[发明专利]用于中压和高压应用的真空开关设备

说明书

本发明涉及一种用于中压或者高压的真空开关设备(20)，所述真空开关设备具有两个触头(22、24)，所述两个触头其中的至少一个触头(22)通过驱动杆(26)能机械运动地支承并且在此与所述驱动杆(26)电连接，其中，所述真空开关设备(20)具有真空空间(28)，触头(22、24)布置在所述真空空间中。本发明的特征在于，所述真空开关设备具有弹簧触头，所述弹簧触头布置在所述真空空间(28)之外并且所述驱动杆(26)在触头(22、24)闭合的状态中通过所述弹簧触头(32)与导线电连接，并且所述弹簧触头(32)在所述触头(22、24)断开的状态(34)中与所述驱动杆(26)电绝缘。

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于中压或者高压应用的真空开关设备。

在中压和高压开关设备中，为了闭合和断开电流回路而使用接触系统，所述接触系统包括两个相互对置的触头，其中，两个触头其中的一个触头通常是固定的触头(固定触头)并且另一个触头是移动触头。为了闭合开关设备由驱动装置将移动的触头移动至固定的触头。该开关过程不允许任意缓慢地进行，因为在触头相互接触、即所谓的“接通”之前产生电弧。这可能导致触头表面熔化。触头接着机械地相互接触并且剩余的动能基本上通过触头的变形并且通过碰撞耗散。在机械地闭合熔化的触头时，所述触头可能相互焊接，因为在相互接触之前在触头表面发生的轻微的熔化。在触头重新断开时，所述触头可能由于所谓的分离冲击(Trennschlag)而损坏。

闭合运动在临界情况下可以被描述为弹道运动，其中，移动的触头首先被强力的驱动弹簧强烈地加速，然后基本上由于惯性向对应侧运动。实际上，弹簧驱动装置还在运动期间在触头上施加一定的驱动力F_Antrieb。然而在运动期间，加速度在此降低并且可以趋于零。

对于接触系统中断开的触点之间的电绝缘原则上存在不同的方法，这些方法可以由所谓的帕邢定律解释。帕邢定律指出，在均匀的场中，击穿电压是气压和电极间距的乘积的函数。这意味着触点可以通过处于高压中的气体或者气体混合物以尽可能小的触头间距良好地绝缘。第二种可能性是非常小的气压，即在约为10^-6bar(abs)的技术真空中。所述开关与之对应地被称为气体开关或真空开关。

在真空开关中，在真空管周围的气体空间中使用带有开关触点的真空管，用于与开关壳体或者真空管的电接头进行电绝缘。真空管相对于气体开关具有的优点为，真空管具有非常高的关断能力和相对较小的触头间距。此外，通过真空封装使分解-和熔化产物不会在操作开关期间影响周围的绝缘。真空管的触头、尤是在动触头处通常通过柔性电流带接触。

真空管的缺点在于相互平行地对置的接触面。如果移动触头过快地或者以过高的动能碰撞到固定触头上，则可能如所述那样造成真空开关管的损坏。此外，在碰撞速度过高时，所述接触面可能在闭合之后焊接。在闭合过慢时，可能造成接触面上的灼烧。

真空绝缘距离的另一个缺点在于无法避免地出现所谓的非保持破坏性放电(Non-Sustained-Disruptive-Discharges，NSDD)。这种放电具有不同的原因，所述原因在传统的构造类型中难以避免。这主要是由于真空中的平均自由路径长度。因为在10^-6bar的压力中，在触头之间几乎没有可以减缓从一个触点到另一个触点的电荷衰减、甚至吸收电荷的分子或者微粒。

本发明所要解决的技术问题在于，避免真空管的所述两个缺点、即一方面避免NSDD的产生并且另一方面避免开关触头的可能由于电弧产生的焊接。

所述技术问题的解决方案在于具有权利要求1的特征的用于中压或者高压应用的真空开关设备。

按照本发明的用于中压或者高压的真空开关设备具有两个触头，所述两个触头其中的至少一个触头通过驱动杆能机械运动地支承并且在此与所述驱动杆电连接。此外，真空开关设备具有真空空间，触头布置在所述真空空间中。本发明的特征在于，所述真空开关设备具有弹簧触头，所述弹簧触头布置在真空空间之外并且驱动杆在触头闭合的状态中通过弹簧触头与导线电连接。此外，弹簧触头在触头断开的状态中与驱动杆电绝缘。