具有兩組接觸元件的開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓或中壓開關(guān)，尤其是DC開關(guān)，其包括可相互位移的第一和第二組接觸元件。本發(fā)明還涉及包括這種開關(guān)的斷流器。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的一個開關(guān)例如在共同擁有的美國專利和公布的專利申請US7235751、US2012/0256711以及US2013/0098874中公開。其具有第一和第二組接觸元件以及適于沿著位移方向相互位移接觸元件的驅(qū)動器。每個接觸元件攜帶至少一個傳導元件。在接觸元件的第一相互位置，其傳導元件組合以沿位移方向的橫向方向形成在開關(guān)的第一和第二端子之間的至少一個傳導路徑。在接觸元件的第二位置，傳導元件相互位移進入交錯位置且因此中斷上述傳導路徑。
[0003]在US2012/0256711和US2013/0098874中描述的開關(guān)具有接觸元件，其帶有攜帶傳導元件的絕緣載體。在開關(guān)的閉合狀態(tài)中，傳導元件對準以沿軸向方向在開關(guān)的端子之間形成一個或多個電流路徑。為了斷開開關(guān)，接觸元件借助于兩個驅(qū)動器沿著垂直于軸向方向的方向相互位移。該開關(guān)布置在具有升高的壓力的氣體或在液體中布置在液密殼體中。開關(guān)具有經(jīng)受高壓能力和快速切換時間。傳導元件在攜帶其的載體的兩個相對表面上側(cè)向突出，且沿軸向方向關(guān)于攜帶其的載體稍微可動，和/或其圍繞傾斜軸線稍微可傾斜，其中所述傾斜軸線垂直于軸向方向和位移方向。
[0004]每個端子形成接觸表面用于接觸在外部接觸元件上的傳導元件，其中，端子中的至少一個包括彈簧部件，其彈性地推壓端子的接觸表面抵靠傳導元件。這確保了在傳導元件自身之間以及在傳導元件與端子上的接觸表面之間的適當?shù)慕佑|力，以及，在傳導元件沿軸向方向可動的情況下，在電流路徑中的所有傳導元件之間的力大致相等。
[0005]雖然通常令人滿意，但是本發(fā)明的目的可看做在切換過程期間減少載體在高加速度下的不需要的移動與振動，且減少切換過程的磨損與其他有害影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，開關(guān)具有用于施加待切換的電流的至少第一和第二端子以及至少第一組接觸元件和第二組接觸元件以及驅(qū)動器，其適于使成組接觸元件關(guān)于彼此沿位移方向相互位移，其中，每個接觸元件包括攜帶至少一個傳導元件的絕緣載體或載體框架，其中傳導元件的位置使得在接觸元件的第一相互位置，傳導元件形成在第一端子與第二端子之間的至少一個傳導路徑，即開關(guān)處于閉合、傳導位置；且在接觸元件的第二相互位置，傳導元件相互位移，使得在第一端子與第二端子之間沒有由傳導元件形成的傳導路徑，即，開關(guān)處于其斷開、非傳導位置，且其中，每個接觸元件分別地在開關(guān)的閉合和斷開期間進行輪廓引導(contour-guided)以沿限定的位移路徑移動，從而減少或增加在相鄰的接觸元件的傳導元件之間沿軸向方向的距離。
[0007]優(yōu)選地，引導輪廓定形成使得，當傳導元件沿位移方向部分重疊時，維持在相鄰的接觸元件的傳導元件之間的間隙(沿軸向方向)。
[0008]輪廓-引導可通過諸如接觸元件安裝到其上或在其間安裝的導軌的外部引導元件或通過安裝到接觸元件上的絕緣側(cè)向間隔元件或通過這種元件的組合提供。間隔元件的外部輪廓定形成以便引入沿軸向方向的小的限定的位移路徑，在開關(guān)的閉合和斷開期間，其上安裝有間隔元件的傳導元件沿著該路徑。
[0009]間隔元件，當完全接觸時，相比(當開關(guān)閉合時)在第一相互位置的相同空隙，稍微地增加在相鄰的接觸元件之間的空隙。換言之，沿軸向方向在兩個相鄰的接觸元件之間的間隔元件的組合最大側(cè)向延伸部，作為離開平行于位移方向D定向的兩個參考平面(例如，在接觸元件的并列的面內(nèi)或在其上的平面)的(垂直)高度測量，稍微地大于相同對的接觸元件的傳導元件的相同組合最大側(cè)向延伸部。
[0010]間隔元件甚至在從斷開到閉合位置的過渡期間保持接觸是優(yōu)選的，反之亦然。關(guān)于閉合操作尤其優(yōu)選地是，間隔件甚至在相鄰的傳導元件已經(jīng)部分重疊(沿位移方向)且因此維持在它們之間沿軸向方向的間隙時保持接觸。
[0011]在間隔元件布置在接觸元件上時，能夠給予接觸元件更多自由以側(cè)向移動及彎曲，尤其是沿軸向方向，當例如與使用用于接觸元件的導軌的解決方案相比時。因此，在閉合和斷開期間，每組接觸元件比其中傳導元件彼此接觸的第一位置沿軸向方向具有稍微更大的側(cè)向伸展。因此，代替橫跨其邊緣推壓成彼此接觸，傳導元件“落下”或更精確地，在開關(guān)的閉合的最后階段，當引導間隔元件彼此分離時，在其平坦接觸面彼此抵靠的情況下引導。這可看作間隔元件的優(yōu)勢。
[0012]每個間隔元件的外部輪廓最佳地包括稍微傾斜面或斜切邊緣，其具有遠離位移方向的小于10°或甚至小于5°的傾斜角度。在開關(guān)的閉合期間，在相鄰接觸元件上的間隔元件首先沿其平行面且優(yōu)選地沿傾斜邊緣的第一部分滑動，且在其相應(yīng)的傾斜邊緣沿位移方向重疊之后在一些點處失去接觸。
[0013]在接觸元件的該位置，在相鄰的接觸元件上的傳導元件已經(jīng)重疊(沿位移方向)，使得其成第一接觸，其中，軸向移動將其相互平行定向的平坦面帶入接觸。因此，可避免傳導元件在開關(guān)閉合時利用其相應(yīng)的角或邊緣而首先接觸。這種布置避免了在接觸元件的邊緣上的磨損以及撕扯，且當閉合時幾乎即刻地提供在傳導元件之間的廣泛接觸區(qū)域。這還減少了通過接觸阻力的局部熱生成。
[0014]原則上，可將間隔元件布置在沿接觸元件的任意位置。然而為了避免在過渡中接觸元件的更大彎曲或彎曲移動，優(yōu)選地是將間隔元件定位成靠近傳導元件，最好在傳導元件沿垂直于軸向方向和位移方向兩者的線的方向(即，傳導元件的傾斜軸線)的一個或兩個側(cè)上。該方向典型地是其中傳導元件具有其最長延伸的方向。
[0015]間隔元件最佳地通過沒有膠或其他材料的連接配合到接觸元件。優(yōu)選的配合是構(gòu)型配合(form fit)，其中該構(gòu)型配合包括諸如過盈配合或滑入配合的配合。
[0016]間隔元件最佳地由具有低摩擦系數(shù)的諸如硬塑料材料的電絕緣材料制成，以避免在閉合和分離接觸元件的驅(qū)動器上的更大載荷。適當?shù)牟牧习≒TFE、PEEK或水晶PET或其復合物。
[0017]有利地，每個傳導元件沿軸向方向關(guān)于攜帶它的載體稍微地可動，和/或其圍繞如上文中限定的傾斜軸線稍微地可傾斜。這允許當開關(guān)處于其第一、閉合位置時，傳導元件自身精確地軸向定位，從而改進電流傳導，其中，接觸面平行定向。
[0018]在又一有利實施例中，每個端子延伸進入帶有用于接觸傳導元件的接觸表面的接觸板，其中，端子中的至少一個包括彈簧部件，其彈性地推壓端子的接觸面抵靠外部接觸元件的傳導元件。這確保了在傳導元件自身之間以及在傳導元件與接觸板的接觸表面之間的適當接觸力。當接觸元件自身沿軸向方向可彎曲或可動時，這是尤其有利的，因為在所有傳導元件之間在電流路徑中的力變得大致相等。
[0019]在尤其優(yōu)選的實施例中，間隔元件在凹部中實現(xiàn)與端子或其任意延伸部(諸如上文所指出的接觸板)的接觸，相比用于在相同端子上的傳導元件的接觸表面，該凹部更少暴露于開關(guān)內(nèi)側(cè)的電場。以這種方式，在外部間隔元件與端子之間的接觸產(chǎn)生的三個點至少在一些程度上被屏蔽，且可避免導致絕緣退化和擊穿的電場過應(yīng)力(overstress)。
[0020]驅(qū)動器(或多個驅(qū)動器，如果存在多于一個的話)有利地布置在殼體內(nèi)，因此消除了對機械套筒的需要。
[0021]開關(guān)有利地用于高DC電壓應(yīng)用(即，對于高于72 kV的電壓)，但是其也可用于中間DC電壓應(yīng)用(在某kV與72 kV之間)。
[0022]其他有利的實施例在所附權(quán)利要求以及在下文的描述中示出。
【附圖說明】
[0023]從本發(fā)明的以下詳細描述中，將更好地理解本發(fā)明，且除了上文中所述的對象以外的對象將變得顯而易見。這種描述參考附圖，其中:
圖1示出已知的開關(guān)的橫截面視圖；
圖2示出圖1的接觸元件的放大橫截面視圖；
圖3A示出帶有載體部分和加速桿但是沒有介電間隔元