[发明专利]用于驱动高压功率开关中的真空开关管的可移动触头的装置和方法

说明书

本发明涉及用于驱动高压功率开关中的真空开关管的可移动触头的装置(1)和方法，所述装置具有作为高压功率开关的运动学链的元件的开关杆(7)、能围绕轴线(4)旋转的杠杆元件(3)，所述杠杆元件能够通过连接元件(6、12)与驱动器机械连接，所述装置还具有耦连元件(5)，所述耦连元件构造用于将开关杆(7)与杠杆元件(3)能机械移动地耦连。开关杆(7)和耦连元件(5)分别具有纵轴线，所述纵轴线在真空开关管的分离冲击的时间点基本上布置在共同的轴线(8)上。

本发明涉及用于驱动高压功率开关中的真空开关管的可移动触头的装置和方法，所述装置具有作为高压功率开关的运动学链的元件的开关杆、能够通过连接元件与驱动器机械连接的能够围绕轴线旋转的杠杆元件，以及耦连元件，所述耦连元件构造用于将开关杆与杠杆元件能机械移动地耦连。

高压功率开关或者说高压断路器构造用于通断不超过1200kV的范围中的电压和不超过几千安培的范围中的电流。在此使用开关气体(Schaltgas)、例如SF₆，所述开关气体对气候是有害的和/或含有有毒的成分。高压功率开关的可靠地防止气体泄漏的长时间稳定的、气密的绝缘装置是耗费的并且提高了维护时的成本。具有备选的开关气体、例如洁净空气(Clean Air)、即干燥的、净化过的空气的开关在构造方式相同并且最大通断电压或者待通断的电流相同的情况下需要在尺寸上设计得更大，以便确保导电的部件之间的可靠的电绝缘，这提高了成本。在高压功率开关中与作为绝缘气体的洁净空气结合地使用真空开关管是对例如具有额定触头和灭弧触头的、包括开关气体例如SF₆的气体绝缘开关的备选方案。

真空开关管布置在外部的绝缘子或者说绝缘体中，所述绝缘子例如构造为柱状，在外周上具有圆形地围绕的肋，以便沿着外周面在纵轴的方向上提高电绝缘。绝缘子在高压功率开关运行时直立地布置、例如布置在承载架或者具有基座的支架上，或者例如作为T形高压功率开关的臂水平地布置。一个或者更多真空开关管例如沿着绝缘子的纵轴线尤其是与所述绝缘子的纵轴线同轴地布置并且牢固地在绝缘子中机械地固定。高压功率开关可以包括一个以上的串联和/或并联的真空开关管，其中，以下出于简洁性的原因以一个真空开关管为出发点。

真空开关管在绝缘子的内部中机械稳定地并且导电地布置和连接在至少两个外部的电接头之间，其中，所述电接头例如构造为用于连接高压线路、发电机和/或耗电装置的连接片的形式。用于高压功率开关的真空开关管的构造例如由专利文献EP 0 102 317A2已知。真空开关管包括形式为直圆柱的壳体，所述直圆柱在内部是抽真空的。壳体由两个由陶瓷或者陶瓷件构成的相同的、笔直的柱状半部构成，所述陶瓷件通过金属柱体或者通过具有过渡件的金属件在壳体中部接合。所述过渡件在壳体中设计为帘栅极或者屏蔽装置。

真空开关管包括至少一个用于通断的电触头，所述电触头具有固定的和可移动的接触件。所述至少一个电触头备选地也可以包括多个可移动的接触件，并且具有或者不具有一个或者更多固定的接触件。以下出于简洁性的原因以具有一个固定的接触件和一个可移动的接触件的真空开关管为出发点。接触件在真空开关管中盘状地构造并且被真空包围。接触件销钉状地向外导引并且分别与高压功率开关的例如形式为连接片的外部电接头电连接。可移动的接触件通过波纹管真空密封地在真空开关管中可移动地导引和支承。

在接通时，所述可移动的接触件朝向固定的接触件移动，直到在接触件之间存在机械的和电的接触。在断开时，所述可移动的接触件从固定的接触件移走，直到接触件之间的电接触中断并且存在用于避免在施加电压时产生火花放电或者说电闪络的足够距离。在电压较高、例如在145kV的范围中时，在接触件之间需要较大的距离、尤其是几厘米的范围中的距离。真空开关管较长地设计，以便在内部确保足够的距离。真空开关管的壳体的由陶瓷或者陶瓷件构成的直柱体状的半部由多个部分构成，所述部分通过具有过渡件的金属件接合。过渡件分别在壳体中设计为帘栅极或者屏蔽装置。壳体的陶瓷件的通过金属件的连接例如通过钎焊实现，所述金属件例如由铜和/或钢构成。