接觸件系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及中壓和高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，并且涉及如獨(dú)立權(quán)利要求所述的電氣開(kāi)關(guān) 裝置和接觸布置，具體供用作輸電或配電系統(tǒng)中的接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)、分離器、組合 分離器和接地開(kāi)關(guān)、負(fù)載斷路開(kāi)關(guān)、斷路器或發(fā)電機(jī)斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電氣開(kāi)關(guān)裝置是中壓和高壓開(kāi)關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中眾所周知的。它們例如用于在電氣故 障發(fā)生時(shí)中斷電流。作為電氣開(kāi)關(guān)裝置的示例，斷路器的任務(wù)是斷開(kāi)接觸件并且將它們保 持相互遠(yuǎn)離，以便避免電流，即使高電位源于電氣故障本身。為了便于本公開(kāi)，術(shù)語(yǔ)"中壓" 表示從1kv至72. 5kV的電壓，以及術(shù)語(yǔ)"高壓"表示高于72. 5kV的電壓。電氣開(kāi)關(guān)裝 置、例如斷路器可能必須能夠攜帶5000A至6300A的高標(biāo)稱電流，并且在550kV至1200 kV的極高電壓下開(kāi)/關(guān)63kA至80kA的極高短路電流。
[0003] 由于高標(biāo)稱電流，當(dāng)今的電氣開(kāi)關(guān)裝置要求用于標(biāo)稱電流的許多所謂的標(biāo)稱觸 指。當(dāng)分離（斷開(kāi)）電氣開(kāi)關(guān)裝置中的標(biāo)稱或短路電流時(shí)，電流從電氣開(kāi)關(guān)裝置的標(biāo)稱接 觸件換向到其電弧接觸件。因此，當(dāng)連接（閉合）電氣開(kāi)關(guān)裝置的標(biāo)稱接觸件時(shí)，也連接電 弧接觸件。它們通常包括：作為第一電弧接觸件的電弧觸指，其圍繞電氣開(kāi)關(guān)裝置的縱軸設(shè) 置在所謂的電弧指籠（fingercage)中；以及作為第二電弧接觸件的棒，其被驅(qū)入指籠中。
[0004] 按照電氣開(kāi)關(guān)裝置的規(guī)范，標(biāo)稱和電弧接觸件的斷開(kāi)和閉合過(guò)程必須以預(yù)定義速 度執(zhí)行。特別在電氣開(kāi)關(guān)裝置的閉合期間，電弧觸指經(jīng)受到來(lái)的棒所引起的沖擊。對(duì)電弧 觸指起作用的沖擊力取決于觸指和棒的相對(duì)閉合速度。因此，速度越高，則對(duì)電弧觸指起作 用的力越高。但是，預(yù)期高接觸速度，因?yàn)樗倪M(jìn)電氣開(kāi)關(guān)裝置的性能。由于對(duì)電弧觸指起 作用的更高沖擊力，電弧觸指可遭遇永久變形或者可能斷裂。例如，它們可相對(duì)縱軸徑向向 外變形，或者可能破碎。電弧觸指與第二電弧接觸件之間的接觸力必須足夠高，以確保良好 電接觸。最終，因變形而不再滿足與接觸力有關(guān)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是在健壯性方面通過(guò)防止對(duì)其觸指的損壞來(lái)增強(qiáng)電氣開(kāi)關(guān)裝 置。
[0006] 此目的通過(guò)一項(xiàng)或多項(xiàng)獨(dú)立權(quán)利要求的特征得到解決。在從屬權(quán)利要求和權(quán)利要 求組合以及在結(jié)合附圖的描述中公開(kāi)實(shí)施例。
[0007] 電氣開(kāi)關(guān)裝置包括至少一個(gè)接觸件布置。接觸件布置包括第一接觸件和配套第二 接觸件，其中第一接觸件包括至少一個(gè)觸指。為了閉合和斷開(kāi)電氣開(kāi)關(guān)裝置，接觸件的至少 一個(gè)可平行于縱軸活動(dòng)，并且與另一接觸件協(xié)作。觸指在其自由端包括第一沖擊區(qū)，其中對(duì) 第二配套接觸件的第一接觸在閉合電氣開(kāi)關(guān)裝置時(shí)發(fā)生。第一沖擊區(qū)通過(guò)相對(duì)縱軸以大于 零度的傾角a設(shè)置的第一平面表面來(lái)形成。這種傾角a為正符號(hào)，在沿著朝觸指的自由 端的軸向z觀看時(shí)，第一平面表面沿徑向向外方向、即逐漸離開(kāi)縱軸z或者按照在傾角或開(kāi) 度角a下的開(kāi)放方式延伸。請(qǐng)注意，電氣開(kāi)關(guān)裝置的縱軸z也是接觸件布置的縱軸z，無(wú)論 它屬于電弧接觸件布置還是標(biāo)稱接觸件布置。
[0008] 將觸指設(shè)計(jì)成具有傾斜平面第一沖擊區(qū)（即，傾斜成使得實(shí)現(xiàn)觸指朝其活動(dòng)端的 斷開(kāi)）的優(yōu)點(diǎn)在于，在保持兩個(gè)電弧接觸件之間的所需接觸力的同時(shí)減少?zèng)_擊應(yīng)力。
[0009] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)接觸件布置是或者包括電弧接觸件布置，第一接觸件是或 者包括第一電弧接觸件（其中包括至少一個(gè)電弧觸指），以及配套第二接觸件是或者包括 匹配第二電弧接觸件。具體來(lái)說(shuō)，為了閉合和斷開(kāi)電氣開(kāi)關(guān)裝置，電弧接觸件的至少一個(gè)可 平行于縱軸活動(dòng)，并且與另一電弧接觸件協(xié)作。
[0010] 在備選或補(bǔ)充實(shí)施例中，至少一個(gè)接觸件布置是或者包括標(biāo)稱接觸件布置，第一 接觸件是或者包括第一標(biāo)稱接觸件（其中包括多個(gè)標(biāo)稱觸指并且形成相對(duì)縱軸是同心的 指籠），以及配套第二接觸件是或者包括配套第二標(biāo)稱接觸件。具體來(lái)說(shuō)，為了閉合和斷開(kāi) 電氣開(kāi)關(guān)裝置，標(biāo)稱接觸件的至少一個(gè)可平行于縱軸活動(dòng)，并且與另一標(biāo)稱接觸件協(xié)作。
[0011] 在一實(shí)施例中，電弧觸指包括接觸區(qū)。在沿縱軸Z來(lái)看時(shí)，第一沖擊區(qū)設(shè)置在接觸 區(qū)與第一觸指的自由端的尖部之間。當(dāng)電氣開(kāi)關(guān)裝置閉合時(shí)，電弧觸指在接觸區(qū)中與第二 電弧接觸件的端位置中的第二電弧接觸件相接觸。接觸區(qū)通過(guò)第二平面表面（其在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施例中能夠與縱軸平行）來(lái)形成。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二平面表面（即，接觸區(qū)）相對(duì)縱軸沿與第一沖擊區(qū) 的傾斜方向相對(duì)的角方向來(lái)傾斜某個(gè)補(bǔ)償角或縮小角0，其中"縮小"表示在沒(méi)縱軸Z朝觸 指的自由端來(lái)看時(shí)徑向靠攏。當(dāng)電氣開(kāi)關(guān)裝置處于閉合配置時(shí)，補(bǔ)償角0能夠基本上等于 電弧觸指的偏轉(zhuǎn)角。通過(guò)將接觸區(qū)設(shè)計(jì)成按照上述方式傾斜，確保兩個(gè)電弧接觸件之間的 良好電接觸。
[0013] 這種布置有利地將電弧接觸件的第一沖擊區(qū)與實(shí)際電接觸區(qū)分離。因此，電接觸 區(qū)能夠按照所需電參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)，而無(wú)需考慮與兩個(gè)電弧接觸件的沖擊相關(guān)的要求。
[0014] 如果第二電弧接觸件在其自由端包括第二沖擊區(qū)（其中對(duì)電弧觸指的第一接觸 在閉合電氣開(kāi)關(guān)裝置時(shí)發(fā)生），則它是特別有利的，其中第二沖擊區(qū)與第一沖擊區(qū)平行。第 二電弧接觸件的這種形成進(jìn)一步降低電弧接觸件的閉合期間的沖擊應(yīng)力。
[0015] 具體來(lái)說(shuō)，提供在沖擊期間與第二相同傾斜二維延遲和平坦沖擊區(qū)進(jìn)行協(xié)作的第 一傾斜二維延遲和平坦沖擊區(qū)允許將沖擊力均勻地分布于較大的二維表面，并且同時(shí)允許 第一與第二沖擊區(qū)之間的滑行。這個(gè)概念與弧形沖擊區(qū)形成對(duì)照，其促成在變化沖擊角度 下的滑行，但是生成一維或者甚至點(diǎn)狀沖擊區(qū)域（其引起對(duì)沖擊第一接觸件和匹配第二接 觸件的極_應(yīng)力）。
[0016] 此外，有利的是，在電弧觸指上，第一沖擊區(qū)與接觸區(qū)之間的第一過(guò)渡區(qū)成弧形， 和/或在第二電弧接觸件上，第二電弧接觸件的配套第二過(guò)渡區(qū)成弧形。這樣，閉合過(guò)程期 間的沖擊階段到閉合配置的第二電弧接觸件的端位置之間的過(guò)渡更平滑，使得電弧觸指的 跳動(dòng)效應(yīng)能夠降低、最小化或者甚至避免。
[0017] 在一實(shí)施例中，標(biāo)稱觸指具有與一個(gè)或多個(gè)電弧觸指相同的形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 本發(fā)明的其他實(shí)施例、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用產(chǎn)生于從屬權(quán)利要求以及現(xiàn)在通過(guò)附圖的以下 描述。附圖不出： 圖1是高壓斷路器的簡(jiǎn)化基本實(shí)施例的局部截面圖； 圖2是閉合之前的第一電弧接觸件的電弧觸指和第二電弧接觸件的局部截面圖； 圖3是閉合期間、圖2的電弧觸指和第二電弧接觸件的局部截面圖； 圖4是第二電弧接觸件及其組件的閉合速度的矢量圖； 圖5是第二電弧接觸件及其組件的徑向速度的矢量圖；以及 圖6是圖2和圖3的重疊視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 對(duì)于具有標(biāo)稱接觸件和電弧接觸件的高壓斷路器的示例來(lái)描述本發(fā)明，但是以下 所述的原理也適用于本發(fā)明在例如在開(kāi)頭提到的類型的其他開(kāi)關(guān)裝置中（例如在接地開(kāi) 關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)、分離器、組合分離器和接地開(kāi)關(guān)、負(fù)載斷路開(kāi)關(guān)、發(fā)電機(jī)斷路器中以及一 般在高壓或中壓的任何開(kāi)關(guān)中）的使用。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明在只具有電弧接觸件布置、只具 有標(biāo)稱接觸件布置或者具有電弧接觸件系統(tǒng)和標(biāo)稱接觸件系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)中完全適用。電弧接 觸件布置將包含第一電弧接觸件，其中包括至少一個(gè)電弧觸指4a和配套第二電弧接觸件 4b，其相互之間是活動(dòng)的。標(biāo)稱接觸件布置將包含第一標(biāo)稱接觸件，其中包括多個(gè)標(biāo)稱觸指 3a和配套第二電弧接觸件3b，其相互之間是活動(dòng)的。
[0020] 圖1示出閉合配置的高壓斷路器la的簡(jiǎn)化基本實(shí)施例的局部截面圖。圖1中， "局部截面圖"表示為了清楚起見(jiàn)，僅示出斷路器的一段的上半部。裝置以及因此其（一個(gè) 或多個(gè)）電弧或標(biāo)稱接觸件布置繞縱軸z是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。下面僅描述斷路器la中與本發(fā) 明相關(guān)的元件。圖中存在的其他元件對(duì)于了解本發(fā)明不是相干的，并且是高壓電氣工程中 的技術(shù)人員已知的。
[0021] 如本文所使用的"閉合配置"表示斷路器的標(biāo)稱接觸件和/或電弧接觸件是閉合 的。相應(yīng)地，如本文所使用的"斷開(kāi)配置"表示斷路器的標(biāo)稱接觸件和/或電弧接觸件是斷 開(kāi)的。
[0022] 斷路器la包括由外殼或殼體5(其通常是圍繞縱軸z的圓筒形）所包圍的室。它還 包括通過(guò)第一標(biāo)稱接觸件（其中包括多個(gè)觸指3a，為了清楚起見(jiàn)在這里僅示出其中之一） 所形成的標(biāo)稱接觸件布置。標(biāo)稱接觸件布置作為圍繞縱軸z的指籠來(lái)形成。屏蔽9能夠圍 繞指籠來(lái)設(shè)置。標(biāo)稱接觸件布置還包括第二配套接觸件3b，其通常是金屬管。觸指3a和第 二接觸件3b相互之間從圖1所示的閉合配置（其中它們相互電接觸）到斷開(kāi)配置（其中 它們相互分開(kāi)）（反過(guò)來(lái)也是一樣）是活動(dòng)的。還有可能的是，只有接觸件3a、3b其中之一 與縱軸z平行地移動(dòng)，而另一接觸件3b、3a沿縱軸z是靜止的。
[0023] 觸指3a附連到或者是指支承2、特別是金屬支承圓筒2的一部分。
[0024] 斷