[发明专利]闭合触头系统

说明书

本发明涉及一种用于高压应用的闭合触头系统，其特征在于，设有具有两个板触头(2、4)形式的开关触头的真空开关管(28)，板触头的至少一个是与驱动器(5)耦合的运动触头(30)，并且其中，至少一个板触头(2、4)旋转对称地被屏蔽元件(32)包围，其中，屏蔽元件(32)具有小于40×10^‑6S/m的电导率。

在高压中的许多应用都需要带电部件例如在出现网络故障的情况下的快速接地。示例性的应用在此是高压直流输电线路中的高压电缆的接地，或在那里使用的高压避雷器的部件的桥接。

通常在现有技术中通过气体绝缘的开关设施(GIS)提供这种所谓的快速接地器。在许多应用中，例如在高压直流输电线路中的直流电压区域中，常规的快速接地器的关闭时间是太长的，因此，必须付出另外的更高的技术努力，以便确保对设施的保护。

本发明所要解决的技术问题在于，与现有技术相比明显缩短高压区域中的闭合触头系统、尤其快速接地器的关闭时间。

该技术问题的解决方案是具有权利要求1的特征的用于高压应用的闭合触头系统。

根据本发明的根据权利要求1的用于高压应用的闭合触头系统的特征在于，真空开关管设置有两个以板触头的形式设计的开关触头。板触头的至少一个设计为所谓的运动触头，该运动触头与驱动器耦合。此外，闭合触头系统的特征在于，至少一个板触头旋转对称地被屏蔽元件包围，其中，屏蔽元件具有小于40×10^-6S/m的电导率。

在所描述的发明中，多个相互建立的用于解决所描述的问题的措施共同作用。第一措施是与在现有技术中使用的气体绝缘的电路不同地使用真空开关管。真空开关管包括板触头，板触头关于其几何形状可以比较简单地设计，并且基于通过在真空开关管中存在的真空提供的高的电绝缘特性需要非常小的接触距离。这又导致的是，总归必须走完更小的开关路径，这已经明显缩短开关时间。另外的措施是，屏蔽元件布置在至少一个板触头周围，其中，屏蔽元件已经抑制击穿并且因此能够实现在运行状态中进一步靠近板触头，其中，在另外的步骤中，屏蔽元件具有相对小的电导率，这根据本发明证实为是适宜的，以便还进一步减小两个板触头的距离。

这些措施的总和导致，用于高压应用的当前的闭合触头系统相对于现有技术具有明显更小的关闭时间(或称为闭合时间)，这意味着对有危险的部件的更好的保护。术语板触头在此原则上理解为板形的触头，其优选不具有控制磁场的的几何形状，所述几何形状然而也不是有害的。板触头优选是简单的可以使用在所描述的闭合触头系统中的触头系统，因为这些触头仅必须关闭，并且不必中断电流。

证实的是，真空开关管的10mm/100kV额定电压的的距离尤其是以下距离，该距离适用于相对于现有技术能够实现非常短的关闭时间。在此适宜的是，在关闭过程中运动的一个或多个触头、即运动触头的平均的关闭速度是在2m/s至8m/s之间。可以通过已知的驱动系统实现这样的关闭速度。

有助于缩短板触头之间的关闭时间的另外的特征是板触头的接触面的距离和接触面的直径的比。该比优选是在X和Y之间、特别优选在V和W之间。

证实为适宜的是，至少一个屏蔽元件包围运动触头。然而也可能适宜的是，针对运动触头并且针对通常设计为固定触头的第二触头同样设置屏蔽元件。在此，同样可能适宜的是，屏蔽元件至少部分随着运动触头沿开关轴线的运动一起运动，这导致在开关过程期间的更好的屏蔽。屏蔽元件优选具有40×10^-6S/m的电导率。特别优选地，屏蔽元件具有更小的20×10^-6S/m的电导率，尤其在使用铁或铁合金、尤其不锈钢时确保这一点。

在本发明的另外的设计方式中，闭合触头系统的特征在于，驱动器具有耦合元件，耦合元件用于使绳索旋转摆动运动预紧，其中，在该运动中，旋转体的转动运动借助缠绕绳转换为缠绕体的平移运动。缠绕体用于驱动运动触头，绳索旋转摆动运动适用于提供非常高的开关速度，其中附加地，在关闭过程中防止触头的弹跳。