[發明專利]用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的結構和方法

在審

• 申請號: 201580051195.5
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN107112161A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: B.澤維奧洛;A.齊羅夫
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01H33/42
• 分類號: H01H33/42;H01H33/666
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 代易寧,宣力偉

本發明涉及根據權利要求1的前序特征部分的用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的結構，并涉及根據權利要求10的前序特征部分的用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的方法。

開關在電氣工程中的使用是已知的。在電子器件中開關在一般不會對開關強加任何特定的負載或要求的電流和電壓范圍中工作。

相比之下，在中等電壓技術中開關用于不同的任務，例如作為斷路器、負荷開關、隔離開關、負載斷連開關、接地開關或保護開關。由于它們的一般更為復雜的結構，因此廣義上它們也被稱為切換設備。

在這種情況下，給定的負載是無載切換、工作電流的切換和短路電流的切換。

例如，要求包括，切換設備旨在在閉合狀態下對工作電流和短路電流的流動提供盡可能小的阻力。相比之下，在斷開的狀態下斷開觸點間隙必須安全地承受發生在其處的電壓。

還要求的是，當切換設備斷開或閉合時，所有帶電部件必須相對于地充分地絕緣且相間絕緣。

此外，切換設備旨在能夠在施加電壓時閉合電路。然而，就隔離器的情況來說，除小的充電電流之外，僅對于斷電狀態需要這個條件。此外，切換設備旨在能夠在電流流動時斷開電路（這個要求不是對隔離器而作出）。

切換設備還旨在引起盡可能低的操作過電壓。

滿足這些要求的已知的切換設備采用如圖1中可見的真空滅弧室。例如就如圖2中可見的斷路器的情況來說，這些真空滅弧室借助于絕緣體緊固到框架，并借助于柄被機械地切換。

由于高的機械載荷，取決于按照數據表的模型，這種機械的切換操作允許10000-120000次切換循環，在10000次切換循環之后給傳動器上油并且在30000次切換循環之后不得不更換真空滅弧室。

在這種情況下，帶有跳閘元件、輔助開關、顯示器與致動設備的整個傳動機構被容納在傳動箱中。

閉合彈簧被電動或手動地張緊。在張緊操作結束之后，其鎖住并用作機械能存儲。從傳動器到開關柱的力通過開關桿傳遞。

為了接通，閉合彈簧在原位被機械解鎖或借助于遠程致動被電動解鎖。在接通的操作期間，閉合彈簧張緊斷開彈簧或觸點壓力彈簧。目前被卸載的閉合彈簧再次通過傳動馬達被自動張緊，或被手動張緊，在這種情況下，后者具有人在場的缺點，在某些環境下，在場的人額外地也暴露在危險中。

本發明的目標是具體指明克服上述解決方案的缺點的方法和結構。

該目標通過根據權利要求1的特征的用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的結構并且通過根據權利要求10的特征的用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的方法被實現。

在根據本發明的用于借助于切換設備切換斷開觸點間隙的結構中，射頻能量的直流隔離的能量傳輸為至少一個特別是真空滅弧室的切換設備提供致動器能量，并且為了能量傳輸的目的切換設備經由電介質諧振器連接到射頻源，切換設備以這樣的方式配置使得其具有將傳輸的能量轉換為致動器能量的裝置。

傳輸和提供射頻能量的做法省去了對于切換的人工介入。此外，該解決方案能夠實現并支持這樣的事實，即：機械部件以及機械操作的使用被最小化，結果磨損相當大地減少。此外，射頻能量傳輸與在同一路徑上以雙向方式發送信息的可能性有關。

為了能量傳輸的目的切換設備被連接到電介質諧振器，電介質諧振器用于能量傳輸的使用使操作能夠使用在MHz范圍內的低頻，這相應地引起更高的能量效率。在這種情況下，切換設備被以這樣的方式配置使得它具有將傳輸的能量轉換為致動器能量的裝置。除了用于切換所需的能量的傳輸（在技術行話中也稱為功率的傳輸）之外，如果電介質波導被包括，則進一步的優點在于結構的絕緣和穩定。此外，產生的熱可通過諧振器耗散。

在這種情況下，本發明優選地以如下的方式構建，即電介質諧振器采用高品質的電介質諧振器的形式。

如果電介質諧振器采用盤的形式并且被布置并形成在切換設備的切換柄的那側，特別是真空管的螺栓的那側，以這樣的方式使得它以導向的方式穩定切換柄的運動，那么它可穩定整個切換設備。在這種情況下，因為柄在盤的形成件中或穿過盤的形成件被導向，結構更加緊湊。

結構可以以如下的方式有利地構建為切換柄由金屬或電介質材料形成。如果它是電介質的，這允許進一步的優化。例如，它也可采用純金屬的形式，并可被用作磁性開關的部件，并因此可進一步提高緊湊度。

如果結構以如下的方式構建，即轉換裝置采用至少一個整流結構的形式，則射頻能量被變換成適合于能量存儲或適合于如在改進方案中提供的電動操作開關的電氣變量，在改進方案中，特別是繼電器開關的電動操作開關被連接在能量傳輸的下游作為致動器。