專利名稱：開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體涉及開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
開關(guān)裝置、比如斷路器在高于420kV的高壓氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備中的可裝備有電阻器(resistor)，電阻器限制在斷路器的打開和關(guān)閉期間可能引起的非?？焖俚乃沧?VFT)。在已知的設(shè)計(jì)中，電阻器設(shè)計(jì)成帶有高的能量吸收能力的大型歐姆電阻(bulk ohmic resistor)并且放置在固定的接觸側(cè)上。應(yīng)用幾百歐姆直到一千歐姆的電阻值。在固定的接觸件內(nèi)使用這樣的電阻器需要幾乎加倍運(yùn)動(dòng)件的行程，因?yàn)檠刂撾娮杵鞯膲航到婆c額定電壓一樣高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，提供一種開關(guān)裝置，其包括填充有絕緣氣體的外殼；包括第一主接觸件和第一弧形接觸件的第一接觸元件；以及包括第二主接觸件和第二弧形接觸件的可移動(dòng)的第二接觸元件，該第二接觸元件可從第一位置移動(dòng)到第二位置，在該第一位置處第一和第二主接觸件以及第一和第二弧形接觸件處于直接接觸，在該第二位置處不僅第一和第二主接觸件而且第一和第二弧形接觸件不處于直接接觸，所述第二接觸元件還包括以電的方式將第二主接觸件與第二弧形接觸件相連接的阻抗元件(impedance element)。根據(jù)實(shí)施例，將阻抗元件添加到開關(guān)裝置的移動(dòng)接觸件。通過這樣做，在開關(guān)裝置的打開和關(guān)閉期間，阻抗元件將是活躍的，以降低VFT峰值和上升率(rate-of-rise)。 在打開期間，阻抗元件將是活躍的，以改善開關(guān)裝置的總線轉(zhuǎn)換開關(guān)特性(bus transfer switching behavior)。阻抗可包括電感元件(inductive element)禾口 /或可包括電阻兀件(resistor element)，它們都在開關(guān)裝置的移動(dòng)接觸件內(nèi)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，電阻元件的電阻處于0. 01與10. OOhm之間的范圍內(nèi)。優(yōu)選， 電感元件的感應(yīng)率(inductivity)處于1.0與50. OnH之間的范圍內(nèi)。由于電阻器和電感的較低的值，在移動(dòng)接觸元件上將需要在弧形接觸件與主接觸件之間的僅僅較小的絕緣空隙，并且因此不需要對(duì)于移動(dòng)接觸元件的附加的行程。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，電阻元件顯示正的溫度系數(shù)。優(yōu)選地，電阻元件顯示趨膚效應(yīng) (skin effect) 0此外，優(yōu)選的是電阻元件包括陶瓷材料。電阻器材料的合適的選擇允許應(yīng)用電阻器中的趨膚效應(yīng)，所以電阻值對(duì)于在高頻率下衰減的VFT比它在額定頻率下打開期間更高。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，電感元件和電阻元件整體地形成單個(gè)的阻抗元件。優(yōu)選地，在阻抗元件上的壓降低于開關(guān)裝置的額定電壓的1/10。另外的示例性實(shí)施例是根據(jù)從屬權(quán)利要求、說明書和附圖。


對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員全面的且能實(shí)現(xiàn)的公開，包括其最佳實(shí)施方式，更具體地在說明書的其余部分中提出，包括參考附圖，其中圖1顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置的截面的平面圖，該開關(guān)裝置可安裝在封裝的開關(guān)設(shè)備組件中；圖2顯示了在開關(guān)裝置的關(guān)閉位置中的在圖1中標(biāo)出的接觸區(qū)域的詳細(xì)圖示；圖3顯示了在開關(guān)裝置的打開位置中的在圖1中標(biāo)出的接觸區(qū)域的詳細(xì)圖示；以及圖4顯示了根據(jù)圖1的開關(guān)裝置的示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參考各個(gè)示例性的實(shí)施例，其中的一個(gè)或更多個(gè)示例顯示在附圖中。每個(gè)示例通過解釋的方式提供并且不作為限制。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分所顯示或描述的特征可用于其它實(shí)施例或與其它實(shí)施例相結(jié)合以產(chǎn)生另外的實(shí)施例。意圖是本公開包括這些修改和變體。以下將解釋多個(gè)實(shí)施例。在這種情況下，在附圖中，相同的結(jié)構(gòu)特征由相同的參考標(biāo)號(hào)表示。在附圖中所顯示的結(jié)構(gòu)并不真實(shí)按比例繪制，而是僅用作實(shí)施例的更好的理解。對(duì)本申請(qǐng)來說，高壓開關(guān)裝置包括高壓和高功率開關(guān)，帶有或不帶有滅弧件、斷路器、接地裝置的開關(guān)以及來自高壓技術(shù)領(lǐng)域的另外的開關(guān)裝置。圖1顯示了在打開位置中的根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置。在圖1中所示的開關(guān)裝置是以氣體絕緣的、金屬封裝的開關(guān)設(shè)備組件的模塊的形式，并且具有填充有絕緣氣體的金屬外殼1以及具有兩個(gè)主開口 2和3。開口 2和3各以氣密的方式由絕緣隔板(barrier insulator)密封，絕緣隔板以與外殼1電絕緣的方式在每種情況下支承電流導(dǎo)體5和6，相應(yīng)地，電流導(dǎo)體5和6可具有施加于它們的高壓。代替絕緣隔板，如果適當(dāng)，也可使用帶有氣體通道開口的柱式絕緣件(post insulator)。電流導(dǎo)體6連接到第一接觸元件10，第一接觸元件10包括第一主接觸件12和第一弧形接觸件14(見圖2、。電流導(dǎo)體5連接到第二接觸元件20，第二接觸元件20包括第二主接觸件22以及第二弧形接觸件M并且其可沿著圖1的水平軸線移動(dòng)。導(dǎo)體管21或中空載體21被使用以便引導(dǎo)電流到電流導(dǎo)體5，所述導(dǎo)體管21或中空載體21形成接觸元件20的一部分，并且與其位置無(wú)關(guān)地經(jīng)由兩個(gè)滑動(dòng)接觸件(沒有示出)不斷地形成到電流導(dǎo)體5的電流傳輸。而且，開關(guān)裝置包括將驅(qū)動(dòng)元件20從第一位置移動(dòng)到第二位置的驅(qū)動(dòng)元件7，在第一位置處第一和第二主接觸件12、22以及第一和第二弧形接觸件14、對(duì)處于直接接觸， 在第二位置處不僅第一和第二主接觸件12、22而且第一和第二弧形接觸件14、M不處于直接接觸。如可在圖2中更加詳細(xì)觀察的，開關(guān)裝置包括固定到電流導(dǎo)體6的第一接觸元件 10。第一接觸元件10包括具有接觸彈簧形狀的第一主接觸件12。而且，第一接觸元件10 包括由導(dǎo)電彈性元件16支承的第一弧形接觸件14。護(hù)罩18圍繞第一接觸元件10設(shè)置，以便影響在第一接觸元件10附近的場(chǎng)分布?？梢苿?dòng)的第二接觸元件20包括由導(dǎo)體管21的一部分所形成的第二主接觸件22和在第二接觸元件20的前面部分處形成的第二弧形接觸件M。附加的護(hù)罩(未顯示)也可圍繞第二接觸元件20設(shè)置。而且，第二接觸元件20包括將第二主接觸件22與第二弧形接觸件M電連接的阻抗元件25。因此，阻抗元件25放置在主電流接觸件22與弧形接觸件M之間的移動(dòng)接觸件內(nèi)。優(yōu)選地，阻抗元件25包括電感元件和電阻元件，其中，電感元件和電阻元件整體地形成單個(gè)的阻抗元件25。此外，優(yōu)選的是使用近似0. IOhm的非常小(冷)的電阻和近似20nH 的電感值。所需要的電感值例如可通過選擇適當(dāng)?shù)碾娋€尺寸進(jìn)行選取。優(yōu)選地，電阻元件顯示正的溫度系數(shù)和/或趨膚效應(yīng)。而且，優(yōu)選的是沿著阻抗元件的壓降保持低于額定電壓的近似1/10。將阻抗元件25在移動(dòng)接觸元件20中的位置與小的阻抗值相結(jié)合，允許在額定電流接觸件22與弧形接觸件M之間的小的空隙26。因此，在打開期間由阻抗25耗散的能量較低，并且這允許使用僅僅非常小的電阻器容量。圖2顯示了在第一位置中的開關(guān)裝置，在第一位置處第一和第二主接觸件12、22 以及第一和第二弧形接觸件14、對(duì)處于直接接觸。圖3顯示了在第二位置中的開關(guān)裝置， 在第二位置處不僅第一和第二主接觸件12、22而且第一和第二弧形接觸件14、M不處于直接接觸。圖4顯示了根據(jù)圖1的開關(guān)裝置的示意性電路圖。因此，第一和第二主接觸件12、 22 —起形成主開關(guān)31，而第一和第二弧形接觸件14J4形成弧形開關(guān)32。阻抗元件25由 PTC電阻器35和電感36組成?；⌒伍_關(guān)32、電阻器35和電感36串聯(lián)連接，其中，主開關(guān) 31并聯(lián)連接到弧形開關(guān)。由于阻抗元件25的設(shè)計(jì)和布置，對(duì)于開關(guān)裝置的關(guān)閉和打開，阻抗元件25將以不同的方式起作用。在關(guān)閉期間，第一和第二弧形接觸件將在第一和第二主接觸件之前關(guān)閉。預(yù)起弧 (Pre-striking)將發(fā)生在弧形接觸件之間，而非?？焖俚乃沧?VFT)將主要通過阻抗元件衰減。優(yōu)選地，在高頻率下由于趨膚效應(yīng)，電阻值將升高。所引起的熱在電阻元件中耗散。電感元件也是活躍的并且限制VFT的升高率。通過應(yīng)用較小的電阻器和電感值， VFT峰值電壓的僅10%到20%將被衰減，然而該衰減足夠用于保持VFT峰值較好地低于 GIS 設(shè)備的擊穿強(qiáng)度(breakdowns strength)。在打開開關(guān)裝置期間，第一和第二弧形接觸件將在第一和第二主接觸件之后打開。由于在主接觸件打開后的總線轉(zhuǎn)換期間較低的頻率(例如50或60Hz)，僅電阻元件是活躍的。在總線轉(zhuǎn)換開關(guān)期間，總線轉(zhuǎn)換電流將產(chǎn)生在小的電阻器上的約幾百伏的壓降。該電壓已經(jīng)高于弧形電壓(arc voltage) 0因此，總線轉(zhuǎn)換時(shí)間和相應(yīng)的接觸磨損將顯著降低。建議使用帶有正的溫度系數(shù)PTC的電阻材料。因此，在打開期間耗散的能量將提高電阻值，并且進(jìn)一步改善總線轉(zhuǎn)換能力。在顯示在附圖中的實(shí)施例的基礎(chǔ)上描述本發(fā)明例，并且從這些實(shí)施例中顯現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改。然而，本公開不限制于所具體描述的實(shí)施例，而是可以以合適的方式進(jìn)行修改和變化。它處于以合適的方式將一個(gè)實(shí)施例的單獨(dú)的特征及特征的組合與另一實(shí)施例的特征及特征的組合相組合的范圍中，以便獲得其它的實(shí)施例。基于本文的教導(dǎo)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可做出改變和修改而不偏
5離本公開和它的更廣泛的方面。也就是說，本文中以上所提出的所有示例意圖是示例性的
而非限制性的。
參考標(biāo)號(hào)列表
1金屬外殼
2，3主開口
5,6電流導(dǎo)體
7驅(qū)動(dòng)元件
10第一接觸元件
12第一主接觸件
14第一弧形接觸件
16導(dǎo)電彈性元件
18護(hù)罩
20第二接觸元件
21接觸管；中空載體
22第二主接觸件
24第二弧形接觸件
25阻抗元件
26空隙
31主開關(guān)
32弧形開關(guān)
35電阻器
36電感
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)裝置，其包括填充有絕緣氣體的外殼(1)；包括第一主接觸件(1 和第一弧形接觸件(14)的第一接觸元件(10)；以及包括第二主接觸件0 和第二弧形接觸件04)的可移動(dòng)的第二接觸元件(20)，所述第二接觸元件OO)能夠從第一位置移動(dòng)到第二位置，在所述第一位置處所述第一和第二主接觸件(12，14)以及所述第一和第二弧形接觸件(14，24)處于直接接觸，在所述第二位置處不僅所述第一和第二主接觸件(12,2 而且所述第一和第二弧形接觸件(14，24)不處于直接接觸；所述第二接觸元件OO)還包括將所述第二主接觸件0 與所述第二弧形接觸件04) 電連接的阻抗元件(25)，其特征在于，所述阻抗元件05)包括電阻元件(35)和電感元件 (36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電阻元件(35)的電阻處于0.01 與10. OOhm之間的范圍中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電感元件(36)的感應(yīng)率位于1. O和50. OnH之間的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電阻元件(35)顯示正的溫度系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電阻元件(35)顯示趨膚效應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電阻元件(35)包括陶瓷材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述電感元件(36)和所述電阻元件(35)整體地形成單個(gè)的阻抗元件05)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在所述阻抗元件05)上的壓降低于所述開關(guān)裝置的額定電壓的1/10。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，第一接觸元件(10)包括連接到第一弧形接觸件(14)的導(dǎo)電彈性元件(16)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述開關(guān)裝置還包括用于使所述第二接觸元件OO)從第一位置移動(dòng)到第二位置的驅(qū)動(dòng)元件(7)，在所述第一位置處所述第一和第二主接觸件(12，22)以及所述第一和第二弧形接觸件(14，24)處于直接接觸，在所述第二位置處不僅所述第一和第二主接觸件(12,2 而且所述第一和第二弧形接觸件(14，24)不處于直接接觸。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述第一主接觸件 (12)包括接觸彈簧。
全文摘要
一種開關(guān)裝置，其包括填充有絕緣氣體的外殼；包括第一主接觸件和第一弧形接觸件的第一接觸元件；以及包括第二主接觸件和第二弧形接觸件的可移動(dòng)的第二接觸元件，第二接觸元件能夠從第一位置移動(dòng)到第二位置，在第一位置處第一和第二主接觸件以及第一和第二弧形接觸件處于直接接觸，在第二位置處不僅第一和第二主接觸件而且第一和第二弧形接觸件不處于直接接觸；第二接觸元件還包括將第二主接觸件與第二弧形接觸件電連接的阻抗元件，其特征在于，阻抗元件包括電阻元件和電感元件。
文檔編號(hào)H01H33/16GK102428537SQ201080009783
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者J·科斯托維克, M·加西亞, U·克呂西, W·霍勞斯 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司