具有两组接触元件的开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压或中压开关，尤其是DC开关，其包括可相互位移的第一和第二组接触元件。本发明还涉及包括这种开关的断流器。
【背景技术】
[0002]这种类型的一个开关例如在共同拥有的美国专利和公布的专利申请US7235751、US2012/0256711以及US2013/0098874中公开。其具有第一和第二组接触元件以及适于沿着位移方向相互位移接触元件的驱动器。每个接触元件携带至少一个传导元件。在接触元件的第一相互位置，其传导元件组合以沿位移方向的横向方向形成在开关的第一和第二端子之间的至少一个传导路径。在接触元件的第二位置，传导元件相互位移进入交错位置且因此中断上述传导路径。
[0003]在US2012/0256711和US2013/0098874中描述的开关具有接触元件，其带有携带传导元件的绝缘载体。在开关的闭合状态中，传导元件对准以沿轴向方向在开关的端子之间形成一个或多个电流路径。为了断开开关，接触元件借助于两个驱动器沿着垂直于轴向方向的方向相互位移。该开关布置在具有升高的压力的气体或在液体中布置在液密壳体中。开关具有经受高压能力和快速切换时间。传导元件在携带其的载体的两个相对表面上侧向突出，且沿轴向方向关于携带其的载体稍微可动，和/或其围绕倾斜轴线稍微可倾斜，其中所述倾斜轴线垂直于轴向方向和位移方向。
[0004]每个端子形成接触表面用于接触在外部接触元件上的传导元件，其中，端子中的至少一个包括弹簧部件，其弹性地推压端子的接触表面抵靠传导元件。这确保了在传导元件自身之间以及在传导元件与端子上的接触表面之间的适当的接触力，以及，在传导元件沿轴向方向可动的情况下，在电流路径中的所有传导元件之间的力大致相等。
[0005]虽然通常令人满意，但是本发明的目的可看做在切换过程期间减少载体在高加速度下的不需要的移动与振动，且减少切换过程的磨损与其他有害影响。
【发明内容】
[0006]因此，根据本发明的第一方面，开关具有用于施加待切换的电流的至少第一和第二端子以及至少第一组接触元件和第二组接触元件以及驱动器，其适于使成组接触元件关于彼此沿位移方向相互位移，其中，每个接触元件包括携带至少一个传导元件的绝缘载体或载体框架，其中传导元件的位置使得在接触元件的第一相互位置，传导元件形成在第一端子与第二端子之间的至少一个传导路径，即开关处于闭合、传导位置；且在接触元件的第二相互位置，传导元件相互位移，使得在第一端子与第二端子之间没有由传导元件形成的传导路径，即，开关处于其断开、非传导位置，且其中，每个接触元件分别地在开关的闭合和断开期间进行轮廓引导(contour-guided)以沿限定的位移路径移动，从而减少或增加在相邻的接触元件的传导元件之间沿轴向方向的距离。
[0007]优选地，引导轮廓定形成使得，当传导元件沿位移方向部分重叠时，维持在相邻的接触元件的传导元件之间的间隙(沿轴向方向)。
[0008]轮廓-引导可通过诸如接触元件安装到其上或在其间安装的导轨的外部引导元件或通过安装到接触元件上的绝缘侧向间隔元件或通过这种元件的组合提供。间隔元件的外部轮廓定形成以便引入沿轴向方向的小的限定的位移路径，在开关的闭合和断开期间，其上安装有间隔元件的传导元件沿着该路径。
[0009]间隔元件，当完全接触时，相比(当开关闭合时)在第一相互位置的相同空隙，稍微地增加在相邻的接触元件之间的空隙。换言之，沿轴向方向在两个相邻的接触元件之间的间隔元件的组合最大侧向延伸部，作为离开平行于位移方向D定向的两个参考平面(例如，在接触元件的并列的面内或在其上的平面)的(垂直)高度测量，稍微地大于相同对的接触元件的传导元件的相同组合最大侧向延伸部。
[0010]间隔元件甚至在从断开到闭合位置的过渡期间保持接触是优选的，反之亦然。关于闭合操作尤其优选地是，间隔件甚至在相邻的传导元件已经部分重叠(沿位移方向)且因此维持在它们之间沿轴向方向的间隙时保持接触。
[0011]在间隔元件布置在接触元件上时，能够给予接触元件更多自由以侧向移动及弯曲，尤其是沿轴向方向，当例如与使用用于接触元件的导轨的解决方案相比时。因此，在闭合和断开期间，每组接触元件比其中传导元件彼此接触的第一位置沿轴向方向具有稍微更大的侧向伸展。因此，代替横跨其边缘推压成彼此接触，传导元件“落下”或更精确地，在开关的闭合的最后阶段，当引导间隔元件彼此分离时，在其平坦接触面彼此抵靠的情况下引导。这可看作间隔元件的优势。
[0012]每个间隔元件的外部轮廓最佳地包括稍微倾斜面或斜切边缘，其具有远离位移方向的小于10°或甚至小于5°的倾斜角度。在开关的闭合期间，在相邻接触元件上的间隔元件首先沿其平行面且优选地沿倾斜边缘的第一部分滑动，且在其相应的倾斜边缘沿位移方向重叠之后在一些点处失去接触。
[0013]在接触元件的该位置，在相邻的接触元件上的传导元件已经重叠(沿位移方向)，使得其成第一接触，其中，轴向移动将其相互平行定向的平坦面带入接触。因此，可避免传导元件在开关闭合时利用其相应的角或边缘而首先接触。这种布置避免了在接触元件的边缘上的磨损以及撕扯，且当闭合时几乎即刻地提供在传导元件之间的广泛接触区域。这还减少了通过接触阻力的局部热生成。
[0014]原则上，可将间隔元件布置在沿接触元件的任意位置。然而为了避免在过渡中接触元件的更大弯曲或弯曲移动，优选地是将间隔元件定位成靠近传导元件，最好在传导元件沿垂直于轴向方向和位移方向两者的线的方向(即，传导元件的倾斜轴线)的一个或两个侧上。该方向典型地是其中传导元件具有其最长延伸的方向。
[0015]间隔元件最佳地通过没有胶或其他材料的连接配合到接触元件。优选的配合是构型配合(form fit)，其中该构型配合包括诸如过盈配合或滑入配合的配合。
[0016]间隔元件最佳地由具有低摩擦系数的诸如硬塑料材料的电绝缘材料制成，以避免在闭合和分离接触元件的驱动器上的更大载荷。适当的材料包括PTFE、PEEK或水晶PET或其复合物。
[0017]有利地，每个传导元件沿轴向方向关于携带它的载体稍微地可动，和/或其围绕如上文中限定的倾斜轴线稍微地可倾斜。这允许当开关处于其第一、闭合位置时，传导元件自身精确地轴向定位，从而改进电流传导，其中，接触面平行定向。
[0018]在又一有利实施例中，每个端子延伸进入带有用于接触传导元件的接触表面的接触板，其中，端子中的至少一个包括弹簧部件，其弹性地推压端子的接触面抵靠外部接触元件的传导元件。这确保了在传导元件自身之间以及在传导元件与接触板的接触表面之间的适当接触力。当接触元件自身沿轴向方向可弯曲或可动时，这是尤其有利的，因为在所有传导元件之间在电流路径中的力变得大致相等。
[0019]在尤其优选的实施例中，间隔元件在凹部中实现与端子或其任意延伸部(诸如上文所指出的接触板)的接触，相比用于在相同端子上的传导元件的接触表面，该凹部更少暴露于开关内侧的电场。以这种方式，在外部间隔元件与端子之间的接触产生的三个点至少在一些程度上被屏蔽，且可避免导致绝缘退化和击穿的电场过应力(overstress)。
[0020]驱动器(或多个驱动器，如果存在多于一个的话)有利地布置在壳体内，因此消除了对机械套筒的需要。
[0021]开关有利地用于高DC电压应用(即，对于高于72 kV的电压)，但是其也可用于中间DC电压应用(在某kV与72 kV之间)。
[0022]其他有利的实施例在所附权利要求以及在下文的描述中示出。
【附图说明】
[0023]从本发明的以下详细描述中，将更好地理解本发明，且除了上文中所述的对象以外的对象将变得显而易见。这种描述参考附图，其中:
图1示出已知的开关的横截面视图；
图2示出图1的接触元件的放大横截面视图；
图3A示出带有载体部分和加速杆但是没有介电间隔元