專利名稱：電氣開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣開關(guān)裝置，該電氣開關(guān)裝置帶有用于斷開和連接 電導(dǎo)線的第一斷路器單元、尤其是空氣絕緣接地開關(guān)。此外，本發(fā)明還涉 及一種用于開關(guān)該空氣絕緣接地開關(guān)的方法，其中，在該空氣絕緣接地開 關(guān)上不產(chǎn)生由于電壓擊穿造成的電弧。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空氣絕緣接地開關(guān)被構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)地線(Schwenk-Erder)或旋轉(zhuǎn) 滑動式地線(Schwenk-Schub-Erder )。在將導(dǎo)線或開關(guān)設(shè)備接到地電位或與 地電位斷開時，開關(guān)過程產(chǎn)生容性和/或感性電流，該電流在接地開關(guān)的主 觸點相距一定距離時可能造成電弧。因為接地開關(guān)多數(shù)情況下在露天設(shè)備
止，如下地解決這一問題即，為主觸點連接具有超前或滯后(nacheilend) 功能的輔助觸點。僅在輔助觸點上點燃所產(chǎn)生的電弧。由此保護了空氣絕 緣開關(guān)的主觸點不受電弧影響。這樣做的缺點在于，由此而產(chǎn)生的電弧還 是露天地產(chǎn)生并由此構(gòu)成安全方面的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，確保主開關(guān)無電弧地切換。 這一技術(shù)問題是通過權(quán)利要求1以及權(quán)利要求11的特征解決的。根據(jù) 本發(fā)明，在該電氣開關(guān)裝置中，至少一個封裝的第二斷路器單元與第一斷 路器單元并聯(lián)地布置，并且，在連接或斷開電導(dǎo)線時產(chǎn)生的電壓擊穿作為 電弧在第二斷路器單元內(nèi)產(chǎn)生，其中，第二斷路器單元在連接電導(dǎo)線時可 以在第一斷路器之前切換而在斷開電導(dǎo)線時可以在第一斷路器單元之后切 換。通過根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備確保了可能的電弧僅在第二斷路器單元內(nèi) 出現(xiàn)，并因而使第一斷路器單元可以無電弧地切換。尤其對作為第一斷路 器單元的空氣絕緣接地開關(guān)來說，由此產(chǎn)生了如下的優(yōu)點可能的電弧不
在空氣絕緣接地開關(guān)的主觸點上出現(xiàn)，并因而延長了開關(guān)設(shè)備的壽命。同 時，由此將由于電弧出現(xiàn)在作為的第 一斷路器單元的戶外空氣絕緣接地開 關(guān)上而導(dǎo)致的安全方面的風(fēng)險降到了最小。
在電氣開關(guān)設(shè)備的 一種有利構(gòu)造中，第二斷路器單元是功率開關(guān)和/或 負載開關(guān)和/或隔離開關(guān)和/或真空開關(guān)室和/或過壓放電器、例如火花間隙放
電器(Funkenstrecke )和/或限壓器(Spannungsbegrenzer )。尤其是在采用封 裝開關(guān)作為第二斷路器單元的情況下，電弧僅在第二斷路器單元的封閉腔 室內(nèi)點燃，因而被向外屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明，隔離開關(guān)被布置在第一斷路器單元與第二斷路器單元之 間。尤其是對于第一斷路器單元的額定短路電流大于第二斷路器單元的額 定短路電流的情況，第二斷路器單元必須與接通的第一斷路器單元斷開。 隔離開關(guān)確保了這種電氣斷路。
如果封裝的第二斷路器單元的額定短路電流等于或大于第一斷路器單 元的額定短路電流，那么可以采用兩個斷路器單元的串聯(lián)布置。
根據(jù)本發(fā)明，第二斷路器單元布置于靠在開關(guān)設(shè)備上的電壓電位側(cè)、 尤其是高壓電位側(cè)。有利的是，與第二斷路器單元并聯(lián)和/或串聯(lián)地布置至 少另外一個斷路器單元，以用于過電壓的放電。該第三斷路器單元尤其是 過電壓放電器、火花間隙放電器、開放式或封裝的或其它限壓器。
通過過電壓放電器可以將第二斷路器單元的額定電壓選擇得比第一開 關(guān)室的額定電壓小。
在根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備的一種有利的構(gòu)造中，第二斷路器單元被集 成在作為第 一斷路器單元的空氣絕緣接地開關(guān)的固定觸點內(nèi)。由此產(chǎn)生了 如下優(yōu)點所組成的接地開關(guān)設(shè)備可以加裝(nachriistbar) —個相應(yīng)的第二 斷路器單元。
隔離開關(guān)的位于可動的主觸點上的第一部分借助接收裝置與隔離開關(guān) 第二部分形成接觸。由于對作為第一斷路器單元的接地開關(guān)的可動主觸點
的運動的利用，因而借助隔離開關(guān)的第 一部分的機械/電氣耦合是可能的。 相應(yīng)地構(gòu)造的"指狀件"抓到所述接收裝置內(nèi)并由于可動主觸點的運動進 展(Bewegungsauflauf)而在接通或斷開時形成連接。
由于可動主觸點借助隔離開關(guān)的第一部分的運動，因而接收裝置造成 了旋轉(zhuǎn)運動。略微在到達接通狀態(tài)的末端位置之前，可動主觸點在固定主
觸點內(nèi)執(zhí)行提升運動。這種可動主觸點的運動進展用于將隔離開關(guān)兩部分 之間產(chǎn)生的電連接再次在接通狀態(tài)下斷開。事先要通過旋轉(zhuǎn)和提升運動切 換真空開關(guān)室。在可動主觸點在接通狀態(tài)下的末端位置中，兩個斷路器單 元由此通過斷開的隔離開關(guān)再次與主電流^各徑電氣地斷開。
相反，在斷開運動的情況下，由于可動主觸點相對于固定主觸點的下 降運動，隔離開關(guān)的第 一部分通過接收裝置與隔離開關(guān)的第二部分相接觸 并由此首先產(chǎn)生在分離點上的電連接。接著，切換第二斷路單元。利用可 動主觸點的向前運動及其對固定主觸點的遠離，固定和可動主觸點之間的 連接無電弧地斷開。隔離開關(guān)的第一部分的尺寸這樣地設(shè)計，使得在主觸 點之間有足夠的斷路路徑時，接收裝置由于旋轉(zhuǎn)運動而接著使第二斷路器 單元(例如真空開關(guān)室)斷開。在此形成的電弧保持在第二斷路器單元的 腔室內(nèi)。在第一斷路器單元的觸點和滅弧裝置分開足夠遠之后，隔離開關(guān) 同樣可以無電流地斷開。這種運動進展通過可動主觸點的特定幾何形狀和 尺寸、隔離開關(guān)的第一部分的長度和布置、以及接收裝置的設(shè)計來保證。
有利的是，第二斷路器單元與第一斷路器單元并聯(lián)或串聯(lián)地連接。對 于第一斷路器單元與第二斷路器單元作為串聯(lián)電路串聯(lián)電連接的情況，應(yīng) 當(dāng)注意，兩個斷路器單元的電流強度必須分別針對于最大電流進行選擇。 在第二斷路器單元相對于第一斷路器單元并聯(lián)布置的情況下，第二斷路器
單元的電流強度可以被設(shè)計為小于第一斷路器單元的電流強度。在此，然 后在第 一和第二斷路器單元之間使用隔離開關(guān)是有利的。
根據(jù)本發(fā)明，同樣提供了一種用于切換空氣絕緣接地開關(guān)的方法，其 中，該空氣絕緣接地開關(guān)與并聯(lián)于空氣絕緣接地開關(guān)地布置的第二斷路器 單元相連接，其中，在連接電導(dǎo)線時在空氣絕緣接地開關(guān)之前接通所述第 二斷路器單元，而在斷開電導(dǎo)線時首先將電導(dǎo)線與空氣絕緣接地開關(guān)斷開， 然后才將電導(dǎo)線與第二斷路器單元斷開。
在采用分離點(Trennstelle)作為空氣絕緣接地開關(guān)與第二斷路器單元 之間的連接時，在接通過程中首先接通分離點，接著接通第二斷路器單元， 然后接通空氣絕緣接地開關(guān)；而在建立導(dǎo)線連接時，使分離點再次斷開。 在斷開過程中，首先使斷開的分離點接通，然后使空氣絕緣接地開關(guān)斷開， 然后使第二斷開器單元在可能出現(xiàn)電弧的情況下斷開，并在電導(dǎo)線完全斷 開后使隔離開關(guān)再次斷開。


從屬權(quán)利要求中給出了其它的有利構(gòu)造。下面結(jié)合附圖解釋若干示例
性的構(gòu)造。在附圖中
圖1以示意側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備的一部分；
圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明的用于無電弧地接通空氣絕緣接地開關(guān)的
方法流程;
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明的用于無電弧地斷開空氣絕緣接地開關(guān)的 方法流程；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備的電路圖，該開關(guān)設(shè)備帶有與第二 斷路器單元并聯(lián)布置的過電壓放電器作為第三斷路器單元。
具體實施例方式
圖1示出了作為電氣開關(guān)(未示出)組成部分的、作為第一斷路器單 元的空氣絕緣接地開關(guān)2的示意性側(cè)視圖。在空氣絕緣接地開關(guān)2的固定 主觸點4a中集成有作為第二斷路器單元的真空開關(guān)室3。在接通空氣絕緣 接地開關(guān)2的主觸點4a、 4b作為接地電流路徑與電壓電位側(cè)的連接時，借 助接地電流路徑的可動主觸點4b的運動能量接通同樣位于空氣絕緣接地開 關(guān)2的固定主觸點4a內(nèi)的分離點5a、 5b。
在可動主觸點4b在接通過程的旋轉(zhuǎn)運動中，主觸點4b上的支架5a卡 鎖在接收裝置6內(nèi)。并形成在分離點5a、 5b上的電連接。通過可動主觸點 4b的進一步旋轉(zhuǎn)和接下來的提升運動，接著同樣接通真空開關(guān)室3。在此 形成的電弧可以在真空開關(guān)室3內(nèi)滅弧。隨著可動主觸點4b的繼續(xù)運動， 在空氣絕緣接地開關(guān)2的固定主觸點4a和可動主觸點4b之間接著無電弧地 形成電連接。同時，隨著可動主觸點4b的由于可動主觸點4b旋轉(zhuǎn)運動之 后的垂直運動而在空氣絕緣接地開關(guān)2的固定主觸點2內(nèi)實現(xiàn)的卡鎖，分 離點5a、 5b借助5a、 5b的向外運動而再次斷開，因此主電流路徑^又在空氣 絕緣接地開關(guān)2上延伸。分離點5a、 5b使真空開關(guān)室3與接地電流路徑斷 開。
在斷開過程中，由于可動主觸點4b的動力學(xué)性質(zhì)而首先又由于可動觸 點4b的下降運動而接通了分離點5a、 5b。隨著可動主觸點4b繼續(xù)離開空
氣絕緣接地開關(guān)的固定主觸點4a,電接觸現(xiàn)在僅通過真空開關(guān)室3延伸。 真空開關(guān)室3現(xiàn)在也使該觸點斷開并僅在真空開關(guān)室3內(nèi)對在此形成的電 弧進行滅弧。隨著可動主觸點4b繼續(xù)離開空氣絕緣接地開關(guān)2的固定主觸 點，現(xiàn)在不能在主觸點4a、 4b之間形成任何電弧，因此空氣絕緣接地開關(guān) 2可以無電弧地接通和斷開。在空氣絕纟彖接地開關(guān)2以及真空開關(guān)室3無電 流后，通過向外運動可動的主觸點4b而同樣使分離點5a、 5b斷開，因此現(xiàn) 在真空開關(guān)室3以及空氣絕緣接地開關(guān)2完全斷開且無電流。
圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明的采用了附加的分離點5a、 5b的用于無電 弧地接通空氣絕緣接地開關(guān)2的方法流程。各圖示出了根據(jù)本發(fā)明的用于 無電弧地接通空氣絕緣接地開關(guān)2的方法步驟。在斷開狀態(tài)下，使空氣絕 緣接地開關(guān)2和作為真空開關(guān)室的第二斷路器單元3以及在空氣絕緣接地 開關(guān)2和真空開關(guān)室3之間布置的分離點5a、 5b斷開。在接通過程中，現(xiàn) 在首先使分離點5a、 5b接通，接著通過真空開關(guān)室3執(zhí)行導(dǎo)線7的電連接。 可能由此形成的電弧在真空開關(guān)室3內(nèi)滅弧。接著接通空氣絕緣接地開關(guān)2 的固定主觸點4a，其中，現(xiàn)在在此不能形成任何電弧。隨著空氣絕緣接地 開關(guān)2的主觸點4a、 4b的電連接，真空開關(guān)室3接著借助分離點5a、 5b 與電導(dǎo)線7斷開。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的無電弧切換空氣絕緣接地開關(guān)2的斷開過程， 該空氣絕緣接地開關(guān)與作為第二斷路器單元的真空開關(guān)室3和分離點5a、 4b相連接。在接通了在斷開狀態(tài)下斷開的分離點5a、 5b之后，接著使空氣 絕緣接地開關(guān)2的可動主觸點4b離開固定主觸點4a。在此階段，僅在作為 第二斷路器單元的真空開關(guān)室3上實現(xiàn)電連接。接著，真空開關(guān)室3同樣 斷開，因此可能形成的電弧僅在真空開關(guān)室3內(nèi)被點燃。隨著時間的推移， 空氣絕緣接地開關(guān)2的固定主觸點4a現(xiàn)在離開可動主觸點4b如此之遠，以 至于在主觸點4a、4b之間的電弧的點燃由于斷路路徑距離而不再具有可能。 在真空開關(guān)室3以及空氣絕緣接地開關(guān)2的主觸點4a、 4b斷開之后，分離 點5a、 5b也斷開，使得電連接現(xiàn)在被取消。
在此有利的是，將主電流路徑中的動力學(xué)性質(zhì)用于執(zhí)行相應(yīng)的切換過 程?？蓜又饔|點4b的運動用于使分離點5a、 5b和作為第二斷路器單元的真 空開關(guān)室3接通和斷開所要用的力。真空開關(guān)室3自身在此不需要供電， 且同樣不需要與接地電流路徑并聯(lián)的輔助電流路徑。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備1的電路圖，該開關(guān)設(shè)備帶有與第 二斷路器單元3并聯(lián)布置的作為第三斷路器單元8的過電壓放電器。與作 為第一斷路器單元布置的接地開關(guān)2并聯(lián)的作為第二斷路器單元的真空開 關(guān)室3,另外通過作為火花間隙放電器的第三斷路器單元8保護并在電壓方 面受到限制。由此，真空開關(guān)室3可以在電壓和電流強度方面將規(guī)格設(shè)計 為小于接地開關(guān)2。同樣可以在電開關(guān)設(shè)備l內(nèi)相對于真空開關(guān)室3并聯(lián)和 /或串聯(lián)地另外布置其它的斷路器單元(未示出)。
權(quán)利要求
1. 一種電氣開關(guān)裝置(1)，該電氣開關(guān)裝置帶有用于斷開和連接電導(dǎo)線(7)的第一斷路器單元(2)，其特征在于，在所述開關(guān)裝置(1)內(nèi)，至少一個接近接通的第二斷路器單元(3)與所述第一斷路器單元(2)相連，并且在連接或斷開所述電導(dǎo)線(7)時形成的電壓擊穿作為電弧產(chǎn)生在所述第二斷路器單元(3)內(nèi)，其中，所述第二斷路器單元(3)在所述電導(dǎo)線(7)連接時可以在所述第一斷路器單元(2)之前切換，而在所述電導(dǎo)線(7)斷開時，則可以在所述第一斷路器單元(2)之后切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)裝置(1 ),其特征在于，所述第一 斷路器單元(2)是空氣絕緣接地開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述 第二斷路器單元(3)是功率開關(guān)和/或負載開關(guān)和/或隔離開關(guān)和/或真空開 關(guān)室和/或過壓放電器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 )，其特征在 于，在所述第一斷路器單元(2)和所述第二斷路器單元(3)之間布置有 隔離開關(guān)(5a， 5b)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 )，其特征在 于，所述第二斷路器單元(3)布置于靠在所述開關(guān)設(shè)備(1)上的電壓電 位側(cè)、尤其是高壓電位側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 ),其特征在 于，與所述第二斷路器單元(3)并聯(lián)和/或串聯(lián)地布置至少另外一個斷路器 單元(8)，用于過電壓的放電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述第三 斷路器單元(8)是過電壓放電器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 ),其特征在 于，所述第二斷路器單元(3)集成在作為第一斷路器單元的接地開關(guān)(2) 的固定觸點(4a)內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 ),其特征在 于，所述隔離開關(guān)(5a)的位于可動的主觸點(4b)上的第一部分借助接 收裝置(6)與所述隔離開關(guān)(5b)的第二部分形成接觸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的電氣開關(guān)裝置(1 ),其特征在 于，所述第二斷路器單元(3)并聯(lián)和/或串聯(lián)地與所述第一斷路器單元(2) 相連。
11. 一種利用與空氣絕緣接地開關(guān)(2 )并聯(lián)布置的第二斷路器單元(3) 來對與所述空氣絕緣接地開關(guān)(2)相連的電導(dǎo)線(7)的所述空氣絕緣開 關(guān)(2)進行切換的方法，其中，在連接電導(dǎo)線(7)時將所述第二斷路器 單元(3)在所述空氣絕緣接地開關(guān)(2)之前接通，而在斷開電導(dǎo)線(7) 時首先將所述電導(dǎo)線與所述空氣絕緣接地開關(guān)(2)斷開，然后才將所述電 導(dǎo)線(7)與所述第二斷路器單元(2)斷開。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在采用分離點(5a, 5b)作為所述空氣絕緣接地開關(guān)(2)與所述第二斷路器單元(3)之間的 連接時，在接通過程中首先接通所述分離點(5a, 5b)，接著接通所述第二 斷路器單元(3)，然后接通所述空氣絕緣接地開關(guān)(2),而在建立導(dǎo)線連 接時，使所述分離點(5a， 5b)再次斷開，在斷開過程中，首先使斷開的 所述分離點(5a， 5b)接通，然后使所述空氣絕緣接地開關(guān)(2)斷開，然 后使所述第二斷開器單元(3)在可能出現(xiàn)電弧的情況下斷開，并在所述電 導(dǎo)線(7)完全斷開后使所述隔離開關(guān)(5a， 5b)再次斷開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電氣開關(guān)裝置，該電氣開關(guān)裝置帶有用于斷開和連接電導(dǎo)線的第一斷路器單元、尤其是空氣絕緣接地開關(guān)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于切換空氣絕緣接地開關(guān)的方法，其中，在該空氣絕緣接地開關(guān)上不產(chǎn)生由于電壓擊穿造成的電弧。根據(jù)本發(fā)明，可以這樣切換與第一斷路器單元并聯(lián)的第二斷路器單元，使得在切換時所產(chǎn)生的電弧點燃僅在所述第二斷路器單元內(nèi)發(fā)生。
文檔編號H01H31/00GK101385108SQ200780005863
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者卡斯滕·普羅茨, 德克·施瑞德, 托斯滕·扎茨 申請人:西門子公司