具有壳体和可更换的开关模块的开关装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种开关装置，尤其涉及一种有载分接开关，所述开关装置具有：壳体和至少一个可更换的开关模块。所述开关装置(1)、尤其是有载分接开关包括：?壳体(2)；可更换的开关模块(3、3′、3″)；设置在壳体(2)内部的固定触头(20)；设置在壳体(2)内部的导轨(25)，其中：?开关模块(3、3′、3″)具有能够可松开地与固定触头(20)连接的活动触头(10)；开关模块(3、3′、3″)具有与导轨(25)可运动地连接的下分配板(51)。
【专利说明】
具有壳体和可更换的开关模块的开关装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种开关装置、尤其涉及一种有载分接开关，所述开关装置具有壳体和至少一个可更换的开关模块。
【背景技术】
[0002]从现有技术中已知有载分接开关，其为了从可调变压器的一个绕组抽头切换到相邻的绕组抽头上而使用设置在油或真空中的机械式开关触头。然而，新型的有载分接开关使用半导体开关元件用于所述切换。不仅这种半导体开关元件的维护、而且这种半导体开关元件的修理都是昂贵、耗时且高要求的。
【发明内容】
[0003]在该背景下，本发明的任务是，提供一种开关装置，该开关装置允许简单、低成本且快速的维护。
[0004]该任务通过根据独立权利要求所述的开关装置解决。在此，各从属权利要求的特征形成本发明有利的扩展方案。
[0005]本发明提出一种开关装置、尤其是有载分接开关，该开关装置包括:
[0006]-壳体；
[0007]-至少一个可更换的开关模块；
[0008]-至少一个设置在壳体内部的固定触头；
[0009]-至少一个设置在壳体内部的导轨，
[0010]其中:
[0011]-每个开关模块具有至少一个活动触头，该活动触头能可松开地与固定触头中的至少一个固定触头连接；
[0012]-所述开关模块具有至少一个下分配板，该下分配板与导轨中的至少一个导轨可运动地连接。
[0013]根据本发明的、具有可更换的开关模块的开关装置具有尤其多的优点。该开关装置紧凑，因此占较小的构造空间并且因此在运行前尤其易于运输。此外由于该紧凑性，还需要明显较少的绝缘剂或冷却剂。单个更换开关模块的可能性不仅节省成本，而且也节省时间。由于可松开的设置，在修理或维护时可容易地将开关模块从壳体中取出并用新的开关模块代替。
[0014]该开关装置可以任意的方式和方法构成，例如构成为用于低压范围、中压范围和高压范围内的可调变压器的有载分接开关，亦可构成为用于在电网应用或者熔化炉应用中的可调变压器的分级开关。
[0015]每个固定触头和每个活动触头可以任意的方式和方法构成，并且例如由一个或者多个部件组成，并且直接紧固在壳体中或者在单独的壁中或直接紧固在开关模块上。此外，每个固定触头和每个活动触头可在内侧具有多个上下设置和并排设置的、弹性地支承的触头指部。每个固定触头设计为对应于相配的活动触头并且确保二者之间的力锁合连接、形锁合连接和导电连接。
[0016]壳体和开关模块之间的可运动连接可以任意的方式和方法构成，例如通过分配板和导轨之间的摩擦或者通过在开关模块上或者在壳体中的滚动构成。
[0017]壳体可以任意的方式和方法构成，例如构成为由金属或者塑料制成的箱体。
[0018]可规定:每个固定触头具有第一端部和第二端部，并且第一端部设置在壳体内部并且第二端部设置在壳体外部。
[0019]可规定:开关模块具有至少一个张紧柱、至少一个上预紧板、至少一个下预紧板和至少一个开关模块柱。
[0020]每个张紧柱可以任意的方式和方法构成，例如由玻璃纤维增强塑料、塑料或其它的绝缘材料制成。
[0021 ]可规定:开关模块柱具有至少一个开关元件和至少一个冷却箱。
[0022]开关模块柱的每个开关元件可以任意的方式和方法构成并且具有例如至少一个半导体盘形电池，该半导体盘形电池尤其具有至少一个闸流管和/或至少一个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。此外，各开关元件可相互并联或者串联。
[0023]可规定:
[0024]-开关模块具有上分配板；
[0025]-活动触头设置在触头板上;并且
[0026]-所述活动触头和开关模块柱导电地连接。
[0027]分配板可以任意的方式和方法构成，并且例如由玻璃纤维增强塑料、塑料或其它的绝缘材料制成。
[0028]可规定:
[0029]-每个活动触头具有対置的触头指部，这些触头指部被弹性地支承并且在与固定触头的第一端部触点接通时与固定触头力锁合连接。
[0030]可规定:在每个开关模块柱和上预紧板之间设置有压力分配单元。
[0031]可规定:
[0032]-所述压力分配单元具有法兰和螺纹；
[0033]-在上预紧板中设置有盘形弹簧支架；
[0034]-在法兰和盘形弹簧支架之间设置有盘形弹簧;并且
[0035]-力经由盘形弹簧施加到压力分配单元上并且因此施加到开关模块柱上。
[0036]可规定:在第一分配板的下侧上设置有至少一个滑轨。
[0037]每个滑轨可以任意的方式和方法构成并且例如由聚四氟乙烯或者其它摩擦系数小的材料制成。
[0038]可规定:
[0039]-开关装置构成为有载分接开关，并且设置或者构成为用于在负载下接通或者断开可调变压器的调节绕组的各绕组。
【附图说明】
[0040]下面，参考附图更详细地说明本发明和其优点。附图如下:
[0041]图1示出具有可更换的开关模块的开关装置；
[0042]图2在剖视图中示出具有开关模块的开关装置；
[0043]图3示出具有被推入一半的开关模块的开关装置；
[0044]图4a示出固定触头和活动触头的细节图；
[0045]图4b示出固定触头和活动触头的另一细节图；
[0046]图5示出具有三个开关模块的开关装置；
[0047]图6示出开关装置的预紧单元。
[0048]本发明的相同的或相同作用的元件使用相同的附图标记。此外，出于清楚性原因，各个附图中仅示出为了说明相应的附图所需的附图标记。所示出的实施方式仅是根据本发明的、具有可更换开关模块的开关装置可能的示例，并且因此不构成本发明的决定性限制。
【具体实施方式】
[0049]图1示出根据本发明的开关装置1(尤其是有载分接开关)的内部，其具有可更换的开关模块3。开关模块3具有开关元件18，这些开关元件用于从在可调变压器中的调节绕组的一个绕组抽头切换到相邻的绕组抽头。开关元件18构造为半导体盘形电池、例如闸流管、绝缘栅双极型晶体管等。在各开关元件18之间设置有冷却箱19，该冷却箱与开关元件热连接、机械连接且导电连接。交替设置的开关元件18和冷却箱19构成开关模块柱36，每个开关模块3可具有四个开关模块柱。所述开关模块柱36设置在上预紧板15和下预紧板16之间。此夕卜，八个张紧柱13安装在各预紧板15、16之间。冷却箱19在内部具有冷却通道(未在此示出)，这些冷却通道经由管路14彼此液压连接并且与构成为空心的张紧柱13液压连接。在上预紧板15上方设置有上分配板50，并且在下预紧板16下方设置有下分配板51。
[0050]开关元件18—方面可彼此并联或者串联连接，并且另一方面可与活动触头10的背侧101并联或者串联连接。此外，活动触头10设置在触头板11中。在此示出的实施方式中，在触头板11中并排或者上下重叠地安装有八个活动触头10。各单个活动触头10的前侧102由多个上下重叠设置和并排设置的触头指部12构成，这些触头指部这样弹性地支承，使得每两个触头指部12施加有朝彼此指向的力(图4a和图4b)。
[0051 ]壳体2在后壁26上具有多个从内向外延伸的固定触头20。在此，固定触头20的第一端部21设置在壳体2内部，并且固定触头的第二端部22设置在壳体2外部。在壳体2内部，在底部27上紧固有导轨25。壳体2的前侧28是敞开的并且可由盖29封闭。固定触头20的第二端部22经由管路(与在此未示出的调节绕组)与可调变压器的不同绕组抽头连接。在壳体2内部注入有用于冷却和绝缘的酯。
[0052]在图2中示出开关装置I的剖视图。开关模块3处于壳体2内部。在此，开关模块3位于导轨25上并且借助固定机构30保持在下分配板51上方。活动触头10的触头指部12与固定触头20的第一端部21机械连接和导电连接(即接通)。通过该机械连接，始终确保活动触头10和固定触头20之间的导电连接、即可调变压器的调节绕组的抽头与有载分接开关的开关元件18之间的导电连接。
[0053]为了使活动触头10与固定触头20连接(即在插入开关模块3时)，使用第一螺杆40。该第一螺杆40—方面安置在前侧28上的第一对应支承件41上，另一方面在开关模块3的触头板11中的第一活动支承件42中被引导。通过第一螺杆40的旋转，开关模块3被压向后壁26的方向。活动触头10被压到固定触头20上。在此，第一对应支承件41设置在壳体2的支柱49中。
[0054]为了使活动触头10从固定触头20松开(即在取出开关模块3时)，使用第二螺杆43。该第二螺杆43—方面在前侧28上的第二活动支承件45中被引导，另一方面安置在开关模块3的触头板11中的第二对应支承件44上。通过第二螺杆43的旋转，开关模块3被拉向前侧28的方向。活动触头10从固定触头20拉出。
[0055]在此，第二活动支承件45设置在壳体2的支柱49中。第一螺杆40和第二螺杆43可在插入或取出后从开关装置I中去除。
[0056]图3示出开关装置I，在该开关装置中，开关模块3—半被推入到壳体2中。在此，开关模块3经由下分配板51在导轨25上滑出或滑入。为了减小下分配板51和导轨25之间的摩擦，在下分配板51的下侧53上设置有至少一个滑轨55。该滑轨优选由聚四氟乙烯或其它减小摩擦的材料构成。在将开关模块3拉出之后，可将该开关模块推到在此构造为装配车的运输辅助装置60上。在插入时，也可简单地将开关模块3从安装辅助装置60通过导轨25结合滑轨55推到壳体2的内部。
[0057]图4a在细节图中示出未连接或者说未接通状态下的开关模块3的两个活动触头10和紧固在壳体2的后壁26中的各固定触头20。在推入开关模块3时，活动触头10的前侧102上的触头指部12被推到固定触头20上并且由于弹性的支承而相互撑开。通过该机械连接，始终确保活动触头1和固定触头20之间的电连接。
[0058]图4b在细节图中示出在接通状态下的活动触头10和固定触头20。在此，每个固定触头20和活动触头10之间形成力锁合连接以及形锁合连接。
[0059]图5示出具有三个可更换的开关模块3、3'、3〃的开关装置I，这些开关模块分别相配于可调变压器的一个相的至少一个调节绕组。开关模块3之一在壳体2外部设置在运输辅助装置60上。在下分配板51上设置有把手54，借助该把手使开关模块3的拉出变得容易。
[0060]图6示出开关模块3的细节图。为了能将开关模块柱36固定在开关模块3中，在最上方的冷却箱19和上预紧板15之间装入有压力分配单元70。该压力分配单元70在朝向冷却箱19的区域中具有法兰71。压力分配单元70的上部区域具有螺纹72，在该螺纹的上端部设置有螺母74。在法兰71和螺母74之间设置有盘形弹簧73和盘形弹簧支架75。压力分配单元70预先在压力下被设定为限定的、开关模块3所需的预紧力。盘形弹簧73在张紧时被盘形弹簧支架75压向法兰71并且借助螺母74锁止。压力分配单元70经由盘形弹簧支架75拧入到预紧板15中，直至压力分配单元70贴靠在开关模块柱36的最上方的冷却箱19上。紧接着，压力分配单元70被锁止并且固定以防旋转。通过松开螺母74，将盘形弹簧73的限定的预紧力传递到开关模块柱36上。
[0061]因为每个开关模块柱36通过单独的压力分配单元被张紧，所以这两个开关模块柱36在机械方面彼此脱耦，并且可由此补偿高度差。
[0062]在一种在此未示出的实施方式中，盘形弹簧支架75可具有比盘形弹簧73和压力分配单元70的法兰71更大的直径。在维护情况中，可将压力分配单元70向上从上预紧板15中拧出并且因此释放开关模块柱36上的预紧力。由此，可在不必完全拆开整个开关模块3的情况下更换各单个开关元件18。
[0063]附图标记表
[0064]I开关装置
[0065]2壳体
[0066]3开关模块
[0067]10活动触头
[0068]101背侧
[0069]102前侧
[0070]11触头板
[0071]12触头指部
[0072]13张紧柱
[0073]14管路
[0074]15上预紧板
[0075]16下预紧板
[0076]18开关元件
[0077]19冷却箱
[0078]20固定触头
[0079]21第一端部
[0080]22第二端部[0081 ]25导轨
[0082]26后壁
[0083]27底部
[0084]28前侧
[0085]29盖
[0086]30固定机构
[0087]36开关模块柱
[0088]40第一螺杆
[0089]41第一对应支承件
[0090]42第一活动支承件[0091 ]43第二螺杆
[0092]44第二对应支承件
[0093]45第二活动支承件
[0094]49支柱
[0095]50上分配板
[0096]51下分配板
[0097]53下侧
[0098]54把手
[0099]55滑轨
[0100]60运输辅助装置
[0101]70压力分配单元
[0102]71法兰
[0103]72螺纹
[0104]73盘形弹簧
[0105]74螺母
[0106]75盘形弹簧支架
【主权项】
1.开关装置(I)，尤其是有载分接开关，该开关装置包括: -壳体(2); -可更换的开关模块(33^3"); -设置在壳体(2)内部的固定触头(20); -设置在壳体(2)内部的导轨(25)， 其中: -所述开关模块(3、3,、3〃)具有能够可松开地与固定触头(20)连接的活动触头(10); -所述开关模块(3、3'、3〃)具有与导轨(25)可运动地连接的下分配板(51)。2.根据上述权利要求所述的开关装置(I)，其中: -所述固定触头(20)具有设置在壳体(2)内部的第一端部(21)和设置在壳体(2)外部的第二端部(22)。3.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述开关模块“^彳^^具有张紧柱丨^^上预紧板和下预紧板丨巧?…丨以及开关模块柱(36)。4.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述开关模块柱(36)具有开关元件(18)和冷却箱(19)。5.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述开关模块(3、3'、3〃)具有上分配板(50); -所述活动触头(10)设置在触头板(11)上，并且 -其中，所述活动触头(10)与开关模块柱(35)导电地连接。6.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述活动触头(10)具有対置的触头指部(12)，所述触头指部被弹性地支承并且在与固定触头(20)的第一端部(21)触点接通时与固定触头(20)力锁合连接。7.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -在每个开关模块柱(36)与上预紧板(15)之间设置有压力分配单元(70)。8.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述压力分配单元(70)具有法兰(71)和螺纹(72); -在上预紧板(15)中设置有盘形弹簧支架(75); -在法兰(71)和盘形弹簧支架(75)之间设置有盘形弹簧(73);并且 -通过所述盘形弹簧(73)将力施加到压力分配单元(70)上并且因此施加到开关模块柱(36)上。9.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -在第一分配板(50)的下侧(53)上设置有滑轨(55)。10.根据上述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述开关装置(I)构成为有载分接开关，并且设置或构成为用于在负载下接通或者断开可调变压器的调节绕组的各绕组。
【文档编号】H02B3/00GK105981119SQ201580007615
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】A·赖希, S·弗洛特辛格, N·翁特赖纳
【申请人】赖茵豪森机械制造公司