电气开关装置、电气设备以及开关柜的制作方法

文档序号:12200745阅读:166来源:国知局
电气开关装置、电气设备以及开关柜的制作方法
本发明涉及开关装置和相关的电气设备。

背景技术:
正如已知的,开关装置是设计为允许安装有开关装置的电路的特定部分的正确操作以及允许操作者对该电路进行正确操作的装置。已知断路器是执行防止在相关联的电路中发生故障的保护功能的开关装置;具体地,断路器在其运行期间可以在其允许相关联的电路的两个部分之间的电流流动的闭合位置与其中断该电流流动的断开位置之间被致动。具体地,断路器适于中断故障电流,例如短路电流或过载。已知切断器是执行相关联的电路的两个部分之间的切断功能的开关装置,以便确保对两个切断的部分中的一个切断部分作业的操作者的安全。具体地,切断器在其运行期间可以在由切断器自身实现的两个部分之间的电连接的连接位置与由切断器自身物理地分离两个部分以便中断它们的电连接的切断位置之间被致动。作为断路器,处于连接位置的切断器可以经受住流过其的故障电流,但与断路器相反,切断器不能被致动而中断该故障电流。因此,断路器和切断器在电路的每个相中通常是相关联的,并且优选是串联连接的,以便分别在电路的两个部分之间执行电流中断功能以及在这两个部分之间执行切断功能。在正常的运行条件下,电流经由电流路径在电路的两个部分之间流动,该电流路径由处于闭合位置的断路器和处于连接位置的切断器实现。切断器可以仅在断路器已经从闭合位置致动到断开位置之后从连接位置致动到切断位置。断路器和相关联的切断器安装在例如开关柜的电气单元中。该电气单元包括配电隔室和负载隔室,配电隔室含有例如配电条的配电装置,负载隔室含有连接到一个或多个电负载的线缆(或其他连接装置)。配电装置与相应的一个或多个电负载经由断路器和相关联的切断器操作性地电连接;具体地,断路器和切断器在配电隔室和负载隔室之间被定位到电气单元中。在一些应用中,配电隔室和负载隔室之间需要金属的接地分离部。通常,断路器和相关联的切断器被认为是分离的装置,即,各自具有占据到电气单元中的专用空间或隔室的自身的壳体。在这种情况下,电气单元的其他内部空间必须由为电连接相关联的断路器和切断器(放置在电气单元的不同位置中)提供的连接装置占据。在这种情况下,上述的金属的接地分离部通常通过使切断器的壳体完全由金属材料制成来实现。欧洲专利申请EP1928065(以与本公开同一申请人的名义提交)公开了一种切断器单元,该切断器单元具有通过联接第一绝缘壳和第二金属壳来限定的壳体,其中通过金属壳来实现金属的接地分离部。在其他已知的解决方案中,相关联的断路器和切断器被容纳到同一壳体或箱中,该壳体或箱完全由金属制成以便提供金属的接地分离部。在本领域的现状中,尽管已知的解决方案表现得相当令人满意,但是仍存在进一步进行改进的原因和期望。

技术实现要素:
这种期望通过用于电路的电气开关装置来实现,该电气开关装置包括:-至少电相,该电相包括与切断器单元相关联的至少断路器单元,其中断路器单元包括能够在断路器单元运行期间在其电联接到相应的断路器固定触头的闭合位置和其与相应的断路器固定触头电分离的断开位置之间被致动的断路器可动触头,并且其中,切断器单元包括能够在切断器单元运行期间在其连接到相应的切断器固定触头的连接位置和其与相应的切断器固定触头断开的至少切断位置之间被致动的至少切断器可动触头;-壳体,该壳体包括由绝缘材料制成的第一壳,第一壳联接到由金属材料制成的第二壳,该壳体容纳至少电相的至少断路器单元和相关联的切断器单元。本公开的另一方面是提供一种电气设备,其包括:-开关装置,其例如是在下面的描述中公开的开关装置;-第一操作机构,该第一操作机构操作性地连接开关装置的第一致动装置并且适于驱动开关装置的第一致动装置以引起断路器单元的至少断路器可动触头的致动;-第二操作机构,该第二操作机构操作性地连接到开关装置的第二致动装置并且适于驱动开关装置的第二致动装置以引起切断器单元的至少切断器可动触头的致动;-互锁装置,所述互锁装置操作性地连接到第一和第二操作机构并且适于在至少断路器可动触头处于闭合位置时避免由第二操作机构驱动第二致动装置。本公开的另一方面是提供一种开关柜,其包括至少开关装置和/或至少电气设备,该开关装置和电气设备例如是在下面的描述中公开的开关装置和电气设备。在下面的描述中,尤其涉及例如适于用在中压应用中的电气开关装置、电气设备和开关柜,其中出于本公开的目的,术语“中压”指的是具有1kV到数十kV——例如30kV或40kV——范围内的运行电压的应用。要详细阐明的是,根据本发明的开关装置、电气设备和开关柜可以使用在具有更高电压的应用中,例如使用在具有高于40kV的电压的应用中。附图说明通过在附图中示出的根据本发明的电气开关装置、电气设备和开关柜的示例性而非排他性的实施方式的描述,其他的特征和优点将变得更加明显,在附图中:-图1示出了根据本发明的开关装置中的电相的电气原理图;-图2为根据本发明的开关装置的立体图;-图3为图2的开关装置的部件的分解图;-图4为图2的开关装置的金属壳的立体图;-图5为根据本发明的开关装置的侧向剖面图,其具有与其断路器单元相关联的运动链的第一示例;-图6为图5的开关装置的电相的正视剖面图;-图7示出了图5的开关装置的运动链的第一示例,其中断路器单元和驱动装置与该运动链相关联;-图8示出了与图5的开关装置的运动链的相应部分相关联的断路器单元;-图9为根据本发明的开关装置的侧向剖面图,其具有与其断路器单元相关联的运动链的第二示例;-图10为图9的开关装置的电相的正视剖面图;-图11示出了图9的开关装置的运动链的第二示例,其中断路器单元和驱动装置与该运动链相关联;-图12示出了与图9的开关装置的运动链的相应部分相关联的断路器单元;-图13示出了连接到根据本发明的开关装置且通过互锁装置操作性地连接于彼此的第一操作机构和第二操作机构,其中开关装置的断路器单元处于闭合状态。-图14为图13的与第一操作机构的操作轴相关联的互锁装置的视图;-图15示出了图13的互锁装置以及第一和第二操作机构,其中开关装置的断路器单元处于断开状态;-图16为根据本发明的开关柜和安装在其中的电气设备的侧向剖面图。具体实施方式应当指出,在下面的详细说明中,相同或者类似的部件——从结构上和/或功能上的观点来看——具有相同的附图标记,而不论它们是否在本公开的不同的实施方式中示出;还应当指出,为了清楚并且简要地描述本公开,附图可以不必是按照比例的并且可以以稍微示意性的方式示出本公开的某些特征。本公开涉及适于安装在电路102中且具有一个或多个电相2或电极2的电气开关装置1。每个相2将电路102的第一部分100和第二部分101操作性地电连接(如在图1的示例中示出的)。例如,电路102的第一部分100可以是分配器或线路,部分100适于分配电能,而第二部分101可以是从分配部分101中提取电能的负载部分101。在图2-3、图5和图9的示例性实施方式中包括用附图标记2a、2b和2c表示的三个电相;要阐明的是,根据本发明的开关装置1可以根据需要而具有不同于所示出示例的任意数量的电相2,例如单个电相2、两个电相2或四个电相2。开关装置1的每个电相2包括与切断器单元20相关联的至少断路器单元10。具体地,对于每个电相2而言,开关装置1包括:与断路器单元10相关联且适于将断路器单元10电连接到电路102的第一部分100的至少电端子3;以及与切断器单元20相关联且适于将切断器单元20电连接到电路102的第二部分101的至少电端子4。断路器单元10包括至少断路器可动触头11(此后为了简单起见而称为“可动触头11”),该断路器可动触头11在断路器单元10自身运行期间可以在其电联接到相应的断路器固定触头12(此后为了简单起见而称为“固定触头12”)的闭合位置和与相应的固定触头12电分离的断开位置之间被致动。参照图1的示例,对于每个电相2而言,可动触头11从断开位置到闭合位置的致动允许电流Iphase经由电联接的可动触头11和固定触头12而流动在电路102的第一部分100和第二部分101之间。可动触头11从闭合位置到断开位置的致动通过可动触头和固定触头11、12之间的电分离引起该电流Iphase的中断。这种致动可以由操作者的手动干预而引起或者在例如过载或短路的电气故障出现时自动地(通过致动器装置)引起。切断器单元20包括至少切断器可动触头21(此后为了简单起见而称为“可动触头21”),该切断器可动触头20在切断器单元20自身运行期间可以在其连接到相应的切断器固定触头22(此后为了简单起见而称为“固定触头22”)的连接位置和其与相应的固定触头22断开的至少切断位置之间被致动。参照图1的示例,可动触头21和固定触头22之间的连接适于实现电路102的第一部分100和第二部分101之间的电连接。可动触头21从连接位置到切断位置的致动引起第一部分100和第二部分101之间的物理分离(以便中断它们之间的电连接)。优选地,如在图1中的示例中示出的,电相2的断路器单元10和切断器单元20串联连接在电路102的第一部分100和第二部分101之间。具体地,在图1的示例中,断路器单元10的固定触头12连接到电端子3,可动触头11连接到切断器单元20的固定触头22,并且可动触头21连接到电端子4。可替代地,断路器单元10的可动触头11可以连接到电端子3并且相应的固定触头12连接到切断器单元20,和/或切断器单元20的固定触头22可以连接到电端子4并且相应的可动触头21连接到断路器单元10。参照图1的示例,在开关装置1正常运行的情况下,对于每个电相2而言,电流Iphase经由电流路径流动在第一和第二部分100、101之间,该电流路径通过将断路器单元10的可动触头11和固定触头12电联接并且将切断器单元20的可动触头21和固定触头22连接来实现。在断路器单元10的可动触头11已经从闭合位置致动到断开位置而中断电流Iphase之后,切断器单元20的可动触头21也可以从连接位置致动到切断位置以便提供第一部分100和第二部分101之间的电连接中的进一步的物理中断。根据本发明的开关装置1具有壳体50,该壳体50有利地包括与由金属材料制成的第二壳52(此后为了简单起见而称为“金属壳52”)联接的由绝缘材料制成的第一壳51(此后为了简单起见而称为“绝缘壳51”)。壳体50容纳开关装置1中的每个电相2的至少断路器单元10和相关联的切断器单元20。根据优选但非限制性的实施方式,绝缘壳51和金属壳52以气密的方式联接。通过该气密联接限定的壳体50可以填充有例如六氟化硫(SF6)的绝缘气体;可替代地,在用于较低电压的应用中,气密壳体50可以填充有空气。根据图2-4的示例性实施方式,绝缘壳51和金属壳52包括分别用附图标记53和54表示的凸缘部分;该凸缘部分53、54适于实现第一壳51和金属壳52之间的相互联接。具体地,凸缘部分53和54可以包括用于例如衬垫的密封装置的一个或多个底座,并且可以设有用于使绝缘壳51和金属壳52以气密方式联结的联接和固定装置。绝缘壳51可以例如由聚合材料(例如热塑材料或热固材料)制成。在热固性聚合物中,例如可以应用环氧树脂或者聚酯纤维。在室外安装开关装置1的情况下(即,当开关装置1放置在室外并且没有放置到专用的外壳和/或电气单元中),绝缘壳51可以完全地由聚合物材料制成或者包括聚合物材料制成的至少覆盖层,该聚合物材料耐受外部环境且例如为环氧环脂化合物树脂或涂硅材料。金属壳52可以例如由钢制成,例如为不锈钢或者预镀锌钢。每个电相2的电端子3和电端子4从壳体50突出到外部以分别将相关联的断路器单元10和切断器单元20连接到电路102的第一部分100和第二部分101。根据图2-6和图9-10的示例性实施方式,绝缘器60与开关装置1的每个切断器单元20相关联。该绝缘器60优选以气密方式联接到壳体50并且适于:包围从壳体50突出到外部的电端子4的至少一部分;并且容纳适于对与流过电端子4的电流Iphase相关联的至少电参数进行感测的一个或多个传感器(在图中用附图标记61示意性地描绘并且指示)。根据这种解决方案,一个或多个传感器61有利地集成到绝缘器60中。开关装置1包括:-第一致动装置(在图1的示例中用附图标记200示意性地描绘并且指示),该第一致动装置操作性地连接到开关装置1中的每个断路器单元10的可动触头11并且适于引起开关装置1中的每个断路器单元10的可动触头11的致动;-第二致动装置(在图1的示例中用附图标记300示意性地描绘并且指示),该第二致动装置操作性地连接到与相应的断路器单元10相关联的每个切断器单元20的可动触头21并且适于引起与相应的断路器单元10相关联的每个切断器单元20的可动触头21的致动。根据优选但非限制性的实施方式,壳体50有利地容纳致动装置200的至少一部分和致动装置300的至少一部分。根据优选但非限制性的实施方式,开关装置1的每个相2包括操作性地与该相2的切断器单元20或断路器单元10相关联的接地装置。具体地,与断路器单元10操作性地相关联的接地装置适于通过断路器单元10自身将电路102的第一部分100连接到电接地处。操作性地与切断器单元20相关联的接地装置适于通过切断器20自身将电路102的第二部分101连接到电接地处。例如,在图1中示意性描绘的接地装置30与切断器单元20操作性地相关联。在电路102的接地的部分100或部分101中,避免或至少降低了放电或感生电流,这改善了对该接地的部分100或101作业的操作者的安全性。在开关装置1的每个电相2包括接地装置30的情况下,壳体50也有利地容纳该接地装置30。根据优选但非限制性的实施方式,每个电相2的切断单元20有利地布置为还实现接地装置30,即,切断器单元20以在其运行期间其可以将电路102的相关联的部分101连接到电接地处的方式被布置。根据图2-6和图9-10的示例性实施方式,切断器单元20包括接地触头23,即电连接到地的触头23,并且该切断器单元20的可动触头21可以在连接位置和下述位置之间被致动:-第一切断位置,可动触头21在第一切断位置与相应的固定触头22和接地触头23断开;-第二切断位置或接地位置,可动触头21在第二切断位置或接地位置与相应的固定触头22断开并且连接到接地触头23。当可动触头21处于接地位置时,电路102的相关联的部分101通过由可动触头21和电端子4提供的电连接而电连接到接地触头23。优选地,壳体50的金属壳52接地,即,其连接到电接地处以便执行电路102的第一部分100和第二部分100之间的金属接地分离部。在这种情况下,接地触头23优选连接到金属壳52;例如,接地触头23可以安装在金属壳52的相应的部分上(如在图4的示例性实施方式中示出的)。根据图3-4的示例性实施方式,金属壳52至少适于:支承可动触头21并且容纳开关装置1的每个切断器单元20的接地触头23;容纳致动装置300,该致动装置300操作性地连接到每个相关联的可动触头21且适于引起每个相关联的可动触头21的致动。在图3-4的示例性实施方式中,金属壳52包括主体部70,该主体部70包括:底壁71;从底壁71的两个相反的端部横向地突出的前壁72和后壁73;从底壁71横向地突出以便将第一前壁72和第二前壁73连结的第一和第二平行侧壁74、75。侧壁74、75的上端部以及前壁和后壁72、73的上端部构造为限定整体凸缘的上边缘(全局地用附图标记76表示)。金属壳52还包括放置并固定到凸缘的上边缘76上的凸缘部分54。凸缘部分54固定到绝缘壳51的相应的凸缘部分53,以便限定整个壳体50。具体地,分别横穿凸缘部分53、凸缘部分54和凸缘的上边缘76限定有通孔55、56和77。这些通孔55、56和77被限定为在凸缘部分54与凸缘的上边缘76接触并且绝缘壳51的凸缘部分53与凸缘部分54接触(图3-4)时彼此对准。以这种方式,螺丝可以插入到通过三个通孔55、56、77的对准而限定的每个孔中,以便将第一壳51和金属壳52相互固定。在底壁71中限定有三个贯通开口80,从而允许进入到三个电端子4的壳体50中的自由通道;该三个电端子4连接到电相2a、2b、2c的三个切断器单元20。三个绝缘器60以保持整个壳体50气密条件的方式在三个穿通开口80处联接到底壁71。每个端子4在金属壳52外部由相应的绝缘器60包围。每个切断器单元20的可动触头21在壳体50内部枢转地安装在相应的电端子4的上部分上;电端子4和相关联的绝缘器60进而由金属壳52的底壁71来支承。在图2-6和图9-10的示例性实施方式中,致动装置300包括驱动轴301。驱动轴301的端部以驱动轴301能够绕旋转轴线302旋转的方式并且以保持整个壳体50的气密条件的方式操作性地联接到金属壳52的前壁72和后壁73。驱动轴301的至少端部303能够以其可以操作性地连接到适于引起驱动轴301绕轴线302旋转的装置的方式从金属壳52的外部被触及。驱动轴301在金属壳52之内定位在可动触头21与第二侧壁75之间。接地触头23固定到第一侧壁74,每个接地触头与相应的接触部21的移动方向对准。金属壳52与固定到金属壳52的接地触头23一起连接到电接地处。驱动轴301通过常规的联动装置以驱动轴301绕轴线302的旋转引起每个可动触头21在连接位置、第一切断位置和接地位置之间致动的方式操作性地连接到每个可动触头21。根据图2-3和图5-12的示例性实施方式,与开关装置1中的每个断路器单元10相关联的致动装置200包括操作性地连接于彼此的运动链201和驱动装置203。运动链201操作性地连接到每个相关联的断路器单元10的可动触头11并且适于由驱动装置203驱动以引起可动触头11在断开位置与闭合位置之间的致动。绝缘壳51包括:-中央部分90,其限定容纳至少运动链201的内部主腔室91;-绝缘体92,其与开关装置1的每个电相2相关联,绝缘体92从中央部分90突出并且限定容纳相关联的电相2的断路器单元10的内部断路器腔室93。可以从主腔室91接近每个断路器腔室93,以便运动链201可以与容纳在相应的腔室93中的每个断路器单元10的可动触头11操作性地相互作用(如在图5和9中的示例中示出)。根据优选实施方式,绝缘壳51有利地制造成单件,即,中央部分90和从中央部分90突出的一个或多个绝缘体92在制造过程期间是整体制造的。根据图2-3、图5-7和图9-11的示例性实施方式,驱动装置203可以包括驱动轴203,该驱动轴203可以饶旋转轴线204旋转并且操作性地直接连接到运动链201或者经由联动装置205连接到运动链201。运动链201进而操作性地连接到每个断路器单元10的可动触头11并且适于在驱动轴203绕轴线204旋转期间引起每个断路器单元10的可动触头11的致动。根据一个示例性解决方案,在绝缘壳51的中央部分90中限定有接近开口59;开关装置1包括盖400,该盖400操作性地联接到中央部分90以覆盖接近开口59并且该适于以其可以绕轴线204旋转的方式覆盖并且支承驱动轴203。接近开口59允许自由地进入到(常规类型的)联动装置205的主腔室91中以便操作性地连接驱动轴203和运动链201。具体地,盖400联接到绝缘壳51以便保持整个壳体50的气密条件并且优选由金属材料制成以更好地支承驱动轴203并且承受在轴203自身旋转期间产生的力。在图2-3、图5-6和图9-10的示例性实施方式中,绝缘壳51的中央部分90包括:凸缘部分53、以面对彼此的方式从凸缘部分53的相反的端部横向地突出的第一前壁96和第二前壁97;以横向地连结第一和第二前壁96和97的方式从凸缘部分53横向地突出的第一和第二平行侧壁98和99。具体地,接近开口59限定在第一前壁96中,并且盖400固定到该壁96以便覆盖该开口59并且支承驱动轴203。在图2-3和图5-12的示例性实施方式中,断路器10包括限定可发生可动触头11与固定触头12之间的电连接/电分离的内部密封环境的球形件15。优选地,球形件15的内部空间是真空;可替代地,该内部空间可以填充绝缘气体。相应地,相关联的绝缘体92呈适于限定内部断路器腔室93的大致圆筒形形状,该内部断路器腔室93容纳断路器单元10的球形件15。在绝缘体92的上端部中限定有通孔95以允许进入到与所容纳的断路器单元10相关联的电端子3的断路器腔室93中的自由通道。具体地,电端子3经过相应的通孔95以便保持整个壳体50的气密条件。在开关装置1包括至少两个电相2的情况下,与这些相2相关联的绝缘体92优选各自沿着相应的纵向轴线500从中央部分90突出。具体地,绝缘体92的纵向轴线500在共同的平面中相互平行,以便使绝缘体92相互对准。在图2-3、图5和图9的示例性实施方式中,绝缘壳51的中央部分90包括横向地连结第一和第二侧壁98和99(以及第一和第二前壁96和97)的上壁25。各自呈大致圆筒形形状的第一绝缘体92a、第二绝缘体92b和第三绝缘体92c分别与第一、第二和第三电相2a、2b和2c相关联。该第一、第二和第三绝缘体92a、92b和92c分别沿着第一纵向轴线500a、第二纵向轴线500b和第三纵向轴线500c横向地从上壁25突出(所述第一、第二和第三纵向轴线500a、500b和500c位于实际上与图5和图9的图幅一致的共同的平面上)。具体地,主绝缘体92a、92b和92c相互对准,以便第一绝缘体92a与第二绝缘体92b并排放置,该第一绝缘体进而与第三绝缘体92c并排放置。多个绝缘翅片41、42和43分别从主绝缘体92a、92b和92c突出。优选地,绝缘壳51的中央部分90包括:将第一侧向面98连接到凸缘部分53的至少支承凸片110;和将第二侧向面99连接到凸缘部分53的至少支承凸片111。这些支承凸片110、111适于加强绝缘壳51的整体结构。在图2的示例性实施方式中,所述至少支承凸片110包括:-支承凸片110a,其位于包括绝缘体92a的纵向轴线500a的平面900中;-支承凸片110b,其位于包括绝缘体92b的纵向轴线500b的平面901中;-支承凸片110c,其位于包括绝缘体92c的纵向轴线500c的平面902中;-支承凸片110d,其放置在支承凸片110a和100b之间;和-支承凸片110e,其放置在支承凸片100b和110d之间。所述至少支承凸片111包括:-与支承凸片110a对准的支承凸片(即位于支承凸片100a的相同平面900中);-与支承凸片110b对准的支承凸片(即位于支承凸片100b的相同平面901中);-与支承凸片110c对准的支承凸片(即位于支承凸片100c的相同平面902中);-与支承凸片110d对准的支承凸片(即位于支承凸片100d的相同平面中);和-与支承凸片110e对准的支承凸片(即位于支承凸片100e的相同平面中)。根据图5-12的示例性实施方式,容纳在绝缘壳51的主腔室91中的运动链201包括操作性地连接到驱动装置203(例如所示出的示例性实施方式的驱动轴203)的主杆210。主杆210适于由驱动装置203驱动以便沿着运动轴线600成直线地移动到主腔室91中。根据优选但非限制性的实施方式,主杆210完全地或者部分地由例如塑料的绝缘材料制成。例如,如在图7和图11的示例性实施方式中示出地,主杆210可以由绝缘模块部件制成;这些模块部件优选固定地彼此联接。运动链201还包括与容纳在相应的断路器腔室53中的每个断路器单元10相关联的可动活塞211。可动活塞211可以在第一位置和第二位置之间移动,可动活塞211以下述方式操作性地连接到每个相关联的断路器单元10的可动触头11:可动活塞211从第一位置到第二位置的移动引起可动触头11从闭合位置到断开位置的致动,而可动活塞211从第二位置到第一位置的移动引起可动触头11从断开位置到闭合位置的致动。例如,可动活塞211直接地联接相关联的可动触头11的一部分。运动链201还包括与每个可动活塞211相关联的联动装置。联动装置操作性地将相关联的可动活塞211连接到主杆210。该联动装置适于在主杆210沿着运动轴线600在第一方向X1上移动时引起可动活塞211从第一位置朝向第二位置的移动(图5和图9)以及在主杆210沿着运动轴线600在相对于第一方向X1相反的第二方向X2上移动时引起可动活塞211从第二位置朝向第一位置的移动。根据图5-8的示例性实施方式并且根据图9-12的示例性实施方式,在相关联的可动活塞211和主杆210之间的联动装置包括可动元件212。可动元件212操作性地连接到主杆210以便在该主杆210沿着运动轴线600在第一方向X1上移动时从第三位置移动到第四位置以及在主杆210沿着运动轴线600在第二方向X2上移动时从第四位置移动到第三位置。可动元件212通过弹性装置213操作性地连接到可动活塞211。具体地,元件212从第四位置到第三位置的移动能够引起可动活塞211从第二位置到第一位置的移动并且引起弹性装置213的压缩。被压缩的弹性装置213适于通过可动活塞211将弹力FE施加到处于闭合位置的可动触头11。该弹力FE被朝向可动触头11引导并且具有校准为确保联接的可动触头11与固定触头12之间的足够的接触压力的值。可动元件212从第三位置到第四位置的移动能够引起可动活塞211从第一位置到第二位置的移动和被压缩的弹性装置213向休止位置的返回。在图5-8的示例性实施方式和图9-12的示例性实施方式中,可动活塞211例如通过紧固装置固定到从球形体15突出到外部的可动触头11的一部分。可动元件212包括插入有活塞211的一部分的杯形件212。弹性装置213放置在杯形件212的底壁与可动活塞212的插入到杯形件12中的一部分之间并且连接到杯形件212的底壁和可动活塞212的插入到杯形件12中的一部分,以便操作性地连接杯形件212和可动活塞211。当杯形件212处于第三位置时,弹性装置213由可动活塞211压缩并且朝向处于闭合位置的可动触头11施加弹力FE。根据图5-8的示例性实施方式并且根据图9-12的示例性实施方式,主杆210与相关联的可动活塞211之间的联动装置包括框架,该框架具有面对的第一和第二支承侧翼215和216。优选地,第一和第二支承侧翼215、216由导电材料制成并且通过触头217电连接到相关联的断路器单元10的可动触头11。触头217是柔性类型的并且连接到可动触头11以便其可以根据可动触头11在闭合位置与断开位置之间的致动来弯曲。第一导电支承侧翼215和第二导电支承侧翼216连接到设置在相关联的断路器单元10的同一电相2中的切断器单元20的固定触头22。以这种方式,通过柔性触头217和第一和第二支承侧翼215、216有利地实现了同一相2中的切断器单元20与断路器单元10之间的串联连接。在图8的示例性实施方式和图12的示例性实施方式中,柔性触头217的端部在物理上和电气上连接到第一和第二支承侧翼215、216的上端部218、219;柔性触头217的中央部分放置于相互联接的可动触头11和可动活塞211之间。第一和第二支承侧翼215、216的下端部220、221由同一电相2中的切断器单元20的固定触头22横向地连结。在图5-8的示例性实施方式中,在主杆210和相应的可动活塞11之间的联动装置还包括:-第一连接销230,其横向地连接第一和第二支承侧翼215、216;-第一杠杆231和第二杠杆232,第一杠杆231和第二杠杆231各自具有分别枢转地连接到第一连接销230的第一端部234和相反的第二端部235的支点部分233,其中,第一和第二杠杆231、232中的每个杠杆具有从支点部分233突出的第一臂236和第二臂237;-第二连接销240,其横向地连接第一和第二杠杆231和232的第一臂236。第二连接销240连接到主杆210;并且第二臂237连接到可动杯形件212。由于连接销240和主杆210之间的连接,第一和第二杠杆231、232中的每个杠杆在主杆210沿着运动轴线600移动时绕杠杆的支点部分233旋转。由于第二臂237和可动杯形件212之间的连接,由主杆210沿着轴线600在第一方向X1上的移动(图5)所引起的第一和第二杠杆231、232的旋转引起可动杯形件212从第三位置到第四位置的移动。可动杯形件212的该移动进而引起可动活塞211从第一位置到第二位置的相应的移动,并且因此,引起断路器单元10的可动触头11从闭合位置到断开位置的致动。由主杆210沿轴线600在第二方向X2上的移动(图5)所引起的第一和第二杠杆231、232的旋转引起可动杯形件212从第四位置到第三位置的移动。可动杯形件212的该移动进而引起可动活塞211从第二位置到第一位置的相应的移动,并且因此,引起断路器单元10的可动触头11从断开位置到闭合位置的致动。在图9-12的示例性实施方式中,分别在联动装置的第一支承侧翼215和第二支承侧翼216中限定有第一凹部250(由图12中的点线绘出)和第二凹部251。该联动装置还包括:-第一滑动销252和第二滑动销254,该第一滑动销252具有可移动地插入到第一凹部250中的端部253,该第二滑动销254具有可移动地插入到第二凹部251中的端部255;-第一板256和第二板257,该第一板256和第二板257连接到主杆210并且分别包括第一引导槽258和第二引导槽(在图9-12中不可见)。第一滑动销252的一部分可移动地插入到第一引导槽258中,并且第二滑动销253的一部分可移动地插入到第二引导槽中。第一引导槽258和第二引导槽构造为当主杆201沿着运动轴线600移动时引起第一和第二滑动销252、253沿着相应的第一和第二凹部250、251移动。第一和第二滑动销254、255以第一和第二滑动销254、255沿着相应的第一和第二凹部250、251的移动引起可动杯形件212在第三位置与第四位置之间的相应移动的方式操作性地连接到可动杯形件212。具体地,主杆210沿着运动轴线600在第一方向X1上的移动(图9)引起第一和第二滑动销254、255相应地移动到第一和第二凹部250、251中;第一和第二滑动销254、255的该移动引起可动杯形件212从第三位置移动到第四位置,并因此引起可动活塞211从第一位置移动到第二位置。以这种方式,断路器单元10的可动触头11从闭合位置被致动到断开位置。主杆210沿着运动轴线600在第二方向X2上的移动(图9)引起第一和第二滑动销254、255相应地移动到第一和第二凹部250、251中;第一和第二滑动销254、255的该移动引起可移动杯形部212从第四位置移动到第三位置,并因此引起可动活塞211从第二位置移动到第一位置。以这种方式,断路器单元10的可动触头11从断开位置被致动到闭合位置。参照图13-15的示例性实施方式,本发明也涉及一种电气设备700,其包括根据本公开的开关装置1。电气设备700还包括:-第一操作机构701,该第一操作机构701操作性地连接到开关装置1的致动装置200并且适于驱动开关装置1的致动装置200以引起开关装置1自身的每个断路器单元10的可动触头11的致动;-第二操作机构801,该第二操作机构801操作性地连接到开关装置1的致动装置300并且适于驱动开关装置1的致动装置300以引起与相应的断路器单元10相关联的每个切断器单元20的可动触头21的致动。实际上,第一操作机构701适于提供用于致动每个可动触头11的所需能量,其中,该能量通过致动装置200传输到可动触头11。第二操作结构801适于提供用于致动每个可动触头21的能量,其中,该能量通过致动装置300传输到可动触头21。例如,第一操作机构701和第二操作机构801是用于分别操作断路器和切断器的已知类型的操作机构,这属于现有技术。因此,在此仅介绍并在下面简要描述对于理解根据本发明的进一步的特征和解决方案有必要的该第一和第二操作机构701、801的元件。在图13-15的示例性实施方式中,操作机构701包括适于绕旋转轴线703旋转的操作轴702;操作轴702通过常规的联动装置操作性地连接到开关装置1的驱动装置203;具体地,操作轴702绕轴线703的旋转适于操作该驱动装置204,并因此适于经由运动链201致动每个断路器单元10的可动触头11。例如,操作轴702操作性地连接到所示出的示例性实施方式的驱动轴203,以便随其绕轴线703的旋转引起该驱动轴203绕轴线204的相应的旋转。具体地,操作轴702在第一旋转方向上的旋转引起驱动轴203绕轴线204的相应的旋转。驱动轴203的该旋转驱动运动链201并且引起可动触头11从闭合位置到断开位置的致动。可以通过操作者对第一致动机构701的手动干预或者通过断开致动器的干预——例如由于在安装有电气设备700的电路中发生故障——而引起操作轴702在第一旋转方向上的旋转。操作轴702绕轴线703在相对于上述第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转引起驱动轴203绕轴线204的相应的旋转。驱动轴203的该旋转驱动运动链201并且引起可动触头11从断开位置致动到闭合位置。在图13-15的示例性实施方式中,操作机构801是在专利申请EP2249360中(以与本发明的同一申请人的名义提交)公开的类型的操作机构。具体地,该操作机构801具有由基板802和前板803限定的内部容积,并且包括通过常规的联动解决方案操作性地连接到开关装置1的致动装置300的第一操作轴804和第二操作轴805。第一操作轴804的致动和第二操作轴805的致动适于操作该致动装置300,并因此适于致动开关装置1的每个切断器单元20的可动触头21。具体地,第一操作轴804的致动适于通过致动装置300引起可动触头21在连接位置与第一切断位置之间的致动,而第二操作轴805的致动适于通过致动装置300引起可动触头21在第一切断位置与接地位置之间的致动。例如,操作轴804和805操作性地连接到驱动轴301的端部303(能够从如在图4中示出的金属壳52接近),以便通过操作轴804和805的致动引起驱动轴301绕轴线302相应的旋转。具体地,由第一操作轴804引起驱动轴301的旋转能够引起可动触头22在连接位置与第一切断位置之间的致动;并且由第二操作轴805引起的驱动轴301的旋转能够引起可动触头22在第一切断位置与接地位置之间的致动。贯穿前板803限定有第一接近孔810和第二接近孔811,以便提供分别接近第一操作轴804和第二操作轴805的端部,从而允许该第一和第二操作轴804、805的致动。例如,第一操作轴804和第二操作轴805可以连接到用于分别通过接近孔801和811进行手动致动的操作手柄。优选地,电气设备700可以包括互锁装置750,该互锁装置750操作性地连接到第一和第二操作机构701,801并且适于在开关装置1的每个断路器单元10的可动触头11处于闭合位置时避免由操作机构801驱动致动装置300。根据示例性实施方式,互锁装置750包括:-盖板751,该盖板751与操作机构801操作性地相关联并且可以在覆盖位置与接近位置之间移动,盖板在该覆盖位置避免接近操作装置801以引起对致动装置300的驱动,盖板在该接近位置允许接近操作机构801;-互锁元件752,该互锁元件放置在盖板751上,以便其可以与盖板751一起移动。根据该示例性实施方式,第一操作机构701包括阻挡元件753,该阻挡元件753以能够在阻挡位置与操作位置之间移动的方式操作性地连接到致动装置200:阻挡位置相应于可动触头11处于闭合位置;并且操作位置相应于可动触头11处于断开位置。具体地,处于阻挡位置的阻挡元件753能够接触处于覆盖位置的盖板751的互锁元件752并阻挡处于该覆盖位置的盖板751。处于操作位置的阻挡元件753与处于覆盖位置的盖板751的相应的互锁元件752中脱离,以便允许该盖板751朝向接近位置的移位。在图13的示例性实施方式中,处于覆盖位置的盖板751覆盖操作机构801的第二接近孔811的一部分和接近孔810的一部分,以便避免相应的第一和第二操作轴804和805的致动。以在盖板741处于接近位置时分别与第一接近孔810和第二接近孔811对准的方式横穿盖板751限定有第一通孔755和第二通孔756。参照图15的示例性实施方式,当第一接近孔810和第二接近孔分别与第一通孔755和第二通孔756对准时,第一接近孔810和第二接近孔811的部分没有由盖板751覆盖。以这种方式,操作者可以接近并且操作相应的第一和第二操作轴804和805。在图13-15的示例性实施方式中,操作机构801放置在操作机构701下方,以便盖板751在其从覆盖位置移位到接近位置期间朝向操作机构701移动。具体地,互锁元件152是固定到盖板750的上部分760并且从盖板750的上部分760突出的销152。相应地,阻挡元件753包括安装在第一操作机构701的操作轴702上以便基本上与相应的销752的移动方向对准的凸轮753。在操作轴702已经引起可动触头11从断开位置致动到闭合位置之后,凸轮753处于阻挡位置;如在图13中示出的,由于操作轴702相应地被阻挡在静止的条件下,处于阻挡位置中的凸轮753接触并且阻挡销752的头部。因此,盖板750被阻挡在图13中示出的覆盖位置,在覆盖位置,该盖板750部分地覆盖第一和第二接近孔801、810。在操作轴702已经引起可动触头11从闭合位置致动到断开位置之后,凸轮753到达操作位置。如在图15中示出的,处于操作位置的凸轮753与销752的头部脱离,以便允许该凸轮753和相关联的盖板751的移动。具体地,在图15中,盖板750处于接近位置,在该接近位置,提供穿过对准的第一和第二通孔755和756而到接近孔801、810的入口。根据优选但非限制性的实施方式,互锁装置750也可以有利地适于避免在可动触头21正在由致动机构300致动时由操作机构701驱动致动装置200。根据图13-15的示例性实施方式,互锁装置750可以包括:-抵接元件780,该抵接元件780放置在盖板751上,以便其可以与盖板751一起移动;-杠杆790,该杠杆790能够绕自身的支点部分791旋转并且具有从该支点部分791突出的第一臂792和第二臂793;-第二互锁元件795,该第二互锁元件795操作性地连接到第二臂793并且与操作机构701的一个或多个相应的部分操作性地相关联。抵接元件780能够在盖板751从覆盖位置到接近位置的移动期间抵靠杠杆790的第一臂792。这种相互作用引起杠杆790绕其支点部分791的旋转,进而引起连接于第二臂793的第二互锁元件795的移动。具体地,第二互锁元件795构造成在盖板751处于接近位置时操作性地与第一操作机构701的相关联的一个或多个部分相互作用,以便避免由该操作机构701驱动致动装置300。在图13-15的示例性实施方式中,抵接元件780是从盖板760的上部分760朝向第一操作机构701突出的柳钉780。第二互锁机构795是钩形元件705。在柳钉780的头部抵靠第一臂791时,由于盖板751从覆盖位置移位到接近位置,第二臂792相应地向下转动,从而钩形元件705与第一操作机构701的相关联的部分或者一个部分相互作用。这种相互作用引起对操作机构701的阻挡。参照图16,本公开也涉及电气单元1000或开关柜1000,其包括根据本发明的至少开关装置1和/或至少电气设备700。在图16的示例性实施方式中,开关柜1000包括外壳1001,开关装置1安装在该外壳之内。该开关装置1放置在上隔室1002或配电隔室1002与下隔室1003或负载隔室1003之间,上隔室1002或配电隔室1002包含配电条,下隔室1003或负载隔室1003包含与从配电条中提取能量的一个或多个电负载相关联的负载线缆或连接件。具体地,壳体50的绝缘壳51放置在配电隔室1002处,以便与每个断路器单元10相关联的电端子3可以连接到相应的配电条。壳体50的金属壳52放置在负载隔室1003处,以便与每个切断器单元20相关联的电端子4可以连接到相应的负载线缆或者连接器。以这种方式,壳体50(尤其是接地的金属壳52)实现了配电隔室1002与负载隔室1003之间的接地的金属分离部(earthedmetalsegregation)。如在图13和图15中示出的,操作机构701和操作机构801操作性地连接到开关装置1中的断路器单元10的致动装置200和切断器单元20的致动装置300,以便实现安装在开关柜1000中的整个电气设备700。第一和第二操作机构701、801能够以它们可以由操作者容易地操作以引起开关装置1的断路器单元10或切断器单元20的致动的方式从外壳1001的外部触及。考虑到启动情况,在此简要地公开安装在开关柜单元1000中的电气设备700的功能操作,在启动情况下,每个断路器单元10的可动触头11相对于相应的固定触头12处于闭合位置,而每个切断器单元20的可动触头21相对于相应的固定触头22处于连接位置。在这种情况下,对于每个电流相2a、2b、2c而言,允许电流Iphase流动通过断路器单元10的电联接的可动触头11和固定触头12并且流动通过切断器单元20的连接的可动触头21和固定触头22。具体地,对于每个电相2a、2b、2c而言,电流Iphase在电端子3与电端子4之间流动,并因此在上隔室1002中的配电条与下隔室1003中的负载线缆之间流动。如在图13中示出的,在所考虑的启动状态下,盖板751处于覆盖位置,并且操作轴702的凸轮753向下转动并与销752的头部接触。由于操作销702被阻挡在静止的状态下,因此不能执行盖板751朝向接近位置的移动。以这种方式,每个切断器单元20的可动触头21不能在可动触头11处于闭合位置且电流Iphase流动时被致动。对第一致动机构701的干预引起操作轴702绕轴线703的旋转并且引起驱动轴203绕轴线204的相应的旋转。驱动轴203的该旋转驱动运动链201以将每个断路器单元1的可动触头11从闭合位置致动到断开位置,以便中断电流Iphase流过电联接的可动触头11和固定触头11。紧随操作轴702绕轴线703的旋转,凸轮753向上转动从而与相关联的销752的头部脱离;该情况在图15中示出。以这种方式,仅在每个电相2a、2b、2c中流动的电流Iphase中断之后,盖板751可以自由地从覆盖位置移位到接近位置。参照图15,盖板751从覆盖位置到接近位置的移位使得可以通过相应的第一和第二接近孔810和811对操作机构801的第一和第二操作轴804和805进行致动。具体地,首先,操作者可以手动地致动第一操作轴804以引起驱动轴301绕轴线302的相应的旋转。驱动轴301的该旋转引起每个切断器单元20的可动触头21从连接位置到第一切断位置的移位。由于固定触头22和可动触头21在第一切断位置被切断,提供了电端子3和电端子4之间的电连接中的进一步的物理中断。在可动触头21从连接位置被致动到第一切断位置之后,操作者(保持盖板751处于接近位置中)还可以手动地致动第二操作轴804以引起驱动轴301绕轴线302的相应的旋转。驱动轴310的该旋转引起可动触头21从第一切断位置进一步到接地位置的移位。在接地位置,可动触头21仍然与相应的固定触头22断开,并且可动触头21连接到相应的接地触头23。以这种方式,连接到每个端子4的负载线缆通过切断器单元20接地,并且操作者可以以改进的安全性在负载隔室1003中进行操作。在盖板由操作者保持处于接近位置时,钩形元件795与操作机构701的相关联的部分以防止该对操作机构701致动的方式相互作用。以这种方式,当切断器单元2的可动触头21正在由操作机构801致动时,相关联的断路器单元10的可动触头11不能由操作机构701致动,以改进对开关柜1000作业的操作者的整体安全性。实际上,已经看到根据本发明的开关装置1如何允许实现相对于已知解决方案提供一些改进的预期目的。单个开关装置1执行相关联的电路102的部分100与部分101之间的至少电流中断功能(通过断路器单元10)和该部分100与该部分101之间的切断功能(通过切断器单元20)。优选地,开关装置1自身也执行在相应的电路102的部分100、101中的一个——即与一个或多个电负载相关联的部分——上的接地功能。通过将多个功能集成到单个装置中,大大地降低了占据到如开关柜1000的相应电气单元的外壳1001中的整体空间。此外,在分离的电气装置(每个装置仅实现一个特定的功能)之间的复杂且笨重的连接通过将中断功能、切断功能(甚至接地功能)集成到单个开关装置1中来避免。一个或多个断路器单元10(执行中断功能)和一个或多个切断器单元20(执行切断功能)全部容纳在具有紧凑且同时坚固的结构的单独个壳体50中。此外,同一壳体50可以容纳执行接地功能的接地装置30和/或分别与断路器单元19和切断器单元20相关联的致动装置200和300的至少一部分。通过联接绝缘壳51和金属壳52来限定壳体50是尤其有利的。绝缘壳51实现整个壳体50的经济且紧凑的尺寸。由于该尺寸由绝缘材料制成,因此可以降低其在开关柜1000中相对于带电部分(即通电部分)——例如在配电隔室1002中的条——的电间距,由此,进一部分降低开关柜1000的外壳1001中的空间浪费。根据之前公开的示例性实施方式,根据实际且经济的解决方案,紧凑的绝缘壳51构造为容纳断路器单元10和至少相关联的运动链201。通过将绝缘壳51制造成单件,这种优点进一步得到改进。连接到地的金属壳52实现整个壳体50的确保考虑到相关标准(例如在配电柜100的负载隔室1003与配电隔室1002之间的所需要的接地的金属分离部)尺寸,即使将仅单独的、多功能且极其紧凑的装置——如开关装置1——放置在配电隔室1002的配电条与负载隔室之间,并且即使将该装置1的绝缘壳51极其靠近配电条放置,也可以实现整个壳体50的这种尺寸。此外,全部部分/部件可以用其他的技术上等同的元件来替代;实际上,根据需要和现有技术,材料的类型和尺寸可以是任意的。
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