改进的可抽出式固态开关设备制造技术

本公开涉及一种改进的可抽出式固态开关设备，包括：开关单元，具有一个或多个电极，并且对于每个电极包括线电流能够沿着其循环的第一电力触头和第二电力触头以及一个或多个固态开关；支撑框架，适于固定到支撑结构，并且对于每个电极包括所述线电流能够沿着其循环的第三电力触头和第四电力触头。开关单元可相对于所述支撑框架在插入位置和抽出位置之间可逆地移动。对于每个电极，开关单元至少包括液压回路，冷却流体能够沿着该液压回路循环，以去除由所述固态开关产生的热量。所述液压回路包括与所述支撑框架的对应的第三液压连接器和对应的第四液压连接器耦接或分离的第一液压连接器和第二液压连接器。

【技术实现步骤摘要】
改进的可抽出式固态开关设备
本专利技术涉及低压开关设备(诸如断路器、隔离开关(disconnector)、接触器等)的

技术介绍
出于本专利技术的目的，术语“低压”(LV)涉及低于1kVAC和1.5kVDC的电压。如已知的，低压开关设备被用于电路或电网中，以允许这些电路或电网的特定部分正确操作。例如，低压开关设备适于确保几个公用设施(utility)所必需的标称电流的可用性、实现电负载的正确插入和断连(disconnection)、(尤其是断路器)保护电网和安装的电负载免受诸如过载和短路之类的故障事件影响。上述开关设备的各种工业解决方案可在市场上获得。更传统的机电开关设备通常具有容纳一个或多个电极的外壳，该一个或多个电极中的每一个包括用以断开(break)和传导电流的一对可分离的触头。驱动机构使可移动触头在第一闭合位置和第二打开位置之间移动，在该第一闭合位置中，可移动触头与对应的固定触头耦接，在该第二打开位置中，可移动触头与对应的固定触头间隔开。虽然已证明此类设备非常鲁棒和可靠，但是在直流(“DC”)应用中，并且主要是在相对高电压(高达1500V)情况下，它们的中断时间可能非常长。结果，通常在分离状态下在机械触头之间触发(strike)的电弧可能因此在相对长的时间内持续。因此，电极的触头的严重磨损可能导致电气耐久性(即，开关设备可以执行的开关操作的数量)显著降低。为了面对这样的问题，已经设计了所谓的固态断路器(“SSCB”)。对于每个电极，这些开关设备包括用于电流断开目的的一个或多个固态开关。典型地，固态开关是基于半导体的开关设备，其可以在导通状态和阻断状态之间换向。SSCB的主要优点在于，它们由于其无电弧的断开操作而潜在地具有无限的电气耐久性。此外，与机电开关设备的中断时间相比，它们的中断时间显著更短。遗憾的是，当固态开关处于导通状态时，SSCB通常需要密集冷却以去除由流动通过固态开关的电流产生的热量。为了面对这个问题，现有技术的一些SSCB已经设有排气设备，这些排气设备适于产生用于去除由固态开关产生的热量的气流。该解决方案的主要缺点在于SSCB的尺寸和重量相对增加以及去除多余热量的效率相对低。存在设有液压回路以去除由固态开关产生的热量的已知SSCB。这种类型的当前可用的SSCB具有复杂的结构，并且由于需要手动布置液压连接以允许开关单元上板载(on-board)的液压回路被馈送冷却流体而难以在现场安装。因此，这些设备通常示出相对高的工业成本。此外，用于布置上述液压连接的当前可用的解决方案通常不适合在所谓的“可抽出式”(即，设有可相对于固定到电开关板(electricswitchboard)的支撑框架在插入位置和抽出位置之间可逆地移动的开关单元)的SSCB中实现。在市场上，仍然感到需要能够解决或减轻上述缺点的创新技术解决方案。
技术实现思路
为了响应该需求，本专利技术提供了根据以下权利要求1和相关从属权利要求的可抽出式固态开关设备。在一般定义中，根据本专利技术的开关设备包括：-开关单元，具有一个或多个电极，并且对于每个电极包括第一电力触头和第二电力触头以及一个或多个固态开关，线电流能够沿着该第一电力触头和该第二电力触头循环，该一个或多个固态开关与所述第一电力触头和所述第二电力触头电气连接并且可在导通状态中或阻断状态中切换，以允许或中断所述线电流的流动；-支撑框架，适于固定到支撑结构，并且对于每个电极包括第三电力触头和第四电力触头，所述线电流能够沿着该第三电力触头和该第四电力触头循环。在操作中，开关单元可相对于所述支撑框架在插入位置和抽出位置之间可逆地移动。当所述开关单元处于所述插入位置时，所述第一电力触头和所述第二电力触头分别与所述第三电力触头和所述第四电力触头耦接。当所述开关单元处于所述抽出位置时，所述第一电力触头和所述第二电力触头分别与所述第三电力触头和所述第四电力触头分离。根据本专利技术，对于每个电极，所述开关单元至少包括第一液压连接器和第二液压连接器，适于去除由所述固态开关产生的热量的冷却流体能够沿着该第一液压连接器和该第二液压连接器循环。根据本专利技术，所述支撑框架至少包括第三液压连接器和第四液压连接器，所述冷却流体能够沿着该第三液压连接器和该第四液压连接器循环。优选地，所述第三液压连接器和所述第四液压连接器在操作中与所述冷却流体的流体源流体动力连通。当所述开关单元处于所述插入位置时，所述第一液压连接器和所述第二液压连接器分别与所述第三液压连接器和所述第四液压连接器耦接。当所述开关单元处于所述抽出位置时，所述第一液压连接器和所述第二液压连接器分别与所述第三液压连接器和所述第四液压连接器分离。根据本专利技术的方面，所述第一液压连接器、所述第二液压连接器、所述第三液压连接器和所述第四液压连接器分别包括：-用于所述冷却流体的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；以及-第一阀装置(valvemeans)、第二阀装置、第三阀装置和第四阀装置，分别与所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道可操作地相关联。方便地，所述第一阀装置、所述第二阀装置、所述第三阀装置和所述第四阀装置适于允许所述冷却流体沿着所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道流动或阻塞所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道。根据本专利技术的方面，所述第一电力触头和所述第二电力触头布置在所述开关单元的第一后壁的外侧，并且所述第三电力触头和所述第四电力触头布置在所述支撑框架的第二后壁的内侧。根据本专利技术的方面，所述第一液压连接器和所述第二液压连接器布置在所述开关单元的第一后壁的外侧，并且所述第三液压连接器和所述第四液压连接器布置在所述支撑框架的第二后壁的内侧。方便地，当所述开关单元处于所述插入位置时，所述第一后壁和所述第二后壁彼此可操作地耦接。根据本专利技术的方面，对于每个电极，所述支撑框架包括第五电力触头和第六电力触头，所述线电流能够沿着该第五电力触头和该第六电力触头循环，所述第五电力触头和所述第六电力触头分别与所述第三电力触头和所述第四电力触头电气连接，并且在操作中分别与第一电线部分和第二电线部分电气连接。优选地，所述第五电力触头和所述第六电力触头布置在所述支撑框架的第二后壁的外侧。根据本专利技术的方面，所述开关单元包括与所述第一液压连接器和所述第二液压连接器流体动力连通的中间液压回路段。优选地，所述中间液压回路段包括彼此流体连通的一个或多个热交换部分。方便地，每个热交换部分包括用于从对应的固态开关吸收热量的一个或多个热交换表面。附图说明本专利技术的其它特征和优点将在附图中从对仅通过示例而非限制地图示的优选但非排他的实施例的描述更加清楚地展现，其中：-图1-图7示意性地示出了根据本专利技术的开关设备的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关设备(1)，包括：/n-开关单元(2)，具有一个或多个电极(2A)，并且对于每个电极包括第一电力触头(21)和第二电力触头(22)以及一个或多个固态开关(20)，线电流能够沿着所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)循环，所述一个或多个固态开关(20)与所述第一电力触头和所述第二电力触头电气连接并且能够在导通状态中或阻断状态中切换，以允许或中断所述线电流的流动；/n-支撑框架(5)，适于固定到支撑结构，并且对于每个电极包括第三电力触头(51)和第四电力触头(52)，所述线电流能够沿着所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)循环，/n其中，在操作中，所述开关单元(2)能够相对于所述支撑框架(5)在插入位置(A)和抽出位置(B)之间可逆地移动，/n其中，当所述开关单元(2)处于所述插入位置(A)时，所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)分别与所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)耦接，/n其中，当所述开关单元(2)处于所述抽出位置(B)时，所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)分别与所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)分离；/n其特征在于：/n-对于每个电极，所述开关单元(2)至少包括第一液压连接器(11)和第二液压连接器(12)，适于去除由所述固态开关(20)产生的热量的冷却流体能够沿着所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)循环；/n-所述支撑框架至少包括第三液压连接器(53)和第四液压连接器(54)，所述冷却流体能够沿着所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)循环；/n其中，当所述开关单元(2)处于所述插入位置(A)时，所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)分别与所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)耦接，/n其中，当所述开关单元(2)处于所述抽出位置(B)时，所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)分别与所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)分离。/n...

【技术特征摘要】
20190325 EP 19164833.61.一种开关设备(1)，包括：
-开关单元(2)，具有一个或多个电极(2A)，并且对于每个电极包括第一电力触头(21)和第二电力触头(22)以及一个或多个固态开关(20)，线电流能够沿着所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)循环，所述一个或多个固态开关(20)与所述第一电力触头和所述第二电力触头电气连接并且能够在导通状态中或阻断状态中切换，以允许或中断所述线电流的流动；
-支撑框架(5)，适于固定到支撑结构，并且对于每个电极包括第三电力触头(51)和第四电力触头(52)，所述线电流能够沿着所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)循环，
其中，在操作中，所述开关单元(2)能够相对于所述支撑框架(5)在插入位置(A)和抽出位置(B)之间可逆地移动，
其中，当所述开关单元(2)处于所述插入位置(A)时，所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)分别与所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)耦接，
其中，当所述开关单元(2)处于所述抽出位置(B)时，所述第一电力触头(21)和所述第二电力触头(22)分别与所述第三电力触头(51)和所述第四电力触头(52)分离；
其特征在于：
-对于每个电极，所述开关单元(2)至少包括第一液压连接器(11)和第二液压连接器(12)，适于去除由所述固态开关(20)产生的热量的冷却流体能够沿着所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)循环；
-所述支撑框架至少包括第三液压连接器(53)和第四液压连接器(54)，所述冷却流体能够沿着所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)循环；
其中，当所述开关单元(2)处于所述插入位置(A)时，所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)分别与所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)耦接，
其中，当所述开关单元(2)处于所述抽出位置(B)时，所述第一液压连接器(11)和所述第二液压连接器(12)分别与所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)分离。


2.根据权利要求1所述的开关设备，其特征在于，所述第一液压连接器(11)、所述第二液压连接器(12)、所述第三液压连接器(53)和所述第四液压连接器(54)分别包括用于所述冷却流体的第一通道(110)、第二通道(120)、第三通道(530)和第四通道(540)，并且分别包括可操作地与所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道相关联的第一阀装置(111)、第二阀装置(121)、第三阀装置(531)和第四阀装置(541)，所述第一阀装置、所述第二阀装置、所述第三阀装置和所述第四阀装置适于允许所述冷却流体沿着所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道流动或阻塞所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述第四通道。


3.根据权利要求2所述的开关设备，其特征在于：
当所述开关单元(2)到达或处于所述插入位置(A)时，
-所述第一液压连接器(11)的第一阀装置(111)和所述第三液压连接器(53)的第三阀装置(531)相互耦接并相互作用，以允许所述冷却流体沿着所述第一液压连接器(11)的第一通道(110)和所述第三液压连接器(53)的第三通道(530)流动；
-所述第二液压连接器(12)的第二阀装置(121)和所述第四液压连接器(54)的第四阀装置(541)相互耦接并相互作用，以允许所述冷却流体沿着所述第二液压连接器(12)的第二通道(120)和所述第四液压连接器(54)的第四通道(540)流动。


4.根据权利要求3所述的开关设备，其特征在于，
当所述开关单元(2)远离所述插入位置(A)朝向所述抽出位置(B)移动时，
-所述第一阀装置和所述第三阀装置(111，531)相互解耦；
-所述第二阀装置和...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·贝尔加米尼，M·米努蒂，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT