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CN115346826A - 三位隔离开关 - Google Patents

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CN115346826A
CN115346826A CN202210517518.7A CN202210517518A CN115346826A CN 115346826 A CN115346826 A CN 115346826A CN 202210517518 A CN202210517518 A CN 202210517518A CN 115346826 A CN115346826 A CN 115346826A
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迈克尔·斯库奇
约瑟夫·塞尔诺豪斯
雷德克·贾沃拉
托马斯·科策尔
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ABB Schweiz AG
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ABB Schweiz AG
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Abstract

本发明涉及一种三位隔离开关，该三位隔离开关包括：接地触头(1)、功率输出触头(2)、功率输入触头(3)、以及活塞(4)。功率输出触头包括第一部分(2a)和第二部分(2b)，并且其中第一部分通过支路部分(2c)连接到第二部分。在第一开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输入触头直接电接触。在第二开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输出触头的第二部分直接电接触。在第三开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第二部分直接电接触，并且与接地触头直接电接触。活塞被配置为沿着三位隔离开关的轴线移动，以在不同开关位置之间转变三位隔离开关。

Description

三位隔离开关
技术领域
本发明涉及用于与变电站一起使用的低压、中压或高压的三位隔离开关和开关设备或控制设备。
背景技术
如今，通常的三位隔离开关需要具有一定长度，以便保证适当的机械功能以及在测试和操作期间保持开关的各部分与周围环境之间的必要的介电距离。
这种隔离开关例如在空气绝缘中压开关设备中的使用要求存在三个开关位置，每个开关位置具有完全介电性能。隔离开关的任何设计都必须考虑足够的介电距离以实现完全绝缘的中间位置。随着隔离开关的线性变型，这些距离重复三次，其中隔离开关的长度受到气隙以及还受到可移动触头的长度的两次影响，该可移动触头的长度必须足够长以在还具有扩展气隙的约束内在触头之间形成接触。
制造线性三位隔离开关的最简单且常用的方法是具有三个分离的单个触头以及连接它们的活塞。在需要增加介电绝缘水平的情况下，必须增加可移动触头与侧固定触头之间的两个气隙。然后，为了到达正确位置，还必须延长或增加活塞的长度。因此，长度增加了三倍，这影响了三位隔离开关的总长度，因此导致整个成本的增加，以及带来总尺寸增加的缺点。
需要解决这些问题。
发明内容
因此，具有改进的三位隔离开关可能会是有利的。
本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中在从属权利要求中并入了其他实施例。
在第一方面中，提供了一种三位隔离开关，其包括：
-接地触头；
-功率输出触头；
-功率输入触头；以及
-活塞。
功率输出触头包括第一部分和第二部分，并且第一部分通过支路部分连接到第二部分。在第一开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输入触头直接电接触。在第二开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输出触头的第二部分直接电接触。在第三开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第二部分直接电接触，并且与接地触头直接电接触。活塞被配置为沿着三位隔离开关的轴线移动，以在不同开关位置之间转变三位隔离开关。
在一个示例中，在第一开关位置中，活塞的壁的外表面不与功率输出触头的第二部分直接电接触。
在一个示例中，在第三开关位置中，活塞的壁的外表面不与功率输出触头的第一部分直接电接触。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分的外部范围面向功率输入触头，并且功率输出触头的第二部分的外部范围面向接地触头。活塞在三位隔离开关的轴线的方向上的长度小于或等于功率输出触头的第一部分的外部范围与功率输出触头的第二部分的外部范围之间的距离。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分的材料质量大于功率输出触头的第二部分的材料质量。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分包括以三位隔离开关的轴线为中心的环形部分。
在一个示例中，环形部分包括延伸穿过环形部分的壁的至少一个冷却孔。
在一个示例中，功率输出触头的第二部分包括以三位隔离开关的轴线为中心的环形部分。
在一个示例中，环形部分包括延伸穿过环形部分的壁的至少一个冷却孔。
在一个示例中，环形部分包括环形部分的壁中的开放冷却通道，并且其中开放冷却通道以三位隔离开关的轴线为中心。
在一个示例中，功率输出触头的支路部分包括至少一个冷却孔。
在一个示例中，功率输出触头的支路部分的至少一个冷却孔位于功率输出触头的支路部分的、在功率输出触头的支路部分的安装区域与功率输出触头的第二部分之间的部分内。
在第二方面中，提供了一种低压、中压或高压开关设备或控制设备，其包括一个或多个根据第一方面的三位隔离开关。
参考下文所描述的实施例，上述方面和示例将变得显而易见，并且得以阐明。
附图说明
参考以下附图在下文中对示例性实施例进行描述：
图1在顶部处示出了处于三个开关位置的新三位隔离开关的示意图，并且在底部处示出了处于三个开关位置的现有三位隔离开关的示意图；
图2示出了如图1所示的新三位隔离开关的中间或功率输出触头；以及
图3示出了如图1至图2所示的新三位隔离开关的中间或功率输出触头的第二端部部分和支路部分的一部分。
具体实施方式
图1至图3涉及一种新三位隔离开关，其中与图1的底部示出的现有三位隔离开关形成对照，图1的顶部示出了新三位隔离开关。
在一个示例中，新三位隔离开关包括接地触头1、功率输出触头2、功率输入触头3和活塞(4)。功率输出触头包括第一部分2a和第二部分2b。第一部分2a通过支路部分2c连接到第二部分2b。在第一开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输入触头直接电接触。在第二开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第一部分直接电接触，并且与功率输出触头的第二部分直接电接触。在第三开关位置中，活塞的壁的外表面与功率输出触头的第二部分直接电接触，并且与接地触头直接电接触。活塞被配置为沿着三位隔离开关的轴线移动，以在不同开关位置之间转变三位隔离开关。
在一个示例中，在第一开关位置中，活塞的壁的外表面不与功率输出触头的第二部分直接电接触。
在一个示例中，在第三开关位置中，活塞的壁的外表面不与功率输出触头的第一部分直接电接触。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分的外部范围面向功率输入触头，并且功率输出触头的第二部分的外部范围面向接地触头。活塞在三位隔离开关的轴线的方向上的长度小于或等于功率输出触头的第一部分的外部范围与功率输出触头的第二部分的外部范围之间的距离。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分的材料质量大于功率输出触头的第二部分的材料质量。
在一个示例中，功率输出触头的第一部分包括以三位隔离开关的轴线为中心的环形部分。
在一个示例中，环形部分包括延伸穿过环形部分的壁的至少一个冷却孔5。
在一个示例中，功率输出触头的第二部分包括以三位隔离开关的轴线为中心的环形部分。
在一个示例中，环形部分包括延伸穿过环形部分的壁的至少一个冷却孔6。
在一个示例中，环形部分包括环形部分的壁中的开放冷却通道8，并且其中开放冷却通道以三位隔离开关的轴线为中心。
在一个示例中，功率输出触头的支路部分包括至少一个冷却孔7。
在一个示例中，功率输出触头的支路部分的至少一个冷却孔位于功率输出触头的支路部分的、在功率输出触头的支路部分的安装区域与功率输出触头的第二部分之间的部分内。
根据上文清楚的是，新三位隔离开关可以用于低压、中压或高压开关设备或控制设备，并且其中可能存在例如三个这样的隔离开关，三相系统的每个相一个这样的隔离开关。
本发明人认识到，缩短传统的线性三位隔离开关的方式是将单个中间触头(功率输出触头)改变为双中间触头(功率输出触头)。
继续图中所示的新三位隔离开关，新设计是将单个中间触头(这里为功率输出触头)改变为双中间触头或功率输出触头2。该配置允许在隔离开关的相同整体尺寸中具有较长气隙，因此达到较高介电限制，而不会受到解决方案的成本和大小的影响。
图1在“A”处示出了新三位隔离开关，并且在“B”处示出了现有三位隔离开关。新三位隔离开关具有叉形双中间或功率输出触头2。如左侧所示，在第一开关位置中，活塞4接触功率输入触头和中间或功率输出触头2的第一部分2a。如中间所示，在第二开关位置中，活塞接触中间或功率输出触头2的第一部分2a和第二部分2b两者。在第三开关位置中，活塞4接触中间或功率输出触头的右侧或第二部分2b，并且接触接地触头1。
如在新三位隔离开关与现有三位隔离开关之间的比较中所示，对于相同的总长度WW，提供了增加的介电绝缘性能，其中距离XX大于现有三位隔离开关中的距离YY和距离ZZ。示例距离为WW＝460mm，XX＝132.5mm，YY＝100mm和ZZ＝85mm。
具有叉形中间或功率输出触头2的新设计的另一优点如下：从介电观点来看，在中间位置中，活塞4可以“隐藏”在中间或功率输出触头内。中间触头的这种形状可以提供增强的介电保护。
如图2中所示，叉形中间或功率输出触头2还导致冷却和成本益处。除了由于具有两个部分而导致的天然更大的用于对流和辐射的表面之外，当三位隔离开关处于第一开关位置时，活塞4仅连接到功率输出连接器的第一部分2a，在第一开关位置中，活塞将功率输入触头3连接到中间或功率输出触头2。功率输出连接器2具有将第一部分2a连接到第二部分2b的支路部分2c。如图2中所示，支路部分2c在连接到功率输出线路的平坦部分中具有安装孔。因此，在所连接的位置中，电流仅流过触头的第一部分2a和支路部分的部分，而不流过第二部分2b。因此，触头2的第二部分2b的重量可能较轻，因为它只需要在短时间段内承载短路电流。这使得生产成本低于具有同样坚固的半部的触头2。此外，触头可以直接在侧触头本身之间具有自由空间。侧触头以最短和成本有效的方式与中间接触区域以材料方式连接。
触头2的第二部分2b中还可以存在冷却孔/通道/间隙，以用作冷却器，从而当正常操作时进一步提高系统性能。图3中示出了形状，其中左侧示出了冷空气，该冷空气被加热，并且围绕和通过冷却孔/通道6、7和8流动，并且被加热并从右侧示出的部分流走，从而提供冷却。因此，如图所示，功率输出触头2的第二部分的支路2c中存在冷却气隙7，功率输出触头2的第二部分具有环或环形形状，并且围绕该环还可以存在通道8以用于附加通风。此外，如图所示，冷却孔5和6可以设置在功率输出触头的第一部分2a和第二部分的环形形状或环形状中，以允许空气流过并且提供冷却。

Claims (13)

1.一种三位隔离开关，包括：
-接地触头(1)；
-功率输出触头(2)；
-功率输入触头(3)；以及
-活塞(4)；
其中所述功率输出触头包括第一部分(2a)和第二部分(2b)，并且其中所述第一部分通过支路部分(2c)连接到所述第二部分；
其中在第一开关位置中，所述活塞的壁的外表面与所述功率输出触头的所述第一部分直接电接触，并且与所述功率输入触头直接电接触；
其中在第二开关位置中，所述活塞的所述壁的所述外表面与所述功率输出触头的所述第一部分直接电接触，并且与所述功率输出触头的所述第二部分直接电接触；
其中在第三开关位置中，所述活塞的所述壁的所述外表面与所述功率输出触头的所述第二部分直接电接触，并且与所述接地触头直接电接触；以及
其中所述活塞被配置为沿着所述三位隔离开关的轴线移动，以在不同开关位置之间转变所述三位隔离开关。
2.根据权利要求1所述的三位隔离开关，其中在所述第一开关位置中，所述活塞的所述壁的所述外表面不与所述功率输出触头的所述第二部分直接电接触。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的三位隔离开关，其中在所述第三开关位置中，所述活塞的所述壁的所述外表面不与所述功率输出触头的所述第一部分直接电接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述第一部分的外部范围面向所述功率输入触头，并且所述功率输出触头的所述第二部分的外部范围面向所述接地触头，并且其中所述活塞在所述三位隔离开关的所述轴线的方向上的长度小于或等于所述功率输出触头的所述第一部分的所述外部范围与所述功率输出触头的所述第二部分的所述外部范围之间的距离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述第一部分的材料质量大于所述功率输出触头的所述第二部分的材料质量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述第一部分包括以所述三位隔离开关的所述轴线为中心的环形部分。
7.根据权利要求6所述的三位隔离开关，其中所述环形部分包括延伸穿过所述环形部分的壁的至少一个冷却孔(5)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述第二部分包括以所述三位隔离开关的所述轴线为中心的环形部分。
9.根据权利要求8所述的三位隔离开关，其中所述环形部分包括延伸穿过所述环形部分的壁的至少一个冷却孔(6)。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的三位隔离开关，其中所述环形部分包括所述环形部分的所述壁中的开放冷却通道(8)，并且其中所述开放冷却通道以所述三位隔离开关的所述轴线为中心。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述支路部分包括至少一个冷却孔(7)。
12.根据权利要求10所述的三位隔离开关，其中所述功率输出触头的所述支路部分的所述至少一个冷却孔位于所述功率输出触头的所述支路部分的、在所述功率输出触头的所述支路部分的安装区域与所述功率输出触头的所述第二部分之间的部分内。
13.一种低压、中压或高压开关设备或控制设备，包括一个或多个根据权利要求1至12中任一项所述的三位隔离开关。
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