闸刀开关装置的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明的方面涉及一种用于开关设备或环网柜中的闸刀开关装置、以及一种操作开关装置或环网柜中的闸刀开关装置的方法。另一方面涉及一种包括该闸刀开关装置的开关设备和环网柜。背景技术：2.开关设备通常用于连接、断开连接和保护电源线。开关设备通常配备有闸刀开关。闸刀开关可以由两个移动接触构件组成，这两个移动接触构件在单个固定接触构件上闭合和断开。闸刀开关因其设计简单、成本低廉而被普遍使用。在开关设备和环网柜中，闸刀开关通常用作接地开关。3.接地开关的关键操作是在满额定故障电流(通常为数十ka)时闭合，然后再次断开，而无需对操作机构施加附加的力。大多数接地开关的标准化要求是能够在一次试运行中多次闭合和重新断开。4.当在高压下闭合触头时，初始接触点的预电弧和焦耳加热以及随后的冷却可能导致接触构件焊接在一起。如果这些金属连接的强度大于操作机构提供的力，则接地开关在接地故障时闭合之后将无法重新断开，这将导致开关设备测试失败或操作错误。5.因此，在操作机构中没有附加力的情况下，存在在全额定故障电流时闭合之后无法再次断开接地开关的问题。技术实现要素：6.鉴于上述情况，提供了一种闸刀开关和一种操作闸刀开关的方法。7.根据一个方面，提供了一种用于开关设备或环网柜中的闸刀开关装置，该闸刀开关装置包括固定接触构件和可移动接触构件，可移动接触构件能够围绕主回转接头旋转，以选择性地断开和闭合闸刀开关装置，可移动接触构件包括至少第一段和第二段，第一段和第二段通过辅回转接头被耦合，其中主回转接头被布置在第二段上，并且其中主回转接头的旋转轴线基本平行于辅回转接头的旋转轴线。8.另一方面涉及一种包括闸刀开关装置的开关设备或环网柜。9.又一方面涉及一种操作开关装置或环网柜中的闸刀开关装置的方法，该方法包括当闸刀开关装置处于闭合位置时，通过被布置在闸刀开关装置的可移动接触构件的第二段上的主回转接头致动第二段，以将闸刀开关装置切换到断开位置，以及当闸刀开关装置处于闭合位置时，允许闸刀开关装置的可移动接触构件的第一段围绕辅回转接头旋转以使可移动接触构件的第一段与闸刀开关装置的固定接触构件之间的焊缝断裂，第一段通过辅回转接头被耦合到第二段，辅回转接头的旋转轴线基本平行于主回转接头的旋转轴线。10.一些效果和优点描述如下。根据本文中描述的实施例，闸刀开关能够提供在将运动触头和固定触头(静止触头)以更线性的轨迹分离之前围绕静态触头(静止触头)部分地旋转(多个)运动触头刀的效果。与直接线性拉动运动相比，直接旋转运动可以具有以小得多的力(需要更小的力)撕开潜在焊缝的效果。结果，可以降低在故障电流时闭合之后开关不能断开的风险。11.从从属权利要求、说明书和附图中，可以与本文中描述的实施例结合的其他优点、特征、方面和细节是很清楚的。附图说明12.下面结合附图进行详细说明，在附图中13.图1a、图1b、图1c、图1d和图1e示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置的闭合和断开操作，14.图2a、图2b、和图2c示出了如本文中描述的闸刀开关装置的各种实施例，15.图3示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置，16.图4示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置，17.图5a、图5b、图5c和图5d示出了如本文中描述的闸刀开关装置的各种实施例，以及18.图6a和图6b示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置。具体实施方式19.现在将详细参考各种实施例，其一个或多个示例在每幅图中示出。每个示例都是以解释的方式提供的，并不表示限制。例如，作为一个实施例的一部分而示出或描述的特征可以用于任何其他实施例或与其相结合使用以产生又一实施例。本公开旨在包括这样的修改和变化。20.在附图的以下描述中，相同的附图标记指代相同或相似的组件。通常，仅描述关于个体实施例的不同之处。除非另有说明，否则一个实施例中的部分或方面的描述同样适用于另一实施例中的对应部分或方面。21.图中使用的附图标记仅用于说明。本文中描述的方面不限于任何特定实施例。相反，除非另有说明，否则本文中描述的任何方面都可以与本文中描述的任何其他(多个)方面或(多个)实施例组合。22.根据本文中描述的方面或实施例，可以避免在操作机构中没有附加力的情况下在全额定故障电流时闭合之后无法再次断开闸刀开关或接地开关的问题。在高压下闭合触头时，可能会出现无法断开闸刀开关或接地开关的问题，在此期间，初始接触点的预电弧和焦耳加热以及随后的冷却可能导致接触构件焊接在一起。23.图1a、图1b、图1c、图1d和图1e示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关的闭合操作和断开操作。根据实施例，闸刀开关可以是闸刀开关装置或接地开关。闸刀开关装置可以适用于开关设备或环网柜。闸刀开关装置可以适用于配电系统。备选地或附加地，闸刀开关装置可以适合作为接地开关。24.如图1a所示，闸刀开关可以处于断开位置或断开状态。可以有可移动接触构件10。可以有固定接触构件、静态接触构件或静止接触构件20。可移动接触构件10可以包括主回转接头11。可移动接触构件10能够围绕主回转接头11旋转。可移动接触构件10可以选择性地断开和闭合。可移动接触构件10可以例如能够围绕主回转接头11旋转，以断开和闭合。可移动接触构件10能够围绕主回转接头11旋转，以选择性地断开和闭合闸刀开关装置。25.可移动接触构件10可以包括辅回转接头12。可移动接触构件10可以包括第一段14和第二段16。第一段14和第二段16可以通过辅回转接头12被耦合(接合或连接或链接)。主回转接头11可以被布置在可移动接触构件10的第二段16上。主回转接头11的旋转轴线可以基本平行于辅回转接头12的旋转轴线。26.可移动接触构件10可以包括第一接触表面。固定接触构件20可以包括第二接触表面。当闸刀开关装置处于闭合位置时，第一接触表面和第二接触表面可以沿着接触平面彼此接触。例如，接触平面可以由第一接触表面与第二接触表面之间的至少三个非线性布置的接触点限定。回转接头12的旋转轴线和主接头11的旋转轴线可以垂直于接触平面。辅回转接头12的旋转轴线和主接头11的旋转轴线可以垂直于可移动接触构件10的第一接触表面和/或固定接触构件20的第二接触表面。因此，在接触表面之间的焊缝的情况下，由于辅回转接头12，第一段14可以围绕焊缝相对旋转，从而允许焊缝断裂，并且因此尽管有焊缝也促进闸刀开关的断开。27.可以有附加枢轴点或辅回转接头12。辅回转接头12可以被引入(多个)可移动触头(例如，可移动接触构件10)中。这可以具有在将可移动触头分离并且固定在更线性的轨迹中之前围绕静态触头部分地旋转可移动触头的效果。与直接线性拉动相比，直接旋转运动可以用更小的力撕开潜在焊缝。结果，可以降低在故障电流时闭合之后开关不能断开的风险。28.辅回转接头12、第一段14和/或第二段16可以围绕主回转接头11自由旋转。因此，可以提供可移动接触构件10(例如，第一段14)围绕焊缝的相对旋转，从而尽管有焊缝也增加了闸刀开关断开的机会。29.第二段16可以具有第一端部和第二端部。主回转接头11可以被布置在第一端部处。辅回转接头12可以被布置在第二端部处。第一端部和第二端部可以在第二段16的相对端。可移动接触构件10的第一段14和第二段16可以被串联布置。因此，可以提供可移动接触构件10(例如，第一段14)围绕焊缝的相对旋转，从而尽管有焊缝也增加了闸刀开关断开的机会。30.辅回转接头12可以是无支撑的。至少在开关的断开配置中，可移动接触构件10可以仅由主回转接头11支撑。在开关的闭合配置中，可移动接触构件10的附加支撑件可以是第一段的接触表面与固定触头20之间的接触。除上述之外，可以不提供对可移动接触构件10的进一步支撑。31.在开关的断开配置中，第一段14仅由第二段16保持(例如，通过辅回转接头12)。因此，当可移动接触构件10在开关处于断开配置时通过围绕主回转接头11旋转而移动时，辅回转接头12不弯曲，从而第一段14与第二段16之间的对准保持不变。32.如图1b所示，闸刀开关可以处于闭合位置或闭合状态。可移动接触构件10可以接触(例如，电接触或物理接触)固定接触构件20。闸刀开关可以在高压下闭合。闸刀开关可以在高达全额定故障电流的电流时闭合。预电弧和焦耳加热可能发生在初始接触点处。随后的冷却可能会导致接触构件(例如，可移动接触构件10和固定接触构件20)焊接在一起。这些金属连接的强度可能很大。闸刀开关可以被操作(主动操作或旋转或断开)，例如通过旋转力或操作力，经由主回转接头11或仅(主要)经由主回转接头11。33.如图1c所示，闸刀开关可以处于闭合位置或闭合状态。闸刀开关可以是部分焊接的，例如，可移动接触构件10可以部分地焊接到固定接触构件20。闸刀开关可以处于断开的过程(或过程的开始)中。34.在实施例中，可以将附加的枢轴点(假旋转点)添加到两个接触刀的中心区域。可以在支撑两个刀的杠杆上添加小的拔模角a(角量)。拔模角可以通过止动件或旋转限制器元件来实现，例如，在辅回转接头12处或作用在辅回转接头12上。35.在两个刀被焊接到静态触头的情况下，杠杆的初始运动可以是允许两个刀围绕静态触头旋转角度a，然后将两个刀直接抬离静态触头。这种小旋转被认为在撕开焊缝方面非常有效。因此可以增加在接地故障时闭合之后重新断开开关的机会。36.如图1d所示，闸刀开关可以处于断开位置或断开状态或处于断开过程中。备选地，处于闭合过程中的闸刀开关装置也可以如图1d所示。第一段14可以围绕辅回转接头12相对于第二段16旋转。旋转可以辅助闸刀开关的断开。37.如图1e所示，闸刀开关可以处于断开位置或断开状态或处于完全断开状态。备选地，处于闭合过程中的闸刀开关装置也可以如图1e所示。38.图2a、图2b和图2c示出了如本文中描述的闸刀开关装置的各种实施例。辅回转接头12可以被布置在可移动接触构件10上的任何位置。39.如图2a所示，辅回转接头12可以被布置为与距可移动接触构件10的第一接触表面相比更靠近(更接近)主回转接头11。辅回转接头12的这种布置可以允许对可移动接触构件的扭矩要求较低，例如这是由于辅回转接头12的质量更接近主回转接头11。辅回转接头12的质量可以包括恢复机构(未示出)，例如弹簧机构，如本文中的实施例中所述。40.如图2b所示，辅回转接头12可以备选地被布置在主回转接头11与可移动接触构件10的第一接触表面之间的大致中间(中心)。辅回转接头12的这种布置可以允许旋转可移动接触构件10所需要的扭矩与撕开焊缝的有效性之间的适当平衡。41.根据实施例，根据闸刀开关的规格，将辅回转接头12布置在可移动接触构件10的中间(中心)以外的位置也可以在旋转可移动接触构件10所需要的扭矩与撕开焊缝的有效性之间实现适当的平衡。42.如图2c所示，辅回转接头12可以备选地被布置为与主回转接头11相比更靠近(更接近)可移动接触构件10的第一接触表面。辅回转接头12的这种布置可以允许撕裂焊缝的效率更大，例如这是由于围绕固定接触构件20的旋转量相对较大。43.根据可以与本文中描述的其他实施例结合的实施例，多个辅回转接头12(例如，两个)可以被布置在可移动接触构件10上。因此，闸刀开关可以更有效地从焊缝处撕开。44.图3示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置。如图3所示，可移动接触构件10和/或固定接触构件20的至少一部分可以是导电的18；28。可移动接触构件10可以包括导电部分18。固定接触构件20可以包括导电部分28。45.图4示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置。当闸刀开关装置处于闭合位置时，例如，当闸刀开关装置从闭合位置切换到断开位置时，第一段14能够相对于第二段16旋转。46.根据实施例，可以有恢复机构在辅回转接头12处或作用于辅回转接头12。恢复机构(未示出)(例如，弹簧机构)可以帮助将第一段14返回到初始状态(未示出)，例如，相对于第二段16或相对于第二段16的轴线19共线或不旋转。47.第一段14不能相对于第二段16或相对于第二段16的轴线19旋转，例如，当闸刀开关装置处于闭合位置并且可移动接触构件10在除了用于将闸刀开关装置切换到断开位置的方向以外的任何方向上移动时。48.辅回转接头12可以允许第一段14相对于第二段16或第二段的轴线19旋转例如大于0.5度。49.可移动接触构件10可以包括止动件。止动件可以将第一段14(相对于第二段16围绕辅回转接头11)的旋转限制为拔模角a，拔模角a可以是45度、30度、15度或任何其他合适角度。50.较大的拔模角a可以提供围绕潜在焊缝的更多旋转，从而增加焊缝撕裂效果。对于主回转接头11的给定旋转，较小的拔模角a可以改善断开连接时间。因此，诸如至多15度的小拔模角是优选的。51.例如，较小的拔模角a可以允许第一段14的较少旋转，因此当闸刀开关装置处于断开状态(从闭合状态进入断开状态)时，第一段14或可移动接触构件10与固定接触构件20之间的电接触断开的延迟较小。52.拔模角a可以是覆盖第一段14相对于第二段16或相对于第二段16的轴线19的允许旋转(从一端到另一端，例如从止动件到止动件)的角度。该旋转可以是围绕辅回转接头12的旋转。53.止动件可以限制第一段14在朝向固定接触构件20的角方向上的旋转，例如，当可移动触头处于断开状态或部分断开状态或处于断开过程中时。54.在一个示例中，不允许第一段14朝向固定接触构件20旋转超过拔模角a(角量)，例如，当可移动触头处于断开状态或部分断开状态或处于断开过程中时。55.辅回转接头12可以允许第一段14相对于第二段16旋转拔模角a(角量)。拔模角a或角量可以是锐角和/或第二段16(或第二段16的轴线19)与第一段14之间的角度。拔模角a(角量)可以是45度，优选地是30度，甚至更优选地是15度，最优选地是5度。拔模角或角量可以是至少0.5度，优选地是至少1度，甚至更优选地是至少3度，最优选地是5度。56.图5a和图5b示出了如本文中描述的闸刀开关装置的各种实施例。可移动触头10的第一段14和第二段16的长度可以是任何长度，并且辅回转接头12可以被布置在第一段14和第二段16上的不同位置处。也可以有两个或更多个第一段14和/或第二段16中的每个。57.如图5a所示，第一段14和第二段16可以具有相似的(例如，在10％以内)长度，并且辅回转接头12可以分别被布置在每个段14、16的端部处。例如，辅回转接头12可以被布置在第二段16的第二端部处。主回转接头11可以被布置在第二段16的第一端部处。第二段16可以具有刀片形状。58.在可以与其他示例结合的另一示例中，辅回转接头12可以被布置在第一段14的第一端部处。第二端部可以用于与固定接触构件20接触，或用于与固定接触构件20的一部分接触。第一段14可以具有刀片形状。59.如图5b所示，辅回转接头12可以被布置在第一段14的大致中心(中间)处或中心(中间)处。第一段14可以具有刀片或刀片状形状。一个优点是，围绕回转接头12的第一段14的重量或力矩是(更多)平衡的。另一优点是，第一段14可以具有恢复特性，例如，与初始或非旋转(相对于第二段16)状态相对应的机械稳定位置或取向。60.在替代实施例中，辅回转接头14可以不在第一段14的中心，而是在另一位置，该位置实现与如上所述的初始机械稳定位置相同的优点，例如，根据第一段14的重量分布或其他相关参数。61.辅回转接头12可以被布置在第二段的第二端部上。主回转接头11可以在第二段16的第一端部上。第二段16可以具有刀片或刀片状形状。在替代方案中，第二段16也可以以与第一段14相同的方式(平衡/自然恢复)配置。62.如图5c所示，第一段14和第二段16可以具有不同的长度。一个优点是，可以调节第一段14和第二段16的相对旋转以提供不同的“焊缝撕裂”效果。63.如图5d所示，可以提供多个第一段14和第二段16，例如，每个两个。辅回转接头12和主回转接头11将被布置在第一段14和第二段16中的每个段上。优点是增加了接触表面以降低电阻。64.图6a和图6b示出了根据本文中描述的实施例的闸刀开关装置。可移动接触构件10可以具有刀片形状。65.如图5c所示，第一段14的长度可以不同于第二段16的长度。66.闸刀开关装置的最大电压(rms/ac)可以额定为1kv至52kv，优选地10kv至42kv，更优选地12kv至24kv。1kv至52kv ac的电压范围可以称为中压(mv)，参见标准ec 62271-103。但是，高于1kv的所有电压都可以称为高压(hv)。67.如图6a和图6b所示，闸刀开关装置可以包括多于一个(例如，两个(一对))可移动接触元件10。固定接触元件20可以包括两个(一对)横向接触元件。横向接触元件可以在它们之间限定用于插入(多个)可移动接触构件10(例如，第一段14)的空间，以将闸刀开关装置在该空间中闭合。横向接触元件可以被布置用于从相对的两侧压靠在横向插入空间中的(多个)可移动接触构件10上。68.示例性地参考图6a和图6b，作为示例，固定接触构件20具有可以是导电的鼻部、和夹具(例如，横向夹具)或两个夹具。(多个)夹具可以用于将(多个)可移动接触构件(10)的一部分夹在鼻部上。(多个)夹具可以是导电的。固定接触构件20的部分(例如，鼻部和/或(多个)夹具)可以接地。69.第一接触表面可以被布置在可移动接触构件10的第一段14上。第二接触表面可以被布置在固定接触构件20上。闸刀开关装置可以被配置为分别当第一接触表面的至少一部分与第二接触表面的至少一部分接触以及不接触时处于相应的闭合位置和断开位置。70.如本文中的实施例中所述的闸刀开关装置对于可能发生焊接的情况特别有利。在实施例中，焊接可以在高达110ka的电流(例如，最大峰值故障电流)下发生，例如针对40ka至62.5ka范围的峰值电流(额定)。在典型实施例中，故障电流的峰值可以与(故障电流的)接通有关。71.在实施例中，焊接可以在高达42ka的电流(例如，最大rms短路电流)下发生，例如在16ka rms至25ka rms范围内的电流(额定)下。在典型实施例中，rms电流可以与短时电流(短路)有关。72.在一个示例中，闸刀开关装置的额定最大峰值故障电流为70ka和/或最大rms短路电流为30ka。73.根据实施例，存在一种操作开关设备或环网主要单元中的闸刀开关装置的方法。该方法可以包括：当闸刀开关装置处于闭合位置时，通过被布置在闸刀开关装置的可移动接触构件10的第二段16上的主回转接头11致动第二段16，以将闸刀开关装置切换到断开位置。74.该方法可以包括当闸刀开关装置处于闭合位置时，允许闸刀开关装置的可移动接触构件10的第一段14围绕辅回转接头12旋转以使可移动接触构件10的第一段14与闸刀开关装置的固定接触构件20之间的焊缝断裂，第一段14通过辅回转接头12被耦合到第二段16，辅回转接头12的旋转轴线基本平行于主回转接头11的旋转轴线。75.一些效果和优点描述如下。根据本文中描述的实施例，闸刀开关可以提供在将运动触头和固定触头(静止触头)以更线性的轨迹分离之前围绕静态触头(静止触头)部分地旋转(多个)运动触头刀的效果。与直接线性拉动运动相比，直接旋转运动可以具有以小得多的力(需要更小的力)撕开潜在焊缝的效果。结果，可以降低在故障电流时闭合之后开关不能断开的风险。76.此外，根据本文中描述的实施例的闸刀开关可以使简单的闸刀开关在从焊缝处撕开时甚至更有效。可以提高这样的装置在闭合和断开操作中的成功率。此外，根据本文中描述的实施例，闸刀开关可以符合更高的额定值，同时比传统设计更节省资源。77.附图标记78.10：可移动接触构件79.11：主回转接头80.12：辅回转接头81.14：可移动接触构件的第一段82.16：可移动接触构件的第二段83.18：可移动接触构件的导电部分84.19：轴线85.20：固定接触构件86.28：固定接触构件的导电部分









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