开关装置和开关设备 |
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| 申请号 | CN201180071626.6 | 申请日 | 2011-06-16 | 公开(公告)号 | CN103608883B | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | ABB技术有限公司; | 发明人 | T·恩德雷; T-R·布乔图夫特; P·K·斯克里腾; H·哈德兰德; J-A·特维滕; S·洛内; J-A·津克; R·埃斯佩塞斯; | ||||
| 摘要 | 一种用于配电的 开关 装置(102、104、106)，其电连接到电导体(114、116、118)，所述开关装置(102、104、106)包括电连接到所述电导体(114、116、118)的 断路器 (126、128、130)以及至少部分导电的壳体(120、122、124)，所述断路器(126、128、130)安装到所述壳体(120、122、124)，所述壳体(120、122、124)具有外表面(134)。所述断路器(126、128、130)包括：至少一个导电的第一触点(202)和一个导电的第二触点(204)，所述第二触点(204)是关于所述第一触点(202)和关于所述壳体(120、122、124)可移动的，并且当所述第一触点(202)和所述第二触点(204) 接触 时，所述断路器(126、128、130)是处于闭合 位置 ，并且当所述第一触点(202)和所述第二触点(204)分离时，所述断路器(126、128、130)是处于关断位置。所述开关装置(102、104、106)被布置为提供在所述断路器(126、128、130)和所述电导体(114、116、118)之间的 电流 路径；并且所述壳体(120、122、124)容纳至少一个用于操作所述第二触点(204)的导引构件(150、152)，所述至少一个导引构件(150、152)是关于所述壳体(120、122、124)可移动的，其中所述至少一个导引构件(150、152)包括偏置组件(151)，该偏置组件(151)被布置为当所述断路器(126、128、130)是处于闭合位置时，紧靠所述第一触点(202)偏置所述第二触点(204)。所述偏置组件(151)包括多个偏置构件(156、158)，所述多个偏置构件(156、158)包括第一偏置构件(156)和第二偏置构件(158)。一种用于配电的开关设备，其包括至少一个这种开关装置(102、104、106)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于配电的开关装置(102、104、106)，所述开关装置(102、104、106)电连接到电导体(114、116、118)，所述开关装置(102、104、106)包括： |
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| 说明书全文 | 开关装置和开关设备技术领域[0001] 本发明涉及用于配电的开关装置，其可电连接到电导体。所述开关装置包括：可电连接到电导体的断路器和安装该断路器至其的至少部分导电的壳体，所述壳体具有外表面。所述断路器包括：至少一个导电的第一触点和一个导电的第二触点，所述第二触点是关于所述第一触点和关于所述壳体可移动的，并且当所述第一触点和所述第二触点接触时，所述断路器是处于闭合位置，并且当所述第一触点和所述第二触点分离时，所述断路器是处于关断位置。所述开关装置被布置为在所述断路器和所述电导体之间提供电流路径，并且所述壳体容纳至少一个用于操作所述第二触点的导引构件，所述至少一个导引构件是关于所述壳体可移动的。此外，本发明涉及开关设备，该开关设备包括至少一个上述种类的开关装置。 背景技术[0002] 用于例如1-1000千伏的、诸如12、24或36千伏的中压和/或高压的现有技术的开关设备通常包括：一至五个容纳在壳中或封装中的模块，并且每个模块包括：至少三个电气套管（每个电气套管用于三相AC配电系统中的每一相）、从每个电气套管引到各自断路器（例如真空断续器）的导体、选择器开关（每个选择器开关用于每个断路器）、以及母线（每一个母线用于每一相）。选择器开关用于将断路器连接到母线或者将断路器与母线断开连接。每个选择器开关通常包括闸刀开关，该闸刀开关可在该闸刀开关连接到母线或与母线断开连接的位置之间移动。 [0003] 断路器通常是真空断续器，其可以是弹簧加载的，并且当出现特定操作条件时，提供该断路器以中断电路。在这种断开之后，可以手动地或自动地将选择器开关与各自的母线断开连接，到选择器开关接地的位置或者到关断位置，在关断位置中例如可以对开关的断路器侧上的部件进行电测量。 [0004] 在US2008/0217153A1、US2004/0104201A1和DE3528770A1中的每一个都公开了开关设备的示例，其中公开了开关设备，对于每一相来说该开关设备具有断路器、母线和可移动的开关元件，该开关元件可在第一位置、第二位置和第三位置之间枢转，在第一位置中该开关元件将断路器电连接到母线，在第二位置中该开关元件连接到地/接地，在第三位置中该开关元件与母线和地都断开连接，第三位置对应于关断位置。 [0007] US5,057,654公开了断续器开关组件，其设置有具有模制的壳体和覆盖部分的断续器单元，导电分路电流路径的导电部分是与该覆盖部分整体模制的，该导电部分一般是薄构件或条。 [0008] US2002/0179571A1公开了用于配电系统的电路断续器装置，其包括：由例如铝的导电材料制成的壳体，在第一端子和第二端子之间的电连接形成件。该壳体连接到位于第一端子和壳体之间的电路断续器，例如真空断续器，并且壳体容纳用于操作该电路断续器的手柄和杠杆机制组件。替代地，该壳体由非导电材料制成，该非导电材料具有第一端子和第二端子之间的电连接导电分流形成部件。 [0009] WO2004/032298-A1公开了包括真空断续器的紧凑结构气体绝缘开关，其中为了减弱每个部件的可移动接触单元的电场，部件被固定到导电盒并且电连接到导电盒。 [0010] US5,003,427公开了金属封装的多相高压开关布置，其包括：母线、电源开关和三路开关。 [0011] US5,276,286公开了用于在冰冻条件下操作的暴露在户外的隔离开关，其包括：安装到保护性金属盖的真空开关，该金属盖容纳用于操作真空开关的构件。JP2001143582-A公开了连接到壳体的真空断路器。WO01/78100-A1公开了用于杆上安装的隔离断路器，其包括安装到由金属材料制成的壳体的真空断续器，并且该壳体容纳用于操作真空断续器的导引部件。 [0012] EP2180490-A1、US2008/0217153-A1、US2004/0104201-A1和DE3528770-A1公开了开关装置，其包括断路器和可在三个位置之间关于枢轴线枢转的开关元件。在第一位置，该开关元件电连接到断路器和母线。在第二位置，该开关元件电连接到断路器和接地元件。在第三位置，该开关元件与母线和接地元件两者断开连接。 [0013] 本发明的目标 [0014] 开关设备应当被设计以防止开关设备的部件之间即将出现的放电、电弧或闪络。为了满足安全规范，即为了防止即将出现的放电或电弧，现有技术的开关设备可能需要过多的空间。然而，同时存在对紧凑型开关设备的需要，其需要更少的空间，但是仍确保安全性而不破坏性放电。 [0015] 本发明的一个目标是提供具有紧凑型设计的开关设备。 发明内容[0017] 通过提供用于配电的开关装置实现了本发明的上述目标，所述开关装置可电连接到电导体，所述开关装置包括： [0018] 断路器，该断路器可电连接到电导体；以及 [0019] 至少部分导电的壳体，所述断路器安装到该壳体，该壳体具有外表面； [0020] 所述断路器包括：至少一个导电的第一触点和一个导电的第二触点，所述第二触点是关于所述第一触点和关于所述壳体可移动的，并且当所述第一触点和所述第二触点接触时，所述断路器是处于闭合位置，并且当所述第一触点和所述第二触点分离时，所述断路器是处于关断位置，所述开关装置被布置成在所述断路器和所述电导体之间提供电流路径；并且所述壳体容纳至少一个用于操作所述第二触点的导引构件，所述至少一个导引构件是关于该壳体可移动的，其中所述至少一个导引构件包括偏置组件，该偏置组件被布置成当所述断路器位于闭合位置时，紧靠所述第一触点偏置所述第二触点，并且其中所述偏置组件包括多个偏置构件，该偏置构件包括第一偏置构件和第二偏置构件。 [0021] 借助于根据本发明的具有包括多个偏置构件的偏置组件的开关装置，改进了所述偏置组件的紧密度，并且因此改进了所述开关设备和所述开关装置的紧密度，并且同时仍提供了减少的开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。特别地，当安装时，由于可以通过所述偏置组件和所述多个偏置构件来减少所述开关装置在所述第二触点的移动方向上的延伸，因此可以有效地减少所述开关装置和所述开关设备的垂直延伸，提供有效的紧密度。通过具有两个或多个偏置构件而不是单个偏置构件，可以减少所述偏置组件的延伸而不减少所述偏置组件的偏置效果，并且给予所述偏置组件更紧凑的尺寸，允许所述壳体大小更紧凑，并且从而改进了所述开关装置和所述开关设备的紧密度。所述开关装置可以用于多种不同的应用而无需任何设计变更或至少无需任何本质上的设计变更，例如既可用于负载断路开关应用又可用于断路器应用。所述开关装置易于装配和安装并且在到达操作地点之前可以装配、预装配。所述偏置组件易于装配和安装并且在到达操作地点之前可以装配、预装配，这方便了安装工作。 [0022] 所述第一偏置构件和第二偏置构件可以是彼此邻接的。所述第一偏置构件可以是以第一弹性构件的形式，并且所述第二偏置构件可以是以第二弹性构件的形式。所述第一偏置构件可以包括第一压缩弹簧，例如螺旋弹簧，并且第二偏置构件可以包括第二压缩弹簧，例如螺旋弹簧。所述多个偏置构件可以包括：第一附加偏置构件和第二附加偏置构件。在所述第一偏置构件内侧，所述第一附加偏置构件可以轴向延伸，并且在所述第二偏置构件内侧，所述第二附加偏置构件可以轴向延伸。所述壳体可以容纳在所述断路器和所述电导体之间的电流路径的第一部件，所述电流路径的第一部件是电连接到所述断路器的。 [0023] 断路器被适配为关断/中断电流路径并且被适配为闭合电流路径。对于本领域的技术人员来说，有数种现有技术的断路器是众所周知的。断路器具有至少两个状态。第一状态，其是闭合状态或导电状态，在第一状态中断路器传导通过它的电流，以及第二状态，其是关断状态或非导电状态，在第二状态中断路器切断/中断通过它的电流路径，并且在第二状态中断路器基本是不导电的并且不传导任何电流。通常，断路器被适配为检测故障条件并且根据故障检测切断电流，并且随后该断路器可能被重置（手动地或自动地）以恢复正常的传导操作。 [0024] 断路器可以电连接到位于所述壳体外侧的电导体。 [0025] 根据本发明的开关装置的另一个有利的实施例，所述断路器是真空断续器，但是该断路器可以是以任何合适类型的形式的断路器，例如SF6气体断续器。 [0026] 根据本发明的开关装置的一个有利的实施例，所述开关装置包括电导体。 [0027] 优选地，所述电导体是母线，但是可以是任何其他形式的电导体。优选地，所述壳体由合适的导电材料制成，例如铝，诸如铸铝。然而，该壳体也可以由铜、锌、导电高分子材料、或任何其他适合的导电材料制成。锻造或浇铸铝制壳体不是昂贵的过程。有利地，在特定位置处，例如在电连接区域，该壳体使用镍或银电镀。 [0028] 有利地，所述断路器的主要部分或大部分可以位于所述壳体外侧。有利地，至少部分导电的壳体是导电的。 [0029] 所述壳体可以包括用于接纳所述开关元件的至少一部分的开口，例如槽。 [0030] 作为改进的开关装置的结果，可以减少容纳开关装置的封装的内所需的电绝缘气体，并且可以使用可能的替代气体，例如SF6。然而，本发明的开关装置可以有利地与包含任何绝缘气体（例如SF6）的封装结合，并且该开关装置的壳体也可以使用任何绝缘气体填充或包含任何绝缘气体。 [0031] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述第二触点是可以沿第一轴线轴向移动的，并且所述第一偏置构件是关于所述第一轴线从所述第二偏置构件径向移位的。借助于这个实施例，进一步减少了所述偏置组件的延伸而不减少所述偏置组件的偏置效果，并且给予所述偏置组件和所述壳体更紧凑的尺寸，并且因此改进了所述开关设备和所述开关装置的紧密度。 [0032] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述第一偏置构件是从所述第二偏置构件关于所述第一轴线径向分离的。借助于这个实施例，进一步减少了所述偏置组件的延伸而不减少所述偏置组件的偏置效果，并且因此改进了所述开关设备和所述开关装置的紧密度。 [0033] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在所述第一轴线的方向上，所述偏置组件是可移动的，并且所述偏置组件间接地或直接地连接到所述第二触点。借助于这个实施例，提供了具有紧凑设计的开关设备。所述偏置组件可以连接到所述第二触点，但是与所述第二触点电绝缘。 [0034] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述至少一个导引构件包括：至少一个关于枢轴线可转动的枢转臂，所述枢转臂和所述偏置组件包括互补导引器件，其用于将所述枢转臂的转动移动转换至所述偏置组件的轴向移动，并且所述枢转臂被布置成控制所述偏置组件的轴向移动和所述第二触点的轴向移动。借助于这个实施例，进一步改进了所述开关装置和开关设备的紧密度。 [0035] 根据本发明的开关装置的另一个优选实施例，所述开关装置包括第二互补导引器件，其用于在线性方向上导引所述偏置组件。借助于这个实施例，提供了所述第二触点的有效控制，并且确保了所述第二触点的线性移动，以提供所述断路器的第一触点和第二触点之间符合要求的接触。所述第二互补导引器件可以被布置成沿基本平行于所述第一轴线、或与所述第一轴线基本共线的第二轴线导引所述偏置组件。 [0036] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述枢轴线是基本垂直于所述第一轴线。借助于这个实施例，进一步改进了所述开关装置和所述开关设备的紧密度。 [0037] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述第一偏置构件包括第一压缩弹簧，并且第二偏置构件包括第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧限定第一纵向中心轴线而所述第二压缩弹簧限定第二纵向中心轴线，并且所述第一中心轴线从所述第二中心轴线移位。借助于这个实施例，进一步减少了所述偏置组件的延伸而不减少所述偏置组件的偏置效果，并且给予了所述偏置组件和所述壳体更加紧凑的尺寸，并且因此进一步改进了所述开关设备和开关装置的紧密度。每个压缩弹簧可以是螺旋弹簧或盘簧的形式。替代地，每个偏置构件可以包括任何其他合适的偏置器件，例如蝶形弹簧、片弹簧、叶片弹簧、扭力弹簧等。 [0038] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述第一中心轴线是从所述第二中心轴线径向移位并且基本平行于所述第二中心轴线。借助于这个实施例，进一步减少了所述偏置组件的延伸，提供了所述开关设备和所述开关装置的改进紧密度，同时仍提供减少开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0039] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述偏置组件包括偏置组件盒，其容纳所述多个偏置构件。所述偏置组件和偏置组件盒作为所述至少一个导引构件的部件被容纳在所述壳体中。为了调整并且控制所述偏置组件的移动、速率和加速度，并且因此也为了调整并且控制所述第二触点的移动、速率和加速度，所述偏置组件盒可以是给定的特定重量，并且通过用更重的或更轻的偏置组件盒来交换所述配置组件盒，可以容易地调整所述偏置组件盒的重量。借助于所述偏置组件壳体，所述断路器的关断动作，即当所述第一触点和第二触点分离时，可以被调整以适应特定应用，提供了灵活的和改进的开关装置。借助于所述偏置组件壳体，提供了改进的紧密度的所述开关设备和所述开关装置，同时仍提供了减少开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0040] 所述偏置组件可以包括一个或多个任何提及的与所述第一偏置构件和第二偏置构件有关的类型的附加偏置构件。所述偏置组件盒可以容纳所述附加偏置构件。借助于所述偏置组件盒，通过将附加偏置构件增加到偏置组件盒或将附加偏置构件从偏置组件盒中移除，可以容易地调整偏置效果。 [0041] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述偏置组件盒包括：第一隔室和第二隔室，并且所述第一隔室容纳所述第一偏置构件而所述第二隔室容纳所述第二偏置构件。借助于这个实施例，进一步减少了所述偏置组件的延伸，提供了所述开关装置和所述开关设备的改进的紧凑度，同时仍提供了减少开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0042] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述偏置组件盒由至少一个铸造部件制成。这是一种有效的方式来提供具有特定重量的偏置组件盒，以改进所述开关装置的第二触点的操作。 [0043] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，由与所述壳体接合的圆柱体容器来保持所述断路器。该容器可以由高分子材料制成，例如热缩材料。该容器可以容纳所述断路器。借助于这个实施例，进一步改进了所述开关设备的紧密度，并且进一步减少了开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0044] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述壳体设置有用于悬挂该壳体的通孔。因此，提供了所述壳体的有效地悬挂，而不在任何显著的程度上损害电场分布。在所述通孔入口和出口附近，所述壳体可以包括环形电绝缘元件，以进一步减少开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0045] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述壳体的外表面在朝向所述通孔和进入所述通孔处是光滑弯曲的。借助于这个实施例，可以避免所谓的具有高电介质应力的三相点。当使用插入到通孔的轴时，这是有利的。 [0046] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述开关装置包括：插入到所述壳体的通孔的轴，其中该轴是关于它的纵向轴线和关于该壳体可转动的，其中该轴连接到至少一个导引构件，并且其中该轴和它的转动被适配为控制所述至少一个导引构件的移动。借助于这个实施例，提供了所述断路器的有效控制，而不在任何显著的程度上损害电场分布。有利地，当多相（例如三相）中的每一相设置有本发明的开关装置时，相同轴可以插入到每个壳体的通孔中，以控制所有壳体中的至少一个导引构件的移动。替代地，替代使用所述轴来操作断路器，可以使用两个拉/推杆，一个拉/推杆用于关断断路器而另一个拉/推杆用于闭合断路器。用于控制断路器的其他器件也是可能的。所述轴可以连接到枢转臂。所述轴可以借助于轴承器件（例如至少一个轴承）连接到每个通孔和壳体。 [0047] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述壳体由至少一个铸造部件制成。有利地，所述壳体可以由合适的器件接合的两个铸造部件制成。借助于这些实施例，将有效地支持所述断路器，并且实现机械性稳定的开关装置和系统。 [0048] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在所述开关装置的操作期间，所述壳体被适配为大体上等于所述断路器的第二触点的电势。借助于这个实施例，进一步改进了电场分布和电场应力。 [0049] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述壳体具有光滑的外形，以通过所述开关装置来分布由当前电压所产生的电场。所述壳体的外形或外部几何结构是光滑的是因为该壳体没有例如具有锋利角或边的有角的外形，并且没有粗糙度。借助于这个实施例，以有效的方式进一步均匀地分布由通过开关装置的电流的电压所产生的电场或电场应力，并且进一步减少了所述开关装置的部件之间和所述壳体和周边环境之间（例如另一相的开关装置的壳体或地）的闪络、放电或电弧的风险。因此，设置有一个或多个根据本发明的开关装置的开关设备可以制造得更加紧凑和体积更小的，并且该开关设备需要更少的空间。此外，避免了任何附加的电场屏蔽。 [0050] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述壳体有外表面，该外表面是光滑的以分布通过所述开关装置的电流的电压所产生的电势。所述壳体的外表面是光滑的是因为该外表面没有粗糙度、突出部分或锋利的缺口。所述外表面是均匀弯曲的。借助于这个实施例，进一步改进了电场或电场应力的均匀分布。进一步减少了开关设备的单元或部件之间的闪络、放电或电弧的风险，并且该开关设备能够有更紧凑的设计。 [0051] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述壳体容纳所述断路器和所述电导体之间的电流路径的第一部件，所述电流路径的第一部件电连接到所述断路器，其中所述开关装置包括用于将所述断路器电连接到所述电导体的开关，并且其中该开关包括可以移动到第一位置、第二位置和第三位置的开关元件，在第一位置中该开关元件电连接到所述电流路径的第一部件并且电连接到所述电导体，在第二位置中该开关元件与所述电导体断开连接并且电连接到所述电流路径的第一部件和电连接到接地元件，在第三位置中该开关元件与所述电导体断开连接并且与所述接地元件断开连接。 [0052] 通过将所述电流路径的第一部件放置在所述壳体内使得该电流路径的第一部件被容纳在该壳体中，所述开关元件在第一位置和第二位置上电连接（例如，在导电触点上）到该电流路径的第一部件，该壳体的外表面可以被给予特别光滑的外形。因此，由通过开关装置的电流的电压所产生的电场或电场应力以有效的方式被均匀分布，并且有效地减少了所述开关装置的部件之间以及所述壳体和周围环境（例如，另一相的开关装置的壳体、或地）之间的闪络、放电和电弧的风险。因此，设置有一个或多个根据本发明的开关装置的开关设备可以制造更加紧凑和体积更小的，并且该开关设备需要更少的空间。此外，可以避免任何附加的电场屏蔽。在所述壳体内提供了至少一个用于操作断路器的导引构件也有助于电场的均匀分布。 [0053] 在第二位置中，开关元件可以电连接到位于壳体外侧的接地元件。 [0054] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在第一位置中，所述开关元件可以电连接到位于所述壳体外的电导体。借助于这个实施例，进一步改进了所述控制设备的紧密度。 [0055] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在第三位置，所述开关元件位于所述壳体的外表面内。借助于这个实施例，该开关元件可以完全被该壳体屏蔽。没有损害所述开关装置的介电性能，并且进一步改进了电场分布或电场应力分布。此外，进一步改进了所述开关设备的紧密度。 [0056] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在第三位置，所述开关元件电连接到所述电流路径的第一部件。借助于这个实施例，进一步改进了电场分布和电场应力分布和所述开关设备的紧密度。 [0057] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述开关元件是关于转动轴线可枢转的，并且可在第一位置、第二位置和第三位置之间枢转。这是一种在开关元件的不同位置之间移动该开关元件的有效方式，这种方式支持所述开关设备的紧凑设计。 [0058] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述开关元件的转动轴线位于壳体外表面的外侧。借助于这个实施例，所述开关元件可以枢转地安装到在所述壳体外的开关元件的转动轴线上，并且进一步改进了电场分布和电场应力分布。替代地，所述开关元件的转动轴线位于所述壳体外表面之内。 [0059] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述开关元件的转动轴线位于该开关元件之外。这个实施例支持所述开关元件在该开关元件的不同位置之间有效的移动。 [0060] 所述开关元件可以有细长延伸。该开关元件可以限定沿该细长延伸的纵向轴线，并且该开关元件的纵向轴线可以从该开关元件的转动轴线移位。替代地，所述开关元件的转动轴线可以与该开关元件相交。 [0061] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述开关元件具有第一端部和第二端部，该开关元件在第一端部和第二端部之间延伸，其中在第一位置，该开关元件的第一端部电连接到所述电流路径的第一部件，而该开关元件的第二端部电连接到所述电导体，并且在第二位置中，该开关元件的第二端部与所述电导体断开连接并且电连接到所述电流路径的第一部件，并且该开关元件的第一端部电连接到所述接地元件。借助于这个实施例，进一步改进了电场分布和电场应力分布以及所述开关设备的紧密度。 [0062] 根据本发明的开关装置的又一个有利实施例，在第三位置中，所述开关元件的第一端部和第二端部电连接到所述电流路径的第一部件。借助于这个实施例，进一步改进了电场分布和电场应力分布以及所述开关设备的紧密度。 [0063] 根据本发明的开关装置的一个有利实施例，所述开关装置包括导电构件，该导电构件构成所述断路器和所述电导体之间的电流路径的第一部件，其中所述壳体容纳该导电构件。 [0064] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述导电构件有第一端部和第二端部，该导电构件在第一端部和第二端部之间延伸，其中在第一位置中，所述开关元件电连接到该导电构件的第二端部，并且在第二位置中，所述开关元件电连接到该导电构件的第一端部。这个实施例支持所述开关元件在该开关元件的不同位置之间的有效的移动。 [0065] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，在第三位置中，所述开关元件电连接到所述导电构件的第一端部和第二端部。借助于这个实施例，进一步改进了电场分布和电场应力分布以及所述开关设备的紧密度。 [0066] 所述开关元件可以包括两个闸刀开关，这两个闸刀开关可以基本平行。当所述开关元件连接到所述导电构件时，该导电构件可以被夹在这两个闸刀开关之间，以改进该导电构件和该开关元件之间的接触。有利地，在第一端部和第二端部之间所述导电构件可以有中间部分，并且第一端部和第二端部的厚度可以大于中间部分的厚度。这个实施例支持在所述开关元件的不同位置之间进行有效的移动，并且支持在所述开关元件和所述导电构件之间的连接。 [0067] 根据本发明的开关装置的另一个有利实施例，所述开关装置包括：灵活的第二电导体，该第二电导体将所述导电构件电连接到所述第二触点。借助于这个是实施例，进一步改进了电场分布和电场应力分布以及所述开关设备的紧密度。 [0068] 通过提供用于配电的开关设备也可实现本发明的上述目标，其中该开关设备包括至少一个如权利要求1至17中的任何一项所要求的开关装置、和/或至少一个根据本发明的任何一个以上所描述的开关装置实施例的开关装置。借助于根据本发明的开关设备，实现具有紧凑设计以及减少的开关设备的部件或单元之间的闪络、放电和电弧的风险的开关设备。此外，鉴于上述陈述的与根据本发明的开关装置公开的各种实施例有关的原因，提供了改进的开关设备。 [0069] 根据本发明的开关设备的一个有利实施例，所述开关设备包括容纳至少一个开关装置的封装。 [0070] 根据本发明的开关设备的另一个有利实施例，所述开关设备包括用于每一相的这种开关装置。 [0071] 根据本发明的开关装置和/或开关设备有利地适应于中压和/或高压，例如1KV及其以上。 [0072] 分别根据本发明的开关装置和开关设备的上述实施例和特征可以以各种可能提供其他的有利实施例的方式进行组合。 [0074] 现在，用于示例性目的，将经由实施例并且参照附图更详细地描述本发明，在附图中： [0075] 图1是包括根据本发明的开关装置的三个实施例的开关设备的实施例的示意性局部视图； [0076] 图2-4是图1的开关设备的实施例的原理性剖面图以及图1的开关装置的实施例中的一个实施例的示意性剖面图； [0077] 图5是图2-4的开关装置的实施例的壳体的外部的示意图； [0078] 图6是示出用于操作断路器的至少一个导引构件的开关装置的实施例的示意性剖面图； [0079] 图7-10是图6中所示的偏置组件的示意图； [0080] 图11-14是壳体的示意性横截面图，图示用于操作断路器的至少一个导引构件； [0081] 图15是图1所示的两个开关装置的示意性横截面图； [0082] 图16是断路器与壳体之间的连接的示意性细节图； [0083] 图17-19是图2-6的开关装置的开关的实施例的示意图； [0084] 图20-21是图2-6的开关装置的导电构件的实施例的示意图，该导电构件在断路器和电导体之间形成电流路径的第一部件；以及 [0085] 图22是图示用于在线性方向上导引偏置组件的第二互补导引器件的实施例的示意性透视剖面图。 具体实施方式[0086] 图1示意性地示出了具有根据本发明用于配电的开关装置102、104、106的三个实施例的开关设备的实施例，其中用于图示的目的，开关装置中的一个开关装置102有一部分壳体被切掉了。所示出的开关设备是配电开关设备，并且包括多个能够被容纳在封装107中（参见图5）的开关装置102、104、106。多个电套管（未示出）可以穿过封装107，每个电套管用于多相系统中的每一相。各自的导电元件108、110、112可以从每个电套管延伸到各自的开关装置102、104、106。在封装107的外侧，电套管可以连接到电缆（未示出），该电缆将开关设备连接到负载或者连接到中压或高压配电线。 [0087] 每个开关装置102、104、106可电连接到以母线形式的电导体114、116、118。每个开关装置102、104、106包括导电壳体120、122、124以及安装于壳体120、122、124的断路器126、128、130，该导电壳体可以由金属（例如铝、或任何其他合适的金属）制成，并且可由两个铸造部件制成。壳体120、122、124可能与断路器126、128、130的一部分重叠。断路器126、128、130的大部分位于壳体120、122、124外。断路器126可以由与壳体120（参见图 6）接合的圆柱形容器129来保持。开关装置102、104、106在断路器126、128、130和电导体 114、116、118之间提供电流路径。壳体120容纳断路器126和电导体114之间的电流路径的第一部件131。电流路径的第一部件131电连接到断路器126。 [0088] 每个壳体120具有外表面134和内表面136。壳体120、122、124的外形或外部几何结构可以是光滑的，以分布由通过开关装置102、104、106的电流的电压所产生的电场。壳体120的外形是光滑，因为该壳体没有有角的外形并且没有粗糙度（见图5）。壳体120的外表面134也可以是光滑的，以分布由通过开关装置102、104、16的电流的电压所产生的电场。壳体120的外表面134是光滑，因为该外表面134没有粗糙度、锋利突出或锋利缺口。 每个壳体120可以由至少一个铸造部件制成，例如两个相互安装的铸造部件。 [0089] 断路器126、128、130是以真空断续器的形式，并且包括常规方式的导电第一触点202（由图6中的波折线/虚线示意性图示）以及常规方式的导电第二触点204（由图6中的波折线示意性图示），导电第一触点202电连接到第一端子138，导电第二触点204电连接到第二端子140。第二触点204和第二端子140是关于第一触点202和关于壳体120可移动的。当第一触点202和第二触点204接触时，断路器126处于闭合（传导）位置，而当第一触点202和第二触点204分离时，断路器126处于关断（非传导）位置。断路器126、128、 130对本领域的技术人员来说是常规的，因此不再详细描述。应当理解也可以使用替代真空断续器的其他断路器。 [0090] 上述电流路径的第一部件131可以是以导电构件132的形式，所述导电构件构成了断路器126和电导体114之间的电流路径的第一部件131。参见图2-4和图6，导电构件132可以安装到壳体120的内表面136。导电构件132可以通过借助于将导电构件132电连接到第二触点204（参见图6）的柔性的第二电导体142被连接到第二端子140，电连接到断路器126的第二触点204。借助于用于将断路器126电连接到电导体114的开关144，导电构件132可以电连接到电导体114。该开关144包括导电开关元件146。第二电导体142和开关元件146可以构成断路器126和电导体114之间的电流路径的第二部件。每个壳体 120、122、124可以包括例如槽的开口148，该开口用于容纳开关元件146的至少一部分，以允许开关元件146与容纳在壳体120（参见图1）中的导电构件132接触。开关元件146可以被适配为在壳体120中提供的开口148中移动。以下将更详细地描述导电构件132和开关144。 [0091] 参照图6，壳体120可以容纳多个用于操作断路器126的导引构件150、152。多个导引构件150、152可以包括形成偏置组件151的第一组150导引构件。偏置组件151可以包括偏置组件盒154，该偏置组件盒容纳多个偏置构件和/或弹性构件156、158。偏置组件151也可以以其他方式设计并且可以为单个偏置构件，例如螺旋弹簧、或例如蝶形弹簧的任何其他弹簧器件等的形式。偏置组件151可以连接到断路器126的第二触点204，但是与该第二触点204绝缘。当断路器126处于闭合位置时，偏置组件151被适配为紧靠第一触点 202偏置第二触点204。偏置组件151可以是关于壳体120轴向可移动的。第二触点204可以沿第一轴线206轴向可移动。此外，多个导引构件150、152可以包括关于枢轴线159可转动的枢转臂153。偏置组件151连接到枢转臂153，并且枢转臂153的转动引起偏置组件 151的轴向移动。偏置组件151的轴向移动引起断路器126的第二触点204的轴向移动。 [0092] 参照图7至图10，现在更加详细地描述在图6中所示的偏置组件151。偏置组件151可以包括多个偏置构件156、158，其包括第一偏置构件156和第二偏置构件158。第一偏置构件156可以包括第一压缩弹簧208，第二偏置构件158可以包括第二压缩弹簧210。 每个压缩弹簧208、210可以是以例如螺旋弹簧或圈簧的形式。参见图10，示出了偏置构件 151的横截面，第一压缩弹簧208可以限定第一纵向中心轴线212，并且第二压缩弹簧210可以限定第二纵向中心轴线214。第一偏置构件156可以从第二偏置构件158关于第一轴线206径向移位和径向分离。第一中心轴线212可以从第二中心轴线214移位，或者更准确地，第一中心轴线212可以从第二中心轴线214径向移位并且基本平行于第二中心轴线 214。 [0093] 在第一轴线206的方向上，偏置组件151是可移动的，并且偏置组件151可以经由轴向可移动导杆216间接地或直接地连接到第二触点204，该导杆可以被布置为将偏置组件151与第二端子140和断路器126的第二触点电绝缘。 [0094] 容纳多个偏置构件156、158的偏置组件盒154可以包括第一盒部件218和第二盒部件220。参照图10，示出了偏置组件151的横截面，第一盒部件218可以包括第一隔间222和第二隔间224，其中第一隔间222容纳第一偏置构件156，并且第二隔间224容纳第二偏置构件158。每个盒部件218、220可以由铸造部件制成。第二盒部件220可以设置有由导引杆216接合的第一开口226，并且导引杆216可以依靠肩部228在合适的位置容纳第二盒部件220。导引杆216可以包括第二开口230，并且第一盒部件218可以包括两个第三开口232、234。偏置组件151可以包括导引销236，导引销236被布置为接合第二开口230和第三开口232、234，以将偏置组件151锁定到导引杆216。 [0095] 偏置组件151可以包括一个或多个与第一偏置构件和第二偏置构件有关的所述类型中的任一类型的附加偏置构件。偏置组件盒154可以容纳附加偏置构件。一个附加偏置构件例如可以被容纳在第一偏置构件156内的第一隔间222，第二附加偏置构件例如可以被容纳在第二偏置构件158内的第二隔间224。借助于偏置组件盒154，通过增加或移除附加偏置构件，或者改变第一偏置构件156和第二偏置构件158，可以容易地调整偏置效果。 [0096] 参见图11-14，枢转臂153和偏置组件151可以包括互补导引器件238，其用于将枢转臂153的旋转移动转化为偏置组件151的轴向移动，并且枢转臂153可以被布置成控制偏置组件151的轴向移动，并且因此也控制第二触点204的轴向移动。枢转臂153的枢轴线159可以基本垂直于第一轴线206。互补导引器件238可以包括弯曲凹槽240以及附着于导引销236的滚轮242，该凹槽由枢转臂153限定并且由枢转臂153形成，其中滚轮242与弯曲凹槽240接合。替代地，可以去掉滚轮242，并且导引销236自身可以被适配为接合弯曲凹槽240。弯曲凹槽240和滚轮242被设计为将枢转臂153的旋转移动有效地转化为到偏置组件151的轴向移动。 [0097] 枢转臂153可以包括两个枢转臂元件244、246，每个枢转臂元件设置有如上所述的弯曲凹槽240、248，并且偏置组件151可以被放置在两个枢转臂元件244、246之间。导引销236可以设置有两个滚轮242、243，每个滚轮与每个枢转臂元件244、246的弯曲凹槽240、248接合。 [0098] 当枢转臂153通过将枢转臂153的旋转移动转化为偏置组件151的轴向转动来推动偏置组件151和第二触点204朝向断路器的第一触点202的方向时，弯曲凹槽240推动导引销236、第一盒部件218、导引杆216，并且因此使第二触点202朝向第一触点202，并且同时偏置构件156、158偏置导引杆216和第二触点202朝向第一触点202。 [0099] 参见图11-14，更详细地示出了至少一个导引构件150、152和断路器的第二触点204的不同位置。在图11-12中，断路器126的第一触点202与第二触点204断开连接并且分离，即断路器126处于关断位置，并且偏置组件151已经移动到远离于第一触点202的第一位置。在图13-14中，断路器126的第一触点202与第二触点204连接，即断路器126处于闭合位置，并且偏置组件151已经移动到该偏置组件的第一位置与第一触点202之间的第二位置。为了将偏置组件151从如图11-12中所图示的第一位置移动到如图13-14中所图示的第二位置，枢转臂153以如图12中通过箭头A图示的逆时针方向A转动。为了将偏置组件151从如图13-14中所图示的第二位置移动到如图11-12中所图示的第一位置，枢转臂153以如图13中通过箭头B图示的方向B（与图12中的方向相反）转动。 [0100] 参见图22，开关装置可以包括第二互补导引器件270，其用于在线性方向上导引偏置组件151。借助于第二互补导引器件270，提供了第二触点204的有效控制，并且确保了第二触点204的线性移动，以提供断路器126的第一触点202和第二触点204之间符合要求的接触。第二互补导引器件270可以被布置成沿基本平行于第一轴线206或基本与第一轴线206共线的第二轴线272来导引偏置组件151。在图22中，出于说明目的，偏置组件盒154和偏置构件中的一个偏置构件已经被移除。第二互补导引器件270可以包括：第一导引元件274和设置有由第一导引元件274接合的轴向凹槽278的第二导引元件276。第一导引元件274可以附接于偏置组件151，例如附接于导引销236，并且第二导引元件276可以附接于壳体120，或者反之亦然。轴向凹槽276可以在第二轴线272的方向上延伸。 [0101] 参见图1和图5，每个壳体120可以设置有用于壳体120悬挂的通孔161。可以将轴163插入到每个壳体120的通孔161中。借助于轴承器件、例如至少一个轴承，可以将轴163连接到每个通孔161和壳体120。壳体120的外表面134可以是光滑弯曲朝向通孔161并且进入通孔161。通过所述外表面134的光滑弯曲部167朝向通孔161并且进入通孔161，可以避免所谓的具有高电介质应力的三相点。轴163关于其纵向轴线165可旋转，并且关于壳体120可转动。纵向轴线165可以与枢转臂153的枢轴线159同轴。轴163可以连接到枢转臂153。轴163的转动导致枢转臂转动。轴163被适配为通过控制枢转臂153的转动并且因此控制偏置组件151的轴向移动来控制断路器126的第二触点204的移动，。 参见图15，示意性地示出了两个开关装置102、104的示意性的横截面，壳体120、122可以包括环绕通孔161的入口和出口的环形电绝缘元件250，例如在壳体120、122的每侧上一个绝缘元件250，以进一步减少开关设备的部件或单元之间的闪络、放电或电弧的风险。 [0102] 图16示意性地示出了断路器126和壳体120之间的连接的实施例。断路器126可以由与壳体120接合的圆柱形容器129保持。容器129可以由高分子材料制成。容器129可以容纳断路器126。容器129和壳体120可以包括夹持器件260，其用于将容器129紧紧附接于壳体120。夹持器件260可以包括：至少一个凹槽262和至少一个外缘264，外缘264被适配为与凹槽262接合。容器129可以设置有外缘264，并且壳体可以设置有凹槽262，或者反之亦然。外缘264可以圆周围绕容器129。凹槽262可以圆周围绕容器129。 [0103] 参见图17-19，更详细地示意性示出了以上所述的开关144。如上所述，开关144包括开关元件146。开关元件146可以包括两个导电闸刀开关160、162，这两闸刀开关彼此可以基本平行。当开关元件146连接到导电构件132时，该开关元件146可以被布置成接纳两个闸刀开关160、162之间的导电构件132，以提供有效接触。替代地，开关元件可以包括单个闸刀开关。开关元件146是关于转动轴线164可枢转的。开关元件146可以有第一端部166和第二端部168，开关元件146可以在第一端部166和第二端部168之间延伸。开关元件146的转动轴线164是位于该开关元件146之外。开关元件146可以有细长延伸，并且开关元件146可以从开关元件146的转动轴线164移位。替代地，开关元件的转动轴线可以与开关元件相交。开关元件146可以位于壳体120之外，经由将开关元件146连接到转动轴线164的中间元件170，开关元件146可以枢转地安装到转动轴线164。参见图18，其示出了如下所见的开关元件146，通过连接器件172、174两个闸刀开关160、162可以彼此连接。参见图19，示出了连接器件172的横截面。每个连接器件172可以包括与闸刀开关160中的一个闸刀开关集成的中空凸起176。该中空凸起176与另一个闸刀开关162邻接。每个连接器件172可以包括附接元件178和压缩弹簧180。压缩弹簧180被容纳在中空凸起176的内部空间182并且由附接元件178固定。附接元件178可以在中空凸起176的内部空间182内轴向延伸并且可以被附接于另一个闸刀开关162。压缩弹簧180可以围绕附接元件178。借助于连接器件172、172，闸刀开关160、162可以紧靠导电构件132进行有效地偏置，并且实现了开关元件146和导电构件132之间的有效接触。此外，每个闸刀开关160、162可以有突起184，以进一步增强开关元件146和导电构件132之间的接触。 [0104] 参见图20-21，更详细地示出了上述导电构件132。导电构件132可以是略微弯曲的。导电构件132可以有第一端部186和第二端部188，导电构件132在第一端部186和第二端部188之间可以延伸。在第一端部186和第二端部188之间，导电构件132可以有中间部190，并且第一端部186和第二端部188的厚度d1可以比中间部190的厚度d2厚。通过中间部190和端部186、188之间的厚度差异，有助于并且改进了开关元件146的移动。 [0105] 参见图2-5，更详细地图示了开关144的操作。在图2-5中，仅示出了一相的开关装置102。未在图2-5中示出的开关装置104、106被布置成与示出的开关装置102平行，并且因此被隐藏在示出的开关装置102的后面或者位于开关装置102前面的平面中。开关144的开关元件146可以移动到第一位置，在第一位置中开关元件146物理连接并且电连接到电流路径的第一部件131，即连接到导电构件132和连接到电导体114，并且因此提供了在断路器126和电导体114之间电流路径。在第一位置中，开关元件146可以电连接到位于壳体120外侧的电导体114。在图2中（并且也在图1中）图示了开关元件146的第一位置。在第一位置中，开关元件146的第一端部166可以被布置成物理连接并且电连接到导电构件132，更准确的说是连接到导电构件132的第二端部188，并且开关元件146的第二端部168可以被步置成物理连接并且电连接到电导体114。 [0106] 开关144的开关元件146可以移动到第二位置，在第二位置中开关元件146与电导体114断开连接并且物理连接并且电连接到导电构件132和地/接地元件192。在图3中图示了开关元件146的第二位置。在第二位置中，开关元件146的第二端部168可以被布置成物理连接并且电连接到导电构件132，更准确的说是导电构件132的第一端部186，并且开关元件144的第一端部166可以被布置成物理连接并且电连接到接地元件192。 [0107] 开关144的开关元件146可移动到第三位置，在第三位置中，开关元件146与电导体114断开连接并且与接地元件192断开连接。在图4中图示了开关元件146的第三位置。在第三位置中，开关元件146可以被布置成物理连接并且电连接到导电构件132。在第三位置中，开关元件146的第一端部166和第二端部168可以物理连接并且电连接到导电构件132，更准确的说是导电构件132的第一端部186和第二端部188。在第三位置中，开关元件146可以位于壳体120的外表面134内。 [0108] 如前所述，有利地，开关元件146是关于转动轴线164可枢转的并且可在第一位置、第二位置和第三位置之间枢转。开关元件146的转动轴线164可以位于壳体120外表面134的外侧。 [0109] 接地元件192和电导体114可以被布置成接合开关元件146的两个闸刀开关160、162之间的空间，以实现有效地接触。 [0110] 图5示出了图2-4中所示的壳体120的外部，当开关元件146是在第三位置（如图4所示）时，因此开关元件146与电导体114断开连接，并且与接地元件192断开连接，并且位于壳体120的外表面134内。如上所述，壳体120的外形和壳体120的外表面134是光滑的以分布通过开关装置102的电流的电压所产生的电场。 [0111] 开关144作为所谓的安全开关或选择器开关，该开关144自身不适应于切断中压电路或高压电路，但是适应于在借助于断路器126已将执行了切断之后使断路器与中压线路或高压线路断开连接。对于本领域的技术人员来说，在开关设备中具有三个位置开关元件的原因是众所周知的，并且在本文中不再更加详细地描述。开关144的第二位置可以认为是安全位置，使得对部件进行安全维修和保养成为可能，该部件诸如连接到开关设备的电缆。第三位置可以被认为是开关关断的位置。 [0112] 通过开关144的创新设计，改进了电场和电场应力的分布，并且使得具有紧凑设计的开关设备成为可能。 [0113] 以上所描述的实施例的每个壳体可以被适配在一种电位处，在开关装置的操作期间该电位基本等于断路器的第二触点的电位。 [0114] 应当理解开关设备可以包括：多个开关设备、或者单元，例如以上所述的一种。对于每一电相，可以有总母线，如以上所描述的电导体，该电导体从单元延伸到单元。对于多个开关设备/单元来说，封装可能是或者可能不是公共的。封装可以用电绝缘气体或气体混合物填充，该气体或气体混合物可以是加压的。空气填充的封装体也是可能的。 |
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