具有改進(jìn)的機(jī)械耐久性的高壓斷續(xù)器單元的制作方法
【專利摘要】一種高壓斷續(xù)器單元包括開(kāi)關(guān)室，在開(kāi)關(guān)室內(nèi)，接觸系統(tǒng)(20)的至少兩個(gè)電接觸元件(21，22，25)被布置成相對(duì)于彼此移動(dòng)。接觸系統(tǒng)(20)進(jìn)一步包括至少一個(gè)機(jī)械元件(23)，其至少部分地不與兩個(gè)接觸元件中的任何一個(gè)有固定機(jī)械連接。為了增加接觸系統(tǒng)(20)的機(jī)械耐久性，至少一個(gè)機(jī)械元件(23)至少部分地被包覆在合成耐磨材料形成的層(24)中。
【專利說(shuō)明】具有改進(jìn)的機(jī)械耐久性的高壓斷續(xù)器單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有開(kāi)關(guān)室的高壓斷續(xù)器單元，在開(kāi)關(guān)室中，接觸系統(tǒng)的至少兩個(gè)電接觸元件被布置成相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且其中，接觸系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)機(jī)械元件，其至少部分地不與兩個(gè)接觸元件中的任何一個(gè)有固定連接。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓斷續(xù)器單元被用在用來(lái)切斷電流的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)中。它們能夠處理大于1KA的斷開(kāi)電流，并可在52KV以上的電壓范圍中操作。
[0003]它們包含開(kāi)關(guān)室，開(kāi)關(guān)室可以是真空室，或者填充有絕緣氣體，如SF6，并且，在開(kāi)關(guān)室中，高壓斷續(xù)器單元包含兩個(gè)或更多個(gè)電接觸元件，它們屬于接觸系統(tǒng)。接觸元件被布置成相對(duì)于彼此移動(dòng)，以使得它們能夠從閉合的接觸位置移動(dòng)到斷開(kāi)的接觸位置，在閉合的接觸位置，電流流過(guò)斷續(xù)器單元，在斷開(kāi)的接觸位置，電流被切斷。
[0004]至少兩個(gè)接觸元件的移動(dòng)通常是沿軸線進(jìn)行的。
[0005]除了接觸元件，斷續(xù)器單元可另外包含不具有任何接觸功能的元件，即，它們不傳送任何電流。相反，它們通過(guò)與接觸元件中的至少一個(gè)相互作用，幫助執(zhí)行接觸元件的移動(dòng)，從而使得機(jī)械力被施加給至少一個(gè)接觸元件。以機(jī)械力的方式，各個(gè)接觸元件的一部分在移動(dòng)期間例如可被保持在位置上，或者接觸元件本身可被推動(dòng)。下面，開(kāi)關(guān)室中的這些屬于接觸系統(tǒng)的另外元件被稱作機(jī)械元件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供具有改進(jìn)的機(jī)械耐久性的高壓斷續(xù)器單元。
[0007]該目的是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷續(xù)器單元實(shí)現(xiàn)的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，接觸系統(tǒng)的至少一個(gè)機(jī)械元件至少部分地包覆在合成耐磨材料形成的層中。
[0009]
【發(fā)明者】已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有完全與接觸系統(tǒng)且從而與至少一個(gè)接觸元件保持固定機(jī)械連接的那些機(jī)械元件可受到磨損。這是由于機(jī)械元件的沒(méi)有固定地連接的部分會(huì)摩擦接觸系統(tǒng)的其它元件。固定的機(jī)械連接例如可為螺紋連接、焊接或鉚接。
[0010]磨損導(dǎo)致在開(kāi)關(guān)室中釋放小顆粒，這可顯著降低高壓斷續(xù)器單元的耐絕緣能力。
[0011]通過(guò)將機(jī)械元件至少部分地包覆在合成耐磨材料形成的層中，可顯著降低磨損等級(jí)，從而增加斷續(xù)器單元的機(jī)械耐久性和斷續(xù)器單元在故障之前的開(kāi)關(guān)周期的數(shù)量。
[0012]合成材料形成的層可被布置成圍繞機(jī)械元件的柔性套管，或者它可以是以表面涂層的形式施加的。柔性套管具有不改變機(jī)械元件的機(jī)械特性同時(shí)適合其形狀的優(yōu)勢(shì)。表面涂層可在一定程度上影響機(jī)械特性，但是它具有固定地附連到其表面上的優(yōu)勢(shì)。
[0013]柔性套管例如可由合成材料形成的帶制成，該帶螺線形或螺旋形地纏繞在機(jī)械元件周圍。
[0014]在優(yōu)選的實(shí)施例中，合成材料是聚四氟乙烯(PTFE)。PTFE特別適用于氣體絕緣式開(kāi)關(guān)設(shè)備，因?yàn)樗懈吣突瘜W(xué)性。它耐受SF6和它的副產(chǎn)物，尤其是氫氟酸(HF)。PTFE的另外優(yōu)勢(shì)是它對(duì)高和低溫的耐受性，尤其是它在短路情況下對(duì)熱的耐受性。
[0015]一種備選的材料例如將是硅酮彈性體。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]根據(jù)下面結(jié)合附圖描述的實(shí)例和它的實(shí)施例中，本發(fā)明和它的實(shí)施例將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中:
[0017]圖1是從現(xiàn)有技術(shù)中已知的斷續(xù)器單元的開(kāi)關(guān)室；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接觸系統(tǒng)的元件；
[0019]圖3是圖2的機(jī)械元件；
[0020]圖4是圍繞圖2的機(jī)械元件的柔性套管的截面。

【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出了從現(xiàn)有技術(shù)中已知的高壓斷續(xù)器單元的開(kāi)關(guān)室I。開(kāi)關(guān)室被布置成繞縱向軸線A具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，并總共包含四個(gè)接觸元件，其中兩個(gè)是固定的接觸元件，而其中兩個(gè)是可動(dòng)的接觸元件，其中可動(dòng)的接觸元件可沿軸線A從固定的接觸元件移開(kāi)或移向固定的接觸元件。所謂的主接觸元件是固定的主接觸元件5和它的對(duì)應(yīng)物，即可動(dòng)的主接觸元件6。為了控制主接觸元件5和6的斷開(kāi)操作期間可能發(fā)生的電弧效應(yīng)，提供了固定的電弧接觸元件3和可動(dòng)的電弧接觸元件4。
[0022]在圖2中，示出了根據(jù)本發(fā)明的接觸系統(tǒng)20的主接觸元件和機(jī)械元件23的示意圖。接觸系統(tǒng)20被布置成在高壓斷續(xù)器單元的開(kāi)關(guān)室內(nèi)繞縱向軸線B具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。開(kāi)關(guān)室可填充以真空，或絕緣氣體，如SF6，或單相或兩相絕緣介質(zhì)，如在WO 2010/142346中描述的，如氟酮(f Iuoroketone),尤其是C5-全氟酮和/或C6-全氟酮。
[0023]主接觸元件中的一個(gè)是內(nèi)部接觸元件21，其被顯示成與外部接觸元件處于直接物理接觸，其中外部接觸元件被布置成繞縱向軸線B的空心筒26的形式，筒主體26以多個(gè)接觸指結(jié)束，其中的兩個(gè)在這里被顯示為接觸指22和接觸指25。接觸指彼此互相平行對(duì)準(zhǔn)并沿筒主體26的圓周分布。
[0024]為了提供并確保接觸指22，25和內(nèi)部接觸元件21之間的充分接觸壓力，螺旋彈簧23的形式的彈簧元件繞外部接觸元件的筒主體26纏繞。彈簧元件的接觸壓力對(duì)接觸指22，25施加朝向外部接觸元件的縱向軸線B的定向的力F。螺旋彈簧23不傳送任何電流，而是執(zhí)行純機(jī)械功能，即，它是接觸系統(tǒng)20的機(jī)械元件。螺旋彈簧23僅通過(guò)它自身的彈簧力保持在它的位置，即，它不是固定連接的。
[0025]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在接觸元件抵靠彼此移動(dòng)的期間，以及由于螺旋彈簧23相對(duì)于接觸指的振動(dòng)和小移動(dòng)，可由于磨損而在接觸指22，25和螺旋彈簧23之間釋放顆粒。這些顆粒可污染開(kāi)關(guān)室，導(dǎo)致降低高壓斷續(xù)器單元中的絕緣耐受性的高風(fēng)險(xiǎn)。
[0026]為了避免所述顆粒的釋放，根據(jù)本發(fā)明，建議將螺旋彈簧包覆在合成耐磨材料形成的層中。這種包覆可通過(guò)施加表面涂層來(lái)獲得。然而，
【發(fā)明者】已經(jīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，這種涂層將顯著改變螺旋彈簧23的硬度，從而需要額外的工作來(lái)重新設(shè)計(jì)彈簧的整體結(jié)構(gòu)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，建議將合成材料形成的層布置為環(huán)繞螺旋彈簧23的柔性套管24，其中柔性套管24由合成材料形成的帶制成，該帶環(huán)繞螺旋彈簧23螺旋地纏繞。這由圖3和4示出，其中圖3示出螺旋彈簧23以及它如何穿過(guò)圓管中的等間距間隙而隆起，該管是由合成材料形成的螺旋形纏繞帶制成的，并形成柔性套管24。螺旋彈簧23的一些繞組也可被認(rèn)作照射穿過(guò)套管24的透明材料的陰影輪廓。
[0028]在圖4中，具有它的等距間隙41的柔性套管24被作為示意圖示出，其中套管24不是彎曲的，從而形成直管。
[0029]通過(guò)以柔性套管的形式布置合成材料，彈簧的硬度，即彈簧系數(shù)，事實(shí)上保持不受影響，應(yīng)為套管24適合于螺旋彈簧23的形狀，幾乎沒(méi)有任何抗性。由于那個(gè)原因，接觸系統(tǒng)的精確組裝是可能的。
[0030]對(duì)于套管24的合成耐磨材料，聚四氟乙烯(PTFE)被選擇作為優(yōu)選的材料。這是由于PTFE對(duì)高溫和低溫的耐受性，尤其是在短路情況下對(duì)熱的耐受性。而且，它具有對(duì)SF6和它的副產(chǎn)物，尤其是氫氟酸(HF)的高耐化學(xué)性。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓斷續(xù)器單元，其具有開(kāi)關(guān)室，在所述開(kāi)關(guān)室內(nèi)，接觸系統(tǒng)(20)的至少兩個(gè)電接觸元件(21，22，25)被布置成相對(duì)于彼此移動(dòng)，并且其中，所述接觸系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)機(jī)械元件，其至少部分地不與所述兩個(gè)接觸元件中的任何一個(gè)有固定機(jī)械連接， 其特征在于，所述至少一個(gè)機(jī)械元件(23)至少部分地被包覆在合成耐磨材料形成的層(24)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述合成材料形成的層被布置成環(huán)繞所述機(jī)械元件的柔性套管(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述套管(24)由所述合成材料形成的帶制成，所述帶螺線形或螺旋形地纏繞在所述機(jī)械元件周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述合成材料形成的層以表面涂層的形式施加到所述機(jī)械元件上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述合成材料是聚四氟乙烯(PTFE)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述合成材料是硅酮彈性體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述至少一個(gè)機(jī)械元件是向所述兩個(gè)接觸元件(22，25)中的一個(gè)施加接觸壓力的彈簧元件(23)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述彈簧元件是螺旋彈簧(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的高壓斷續(xù)器單元，其特征在于，所述兩個(gè)接觸元件中的一個(gè)布置成具有縱向軸線(B)的空心筒的形式，其中所述筒的主體(26)以多個(gè)接觸指(22，25)結(jié)束，并且其中，所述彈簧元件(23)的接觸壓力向所述接觸指(22，25)施加朝向所述接觸元件的縱向軸線(B)定向的力(F)。
【文檔編號(hào)】H01H3/32GK104347283SQ201410457734
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】O·孔格, R·古德, R·卡雷爾, M·戈蒂, F·皮蘇, J·努費(fèi)爾, J·科斯蒂森, J·科貝爾, R·弗賴, F·布蘭德?tīng)? J·貝切雷爾 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司