本公開涉及閘刀開關(guān)組件，閘刀開關(guān)組件包括在至少兩個位置之間可移動的鉸接的觸刀(contact knife)對，并且進一步包括第一接觸元件和用于在至少兩個位置之間移動觸刀的操作器設(shè)備，其中一個位置是觸刀與第一觸頭元件電接觸的位置。本公開還涉及一種電力配電開關(guān)柜，包括三相模塊，其包括閘刀開關(guān)組件。本公開還涉及用于防止在用于電力配電開關(guān)柜的開關(guān)設(shè)備中的放電或閃絡(luò)的方法。

背景技術(shù)：

開關(guān)柜基本上是電路斷路器或較大規(guī)模的通用開關(guān)，具有使得能夠切斷對大的電力網(wǎng)絡(luò)中和工業(yè)中的特定電纜的電流的功能。這樣的開關(guān)柜包括斷路器并且通常還包括斷開開關(guān)或通用開關(guān)。整個開關(guān)柜通常被連接到地作為安全措施。

出于控制、保護和隔離電氣設(shè)備的目的，在電力系統(tǒng)中使用開關(guān)柜。在配電網(wǎng)中，開關(guān)柜位于電力變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)二者上。變壓器的低壓側(cè)的開關(guān)可以位于建筑物中，具有用于通過若干獨立開關(guān)對最終用戶分配的中壓斷路器。

如上所述，開關(guān)柜的基本功能之一是保護，其包括在保持對網(wǎng)中的其他不受影響的配電電路服務(wù)的同時的短路和過載故障電流的中斷。電弧抑制器/消除器通常被設(shè)置在開關(guān)柜中，以減少或優(yōu)選地消除可能由故障引起的任何損失。電弧抑制器可能短路開關(guān)柜內(nèi)的電弧，并且在這樣做時，其還可能促使位于電網(wǎng)中的上游的斷路器，以通過切斷對開關(guān)柜的供電來清除故障。這樣的電弧抑制器可以包括具有樞轉(zhuǎn)觸刀的閘刀開關(guān)，樞轉(zhuǎn)觸刀可移動以便于將載流導(dǎo)體連接到地。這樣的電弧抑制器還可以被稱為接地開關(guān)。

如今在用于中和/或高電壓，例如1-1000kV，諸如12、24或36V的電力配電系統(tǒng)中使用的開關(guān)柜通常是氣體絕緣開關(guān)柜(GIS)，其中，所使用的絕緣流體是六氟化硫(SF6)。開關(guān)柜位于密封封裝中，填充有絕緣流體。在開關(guān)柜中的內(nèi)部電弧的情況下，從導(dǎo)體、絕緣和外殼的汽化產(chǎn)生的熱氣體將從弧區(qū)流動到周圍。這些氣體將增加封裝內(nèi)的壓力，其將最終產(chǎn)生井噴。為了防止過大壓力的積累，可以引入電弧抑制器以最小化電弧作用時間。該電弧抑制器可以是閘刀開關(guān)類型。在獲得電弧抑制器的成功使用中的挑戰(zhàn)是確保在電弧抑制器(即，觸刀)和承載電弧故障電流的導(dǎo)體之間的快速和充分接觸。如果接觸不足夠快和充分，則這可能產(chǎn)生閃絡(luò)。

如今，解決方案是在載流導(dǎo)體上添加例如塑料的非導(dǎo)電引導(dǎo)構(gòu)件，其中期望觸刀與導(dǎo)體接觸。該引導(dǎo)構(gòu)件的功能是引導(dǎo)閘刀，以確保在閘刀和導(dǎo)體之間的快速和充分接觸(足夠大的接觸面積)。閘刀必須在正確的位置與導(dǎo)體接觸，不過早也不過晚，以便于具有足夠大的接觸面積。然而，該布置的缺點在于，當(dāng)引導(dǎo)構(gòu)件位于載流導(dǎo)體上時，由于可能非常高的電場強度而導(dǎo)致可能存在三相點，其中諸如塑料的非導(dǎo)電材料接近金屬。這可能會導(dǎo)致開始局部放電或電氣閃絡(luò)。另一缺點是，當(dāng)移動觸刀擊中引導(dǎo)構(gòu)件時，引導(dǎo)構(gòu)件吸收來自閘刀的一些動能，并且然后，觸刀在其能夠夾到導(dǎo)體之前，按壓觸刀將其分開。這可能導(dǎo)致將觸刀過載夾到導(dǎo)體上。觸刀將立即焊接到導(dǎo)體，導(dǎo)致過小的接觸面積。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種解決觸上述缺點中的一些的改進的閘刀開關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明，定義了一種閘刀開關(guān)組件，包括鉸接的觸刀對，彼此被平行布置并且在第一相應(yīng)端處相互連接，并且可在至少兩個位置之間移動；以及包括載流導(dǎo)體的第一電觸頭元件，所述觸刀由導(dǎo)電材料制成并且在所述第一端處被電連接到第一電導(dǎo)體，并且進一步包括操作器設(shè)備，用于在至少兩個位置之間移動所述觸刀對，其中的第一位置是其中觸刀的第二相應(yīng)端與任何電觸頭斷開的打開位置，并且第二位置是其中觸刀的所述第二相應(yīng)端與第一電觸頭元件電接觸的第一接觸位置，其特征在于，其包括位于兩個觸刀之間的引導(dǎo)構(gòu)件，所述引導(dǎo)構(gòu)件具有兩個突出側(cè)部件，每個突出側(cè)部件沿著每個觸刀的相應(yīng)側(cè)的至少一部分延伸，該側(cè)面對另一觸刀的相應(yīng)側(cè)，并且所述引導(dǎo)構(gòu)件由非導(dǎo)電材料制成，并且具有適于在兩個突出側(cè)部件之間接納第一電觸頭元件的形狀。

通過使非導(dǎo)電材料的引導(dǎo)構(gòu)件在兩個觸刀之間，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中使引導(dǎo)構(gòu)件在載流導(dǎo)體上，對應(yīng)于第一觸頭元件，獲得了避免在載流部件上具有三相點的風(fēng)險的優(yōu)點。引導(dǎo)構(gòu)件具有引導(dǎo)觸刀以與第一電觸頭元件及其載流導(dǎo)體適當(dāng)接觸的功能。

引導(dǎo)構(gòu)件可以例如由塑料、聚合物等制成。

根據(jù)另一特征，引導(dǎo)構(gòu)件可以被配置為在兩個觸刀之間插入時按壓兩個觸刀以使分開。這提供了觸刀被預(yù)充電的優(yōu)點。這具有下述結(jié)果：觸刀不必在與第一電觸頭元件的載流導(dǎo)體接觸時被推開，因為其已經(jīng)通過引導(dǎo)構(gòu)件被推開。因此，不存在動能的損失。當(dāng)觸刀朝著包括載流導(dǎo)體的第一電觸頭元件移動時，其將不會立即夾到電觸頭元件，只要其在觸頭元件的附近。替代地，夾到電觸頭元件將被稍微延遲，直至相應(yīng)的觸刀的較大內(nèi)表面接近觸頭元件，并且然后，電場力將高得足以使觸刀夾到觸頭元件，導(dǎo)致在第一電觸頭元件和觸刀之間的電接觸。這將確保移動觸刀不與第一觸頭元件及其載流導(dǎo)體接觸，直至觸刀的期望行程完成并且可以獲得充分的電接觸。

根據(jù)另一特征，引導(dǎo)構(gòu)件可以可拆卸地被插入在兩個觸刀之間，并且被配置為當(dāng)觸刀的相應(yīng)第二端在將觸刀從打開位置移動到第一接觸位置期間與第一電觸頭元件接觸時脫落，其中，第一接觸位置是觸刀的相應(yīng)的第二端與第一電觸頭元件電接觸。這將支持在觸刀和第一電觸頭元件之間的立即接觸，只要引導(dǎo)構(gòu)件在接觸時刻已經(jīng)被布置。

替代地，引導(dǎo)構(gòu)件可以設(shè)置有至少一個止動構(gòu)件，至少一個止動構(gòu)件被配置為當(dāng)觸刀處于正確的位置以與第一電觸頭元件接觸時，停止從打開位置到第一接觸位置的觸刀的移動。具有止動件的引導(dǎo)構(gòu)件優(yōu)選地不可拆卸。其可以被配置為確保在觸刀和第一電觸頭元件之間的角度是最佳的以確保充分接觸，并且確保觸刀具的移動停止在相對于第一觸頭元件的正確位置中。

根據(jù)另一特征，觸刀的相應(yīng)第一端電連接到的第一電導(dǎo)體可以被連接到地。通過這一點，針對第一電觸頭元件及其載流導(dǎo)體實現(xiàn)對地的連接，并且可以防止電弧和閃絡(luò)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，定義了一種電力分配開關(guān)柜，包括：密封封裝，至少一個三相模塊位于其中，該至少一個三相模塊包括閘刀開關(guān)組件，如在以上定義閘刀開關(guān)組件的權(quán)利要求中的任何一項中定義的，每個相位一個；以及至少一個載流導(dǎo)體，每個相位一個，形成閘刀開關(guān)組件的第一電觸頭元件。除了以上已經(jīng)提及的優(yōu)點，這具有的優(yōu)點在于，可以通過所述閘刀開關(guān)組件來提供電弧抑制器開關(guān)或接地開關(guān)的功能。

此外，密封封裝可以填充有絕緣介質(zhì)或絕緣介質(zhì)的混合物?？赡艿慕橘|(zhì)的示例是任何類型的氣體，諸如氮氣、二氧化碳、六氟化硫(SF6)、空氣、干燥空氣。然后，封裝應(yīng)當(dāng)是氣密的。作為替代，在封裝中可以存在真空。作為另一替代，介質(zhì)可以是非氣體介質(zhì)，例如油。

因此，密封封裝可以填充有干燥空氣或者包括與另一氣體混合的空氣的氣體。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，定義了一種方法，該方法用于防止在電力分配開關(guān)柜的開關(guān)設(shè)備中的放電或電弧閃絡(luò)，包括：提供具有引導(dǎo)構(gòu)件的閘刀開關(guān)組件，該引導(dǎo)構(gòu)件位于閘刀開關(guān)組件的兩個觸刀之間，該引導(dǎo)構(gòu)件由非導(dǎo)電材料制成。引導(dǎo)構(gòu)件應(yīng)當(dāng)被配置為接納電觸頭元件，包括在其兩個突出部件之間的載流導(dǎo)體。

此外，該方法可以包括通過引導(dǎo)構(gòu)件按壓觸刀以使其分開來對閘刀開關(guān)組件的兩個觸刀進行預(yù)充電。

另外，該方法可以包括：調(diào)整引導(dǎo)構(gòu)件的寬度，以便于定義關(guān)于電弧接觸力的預(yù)充電，其寬度是位于觸刀之間的引導(dǎo)構(gòu)件的外部寬度。

該方法還可以包括：調(diào)整引導(dǎo)構(gòu)件的突出側(cè)部件的高度，以便于定義觸刀將與第一電觸頭元件接觸的位置。

本公開的閘刀開關(guān)組件和開關(guān)柜例如適合用于電力分配系統(tǒng)，電力分配系統(tǒng)被布置為環(huán)，并且包括以環(huán)連接的多個氣體絕緣開關(guān)柜(GIS)安裝。

從以下實施例的具體描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點也將變得顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)在將參考示意性附圖來進行對作為示例給出的本發(fā)明及其實施例的具體描述，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的閘刀開關(guān)組件在其打開位置中的實施例的示意性立體圖，

圖2示出了圖1示出的閘刀開關(guān)組件在其閉合位置中的實施例的放大局部側(cè)視圖，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的閘刀開關(guān)組件在其閉合位置中的另一實施例的放大局部側(cè)視圖，

圖4是在圖1和圖2中示出的閘刀開關(guān)組件的放大局部主視圖，

圖5是圖3中示出的閘刀開關(guān)組件的放大局部主視圖，

圖6是根據(jù)本發(fā)明的包括閘刀開關(guān)組件的開關(guān)柜的示意圖，

圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的圖。

具體實施方式

在圖1中圖示了根據(jù)本公開的閘刀開關(guān)組件的實施例。閘刀開關(guān)組件1包括鉸接的觸刀3、5對，被布置為彼此平行并且彼此相距一定距離。每個觸刀3、5具有第一端31、51和第二端32、52。觸刀通過連接構(gòu)件7在其相應(yīng)的第一端31、51被連接。觸刀由導(dǎo)電材料制成，并且其相應(yīng)的第一端31、51還通過也由導(dǎo)電材料制成的所述連接構(gòu)件7被連接到第一電導(dǎo)體9。第一電導(dǎo)體9可以例如是載流導(dǎo)體，或者其可以被連接到地。觸刀3、5通過鉸鏈設(shè)備被連接到連接構(gòu)件7，以便于使觸刀在至少兩個位置之間是可移動的，即樞轉(zhuǎn)。兩個觸刀總是一起彼此平行地移動。閘刀開關(guān)組件進一步包括用于在至少兩個位置之間移動鉸接的觸刀的操作器設(shè)備11。該操作器設(shè)備可以手動或自動地被操作。閘刀開關(guān)組件還包括第一觸頭元件13，第一觸頭元件13包括載流導(dǎo)體15。在圖示的示例中，觸刀3、5可在兩個位置之間移動，第一位置是圖1中所述的打開位置，并且第二位置是如圖2和圖3中所示的觸刀與第一觸頭元件13的載流導(dǎo)體15接觸的閉合位置。這通過圖1中的箭頭示出。

在圖1中所示的實施例中，還示出了根據(jù)第一實施例的引導(dǎo)構(gòu)件17。根據(jù)該第一實施例的引導(dǎo)構(gòu)件也在圖2和圖4中圖示。引導(dǎo)構(gòu)件由例如塑料的非導(dǎo)電材料制成。引導(dǎo)構(gòu)件位于觸刀3、5之間，接近其相應(yīng)的自由第二端32、52。引導(dǎo)構(gòu)件被配置有兩個突出側(cè)部件171、172從其向上延伸的底部部件170。當(dāng)引導(dǎo)構(gòu)件被安裝在觸刀之間時，突出側(cè)部件沿著每個觸刀內(nèi)側(cè)的至少一部分延伸。引導(dǎo)部件的尺寸被調(diào)整為使得其相對于在兩個觸刀之間的距離具有外部寬度，其比該距離稍大。為此，觸刀通過引導(dǎo)構(gòu)件被按壓以使其稍微分開，并且由此獲得觸刀的預(yù)充電的效果。引導(dǎo)構(gòu)件的寬度可以關(guān)于預(yù)充電的量而被選擇，這在每個情況下是期望的。如圖2所示，引導(dǎo)構(gòu)件可以具有接近局部圓柱體的形狀，具有開口側(cè)。其寬度可以在開口側(cè)稍大，其面對第一觸頭元件。其高度也可以根據(jù)期望使觸刀3、5擊中第一觸頭元件13的載流導(dǎo)體15的位置來選擇，如稍后將解釋的。引導(dǎo)構(gòu)件還可以設(shè)置有例如鉤形狀的附接導(dǎo)向件裝置19，其例如通過抓取(snapping)而緊固在觸刀下方的引導(dǎo)構(gòu)件。還可以存在布置在觸刀側(cè)的彈簧設(shè)備21，其用于朝著彼此按壓觸刀，并且向引導(dǎo)構(gòu)件提供相反的力件。

根據(jù)第一實施例的引導(dǎo)構(gòu)件17被配置為，當(dāng)其通過操作設(shè)備從第一打開位置移動到閉合位置時，當(dāng)觸刀命中載流導(dǎo)體15時，從觸刀脫落。這在圖2中通過箭頭示出。當(dāng)觸刀3、5對的端32、52擊中載流導(dǎo)體15時，引導(dǎo)構(gòu)件脫落，并且在觸刀和載流導(dǎo)體之間產(chǎn)生電接觸。因此，獲得在導(dǎo)體9和第一電觸頭元件13的載流導(dǎo)體15之間的電氣路徑。導(dǎo)體9可以被連接到地，并且因此，開關(guān)組件用作接地開關(guān)。替代地，導(dǎo)體9可能不被連接到地，并且因此，當(dāng)在三相開關(guān)柜中時候，開關(guān)組件用作兩相之間的短路。在該情況下，用于相應(yīng)相的所有三個觸刀被連接到同一導(dǎo)體9形成短路跳線。

在圖3和圖5中示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)構(gòu)件27的另一實施例。然而，該引導(dǎo)構(gòu)件沒有被設(shè)計成在觸刀3、5擊中第一觸頭元件13的載流導(dǎo)體15時脫落。替代地，引導(dǎo)構(gòu)件27具有當(dāng)觸刀在閉合操作中擊中該導(dǎo)體時相對于載流導(dǎo)體15停止觸刀3、5的移動的附加功能。引導(dǎo)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)使得觸刀應(yīng)當(dāng)被停止在將導(dǎo)致在載流導(dǎo)體15和觸刀3、5之間的最優(yōu)接觸。為此，引導(dǎo)構(gòu)件具有稍微不同的設(shè)計。與引導(dǎo)構(gòu)件17的先前實施例類似的，引導(dǎo)構(gòu)件27具有底部部件270和兩個突出側(cè)部件271、272。此外，在引導(dǎo)構(gòu)件27的后部，提供了從突出側(cè)部件271、272向側(cè)面突出的兩個止動構(gòu)件275、276。當(dāng)引導(dǎo)構(gòu)件27被安裝在觸刀3、5之間時，止動部件將從相應(yīng)的觸刀向側(cè)面并且在觸刀的相應(yīng)上邊緣上并且進一步遠離地延伸。當(dāng)觸刀3、5擊中載流導(dǎo)體15時，在閉合操作中，引導(dǎo)構(gòu)件27將通過朝著觸刀的內(nèi)部滑動來在觸刀之間向下按壓。然后，止動器構(gòu)件也移動，首先沿著觸刀的上邊緣，并且然后進一步沿著觸刀的內(nèi)側(cè)，直至相應(yīng)止動器構(gòu)件的端處的鉤部件277、278在每個觸刀的上邊緣上接合，并且由此停止引導(dǎo)構(gòu)件的進一步移動。在圖3中，圖示了具有其鉤部件277的止動器構(gòu)件275和引導(dǎo)構(gòu)件27的最終位置?？梢钥闯?，引導(dǎo)構(gòu)件27現(xiàn)在已經(jīng)在觸刀之間向下被移位，使得觸刀5內(nèi)部的大部分不再由導(dǎo)向部件的突出側(cè)部件271覆蓋。替代地，觸刀5的內(nèi)部被暴露以與載流導(dǎo)體15接觸。

通常，引導(dǎo)構(gòu)件17、27的設(shè)計目標應(yīng)當(dāng)是，觸刀的預(yù)充電應(yīng)當(dāng)是最佳的，并且在觸刀3、5和載流導(dǎo)體15之間的接觸應(yīng)當(dāng)在確切的期望相對位置中發(fā)生，考慮到例如電弧接觸力和電場力。因此，引導(dǎo)構(gòu)件的不同部件的不同測量，例如引導(dǎo)構(gòu)件的外部寬度、引導(dǎo)構(gòu)件的突出側(cè)部件的高度，應(yīng)當(dāng)被適配用于每個具體情況。

在圖6中示出了本發(fā)明在用于三相AC配電系統(tǒng)的開關(guān)柜300中的應(yīng)用的示例。開關(guān)柜300包括三相模塊位于其中的密封封裝305，例如在一個和至多5個模塊或甚至更多模塊之間。所圖示的示例是包括一個模塊310的開關(guān)柜，該一個模塊310包括三個極/相位311、312、313。每個相設(shè)置有一組斷路器/負載斷路器。

相中的每一個被連接到經(jīng)由電氣襯套340進入封裝310的第一載流導(dǎo)體15。對于每個相，根據(jù)本發(fā)明的閘刀開關(guān)組件1被布置用于與該相的載流導(dǎo)體15的連接和斷開。在圖6的示意圖中，僅一個閘刀開關(guān)組件1已經(jīng)被示出。在圖6中，閘刀開關(guān)組件被示出處于打開位置。相應(yīng)相的閘刀開關(guān)組件可以被連接到地，并且其可以用于短路和接地所有三個相，或者其可以用于在不將其連接到地的情況下短路三個相。

在圖7中示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的防止在用于配電開關(guān)柜的開關(guān)設(shè)備中的放電或電弧閃絡(luò)的方法。該方法包括下述步驟：

-提供具有引導(dǎo)構(gòu)件的閘刀開關(guān)組件，該引導(dǎo)構(gòu)件位于閘刀開關(guān)組件的兩個觸刀之間，該引導(dǎo)構(gòu)件由非導(dǎo)電材料制成。該引導(dǎo)構(gòu)件應(yīng)當(dāng)被配置為接納電觸頭元件，包括在其兩個突出部件之間的載流導(dǎo)體。

-可選地，通過借助于引導(dǎo)構(gòu)件按壓觸刀以使其分開來對閘刀開關(guān)組件的兩個觸刀進行預(yù)充電；

-可選地，調(diào)整引導(dǎo)構(gòu)件的寬度，以便于定義關(guān)于電弧接觸力的預(yù)充電，其寬度是位于觸刀之間的引導(dǎo)構(gòu)件的外部寬度；

-可選地，調(diào)整引導(dǎo)構(gòu)件的突出側(cè)部件的高度，以便于定義觸刀將與第一電觸頭元件接觸的位置。

本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)視為限于所圖示的實施例，而是在不脫離在所附權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，可以以很多方式被修改和改變，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所實現(xiàn)的。例如，本發(fā)明可以用于三位置閘刀開關(guān)，而不是兩位置閘刀開關(guān)。