真空开关制造技术

本发明专利技术涉及一种真空开关(1)。真空开关(1)包括两个彼此间隔开的基座元件(3，5)、布置在基座元件(3，5)之间的真空开关管(7)，和一个由绝缘材料制成的机械上刚性的承载元件(9)。承载元件(9)与两个基座元件(3，5)连接，并且管状地且无接触地包围真空开关管(7)，并且具有多个凹部(11)。此外，承载元件(9)被不导电的弹性体(13)包围，该弹性体填充承载元件(9)中的凹部(11)以及在承载元件(9)与真空开关管(7)之间的中间空间。间的中间空间。间的中间空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】真空开关


[0001]本专利技术涉及一种真空开关，该真空开关具有两个彼此间隔开的基座元件和布置在基座元件之间的真空开关管。

技术介绍

[0002]这种真空开关是断路器，在该断路器中，能够相对于彼此运动的开关接触元件布置在真空开关管中，以避免或减少在开关接触元件分离时的开关电弧。在真空开关的已知结构形式中，真空开关管在电绝缘的壳体内布置在绝缘气体中，该绝缘气体为了提高其介电强度通过高压来压缩，以便能够将金属部件以彼此间更小的距离布置在壳体中并且由此节省结构空间。由于处于压力下的绝缘气体，这种真空开关相对复杂和昂贵，并且此外在压力下降的情况下无法正常运行。在真空开关的另外的结构形式中，真空开关管替换地或附加地以塑料包覆，该塑料替代或补充绝缘气体的介电功能。然而，在该结构形式中，力、尤其由温度变化引起的力从塑料传递到真空开关管的壳体上，使得该结构形式仅适用于相对较小的真空开关管，在相对较小的真空开关管中，产生的力这样小，使得该力不会损坏真空开关管。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种真空开关，该真空开关尤其在其功能可靠性和作用在真空开关管上的力的减小方面得到改进。
[0004]根据本专利技术，上述技术问题通过具有权利要求1的特征的真空开关来解决。
[0005]本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求的主题。
[0006]根据本专利技术的真空开关包括两个彼此间隔开的基座元件、布置在基座元件之间的真空开关管和一个机械上刚性的承载元件，该承载元件由绝缘材料制成。该承载元件与两个基座元件连接、管状地且无接触地包围真空开关管，并且具有多个凹部。此外，承载元件被不导电的弹性体包围，该弹性体填充承载元件中的凹部以及在承载元件与真空开关管之间的中间空间。
[0007]本专利技术将真空开关的机械上刚性的承载元件与围绕该承载元件的不导电的弹性体结合。承载元件通过其将真空开关的基座元件彼此连接而给真空开关赋予机械强度。此外，承载元件有助于介电强度，该介电强度在真空开关的其他结构形式中通过处于压力下的绝缘气体和/或包覆真空开关管的塑料来实现。通过承载元件无接触地包围真空开关管并且仅通过弹性体与真空开关管连接，几乎没有力从承载元件传递到真空开关管上。虽然温度变化会导致弹性体的体积变化。但是该体积变化通过承载元件中的凹部向外转移，因此在真空开关管处只产生很小的应力。形象地说，弹性体可以通过承载元件中的凹部“呼吸”。
[0008]因此，本专利技术实现了一种无绝缘气体的真空开关，在该真空开关中，几乎没有支撑结构的力传递到真空开关管上，因此该真空开关也适用于大型真空开关管。通过无绝缘气
体的设计方案，尤其省去用于气体监测的部件、压力密封系统和压力容器件。根据本专利技术的真空开关也可以通过尤其承载元件的相应的设计以简单的方式设计用于不同的要求，以便实现例如特定的屏蔽几何形状、爬电路径、厚度和/或击穿距离。
[0009]在真空开关的一种设计方案中，至少一个基座元件具有紧固法兰，该紧固法兰与承载元件连接。这实现了承载元件与基座元件的简单且合适的连接。
[0010]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件通过螺纹连接和/或粘合连接与基座元件连接。螺纹连接例如可以通过引入到承载元件中的螺纹衬套实现，并且螺纹连接能够实现承载元件与基座元件的可拆解的连接。
[0011]在真空开关管的另一种设计方案中，真空开关管与第一基座元件连接并且真空开关管的可运动的开关接触元件伸入到第二基座元件中。第一基座元件因此承载真空开关。例如，真空开关管可以通过固定的(不可运动的)开关接触元件布置在第一基座元件处，该固定的开关接触元件具有从真空开关管中引出的端部，该端部与第一基座元件连接。在第二基座元件中例如可以布置有用于使可运动的开关接触元件运动的机构的部件。
[0012]在真空开关的另一种设计方案中，第一基座元件具有屏蔽区域以及空心圆柱体区域或螺栓状的实心圆柱体区域，该屏蔽区域罩状地包围真空开关管的朝向第一基座元件的端部区域，该空心圆柱体区域或实心圆柱体区域远离真空开关管地邻接到屏蔽区域。在真空开关的另一种设计方案中，第二基座元件基本上设计为空心圆柱体，真空开关管的朝向第二基座元件的端部区域伸入到该空心圆柱体中。基座元件由此可以有助于屏蔽在真空开关管的端部区域处的电场。
[0013]在真空开关的另一种设计方案中，真空开关具有由弹性体形成的外表面，该外表面围绕承载元件延伸。由弹性体形成的外表面尤其可以具有多个罩状的表面区域，该表面区域同心地围绕承载元件延伸。在真空开关的该设计方案中，弹性体也有利地用于构造真空开关的外表面、尤其用于构造绝缘屏蔽，该绝缘屏蔽用于延长泄露电流沿真空开关外表面的爬电路径。
[0014]在真空开关的另一种设计方案中，弹性体是硅酮弹性体。硅酮弹性体是耐紫外线(UV)的并且因此尤其适用于形成真空开关的外表面。
[0015]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件由塑料或纤维
‑
塑料复合材料或陶瓷材料制成。塑料和纤维
‑
塑料复合材料是用于制造承载元件的优选材料，因为利用塑料和纤维
‑
塑料复合材料能够相对简单地生产具有合适的形状和所需的机械性能和介电性能的承载元件。也可以使用陶瓷材料，但陶瓷材料相对较脆且较重，因此通常不太优选。
[0016]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件中的至少一个凹部具有卵形形状。在此，卵形形状也包括逐部段地具有直线边缘的形状、例如“跑道形状”。通过具有卵形形状的凹部，避免了凹部的介电不利的角部，并且实现了在承载元件的机械强度和介电强度之间的合适的折衷。
[0017]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件中的至少一个凹部通过承载元件的基体中的凹槽形成，承载元件的至少一个填充体布置在该凹槽中，该填充体通过弹性的腹板与基体连接。腹板的弹性使得填充体能够相对于基体运动。由此，当弹性体的体积尤其取决于温度地变化时，嵌入到弹性体中的填充体可以相对于基体运动。因此，尽管有填充体，弹性体也可以通过基体中的凹槽“呼吸”。通过填充体节省了弹性体，由此可以降低用于真空
开关的生产成本，因为制造承载元件的材料通常比弹性体便宜。
[0018]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件具有格状结构。在此，具有格状结构的承载元件被理解为其凹部相对均匀地分布的承载元件。由此实现了承载元件的均匀的负载，而没有负载关键区域，并且实现了弹性体的体积变化通过凹部的均匀转移。
[0019]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件具有基本上恒定的壁厚。由此有利地避免了承载元件的具有非常小的壁厚的负载关键区域和承载元件的变化的介电强度。承载元件的承受特别强的局部负载的区域当然可以具有比其余区域更大的壁厚。
[0020]在真空开关的另一种设计方案中，承载元件被成型为，使得真空开关管可以被推入到承载元件中。这实现了真空开关的一种装配方式，在该装配方式中，将真空开关管推到承载元件中或者将承载元件套在真空开关管上。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种真空开关(1)，包括
‑
两个彼此间隔开的基座元件(3，5)，
‑
布置在所述基座元件(3，5)之间的真空开关管(7)，和
‑
一个机械上刚性的承载元件(9)，所述承载元件与两个基座元件(3，5)连接，并且管状地且无接触地包围所述真空开关管(7)，并且具有多个凹部(11)，其中，
‑
所述承载元件(9)被不导电的弹性体(13)包围，所述弹性体填充所述承载元件(9)中的凹部(11)以及在所述承载元件(9)与所述真空开关管(7)之间的中间空间。2.根据权利要求1所述的真空开关(1)，其中，至少一个基座元件(3，5)具有紧固法兰(33，35)，所述紧固法兰与所述承载元件(9)连接。3.根据权利要求1或2所述的真空开关(1)，其中，所述承载元件(9)通过螺纹连接和/或粘合连接与所述基座元件(3，5)连接。4.根据上述权利要求中任一项所述的真空开关(1)，其中，所述真空开关管(7)与第一基座元件(3)连接，并且所述真空开关管(7)的能够运动的开关接触元件(29)伸入到所述第二基座元件(5)中。5.根据权利要求4所述的真空开关(1)，其中，所述第一基座元件(3)具有屏蔽区域(31)，所述屏蔽区域罩状地包围所述真空开关管(7)的朝向所述第一基座元件(3)的端部区域(19)，并且所述第一基座元件具有空心圆柱体区域(39)或螺栓状的实心圆柱体区域(41)，所述空心圆柱体区域或实心圆柱体区域远离所述真空开关管地邻接到所述屏蔽区域(31)。6.根据权利要求4或5所述的真空开关(1)，其中，所述第二基座元件(5)基本上设计为空心圆柱体，所述真空开关管(7)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T海因茨，H杰尼辰，T克鲁尔，V雷曼，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限公司，
类型：发明
国别省市：