用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构和方法技术

本发明专利技术涉及用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构和方法，其中高频能量的电流隔离的能量传输为至少一个特别是真空灭弧室的切换设备提供致动器能量。为了能量传输的目的，切换设备及经由电介质谐振器连接到高频源，所述切换设备这样设计以便具有用于将传输的能量转换成致动器能量的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构和方法本专利技术涉及根据权利要求1的前序特征部分的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构，并涉及根据权利要求10的前序特征部分的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的方法。开关在电气工程中的使用是已知的。在电子器件中开关在一般不会对开关强加任何特定的负载或要求的电流和电压范围中工作。相比之下，在中等电压技术中开关用于不同的任务，例如作为断路器、负荷开关、隔离开关、负载断连开关、接地开关或保护开关。由于它们的一般更为复杂的结构，因此广义上它们也被称为切换设备。在这种情况下，给定的负载是无载切换、工作电流的切换和短路电流的切换。例如，要求包括，切换设备旨在在闭合状态下对工作电流和短路电流的流动提供尽可能小的阻力。相比之下，在断开的状态下断开触点间隙必须安全地承受发生在其处的电压。还要求的是，当切换设备断开或闭合时，所有带电部件必须相对于地充分地绝缘且相间绝缘。此外，切换设备旨在能够在施加电压时闭合电路。然而，就隔离器的情况来说，除小的充电电流之外，仅对于断电状态需要这个条件。此外，切换设备旨在能够在电流流动时断开电路（这个要求不是对隔离器而作出）。切换设备还旨在引起尽可能低的操作过电压。满足这些要求的已知的切换设备采用如图1中可见的真空灭弧室。例如就如图2中可见的断路器的情况来说，这些真空灭弧室借助于绝缘体紧固到框架，并借助于柄被机械地切换。由于高的机械载荷，取决于按照数据表的模型，这种机械的切换操作允许10000-120000次切换循环，在10000次切换循环之后给传动器上油并且在30000次切换循环之后不得不更换真空灭弧室。在这种情况下，带有跳闸元件、辅助开关、显示器与致动设备的整个传动机构被容纳在传动箱中。闭合弹簧被电动或手动地张紧。在张紧操作结束之后，其锁住并用作机械能存储。从传动器到开关柱的力通过开关杆传递。为了接通，闭合弹簧在原位被机械解锁或借助于远程致动被电动解锁。在接通的操作期间，闭合弹簧张紧断开弹簧或触点压力弹簧。目前被卸载的闭合弹簧再次通过传动马达被自动张紧，或被手动张紧，在这种情况下，后者具有人在场的缺点，在某些环境下，在场的人额外地也暴露在危险中。本专利技术的目标是具体指明克服上述解决方案的缺点的方法和结构。该目标通过根据权利要求1的特征的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构并且通过根据权利要求10的特征的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的方法被实现。在根据本专利技术的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的结构中，射频能量的直流隔离的能量传输为至少一个特别是真空灭弧室的切换设备提供致动器能量，并且为了能量传输的目的切换设备经由电介质谐振器连接到射频源，切换设备以这样的方式配置使得其具有将传输的能量转换为致动器能量的装置。传输和提供射频能量的做法省去了对于切换的人工介入。此外，该解决方案能够实现并支持这样的事实，即：机械部件以及机械操作的使用被最小化，结果磨损相当大地减少。此外，射频能量传输与在同一路径上以双向方式发送信息的可能性有关。为了能量传输的目的切换设备被连接到电介质谐振器，电介质谐振器用于能量传输的使用使操作能够使用在MHz范围内的低频，这相应地引起更高的能量效率。在这种情况下，切换设备被以这样的方式配置使得它具有将传输的能量转换为致动器能量的装置。除了用于切换所需的能量的传输（在技术行话中也称为功率的传输）之外，如果电介质波导被包括，则进一步的优点在于结构的绝缘和稳定。此外，产生的热可通过谐振器耗散。在这种情况下，本专利技术优选地以如下的方式构建，即电介质谐振器采用高品质的电介质谐振器的形式。如果电介质谐振器采用盘的形式并且被布置并形成在切换设备的切换柄的那侧，特别是真空管的螺栓的那侧，以这样的方式使得它以导向的方式稳定切换柄的运动，那么它可稳定整个切换设备。在这种情况下，因为柄在盘的形成件中或穿过盘的形成件被导向，结构更加紧凑。结构可以以如下的方式有利地构建为切换柄由金属或电介质材料形成。如果它是电介质的，这允许进一步的优化。例如，它也可采用纯金属的形式，并可被用作磁性开关的部件，并因此可进一步提高紧凑度。如果结构以如下的方式构建，即转换装置采用至少一个整流结构的形式，则射频能量被变换成适合于能量存储或适合于如在改进方案中提供的电动操作开关的电气变量，在改进方案中，特别是继电器开关的电动操作开关被连接在能量传输的下游作为致动器。如果转换装置由至少两个并联的整流结构形成，则可以传输更高的射频（RF）功率。在一个优选的改进方案中，谐振器包括固体电介质材料，比如氧化铝或具有高εr的别的电介质材料，例如二氧化钛，锆，碳化硅。例如，由于它的较高的导热性，碳化硅有助于结构的更好的散热。替代地或另外地，结构可以以如下的方式构建为波导由填充有电介质液体的柔性材料形成。例如，这使形成几何构造成为可能，这反过来可有助于优化结构。如果切换结构的至少部分的元件设置有传感器，则涉及灭弧室的例如机械致动器的部件的操作信息可在与能量传输相反的方向上或以双向的方式通过波导被另外传输。这可有助于灭弧室的维修的便易，并可适时地指示可能的故障，并有可能能够防止失效。在根据本专利技术的用于借助于切换设备切换断开触点间隙的方法中，射频能量的直流隔离的能量传输为至少一个特别是真空灭弧室的切换设备提供致动器能量，并且为了能量传输的目的，切换设备经由电介质谐振器连接到射频源，切换设备以这样的方式配置使得它具有将传输的能量转换为致动器能量的装置。通过它的特征，根据本专利技术的方法为利用借助于根据本专利技术及其的改进方案的结构的优点奠定基础。从图1到2中所示的根据现有技术的结构开始并基于图3和4中图示的示例性实施例，下面更加详细地说明本专利技术和进一步的优点。在图中：图1示出借助于真空灭弧室形成的切换设备，图2示出真空管切换设备作为断路器的典型使用，图3以侧视图示出根据本专利技术的带有电介质切换螺栓的第一示例性实施例，图4以侧视图示出根据本专利技术的带有金属切换螺栓的第二示例性实施例。图1图示借助于真空灭弧室形成的切换设备。可以看到典型的结构，以传动和连接螺栓开始、用于螺栓的导向件、以被折叠波纹管包围的方式安装在由绝缘体包住的切换室中的动触点件，并且在所述切换室中与动触点件相对地还安装了静触点件且静触点件在连接盘中终止。图2以安装在断路器结构中的形式图示多个在先前的图中图示的切换设备。在这种情况下，在图示的左手部分还可以看到柄，所述柄在切换操作期间移动传动和连接螺栓，并将两个触点件带到一起或使两个触点件分离并因此闭合或断开电路。为了图示本专利技术，在图3中可以看到以侧面图示的根据本专利技术的一个示例性实施例修改的断路器的这些元件之一。可以看到在断路器结构中真空灭弧室“真空管”怎样被固定在上载体“端口1”和下灭弧室载体“端口2”之间。起因于示出的结构，现在示例性实施例从现有技术中脱颖而出，特别是凭借如下事实：下绝缘体“绝缘体”被省去，并且替代地借助于电介质谐振器“高dc电介质谐振器”实现绝缘，所述电介质谐振器采用盘的形式且会支撑在真空灭弧室“真空管”下面并且为整个结构提供额外的稳定性。在这种情况下，特别是由电介质谐振器“高dc电介质谐振器”产生的改进是基于射频能量作为用于致动真空灭弧室“真空管”的开关的致动器能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于借助于切换设备（真空管）切换断开触点间隙（端口1，真空管，端口2）的结构，其以这样的方式配置使得射频能量的直流隔离的能量传输为至少一个特别是真空灭弧室的切换设备（真空管）提供致动器能量，并且为了能量传输的目的，切换设备（真空管）经由电介质谐振器（高dc电介质谐振器）连接到射频源（微波信号发生器），所述切换设备（真空管）以这样的方式配置使得它具有将传输的能量转换为致动器能量的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 DE 102014219088.61.一种用于借助于切换设备（真空管）切换断开触点间隙（端口1，真空管，端口2）的结构，其以这样的方式配置使得射频能量的直流隔离的能量传输为至少一个特别是真空灭弧室的切换设备（真空管）提供致动器能量，并且为了能量传输的目的，切换设备（真空管）经由电介质谐振器（高dc电介质谐振器）连接到射频源（微波信号发生器），所述切换设备（真空管）以这样的方式配置使得它具有将传输的能量转换为致动器能量的装置。2.如前述权利要求所述的结构，其特征在于电介质谐振器（高dc电介质谐振器）采用高品质的电介质谐振器的形式，特别是由于高的介电常数。3.如前述权利要求之一所述的结构，其特征在于电介质谐振器（高dc电介质谐振器）采用盘的形式，并且被布置且形成在切换设备的切换柄的那侧，特别是真空管（真空管）的螺栓（金属曲柄，电介质曲柄）的那侧，以这样的方式使得它以...

【专利技术属性】
技术研发人员：B泽维奥洛，A齐罗夫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE