專利名稱：具有去聯(lián)鎖的電弧限制器的開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)設(shè)備，其具有外殼，在外殼內(nèi)安裝輸入母線和輸出導(dǎo)體，在它們之間接通至少一個可借助驅(qū)動裝置操縱的開關(guān)單元，其中一個可卸開的電弧限制器防止在出現(xiàn)故障電弧的情況下故障電弧裂解或加長。
背景技術(shù)：
由眾所周知的現(xiàn)有技術(shù)中已知一種這類開關(guān)設(shè)備。例如尤其在中壓技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的開關(guān)設(shè)備具有一個外殼，與饋電的三相電網(wǎng)連接的母線在該外殼內(nèi)延伸。在這里母線的數(shù)量與所連接的三相電網(wǎng)的相位數(shù)一致。這些母線與一個由隔離開關(guān)和斷路器組成的串聯(lián)電路導(dǎo)電連接，它們設(shè)置用于切斷交流電。在所述的串聯(lián)電路下游連接輸出導(dǎo)體，用于在負(fù)載側(cè)進一步分配電能。
為了在發(fā)生故障時使呆在開關(guān)設(shè)備附近的人員免遭不可允許的危險，這些開關(guān)設(shè)備必須設(shè)計成能防故障電弧的。故障電弧在開關(guān)設(shè)備內(nèi)發(fā)生故障時產(chǎn)生，在這種情況下圍繞電弧并被電弧加熱的氣體的壓力越高，由故障電弧造成的破壞就越大。此壓力與受熱氣體的溫度成正比升高，而溫度又取決于電弧轉(zhuǎn)化的能量。該轉(zhuǎn)化的電弧能量與電弧的長度相關(guān)。因此，為了限制電弧的破壞作用，應(yīng)使電弧保持盡可能的短。
由此原因，按照現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)設(shè)備具有電弧限制器，它們優(yōu)選地用金屬材料制成。若在故障情況下弧柱靠近這種電弧限制器，則可以造成下述狀況，即，在電弧限制器上構(gòu)成電弧根并使弧柱不再加長。尤其在具有粗大結(jié)構(gòu)和許多棱角的金屬表面上存在這樣的情況。在這些棱角上電場特別高，以及基于這種特別高的電場使電弧根存在有利的點火條件。
已知的電弧限制器或者在設(shè)備制造廠便已經(jīng)固定地裝入。與之不同，電弧限制器也可設(shè)計為可卸開的。固定安裝的電弧限制器帶有的缺點是，它們妨礙裝配工作裝置，如轉(zhuǎn)換器、插頭、母線、耐壓蓋板等。為了使所述的妨礙盡可能小，固定安裝的電弧限制器往往布置為使它們在工作時僅發(fā)揮一種減弱的限制作用。因此，對于一方面電弧能量要盡可能小以及另一方面又具有良好的裝配可能性的要求，對于固定安裝的電弧限制裝的情況其結(jié)果是，達成與一種只發(fā)揮有限的限制作用的電弧限制器的妥協(xié)。
可拆的，亦即可從其工作位置可逆地去除的電弧限制器，既可以實現(xiàn)最大可能地限制電弧又可以方便地裝配。例如為了裝配可以將電弧限制器固定在一個插入架上，而該插入架在工作裝置裝配前已被從開關(guān)設(shè)備拉出，接著，在設(shè)備重新投入運行前可再次將其推入。然而在這里的缺點是，在完成工作裝置的安裝后故障電弧限制器的安置可能干脆被忽略了，從而在設(shè)備運行時不再存在有效的故障電弧防護。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種前言所述類型的開關(guān)設(shè)備，它的工作裝置可以方便地裝配以及它的故障電弧限制器發(fā)揮其最大可能的作用，以及排除了在無故障電弧限制器時開關(guān)設(shè)備運行的情況。
本發(fā)明是這樣解決上述技術(shù)問題的，即，電弧限制器通過接合裝置與聯(lián)鎖機構(gòu)配合作用，使得開關(guān)設(shè)備只有在電弧限制器裝好時才能工作。
按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備具有可卸開的電弧限制器，其在裝配狀態(tài)使一個與一個或每個開關(guān)單元接合的聯(lián)鎖機構(gòu)去聯(lián)鎖。反之，在卸開位置聯(lián)鎖機構(gòu)作用在開關(guān)單元上，阻止接通開關(guān)單元并因而阻斷從輸入母線經(jīng)開關(guān)單元到輸出導(dǎo)體的電流。因此，按照本發(fā)明不會出現(xiàn)開關(guān)設(shè)備在沒有故障電弧限制器時運行的情況。盡管如此可卸開的故障電弧限制器仍保證保持防故障電弧的可靠性。此外在開關(guān)設(shè)備運行時故障電弧限制器發(fā)揮其最大可能的或換句話說其最佳的作用。
外殼有利地由金屬薄板制成和設(shè)計為單層壁或雙層壁。此外相宜的是，外殼設(shè)計有彼此不同的密封功能腔。母線例如在一個母線腔內(nèi)延伸，而輸出導(dǎo)體設(shè)在電纜輸出腔內(nèi)。而一個開關(guān)單元或多個開關(guān)單元裝在開關(guān)腔或開關(guān)外殼內(nèi)，該外殼是空氣絕緣的或充填保護氣體，如六氟化硫。
開關(guān)單元有利地包括隔離開關(guān)和連接在此隔離開關(guān)下游或上游的斷路器的串聯(lián)電路。斷路器例如是真空開關(guān)管，它能夠切斷即使以中壓工作的短路電流，亦即大功率。在斷開真空開關(guān)管的觸頭時產(chǎn)生的電弧在真空中熄滅。而隔離開關(guān)用于無電流的開關(guān)控制，亦即例如在通過斷路器切斷電流后接通。在這里隔離開關(guān)提供必要的耐壓強度。此外相宜的是設(shè)接地開關(guān)，在實施維修作業(yè)時開關(guān)設(shè)備可以借助它接地。斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)通常與聯(lián)鎖機構(gòu)接合，所以例如在維修的情況下不可能將隔離開關(guān)和斷路器接通。
應(yīng)當(dāng)指出，列舉的這些開關(guān)單元只有作為范例的特性。例如也可以在按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備范圍內(nèi)使用一些開關(guān)單元，或者也可以使用一個唯一的與安全裝置組合的多極或單極開關(guān)單元。
按本發(fā)明一項優(yōu)選的擴展設(shè)計，外殼具有可用罩蓋關(guān)閉的裝配口，其中，聯(lián)鎖機構(gòu)只有在裝好罩蓋時才允許接通一個開關(guān)單元或多個開關(guān)單元，以及接合裝置阻止在卸開電弧限制器的情況下用罩蓋關(guān)閉裝配口。按此項有利的擴展設(shè)計，在卸開電弧限制器的情況下例如將一個杠桿等伸入裝配口內(nèi)，從而避免將罩蓋放入和關(guān)閉或合上。與之不同地，接合裝置造成在裝配口內(nèi)倒鉤(Widerhaken)的磁性卡鎖，在這種情況下電弧限制器的裝配與磁性倒鉤的鎖緊聯(lián)動。
按照本發(fā)明當(dāng)然也可以在開關(guān)設(shè)備中使用一個以上的電弧限制器，其中每一個電弧限制器通過接合裝置與一個或多個聯(lián)鎖機構(gòu)配合作用。
接合裝置有利地是機械的接合裝置。機械的接合裝置在最簡單的情況下包括杠桿、連桿系統(tǒng)等。這些機械接合裝置例如與電弧限制器連接，其中電弧限制器在卸開時過渡到裝配位置，在此位置時連桿、杠桿等阻擋地伸入到裝配口內(nèi)，由此不可能將罩蓋放入。
電弧限制器相宜地是一個安裝在移動裝置上的插入件。按此項擴展設(shè)計，不僅可以將電弧限制器完全從開關(guān)設(shè)備中取出，而且也可以過渡到所述的裝配位置，在此位置時電弧限制器仍處于開關(guān)設(shè)備內(nèi)部。例如滑動或滾動裝置適用于作為移動裝置。因此開關(guān)設(shè)備例如配備有導(dǎo)軌，電弧限制器支承在滾輪上并可在導(dǎo)軌上移動。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以設(shè)想用杠桿導(dǎo)引裝置取代導(dǎo)軌。
有利的是，插入件可以在開關(guān)設(shè)備內(nèi)部移動到裝配位置，在此位置上時允許接近工作裝置。在這里還相宜的是，接合裝置特別設(shè)計為廉價的。例如接合裝置設(shè)計為與電弧限制器固定連接的杠桿或連桿。通過移動插入件將連桿伸入到裝配口內(nèi)，從而阻止罩蓋的放入，但允許裝配或維護所述工作裝置。
與之不同地，電弧限制器可回轉(zhuǎn)地支承安置。因此維修人員例如可以通過簡單的手柄在裝配口打開后將電弧限制器回轉(zhuǎn)到卸開位置，并因而可以達到自由接近工作裝置。在此方案中也可以將連桿、杠桿等與電弧限制器固定連接，從而在故障電弧限制器的回轉(zhuǎn)位置，亦即卸開位置，將設(shè)計為杠桿或連桿的接合裝置延伸到裝配口內(nèi)。
有利地將電弧限制器裝在輸出導(dǎo)體的附近。以此方式限制在輸出導(dǎo)體處形成的電弧。
也相宜的是，將電弧限制器裝在一個用于檢驗和校準(zhǔn)的密封功能腔內(nèi)。在這里電弧限制器主要用于限制在從檢驗和校準(zhǔn)的功能腔延伸到開關(guān)外殼內(nèi)的分路電流貫穿件(Nebenstromdurchführung)上產(chǎn)生的故障電弧，在此開關(guān)外殼內(nèi)安裝有開關(guān)單元。
按本發(fā)明一項優(yōu)選的擴展設(shè)計，電弧限制器至少局部具有梳狀薄板。通過其一個區(qū)段的梳狀板式設(shè)計結(jié)構(gòu)，電弧限制器構(gòu)成一些彼此獨立的并列限制腔，從而例如可以實現(xiàn)輸出導(dǎo)體或其他多相工作裝置的按相位的密封。
此外相宜的是，電弧限制器至少部分設(shè)計為雙層壁，以及具有在故障電弧的情況下面朝故障電弧的金屬壁和背對故障電弧的塑料壁。因為在故障電弧的情況下塑料爆發(fā)式汽化，所以它有助于熄滅故障電弧，其中金屬薄板壁防止電弧限制器提早破壞。


本發(fā)明其他相宜的擴展設(shè)計和優(yōu)點是下面借助

的本發(fā)明實施例的內(nèi)容，其中作用相同的構(gòu)件以同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)注，附圖中圖1表示用于本發(fā)明開關(guān)設(shè)備的電弧限制器一個實施例的透視圖；圖2表示本發(fā)明開關(guān)設(shè)備的一個實施例處于工作位置時局部打開的側(cè)視圖；圖3表示按照圖2的開關(guān)設(shè)備已將蓋打開處于裝配位置的情況；圖4表示本發(fā)明開關(guān)設(shè)備的另一個實施例處于工作位置時局部打開的側(cè)視圖；圖5表示按照圖4的開關(guān)設(shè)備處于裝配位置的情況；
圖6表示本發(fā)明開關(guān)設(shè)備的另一個實施例處于工作位置時局部打開的側(cè)視圖；以及圖7表示按照圖6的開關(guān)設(shè)備處于裝配位置的情況。
具體實施例方式
圖1用透視圖表示電弧限制器1的一個實施例。用厚度為幾毫米的金屬薄板制成的電弧限制器有兩個側(cè)壁2和3，它們支承著一個梳狀薄板式限制器區(qū)段4，其中此限制器區(qū)段4確定了三個限制器腔5，在開關(guān)設(shè)備運行時在這些腔內(nèi)不接觸地安置一些工作裝置。在出現(xiàn)故障電弧的情況下在工作裝置上形成的故障電弧，以其電弧根迅速跳躍到限制器區(qū)段4的限制器壁6上。為了有利于電弧的跳躍，限制器壁具有粗糙的表面輪廓。
為了可回轉(zhuǎn)地支承在開關(guān)設(shè)備內(nèi)，電弧限制器有一些側(cè)向從側(cè)壁2和3向外延伸的支承銷7。為了安裝支承銷7，開關(guān)設(shè)備設(shè)有形狀互補的安裝座，從而允許電弧限制器方便地回轉(zhuǎn)。
圖2表示本發(fā)明開關(guān)設(shè)備8的一個實施例處于工作位置時局部打開的側(cè)視圖。圖示的開關(guān)設(shè)備8有多個功能腔。例如在一個充填保護氣體的開關(guān)外殼9內(nèi)安裝一個真空開關(guān)管10。真空開關(guān)管10具有位置固定的固定觸頭和可沿軸向相對于它運動的運動觸頭，驅(qū)動單元11的驅(qū)動運動通過操作桿12傳給運動觸頭。此外，一些圖中未示出的母線在開關(guān)外殼9內(nèi)延伸，它們借助貫穿件13(Durchführungen)氣密地與在開關(guān)外殼9外部延伸的輸入母線連接。真空開關(guān)管10的運動觸頭與圖中未示出的輸出導(dǎo)體連接，從而在圖示的工作位置下通過已接通的開關(guān)可以使電流從輸入母線經(jīng)貫穿件13、斷路器10流向輸出導(dǎo)體。
在驅(qū)動單元11下方可以看到一個校準(zhǔn)腔14，它用于檢驗和校準(zhǔn)的目的。為了檢驗斷路器10設(shè)在其中的主電流路徑的電流和電壓，圖中未示出的分路電流導(dǎo)體的每個相，經(jīng)由分路電流貫穿件15氣密地過渡到校準(zhǔn)腔14中。為了限制在分路電流貫穿件15上形成的故障電弧的作用，設(shè)置按圖1所示的電弧限制器1。在分路電流貫穿件15上形成的短路，通過電弧限制器1限制其長度及其傳播，從而減小電弧的能量消耗及破壞效果。此電弧限制器1涉及一種可卸開的電弧限制器1。
圖3表示圖2所示的開關(guān)設(shè)備8處于裝配位置的情況，在此位置電弧限制器1被卸開?？梢钥闯鲭娀∠拗破?已被偏轉(zhuǎn)，在電弧限制器1的卸開位置允許接近分路電流貫穿件15并因而可以實施檢驗和校準(zhǔn)。在這里電弧限制器1與接合裝置16固定連接，該接合裝置在圖示的實施例中設(shè)計為L形杠桿。
在此裝配位置，接合裝置16伸入裝配口17中，所以阻止用罩蓋18封閉該裝配口17。罩蓋18與聯(lián)鎖機構(gòu)19配合作用，該聯(lián)鎖機構(gòu)19在裝配口17打開時阻止接通斷路器9。在圖3所示的實施例中僅示意性地表示出聯(lián)鎖機構(gòu)19。因為由現(xiàn)有技術(shù)已知這些聯(lián)鎖機構(gòu)，所以在這里不需要詳述。
圖4和5表示按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備8另一種實施例處于工作位置或處于已裝配位置時的情況，不過在這里將電弧限制器1裝在電纜輸出腔20內(nèi)，用于限制在輸出電纜21上形成的故障電弧的破壞作用。在這里同樣只是示意地表示出聯(lián)鎖機構(gòu)19。
圖6和7表示按本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備另一種實施例，它與結(jié)合圖2和3已說明的實施例基本一致。但與在圖2和3中已說明的實施例相反，在這里表示的電弧限制器16不可回轉(zhuǎn)地裝在開關(guān)設(shè)備8的外殼內(nèi)。確切地說，電弧限制器1設(shè)計為插入件以及可移動地固定在外殼上，其中杠桿結(jié)構(gòu)22可以將電弧限制器1移入開關(guān)設(shè)備8內(nèi)部，以及在裝配位置允許自由接近分路電流貫穿件15。電弧限制器的接合裝置在圖示的實施例中由其本身構(gòu)成，因為此電弧限制器在圖7所示的裝配位置下本身便阻止罩蓋18置入到裝配口17內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)設(shè)備(8)，它具有外殼，在該外殼內(nèi)安裝輸入母線和輸出導(dǎo)體(21)，在它們之間接通至少一個可借助驅(qū)動裝置(11)操縱的開關(guān)單元(10)，其中，可卸開的電弧限制器(1)防止在出現(xiàn)故障電弧的情況下故障電弧裂解或加長，其特征為所述電弧限制器(1)通過接合裝置(16)與聯(lián)鎖機構(gòu)(19)配合作用，使所述開關(guān)設(shè)備(8)只有在電弧限制器(1)已裝好時才能工作。
2.按照權(quán)利要求1所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述外殼具有可用罩蓋(18)關(guān)閉的裝配口(17)，其中，所述聯(lián)鎖機構(gòu)(19)只有在已裝好罩蓋(18)時才允許接通所述開關(guān)單元(10)，以及所述接合裝置(19)防止在卸開所述電弧限制器(1)的情況下通過罩蓋(18)關(guān)閉所述裝配口(17)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述接合裝置是機械的接合裝置(19)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)是裝在所述移動裝置上的插入件。
5.按照權(quán)利要求4所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述插入件可以在所述開關(guān)設(shè)備(8)內(nèi)部移動到裝配位置，在此位置允許接近工作裝置。
6.按照權(quán)利要求1至3任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)可回轉(zhuǎn)地支承安置。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)裝在所述輸出導(dǎo)體(21)附近。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)裝在用于檢驗和校準(zhǔn)的密封功能腔(14)內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)至少局部具有梳狀板(4)。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的開關(guān)設(shè)備(8)，其特征為，所述電弧限制器(1)至少部分設(shè)計為雙層壁，以及具有在故障電弧的情況下面朝故障電弧的金屬壁和背對故障電弧的塑料壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)設(shè)備(8)，它具有外殼，在外殼內(nèi)安裝輸入母線和輸出導(dǎo)體(21)，在它們之間接通至少一個可借助驅(qū)動裝置(11)操縱的開關(guān)單元(10)，一種可卸開的電弧限制器(1)防止在出現(xiàn)故障電弧的情況下故障電弧裂解或加長，其中，電弧限制器(1)通過接合裝置(16)與聯(lián)鎖機構(gòu)(19)配合作用，使得開關(guān)設(shè)備(8)只有在電弧限制器(1)已裝好時才能工作。
文檔編號H02B13/025GK101040411SQ200580035453
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者漢斯-岡瑟·貝瑟, 卡爾-海因茨·格羅尼曼, 喬格·泰克曼 申請人:西門子公司