用于低压、中压和高压开关装置的带有气体驱动器的断路器

摘要

本发明涉及一种用于低压、中压和高压开关装置的带有气体驱动器的断路器，其中能够通过爆炸雷管产生断连。在该情况下，在设计方面考虑到电路断路器的总操作持续时间只有少量的连接和断连操作的情况，并保证在该过程中不减小安全性，本发明提出了一种活塞/气缸装置(8)，活塞/气缸装置在由活塞分离的两个气缸分区的每一个气缸分区中设有多个爆炸雷管(6，10)，用于在气缸中产生有限次的连接和断连操作。

权利要求

1.一种用于低压、中压和高压开关装置的带有气体驱动器的电路 断路器，其中通过由爆炸雷管操作的活塞/气缸装置而在断路器驱动器 处产生断连，其中活塞/气缸装置在由活塞分离的两个气缸分区的每一个气缸分区 中设有多个爆炸雷管，用于在气缸中产生有限次的连接和断连操作。

2.如权利要求1所述的电路断路器，其中各爆炸雷管均包含有能够以电学方式或机械方式点火的爆炸装 药。

3.如权利要求1所述的电路断路器，其中各爆炸雷管均包含压缩的压力介质。

4.如权利要求3所述的电路断路器，其中压力介质能够通过可控阀从爆炸雷管突然释放。

5.如权利要求3所述的电路断路器，其中爆炸雷管的包封在需要时能够通过能以电学方式或机械方式进行 控制的微量爆炸装药突然打开。

6.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中电路断路器是真空断续器室断路器。

7.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中电路断路器呈单相断路器的形式或者设计为呈多相断路器装置形 式的多相装置。

8.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中在气缸的被爆炸雷管作用的区域中布置有压力控制阀，在压力高 于所需致动压力的情况下所述压力控制阀停止通气以减小压力。

9.如权利要求9所述的电路断路器，其中使用压力阀或烧结材料元件或流阻元件(毛细管/钻孔)来减小压 力。

10.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中除了所述开关模式以外还以备用方式设置有能手动操作的杠杆机 构，通过所述能手动操作的杠杆机构能够类似地实现关闭操作。

11.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中触头元件在所有情况下达到的终点位置(连接或断连位置，也可 能是中间位置)通过永磁体被固定。

12.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中活塞/气缸装置与真空断续器室一起被嵌入共同的热固性塑料封 装件、橡胶弹性材料或塑料中；或者，上述材料的组合被注射成型于 其上。

13.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中电路断路器在所有情况下均在两侧布置有用于直接连接于敷设电 缆的一个阴连接器。

14.如任一前述权利要求所述的电路断路器，其中电路断路器在至少一个连接侧上设有高速接地系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于低 压、中压和高压开关装置的带有气体驱动器的断路器，其中可以通过 爆炸雷管产生断连。

背景技术

现今接触片的连接和断连实质上无非借助于机械、液压或电磁开 关装置完成。所需开关能量通过机械式方式(即，借助于弹簧张紧) 或通过电学式方式被储存。此外，在所有已知开关装置中，手动开关 也是可行的。
这些包括：
基于纯机械原理的弹簧驱动器或弹簧储能驱动器，其中机械能储 存在预应力弹簧例如拉簧或压缩弹簧中、储存在扭簧中或通过液压发 生。
电磁驱动器基于部分机械原理，即，例如借助于电容器储存电能。

发明内容

本发明基于的目标是开发一种通用型电路断路器，使得在设计方 面也考虑到基于电路断路器的总操作持续时间只有少量的连接和断连 操作的情况，而且在该过程中不减小安全性。
在该通用型电路断路器中，根据本发明通过专利权利要求1的特 征部分的特征实现了设定目标。
在从属权利要求中指出了根据本发明的电路断路器的更多有利配 置。
本发明的核心在于活塞/气缸装置在由活塞分离的两个气缸分区 的每一个气缸分区中设有多个爆炸雷管，用于在气缸中产生有限次的 连接和断连操作。也就是说，活塞可以以相应方式从两侧进行操作， 以便因此引起电路断路器的快速连接，以及以相同方式仅沿相反致动 方向引起电路断路器的快速关闭。
在该情况下，爆炸雷管或推进剂装料的有限数量是在考虑了电路 断路器整个寿命期间仅仅需要很少的连接和断连操作这一需求而特意 为之。所以被布置成称为“紧急开关装置”的功能元件可以以简单和 紧凑的形式实现。
一个有利配置如下：各爆炸雷管均包含有能够以电学方式或机械 方式点火的爆炸装药。借助于此，压力非常快速和非常有效地被提供 给所述活塞/气缸装置的活塞的相应致动侧以便致动电路断路器。
作为此方案的替代性方案，爆炸雷管也可以被设计成使得它们包 含压缩的压力介质，所述压缩的压力介质以爆炸的形式被释放并且作 用于电路断路器驱动器的相应活塞侧。
在该情况下，有利地提出如下方案：压力介质可以通过可控阀从 爆炸雷管突然释放。即使使用压力介质代替爆炸装药或发射药，也也 不会有延迟。至少没有明显延迟。
为了实现所述快速控制的该目的，该替代性方案进一步被设计成 使得爆炸雷管的包封在需要时能够通过能以电学方式或机械方式进行 控制的微量爆炸装药突然打开。
一个有利的配置如下：断路器是真空室断路器。该非常有利的断 路器类型有利地适合于与所述驱动器结合。
进一步的有利配置如下：断路器呈单相断路器的形式或者设计为 呈多相断路器装置形式的多相装置。
进一步的有利配置如下：在气缸的被爆炸雷管作用的区域中布置 有压力控制阀，在压力高于所需致动压力的情况下所述压力控制阀解 除通气以减小压力。这防止产生的压力产生破坏性，但是同时也保证 开关操作所需的压力也被建立。只有在该压力限值以上才触发减压装 置。
存在对于压力控制阀的多个有利替代性方案，即，使用压力阀或 烧结材料元件或流阻元件来用于减压。
进一步的有利配置如下：除了所述开关模式以外，以备用方式提 供可手动操作的杠杆机构，通过所述可手动操作的杠杆机构可以类似 地实现关闭。
为了将触头元件在所有情况下达到的终点位置(“接通”或“断开” 位置)固定就位，有利地，通过永磁体将触头元件固定在这些位置。
进一步的有利配置如下：活塞/气缸装置与真空断续器室一起嵌入 共同的热固性塑料封装中。当然也可想到其他塑料或橡胶封装，甚至 是在注射模塑技术中的聚酰胺或类似材料。
一个非常有利的配置如下：电路断路器在所有情况下均在两侧布 置有用于直接连接于敷设电缆的一个阴连接器。
最后的有利配置如下：电路断路器至少一个连接侧带有高速接地 系统。
所以，这里涉及的是一种新颖的驱动系统并且因此涉及电路断路 器在电力系统中的进一步可能的应用。除了这里提出的方案以外，现 今可用的系统可以保持不变。然而特别地，根据本发明的该电路断路 器的物理尺寸可以显著减小。
此外，使用现今可用的电路断路器，可以执行几万次开关操作的 多次通/断操作。本申请所述的方案针对仅仅需要执行有限次的开关操 作的断路器的广泛应用。根据本发明的该断路器的另一个优点在于该 系统可以用于电缆部分中，即，不需要使用与开关装置组件相组合的 电路断路器。
所以导致在短路、负载或额定电流条件下需要实现的机械开关操 作次数有限的小型电路断路器。
所以目标是将该紧凑断路器例如直接整合到电缆网络中而不需要 开关装置组件或常规电路断路器用于该目的。该紧凑电路断路器配备 有用于该目的的大量气体发生器(小型爆炸雷管)，各爆炸雷管布置在 活塞的连接和断连侧。
变型也是可能的，其中作为驱动源的气体发生器仅仅布置在一侧； 在该情况下另外使用弹簧或永磁体系统以便可以保持连接和断连位 置。所提供的气体发生器的数量决定了“机械式”开关操作的次数(如 果有手动开关的选择，则更多的机械式开关操作是可能的)。如果该装 置包括真空断续器室电极或SF6断路器电极并且该驱动器被铸造到塑 料例如橡胶弹性材料(例如硅树脂)、热塑料、热固性塑料或铸模树脂 中(或这些材料的适当组合中)，则开关装置可以被直接整合到电缆敷 设中。

附图说明

本发明在图中示出并且将在下面更详细地进行描述。
图1显示了带有波纹管(3)的真空断续器室(2)。

具体实施方式

所述波纹管通过驱动杆(4)连接到爆炸性断路器活塞(8)。此外， 该单元可以被铸造到塑料包覆层(1)中。除了活塞(8)以外，断路 器还具有气体发生器(6)和(10)，所述气体发生器用于连通和断连 断续器室(2)(真空或气体断路器)。爆炸装药或压力雷管例如用作气 体发生器。为了进行开关操作之后的压力补偿，压力控制阀或流阻装 置(毛细管或烧结金属)(7)和(9)位于两侧。电流以所示的方式(I) 通过该单元发生。在两个终点位置，活塞相应地被机械地或磁力地闭 锁。这样提供了相应的腔，以用于压缩在各侧上的空气或气体，在所 述腔中暂时发生压力的增加，直到由于流阻装置进行压力补偿而再次 被设置为大气压。
如果在一侧例如用于储存进行连接或断连的能量的弹簧(或液压 装置)被张紧，则仅仅在一侧需要气体发生器。大量开关操作可以通 过在两侧或仅仅在一侧使用的大量气体发生器被执行。气体发生器通 过控制器被逐渐点燃。图1显示了单相时的方案，当然从本质上讲使 用用于三个或以上电极的驱动也是可行的。
参考符号的明细
1塑料包覆层
2真空断续器
3波纹管
4驱动杆
5密封件
6气体发生器/微型爆炸雷管
7烧结金属/气体流阻装置-流动制动器
8活塞
9烧结金属/气体流阻装置-流动制动器
10气体发生器/微型爆炸雷管