[发明专利]开关装置

说明书

本申请是同一申请人于1994年3月12日提交的题为“开关装置”的第94104310.X号中国专利申请的分案申请。

本发明涉及一种直接连接到降压变压器上作为一个局部网络接收设备的开关装置，特别是一种适合保护变压器的负载免遭短路或类似故障的损害的开关，这些故障可能发生在降压变压器与位于该变压器原边的网络保护断路器之间。

图1是此类现有的开关装置的一个单线结线图。该开关装置由一个金属密封式且采用空气绝缘系统的开关设备构成。该装置经电缆100的端部接收由电力公司的一个变电站馈给的电力，并且通过一个拉拔接合式断路器200连接到变压器300。

对于这种现有技术的开关装置来说，在对电缆100进行耐压试验时，需要在把断路器200拉到金属密封式开关设备中的断开位置的前提下，对电缆100的端头施加试验电压。此外，在将负载侧(即变压器300侧)或电源侧(即电缆100一侧)的金属密封开关接地的情况下，该接地操作是在把断路器200从该金属密封式开关设备中拉出之后，将专用拉拔式接地开关(未示出)插入金属密封式开关设备来实现的。

图2所示是一种现有技术开关装置的剖面图。在图2中，标号1代表一封闭的容器；标号2代表布置在封闭容器1一侧的电源侧端子；标号3设在封闭容器1另一侧的负载侧端子；标号4代表设在封闭容器1下部的电源侧接地端子；以及标号50表示布置在封闭容器1上部的负载侧试验端子。触头61被连接到电源侧的端子2上；另一触头103被连接到负载侧的端子3；再一个触头91连接到电源侧接地端子4；还有一个触头101连接到负载侧试验端子50。

标号60表示一个能沿其轴线方向移动的可动电极；并且该可动电极60的长度能接触到触头61、103、91和101当中的相邻的两个触头，该电极布置在封闭容器1中，并使其能沿容器的轴线方向移动。

因此，图2所示的开关装置能通过在触头61和103之间往复移动可动电极60的方式来切换电源侧触头61和负载侧触头103。此外，该开关装置通过在触头101与103之间或触头91与61之间往复移动可动电极60的方式，来驱动负载侧试验触头101，负载侧触头103，电源侧接地触头91以及电源侧触头61。

图3(a)到图3(d)是具有一个接地端子的传统的负载开关装置的侧切面剖视图。

在图3(a)至图3(d)中，标号13代表第一固定触头；标号14代表一个可移动触头；标号15代表被连接到端子上的第二固定触头；标号16代表第三触头，从中可移动触头14通过它穿入，形成接触或分离；而符号“A”代表出现在固定触头13和动触头14之间的电弧。

接着描述其操作方式。在图3(a)中，电流通过动触头14从第三固定触头16流到第一固定触头13。图3(b)示出了断路操作过程，此间动触头14从图3(a)所示位置被移动到图3(b)所示的上部。由动触头14的操作而产生和拉长的电弧“A”在电流过零点处由于环境空气的冷却效应而被切断。在断路后，开关装置变成了如图3(c)所示的断开状态，在电源侧与负载侧之间形成隔离。图3(d)示出了动触头14已从图3(a)所示状态向下移动后的状态，并且由动触头14把连接到负载侧的第一固定触头13与接地端子侧的第二固定触头15连接在一起，从而使负载侧接地。

这种开关装置可实现以下三种状态之间的切换；负载侧与电源侧的连接状态，负载侧与接地侧的连接状态，以及使任何触头之间都不连接的打开状态。

由于现有技术的开关装置具有上述结构，需要一个如图1所示的金属密封式由空气隔离的开关设备，使断路器的拉伸距离(连接位置与断开位置间的距离)加长。因此，现有技术的开关装置存在的问题是，金属密封式开关设备的尺寸必然很大，并且在把该装置的电源侧或负载侧接地的状态下很难实现更换带有接地开关的断路器的工作。

此外，由于图2所示的开关装置是一个四位置开关，该装置的另一个问题是其操作机构复杂，并因此使操作变得较困难，并且还需要大量的人力对装置进行调整，以确保可移动电极60与各个触头61、103、91和101都能稳定可靠地接触。

另外，由于图3(a)～图3(d)所示的开关装置在第一固定触头13与可动触头14之间没有设灭弧室，该装置不得不仅仅依赖环境空气的灭弧力来切断电流。因此，随着断路电流增大，在该装置从闭合状态向断开状态转换时发生的电弧电流也会增大，由此给该装置带来的另一个问题是仅靠环境空气的灭弧能力已不能使电弧熄灭。

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种总体尺寸小型化并易于操作的开关装置。