[发明专利]改进的可抽出式固态开关设备

说明书

本公开涉及一种改进的可抽出式固态开关设备，包括：开关单元，具有一个或多个电极，并且对于每个电极包括线电流能够沿着其循环的第一电力触头和第二电力触头以及一个或多个固态开关；支撑框架，适于固定到支撑结构，并且对于每个电极包括所述线电流能够沿着其循环的第三电力触头和第四电力触头。开关单元可相对于所述支撑框架在插入位置和抽出位置之间可逆地移动。对于每个电极，开关单元至少包括液压回路，冷却流体能够沿着该液压回路循环，以去除由所述固态开关产生的热量。所述液压回路包括与所述支撑框架的对应的第三液压连接器和对应的第四液压连接器耦接或分离的第一液压连接器和第二液压连接器。

技术领域

本发明涉及低压开关设备(诸如断路器、隔离开关(disconnector)、接触器等)的技术领域。

背景技术

出于本发明的目的，术语“低压”(LV)涉及低于1kV AC和1.5kV DC的电压。

如已知的，低压开关设备被用于电路或电网中，以允许这些电路或电网的特定部分正确操作。

例如，低压开关设备适于确保几个公用设施(utility)所必需的标称电流的可用性、实现电负载的正确插入和断连(disconnection)、(尤其是断路器)保护电网和安装的电负载免受诸如过载和短路之类的故障事件影响。

上述开关设备的各种工业解决方案可在市场上获得。

更传统的机电开关设备通常具有容纳一个或多个电极的外壳，该一个或多个电极中的每一个包括用以断开(break)和传导电流的一对可分离的触头。

驱动机构使可移动触头在第一闭合位置和第二打开位置之间移动，在该第一闭合位置中，可移动触头与对应的固定触头耦接，在该第二打开位置中，可移动触头与对应的固定触头间隔开。

虽然已证明此类设备非常鲁棒和可靠，但是在直流(“DC”)应用中，并且主要是在相对高电压(高达1500V)情况下，它们的中断时间可能非常长。

结果，通常在分离状态下在机械触头之间触发(strike)的电弧可能因此在相对长的时间内持续。

因此，电极的触头的严重磨损可能导致电气耐久性(即，开关设备可以执行的开关操作的数量)显著降低。

为了面对这样的问题，已经设计了所谓的固态断路器(“SSCB”)。

对于每个电极，这些开关设备包括用于电流断开目的的一个或多个固态开关。

典型地，固态开关是基于半导体的开关设备，其可以在导通状态和阻断状态之间换向。

SSCB的主要优点在于，它们由于其无电弧的断开操作而潜在地具有无限的电气耐久性。

此外，与机电开关设备的中断时间相比，它们的中断时间显著更短。

遗憾的是，当固态开关处于导通状态时，SSCB通常需要密集冷却以去除由流动通过固态开关的电流产生的热量。

为了面对这个问题，现有技术的一些SSCB已经设有排气设备，这些排气设备适于产生用于去除由固态开关产生的热量的气流。

该解决方案的主要缺点在于SSCB的尺寸和重量相对增加以及去除多余热量的效率相对低。

存在设有液压回路以去除由固态开关产生的热量的已知SSCB。

这种类型的当前可用的SSCB具有复杂的结构，并且由于需要手动布置液压连接以允许开关单元上板载(on-board)的液压回路被馈送冷却流体而难以在现场安装。因此，这些设备通常示出相对高的工业成本。