[发明专利]弹簧驱动单元、电气开关设备的操作装置和对电气开关设备的操作装置中的弹簧进行加载和/或释放的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在电气开关设备的操作装置中的弹簧驱动单元，该操作装置例如用于驱动和控制电气开关设备，如开关或者断路器，的关断和闭合。所述电气开关将使用于高压或中压输电或者配电网络中，并且因此使用于范围从一千伏特到几百千伏特的电压。具有弹簧驱动单元的操作装置可以操作所有类型的断路器，例如外壳带电或者外壳接地类型的气体、油或者真空绝缘断路器。

弹簧驱动单元也可以使用于其它应用中。在原理上，它们可以使用于需要很快移动某物的任何地方。

本发明也涉及用于对用于电气开关设备中的操作装置中的弹簧进行加载和/或释放的方法。

背景技术

在输电或者配电网络中，开关设备并入于网络中，以响应于异常负载条件提供自动保护，或者允许关断或者闭合(切换)网络段。因此可以调用开关设备以进行多个不同操作，比如中断端子故障或者短路故障、中断小感性电流、中断容性电流、异相切换或者无负载切换，所有这些操作为本领域技术人员所熟知。

在开关设备中，实际关断或者闭合操作由两个触点实现，其中正常情况下一个固定而另一个可动。可动触点由包括致动器和如下机构的操作装置操作，其中所述机构操作性地将致动器连接到可动触点。

用于中压和高压开关和断路器的已知操作装置的致动器是由弹簧操作的液压或者电磁类型。在下文中将描述操作断路器的操作装置，但是类似的已知操作装置也可以操作开关。

由弹簧操作的致动器，或者也称之为弹簧驱动单元，一般使用两个弹簧以操作断路器；一个关断弹簧用于关断断路器，而一个闭合弹簧用于闭合断路器和重新加载关断弹簧。有时可以将弹簧组用于关断弹簧和闭合弹簧中的各弹簧，而不是仅一个弹簧用于关断弹簧和闭合弹簧中的各弹簧。例如这样的弹簧组可以包括布置于更大弹簧以内的小弹簧或者并排平行布置的两个弹簧。在下文中应当理解，当提及相应关断弹簧和闭合弹簧中的弹簧时，这样的弹簧可以包括弹簧组，而术语弹簧单元也用来表明这一点。除了关断弹簧和闭合弹簧之外，弹簧驱动单元还包括电动机、齿轮箱和连接到齿轮箱的凸轮轴，所述齿轮箱经由齿轮箱轴和弹簧加载机构向凸轮轴传输来自电机的旋转能量。另一机构将弹簧的运动转换成可动触点的平移移动。在网络中的闭合位置中，断路器的可动触点和静止触点相互接触，并且对操作装置的关断弹簧和闭合弹簧进行加载。按照关断命令，关断弹簧关断断路器，使触点分开。按照闭合命令，闭合弹簧闭合断路器并且同时对关断弹簧进行加载。关断弹簧现在准备好如果必要则进行第二次关断操作。当闭合弹簧已经闭合断路器时，操作装置中的电动机对闭合弹簧进行再加载。这一再加载操作耗时若干秒。

在弹簧驱动单元的操作寿命期间，凸轮轴、闭合弹簧和弹簧加载机构必须能够在若干不同相互依赖的模式中操作：

A.闭合弹簧必须由电机和/或手动加载。

B.弹簧加载机构必须在闭合弹簧完全加载时脱离(电机由于惯性而超限运行)。

C.在闭合操作期间，凸轮轴必须独立于弹簧加载机构来旋转。

D.必须有可能缓慢地对闭合弹簧进行手动释放而不影响和闭合断路器。

E.优选也能够通过在正常操作方向上手动旋转凸轮轴来完成缓慢手动闭合操作，这包括对闭合弹簧的缓慢手动释放。

F.也希望能够进行对关断弹簧的缓慢手动释放。

参照根据现有技术的弹簧驱动单元，它们为模式D、E和F提供解决方案要么完全不可能要么复杂而不实用，因为它们要求采取若干手动操控并且也普遍涉及到使用多个工具。这归因于如下事实：它们在原理上不是以也适合于手动操作的观点来设计的。因而，已知弹簧驱动单元的手动操作即使有可能也是耗时、复杂和高成本的。

因而如果有可能提供一种将使得有可能用仅一个机构进行所有描述的模式并且使手动干预最少的弹簧驱动单元，则将是有利的。

发明内容

本发明的目的主要地在于提供一种弹簧驱动单元，并且具体地提供一种布置在用于驱动和控制电气开关设备(如开关或者断路器)的关断和闭合的操作装置中的弹簧驱动单元。

本发明的目的借助如独立权利要求1所述的一种弹簧驱动单元、如独立权利要求6所述的一种用于电气开关设备的操作装置、如独立权利要求7、8和9所述的一种用于对电气开关设备的操作装置中的弹簧单元进行加载和释放的方法、如独立权利要求10所述的一种用于在电气开关设备的操作装置中进行缓慢手动闭合操作的方法以及如权利要求11所述的一种用于对电气开关设备的操作装置中的已加载关断弹簧单元进行缓慢手动关断和/或释放的方法来实现。

因而限定一种弹簧驱动单元，包括：

电机，用于驱动弹簧加载机构，

齿轮箱，连接到电机，