电气高压负荷断路器及其打开方法技术

电气高压断路器包括：沿分离轴线可动的第一接触元件，具有在其上固定的第一锁止元件；驱动系统，用于沿分离轴线在打开方向上移动第一可动接触元件，以便打开断路器；沿分离轴线可动的第二接触元件，具有在其上固定的第二锁止元件；和复位系统，用于逆着打开方向复位第二接触元件。设置第一和第二锁止元件，使得在断路器闭合时第一和第二锁止元件处于彼此锁止连接，并且在第一接触元件在打开方向上移动的开始阶段期间该锁止连接首先保持，使得第二接触元件由第一接触元件在打开方向上携带，然后，在移动的分离阶段期间释放锁止连接，使得由复位系统逆着打开方向使第二接触元件返回，且第二接触元件与第一接触元件分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体绝缘的高压开关设备(GIS)的领域，尤其涉及负荷断路器，英语为“on-load disconnector”,其具有可动的第一接触元件和可动的第二接触元件。将高压开关设备理解为配置用于IkV或者更高的额定电压、尤其是75kV或者更高的额定电压的开关设备。负荷断路器分为两类，所谓的“bus-charging(母线充电型)”断路器和所谓的 “bus-transfer (母线传输型)”断路器。在“母线充电型”断路器的情况下电容性电流的中断是关注的中心，而“母线传输型”断路器针对在开关情况下出现的断路情况，其中从第一母线向第二母线的切换应该在额定工作状态下执行。既应该在“母线传输型”开关处理的情况下应用断路器，尤其是负荷断路器，也应该在“母线充电型”开关处理的情况下应用断路器，尤其是负荷断路器。如果例如在具有双母线的气体绝缘的(GIS-)开关设备的情况下切换母线，则在标称工作状态(额定工作状态)下出现感生的电压和补偿电流，其需要(负荷)断路器的一定的断开线路。在额定工作状态下在给定的额定电压和给定的额定电流的情况下由所谓的耦合板(英语也称为“coupler bay”)决定，在打开负荷断路器时单单由于在两个母线之间构成的电流回路的阻抗而出现不可忽略的补偿电流。在打开(负荷)断路器时在可动触头和固定触头之间产生电弧。此外根据开关情况产生具有非常高的频率(数量级为MHz)的瞬时过电压(VFT)，其对于开关设备所连接的装置可能有害。负荷断路器工作得越快，电弧火花出现得越少。因此力求实现能够以高的速度移动的可动电弧触头，以便接触或者离开固定的电弧触头。可动的电弧触头有时也称为瞬变电流触头(pbergangsstromkontakt)。在该电弧触头连接后可动的断路器触头和静止的断路器触头的持续电流触头(额定电流触头)可以立即在没有电弧火花从而无磨损的状态下彼此接近并且彼此电气连接。在(负荷)断路器的情况下为分离或者连接母线使用的各个短路开关必须根据对于开关设备的要求也在该感生的电压和补偿电流存在的情况下能够重复可靠地且无磨损地开关。在气体绝缘的开关设备的情况下该感生的电压通常不超过20伏特。此时估计电流最大为额定电流的80%。在特别的情况下,其中母线或者开关装置(Schaltfelder)彼此相隔较远和/或根据耦合板的结构和数目，与一般用于(负荷)断路开关的相比，电流回路以及相应地还有感生的电压通常能够更大。在额定工作状态下该感生的电压能够例如在与自由空气设备组合的气体绝缘的开关装置的情况下根据开关设备例如可以上升直到300V。 因此对于(负荷)断路开关存在一种要求就是在较高的要求下也可靠地并且无磨损地开关。 为此目的，存在一些高压(负荷)断路器，它们具有固定触头和作为可动触头的断路管。在这些断路开关中在固定触头内集成随动触头，其能够承载电弧。在打开该开关时电弧可以在断路管和随动触头之间形成。通过将这样的断路器设计用于承载电弧，它们能够在一定的负荷下断开，例如在20V的电压和1600A的电流下。这样的断路器对于许多情况而言完全足够。但是还出现一些情况，其中希望在更高的负荷下也能够快速、可靠并且磨损少地断开。从DE600 300 32T2中获知一种具有可快速移动的触头的气体绝缘的高压断路开关。该断路开关具有固定触头和可动触头。在可动触头内有由操作杆操作的活塞。在可动触头的各末端和活塞之间设置两个弹簧。此外提供两个联锁系统，以便在轴向上相对于活塞固定可动触头。由此能够与操作杆和活塞无关地移动可动触头。从EP0348645A2中获知一种气体绝缘的开关设备，具有可进入配对触头内的触头。根据EP0348645A2，可以通过如下方式避免在接通和切断断路开关时小电流的通弧 (Durchziindungen):通过弹簧预加应力的快速夹紧销(Schnellspannstift)负责加速地进行接触和中断。因此在这种背景下建议根据权利要求1的电气高压断路器以及根据权利要求15的方法。另外有利说的方面从从属权利要求、下面的明和附图中可以看出。根据本专利技术的第一方面，电气高压断路器包括沿分离轴线可动的第一接触元件， 具有在其上固定的第一锁止元件；沿分离轴线可动的第二接触元件，具有在其上固定的第二锁止元件；驱动系统，用于沿分离轴线在打开方向上移动第一接触元件，以便打开断路器；以及复位系统，用于逆着打开方向复位第二接触元件。如此设置第一锁止元件和第二锁止元件，使得得到下面的配置在断路器闭合时第一锁止元件和第二锁止元件彼此锁止并且构成锁止连接。在第一接触元件在打开方向上移动的开始阶段期间锁止连接首先保持在相对于分离轴线的第一接触元件的第一位置区域内，使得第二接触元件由第一接触元件在打开方向上携带 (mitgenommen)。换句话说,在打开断路器时相对于分离轴线的第一接触元件的第一位置区域内锁止连接的附着力这样大，也就是说可如此保持，使得第二接触元件由第一接触元件在第一接触元件移动时在打开方向上携带。根据断路器的实施方式，附着力在断路器的工作状态下例如可以以磁方式或者通过适宜的几何结构(几何方式)或者组合地既以磁方式也以几何方式产生。接着锁止连接在移动的分离阶段期间释放，使得第二接触元件由复位系统逆着打开方向返回，并且第二接触元件在第一接触元件的相对于分离轴线的第二位置区域内从第一接触元件断开。在下面不狭义地解释术语“锁止”，其中锁止需要具有可释放的、彼此锁止且相应形状配合地构造的锁止元件的机械式锁止装置。术语“锁止”在本专利技术中而是应该理解为，可动的第一接触元件相对于它的配对接触元件在分离轴线的方向上占据预先规定的位置，并且需要克服一定的抵抗值，以便又将可动的第一接触元件从“锁止状态即占据的“卡锁位置(Rastposition) ”取出。作为这种非机械式的备选方案的代表，这里例如提到磁性连接来替代，它的吸引力同样构成在本专利技术的意义上的力接合(kraftschliissig)的锁止连接，以便产生所述附着力。换句话说，在打开断路器的情况下，在它的工作状态下，在第一接触元件的相对分离轴线的与第一位置区域邻接的第二位置区域内可释放锁止连接的附着力，即可以以力的方式减小，使得第二接触元件由复位系统逆着打开方向返回/可返回，并且第二接触元件从第一接触元件断开/可断开。断路器尤其可以是负荷断路器。根据本专利技术的第二方面，建议一种用于在电气高压断路器的工作状态下打开它的方法。该高压断路器包括第一接触元件，具有在其上固定的第一锁止元件；驱动系统，用于在打开方向上沿分离轴线相对于第二接触元件移动第一可动接触元件，以便打开断路器；第二接触元件， 具有在其上固定的第二锁止元件；以及复位系统，用于逆着打开方向使第二接触元件复位。在本方法中首先闭合断路器，使得第一锁止元件和第二锁止元件彼此锁止并且构成锁止连接。该方法包括下面的过程或者方法步骤-在打开方向上沿分离轴线通过相对于分离轴线的第一接触元件的第一位置区域移动第一接触元件；-在打开方向上通过第一位置区域移动第一接触元件时保持锁止连接的附着力， 使得第二接触元件在第一接触元件移动时由第一接触元件在打开方向上携带；-相对于分离轴线的第一接触元件的与第一位置区域邻接的第二位置区域内释放附着力；以及-本文档来自技高网...

【技术保护点】
电气高压断路器(1)，包括：?沿分离轴线可动的第一接触元件(20)，具有在其上固定的第一锁止元件(40)；?沿所述分离轴线可动的第二接触元件(60)，具有在其上固定的第二锁止元件(70)；?驱动系统(30)，用于沿分离轴线相对于所述第二接触元件(60)在打开方向(7)上移动第一可动接触元件(20)，以便打开所述断路器；以及?复位系统(80)，用于逆着所述打开方向复位所述第二接触元件(60)，其中，?在断路器闭合时所述第一锁止元件(40)和所述第二锁止元件(70)彼此锁止并且构成锁止连接，以及?在所述断路器打开时相对于分离轴线的所述第一接触元件(20)的第一位置区域(44)内所述锁止连接的附着力大到使得当在所述打开方向上移动所述第一接触元件(20)时所述第二接触元件(60)由所述第一接触元件(20)携带，以及?在所述断路器打开时相对于分离轴线的所述第一接触元件(20)的与所述第一位置区域(44)邻接的第二位置区域(46)内所述锁止连接的附着力可释放，使得由所述复位系统(80)逆着所述打开方向使所述第二接触元件(60)返回并且所述第二接触元件(60)与所述第一接触元件(20)分离。

【技术特征摘要】
2011.07.04 EP 11172528.91.电气高压断路器(1)，包括-沿分离轴线可动的第一接触元件(20)，具有在其上固定的第一锁止元件(40)；-沿所述分离轴线可动的第二接触元件(60)，具有在其上固定的第二锁止元件(70)；-驱动系统(30)，用于沿分离轴线相对于所述第二接触元件(60)在打开方向(7)上移动第一可动接触元件(20)，以便打开所述断路器；以及-复位系统(80)，用于逆着所述打开方向复位所述第二接触元件(60)，其中，-在断路器闭合时所述第一锁止元件(40)和所述第二锁止元件(70)彼此锁止并且构成锁止连接，以及-在所述断路器打开时相对于分离轴线的所述第一接触元件(20)的第一位置区域 (44)内所述锁止连接的附着力大到使得当在所述打开方向上移动所述第一接触元件(20) 时所述第二接触元件￠0)由所述第一接触元件(20)携带，以及-在所述断路器打开时相对于分离轴线的所述第一接触元件(20)的与所述第一位置区域(44)邻接的第二位置区域(46)内所述锁止连接的附着力可释放，使得由所述复位系统(80)逆着所述打开方向使所述第二接触元件￠0)返回并且所述第二接触元件￠0)与所述第一接触元件(20)分离。2.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(I)，还包括固定触头(50)，所述固定触头(50)用于接触所述第一接触元件(20)，以便闭合所述断路器。3.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(1)，其中，所述第一接触元件和所述第二接触元件(20、60)具有相应的烧损段(42a、62)，所述烧损段(42a、62)设置用于承载可在其间形成的电弧。4.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(I)，其中，所述复位系统(80)包括复位弹簧。5.根据权利要求4所述的电气高压断路器(I)，其中，在打开所述断路器时，相对于分离轴线的所述第一接触元件(20)的第二位置区域内所述锁止连接的附着力可以通过如下方式释放所述复位系统(80)的、在所述分离轴线的方向上作用的力分量超过所述附着力在所述分离轴线的方向上作用的力分量。6.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(I)，还具有气密的外壳(2)，其中， 所述复位系统(80)具有在该外壳的内部容积内设置的阻尼元件。7.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(I)，其中，围绕所述断路器的轴线 (8)基本上旋转对称地设置所述第一接触元件和所述第二接触元件(20、60)。8.根据上述权利要求之一所述的电气高压断路器(I)，其中，所述第一锁止元件和所述第二锁止元件(40、70)构造用于彼此以机械方式接合。9.根据权利要求8所述的电气高压断路器(I)，其中，所述第二锁止元件(70)在锁止区域内具有多个弹性元件(78)，在锁止时可对于分离轴线径向地朝向所述第一锁止元件 (40)移动所述弹性元件(78)，并且为了释放所述锁止连接可抵抗所述弹性元件(78)的弹簧力对于所述分离轴线径向地从所述第一锁止元件(40)离开地移动所述弹性元件(78)。10.根据权利要求9所述的电气高压断路器(I)，其中，所述第二锁止元件(70)在锁止区域内以弹簧夹头方式构造，其中所述弹性元件(78)与在圆周方向上环绕的本体一件式地构造D11.根据权利要求8到10之一所述的电气高压断路器(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·西根塔勒，M·凯勒，M·贝施，U·克吕西，R·卡尔韦特，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：