[发明专利]机电致动器和高压(HV)开关

说明书

本发明涉及一种机电致动器，用于将机械运动从第一区域传递到第二区域中，第一区域和第二区域彼此电隔离。致动器(106，206)包括电绝缘杆(108，208)，其具有本体(110，210)，用于连接至布置在所述第一区域中的机电驱动机构的第一致动部分(112，212)，以及用于致动布置在所述第二区域中的机电致动机构的第二致动部分(114，214)；绝缘盖(116，216)，其至少部分地包围所述电绝缘杆(108，208)；弹性膜片单元(118，218)，其布置在所述电绝缘本体(110，210)和所述盖(116，216)之间且具有至少一个柔性膜(122；250，252)，用于电隔离第一区域和第二区域，其中所述膜片单元(118，218)在膜(122；250，252)的至少一个表面上涂覆有半导电层。

技术领域

本发明涉及高压开关，特别是涉及一种机电致动器，用于将机械运动从第一区域传递到第二区域中，第一区域和第二区域彼此电隔离。

背景技术

为了连接和断开高压，存在的问题是，低压环境中生成的控制信号必须被转换为机械运动，该机械运动在HV环境中致动开关装置，而不会因高压而危及低压环境。特别地，必须在两种环境之间确保安全的电隔离。

常规的高压开关具有位于绝缘的环境外壳(例如陶瓷瓶)内的触头。触头之一可由外壳外部的机械系统致动，该机械系统由延伸穿过外壳密封件的轴连接。致动机构通常在开关中形成接地连接，除非采取预防措施，否则电流可能会从开关组件向致动机构形成电弧，导致故障或损坏。为了解决这个问题，常规的高压开关(例如高开销重合器)通常利用较长的玻璃纤维拉杆将致动机构连接到开关触头。绝缘的玻璃纤维杆延伸穿过空气填充的腔。但是，此配置占用大量物理空间。因此，从EP 2482301 A1已知提供一种电开关，该电开关包括管状壳体，其具有导体接收端和与导体接收端相对的操作端，其中管状壳体包括位于导体接收端和操作端之间的接口。操作杆穿过操作端朝向导体接收端延伸，并且固定触头电联接至导体接收端。

可移动的触头电联接至接口和操作杆，其中可移除的触头可在接触固定触头的第一位置和与固定触头分开的第二位置之间移动。膜片位于管状壳体中在接口和操作端之间，以防止电压从接口电弧放电到操作端，其中膜片包括穿过其中的孔以接收操作杆，其中膜片包括第一管状部分和第二管状部分，第二管状部分的外径小于第一管状部分的外径，以及第一管状部分和第二管状部分之间的肩部部分，其中第一管状部分与管状壳体摩擦接合，且第二管状部分与操作杆摩擦接合，且其中操作杆从第一位置到第二位置的移动使第二管状部分相对于第一管状部分移动，该移动使肩部部分变形。

然而，这种已知的布置仍然具有以下问题：在某些条件下，电场没有得到充分的管理，从而可能发生放电，其可能损坏绝缘材料。另外，单个膜片可能无法在HV和LV环境之间提供足够的电绝缘。

仍然需要一种改进的机电致动器，其用于将机械运动从第一区域传递到第二区域中，第一区域和第二区域彼此电隔离，其确保安全的电隔离，长期稳定、鲁棒、且可以经济地制造。

发明内容

该目的通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于以下思路，提供将HV和LV(或接地)环境分开的弹性膜片单元，其在至少一个表面上具有半导电层，该半导电层具有静电耗散或静电屏蔽特性。例如，含碳黑的聚合物可以用于这种半导电层。当然也可以使用具有必要的高电阻性以减少静电荷的任何其他合适的材料。

特别地，本发明提供一种机电致动器，其用于将机械运动从第一区域传递到第二区域中，第一区域和第二区域彼此电隔离，以及致动器，其包括电绝缘杆，该电绝缘杆具有本体、用于连接至布置在所述第一区域中的机电驱动机构的第一致动部分，以及用于致动布置在所述第二区域中的机电致动机构的第二致动部分。提供电绝缘盖，其至少部分地包围所述电绝缘杆。根据本发明，弹性膜片单元布置在所述电绝缘本体和所述盖之间，且具有用于电隔离所述第一区域和第二区域的至少一个柔性膜，在膜的至少一个表面上涂覆有半导电层。