改进的固态开关装置制造方法及图纸

开关装置包括：开关单元，对于各电极，该开关单元包括第一切断触点、第二切断触点以及一个或多个固态开关；支承框架，对于各电极，该支承框架包括第三切断触点和第四切断触点，当开关单元相对于支承框架处于插入/退回位置时，该第三切断触点和第四切断触点分别与第一和第二切断触点连接/分离；致动装置，用于使得开关单元在插入位置和所述退回位置之间运动且反之亦然；控制单元，该控制单元包括控制装置，该控制装置设置成当开关单元必须执行插入/退回操作时协调致动装置和固态开关的操作，这样，致动装置只在固态开关处于off状态时才使得开关单元运动。

【技术实现步骤摘要】
改进的固态开关装置
本专利技术涉及低电压开关装置的
，例如电路断路器、切断开关、接触器等。更特别是，本专利技术涉及一种具有开关单元的开关装置，该开关单元包括一个或多个固态开关。
技术介绍
对于本专利技术，术语“低电压”涉及低于1kVAC和1.5kVDC的电压。已经知道，低电压开关装置用于电路或电网中，以便能够正确操作这些电路或电网的具体部件。例如，低电压开关装置保证多个公用设备所需的额定电流的可获得性，使得电负载能够合适地插入和切断，保护(特别是通过电路断路器)电网和安装于其中的电负载防止故障事件(例如过载和短路)。在市场上可获得用于上述开关装置的多种工业方案。通常的机电开关装置大致有外壳，该外壳容纳一个或多个电极。各电极包括一对可分离的触点，以便切断和传导电流。驱动机构使得活动触点在第一闭合位置和第二断开位置之间运动，在该第一闭合位置中，它们与相应固定触点连接，在该第二断开位置中，它们与相应固定触点分离。在闭合位置，良好设计的触点导致相当低的功率损失，而在断开位置中，它们提供了在电连接上游和下游的电极部分之间的电流(电)隔离，只要它们的相互物理分离大于最小值。这样的电流隔离在普通实践中非常重要，因为它能够安全地在电路(开关装置插入该电路中)上进行修理和维护工作。尽管已经证明这样的普通开关装置非常坚固和可靠，但是在直流电(“DC”)用途中和主要在相对较高电压(高达1500V)时，中断时间可能相当长，因此，电弧(该电弧通常在分离情况下在机械触点之间放电)可能持续相对较长时间。因此可能产生严重的触点磨损，从而明显降低电气耐久性，即降低开关装置能够执行的开关操作数目。为了解决这样的问题，已经设计了所谓的固态电路断路器(“SSCB”)，该固态电路断路器对于各电极都采用一个或多个固态开关用于电流断路目的。通常，固态开关是基于半导体的开关装置，它能够在on(开)状态和off(关)状态之间转换。SSCB的主要优点在于，因为它们的无电弧断路操作，它们具有潜在的无限电气耐久性。而且，与机电开关装置的中断时间相比，它们的中断时间明显更短。另一方面，当固态开关处于on状态时，SSCB通常需要强化冷却，以便除去由流过固态开关的电流产生的热量。甚至更相关的缺点在于SSCB不适合提供在电极的上游和下游连接部分之间的电流隔离。实际上，即使当固态开关处于off状态时，也有很小电流(泄漏电流)流过固态开关。为了减轻这些问题，已经发展了混合方案，其中，对于各电极，普通的机电开关与电极的固态开关并联和/或串联地电连接。混合SSCB已经证明在它们的操作中相当可靠和有效，但是它们也受到一些缺陷的影响。通常，它们相对庞大，很难在现场安装。而且，它们具有相对复杂的结构布局，该结构布局以工业水平来实现时通常昂贵。另外，固态开关和机电开关的操作必须根据非常精确的时序和严格的正时来管理。因此，在市场上还要求能够至少部分解决上述缺陷的技术方案。
技术实现思路
为了响应该需要，本专利技术提供了一种开关装置。附图说明通过对优选但不排他的实施例的说明，将更清楚本专利技术的其它特征和优点，该实施例只是通过实例来示例说明，而不是限定于附图中，且附图中：图1、1A、2-6、6A示意表示了根据本专利技术的开关装置的实施例的不同视图；图7-10示意表示了根据本专利技术的开关装置的另一实施例的不同视图；图11-15示意表示了根据本专利技术的开关装置的致动装置的可能实施例的不同视图；图16-17示意表示了图1的开关装置处于不同的工作位置中；其中图18示意表示了根据本专利技术的开关装置的控制单元的可能实施例。具体实施方式参考所述附图，在第一方面，本专利技术涉及一种用于LV电路的开关装置1，例如LV电路断路器、切断开关、接触器等。开关装置1包括开关单元2，该开关单元2包括外壳29，该外壳29容纳一个或多个电极2A、2B。开关单元2的电极的数目可以根据需要而变化。例如，在图1、1A、2-6、6A所示的实施例中，开关单元2包括单个电极2A，而在图7-10所示的实施例中，开关单元2包括两个电极2A、2B。对于各电极，开关单元2包括第一切断触点21和第二切断触点22，它们布置在外壁上。特别是，开关单元2包括：前壁和后壁24、25，该前壁和后壁24、25彼此相对；侧壁26、27，该侧壁26、27彼此相对，并与壁24、25基本垂直；以及上壁和下壁26A、27A，该上壁和下壁26A、27A彼此相对并与壁24、25、26、27基本垂直。在开关装置1的通常的操作位置，壁24、25、26、27的方向相对于地面垂直，而上壁和下壁26A、27A水平定向。切断触点21、22优选是布置在后壁25上。优选是，切断触点21、22为插座/插头类型。如所述图中所示，它们可以是从开关单元2的后壁25凸出的插头触点。对于各电极，开关单元2包括一个或多个固态开关20，该固态开关20优选是基于半导体的开关装置，例如功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(“IGBT”)、栅关闭可控硅整流器(GTO)、集成栅转换可控硅整流器(IGCT)等。如所述图中所示，对于各电极，开关单元2可以包括多个固态开关20，该固态开关20可以根据需要而串联或并联地电连接。在本专利技术的其它实施例中，开关单元2可以包括用于各电极的单个固态开关装置20。优选是，对于各电极，开关单元2包括通气组280，该通气组280包括合适布置的通气装置28，该通气装置28与固态开关20操作相连，以便保证合适地除去在这些固态开关20操作时产生的热量。各电极的固态开关20与第一和第二切断触点21、22串联地电连接，并定位在第一和第二切断触点21、22之间，这样，它们能够通过开关单元2的电极来切断/传导相电流。固态开关20能够在on状态和off状态之间转换，在on状态中，它们允许相电流流过相关电极，在off状态中，它们切断相电流，反之亦然。开关装置1包括支承框架5，对于开关单元2的各电极，该支承框架5包括第三切断触点51和第四切断触点52，该第三切断触点51和第四切断触点52布置在支承框架5的支承壁50上。电触点51、52布置成用于与相应电触点21、22连接/分离。优选是，它们为插座/插头类型。如所述图中所示，它们可以是插座触点，该插座触点布置在获得于支承壁50上的合适座上，在该支承壁50的侧部501处。优选是，支承框架5有：两个侧壁53、54，它在这两个侧壁53、54处与固定支承件(未示出)牢固连接；以及横向支承壁50，该横向支承壁50定位在侧壁53、54之间，并与该侧壁53、54基本垂直。另一横向增强壁57可以垂直地布置在侧壁53、54之间。在开关装置1的正常工作位置中，壁50、53、54定向成相对于地面垂直，而增强壁57水平定向。优选是，支承壁50有：前侧部501，该前侧部501朝向开关单元2的外壁，特别是后壁25；以及相对的后侧部502。切断触点51、52布置在前侧部501处。在支承壁50的后侧502处，支承框架5包括用于开关单元2的各电极的第一总线触点55和第二总线触点56。总线触点55、56布置成用于与外部装置或电源总线电连接。特别是，当开关装置1在现场安装时，总线触点55、56与外部装置或电源总线电连接。合适布置的导体(未示出)使得总线触点55、56分别与切断触点51、52电连接。开关单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关装置（1），其特征在于，它包括：开关单元（2），该开关单元（2）包括外壳（29），该外壳（29）容纳一个或多个电极（2A、2B），对于各所述电极，所述开关单元包括第一切断触点（21）、第二切断触点（22）以及一个或多个固态开关（20），该固态开关（20）能够在开状态和关状态之间转换，反之亦然；支承框架（5），对于各所述电极，该支承框架（5）包括第三切断触点（51）和第四切断触点（52），其中，所述开关单元（2）能相对于所述支承框架在插入位置（A）和退回位置（B）之间运动，在该插入位置（A）中，所述第一切断触点（21）和所述第二切断触点（22）分别与相应的第三切断触点（51）和第四切断触点（52）连接，在该退回位置（B）中，所述第一切断触点（21）和所述第二切断触点（22）分别与相应的第三切断触点（51）和第四切断触点（52）分离，反之亦然；致动装置（3），用于使得所述开关单元在所述插入位置（A）和所述退回位置（B）之间运动，并且反之亦然；控制单元（4），该控制单元（4）设置成控制所述开关单元（2）和所述致动装置（3）的操作，所述控制单元包括控制装置（41），该控制装置（41）设置成当必须执行所述开关单元（2）的插入/退回操作时协调所述致动装置（3）和所述固态开关（20）的操作，这样，所述致动装置只在所述固态开关处于关状态时才使得所述开关单元（2）运动。...

【技术特征摘要】
2012.07.24 EP 12177668.61.一种开关装置(1)，其特征在于，它包括：开关单元(2)，该开关单元(2)包括外壳(29)，该外壳(29)容纳一个或多个电极(2A、2B)，对于各所述电极，所述开关单元包括第一切断触点(21)、第二切断触点(22)以及一个或多个固态开关(20)，该固态开关(20)能够在开状态和关状态之间转换；支承框架(5)，对于各所述电极，该支承框架(5)包括第三切断触点(51)和第四切断触点(52)，其中，所述开关单元(2)能相对于所述支承框架在插入位置(A)和退回位置(B)之间运动，在该插入位置(A)中，所述第一切断触点(21)和所述第二切断触点(22)分别与相应的第三切断触点(51)和第四切断触点(52)连接，在该退回位置(B)中，所述第一切断触点(21)和所述第二切断触点(22)分别与相应的第三切断触点(51)和第四切断触点(52)分离；致动装置(3)，用于使得所述开关单元在所述插入位置(A)和所述退回位置(B)之间运动；控制单元(4)，该控制单元(4)设置成控制所述开关单元(2)和所述致动装置(3)的操作，所述控制单元包括控制装置(41)，该控制装置(41)设置成当必须执行所述开关单元(2)的插入/退回操作时协调所述致动装置(3)和所述固态开关(20)的操作，这样，所述致动装置只在所述固态开关处于关状态时才使得所述开关单元(2)运动。2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：所述控制装置(41)设置成接收第一命令信号(S1)，以便执行所述开关单元(2)的插入/退回操作，所述控制装置在接收所述第一命令信号时提供第二命令信号(S2)，以便使得所述固态开关(20)转换成关状态。3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于：所述控制装置(41)设置成提供第三命令信号(S3)，以便当所述固态开关(20)转换至关状态时使得所述致动装置能够使所述开关单元(2)运动。4.根据权利要求2或3所述的开关装置，其特征在于：所述控制装置(41)设置成当所述固态开关(20)转换成关状态时提供第四命令信号(S4)，以便起动马达装置(300)用于使得所述开关单元(2)运动。5.根据权利要求1至3中任何一项所述的开关装置，其特征在于：所述第一切断触点和第二切断触点(21、22)布置在所述开关单元(2)的后壁(25)上，所述第三切断触点和第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·贝萨纳，F·帕斯奎尔，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：发明
国别省市：