中以一种简单且易于控制的方式进行断开操作。

在这一宗旨的范围内，本发明的目的是提供一种降低了机械复杂性的气体绝缘开关装置。

本发明的另一目的是提供一种气体绝缘开关装置，其中通过减少数目的机械部件的动作进行断开操作。

本发明的另一目的是提供一种其尺寸和所占空间减小的气体绝缘开关装置。

并非本发明的最后一个目的是提供一种气体绝缘开关装置，该装置非常可靠，易于制造且有竞争性的价格。

这一宗旨、这些目的及其他目的在下文中将更明显，且通过一气体绝缘开关装置来实现，本发明提供一种气体绝缘开关装置，其包括一壳体，该壳体设有第一连接端子和第二连接端子且含有一中断单元和一断开单元，所述断开单元包含连接于第二连接端子的第一固定触点和处于地电位的第二固定触点，和至少一个可与所述固定触点的至少一个连接并与所述中断单元电连接的移动触点，其特征在于，所述移动触点由一刀片构成，该刀片径向上刚性地用键固定在所述转动致动件上，且其中可与所述移动触点连接的固定触点位于该移动触点的转动平面内，所述移动触点在位于所述转动致动件的端部之间的一点处固定在所述转动致动件。在其它方面，该断开单元包括仅一个移动触点，且所述第一和第二固定触点位于该移动触点的转动平面内。该断开单元包括固定于所述转动致动件上的第一移动触点和第二移动触点，且所述第一和第二固定触点分别位于所述第一和第二移动触点的转动平面内，第一和第二移动触点以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件上，即，使得它们不能同时分别与所述第一固定触点和所述第二固定触点连接。该壳体包括第三连接端子，且该断开单元包含一连接于所述第三连接端子的第三固定触点，和固定于所述转动致动件的第一移动触点和第二移动触点，所述第一和第二固定触点位于所述第一移动触点的转动平面内，第三固定触点位于所述第二移动触点的转动平面内，第一和第二移动触点以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件上，即，使得它们不能同时分别与所述第二固定触点和所述第三固定触点连接。该壳体包含第三连接端子，且该断开单元包含一连接于所述第三连接端子的第三固定触点、固定于所述转动致动件的第一、第二和第三移动触点和分别位于第一、第二和第三移动触点的转动平面内的第一、第二和第三固定触点，所述移动触点以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件上，即，使得当第一移动触点和/或第三移动触点连接于相应的固定触点时第二移动触点不能与第二固定触点连接。所述移动触点基本上垂直于所述转动致动件的转动轴线。中断单元包括一容纳一固定触点和一移动触点的中断室，所述室的纵向轴线基本上与转动致动件的转动轴线对齐。该转动致动件由所述中断室的壳体构成。该断开单元包括一与第一连接端子连接的附加固定触点和一可与所述附加固定触点连接的对应移动触点，所述对应移动触点固定在中断室的壳体上使所述附加固定触点位于其转动平面内的位置。该转动致动件由一电动机驱动。所述电动机是伺服电动机。

在根据本发明的装置中，断开操作通过移动触点绕转动轴线的转动来进行。由于这一转动，移动触点与相应的固定触点(或多个触点)连接/分开，进行所需的断开操作。为此目的，移动触点和固定触点以这样的相对位置来布置，使得必须接合移动触点的端部的固定触点的端部位于该移动触点的所述端部所沿及的转动平面内。为简单起见，当提及本发明的固定触点和移动触点的相对位置时，总是指固定触点和可连接其上的移动触点的端部的相对位置。

通过选择用于固定触点和移动触点相对于转动致动件的转动轴线在纵向方向上的位置的适当尺寸，以及通过相对于转动轴线适当地变化它们的相对角位置，可以使断开单元，以及整个装置，所需的体积和空间最小化，同时保持易于进行断开操作。

附图说明

从对根据本发明的开关装置的优选但不排它、仅通过附图中的非限制性示例示出的实施例的描述，本发明装置的其他特征和优点将更加明显。其中：

图1是一用于单杆系统的带有本发明的一单极致动装置的气体绝缘开关装置的实施例；

图2是一用于双杆系统的带有本发明的一单极致动装置的气体绝缘开关装置的实施例；以及

图3a-3d是可用图2的装置执行的断开操作示意图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的装置包括一具有第一连接端子2和第二连接端子3的壳体1；例如，在一优选实施例中，第一端子2和第二端子3可以以向该装置输入和由其输出的方式分别电连接于电路的一相。或者，第一端子2和第二端子3可以以输入和输出的方式分别连接于电路及一电力或配电变压器；然而，根据不同的可能应用可以实现其他方式的连接。

在含有绝缘气体的壳体1内，有一中断单元4和一断开单元5。第一端子2电连接于中断单元4。断开单元5包括连接于第二端子3的第一固定触点6，和处于地电位的第二固定触点7。在图1的情况中，固定触点7连接于地电位的壳体1。断开单元5包含一转动轴8，该轴通过由单元9示意性表示的致动装置移动，例如，致动装置可以是一适当受控电动机。

与中断单元4电连接的移动触点10固定在轴8上，且刚性地与之一起转动。在图1的实施例中，移动触点由一刀片构成，该刀片有象扇形的外部形状且用键固定在轴8上。移动触点10、第一固定触点6和第二固定触点7这样布置，使这些固定触点的端部位于移动触点10的端部的转动所沿及的平面上。断开操作通过转动轴8进行，因此刚性地连接其上的移动触点10与固定触点6或7连接，从而分别实现线路或接地连接。在图1中，移动触点10连接于固定触点7；因此接地连接闭合而输出连接打开。

根据在图中未示出的另一实施例，可以有两个固定到轴8上的移动触点，且这些移动触点的每一个可连接到相应的固定触点。在这种情况下，固定触点6位于可与其连接的第一移动触点的转动平面内，而固定触点7位于可与其连接的第二移动触点的转动平面内。此外，第一移动触点和第二移动触点以这样的相对的角位置固定到轴8上，即，使它们不能同时连接于固定触点6和7。这样，轴8的转动导致例如固定触点6和第一移动触点的互相连接，然后是固定触点7和第二移动触点的互相连接，从而执行接地断开。为了打开接地断开触点和闭合线路触点，进行类似的程序。参照图2，现在描述用于双杆系统的气体绝缘开关装置。图2的装置包含一壳体1，它有第一连接端子2、第二连接端子11和第三连接端子13。最好是，第一连接端子2可以向该装置输入的方式连接于电路的一相上，而第二端子11和第三端子13以由装置输出的方式分别连接于线路的一相上和电力或配电变压器上；然而，在这种情况下，根据不同的应用场合可以采用其他的构造形式。

中断单元4和断开单元5布置在含有绝缘气体的壳体1内。第一端子2电连接于中断单元4上。断开单元5包括连接于第二端子11的第一固定触点21、处于地电位的第二固定触点22和连接于第三端子13的第三固定触点23。在图1中，固定触点22连接于处于地电位的壳体1。断开单元5包含一转动轴8，该轴通过由单元9示意性表示的致动装置来移动，例如该致动装置可以是一适当受控的电动机。

第一移动触点31、第二移动触点32和第三移动触点33电连接于中断单元4，且固定在轴8上，并刚性地与之一起转动。在图2的实施例中，移动触点31、32和33由刀片构成，这些刀片有象扇形的外部形状且用键固定在轴8上。移动触点31、32和33和固定触点21、22和23这样布置，即，使得对于每一对触点21、31，22、32，和23、33来说，固定触点位于相应移动触点的转动平面内。此外，移动触点31、32和33以这样的相对的角位置固定到轴8上，即，使得当移动触点31和/或移动触点33与相应的固定触点21和23连接时移动触点32不与固定触点22连接。断开操作通过转动轴8进行，因此刚性地连接其上的移动触点31、32和33与相应的固定触点21、22和23连接。在图2的实施例中，移动触点32连接于固定触点22，而移动触点31和33与相应的固定触点21和23断开，因此接地连接闭合而输出连接打开。

在图3a-3d中示意性示出了运行原理，其中移动触点由用键固定在轴8上的刀片构成。

参照图3a，示出了移动触点32与相应的固定触点22连接而移动触点31和33与相应的固定触点断开的情况。通过沿箭头方向转动轴8，接地触点打开，然后移动触点31连接于固定触点21，闭合了与第二端子11的连接(图3b)。通过进一步地沿同一方向转动轴8，在触点21和31互相断开之前移动触点33连接于固定触点23。这样，与第三端子13的连接闭合，同时保持与端子11的连接闭合(图3c)。如果轴8的转动继续，可以将触点31和触点21断开，打开与端子11的连接，同时保持与端子13的连接闭合(图3d)。

根据在图中未示出的用于双杆系统的气体绝缘开关装置的另一实施例，断开单元仅包含两个固定在轴8上的移动触点。固定的接地触点22和另两个固定触点之一，例如固定触点21，位于某一移动触点的转动平面内，该移动触点可交替连接于固定触点21或固定触点22；第三固定触点23位于另一移动触点的转动平面内且可与其连接。这两个移动触点以这样的相对的角位置固定在轴8上，即，使得它们不能同时连接于触点22和23，而它们的相对的角位置是使它们可同时连接于固定触点21和23。

根据一优选实施例，本发明的开关装置包含一中断单元，它有一中断室，该中断室容纳一固定触点和一移动触点，该中断室的纵向轴线基本上与旋转致动元件的转动轴线对齐。在这种情况下，中断单元的打开/闭合操作通过该中断单元的移动触点沿该装置的纵向轴线的平移运动来进行，而断开操作通过该断开单元的移动触点绕所述纵向轴线的转动来进行。

根据一在图中未示出的特定实施例，断开单元的转动致动元件由中断室的壳体构成。在这种情况下，断开单元的移动触点用键固定到中断室的外表面上，它可相对于该装置的壳体转动。这种运动通过致动装置，例如一适当受控的电动机来施行。根据是单杆系统还是双杆系统，固定触点和移动触点的相对布置类似于图1或图2中所示的。通过采用这一技术方案，本发明的装置特别紧凑，因为断开单元所占的空间沿着中断室分布在壳体1的内部。

根据本发明的装置的另一实施例，该断开单元包括另一连接于第一端子的附加固定触点和一可与该固定触点连接的移动触点；该移动触点最好固定在该中断室的壳体上使该附加固定触点位于其转动平面内的位置。因此例如可以在该装置的输入侧进行断开操作。

如前所述，断开元件的运动通过适当的致动装置来进行，最好是由一受控的电动机构成。尤其是，已经发现，使用伺服电动机在操作的执行精度和速度方面带来了显著的优点。或者，可以使用机械或液压致动装置。作为选择或者作为补充，也可给上述的致动装置提供手动致动装置，尤其是用于执行紧急手动操作。

根据本发明的装置可以是单极致动型，其中在每一相上有致动装置，以便执行断开操作；或者作为替代方案，该装置可以是三极致动型，其中用于在该装置的三相上执行断开操作的能量由单独一个致动装置提供，该致动装置与每一相的断开单元机械连接。

如此设想的气体绝缘开关装置易于进行多种改进和实现方式，但所有这些都在本发明构思的范围内；所有的元件还可被技术上等效的元件来更换。实际上，只要与具体的应用相一致，设想的实施例，以及单个部件，根据需求和本领域的状况，它们可以是任何形式。

Claims (11)

1.一种气体绝缘开关装置，其包括一壳体，该壳体设有第一连接端子和第二连接端子且含有一中断单元和一断开单元，所述断开单元包含连接于第二连接端子的第一固定触点和处于地电位的第二固定触点，和至少一个可与所述固定触点的至少一个连接并与所述中断单元电连接的移动触点，其特征在于，所述移动触点由一刀片构成，该刀片径向上刚性地用键固定在所述转动致动件上，且其中可与所述移动触点连接的固定触点位于该移动触点的转动平面内，所述移动触点在位于所述转动致动件的端部之间的一点处固定在所述转动致动件。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该断开单元(5)包括仅一个移动触点(10)，且所述第一和第二固定触点(6、7)位于该移动触点(10)的转动平面内。

3.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该断开单元(5)包括固定于所述转动致动件(8)上的第一移动触点和第二移动触点，且所述第一和第二固定触点(6、7)分别位于所述第一和第二移动触点的转动平面内，第一和第二移动触点以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件(8)上，即，使得它们不能同时分别与所述第一固定触点(6)和所述第二固定触点(7)连接。

4.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该壳体(1)包括第三连接端子(13)，且该断开单元(5)包含一连接于所述第三连接端子(13)的第三固定触点(23)，和固定于所述转动致动件(8)的第一移动触点和第二移动触点，所述第一和第二固定触点(21、22)位于所述第一移动触点的转动平面内，第三固定触点(23)位于所述第二移动触点的转动平面内，第一和第二移动触点以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件(8)上，即，使得它们不能同时分别与所述第二固定触点(22)和所述第三固定触点(23)连接。

5.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该壳体(1)包含第三连接端子(13)，且该断开单元(5)包含一连接于所述第三连接端子(13)的第三固定触点(23)、固定于所述转动致动件(8)的第一(31)、第二(32)和第三(33)移动触点和分别位于第一、第二和第三移动触点(31、32、33)的转动平面内的第一、第二和第三固定触点(21、22、23)，所述移动触点(31、32、33)以这样的相对的角位置固定到所述转动致动件(8)上，即，使得当第一移动触点(31)和/或第三移动触点(33)连接于相应的固定触点时第二移动触点(32)不能与第二固定触点(22)连接。

6.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述移动触点(10)基本上垂直于所述转动致动件(8)的转动轴线。

7.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，中断单元(4)包括一容纳一固定触点和一移动触点的中断室，所述室的纵向轴线基本上与转动致动件(8)的转动轴线对齐。

8.如权利要求7所述的开关装置，其特征在于，该转动致动件(8)由所述中断室的壳体构成。

9.如权利要求7所述的开关装置，其特征在于，该断开单元(5)包括一与第一连接端子连接的附加固定触点和一可与所述附加固定触点连接的对应移动触点，所述对应移动触点固定在中断室的壳体上使所述附加固定触点位于其转动平面内的位置。

10.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该转动致动件(8)由一电动机(9)驱动。

11.如权利要求10所述的开关装置，其特征在于，所述电动机(9)是伺服电动机。

Images