專利名稱：電開關(guān)裝置以及運(yùn)行電開關(guān)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電開關(guān)裝置，包括設(shè)在真空腔內(nèi)部的第一開關(guān)位置和 設(shè)在真空腔外部的第二開關(guān)位置，以及涉及一種運(yùn)行這種電開關(guān)裝置的方 法。
背景技術(shù)：
例如由US專利4538039已知一種前言所述類型的電開關(guān)裝置。在該已 知的裝置中電開關(guān)裝置的第一開關(guān)位置設(shè)在真空腔內(nèi)部。電開關(guān)裝置的第 二開關(guān)位置設(shè)在真空腔外部。這些開關(guān)位置設(shè)計為所謂的真空開關(guān)管和壓 縮氣體絕緣的開關(guān)位置。這兩個開關(guān)位置并列布置和彼此獨(dú)立成形。由此 形成 一 種需要較大空間的裝置。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種前言所述類型的位置需求量 小的電開關(guān)裝置。上述技術(shù)問題在前言所述類型的電開關(guān)裝置中按照本發(fā)明是這樣得以 解決的，即，第一開關(guān)位置被第二開關(guān)位置圍繞。通過放棄利用傳統(tǒng)的開關(guān)位置以及使第一開關(guān)位置與第二開關(guān)位置在 空間上連接，可以構(gòu)成一種結(jié)構(gòu)緊湊的電開關(guān)裝置。此外通過第一開關(guān)位置被第二開關(guān)位置圍繞，可以造成電開關(guān)裝置的 一種有利的介電設(shè)計。此外，第二開關(guān)位置可以以這樣的方式圍繞第一開 關(guān)位置，即，使得第一開關(guān)位置免受外部的機(jī)械作用。不需要附加的用于 保護(hù)真空腔的屏障。本發(fā)明的要解決的另 一個技術(shù)問題是，提供一種用于運(yùn)行本發(fā)明開關(guān) 裝置的方法。一種運(yùn)行包括設(shè)在真空腔內(nèi)部的第一開關(guān)位置和設(shè)在真空腔外部的第 二開關(guān)位置的電開關(guān)裝置有利的方法，其中，在接通過程中第一開關(guān)位置在時間上先于第二開關(guān)位置接通，以及，在斷開過程中第一開關(guān)位置在時 間上后于第二開關(guān)位置切斷，具有的優(yōu)點(diǎn)是，可能形成的開關(guān)電弧優(yōu)先出 現(xiàn)在第一開關(guān)位置上。第二開關(guān)位置因受第一開關(guān)位置保護(hù)可防止觸點(diǎn)嚴(yán) 重磨損。為構(gòu)成真空腔的邊界采用適當(dāng)?shù)姆忾]外套。為保持真空度此封閉 外套相應(yīng)地設(shè)計為氣密的。若有目的地將開關(guān)電弧，例如在接通過程中的 飛弧或斷開時的電弧，保持在封閉外套內(nèi)部，電弧便幾乎不可能從封閉外 套越出。從而有效保護(hù)設(shè)置在附近的構(gòu)件，例如第二開關(guān)位置、驅(qū)動裝置 或其他構(gòu)件，防止受電弧的高溫作用。由此例如可以為第二開關(guān)位置使用 開式的開關(guān)觸點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^封閉外套阻止電弧躍上第二開關(guān)位置的觸點(diǎn)。此外一種有利的設(shè)計可以規(guī)定，第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置互相導(dǎo) 電地并聯(lián)。電并聯(lián)這兩個開關(guān)位置允許有目的地將要斷路的電流轉(zhuǎn)換到兩個開關(guān) 位置之一。為此可以有利地規(guī)定，在斷開過程中為了熄滅將要斷路的電流 有目的地將其帶給第一開關(guān)位置。這例如可以通過在時間上錯開這兩個開 關(guān)位置的開關(guān)時刻達(dá)到。另一項(xiàng)有利的設(shè)計可以規(guī)定，第一開關(guān)位置有可彼此相對運(yùn)動的第一 和第二觸頭，它們沿軸向相對置地排列，以及，第二開關(guān)位置有可彼此相 對運(yùn)動的第 一 和第二觸頭，它們設(shè)計為旋轉(zhuǎn)對稱的以及同軸于第 一 開關(guān)位 置的觸頭地布置。軸向相對置的觸頭沿軸向彼此相對運(yùn)動。在第一或第二開關(guān)位置的觸 頭同軸布置和旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)計的情況下，形成一個有利的介電結(jié)構(gòu)的機(jī)體。 因此尤其在電開關(guān)裝置使用于中壓和高壓范圍時，還可以控制更大的電場 強(qiáng)度。有利地這兩個開關(guān)位置應(yīng)分別有圓柱形互相套裝的設(shè)計結(jié)構(gòu)。另一項(xiàng)有利的設(shè)計可以規(guī)定，在投影圖內(nèi)，斷開后第二開關(guān)位置的斷 續(xù)間距被一個構(gòu)成真空腔邊界的封閉外套跨接。在使用可彼此相對運(yùn)動的觸頭時在各自觸頭的斷開狀態(tài)在參與的觸頭 之間形成一個斷續(xù)間距，它用于觸頭之間的電位分離。構(gòu)成真空腔邊界的 封閉外套必須至少分段地由電絕緣材料組成，為的是能保持第 一開關(guān)位置 的觸頭互相絕緣。由此避免電流分路，這種電流分路會對開關(guān)位置的開關(guān) 能力帶來負(fù)面的影響。在例如沿第一開關(guān)位置的觸頭裝在其上以及第二開 關(guān)位置的觸頭例如也同軸于它布置的那根軸徑向的投影圖中，封閉外套可以跨接第二開關(guān)位置的絕緣位置。由此提供一種穿過打開的第二開關(guān)位置 對封閉外套進(jìn)行檢查的可能性。采用旋轉(zhuǎn)對稱的設(shè)計所述的檢查可以從許 多位置出發(fā)實(shí)施，從而可以實(shí)現(xiàn)快速才全查。此外可以有利地規(guī)定，電開關(guān)裝置有一個包括第一外殼段和第二外殼 段的基本上旋轉(zhuǎn)對稱的外殼，所述外殼段留有空隙地互相隔開距離布置。使用旋轉(zhuǎn)對稱的外殼段有助于此電開關(guān)裝置的介電強(qiáng)度。通過電絕緣， 這兩個外殼段也可以施加不同的電位，不會造成短路之類的。還可以有利地規(guī)定，所述空隙被至少一個電絕緣的固定件跨接，該固 定件將第 一與第二外殼段連接起來。為達(dá)到這兩個外殼段抗彎剛性地連接，可以使用電絕緣的固定件。固定件可例如設(shè)計為板狀。多個這種固定件可在兩個外殼段的圓周上 分布地布設(shè)。然而也可以用絕緣管制成固定件以及這種管整個圓周與外殼 段連接。由此在各外殼段之間形成剛性連接。若優(yōu)選地使用板狀固定件， 則還可以通過各固定件之間的間隙對真空腔封閉外套實(shí)施檢查。為了在采 用管狀固定件時也能保證做到這一點(diǎn)，固定件例如可以用 一種透明的材料 制成。另一項(xiàng)有利的設(shè)計規(guī)定，所述空隙是環(huán)形空隙。采用環(huán)形的設(shè)計避免尖銳的棱邊。外殼段介電有利地成形。此外還可 以利用該空隙例如固定開關(guān)位置的觸頭。另一項(xiàng)有利的設(shè)計可以規(guī)定，可借助第二開關(guān)位置的可運(yùn)動的觸頭導(dǎo) 電地跨接所述空隙。應(yīng)用該空隙作為電開關(guān)位置的斷續(xù)間距，可以更充分利用在電開關(guān)裝置上存在的結(jié)構(gòu)空間。此外一項(xiàng)有利的設(shè)計可以規(guī)定，真空腔被一種電絕緣的流體包圍。電絕緣的流體可例如是一種負(fù)電氣體，如六氟化硫、氮或這些氣體的 混合物。但也可規(guī)定使用一種適當(dāng)?shù)慕^緣油圍繞該真空腔。在簡單的情況 下電絕緣流體可以例如是大氣。使用施加高壓的流體允許將電開關(guān)裝置設(shè) 計成緊湊的結(jié)構(gòu)。由此可以減小空隙或也可以減小各開關(guān)位置之間的距離， 因?yàn)橥ㄟ^電絕緣流體的壓縮提高了絕緣強(qiáng)度。此外可以有利地規(guī)定，外殼段是一個可借助電開關(guān)裝置斷開的電流路 徑的組成部分。通過恰當(dāng)?shù)碾娊^緣固定，所述外殼段可以是可通過此開關(guān)裝置通斷的 電流路徑的組成部分。為了獲得足夠的機(jī)械強(qiáng)度，外殼段有適當(dāng)?shù)谋诤瘛?使用恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，如鋁或銅，也可以通過外殼段實(shí)現(xiàn)低損耗的導(dǎo)電。另 一 項(xiàng)有利的設(shè)計可以規(guī)定，所述環(huán)形空隙圍繞著所述真空腔。通過將環(huán)形間隙布置在真空腔所在區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致電開關(guān)裝置的一種殼狀 結(jié)構(gòu)。由此獲得一種沿軸向短的開關(guān)裝置，其中取消了各開關(guān)位置的錯開。另一項(xiàng)設(shè)計可以有利地規(guī)定，至少其中一個外殼段圍繞一個傳動裝置， 該傳動裝置驅(qū)動所述開關(guān)位置的可運(yùn)動的觸頭。傳動裝置可例如利用于將驅(qū)動運(yùn)動分配給可運(yùn)動的觸頭，以及迫使兩 個開關(guān)位置的觸頭的運(yùn)動之間在時間上錯開。通過在至少一個外殼段內(nèi)部 的所述配置，傳動裝置可以通過外殼段本身防止遭受從外部作用的機(jī)械力。 此外，外殼段可以在一個無磁場的空間內(nèi)容納所述傳動裝置。由此防止在 傳動裝置上形成平行的電流路徑，由此例如也可以產(chǎn)生較小的放電。


下面借助附圖示意性表示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中圖1表示通過斷開位置的電開關(guān)裝置的剖視圖；圖2表示處于接通位置的電開關(guān)裝置的剖視圖；以及圖3表示第一開關(guān)位置的封閉外套的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面借助圖l說明按本發(fā)明的電開關(guān)裝置結(jié)構(gòu)。圖l表示電開關(guān)裝置1。 此電開關(guān)裝置l有第一開關(guān)位置2和第二開關(guān)位置3。第一開關(guān)位置2設(shè)計 為真空開關(guān)管，它在其內(nèi)部有一個真空腔。第一開關(guān)位置2的結(jié)構(gòu)表示在 圖3中并在相關(guān)的說明書部分中詳述。第 一開關(guān)位置2有旋轉(zhuǎn)對稱的結(jié)構(gòu)以及沿第 一軸線4與之同軸地排列。 第二開關(guān)位置3圍繞第一開關(guān)位置2。第二開關(guān)位置3設(shè)計為旋轉(zhuǎn)對稱的并 同軸于第一軸線4布置。第二開關(guān)位置3有第一觸頭5及第二觸頭6。第二 觸頭6可借助驅(qū)動器沿第一軸線4運(yùn)動。第二開關(guān)位置3的第一觸頭5位 置固定地安裝。第二開關(guān)位置3的觸頭5、 6設(shè)計為空心圓柱體以及分別同軸于第一軸線4布置。在第一觸頭5內(nèi)側(cè)有許多可運(yùn)動的接觸元件。第二觸頭6可將一個外套區(qū)插入這些可運(yùn)動的接觸元件內(nèi)，從而可在第二開關(guān) 位置3的第一觸頭5與第二觸頭6之間實(shí)現(xiàn)電觸點(diǎn)接通。第一觸頭5裝在第一外殼段7上。外殼段7、 8分別設(shè)計為基本上旋轉(zhuǎn) 對稱的以及同軸于第一軸線4布置。在兩個外殼段7、 8的沿軸向的相對置 端之間形成一個環(huán)形空隙9。第二開關(guān)位置3將環(huán)形空隙9用作斷續(xù)間距。 為了穩(wěn)定，這兩個外殼段7、 8借助多個電絕緣的固定件10、 ll互相連接。 固定件10、 11在兩個外殼段7、 8的圓周上均勾分布地排列。在一個相對 于第一軸線4的垂直投影圖中，在第二開關(guān)位置3的打開狀態(tài)，環(huán)形空隙9 被構(gòu)成第 一 開關(guān)位置2的真空腔邊界的封閉外套2 3跨接。通過在各固定件 10、 11之間空留的區(qū)域，可以觀察檢查第一開關(guān)位置2的封閉外套23的外 壁。這兩個開關(guān)位置2、 3互相電并聯(lián)。在第二外殼段8內(nèi)部設(shè)傳動裝置12。該傳動裝置12有一根驅(qū)動桿13 用于傳遞驅(qū)動運(yùn)動，通過驅(qū)動運(yùn)動起動接通或斷開運(yùn)動。在輸出端，從動 桿規(guī)定用于第一和第二開關(guān)位置2、 3的可運(yùn)動觸頭6、 21。在這里傳動裝 置12"i殳計為，在可運(yùn)動觸頭6、 21的運(yùn)動開始與結(jié)束之間造成一個時間上 的錯移量。例如可以規(guī)定，在接通過程首先運(yùn)動第一開關(guān)位置2的可運(yùn)動 觸頭21,在這之后接著運(yùn)動第二開關(guān)位置3的可運(yùn)動觸頭6。在斷開過程 可相應(yīng)地^見定，首先運(yùn)動第二開關(guān)位置3的可運(yùn)動觸頭6，以及時間上在這 之后接著實(shí)施第一開關(guān)位置2的可運(yùn)動觸頭21的運(yùn)動。在旋轉(zhuǎn)對稱的外殼段7、 8的彼此背對端的端側(cè)布設(shè)連接部分14、 15, 它們用于連接饋電線。通過連接部分14、 15外殼段7、 8可以用作輸電系 統(tǒng)內(nèi)部一個要開關(guān)的電流路徑的組成部分。第二開關(guān)位置3的第一觸頭5 通過剛性連接與第一外殼段7導(dǎo)電連接。第二開關(guān)位置3的第二觸頭6通 過相應(yīng)的滑動接觸裝置與第二外殼段8導(dǎo)電連接。為此第二開關(guān)位置3的 第二觸頭6伸縮套筒式可以在第二外殼段8的一個圓柱形部分內(nèi)移動。在 第二開關(guān)位置3的第二觸頭6與第二外殼段8的圓柱形部分之間的交界層 內(nèi)可例如設(shè)彈性接觸指、螺旋彈簧等作為接觸元件。為了絕緣地固定電開關(guān)裝置1,采用柱狀支座絕緣子16、 17、 18、 19。 電開關(guān)裝置1可以被一種電絕緣的流體包圍，例如一種絕緣液體或一種絕 緣氣體。這例如也可以處于與其余環(huán)境相比提高了壓力的條件下實(shí)施。絕緣介質(zhì)也可以通過相應(yīng)的孔口流入電開關(guān)裝置內(nèi)部并在那里包圍第 一開關(guān) 位置2。圖2表示第一開關(guān)位置2處于其接通位置時的第二觸頭6的位置。現(xiàn) 在環(huán)形空隙9被空心圓柱形結(jié)構(gòu)的第二觸頭6跨接。兩個外殼段7、 8互相 電觸點(diǎn)接通?，F(xiàn)在外殼段7、 8是一個導(dǎo)通的電流路徑的組成部分。與在第 二開關(guān)位置3的第一與第二觸頭5、 6之間存在電接觸一樣，在第一開關(guān)位 置2的封閉外套23內(nèi)部，在那里的觸頭之間也同樣建立起電連接。基于上 面已說明的第一或第二開關(guān)位置2、 3時間上前后相繼地接通，第一開關(guān)位 置2起斷路器位置的作用，而第二開關(guān)位置3起分離位置的作用，因?yàn)樗?通常無電流通斷。下面借助圖3中表示的剖面詳細(xì)說明第一開關(guān)位置2的結(jié)構(gòu)。第一開 關(guān)位置2有第一觸頭20和第二觸頭21。第一觸頭20位置固定地安裝。第 二觸頭21可運(yùn)動地支承并可通過傳動裝置12驅(qū)動。第一開關(guān)位置2的觸 頭20、 21沿軸向相對置地布設(shè)以及可沿第一軸線4彼此相對運(yùn)動。第一開 關(guān)位置2的第一觸頭20通過其在第一外殼段7上的支承與第二開關(guān)位置3 的第一觸頭5導(dǎo)電連接。此外，第一開關(guān)位置2的第二觸頭21通過支承體 22 (見圖1、 2)以及第二外殼段8與第二開關(guān)位置3的第二觸頭6導(dǎo)電連 接。因此，第一觸頭5、 20及第二觸頭6、 21總是有相同的電位。第一開關(guān)位置2的第二觸頭20、 21被封閉外套23圍繞。封閉外套23 在其內(nèi)部有一個抽成真空的腔。此抽真空腔也稱真空地帶。封閉外套23有 第一和第二管狀絕緣段24、 25，在這里，管狀絕緣段24、 25同軸于第一軸 線4排列。這兩個管狀絕緣段24、 25在彼此面對的端部借助金屬中心體26 相互連接。在中心體26的區(qū)域內(nèi)設(shè)第一開關(guān)位置2的斷續(xù)間距。為了收集 燒損的殘渣，在封閉外套23內(nèi)部中心體26所在區(qū)域內(nèi)設(shè)電極27。在管狀 絕緣段24、 25的彼此背對的端部，第一開關(guān)位置2的觸頭20、 21氣密地 穿過一個壁段延伸。為防止沖擊，封閉外套23可通過一個緩沖的包殼圍繞。
權(quán)利要求
1. 一種電開關(guān)裝置(1)，包括設(shè)在真空腔內(nèi)部的第一開關(guān)位置(2)和設(shè)在真空腔外部的第二開關(guān)位置(3)，其特征為第一開關(guān)位置(2)被第二開關(guān)位置(3)圍繞。
2. 按照權(quán)利要求1所述的電開關(guān)裝置(1)，其特征為，第一開關(guān)位置 (2)和第二開關(guān)位置(3)互相導(dǎo)電地并聯(lián)。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的電開關(guān)裝置(1),其特征為，第一開關(guān) 位置(2)有可彼此相對運(yùn)動的第一和第二觸頭(20、 21)，它們沿軸向相 對置地布設(shè)；以及第二開關(guān)位置(3)有可彼此相對運(yùn)動的第一和第二觸頭(5、 6),它們設(shè)計為旋轉(zhuǎn)對稱的以及同軸于第一開關(guān)位置(2)的觸頭(20、 21 )地布置。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的電開關(guān)裝置(1 ),其特征為，在投 影圖內(nèi)，斷開的第二開關(guān)位置(3)的斷續(xù)間距被一個構(gòu)成真空腔邊界的封 閉外套(23)跨接。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的電開關(guān)裝置(1 ),其特征為，電開 關(guān)裝置(1)具有包括第一外殼段(7)和第二外殼段(8)的基本上旋轉(zhuǎn)對 稱的外殼，所述外殼段留有空隙(9)地互相隔開距離地布置。
6. 按照權(quán)利要求5所述的電開關(guān)裝置(1 ),其特征為，空隙(9 )被至 少一個電絕緣的固定件(10、 ll)跨接，該固定件將所述第一與第二外殼 段(7、 8)連接起來。
7. 按照權(quán)利要求5或6所述的電開關(guān)裝置，其特征為，所述空隙(9) 是環(huán)形空隙。
8. 按照權(quán)利要求5至7之一所述的電開關(guān)裝置，其特征為，所述空隙 (9)可借助第二開關(guān)位置(3)的可運(yùn)動的觸頭(6)導(dǎo)電地跨接。
9. 按照權(quán)利要求1至8之一所述的電開關(guān)裝置(1 )，其特征為，所述 真空腔被電絕緣的流體包圍。
10. 按照權(quán)利要求5至9之一所迷的電開關(guān)裝置，其特征為，所述外殼 段(7、 8)是一個可借助電開關(guān)裝置(1)斷開的電流路徑的組成部分。
11. 按照權(quán)利要求7至IO之一所述的電開關(guān)裝置(1),其特征為，所 述環(huán)形空隙(9)圍繞著真空腔。
12. 按照權(quán)利要求5至11之一所述的電開關(guān)裝置，其特征為，至少其中一個外殼段(8)圍繞傳動裝置(12),該傳動裝置驅(qū)動所述開關(guān)位置(2、 3)的可運(yùn)動的觸頭(6、 21 )。
13. —種運(yùn)行包括設(shè)在真空腔內(nèi)部的第一開關(guān)位置(2)和設(shè)在真空腔 外部的第二開關(guān)位置(3)的電開關(guān)裝置(1)的方法，其特征為在接通 過程中所述第一開關(guān)位置(2)在時間上先于第二開關(guān)位置(3)接通，以 及，在斷開過程中第一開關(guān)位置(2)在時間上后于第二開關(guān)位置(3)切 斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電開關(guān)裝置(1)，其包括第一開關(guān)位置(2)和第二開關(guān)位置(3)。第一開關(guān)位置(2)設(shè)在真空腔內(nèi)部。第二開關(guān)位置(3)設(shè)在真空腔外部。第一開關(guān)位置(2)被第二開關(guān)位置(3)圍繞。在電開關(guān)裝置(1)的接通過程中，第一開關(guān)位置(2)在時間上先于第二開關(guān)位置(3)接通，以及，在斷開過程中第一開關(guān)位置(2)在時間上后于第二開關(guān)位置(3)切斷。
文檔編號H01H33/66GK101233593SQ200680024651
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者于爾根·耶格, 于爾根·艾因申克 申請人:西門子公司