真空开关制造技术

本发明专利技术的目的是一种真空开关(1)，包括绝缘壳体(3，4)、两个导电帽(51，52)以及第一触头(101)和第二触头(102)，绝缘壳体(3，4)由适当的绝缘材料制成，两个导电帽(51，52)的每一个牢固地固定在绝缘壳体的开口处(3，4)处以形成密封真空室(2)，第一触头(101)和第二触头(102)在密封真空室(2)内部并且在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，其中在打开位置，第一触头(101)和第二触头(102)不接触，在闭合位置，第一触头(101)和第二触头(102)接触。真空开关(1)和第一和第二触头(101，102)的设计使得在所述触头(101，102)处于闭合位置时高短路电流通过所述触头(101，102)的情况下仍保持在闭合位置。本发明专利技术的真空开关特别被设计用作铁路应用下的空气或液体绝缘接地开关或断路器。

vacuum switch

The object of the invention is a vacuum switch (1), which comprises an insulating shell (3, 4), two conductive caps (51, 52), a first contact (101) and a second contact (102). The insulating shell (3, 4) is made of suitable insulating materials, each of the two conductive caps (51, 52) is firmly fixed at the opening (3, 4) of the insulating shell to form a sealed vacuum chamber (2), a first contact (101) and a second contact (102 \uff09The first contact (101) and the second contact (102) are not in contact in the open position, and the first contact (101) and the second contact (102) are in contact in the closed position. The vacuum switch (1) and the first and second contacts (101102) are designed to remain in the closed position when a high short-circuit current passes through the contact (101102) when the contact (101102) is in the closed position. The vacuum switch of the invention is specially designed to be used as an air or liquid insulated earthing switch or a circuit breaker under railway application.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】真空开关
本专利技术涉及一种真空开关，该真空开关设计用作接地(或触地)开关或断路器，特别是用于铁路应用。
技术介绍
为了安全起见，在检查、维护、修理或更换某些电气设备，诸如电容器组、电路断路器、电路切换器等时，必须电接地(或触地)。接地开关或装置可作为独立的装置使用，或与其他电气设备，例如断路器、电路断路器及其他开关设备组合使用。接地装置通常由操作员通过手动齿轮操作器或钩形杆或机电致动器(线圈，电动机......)手动进行操作。对于铁路应用，通常和最简单的电气接地解决方案是包括两个移动臂的空气绝缘接地开关。这些臂被设计成在打开位置和闭合位置之间移动，在闭合位置时这些臂插槽式接于连接到地面的相应的接地指。通常，这种空气绝缘接地开关设计需要满足以下电气接地的需求：i.在打开状态下，在移动臂和接地指之间提供足够的间隙距离；ii.提供在无负载时的关闭/打开操作，无需快速打开/关闭操作；iii.在闭合位置可承受任何高短路(SC)电流；iv.在发生短路电流的情况下，能够将开关保持在闭合位置。这种空气绝缘接地开关在铁路应用中有两个主要缺点：由于臂和接地指之间需要稍大的间隙距离(25kVAC铁路车辆至少200mm)，接地开关占用很大的空间。这对于中压的应用尤其具有挑战性。并且，开关定位于露天的车辆车顶上意味着所述开关需承受恶劣的环境条件(雪，冰，灰尘，煤烟，鸟类......)。这可能导致移动臂在闭合时无法牢固地落在它们各自的接地指内，进而可能严重影响接地开关的安全运行和性能。另一种选择是使用诸如SF6之类的气体作为封闭和密封外壳中的接地开关的绝缘材料。然而，这种气体绝缘接地开关是昂贵、复杂和精密的装置。气体压力应随时监测，因此它们不太适合用于将承受高机械应力和恶劣的环境条件的机车车顶。此外，SF6是一种与全球变暖有关的温室气体，因此应避免使用它。配备有固体绝缘接地开关的固体绝缘开关设备是一种更环保的选择。种开关设备通常使用环氧树脂代替SF6作为绝缘材料。与气体绝缘开关设备相比，它们维护成本低并且总体上更安全，因为它们消除了任何气体泄漏的风险。然而，这种固体绝缘开关设备仍然有些笨重，非常沉重和累赘。铁路应用中常用的另一种开关是断路器(断路器)。断路器是一种机械开关装置，它在其触头的打开位置上按照规定的要求提供隔离距离。断路器是一种可以与如断路器、接地开关等其他开关装置互锁的卸载装置。当没有或仅有可忽略不计的电流被破坏或产生时，或者当断路器的每个极的端子上没有或没有显著的电压差发生时，它通常能够打开和闭合电路。它还能够在正常电路条件下保持电流并在短路等异常条件下在一段特定时间内保持电流。因此，断路器的通常要求与上面列出的针对接地开关的需求I到IV相同，并且还包括：v.在触头闭合位置承受永久负载电流；vi.在电路维护期间保持触头处于打开位置。由于接地开关和断路器之间的需求非常相似，上述不方便之处仍然适用于断路器。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种开关，该开关可用作接地开关或断路器，并且避免了上述所有的缺点。本专利技术旨在提供一种可靠、紧凑、便宜、适用于铁路应用的电气接地或断开的解决方案，可用于露天或封闭空间，并且可用作独立设备或作为开关设备的部件或任何电路的电气保护系统。本专利技术的目的是一种根据权利要求1所述的真空开关、根据权利要求14所述的真空开关在铁路应用中的使用以及根据权利要求15所述的包括所述真空开关的电路。附图说明从以下对仅作为非限制性示例给出并在附图中表示的本专利技术的特定实施例的描述，本专利技术的其他优点和特征将变得更加清楚。图1示出了根据本专利技术的真空开关。图2是根据本专利技术第一实施例的触头处于打开位置的真空开关的截面图。图3a和3b示出了根据第一实施例的第一变型的真空开关的触头分别处于打开、闭合位置。图3c示出了在图3b的闭合位置中触头之间的电流和其引起的吸引力。图4a和4b示出了根据第一实施例的第二变型的真空开关的触头分别处于打开、闭合位置。图4c示出了在图4b的闭合位置中触头之间的电流和其引起的吸引力。图5示出了根据本专利技术第一实施例的第三变型的真空开关在其闭合位置的触头。图6是根据本专利技术第二实施例的触头处于打开位置的真空开关的截面图。图7a和7b示出了根据第二实施例的真空开关在闭合位置的触头。图7b特别示出了处于闭合位置的触头之间的电流和引起的吸引力。图8是根据本专利技术第三实施例的触头处于打开位置的真空开关的截面图。图9a和9b示出了根据第三实施例的第一变型的真空开关的触头分别处于打开、闭合的位置。图9c示出了在图9b的闭合位置中触头之间的电流和其引起的吸引力。图10a和10b示出了根据第三实施例的第二变型的真空开关的触头分别处于打开、闭合位置。图10c示出了在图10b的闭合位置中触头之间的电流和其引起的吸引力。图11示出了根据本专利技术第三实施例的一种变型的真空开关在其打开位置的触头。图12示出了根据本专利技术的真空开关作为电路中的接地开关的使用。图13示出了根据本专利技术的真空开关的一种变型。具体实施方式本专利技术的目的是一种真空开关1，该真空开关1设计用于在电路中执行电接地或断开。根据本专利技术的真空开关1优选地布置成在高压或中压下操作。优选地，根据本专利技术的真空开关1设计用于铁路应用。根据本专利技术的真空开关1的结构通常类似于已知的真空开关的结构，该真空开关设计成用作电路中的电流断路器。真空开关1通常包括密封室2，在密封室2中优选地存在受控的低压空气或另一种介电流体，即真空。密封室2限定为绝缘壳体，该绝缘壳体由合适的绝缘材料制成，例如陶瓷、玻璃陶瓷或玻璃。在本专利技术的所示实施例中，绝缘壳体是管状的并且优选地由两个绝缘圆筒3、4形成。导电帽51，52封闭密封室2的每个开口端。优选地，帽51、52由金属制成。可以使用任何已知技术将帽51、52有效地密封到绝缘壳体上。例如，对于陶瓷绝缘壳体，帽51、52可以通过金属化和钎焊固定在它们各自的圆筒3、4上。由绝缘壳体3、4和导电帽51、52限定的密封室2包围一对作用触头101、102，这些作用触头在密封室2内相对于彼此可移动。触头101、102在第一打开位置和第二闭合位置之间相对于彼此可移动，在第一打开位置，触头101、102彼此不接触且电流不能从一个触头流到另一个，在第二闭合位置，触头101、102彼此接触且电流可以从一个触头流到另一个。优选地，如图所示，称为固定触头的第一触头101是固定的并牢固地连接到其中一个帽51上。称为可移动触头的第二触头102安装在密封室2内部，以能够穿过另一个帽52移动于触头的闭合位置和打开位置之间。为了使可动触头102能够移动并保持密封腔室2内的受控真空，在可动触头102和相应的帽52之间安装密封金属波纹管16，从而确保腔室2的适当密封。金属波纹管护罩在联接到可动触头102的波纹管16的端部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空开关(1)，包括绝缘壳体(3，4)、两个导电帽(51，52)以及第一触头(101)和第二触头(102)，所述绝缘壳体(3，4)由绝缘材料制成，所述两个导电帽(51，52)的每一个牢固地固定在所述绝缘壳体(3，4)的开口处以形成密封真空室(2)，所述第一触头(101)和所述第二触头(102)位于所述密封真空室(2)内部并且在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，其中在所述打开位置，所述第一和第二触头(101，102)不接触，在所述闭合位置，所述第一和第二触头(101，102)接触，其特征在于，所述真空开关(1)和所述第一和第二触头(101，102)的设计使得在所述触头(101，102)处于闭合位置时高短路电流通过所述触头(101，102)的情况下仍保持在闭合位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170317 EP 17161547.91.一种真空开关(1)，包括绝缘壳体(3，4)、两个导电帽(51，52)以及第一触头(101)和第二触头(102)，所述绝缘壳体(3，4)由绝缘材料制成，所述两个导电帽(51，52)的每一个牢固地固定在所述绝缘壳体(3，4)的开口处以形成密封真空室(2)，所述第一触头(101)和所述第二触头(102)位于所述密封真空室(2)内部并且在打开位置和闭合位置之间相对于彼此可移动，其中在所述打开位置，所述第一和第二触头(101，102)不接触，在所述闭合位置，所述第一和第二触头(101，102)接触，其特征在于，所述真空开关(1)和所述第一和第二触头(101，102)的设计使得在所述触头(101，102)处于闭合位置时高短路电流通过所述触头(101，102)的情况下仍保持在闭合位置。


2.根据权利要求1所述的真空开关(1)，其特征在于，所述第一和第二触头(101，102)的设计使得在所述触头(101，102)处于闭合位置时高短路电流通过所述触头(101，102)期间产生并且倾向于将所述触头(101，102)彼此移开的电磁排斥力(Fb)被最小化或被抵消。


3.根据前述权利要求中任一项所述的真空开关(1)，其特征在于，所述第一和第二触头(101，102)的设计使得在所述触头(101，102)处于闭合位置时高短路电流通过所述触头(101，102)期间在所述触头(101，102)之间产生电磁吸引力(Fa)，所述电磁吸引力(Fa)趋于将所述触头(101，102)保持在闭合位置。


4.根据前述权利要求中任一项所述的真空开关(1)，其特征在于，所述第一触头(101)在其自由端呈喇叭形中空部(103)，所述中空部具有带有孔(107)的平坦接触表面(105)，所述孔(107)与所述中空部(103)连通，所述第二触头(102)具有相应的喇叭形自由端，喇叭形自由端具有颈部(104)、凸缘(106)和平坦接触表面(108)，所述接触表面(108)被设计在所述闭合位置与所述第一触头(101)的所述接触表面(105)接触。


5.根据权利要求4所述的真空开关(1)，其特征在于，在所述中空部(103)内部具有弹性元件(109，111)，以防止所述中空部在所述触头(101、102)闭合时塌陷。


6.根据权利要求4或5所述的真空开关(1)，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔里克·拉马尔，克劳迪奥·特里卡里特，比约恩·费舍尔，
申请(专利权)人：赛雪龙公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH