中压开关装置的制作方法

本发明涉及一种用于中压电力系统的开关装置，更具体地涉及一种用于中压电力系统的负载断路开关。

背景技术：

1、负载断路开关在本技术领域是众所周知的。

2、这些开关装置通常用于二级配电网，能够在特定的电路状况(通常是额定状况或过载状况)下提供断路功能(即断开电流和接通电流)，以及提供电路断开功能(即将电路的负载侧部分接地)。

3、目前，现有技术水平的大多数传统的负载断路开关的电极浸在六氟化硫(sf6)的气氛中，因为这种绝缘气体确保了在电流中断时带电部件之间的介电绝缘和熄弧能力方面的优异性能。

4、然而，众所周知，sf6是强大的温室气体，因此出于环境保护的目的，其使用受到严格的限制措施。由于这个原因，多年来，已经做了相当大的努力来开发和设计不采用sf6作为绝缘气体的负载断路开关。

5、已经开发了一些负载断路开关，其中电极被浸入加压的干燥空气或环境友好型绝缘气体中，诸如氧气、氮气、二氧化碳和/或氟化气体的混合物。不幸的是，经验表明，这些开关装置通常没有表现出完全令人满意的性能，尤其是在熄弧能力方面。

6、其他当前可用的负载断路开关为每个电极采用并联电连接在极端子之间的不同的触头布置。

7、触头布置具有在充满环境友好型绝缘气体或空气的气氛中运作的电触头，并且它被设计用来承载沿电极流动的电流的大部分以及致动可能的开关操作。

8、另一种触头布置替代地具有在真空气氛中运作的电触头，并且它被专门设计用来熄灭在沿电极流动的电流中断时出现的电弧。

9、已证明这些开关装置确保了对相对低的环境影响，同时在介电绝缘和熄弧能力方面提供高水平的性能。然而，到目前为止，这些开关装置采用了复杂的解决方案来管理和协调上述多个触头布置的运作。因此，它们在结构的紧凑性和运作的可靠性方面仍然表现不佳。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种用于中压电力系统的开关装置，该开关装置可以解决或减轻上述技术问题。

2、更具体地，本发明的目的是提供一种开关装置，以确保在断流过程期间在介电绝缘和熄弧能力方面的高水平性能。

3、本发明的另一目的是提供一种在运作中显示高可靠性水平的开关装置。

4、本发明的另一目的是提供一种具有高紧凑性和结构简单性的电极的开关装置。

5、本发明的另一目的是提供一种开关装置，该开关装置可以以相对于现有技术的解决方案具有竞争力的成本在工业水平上容易地制造。

6、为了实现这些目标和目的，本发明提供了一种根据以下权利要求1和相关从属权利要求的开关装置。

7、在总体上的定义中，本发明的开关装置包括一个或多个电极。

8、针对每个电极，开关装置包括第一极端子、第二极端子和接地端子。在运作中，第一极端子可以电耦合到电力线的第一导体，第二极端子可以电耦合到所述电力线的第二导体，并且接地端子可以电耦合到接地导体。

9、针对每个电极，开关装置包括多个固定触头，它们围绕开关装置的主纵轴线彼此间隔开。这样的多个固定触头包括电连接到第一极端子的第一固定触头、电连接到第二极端子的第二固定触头、电连接到接地端子的第三固定触头、以及第四固定触头，在运作时，该第四固定触头可与第二固定触头电连接。

10、针对每个电极，开关装置还包括：可动触头，该可动触头可按照相反的第一旋转方向和第二旋转方向围绕对应的旋转轴线可逆地运动，使得所述可动触头可耦合到上述固定触头中的一个或多个固定触头或与固定触头不耦合；以及真空断续器，该真空断续器包括电连接到第一极端子的固定电弧触头，电连接到第四固定触头并在与固定电弧触头的耦合位置和与固定电弧触头的非耦合位置之间沿对应的平移轴线可逆地运动的可动电弧触头。真空断续器还包括真空室，固定电弧触头和可动电弧触头被包围在其中并且可以耦合或不耦合。

11、针对每个电极，开关装置还包括操作地耦合到可动电弧触头的运动传动机构。

12、该运动传动机构可由可动触头致动，以便在所述可动触头围绕所述旋转轴线运动时，引起所述可动电弧触头沿所述平移轴线的运动。

13、根据本发明，该运动传动机构包括在第一铰链点处在固定支撑件上枢转的第一杆元件和在第二铰链点处在触头轴上枢转的第二杆元件。所述第一杆元件和第二杆元件在第三铰链点处在彼此上枢转。

14、优选地，所述运动传动机构被配置为采取第一配置和第二配置，在第一配置中，可动第三铰链点处于第一位置，并且可动电弧触头处于与固定电弧触头的耦合位置，在第二配置中，可动第三铰链点处于与所述第一位置间隔开的第二位置，并且可动电弧触头处于与固定电弧触头的非耦合位置。

15、优选地，运动传动机构被配置为如果所述运动传动机构未被所述可动触头致动则稳定地保持所述第一配置或所述第二配置。

16、优选地，运动传动机构被配置为如果所述运动传动机构被所述可动触头致动则改变其配置。

17、特别地，运动传动机构被配置为在可动触头按照所述第一旋转方向运动并将第四固定触头电连接到第二固定触头时，在所述可动触头的致动下从所述第一配置切换到所述第二配置。运动传动机构从所述第一配置转换到所述第二配置引起可动电弧触头从所述耦合位置运动到所述非耦合位置。

18、根据本发明的一方面，运动传动机构被配置为在被所述可动触头致动时从所述第二配置切换到所述第一配置，此时该可动触头按照所述第二旋转方向运动并将第一固定触头电连接到第二固定触头。运动传动机构从所述第二配置到所述第一配置的转换引起可动电弧触头从所述非耦合位置运动到所述耦合位置。

19、优选地，运动传动机构被配置为在第一杆元件被可动触头致动时从所述第一配置切换到所述第二配置，或者反之，从所述第二配置切换到所述第一配置。

20、优选地，运动传动机构的第一杆元件包括彼此间隔开的第一杆部分和第二杆部分。

21、优选地，运动传动机构被配置为在所述第一杆部分被所述可动触头致动时从第一配置切换到第二配置。

22、优选地，运动传动机构被配置为在所述可动触头致动所述第二杆部分时从第二配置切换到第一配置。

23、优选地，第一杆元件的第一杆部分和第二杆部分由所述可动触头在所述可动触头的运动轨迹的不同点处致动。

技术特征：

1.一种用于中压电力系统的开关装置(1)，所述开关装置包括一个或多个电极(2)，其中针对每个电极，所述开关装置包括：

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述运动传动机构(30)被配置为采取第一配置(c1)和第二配置(c2)，在所述第一配置中，所述第三铰链点(h3)处于第一位置(p1)，并且所述可动电弧触头(22)处于所述耦合位置(p3)；在所述第二配置中，所述第三铰链点(h3)处于与所述第一位置(p1)间隔开的第二位置(p2)，并且所述可动电弧触头(22)处于所述非耦合位置(p4)，

3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述运动传动机构(30)被配置为当所述可动触头按照所述第一旋转方向(r1)运动并且将所述第四固定触头(8)电连接到所述第二固定触头(6)时，在所述可动触头(10)的致动下从所述第一配置(c1)切换到所述第二配置(c2)，所述运动传动机构从所述第一配置(c1)到所述第二配置(c2)的转换引起所述可动电弧触头(22)从所述耦合位置(p3)运动到所述非耦合位置(p4)。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述运动传动机构(30)被配置为当所述可动触头按照所述第二旋转方向(r2)运动并且将所述第一固定触头(5)电连接到所述第二固定触头(6)时，在所述可动触头(10)的致动下从所述第二配置(c2)切换到所述第一配置(c1)，所述运动传动机构从所述第二配置(c2)到所述第一配置(c1)的转换引起所述可动电弧触头(22)从所述非耦合位置(p4)运动到所述耦合位置(p3)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述运动传动机构(30)被配置为在所述可动触头(10)对所述第一杆元件(31)的致动下从所述第一配置(c1)切换到所述第二配置(c2)或从所述第二配置(c2)切换到所述第一配置(c1)。

6.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述第一杆元件包括彼此间隔开的第一杆部分(311)和第二杆部分(312)，

7.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，每个电极的所述可动触头(10)能够在第一运行结束位置(pa)与第二运行结束位置(pc)之间可逆地运动，所述第一运行结束位置对应于所述开关装置的闭合状态，所述第二运行结束位置对应于所述开关装置的接地状态，当在所述第一运行结束位置(pa)与所述第二运行结束位置(pb)之间运动时，所述可动触头通过中间位置(pb)，所述中间位置(pb)对应于所述开关装置的断开状态。

8.根据权利要求7所述的开关装置，其特征在于，在所述开关装置的断开操作期间，所述可动触头(10)按照所述第一旋转方向(r1)远离所述第一运行结束位置(pa)并朝向所述中间位置(pb)运动，其中在按照所述第一旋转方向(r1)初始运动时，所述可动触头(10)与所述第一固定触头(5)不耦合并与所述第四固定触头(8)耦合，从而使所述第一固定触头(5)与所述第二固定触头(6)断开电连接，并且使所述第四固定触头(8)与所述第二固定触头(6)电连接。

9.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，在所述可动触头滑动耦合到所述第四固定触头(8)并且将所述第四固定触头(6)电连接到所述第二固定触头(6)的同时，所述可动触头(10)致动所述运动传动机构(30)，所述可动触头(10)的致动引起所述运动传动机构(30)从所述第一配置(c1)到所述第二配置(c2)的转换、以及所述可动电弧触头(22)随之从所述耦合位置(p3)到所述非耦合位置(p4)的运动。

10.根据权利要求9所述的开关装置，其特征在于，在按照所述第一旋转方向(r1)进一步运动时，所述可动触头(10)与所述运动传动机构(30)和所述第四固定触头(8)不耦合，并随后到达所述中间位置(pb)，从而使所述第四固定触头(8)与所述第二固定触头(6)断开电连接。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的开关装置，其特征在于，在所述开关装置的闭合操作期间，所述可动触头(10)按照所述第二旋转方向(r2)远离所述中间位置(pb)并朝向所述第一运行结束位置(pa)运动，其中在按照所述第二旋转方向(r2)初始运动时，所述可动触头(10)与所述第四固定触头(8)耦合，从而使所述第四固定触头(8)与所述第二固定触头(6)电连接。

12.根据权利要求11所述的开关装置，其特征在于，在按照所述第二旋转方向(r2)进一步运动时，所述可动触头(10)与所述第四固定触头(8)不耦合，并且与所述第四固定触头(8)耦合，从而使所述第四固定触头(8)与所述第二固定触头(6)断开电连接，并使所述第一固定触头(5)与所述第二固定触头(6)电连接。

13.根据权利要求12所述的开关装置，其特征在于，在按照所述第二旋转方向(r2)进一步运动时，所述可动触头(10)致动所述运动传动机构(30)，同时所述可动触头滑动耦合到所述第一固定触头(5)并且将所述第一固定触头(5)电连接到所述第二固定触头(6)，所述可动触头(10)的致动引起所述运动传动机构从所述第二配置(c2)到所述第一配置(c1)的转换、以及所述可动电弧触头(22)随之从所述非耦合位置(p4)到所述耦合位置(p3)的运动。

14.根据权利要求13所述的开关装置，其特征在于，在按照所述第二旋转方向(r2)进一步运动时，所述可动触头(10)与所述运动传动机构(30)不耦合，并且随后到达所述第一运行结束位置(pa)，同时保持滑动耦合到所述第一固定触头(5)，并使所述第一固定触头(5)电连接到所述第二固定触头(6)。

15.根据前述权利要求中任一项或多项所述的开关装置，其特征在于，每个电极的所述可动触头(10)包括导电体，所述导电体具有第一可动触头部分(10a)和第二可动触头部分(10b)，所述第一可动触头部分(10a)能够耦合到所述第一固定触头(5)、所述第三固定触头(7)和所述第四固定触头(8)或与所述第一固定触头(5)、所述第三固定触头(7)和所述第四固定触头(8)不耦合，所述第二可动触头部分(10b)与所述第二固定触头(6)电连接。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的开关装置，其特征在于，每个电极的所述可动触头(10)包括导电体，所述导电体具有第一可动触头部分(10a)和第二可动触头部分(10b)，所述第一可动触头部分(10a)能够耦合到所述第一固定触头(5)、第二固定触头(6)和第四固定触头(8)或与所述第一固定触头(5)、第二固定触头(6)和第四固定触头(8)不耦合，所述第二可动触头部分(10b)能够耦合到所述第二固定触头(6)和所述第三固定触头(7)或与所述第二固定触头(6)和所述第三固定触头(7)不耦合。

17.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置是用于中压电力系统的负载断路开关。

技术总结
本公开涉及中压开关装置。开关装置包括电极，并针对电极包括：第一、第二极端子；接地端子；多个固定触头，包括电连接到第一极端子的第一固定触头、电连接到第二极端子的第二固定触头、电连接到接地端子的第三固定触头和可与第二固定触头电连接的第四固定触头；可动触头，可按照相反的第一旋转方向和第二旋转方向围绕对应的旋转轴线可逆地运动，使其可耦合到固定触头或与其不耦合；真空断续器，包括电连接到第一极端子的固定电弧触头、电连接到第四固定触头并在与固定电弧触头的耦合位置和与固定电弧触头的非耦合位置之间沿平移轴线可逆地运动的可动电弧触头以及真空室；运动传动机构，可由可动触头致动，以引起可动电弧触头沿平移轴线的运动。

技术研发人员：埃马努埃莱·莫雷利,詹卢卡·科尔蒂诺维斯,乔治·福拉尼,雅格布·布鲁尼,皮尔鲁伊吉·因维尼兹,迪特马尔·金特施
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16