一种用于HV应用的快速接地开关装置，包括：气密外壳；可动触点，该可动触点可与固定触点连接和分开。可动触点可在断开位置和闭合位置之间线性运动，在该断开位置，可动触点与所述固定触点间隔开，在该闭合位置，可动触点与所述固定触点连接，反之亦然。该装置还包括用于所述可动触点的操作机构，其特征在于，所述操作机构包括：致动弹簧，该致动弹簧驱动所述可动触点从所述断开位置至所述闭合位置的闭合操作；至少一个驱动操作杆，该驱动操作杆安装在操作轴上，驱动所述可动触点从所述闭合位置至所述断开位置的断开操作，在所述断开操作中，所述驱动操作杆还使所述致动弹簧部分地重新加载，所述操作机构还包括联接装置，该联接装置使得所述驱动操作杆与所述可动触点操作地联接。
1.一种用于HV应用的快速接地开关装置(1)，包括：气密外壳(2)：可动触点(3)，所述可动触点(3)能够与固定触点(4)连接和分开，所述可动触点(3)能够在断开位置和闭合位置之间线性运动，在所述断开位置中，所述可动触点与所述固定触点(4)间隔开，在所述闭合位置中，所述可动触点与所述固定触点(4)连接，反之亦然；所述快速接地开关装置还包括用于所述可动触点(3)的操作机构(5)，其特征在于，所述操作机构(5)包括：致动弹簧(51)，所述致动弹簧(51)驱动所述可动触点(3)从所述断开位置至所述闭合位置的闭合操作；至少一个驱动操作杆(52)，所述驱动操作杆(52)安装在操作轴(53)上，用于驱动所述可动触点(3)从所述闭合位置至所述断开位置的断开操作，所述驱动操作杆(52)还在所述断开操作过程中部分地重新加载所述致动弹簧(51)，所述操作机构(5)还包括联接装置(6)，所述联接装置(6)使得所述驱动操作杆(52)与所述可动触点(3)操作地连接；
其中，所述闭合操作包括第一阶段和第二阶段，在第一阶段中，所述驱动操作杆(52)与所述联接装置(6)接合，并使得所述可动触点(3)运动，以使得所述可动触点与所述固定触点(4)进一步间隔开，同时所述致动弹簧(51)进一步被加载，在所述第二阶段中，所述驱动操作杆(52)与所述联接装置(6)脱开，且可动触点(3)在所述致动弹簧(51)的作用下自由地快速运动至所述闭合位置。
2.根据权利要求1所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：所述致动弹簧(51)是同轴地安装在所述可动触点(3)上的压缩弹簧，且所述操作轴(53)基本垂直于所述可动触点(3)在所述断开/闭合操作过程中的运动方向，所述驱动操作杆(52)在所述断开/闭合操作过程中在与所述操作轴(53)垂直的平面中旋转。
3.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：在所述断开位置中，所述驱动操作杆(52)与所述联接装置(6)接合，并使得所述可动触点(3)保持在所述断开位置中以及使得所述致动弹簧(51)处于部分加载状态。
4.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：在所述断开操作中，所述驱动操作杆(52)与所述联接装置(6)接合，并使可动触点(3)从所述闭合位置运动至断开位置，同时部分地加载所述致动弹簧(51)。
5.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：在所述断开和闭合操作过程中，所述驱动操作杆(52)总是沿相同的操作方向旋转。
6.根据权利要求5所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：所述操作机构(5)包括锁定装置(71、72、73)，所述锁定装置(71、72、73)允许所述驱动操作杆(52)沿所述操作方向旋转，并防止所述驱动操作杆(52)沿相反方向旋转。
7.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：所述联接装置(6)包括叉(61、62)，所述叉(61、62)与所述可动触点(3)操作地联接，并能够与所述驱动操作杆(52)操作地联接和分开。
8.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：所述操作机构(5)包括位于所述可动触点(3)的相对两侧的第一操作杆(52)和第二操作杆(520)。
9.根据权利要求1或2所述的快速接地开关装置(1)，其特征在于：所述快速接地开关装置包括信号装置(8)，用于发送所述快速接地开关装置(1)的断开/闭合状态的信号。
10.一种HV电极(10)，包括根据前述任意一项权利要求所述的快速接地开关装置(1)。
11.一种HV变电站(100)，包括根据权利要求10所述的HV电极(10)。
12.一种三电极HV变电站(100)，包括用于各电极(10)的、根据权利要求1-9中任意一项所述的快速接地开关装置(1)，还包括用于驱动所述快速接地开关装置(1)的单个马达(101)以及使得所述马达(101)与所述快速接地开关装置(1)连接的机械连接件(102)。
13.一种三电极HV变电站，包括用于各电极的、根据权利要求1-9中任意一项所述的快速接地开关装置，还包括用于各电极的马达，该马达用于驱动相应电极的快速接地开关装置。
用于HV应用的快速接地开关装置
[0001] 本发明涉及一种接地装置，特别是涉及一种用于在高压(HV)领域中快速接地操作的接地装置，该接地装置在结构和性能方面具有改进特征。为了本发明的目的，术语高压(HV)是指高于1kV的应用。
[0002] 接地装置的使用在HV应用中是公知的，因为HV变电站(AIS、GIS或混合式)通常能够装备有一个或多个接地装置。
[0003] 在特定情况下，可能需要给设备设置快速动作接地开关，以便例如保护人员、解决电容感应电压、消散残留电荷等，且它们能够针对全电压和电短路而闭合。
[0004] 为了确保快速闭合操作，用于该快速操作所需的能量通常存储在一个或多个操作弹簧中。当接地装置容纳在气密隔腔中时，致动弹簧通常位于隔腔外部，以便使它的体积最小。不过，这种解决方案需要从隔腔外部到内部的机械连接以及能够承受相对较高的力和速度的机械密封，该力和速度从致动弹簧(隔腔外部)传递至接地装置的触点(隔腔内部)。
[0005] 还已知弹簧位于隔腔内部的替代方案，但是它们通常需要在弹簧和触点之间的复杂的机械连接系统。
[0006] 因此，本发明的目的是提供一种用于HV应用的快速接地开关装置，它能够克服至少一些上述缺点。
[0007] 因此，在第一方面，本发明涉及一种用于HV应用的快速接地开关装置，它包括：气密外壳；可动触点，该可动触点可与固定触点连接和分开，所述可动触点可在断开位置和闭合位置之间线性运动，在该断开位置中，它与所述固定触点间隔开，在该闭合位置中，它与所述固定触点连接，反之亦然，还包括用于所述可动触点的操作机构。根据本发明的装置的特征在于，所述操作机构包括：致动弹簧，用于驱动所述可动触点从所述断开位置至所述闭合位置的闭合操作；以及至少一个驱动操作杆，该驱动操作杆安装在操作轴上，该操作轴驱动所述可动触点从所述闭合位置至所述断开位置的断开操作。而且，根据本发明的装置的特征在于，所述驱动操作杆还在所述断开操作中使所述致动弹簧部分地重新加载，且所述操作机构还包括联接装置，该联接装置使得所述驱动操作杆与所述可动触点操作地连接。
[0008] 实际上，如在下面的说明中更好地介绍的那样，在本发明的快速接地开关装置中，致动弹簧位于气密隔腔内部，从而不需要有在隔腔的外部和内部之间的高性能机械密封件。
[0009] 而且，在致动弹簧和可动触点之间的连接非常简单，且不需要使得弹簧与触点连接的复杂机械连接系统。
[0010] 实际上，如在以下的说明中更好地介绍的那样，优选是，所述致动弹簧是同轴地安装在所述可动触点上的压缩弹簧。
[0011] 在这种情况下，操作轴在所述断开/闭合操作过程中基本垂直于所述可动触点的运动方向，且驱动操作杆在所述断开/闭合操作过程中在垂直于所述操作轴的平面中旋转。
[0012] 在本发明的快速接地开关装置的优选实施例中，在所述断开位置中，所述驱动操作杆与所述联接装置接合，并使得可动触点保持在所述断开位置，还使得所述致动弹簧保持在部分加载状态。
[0013] 优选是，本发明的快速接地开关装置的操作顺序是这样的：所述闭合操作包括第一阶段和第二阶段，在该第一阶段中，所述驱动操作杆与所述联接装置接合，并使得所述可动触点运动而使它更远地与所述固定触点间隔开，同时所述致动弹簧被进一步加载，在该第二阶段中，所述驱动操作杆与所述联接装置脱离，该可动触点在所述致动弹簧的作用下自由地快速运动至所述闭合位置。
[0014] 还有，在本发明的快速接地开关装置的断开操作中，所述驱动操作杆优选地与所述联接装置接合，并使得可动触点从所述闭合位置运动至断开位置，同时部分地加载所述致动弹簧。
[0015] 如在详细说明中更好地介绍的那样，优选是在根据本发明的快速接地开关装置的断开和闭合操作中，所述驱动操作杆总是沿相同方向旋转。
[0016] 在这种情况下，所述操作机构优选是包括锁定装置，该锁定装置允许所述驱动操作杆沿一个方向旋转，并防止所述驱动操作杆沿相反方向旋转。
[0017] 在本发明的快速接地开关装置的可能实施例中，所述联接装置包括叉，该叉与所述可动触点操作地连接，并可与所述驱动操作杆操作地连接和分开。
[0018] 在本发明的快速接地开关装置的另一可能实施例中，所述操作机构包括第一和第二操作杆，该第一和第二操作杆位于所述可动触点的相对侧。
[0019] 在本发明的快速接地开关装置的另一可能实施例中，它能够优选地包括信号装置，用于发送所述装置的断开/闭合状态的信号。
[0020] 包括如本发明中所述的快速接地开关装置的HV电极也是本发明的一部分。
[0021] 而且，包括HV电极的HV变电站也是本发明的一部分，该HV电极再包括如本发明中所述的快速接地开关装置。
[0022] 特别是，在三电极HV变电站的情况下(包括用于各电极的、如本发明中所述的快速接地开关装置)，所述装置能够是三电极操作的(即包括用于驱动全部快速接地开关装置的单个马达和机械连接件)或单电极操作的(即包括用于各电极的、驱动相应电极的快速接地开关装置的马达)。
[0023] 通过对根据本发明的快速接地开关装置的优选但非排他的实施例的说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，该实施例通过附图中的实例来表示，附图中：
[0024] 图1是根据本发明的快速接地开关装置的第一视图；
[0025] 图2是根据本发明的快速接地开关装置的第二视图；
[0026] 图3是根据本发明的快速接地开关装置在断开位置的第一详细视图。
[0027] 图4是根据本发明的快速接地开关装置在断开位置和闭合位置之间的第一中间位置的详细视图，其中，联接装置通过操作杆而脱开，并释放了快速闭合；
[0028] 图5是根据本发明的快速接地开关装置在闭合位置的第一详细视图。
[0029] 图6是处于闭合位置的、根据本发明的快速接地开关装置在断开操作开始时的第一详细视图；
[0030] 图7是根据本发明的快速接地开关装置的第二详细视图。
[0031] 图8是根据本发明的快速接地开关装置的第三详细视图。
[0032] 图9是根据本发明的快速接地开关装置的第四详细视图。
[0033] 图10是根据本发明的快速接地开关装置的第五详细视图。
[0034] 图11是HV电极的视图，该HV电极包括根据本发明的快速接地开关装置；
[0035] 图12是包括三个电极的三电极高压变电站的视图，该电极包括根据本发明的快速接地开关装置。
[0036] 参考附图，总体上，根据本发明的快速接地开关装置(用参考标号1表示)包括气密外壳2，可动触点3容纳在该气密外壳2中。
[0037] 可动触点3可与固定触点4连接和分开，以便执行接地操作，并可在断开位置和闭合位置之间线性运动，在该断开位置中，它与所述固定触点4间隔开，在该闭合位置中，它与所述固定触点4连接，反之亦然。
[0038] 快速接地开关装置1还包括用于所述可动触点3的操作机构5，所述操作机构设计成使得可动触点在断开位置和闭合位置之间运动。
[0039] 本发明的快速接地开关装置1的一个特征在于，所述操作机构5包括致动弹簧51，该致动弹簧51驱动所述可动触点3从断开位置至闭合位置的闭合操作。
[0040] 操作机构5还包括至少一个驱动操作杆52，该驱动操作杆52安装在操作轴53上。该驱动操作杆52具有双重目的：第一任务是驱动所述可动触点3从所述闭合位置至所述断开位置的断开操作，第二任务是在所述断开操作过程中部分重新加载所述致动弹簧51。实际上，如下文中更好所示，驱动操作杆52(通常由马达直接或间接地驱动)同时执行可动触点3的断开操作和弹簧51的部分重新加载。
[0041] 而且，操作机构5还包括联接装置6，该联接装置6的目的是使得所述驱动操作杆52与所述可动触点3操作地联接。
[0042] 在根据本发明的快速接地开关装置1的非常优选实施例中，所述致动弹簧51是同轴地安装在所述可动触点3上的压缩弹簧，从而避免在弹簧和可动触点之间的任何复杂的机械连接。
[0043] 在附图所示的实施例中，所述操作轴53基本垂直于所述可动触点3在所述断开/闭合操作过程中的运动方向，且所述驱动操作杆52在所述断开/闭合操作过程中在与所述操作轴53垂直的平面内旋转。
[0044] 参考图3，当根据本发明的快速接地开关装置1处于断开位置时，驱动操作杆52与所述联接装置6接合，并使得所述可动触点3保持在所述断开位置，如下文中更好所述。在该位置中，致动弹簧51处于部分加载状态。为了本发明的目的，术语“部分加载状态”的意思是弹簧51能够进一步压缩(即通过使得可动触点沿图3中右手侧方向运动)。
[0045] 下面参考图3和4，根据本发明的快速接地开关装置1的闭合操作包括第一阶段，在该第一阶段中，所述驱动操作杆52与所述联接装置6接合(如图3中所示)，使得所述可动触点3运动(向图3的右手侧)，从而使它进一步与所述固定触点4间隔开，同时所述致动弹簧51进一步加载(图3和图4之间的中间情况)。
[0046] 然后，参考图4，闭合操作包括第二阶段，在该第二阶段中，所述驱动操作杆52与所述联接装置6脱离，且可动触点3在致动弹簧51的作用下自由地快速运动至图5中所示的闭合位置。
[0047] 在本发明的快速接地开关装置的断开操作中，从图5的闭合位置，所述驱动操作杆52再次与联接装置6接合(如图6中所示)，并开始使可动触点3从(图5中的)闭合位置运动至(图1中的)断开位置，同时部分加载所述致动弹簧51。通常，弹簧51的部分加载将在所述弹簧51的完全负载的60-95％范围内，优选是70-90％，更优选是75-85％。
[0048] 优选是，如附图中所示，在根据本发明的快速接地开关装置1的所述断开和闭合操作过程中，驱动操作杆52总是沿相同的操作方向旋转，在附图中为逆时针方向。
[0049] 实际上，驱动操作杆52的操作能够很容易地通过使用操作机构5来实现，该操作机构5允许所述驱动操作杆52沿所述操作方向(例如逆时针方向，如在附图中)旋转，并防止所述驱动操作杆52沿相反方向(即，在附图中的情况为顺时针方向)旋转。
[0050] 参考图10，这种结果能够通过使用第一71和第二72机械联接器来实现，该第一71和第二72机械联接器有相应的接触表面710和720，该接触表面710和720被机械加工而允许在它们之间沿一个方向自由旋转，并防止沿相反方向的任何旋转。弹簧装置(例如杯形弹簧73)保证在接触表面710和720之间的合适接触力。
[0051] 在根据本发明的快速接地开关装置1的一个特定实施例中，所述联接装置6包括叉61、62，该叉61、62与所述可动触点3操作地联接，并可与所述驱动操作杆52操作地连接和分开。在这样的实例中，如附图中所示，驱动操作杆52优选地包括位于它的端部的辊521，以便保证与叉61、62的平滑连接和分开。
[0052] 参考图9，在根据本发明的快速接地开关装置1的一个非常优选实施例中，操作机构5包括第一52和第二520驱动操作杆，该第一52和第二520驱动操作杆位于所述可动触点3的相对侧。相应地，如图8中所示，联接装置6优选地包括第一61和第二62叉，该第一61和第二62叉也位于所述可动触点3的相对侧。
[0053] 参考图7，在根据本发明的快速接地开关装置1的另一特定实施例中，一个或多个信号装置8能够合适地定位在触点组件上，用于发送所述装置1的断开或闭合状态的信号，所述信号装置8优选是定位成这样：使得能够从外部通过观察口来看见它/它们。
[0054] 参考图11，如前所述，包括如本发明中所述的快速接地开关装置1的HV电极10也是本发明的一部分。通常，快速接地开关装置1至少包括马达101，该马达101与用于操作所述装置1的操作轴操作地连接。
[0055] 然后，参考图12，在三电极HV变电站100的实例中，该三电极HV变电站100包括用于各电极10的如本发明中所述的快速接地开关装置1，装置1能够通过单个马达101来操作。马达101通过机械连接装置102而与三个装置1机械连接，用于驱动所有的快速接地开关装置1(三电极操作装置)。
[0056] 或者，根据未示出的不同实施例，三电极HV变电站能够包括用于各电极的、如本发明中所述的快速接地开关装置，还包括用于各电极的马达，该马达用于驱动相应电极的快速接地开关装置(单电极操作装置)。
[0057] 能够对这样设想的快速接地开关装置进行多种变化，所有这些变化都落在附加权利要求的范围内。实际上，根据需求和现有技术，使用的材料以及可能的尺寸和形状能够是任意的。
