[发明专利]开关装置、带开关装置的开关设备及操作开关装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关装置，该开关装置包括电导体、连接到所 述导体上的断路器以及开关，所述开关包括可围绕转动轴线枢转到 第一位置和第二位置的开关元件，在第一位置上，其第一端部电连 接到断路器，并且其第二端部电连接到电导体，在第二位置上，其 所述第二端部与导体断开，并且连接到接地元件，其中开关元件还 可运动到第三位置，在第三位置上，它与导体和接地元件断开。

本发明还涉及一种操作这种开关装置的方法。

通常，本发明涉及一种用于配电的开关设备中所使用类型的开 关装置。因此，本发明还涉及一种包括根据本发明的开关装置的开 关设备。通常这种开关设备被连接到三相交流配电网。由此，开关 装置的所述导体可在开关设备操作时限定用来承载中压或高压的 所谓母线。中压或高压指的是1kV和以上的电压。通常，但不是 必须的，所述断路器包括真空断续器。所述的开关指的是用来在断 路器启动时将断路器与导体分开的选择器开关，即通过断路器来中 断断路器上游和下游部件之间的电连接时。开关的第二位置可以被 认为是安全位置，可以在例如连接到开关设备的线缆的部件上进行 安全修理和维护。开关的第三位置可以被认为是测试和测量位置， 在该位置上，可以在例如连接到开关设备的线缆的部件上进行测试 和测量。

通常，按照本发明的开关设备可包括接地的金属封装件，其内 部定位有所述的承载电压的部件。套管设置在所述封装件的壁内， 并且用于向开关设备或从开关设备传输电流的电力线缆被连接到 套管。在封装件内部，其它导体将每个套管与各自断路器连接。

背景技术

现有技术的开关设备通常包括位于壳体或封装件内的一个到 五个模块，并且每个模块包括至少三个套管(每个套管对应于三相 交流配电系统的每相)、从每个套管引到各自真空断续器的导体以 及选择器开关(每个选择器开关对应于每个断续器)以及母线(每 个母线对应于每相)。每相的母线延伸穿过所有的单元，并且因此 对于那些单元来说是公共的。选择器开关用来将真空断续器连接到 母线，或者将其与母线断开。每个选择器开关通常包括可在与母线 连接或断开的位置之间枢转的闸刀。

真空断续器可以是弹簧加载的，并且被设置成在出现特殊操作 情况时中断电流。在这种中断之后，选择器开关可从各自母线手动 或自动地断开，或断开到其端部接地的位置，或者断开到例如可以 对开关的断路器一侧的部件进行电测量的打开位置。因此，选择器 开关的闸刀具有三个主要位置，即闭合(连接)、接地或打开位置。 为了从闭合位置转换到接地位置，每个闸刀枢转一定角度。在第一 和第二位置之间的角度位置上获得打开位置。

在中压或高压应用中，在例如为了完全断开负载时，使用闸刀 的打开位置，在闸刀和相邻母线之间以及闸刀和在其接地位置上与 其连接的接地元件之间将存在一定电场。至母线和至接地元件的距 离各自应该尽可能大，以便防止闸刀和任何所述部件之间的放电或 起电弧。因此，通过闸刀转动而获得的母线和接地元件之间的最佳 枢转位置通常用作打开位置。将来，可以设想使用一种开关设备， 其中在定位开关的封闭件内可以填充其电绝缘能力小于当前情况 的气体。从安全的观点出发，现有技术的设计是不能令人满意的， 并且需要过多空间来满足安全规范，即这是为了防止将要出现的放 电或起电弧。因此，对于耐用的开关设备的设计来说，紧凑性是使 得深思熟虑的解决方案得以实现的关键参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种最初限定的开关装置，其设计可以 特别在开关的开关元件位于第三、打开位置时确保安全性而不破坏 性放电。

本发明的目的通过最初限定的开关装置来实现，该开关装置的 特征在于，所述第三位置是开关元件和导体以及接地元件之间的介 电强度高于只通过所述开关元件枢转而得到的开关元件在第一和 第二位置之间的任何枢转位置上的介电强度的位置。介电强度指的 是避免开关元件和导体与接地元件中的任一个之间破坏性放电的 能力。对于任何给定情况，根据所涉及部件(即开关元件、导体和 接地部)的特定电压，在第一和第二位置之间具有相对于介电强度 来说最佳的枢转位置。本发明教导了第三位置是介电强度甚至高于 只通过开关元件枢转而获得的所述最佳位置上的介电强度的位置。 由于改善的介电强度，可以减小对容纳开关装置的封闭件内的电绝 缘气体的需求，并且可以使用空气，而不是例如使用SF6。