[发明专利]开关设备

说明书

一种用于低压或中压配电网络的开关设备(1)，所述开关设备包括一个或多个电极(2)，以及对于每个电极：‑绝缘壳体(3)，限定所述电极的内部容积(20)；‑第一极端子(16)和第二极端子(17)，分别与电源(101)的对应的电相导体(101A)以及与电负载(102)的对应的电相导体(102A)电连接；‑可动触头(4)和固定触头(5)，该可动触头(4)和固定触头(5)能够彼此耦合/解耦，所述固定触头与所述第一极端子电连接，所述可动触头与所述第二极端子电连接；‑半导体器件(60)的堆叠(6)，适于根据提供给它的电压而切换到导通状态或阻断状态。

技术领域

本发明涉及用于低压或中压配电网络的开关装置领域。

更特别地，本发明涉及用于低压或中压配电网络的改进的开关设备。

在另一方面，本发明涉及一种包括上述开关设备的开关装置。

背景技术

在本发明的框架内，术语“低压”(LV)涉及低于1kV AC和1.5 kV DC的标称操作电压，而术语“中压”(MV)涉及高于1kV AC 和1.5kV DC直到几十kV(例如直到72kV AC和100kVDC)的标称操作电压。

如已知的，开关设备被安装在配电网络中，以用于将电源(例如，电力线路)与一个或多个相关联的电气负载连接/断开连接。

更传统的开关设备包括一个或多个电极，每个电极具有能够在第一操作位置与第二操作位置之间移动的可动触头，在该第一操作位置中，该可动触头被耦合到对应的固定触头，在该第二操作位置中，该可动触头与固定触头解耦。

每个电极被电连接到电力线路和相关联的电力负载，使得电流可以通过由耦合的固定触头和可动触头提供的主导通路径在电力线路与电负载之间流动。

另一方面，当可动触头与对应的固定触头解耦时，例如在故障的情况下，流向电负载的电流被中断。

在现有技术的一些开关设备(例如在专利文献EP2523203和 WO2017/005474A1中公开的那些开关设备)中，每个电极设置有多个半导体器件(通常为功率二极管)，这些半导体器件被配置为仅允许根据预定方向流动的电流通过。

这些半导体器件彼此串联电连接，并且被布置为允许或阻断沿着辅助导通路径流动的电流的通过，该辅助导通路径与所述主导通路径并联电连接。

如已知的，在这些开关设备中，可动触头的移动与电力线路电压和负载电流的波形的适当同步允许在运行期间减少显著的寄生现象，例如在断开操纵期间(当电力线路与例如电容器组的电负载断开时)的电弧的产生。另一方面，这种同步允许限制在闭合操纵期间(当电力线路与电负载电耦合时)所产生的可能的浪涌电流和瞬态过电压。

不幸的是，上述类型的开关设备具有一些关键方面。

为了限制电极的尺寸，通常采用具有小尺寸的功率二极管，这种功率二极管不能承受高于给定阈值(通常对于标准设备约为1kV) 的操作电压。

由于电极中的标称操作电压可能达到几十kV，所以必须采用大量的功率二极管。

然而，这可能使得可动触头的移动与同电极相关的电气量的波形同步困难，特别是在开关设备的断开操纵期间。

如已知的，这种困难的同步可能导致在电触头之间形成微弧，这已被证明显著地降低了电触头的操作寿命。

另外，这些开关设备通常不能承受例如以“kA”为量级的高电流水平。明显的是，该事实显著地限制了它们在配电网络中的使用，因为它们不能提供短路切换能力。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于LV或MV配电网络的开关设备，该开关设备允许克服现有技术的缺点。