CN207009355U - 断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种断路器(1)，其包括第一导线段(14)、第二导线段(12)和将第一和第二导线段(12、14)在第一位置中连接的第三导线段(22)，为了能在尽可能短的时间内接通尽可能高的电流并在此具有关合能力，第三导线段(22)居中地固定在第一旋转驱动装置的第一轴(20)上。

Description

断路器

技术领域

本实用新型涉及一种断路器、尤其一种快速断路器，其包括第一导线段、第二导线段和将第一和第二导线段在第一位置中连接的第三导线段。

背景技术

在远距离(原则上约750km之上的距离)的输电中经常使用高压直流输电(HVDC)。为此虽然为适于高压的、昂贵的变流器需要有比较高的技术上的耗费，因为在发电厂中电能几乎总是通过同步发电机作为频率为50Hz或者60Hz的三相交流电产生。但是高压直流输电(HVDC)在确定的距离以上虽然有技术上的耗费和额外的转换损失但还是导致在总体上比用三相交流电传输更低的传输损失。

对于高压直流输电(HVDC)设施，在直流电压转换区域中和在直流电压枢纽点中需要具有在几毫秒范围内打开和关断时间的快速的断路器。这例如对于故障消除是必要的，其中，临时阻断所有转换器。额外地，该快速断路器需要接通能力，用于可以实现线缆和转换器的接通和(预)加载。至今已知的构造类型的快速断路器通常具有两个导线段，这两个导线段通过可移动的导线段连接，移动的导线段为断开接触而移走。

断路器触点在上述例如少于10ms的时间范围中的打开本身带来很大的困难，因为开关触点由于需要例如多于2kA的载流能力和必需例如多于100mm的绝缘间隙以及用于接触的两侧覆盖而相应地变得又大又重。由此通过传统的设计不能解决质量加速。

迄今为止在空气绝缘和在气体绝缘技术中都未公开一种合适的方法，用于实现在所述范围中的接通和切断时间结合在所述范围中的载流能力以及接通能力。

实用新型内容

因此本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种开始所述种类的断路 器，该断路器可以在尽可能短的时间内接通尽可能高的电流并且在此情况下具备接通能力。

上述技术问题按照本实用新型解决的方式是，第三导线段居中地固定在第一旋转驱动装置的第一轴上。

在此，本实用新型的出发点在于，对于高压需要特别大的隔离间隔。为了可以尽可能快地解开在触点闭合的情况下桥接在导线段之间的导线段，应该最小化为此所需的转矩。这可以通过将引起转动的轴布置在可运动的导线段的中部、就是说基本在其重心实现。由此在居中的导线段转离时产生两个同时打开的隔离间隔，即从第一导线段的端部至可运动的中间导线段的中部和从可运动的中间导线段的中部至第二导线段。

此外，断路器/快速断路器有利地包括第四导线段和将第二和第四导线段在第一位置中连接的第五导线段，其中，第五导线段居中地固定在第二旋转驱动装置的第二轴上。换句话说：已经通过第一旋转驱动装置构成的隔离间隔实际上以相同的方式再复制一次。在邻接可转动的第一导线段的导线段上邻接有可转动的第二导线段，该第二导线段同样如可转动的第一导线段居中地布置在轴上，使得其可以为了分开各连接的导线段而转离。由此总共形成四个隔离间隔，这四个隔离间隔可以在较短的时间内接通特别高的电流。

在此有利的是，一个、或者优选两个旋转驱动装置包括电磁式直线驱动装置。电磁式直线驱动装置可以分别构造为具有电动式工作原理的直线式电机或者具有压电式、静电式、电磁式、磁致伸缩式或者热电式工作原理的直线式致动器。电磁式直线驱动装置的共同之处在于其实现特别快速的加速，以便实现导线段的、确切地说导线段的形成相互接触的端点的很高的接触加速。直线驱动装置可以通过具有经滚轮的导引的皮带传动或者通过曲柄驱动产生轴所需的旋转运动。

分别转动一个可转动的导线段和另一个可转动的导线段的第一和第二旋转驱动装置有利地是同步的。由此实现所有四个隔离间隔的完全同时的打开。在此，该同步可以通过确保两个旋转驱动装置的同时开关实现，或者机械式地通过两个轴的机械式的连接，使得轴必要时仅由一个唯一的直线式电机或者其他的致动器操纵并且轴的运动也与驱动无关地始终连接。

在有利的设计方案中，第三和/或第五导线段，就是说两个可转动的导线段在各分别通过旋转驱动装置到达的第二位置中分别与接地触点连接。就是 说，在断路器/快速断路器中存在接地的触点，该接地的触点布置为使得其在打开的第二位置中接触该导线段的端点，第二位置表示可转动的导线段用于断路的各终端位置。由此使可转动的导线段在断路转动状态中接地。

有利的是，各轴垂直于与轴分别连接的导线段的主延伸方向地固定在导线段上，用于导线段的转动。通过垂直布置实现导线段的端点的最大偏移并且因而实现特别高的接触加速。

在其他的有利的设计方案中，断路器/快速断路器的各第二、即打开的位置通过各轴从各第一、即闭合位置转动大于70°达到。以此实现触点、即导线段的端点的特别大的距离。在直的导线段的情况下通过90°的转动实现最大距离。

在断路器/快速断路器的有利的设计方案中，导线段被接地的护套有距离地包围。即断路器是被封装的，就是说例如筒式的护套以到导线段足够的距离包围整个装置。

有利的是，断路器/快速断路器的导线段在各第一位置中基本直线式地布置。在此有利的是，导线段自身也构造为直线段。通过直线式的延伸，隔离间隔在导线段转动的情况下在打开的位置中最大化。

在有利的设计方案中，断路器/快速断路器关于与第二导线段相交的对称平面镜像对称地构造。在此优选的是，第二导线段是对称平面的法线。通过该对称简化了结构设计。在打开/闭合的情况下两个可转动的导线段以相反的方向转动90°。

有利的是，断路器/快速断路器还包括与第二导线段相交的、尤其平面的支座绝缘子。在所述的对称的设计方案中支座绝缘子优选地位于对称平面中。

在断路器/快速断路器的额外的或者备选的有利的设计方案中，两个导线段(即一个可运动的和一个刚性的导线段)的连接装置包括两个通过以过盈配合构造的槽-榫头连接件连接的连接元件，其中，连接元件中的第一个连接元件与导线段其中之一连接，连接元件中的第二个连接元件与另一个导线段通过弹簧元件连接。在此，弹簧元件可以构造为简单的螺旋弹簧。在此，在闭合的状态中触点布置成，使得槽-榫头连接件被连接并且弹簧元件被最大程度地压缩。在打开时，在可运动的转动触点加速之后首先拉伸开弹簧，通过过盈配合保持槽-榫头连接件还连接。在超过下述点后才出现真正的触点 损耗，在该点上弹簧拉力超过槽-榫头连接件的接触力并且动触点从定触点挣脱。张紧的弹簧这时再将槽-榫头连接件的固定在弹簧的上的部分拉回，由此叠加额外的加速。因此通过具有打开时的拉力弹簧的触点的设计，形成额外的、叠加的运动并且提高触点在打开时的速度。

用本实用新型实现的优点尤其在于，通过将开关时间分布在四个平行打开的隔离间隔上配合快速的驱动以及用于实现触点件的(在打开时的)额外加速的弹簧张紧的触点件，实现具有大于2kA的载流能力、在几毫秒范围中的开关时间以及接通能力。额外地，在打开的位置中还得到双倍的、具有位于其间的接地的导线部段的隔离间隔的实现，接地的导线部段由插入接地触点的可运动的导线段构成。断路器/快速断路器不仅可以使用在高压直流输电技术中也可以使用在一般的交流电应用中。

附图说明

根据附图进一步阐述本实用新型。附图中：

图1示出具有总共四个隔离间隔的快速断路器，

图2示出快速断路器的导线段的设有拉力弹簧的触点。

在所有附图中相同的部件配设相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出快速断路器1，该快速断路器1整个地布置在圆筒形外套式的护套2中。筒件的圆盘形的底面4同样除了在其中点的开口6外封闭。两侧的开口6构成通过快速断路器1断开的未示出的电缆的接头。

在两个底面4的中部，平行于底面4地布置有平坦的、圆盘式的支座绝缘子8，支座绝缘子8具有与底面4相同的尺寸，即筒件完全分为两个相同的半腔10。实际上在本实施例中支座绝缘子8与底面4是构造相同的部件。

直的导线段12沿筒件的轴线导引通过支座绝缘子8的中部。支座绝缘子8构成快速断路器1的对称平面。在护套2内，沿筒件的轴线两侧地，所有的部件镜像对称地布置在两个半腔10中。因此下文的说明仅限于一个半腔10，其中，出于简洁的原因各个相互对称的部件在附图中具有相同的附图标记，虽然这些部件显然必要时是成双倍地存在的。

沿筒件的轴线邻接开口6地接着有另一个直的导线段14。导线段14的 端点16与第一导线段12的端点18在半腔10中沿轴线有距离。轴20垂直于筒件的轴线、与端点16、18之间的中点相交、穿破护套2并且可转动支承地布置。直的导线段22在端点16、18之间的中点处固定在轴20上。

在此，导线段22的长度稍长于两个导线段12、14的端点16、18之间的距离，使得导线段22不是正好位于筒件的轴线上，而是以其被轴20穿过的重心与轴线相交。此外，导线段22相对于轴线稍微地倾斜，使得导线段在侧向与导线段12、14的端点16、18接触。通过轴20与导线段22一起的转动的运动因此只能朝一个方向进行，即以导线段22的各端点离开端点16、18，通过箭头24示出。在区域Ⅱ中的触点在图2中还会单独示出。

通过借助未进一步示出的旋转驱动装置操纵轴20使轴20转动，使得导线段22朝箭头24的方向转动。该运动可以进行约90°，并且在导线段22垂直于轴20和筒件的轴线时结束，通过虚线26示出，虚线26示出快速断路器1的打开的位置。在此，通过护套2的内壁上两侧隆起的接地触点28使该转动运动停止，该接地触点28分别设置在一个由导线段22的转动界定的平面内。

在导线段22的运动中两个半腔10在任何时候都是对称的。这通过轴20的机械式或者备选地电子式同步实现。轴20可以在机械上连接并且通过唯一的旋转驱动装置操纵。

图2示出区域Ⅱ的放大的细节视图，示出在导线段14、22之间的接触区域。这相应于在导线段12、22之间的接触区域。在导线段22上布置有第一连接元件30，第一连接元件30具有两个向图面内延伸槽32、34。槽32、34的开口方向指向对置的导线段14。在备选的设计方案中连接元件30也可以与导线段22一体式地构造。

两个相应的榫头嵌接在两个槽32、34中，这两个榫头构成U形型廓的连接元件36的侧边。连接元件36借助螺旋弹簧38布置在导线段14上。在此，U形的连接元件36被导引元件40包围成，使得只能沿一个空间方向、即朝向或者远离对置的导线段22地运动。

槽32、34和榫头设计为稍微有过盈配合，使得为了将榫头从槽32、34中分离必须用力。由此在转动时螺旋弹簧38首先被拉开，因为榫头最初保留在槽32、34中。当触点压力小于弹簧力时榫头才从槽32、34中弹出。由此使得触点受到一个由可运动的导线段12、14的加速以及通过弹簧张紧力 的额外加速形成的叠加的加速。

在备选的设计方案中，在图2中示出的和上述的触点系统也可以在设计上构造为旋转对称的，即连接元件30、36以及导引元件40围绕螺旋弹簧38的轴线旋转对称地成形。

附图标识列表

1 断路器

2 护套

4 底面

6 开口

8 支座绝缘子

10 半腔

12、14 导线段

16、18 端点

20 轴

22 导线段

24 箭头

26 视图

28 接地触点

30 连接元件

32、34 槽

36 连接元件

38 螺旋弹簧

40 导引元件

Ⅱ 区域

Claims (12)

1.一种断路器，其包括第一导线段、第二导线段和将第一和第二导线段在第一位置中连接的第三导线段，其中，所述第三导线段居中地固定在第一旋转驱动装置的第一轴上，第一导线段和第三导线段的连接和/或第二导线段和第三导线段的连接包括两个通过以过盈配合构造的槽-榫头连接件连接的连接元件，其中，所述连接元件中的第一个连接元件与第三导线段连接，连接元件中的第二个连接元件与第一导线段和/或与第二导线段通过弹簧元件连接。

2.按照权利要求1所述的断路器，其还包括第四导线段和将第二和第四导线段在第一位置中连接的第五导线段，其中，所述第五导线段居中地固定在第二旋转驱动装置的第二轴上。

3.按照上述权利要求之一所述的断路器，其中，所述旋转驱动装置包括电磁式直线驱动装置。

4.按照权利要求2所述的断路器，其中，所述第一和第二旋转驱动装置是同步的。

5.按照权利要求2所述的断路器，其中，所述第三和/或第五导线段在分别通过旋转驱动装置到达的各第二位置中分别与一个接地触点连接。

6.按照权利要求2所述的断路器，其中，各轴垂直于分别与轴连接的导线段的主延伸方向固定在所述导线段上。

7.按照权利要求2所述的断路器，其中，各第二位置通过各轴从各第一位置转动大于70°达到。

8.按照权利要求2所述的断路器，其中，所述第一导线段、第二导线段、第三导线段、第四导线段和第五导线段被接地的护套有距离地包围。

9.按照权利要求2所述的断路器，其中，所述第一导线段、第二导线段、第三导线段、第四导线段和第五导线段在各第一位置中基本直线地布置。

10.按照权利要求2所述的断路器，其中，所述断路器关于一个与所述第二导线段相交的对称平面镜像对称地构造。

11.按照权利要求2所述的断路器，其还包括与所述第二导线段相交的、平面的支座绝缘子。

12.按照权利要求1所述的断路器，其中，所述断路器是快速断路器。