专利名称：高压开关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压开关设备(Hochsparmungsschaltanlage)，其带有填充有绝缘气体(例如SF6)的处于压力下的密封地(hermetisch)封闭的开关罩壳，在该开关罩壳中布置有至少一个由固定的接触件和带有促动器(Stellantrieb)的可动的接触件形成的触点对以及电导体，其对地绝缘，其中，开关罩壳形成气体空间。
背景技术：
以通过损坏、操作错误或特殊的运行条件引起的方式，在开关设备的封装(Kapselimg)之内可出现或产生故障状态，其在极少的情况中导致干扰电弧 (Storlichtbogen)并且由此导致人员和材料的危险。需要迫切地避免这种类型的故障状态，利用其(mit denen)可尽可能快地(也就是说在引起更大的损害之前)结束这种类型的故障状态。为此应用快速接地器(Schnellerder)(也称为快速短路联接器、快速接地开关或接地开关)，以尽可能高的速度闭合该快速接地器的接触件，其中，快速接地器应接通来克服短路电流。快速短路联接器在低压技术和中压技术中以不同的变型方案而已知。在此，应用不同的方法，以在尽可能短的时间后可靠地对地引开短路电流。由此应实现的是，熄灭在设备中产生的电弧，通过可靠的设备装置引导短路，并且之后可通过功率开关切断短路。由于在短接(Kurzschlieiien)后对地熄灭电弧，因此不会在设备中引起其它损害。为了该目的，已经开发了新的超快接地开关、也称为UFES(Ultra Fast Earthing Switch)以用于应用在用于直至30kV电压的中压开关设备(在其中通常应用真空灭弧室 (Vakuum-Schaltkammer))中。在已知的设备中存在由三个初级开关元件及电子探测和脱扣单元组成的超快的接地开关。初级开关元件具有与MkV绝缘支撑件(Isolierstiltzer)相似的尺寸、形状及固定点，并且包括以环保的方式嵌入环氧树脂中的双真空灭弧室以及集成的超快的微型气体发生器活塞驱动器。从电介质的方面，每个真空灭弧室包含两个真空区间，通过膜分离这两个真空区间。以伸入第一真空区间中的方式存在位于地电势上的接触销，其与驱动活塞固定地相连接。第二真空区间包含位于高压电势上的固定触点插槽(Festkontaktbuchse)。此外，每个初级开关元件配备有集成的超快微型气体发生器，其驱动可动的活塞连同接触销以用于切换过程。该微型气体发生器在形式和功能上与机动车气囊的气体发生器相似。如果在如此配备的中压开关设备中出现内部的干扰电弧，则电子器件通过电流转换器探测故障电流以及通过光学的传感器探测在隔间(Schottraum)中的电弧的光，并且几乎同时地激活气体发生器。产生的气体压力将可动的活塞驱动到第一分腔中。接触销穿过膜并且随后持续地、无颤动地(prellfrei)且坚固地与固定触点相卡锁。产生固体的金属的对地的短路，该短路使产生的干扰电弧熄灭。以下困难已证实为已知的装置的显著缺点，S卩，在带有50至500kV的电压的高压开关设备中安装这种类型的装置，这主要与在该处所需的较大的绝缘强度 (Isolierfestigkeit)相关。因此，在中压技术中的超快的接地开关例如基于借助于真空技术的绝缘。其应用仅仅在直至最大42kV的较低的电压范围内无较大问题。在更高的电压中，要么为了保持所需的绝缘间距需要不期望的结构尺寸，要么需要另一技术，该技术在节省空间的结构形式中在出现故障状态时同样引起期望的快速的切断。
发明内容基于现有技术，本实用新型的目的为，给出开头提及的类型的高压开关设备，该高压开关设备在出现故障状态时以最简单的方式可靠地使快速切断成为可能。该目的通过根据权利要求1的特征实现。相应地设置成，在开关罩壳处设置有至少一个带有相触点的绝缘插槽(Isolierbuchse)，借助于绝缘塞(Isolierstopfen)封闭或遮盖该绝缘插槽，并且在开关罩壳之外在该至少一个绝缘插槽处布置有另一接触系统 (Kontaktsystem)，其作为超快短路联接器工作。超快短路联接器也称为UFES (超快接地开关)，并且，在开关罩壳中出现故障状态时该超快短路联接器通过以下方式使绝缘插槽的相触点与地电势短接，即，通过活塞缸体装置的可动的活塞在其面对待接触的固定的接触件的端侧上设有这样的棱边，即，在出现故障状态时、在脱扣(Ausl0sung)情况中该棱边切割穿过(durchschneiden)绝缘塞。根据有利的设计方案，根据本实用新型的高压开关设备的特征在于，该另一接触系统布置在与绝缘插槽气体密封地相连接的气体空间中。相应于本实用新型，该另一接触系统用作接地开关，在出现限定的故障状态时可由驱动器对该接地开关进行加载。在出现限定的故障状态时接地开关脱扣并且通过该另一接触系统的闭合(即，可动的接触件接合到固定的接触件中)引起在功率电势 (Leistungspotential)和地电势之间的短路。相应于本实用新型的优选的改进方案，设置有探测元件以用于检测在开关罩壳中的故障状态，探测元件与脱扣单元共同作用，脱扣单元容纳驱动器以用于操控该另一接触系统。在此，证实为尤其有利的是，脱扣单元配备有气体发生器，其用作用于该另一接触系统的驱动器并且与活塞缸体装置共同作用。气体发生器与点火设备处于有效连接中，在脱扣情况中点火设备起动气体发生器。此外，在根据本实用新型的高压开关设备的有利的改进方案中设置成，该另一接触系统构造成带有与地电势相连接的活塞的活塞缸体装置，在脱扣位置中活塞接触作为配对触点的位于功率电势上的绝缘插槽的相触点，其中，由固定的接触件形成配对触点。根据本实用新型的另一有利的设计方案设置成，在脱扣的情况中气体发生器通过点火设备产生气体压力，其使另一接触部位的可动的活塞朝向位于功率电势上的配对触点加速，并且与该配对触点导电地相连接。[0022]在此，由于脱扣通过点火设备气体发生器产生工作气体的爆炸式的压力提高，工作气体如此使在与地电势相连接的缸体中引导的活塞加速，即，活塞如导弹那样撞击到封闭配对触点的绝缘塞上、穿过该塞并且与由绝缘塞遮盖的相触点导电地相连接。为此，可动的活塞在其面对待接触的配对触点的端侧上设有刀刃形的锋利的棱边，其用于，切割穿过绝缘塞并且因此接触绝缘插槽的隐藏在绝缘塞后的相触点。因此，通过该另一接触系统的活塞(其此外与地电势相连接)的非常快的运动以及由此带来的位于功率电势上的套形的配对触点的接触，在地电势和功率电势之间引起短路，由此继而熄灭在开关罩壳中引起脱扣的电弧。根据根据本实用新型的高压开关设备的适宜的设计方案，位于功率电势上的套形的接触系统的固定实施成可与绝缘插槽分离。在此，作为独立的拧到绝缘插槽处的接触系统的设计方案证实为尤其有利的，因为由此简化了在每次激活之后(也就是说在每次脱扣之后)所需的气体发生器的更换，因为由此不必为了更换气体发生器而打开罩壳腔(Gerausevolumen)。仅仅必须更换已有的绝缘塞、套形的接触系统以及带有气体发生器的位于地电势上的部件。该特征和其它有利的特征以及优点和改进方案为其它权利要求的对象。
应根据在所附的图纸中示意性地显示的实施例进一步解释和描述本实用新型、本实用新型的尤其有利的设计方案和改进方案以及本实用新型的特别的优点。其中图1显示了在静止位置中穿过带有用作超快短路联接器的另一接触系统的气体空间的示意性的纵截面；超快短路联接器与在此未详细显示的开关罩壳相连接；图2显示了在进行脱扣之后的穿过根据图1的气体空间的示意性的纵截面。参考标号列表10 接地的罩壳，开关罩壳12 独立的罩壳14 另一接触系统16圆柱形的引导件，引导缸体18 活塞20 可动的触点，可动的接触件22固定的触点，固定的接触件23 接触[0040]24 锋利的刀形的棱边26 作为固定的触点的容纳套28 绝缘插槽，绝缘的触点穿过部(KontaktdurchfUhrung)30 铸入(eingie β en)绝缘的触点穿过部中的触点，相触点32 用于遮盖容纳套的绝缘塞34 罩壳壁部36 气体发生器37点火导线[0048]38 点火设备具体实施方式
图1显示了穿过高压开关设备的接地的开关罩壳10以及绝缘的触点穿过部观的示意性的部分截面，在开关罩壳10处布置有带有在其中用作超快短路联接器的另一接触系统14的独立的罩壳12 ；接触系统14处于静止位置中。该另一接触系统14包括带有圆柱形的引导件16和作为可动的触点20的纵向可动地布置在引导件16处的活塞18的活塞缸体装置以及固定的触点22。借助于与独立的罩壳12的圆柱形的部分相对的接触环23接触活塞形的可动的触点20，并且在可动的触点20 的面对固定的触点22的侧边处可动的触点20设有锋利的刀形的棱边M，在下文中解释其目的。当然首先应描述固定的触点22。固定的触点22作为容纳套(AufnahmehUlse)沈设置在绝缘的触点穿过部28的延长部分(Verlangerung)中，触点穿过部28带有铸入其中的接触件30，该触点穿过部观本身已知作为罩壳穿过部。一方面，铸入到绝缘的触点穿过部观中的接触件30与位于功率电势上的布置在在此未详细显示的开关罩壳10中的电导体(例如汇流排(Sammelschiene))传导地相连接，并且另一方面，接触件30在指向独立的罩壳12的端侧处与容纳套沈传导地相连接，容纳套沈实际上形成固定的触点22。如已经产阐述的那样，根据本实用新型，活塞缸体装置位于地电势上，也就是说， 引导缸体16例如与位于地电势上的罩壳壁部34相连接。在此，活塞18同样通过独立的罩壳12的圆柱壁与地电势传导地相连接，因为尽管活塞18在引导缸体16处的滑动可能性但是通过接触环23保证了充分的接触。此外，以与活塞18同心的方式以间距布置作为固定的配对触点22的容纳套沈，配对触点22定位在已知的绝缘的触点穿过部28处，并且相对于位于地电势上的罩壳壁部34 绝缘。该固定的配对触点22本身与功率电势相连接，并且借助于由绝缘材料制成的塞32 相对于由活塞18形成的可动的触点20封闭和绝缘，从而防止了意外的与地电势的接触。在由活塞18形成的可动的触点20的面对固定的触点22的侧边上设置有锋利的刀形的棱边对，该棱边M在必要时(也就是说在脱扣情况中)用于穿过用于遮盖容纳套 26的绝缘塞32并且建立与固定的触点22 (也就是说与功率电势)的导电的连接。在缸体16之内或在缸体16的延长部分中布置有气体发生器36，该气体发生器36 本身通过气体密封地从独立的罩壳12中引导出来的点火导线37与点火设备38相连接，该点火设备38继而由在此未示出的布置在高压开关设备的开关罩壳10的内部中的脱扣或检测单元操控。在出现故障状态(例如电弧)时，在开关罩壳10中立即由于通过脱扣或检测单元操控点火设备38，因此与在此未详细显示的检测单元相连接的点火设备38应马上起动气体发生器36。接着气体发生器36立即产生工作气体，点火设备38点燃该工作气体并且由此工作气体爆炸式地膨胀并且引起压力冲击，该压力冲击使活塞18在朝向固定的接触件 22的方向上加速。在图2中显示了与在图1中所显示的相同的装置。在此，相同的特征分别设有相应的参考标号。然而相应地，图2显示了在脱扣的状态中的根据图1的装置，也就是说，由于通过气体发生器36的加载使由活塞18形成的可动的接触件20如此程度地从其引导缸体16中离开，即，使与固定的接触件22的接触闭合。为此，点火设备38点燃由气体发生器36产生的工作气体的充气，接着该充气爆炸式地膨胀并且通过由此引起的压力冲击使可动的活塞18在用作固定触点22的容纳套沈的方向上加速，用作可动的接触件20的活塞18与容纳套沈形状配合地相连接并且由此受控地引起在功率电势和地电势之间的短路。由于该短路而流动的短路电流导致自动的(spontan)电压下降，其可立即熄灭引起快速短路联接器12的脱扣的电弧，从而避免相关的灭弧室或开关罩壳10的不期望的损坏。同时，通过功率开关进行电流切断。因此，如果识别到内部的(也就是说在开关罩壳10中的)干扰电弧并且通过点火单元38点燃气体发生器36，则通过气体发生器36产生极其快的压力建立，其将可动的触点20通过绝缘区间冲击(schieii en)到固定的触点22中。在此，触点20和22形成可靠的引导电流的连接，以用于形成与地的短路并且消除内部的电弧。之后，通过功率开关消除短路电流。优选地，绝缘塞32由软的绝缘材料、例如硅弹性体制成。对于本实用新型来说重要的是，在接触系统14处可动的触点20在其前部的区域中具有刀刃状的锋利的环绕的棱边对。如果检测到干扰电弧并且点燃气体发生器36，则围绕可动的触点20的圆柱形的引导件16 (也就是说围绕引导缸体16)产生极大的压力升高，其导致可动的触点20的加速。在此，可动的触点20的锋利的刀形的棱边M以圆柱形的方式穿过绝缘塞32，并且可动的触点20冲击到形成固定的触点22的容纳套沈中。由此通过固定的触点22、可动的触点 20以及独立的罩壳12形成与地的短路。优选地，在此由相对软的材料制造接触系统14，以便通过部件的变形功既消除动能又产生可靠的接触。根据本实用新型，可在不打开气体空间(也就是说开关罩壳10)的情况下从外部用新的快速接地器更换脱扣一次(einmal)的超快接地器(UFEQ。为此拧下快速接地器，移除绝缘插槽28和冲制件(ausgestanzte Stuck)，并且从插槽中拧出接触系统14。紧接着通过新的部件替换这些部件。可动的接触件00)安置在气体空间之外，由此如解释的那样，在脱扣后的更换时不产生气体功。此外，可从外部接近气体发生器36，从而即使在设定为15年的使用寿命时也可进行周期性地(turnusmafiig)更换，而不必打开气体空间。最终，可通过合适的机械的固定件将可动的接触件20保持在其位置中，从而震动不导致不期望的接通。在此，如此设计机械的固定件，即，通过在气体发生器36脱扣时产生的气体压力或由于由此引起的形成可动的触点20的活塞18的加速使该固定件裂开或脱扣。
权利要求1.一种高压开关设备，带有填充有绝缘气体、例如SF6的开关罩壳(10)，所述开关罩壳(10)形成气体空间(12)，并且在所述开关罩壳(10)中布置有至少一个由固定的接触件 (22)和带有促动器的可动的接触件00)形成的触点对以及电导体，其对地绝缘，其特征在于，在所述开关罩壳(10)处设置有至少一个带有相触点(30)的绝缘插槽( )，借助于绝缘塞(32)遮盖所述绝缘插槽(观)，并且在所述开关罩壳(10)之外在所述至少一个绝缘插槽08)处布置有实施成活塞缸体装置的另一接触系统(14)，所述另一接触系统(14)作为超快短路联接器工作，并且在所述开关罩壳(10)中出现故障状态时所述接触系统(14)通过以下方式使所述绝缘插槽08)的相触点(30)与地电势短接，即，通过所述活塞缸体装置的可动的活塞(18)在其面对待接触的固定的接触件0 的端侧上设有这样的棱边(M)， 即，在出现故障状态时所述棱边04)切割穿过所述绝缘塞(32)。
2.根据权利要求1所述的高压开关设备，其特征在于，所述另一接触系统(14)与所述绝缘插槽08)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的高压开关设备，其特征在于，作为用于所述可动的接触件 (20)的促动器设置有脱扣单元，所述脱扣单元具有气体发生器(36)，所述气体发生器(36) 与点火设备(38)共同作用。
4.根据权利要求1或2所述的高压开关设备，其特征在于，设置有检测单元以用于探测在所述开关罩壳(10)中的故障状态，所述检测单元与脱扣单元共同作用，所述脱扣单元操控气体发生器(38)。
5.根据权利要求1或2所述的高压开关设备，其特征在于，所述活塞缸体装置为所述另一接触系统(14)的一部分并且具有可动的活塞(18)，所述活塞(18)与地电势相连接，并且在脱扣位置中接触所述绝缘插槽08)的位于功率电势上的相触点(30)。
6.根据权利要求1或2所述的高压开关设备，其特征在于，所述可动的活塞(18)在其面对待接触的配对触点0 的端侧上设有刀形的锋利的棱边(M)，所述棱边04)用于在脱扣情况中切割穿过所述绝缘塞(32)。
7.根据权利要求6所述的高压开关设备，其特征在于，在通过所述可动的活塞(18)接触所述位于功率电势上的相触点(沈，30)时，其此外与地电势相连接，并且因此引起在地电势和功率电势之间的短路电流。
8.根据权利要求1或2所述的高压开关设备，其特征在于，与所述开关罩壳(10)相连接的、所述另一接触系统(14)布置在其中的空间设置成在所述开关罩壳(10)处的独立的罩壳(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种高压开关设备，带有填充有绝缘气体、例如SF6的开关罩壳，在其中布置有至少一个由固定的接触件和带有促动器的可动的接触件形成的触点对以及电导体，其对地绝缘，其中，开关罩壳形成气体空间并且在开关罩壳处设置有至少一个带有相触点的绝缘插槽，其借助于绝缘塞遮盖，并且，在开关罩壳之外在至少一个绝缘插槽处布置有另一接触系统，其作为超快短路联接器工作，并且其在开关罩壳中出现故障状态时通过以下方式使绝缘插槽的相触点与地电势短接，即，通过活塞缸体装置的可动的活塞在其面对待接触的固定的接触件的端侧上设有这样的棱边，即，在出现故障状态时棱边切割穿过绝缘塞。
文档编号H01H39/00GK202217960SQ20112017540
公开日2012年5月9日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年1月12日
发明者H·彼得 申请人:Abb技术有限公司