[發明專利]閉合觸頭系統

在審

• 申請號: 201980051356.9
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN112534534A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: C.沙切勒;M.科萊茨科
• 申請（專利權）人: 西門子能源全球有限公司
• 主分類號: H01H33/662
• 分類號: H01H33/662;H01H33/664;H01H33/666
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張建鋒

本發明涉及一種用于高壓應用的閉合觸頭系統，其特征在于，設有具有兩個板觸頭(2、4)形式的開關觸頭的真空開關管(28)，板觸頭的至少一個是與驅動器(5)耦合的運動觸頭(30)，并且其中，至少一個板觸頭(2、4)旋轉對稱地被屏蔽元件(32)包圍，其中，屏蔽元件(32)具有小于40×10^?6S/m的電導率。

在高壓中的許多應用都需要帶電部件例如在出現網絡故障的情況下的快速接地。示例性的應用在此是高壓直流輸電線路中的高壓電纜的接地，或在那里使用的高壓避雷器的部件的橋接。

通常在現有技術中通過氣體絕緣的開關設施(GIS)提供這種所謂的快速接地器。在許多應用中，例如在高壓直流輸電線路中的直流電壓區域中，常規的快速接地器的關閉時間是太長的，因此，必須付出另外的更高的技術努力，以便確保對設施的保護。

本發明所要解決的技術問題在于，與現有技術相比明顯縮短高壓區域中的閉合觸頭系統、尤其快速接地器的關閉時間。

該技術問題的解決方案是具有權利要求1的特征的用于高壓應用的閉合觸頭系統。

根據本發明的根據權利要求1的用于高壓應用的閉合觸頭系統的特征在于，真空開關管設置有兩個以板觸頭的形式設計的開關觸頭。板觸頭的至少一個設計為所謂的運動觸頭，該運動觸頭與驅動器耦合。此外，閉合觸頭系統的特征在于，至少一個板觸頭旋轉對稱地被屏蔽元件包圍，其中，屏蔽元件具有小于40×10^-6S/m的電導率。

在所描述的發明中，多個相互建立的用于解決所描述的問題的措施共同作用。第一措施是與在現有技術中使用的氣體絕緣的電路不同地使用真空開關管。真空開關管包括板觸頭，板觸頭關于其幾何形狀可以比較簡單地設計，并且基于通過在真空開關管中存在的真空提供的高的電絕緣特性需要非常小的接觸距離。這又導致的是，總歸必須走完更小的開關路徑，這已經明顯縮短開關時間。另外的措施是，屏蔽元件布置在至少一個板觸頭周圍，其中，屏蔽元件已經抑制擊穿并且因此能夠實現在運行狀態中進一步靠近板觸頭，其中，在另外的步驟中，屏蔽元件具有相對小的電導率，這根據本發明證實為是適宜的，以便還進一步減小兩個板觸頭的距離。

這些措施的總和導致，用于高壓應用的當前的閉合觸頭系統相對于現有技術具有明顯更小的關閉時間(或稱為閉合時間)，這意味著對有危險的部件的更好的保護。術語板觸頭在此原則上理解為板形的觸頭，其優選不具有控制磁場的的幾何形狀，所述幾何形狀然而也不是有害的。板觸頭優選是簡單的可以使用在所描述的閉合觸頭系統中的觸頭系統，因為這些觸頭僅必須關閉，并且不必中斷電流。

證實的是，真空開關管的10mm/100kV額定電壓的的距離尤其是以下距離，該距離適用于相對于現有技術能夠實現非常短的關閉時間。在此適宜的是，在關閉過程中運動的一個或多個觸頭、即運動觸頭的平均的關閉速度是在2m/s至8m/s之間。可以通過已知的驅動系統實現這樣的關閉速度。

有助于縮短板觸頭之間的關閉時間的另外的特征是板觸頭的接觸面的距離和接觸面的直徑的比。該比優選是在X和Y之間、特別優選在V和W之間。

證實為適宜的是，至少一個屏蔽元件包圍運動觸頭。然而也可能適宜的是，針對運動觸頭并且針對通常設計為固定觸頭的第二觸頭同樣設置屏蔽元件。在此，同樣可能適宜的是，屏蔽元件至少部分隨著運動觸頭沿開關軸線的運動一起運動，這導致在開關過程期間的更好的屏蔽。屏蔽元件優選具有40×10^-6S/m的電導率。特別優選地，屏蔽元件具有更小的20×10^-6S/m的電導率，尤其在使用鐵或鐵合金、尤其不銹鋼時確保這一點。

在本發明的另外的設計方式中，閉合觸頭系統的特征在于，驅動器具有耦合元件，耦合元件用于使繩索旋轉擺動運動預緊，其中，在該運動中，旋轉體的轉動運動借助纏繞繩轉換為纏繞體的平移運動。纏繞體用于驅動運動觸頭，繩索旋轉擺動運動適用于提供非常高的開關速度，其中附加地，在關閉過程中防止觸頭的彈跳。