CN101385108A - 电气开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气开关装置，该电气开关装置带有用于断开和连接电导线的第一断路器单元、尤其是空气绝缘接地开关。此外，本发明还涉及一种用于切换空气绝缘接地开关的方法，其中，在该空气绝缘接地开关上不产生由于电压击穿造成的电弧。根据本发明，可以这样切换与第一断路器单元并联的第二断路器单元，使得在切换时所产生的电弧点燃仅在所述第二断路器单元内发生。

Description

电气开关装置
技术领域
本发明涉及一种电气开关装置，该电气开关装置带有用于断开和连接电导线的第一断路器单元、尤其是空气绝缘接地开关。此外，本发明还涉及一种用于开关该空气绝缘接地开关的方法，其中，在该空气绝缘接地开关上不产生由于电压击穿造成的电弧。
背景技术
传统的空气绝缘接地开关被构造为旋转地线(Schwenk-Erder)或旋转滑动式地线(Schwenk-Schub-Erder)。在将导线或开关设备接到地电位或与地电位断开时，开关过程产生容性和/或感性电流，该电流在接地开关的主触点相距一定距离时可能造成电弧。因为接地开关多数情况下在露天设备中运行，所以这种开放式电弧对设备内的人员和电气设备有风险。迄今为止，如下地解决这一问题:即，为主触点连接具有超前或滞后(nacheilend)功能的辅助触点。仅在辅助触点上点燃所产生的电弧。由此保护了空气绝缘开关的主触点不受电弧影响。这样做的缺点在于，由此而产生的电弧还是露天地产生并由此构成安全方面的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，确保主开关无电弧地切换。
这一技术问题是通过权利要求1以及权利要求11的特征解决的。根据本发明，在该电气开关装置中，至少一个封装的第二断路器单元与第一断路器单元并联地布置，并且，在连接或断开电导线时产生的电压击穿作为电弧在第二断路器单元内产生，其中，第二断路器单元在连接电导线时可以在第一断路器之前切换而在断开电导线时可以在第一断路器单元之后切换。通过根据本发明的开关设备确保了可能的电弧仅在第二断路器单元内出现，并因而使第一断路器单元可以无电弧地切换。尤其对作为第一断路器单元的空气绝缘接地开关来说，由此产生了如下的优点:可能的电弧不在空气绝缘接地开关的主触点上出现，并因而延长了开关设备的寿命。同时，由此将由于电弧出现在作为的第一断路器单元的户外空气绝缘接地开关上而导致的安全方面的风险降到了最小。
在电气开关设备的一种有利构造中，第二断路器单元是功率开关和/或负载开关和/或隔离开关和/或真空开关室和/或过压放电器、例如火花间隙放电器(Funkenstrecke)和/或限压器(Spannungsbegrenzer)。尤其是在采用封装开关作为第二断路器单元的情况下，电弧仅在第二断路器单元的封闭腔室内点燃，因而被向外屏蔽。
根据本发明，隔离开关被布置在第一断路器单元与第二断路器单元之间。尤其是对于第一断路器单元的额定短路电流大于第二断路器单元的额定短路电流的情况，第二断路器单元必须与接通的第一断路器单元断开。隔离开关确保了这种电气断路。
如果封装的第二断路器单元的额定短路电流等于或大于第一断路器单元的额定短路电流，那么可以采用两个断路器单元的串联布置。
根据本发明，第二断路器单元布置于靠在开关设备上的电压电位侧、尤其是高压电位侧。有利的是，与第二断路器单元并联和/或串联地布置至少另外一个断路器单元，以用于过电压的放电。该第三断路器单元尤其是过电压放电器、火花间隙放电器、开放式或封装的或其它限压器。
通过过电压放电器可以将第二断路器单元的额定电压选择得比第一开关室的额定电压小。
在根据本发明的开关设备的一种有利的构造中，第二断路器单元被集成在作为第一断路器单元的空气绝缘接地开关的固定触点内。由此产生了如下优点:所组成的接地开关设备可以加装(nachrüstbar)一个相应的第二断路器单元。
隔离开关的位于可动的主触点上的第一部分借助接收装置与隔离开关第二部分形成接触。由于对作为第一断路器单元的接地开关的可动主触点的运动的利用，因而借助隔离开关的第一部分的机械/电气耦合是可能的。相应地构造的“指状件”抓到所述接收装置内并由于可动主触点的运动进展(Bewegungsauflauf)而在接通或断开时形成连接。
由于可动主触点借助隔离开关的第一部分的运动，因而接收装置造成了旋转运动。略微在到达接通状态的末端位置之前，可动主触点在固定主触点内执行提升运动。这种可动主触点的运动进展用于将隔离开关两部分之间产生的电连接再次在接通状态下断开。事先要通过旋转和提升运动切换真空开关室。在可动主触点在接通状态下的末端位置中，两个断路器单元由此通过断开的隔离开关再次与主电流路径电气地断开。
相反，在断开运动的情况下，由于可动主触点相对于固定主触点的下降运动，隔离开关的第一部分通过接收装置与隔离开关的第二部分相接触并由此首先产生在分离点上的电连接。接着，切换第二断路单元。利用可动主触点的向前运动及其对固定主触点的远离，固定和可动主触点之间的连接无电弧地断开。隔离开关的第一部分的尺寸这样地设计，使得在主触点之间有足够的断路路径时，接收装置由于旋转运动而接着使第二断路器单元(例如真空开关室)断开。在此形成的电弧保持在第二断路器单元的腔室内。在第一断路器单元的触点和灭弧装置分开足够远之后，隔离开关同样可以无电流地断开。这种运动进展通过可动主触点的特定几何形状和尺寸、隔离开关的第一部分的长度和布置、以及接收装置的设计来保证。
有利的是，第二断路器单元与第一断路器单元并联或串联地连接。对于第一断路器单元与第二断路器单元作为串联电路串联电连接的情况，应当注意，两个断路器单元的电流强度必须分别针对于最大电流进行选择。在第二断路器单元相对于第一断路器单元并联布置的情况下，第二断路器单元的电流强度可以被设计为小于第一断路器单元的电流强度。在此，然后在第一和第二断路器单元之间使用隔离开关是有利的。
根据本发明，同样提供了一种用于切换空气绝缘接地开关的方法，其中，该空气绝缘接地开关与并联于空气绝缘接地开关地布置的第二断路器单元相连接，其中，在连接电导线时在空气绝缘接地开关之前接通所述第二断路器单元，而在断开电导线时首先将电导线与空气绝缘接地开关断开，然后才将电导线与第二断路器单元断开。
在采用分离点(Trennstelle)作为空气绝缘接地开关与第二断路器单元之间的连接时，在接通过程中首先接通分离点，接着接通第二断路器单元，然后接通空气绝缘接地开关；而在建立导线连接时，使分离点再次断开。在断开过程中，首先使断开的分离点接通，然后使空气绝缘接地开关断开，然后使第二断开器单元在可能出现电弧的情况下断开，并在电导线完全断开后使隔离开关再次断开。
附图说明
从属权利要求中给出了其它的有利构造。下面结合附图解释若干示例性的构造。在附图中:
图1以示意侧视图示出了根据本发明的开关设备的一部分；
图2示出了一种根据本发明的用于无电弧地接通空气绝缘接地开关的方法流程；
图3示出了一种根据本发明的用于无电弧地断开空气绝缘接地开关的方法流程；
图4示出了根据本发明的开关设备的电路图，该开关设备带有与第二断路器单元并联布置的过电压放电器作为第三断路器单元。
具体实施方式
图1示出了作为电气开关(未示出)组成部分的、作为第一断路器单元的空气绝缘接地开关2的示意性侧视图。在空气绝缘接地开关2的固定主触点4a中集成有作为第二断路器单元的真空开关室3。在接通空气绝缘接地开关2的主触点4a、4b作为接地电流路径与电压电位侧的连接时，借助接地电流路径的可动主触点4b的运动能量接通同样位于空气绝缘接地开关2的固定主触点4a内的分离点5a、5b。
在可动主触点4b在接通过程的旋转运动中，主触点4b上的支架5a卡锁在接收装置6内。并形成在分离点5a、5b上的电连接。通过可动主触点4b的进一步旋转和接下来的提升运动，接着同样接通真空开关室3。在此形成的电弧可以在真空开关室3内灭弧。随着可动主触点4b的继续运动，在空气绝缘接地开关2的固定主触点4a和可动主触点4b之间接着无电弧地形成电连接。同时，随着可动主触点4b的由于可动主触点4b旋转运动之后的垂直运动而在空气绝缘接地开关2的固定主触点2内实现的卡锁，分离点5a、5b借助5a、5b的向外运动而再次断开，因此主电流路径仅在空气绝缘接地开关2上延伸。分离点5a、5b使真空开关室3与接地电流路径断开。
在断开过程中，由于可动主触点4b的动力学性质而首先又由于可动触点4b的下降运动而接通了分离点5a、5b。随着可动主触点4b继续离开空气绝缘接地开关的固定主触点4a，电接触现在仅通过真空开关室3延伸。真空开关室3现在也使该触点断开并仅在真空开关室3内对在此形成的电弧进行灭弧。随着可动主触点4b继续离开空气绝缘接地开关2的固定主触点，现在不能在主触点4a、4b之间形成任何电弧，因此空气绝缘接地开关2可以无电弧地接通和断开。在空气绝缘接地开关2以及真空开关室3无电流后，通过向外运动可动的主触点4b而同样使分离点5a、5b断开，因此现在真空开关室3以及空气绝缘接地开关2完全断开且无电流。
图2示出了一种根据本发明的采用了附加的分离点5a、5b的用于无电弧地接通空气绝缘接地开关2的方法流程。各图示出了根据本发明的用于无电弧地接通空气绝缘接地开关2的方法步骤。在断开状态下，使空气绝缘接地开关2和作为真空开关室的第二断路器单元3以及在空气绝缘接地开关2和真空开关室3之间布置的分离点5a、5b断开。在接通过程中，现在首先使分离点5a、5b接通，接着通过真空开关室3执行导线7的电连接。可能由此形成的电弧在真空开关室3内灭弧。接着接通空气绝缘接地开关2的固定主触点4a，其中，现在在此不能形成任何电弧。随着空气绝缘接地开关2的主触点4a、4b的电连接，真空开关室3接着借助分离点5a、5b与电导线7断开。
图3示出了根据本发明的无电弧切换空气绝缘接地开关2的断开过程，该空气绝缘接地开关与作为第二断路器单元的真空开关室3和分离点5a、4b相连接。在接通了在断开状态下断开的分离点5a、5b之后，接着使空气绝缘接地开关2的可动主触点4b离开固定主触点4a。在此阶段，仅在作为第二断路器单元的真空开关室3上实现电连接。接着，真空开关室3同样断开，因此可能形成的电弧仅在真空开关室3内被点燃。随着时间的推移，空气绝缘接地开关2的固定主触点4a现在离开可动主触点4b如此之远，以至于在主触点4a、4b之间的电弧的点燃由于断路路径距离而不再具有可能。在真空开关室3以及空气绝缘接地开关2的主触点4a、4b断开之后，分离点5a、5b也断开，使得电连接现在被取消。
在此有利的是，将主电流路径中的动力学性质用于执行相应的切换过程。可动主触点4b的运动用于使分离点5a、5b和作为第二断路器单元的真空开关室3接通和断开所要用的力。真空开关室3自身在此不需要供电，且同样不需要与接地电流路径并联的辅助电流路径。
图4示出了根据本发明的开关设备1的电路图，该开关设备带有与第二断路器单元3并联布置的作为第三断路器单元8的过电压放电器。与作为第一断路器单元布置的接地开关2并联的作为第二断路器单元的真空开关室3，另外通过作为火花间隙放电器的第三断路器单元8保护并在电压方面受到限制。由此，真空开关室3可以在电压和电流强度方面将规格设计为小于接地开关2。同样可以在电开关设备1内相对于真空开关室3并联和/或串联地另外布置其它的断路器单元(未示出)。

Claims (12)

1.一种电气开关装置(1)，该电气开关装置带有用于断开和连接电导线(7)的第一断路器单元(2)，其特征在于，在所述开关装置(1)内，至少一个接近接通的第二断路器单元(3)与所述第一断路器单元(2)相连，并且在连接或断开所述电导线(7)时形成的电压击穿作为电弧产生在所述第二断路器单元(3)内，其中，所述第二断路器单元(3)在所述电导线(7)连接时可以在所述第一断路器单元(2)之前切换，而在所述电导线(7)断开时，则可以在所述第一断路器单元(2)之后切换。
2.根据权利要求1所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第一断路器单元(2)是空气绝缘接地开关。
3.根据权利要求1或2所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第二断路器单元(3)是功率开关和/或负载开关和/或隔离开关和/或真空开关室和/或过压放电器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，在所述第一断路器单元(2)和所述第二断路器单元(3)之间布置有隔离开关(5a，5b)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第二断路器单元(3)布置于靠在所述开关设备(1)上的电压电位侧、尤其是高压电位侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，与所述第二断路器单元(3)并联和/或串联地布置至少另外一个断路器单元(8)，用于过电压的放电。
7.根据权利要求6所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第三断路器单元(8)是过电压放电器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第二断路器单元(3)集成在作为第一断路器单元的接地开关(2)的固定触点(4a)内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述隔离开关(5a)的位于可动的主触点(4b)上的第一部分借助接收装置(6)与所述隔离开关(5b)的第二部分形成接触。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电气开关装置(1)，其特征在于，所述第二断路器单元(3)并联和/或串联地与所述第一断路器单元(2)相连。
11.一种利用与空气绝缘接地开关(2)并联布置的第二断路器单元(3)来对与所述空气绝缘接地开关(2)相连的电导线(7)的所述空气绝缘开关(2)进行切换的方法，其中，在连接电导线(7)时将所述第二断路器单元(3)在所述空气绝缘接地开关(2)之前接通，而在断开电导线(7)时首先将所述电导线与所述空气绝缘接地开关(2)断开，然后才将所述电导线(7)与所述第二断路器单元(2)断开。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在采用分离点(5a，5b)作为所述空气绝缘接地开关(2)与所述第二断路器单元(3)之间的连接时，在接通过程中首先接通所述分离点(5a，5b)，接着接通所述第二断路器单元(3)，然后接通所述空气绝缘接地开关(2)，而在建立导线连接时，使所述分离点(5a，5b)再次断开，在断开过程中，首先使断开的所述分离点(5a，5b)接通，然后使所述空气绝缘接地开关(2)断开，然后使所述第二断开器单元(3)在可能出现电弧的情况下断开，并在所述电导线(7)完全断开后使所述隔离开关(5a，5b)再次断开。
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