具有短路系统的低压、中压或高压开关设备组件技术方案

本发明专利技术涉及配备如专利权利要求１的前序部分中所述的短路系统的低压、中压或高压开关设备组件。在这种情况下为了允许以物理上简单的手段快速切换，本发明专利技术提出：短路设备被设置在真空断路器室中，并且其中放置固定接触件的真空区域通过配备薄弱断裂线的膜被细分，并且所述膜可以在切换期间被移动活塞系统穿透到接触件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如专利权利要求1的前序部分中所述的具有短路系统的低压、中压和 高压开关设备组件(switchgear assembly)。
技术介绍
低压、中压和高压开关设备组件具有分布能量流和确保安全操作的任务。在可能 性很小的内部故障(故障电弧)的情况下，也必须确保装置安全和人身安全。由于其温度， 在开关设备组件内出现的故障电弧在几毫秒的时间段内产生急剧的气体压力上升，并且这 可能导致开关设备组件被爆炸所破坏。因此，采取措施以便尽可能快地耗散压力。此外，期 望把电弧故障限制在相关区域，并且决不能危及操作者。 通过适当的设计，例如，通过开关面板的内部细分(分隔成区)，可以大大地限制 电弧的生成。出于这个目的，开关设备组件的各个开关面板具有压力释放开口或者压力释 放通道，气体可以通过所述开口或者通道流出进入周围区域。因此，可以主要通过减小电弧 持续时间来限制故障电弧的影响。 这可以借助于适当的传感器来实现，这些传感器对光、温度或者压力起反应，并释 放上游的电路断路器，一般是馈电开关。这导致40毫秒到80毫秒的电弧时间(在气体大 气或者细分部分(即分隔区(封装))内的某种其他绝缘气体中或者在固体(边界层)中 燃烧的故障电弧)。这具有最大机械负荷正好在大约io毫秒后出现并且只有热负荷被减小 的缺点。这使得开关设备组件、封装或者固体绝缘系统设计的总体上坚固并且昂贵的结构 成为必要。 为了即使在压力上升时克服内部故障(故障电弧)，要求一种在几毫秒内切换的切换设备(switching device)-所谓的短路系统。排他地，三相短路设备，例如在空气或者SF6中切换的这些已知的设备。在任何情况下，切换速率和隔离能力由于重复切换时的高浪涌电流而降低。与之相比，当使用真空断路器室(vac皿m interrupter chamber)时，随着切换操作数量增加，这些电气特性几乎保持不变。 在现有技术中，存在一系列与此有关的解决方案。 DE 199 21 173 Al公开了一种基于"切换真空断路器室"或者"触发真空间隙"的原理的短路系统，它在每一个单独相中或者相之间包含真空断路器室。 DE 199 16 329 Al公开了一种用于故障电弧保护装置的短路设备，供在具有气体发生器和短路活塞的用于分布电功率的装置中使用，短路活塞直接被气体发生器驱动，用于将轨道连接到连接轨的电气连接，期望连接轨是紧凑的，具有良好的活塞导向，并适于使用气体发生器。这得以实现，因为短路活塞被引导和保持在连接轨中，并因为气体发生器被嵌入保持部分中，所述保持部分具有初始体积，由绝缘材料构成，并直接附着于连接轨。 DE 197 468 15 Al公开了类似的供在具有气体发生器的用于分布电功率的装置中使用的故障电弧保护装置，其中，由气体发生器驱动的短路活塞执行最佳的突然移动，并同时被针对运输固定，与制造容差无关，具有可靠地安装气体发生器的进一步目的。这得以实现，因为短路活塞配备至少一个0型环作为密封，并因为短路活塞的上表面在未释放状 态下平置于压力膜上，使得在未释放状态下活塞移动的情况下将生成真空，并将把短路活 塞移动回其息止位置。 所引用的第二和第三现有技术文献对于中压开关设备组件具有下列缺点。结合上游电路断路器，已知的短路设备切换得太慢。由于其三相设计，它们一般在技术上也太复杂 和昂贵。在切换过程期间，这些短路设备把所有三相中的或者各相之间的先前带电的电流 路径连接到地。这进而要求紧凑、复杂的接地电流路径来在较短时间承载通常较高的故障 电流。此外，在设备的整个寿命期间，电流导致切换速率和隔离能力下降。 因此，本专利技术基于克服所描述的缺点并允许以物理上简单的手段快速切换的目的。
技术实现思路
通过专利权利要求1的特征，针对这种一般类型的中压开关设备组件实现了所述 目的。 在从属权利要求中规定了进一步的有益改进。 在这种情况下本专利技术的本质是将短路设备设置在真空断路器室中，并且其中放置 固定接触件的真空区域被通过膜细分，所述膜具有薄弱断裂线。移动接触件(插头或者插 座形式，同样地设置在切换室的真空中)上方的适当设计的活塞将在切换期间在薄弱点区 域穿透所述膜，把该单元沿着固定接触件的方向移动。因此，在移动接触件上，根本不需要 本来一般要求的膜盒(bellow)。根据专利技术目的，现在仅需的穿透运动导致更好的动力学性 能，因而导致更快的切换。 在一个有益的改进中，在切换期间移动的接触件在未工作状态下设置在末端，穿 过形成真空紧密密封的膜。 进一步的有益改进允许把移动接触件螺纹连接、焊接或者钎焊到所述膜。因此，上 部圆筒区域以真空紧密方式从下部真空区域分隔。 在进一步的有益改进中，移动接触件被连接到活塞-圆筒结构，它可以被气体发 生器作用，并且其中在工作期间穿过薄弱点的切割刃设置在活塞的下表面上，处于在膜 的薄弱断裂线前面不远的水平。这导致比利用其他一般的膜盒的气密分离(gas-tight disconnection)更好的动力学性能。 在进一步的有益改进中，活塞由导电材料构成，并与移动接触件形成导电连接，并 且环形滑动接触件被设置在活塞工作表面(ru皿ingsurface)上。这导致以简单的方式利 用移动接触件有效地驱动电接触。 在进一步的有益改进中，气体发生器采用具有化学推进剂装填物(chemicalpropellant charge)的药筒(cartridge)的形式，它可以被插入并通过螺纹连接固定，螺纹连接可以在适当点处装配到切换室的外壳。因此，推进剂装填物随后可以被使用，或者，如果需要，可以在一定时间后被更换。螺纹连接也提供了一种机械过载保护的形式。 包含活塞-圆筒结构的短路设备的上部由金属材料构成也是有益的，并且短路设备的下部包含由绝缘体构成的真空断路器室也是有益的。 此外，真空断路器室或者其电介质材料由陶瓷材料构成。 在进一步的有益改进中，移动接触件的末端具有外圆锥，并且固定接触件具有与 所述外圆锥互补的内圆锥。这导致在故意的短路期间可靠地接触。 在最后的有益改进中，圆锥的侧面(flank)成一定角度，以便在切换期间， 一旦外 圆锥进入内圆锥就出现机械自锁。因此，随后仍保持以这种方式形成的短路，因而在可能的 情况下避免了跳动(bouncing)，即接触件跳开。 在这种情况下，根据本专利技术的短路设备设置在包含一个或更多个开关面板的低 压、中压或高压开关设备组件中，直接位于馈电路径中。在切换过程期间(在故障情况下)， 其因此把相"短路"，使得与馈电开关并联的电路闭合，并且已在伸出面板(outgoer panel) 中生成的任何电弧被无延迟地熄灭。 应该强调，短路设备可以只包含"一个三相"结构，或"多个单独的"真空断路器室。 如果单独的多个(例如它们中的三个)真空断路器室星形连接，则星点可以接地。当接地 时，在开关设备组件内要求更复杂的接地电流路径。在整个寿命期间，使用真空技术确保恒 定的功能，而不管电流如何。 电弧时间的巨大减少，即在故障情况下开关设备组件内的机械和热负荷的可观减 少，使得能够开发和制造费用低廉、紧凑的开关面板和部件。本专利技术在用于"基本和次级分 布"的空气绝缘或者气体绝缘的低压、中压或高压开关设备组件中使用。 本专利技术将在下列文字中更详细地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少一个短路设备的低压、中压或者高压开关设备组件，在短路设备中移动接触件能够利用推进剂装填物或者气体发生器闭合到固定接触件上；其中短路设备设置在真空断路器室中，并且其中放置固定接触件的真空区域通过具有膜的封盖被细分，所述膜设置有薄弱断裂线并且能够在切换期间被移动接触件穿透。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D根奇，
申请(专利权)人：ABB技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]