真空负荷断路开关的制作方法

1.本公开涉及中压和高压断路器，并且更特别地，涉及一种用于使用控制手柄的单个行程来执行真空接通/断开和隔离操作的真空负荷断路开关(也称为断路器或重合器)。


背景技术：

2.负荷断路开关以及断路器或重合器广泛用于各种电气领域中，并且是用于电能分配的开关设备的主要类型之一。对开关/断路器的主要要求是接通/断开负荷电流(有功或无功)和短路电流，以及在需要时隔离配电部分。
3.存在各种各样的负荷断路开关的设计。填充sf6的开关通常用作具有断开以及隔离能力的负荷断路开关。现有技术中真空中断器已经用于负荷断路开关，但是不用于隔离，因为真空中断器不能在两个触点之间提供隔离。这是在常规负荷断路开关中不使用真空接通/断开的主要限制之一。真空中断器中的成功断开可以以不足以隔离的较小间隙来实现。如果我们尝试在真空中断器中集成隔离和断开，则会带来机械和制造约束，这使得不可能同时采用这两种要求。隔离距离确保在最坏的环境条件下(如网络上的浪涌)触点之间不导电，从而确保操作人员的安全操作。
4.之前的方法允许常规负荷断路开关内的接通/断开操作产生隔离间隙。存在基于熄灭电弧的各种方法制成的负荷开关的各种各样的设计(诸如sf6)。但是，由于sf6分解的有害副产物，sf6接通/断开在环境方面不太优选。sf6也是一种具有高全球变暖潜力的潜在温室气体。此外，在sf6内接通/断开会降低sf6的质量，降低设备的寿命。因此，存在减少sf6在传输和分配设备中使用的驱动力。
5.随着环境指南和意识的变化，仍然需要一种能够用于接通/断开和隔离操作的稳健的真空负荷断路器。
6.本文的实施例的主要目的在于提供一种真空负荷断路开关，用于通过电气控制或通过真空负荷断路开关的手柄在电气控制以及手动操作的单个行程中执行真空接通/断开和隔离操作。


技术实现要素：

7.在一个方面，该目的通过提供一种真空负荷断路开关来满足，所述真空负荷断路开关包括：(金属或非金属的)罐、封闭在罐中的中断系统、连接到中断系统的驱动杆、具有连接到中断系统的多个o型圈的防漏系统、以及连接到中断系统的源侧连接器和负荷侧连接器。在断开(open)操作期间，真空中断系统内的电流被真空系统中断，并且中断系统进一步移动以产生隔离距离。通过在罐上设置观察窗口使隔离距离可见。
8.进一步地，在闭合操作期间，真空中断系统移回以首先消除隔离距离，然后真空中断系统内的触点在真空中闭合以恢复电流流动。
9.在一实施例中，在断开操作期间，通过电气控制或通过真空中断系统的手柄在单个操作行程中中断真空中断系统内的电流并且产生隔离距离。
10.在一实施例中，在闭合操作期间，通过电气控制或通过真空中断系统的手柄在单个操作行程中将真空中断系统移回以首先消除隔离距离，然后真空中断系统内的触点在真空中闭合以恢复电流流动。
11.在一实施例中，电流是正常负荷电流和短路电流中的一者。
12.在一实施例中，中断系统包括负荷侧衬套、连接到负荷侧衬套的电压测量系统、减震介质、连接到断开弹簧的可移动杆、底部固定盖、波纹管、驱动保持件、绝缘盖、可移动触点、固定触点、顶部固定盖、源侧衬套。电压测量系统测量连续电压并将测量的电压发送到处理单元。这有助于集成监测和保护方案。减震介质在真空中断系统的断开操作和闭合操作期间吸收震动。可移动杆确保在真空中断器内的接通/断开，并且可以在真空中断器外实现隔离。移动触点和固定触点可以互换以在真空中断器的任一侧上实现隔离。底部固定盖密封中断系统内的真空，并允许可移动杆在中断系统的断开操作期间断开固定距离/行程。驱动保持件将驱动杆的线性运动传递到真空中断系统。驱动杆确保真空中断系统压缩断开弹簧的足够移动/行程，以实现所需的接触力。绝缘盖在源侧连接器与负荷侧连接器之间提供绝缘。可移动触点能实现电流的接通和断开。在闭合状态下，固定触点固定到可移动触点以接收电流。固定杆固定到固定触点以接通或断开或承载电流。
13.在一实施例中，在断开操作期间，真空中断器外的断开弹簧不允许可移动触点在中断系统的移动期间移动，直到中断系统完全断开。
14.在一实施例中，在闭合操作期间，真空中断器外的断开弹簧保持可移动触点在真空中断器内处于断开状态，直到隔离距离被覆盖。
15.在一实施例中，当可移动触点接触源侧衬套的固定触点、施加所需的接触压力从而消除隔离距离时完成闭合操作。
16.在一实施例中，一旦闭合操作完成，真空中断器外的断开弹簧就用作触点负载弹簧。
17.在一实施例中，负荷侧衬套和源侧衬套设置在中断系统的两侧，以保持电压测量系统、源侧连接器和负荷侧连接器。
18.在一实施例中，减震介质可以使用弹性材料(如弹性体)或弹簧系统或油阻尼系统来实现。
19.在一实施例中，底部固定盖将真空中断器保持在密封状态，以保持真空中断器内的真空。底部固定盖还为断开弹簧提供座并控制可移动杆的行程。
20.在一实施例中，波纹管为真空中断器提供柔性，以允许可移动杆在中断系统的断开操作期间。
21.在一实施例中，驱动保持件将真空中断器与驱动杆连接。
22.在一实施例中，绝缘盖为真空中断器形成密封容器。
23.在一实施例中，绝缘盖用作真空中断器与驱动保持件之间的界面。
24.在一实施例中，绝缘盖对驱动保持件提供牢固的夹持。
25.当结合以下描述和附图考虑时，将更好地领会和理解本文实施例的这些和其他方面。然而，应当理解，以下描述虽然指示优选实施例及其许多具体细节，但是是通过说明而非限制的方式给出的。在不脱离本文的实施例的精神的情况下，可以在本文的实施例的范围内进行许多改变和修改，并且本文的实施例包括所有这些修改。
附图说明
26.在附图中例示所提出的真空负荷断路开关，在整个附图中，相似的附图标记在各个图中表示相应的部分。从参考附图的以下描述中将更好地理解本文的实施例，其中：
27.图1例示根据如本文所公开的实施例的用于使用单个行程执行真空接通/断开和隔离操作的真空负荷断路开关；
28.图2例示根据如本文所公开的实施例的真空负荷断路开关的中断系统；以及
29.图3例示根据如本文所公开的实施例的中断系统的剖视图。
具体实施方式
30.参考在附图中例示并在以下描述中详述的非限制性实施例，更全面地解释本文的实施例及其各个特征和有利细节。省略了对公知组件和处理技术的描述，以免不必要地模糊本文的实施例。除非另有说明，否则如本文所使用的术语“或”是指非排他性的或。本文所使用的示例仅旨在便于理解可以实践本文的实施例的方式，并且进一步使本领域技术人员能够实践本文的实施例。
31.附图用于帮助容易地理解各个技术特征，并且应当理解，本文所呈现的实施例不受附图的限制。因此，本公开应当被解释为扩展到除了在附图中特别阐述的那些之外的任何改变、等同物和替代物。
32.现在参考附图，并且更特别地参考图1至图3，示出了优选实施例。
33.图1例示根据如本文所公开的实施例的用于使用单个行程执行真空接通/断开和隔离操作的真空负荷断路开关。
34.真空负荷断路开关包括(金属或非金属的)罐1、封闭在罐1中的中断系统2、连接到中断系统2的驱动杆3、具有连接到中断系统2的多个o型圈的防漏系统4、以及连接到中断系统2的源侧连接器5和负荷侧连接器6。在断开操作期间，真空中断系统2内的电流在真空中断器内被中断，并且然后移动中断系统2以在合适的介电气体内产生隔离距离。在断开操作期间，在通过电气控制或由负荷断路开关的手柄进行的操作的单个行程中中断真空中断系统2内的电流并且产生隔离距离。进一步地，在闭合操作期间，中断系统2与处于断开状态的触点一起移回以首先消除隔离距离，然后真空中断器内的触点闭合以恢复电流。在闭合操作期间，通过电气控制或通过负荷断路开关的手柄在单个操作行程中消除隔离距离并且开启真空中断系统2内的电流。
35.所提出的负荷断路开关集成了负荷断路开关内的真空接通/断开，允许在真空中断器内接通/断开之后仍然获得隔离距离，确保操作人员安全。通过在罐1上设置观察窗口可以使这种隔离可见。
36.图2例示根据如本文所公开的实施例的真空负荷断路开关的中断系统2。中断系统2包括负荷侧衬套7、电压测量系统8和22、减震介质9和23、断开弹簧10、可移动杆11、底部固定盖12、波纹管13、驱动保持件14、绝缘盖15、可移动触点16、固定触点17、固定杆18、顶部固定盖19、源侧衬套21和真空中断器20。
37.电压测量系统8和22连接到负荷侧衬套7，并且被配置为测量连续电压并将测量的电压发送到处理单元。负荷侧衬套7和源侧衬套21设置在中断系统2的两侧，以保持电压测量系统8和22、源侧连接器5和负荷侧连接器6。
38.减震介质9和23在真空中断系统2的断开操作和闭合操作期间吸收震动。减震介质9和23可以使用弹性材料(如弹性体)或弹簧系统或油阻尼系统来实现。
39.在断开操作期间，一旦达到触点系统的期望行程，真空中断器20外的断开弹簧10就不允许可移动触点16移动，直到中断系统2完全断开。进一步地，在闭合操作期间，真空中断器20外的断开弹簧10保持可移动触点16在真空中断器20内处于断开状态，直到隔离距离被覆盖。在消除隔离距离之后，当可移动触点16接触源侧衬套21的固定触点17时，闭合操作中的电流开始流动。驱动杆3确保真空中断系统压缩断开弹簧的足够移动/行程，以在闭合操作结束时实现所需的接触力。
40.连接到断开弹簧10的可移动杆11在中断系统2的闭合操作期间承载电流并且允许真空中断器20在中断系统2的断开操作期间产生隔离距离。在一实施例中，电流是正常负荷电流和短路电流中的一种。
41.底部固定盖12密封中断系统2内的真空。底部固定盖12将真空中断器20保持在密封状态，以保持真空中断器20内的真空。它还有助于为断开弹簧10提供座，并控制可移动杆11的行程/接触间隙。
42.波纹管13允许可移动杆11在中断系统2的断开操作期间以隔离距离断开。波纹管13为真空中断器20提供柔性，以允许可移动杆11在中断系统2的断开操作期间以隔离距离断开。
43.驱动保持件14将驱动杆3的线性运动传递到真空中断系统2。驱动保持件14将真空中断器20与驱动杆3连接。
44.绝缘盖15在源侧连接器5与负荷侧连接器6之间提供绝缘。绝缘盖15为真空中断器20形成密封容器。绝缘盖15用作真空中断器20与驱动保持件14之间的界面。绝缘盖15对驱动保持件14提供牢固的夹持。
45.可移动触点16能实现电流的接通和断开。在闭合状态下，固定触点17固定到可移动触点以接收电流。固定杆18固定到固定触点17以接通或断开或承载电流。在闭合和断开操作期间，固定杆18在源侧衬套21上滑动，而不会使与其的接触松脱，从而保持两者之间的电连续性。
46.图3例示根据如本文所公开的实施例的中断系统2的剖视图。与传统的负荷断路开关不同，所提出的发明允许在断开操作期间首先断开真空中断器内的电流。一旦在真空中断器内发生电流断路，则整个真空中断器移动并在合适的介电气体内产生隔离距离。真空中断器外的在移动导体上的弹簧确保可移动触点不移动或闭合，除非真空中断器完全断开。这两种操作(断开和隔离)都发生在通过开关手柄的单个操作行程中。进一步地，在负荷断路开关的闭合操作期间，所提出的发明允许操作开关手柄，这允许负荷断路开关开始闭合操作。在闭合操作期间，真空中断器朝处于断开状态的负荷侧衬套移动。真空中断器外的在移动导体上的弹簧确保触点在真空中断器内保持断开状态。一旦可移动触点接触负荷侧衬套的固定端子，隔离距离就变为零，然后真空中断器触点的闭合开始。然后，真空中断器触点完全接触，并且电流开始流过负荷断路开关。驱动杆确保真空中断系统压缩断开弹簧的足够移动/行程，以实现所需的接触力。使隔离间隙为零以及随后闭合真空中断器的完整操作发生在开关手柄的单个操作中。
47.因此，使用所提出的发明，接通/断开在真空中断器内发生，这是更有效的，从而增
加产品的寿命。即使接通/断开在真空中断器内发生，本发明仍然在负荷断路开关内实现隔离距离。通过在罐上设置观察窗口，可以使这种隔离可见。
48.由于真空中高效的电流断开以及任何其他气体环境中的隔离，因此真空接通/断开以及获得隔离距离的集成使得系统更有效。进一步地，所提出的三相系统中的真空中断器通过正常/压缩空气或通过使用任何气体或惰性气体而彼此隔离。在一个负荷断路开关内实现真空接通/断开和隔离距离的所有两个功能并且使它们的操作可行，这是更有效的，并且因此增加产品的寿命，确保操作人员安全。这还通过消除sf6气体的使用来减少对环境的不利影响。
49.如已经提到的，由于在不脱离在本文中给出的本公开的广泛范围的情况下构思其他替代实施例对于本领域技术人员而言将是明显的，因此前面的描述是对本发明的说明而不是对其范围的限制。
50.以下是附图标记：
51.52.