触头布置及具有此类触头布置的电开关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中压和高压开关技术的领域，并且关于根据独立权利要求的触头布置和具有此类触头布置的电开关装置，其特别用作接地装置、快速作用接地装置、电路断路器、发电机电路断路器、开关隔断器、组合的隔断器和接地开关，或输配电系统中的负载断路开关。
【背景技术】
[0002]电开关装置是中压和高压开关应用中公知的。例如，它们用于在电气故障发生时中断电流。作为用于电开关装置的实例，电路断路器具有断开触头并且保持它们远离彼此以免电流流动的任务，甚至在源自电气故障自身的高电势的情况下。对于本公开的目的，用语中压是指从IkV到72.5kV的电压，而用语高压是指高于72.5kV的电压。电开关装置，像所述电路断路器，可必须能够运送3000A到6300A的高标称电流和在73kV到1200kV的非常高电压下切换40kA到80kA的非常高的短路电流。
[0003]在电开关装置的闭合和断开过程期间，电弧形成在第一电弧触头与第二电弧触头之间。电开关装置容纳用于尽可能快地熄灭电弧的流体。这是已知的，并且将不更详细地描述。许多类型的此类电开关装置例如电路断路器取决于使用的流体、目的、额定电压、触头的运动类型等而存在。一些电路断路器具有由标称触头和电弧触头构成的固定的第一触头组，以及由另一标称触头和电弧触头构成的移动的第二触头组。为了闭合或断开触头，仅第二触头组分别朝向或远离第一触头组移动。在其它实施例中，两个触头组可朝向或远离彼此移动，以便断开或闭合触头，例如，如所谓的双动电路断路器中的情况那样。
[0004]在实施例中，移动触头组的电弧触头具有用于确保稳定机械移动和电流传导的目的的引导件。在移动电弧触头和引导件位于所述流体(其可在闭合或断开过程期间达到非常高的温度)的气氛中时，观察到电弧触头的金属侵蚀由接触热流体引起。此外，由热流体运送的颗粒趋于累积在引导件的区域中，因此在电弧触头移动时，增大了其与电弧触头之间的摩擦。此类增大的摩擦是非期望的，分别减小触头移动速度，并且缩短此类电路断路器的寿命，或者增加维护需要。
[0005]因此，开发了盖元件用于保护所述元件免受热流体的影响。盖元件的实施带来了关于所述问题的一定减轻；然而，观察到电弧触头上的金属侵蚀仍存在于其接触末端的区域中，该区域按定义不可由盖元件覆盖，并且减少数量的颗粒仍累积在引导元件附近，因为仍有一些颗粒由流体运送到盖元件与电弧触头之间的间隙中。
[0006]DE 29 47 957 Al公开了一种电路断路器，其具有在固定触头侧上的配备有冷却金属板的排气容积，该冷却金属板沿轴向延伸，沿周向以裙状方式折叠，并且具有径向或切向排气开口。在可移动触头侧上，电弧容积经由鼓入气体通道与鼓入气体加压室连接，用于主动地吹动电弧。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于相对于以上提到的缺点进一步改进触头布置和电开关装置。
[0008]目的由独立权利要求的特征解决。从属权利要求及其组合涉及示例性实施例。
[0009]根据这一切，提供了具有纵轴线并且包括至少第一触头和至少第二触头的触头布置。两个触头与彼此电气且机械地相互作用，用于闭合和断开触头布置。第一触头以如下方式由保护盖元件包绕，使得第一触头的接触末端突出超过盖元件。第一触头和盖元件相对于彼此以如下方式布置，使得间隙沿它们的伸长的至少一部分设在它们之间。间隙具有包绕第一触头的朝第一容积的第一开口。盖元件包括至少连接于间隙的至少一个室。
[0010]本发明还涉及具有如本文中公开的根据本发明的触头布置的电开关装置。作为优选，为了闭合和断开所述电开关装置，至少第一触头能够沿纵轴线朝第二触头移动。
[0011]作为优选，根据本发明的触头布置还包括引导元件，其用于在第一触头运动时以滑动方式支承第一触头。作为优选，至少一个室布置在间隙与引导元件之间，并且具体布置在间隙与引导元件之间的轴向距离中。
[0012]通过将此类室设在盖元件的内部中，有可能显著地减小第一触头的引导元件的区域中的颗粒累积，因为从第一容积流过间隙并且包含颗粒的热流体将它们运送到室中。涡旋结构形成在室中；因此，颗粒累积在室内，并且并未在引导元件的区域中。结果，使用本发明的电路断路器为较廉价的，因为关于触头和引导元件材料的要求较低。
[0013]本发明的有利副作用在于流入室中的热流体在其中冷却，并且再次通过间隙流出，因此附加地冷却了第一触头。
[0014]在本发明的有利实施例中，第一触头具体为杆型或管型触头。在实施例中，第一触头能够沿纵轴线移动，并且盖元件为静止的。
[0015]另外的实施例涉及触头布置，其中
至少一个室至少部分地形成在盖元件内，并且/或者至少一个室包括形成在盖元件内的至少一个腔；并且/或者
至少一个室布置在间隙下游，并且用作颗粒捕集器；并且/或者间隙至少部分地(特别是完全地)围绕第一触头沿周向延伸；并且/或者间隙沿沿着纵轴线z的它们的轴向伸长的至少一部分设在第一触头与保护盖元件之间；并且/或者
第一触头至少部分地(特别是完全地)由保护盖元件包绕；并且/或者第一触头由保护盖元件同轴地包绕。
[0016]在本发明的实施例中，至少一个室进一步借助于至少一个第二开口连接于第一容积。这有利地使得有可能引导开累积在室中的颗粒，因为经由间隙流入室中的热流体通过第二开口流出室，并且因此将颗粒运送出到第一容积中，其中，它们的存在相对于电开关装置的操作远没那么关键。例如，第二开口沿径向或沿轴向向外延伸穿过盖元件。
[0017]在其它实施例中，提供了至少连接于间隙、相对于纵轴线连续地布置并且由壁分开的两个室。作为优选，布置成最远离第一开口的两个室中的一个设有第二开口，并且布置成最接近第一开口的两个室中的一个不具有第二开口。这有利地组合了本发明的已经描述的实施例的优点。在一方面，流入间隙中的热流体的一部分累积在第一室中，因此将颗粒的一部分累积在其中，并且部分地通过间隙再次流出，因此冷却第一触头。在另一方面，流入第二室中并且仍包含颗粒的热流体的部分可通过第二开口排出，因此将包含在其中的大部分剩余颗粒运送开。
[0018]在实施例中，由面对间隙的盖元件壁和相邻的第一室壁形成的盖元件的边缘具有范围在0.2_到5_之间的曲率。这关于期望的湍流型式有利地优化了进入室中的流体流。
[0019]在其它实施例中，优选定位成离第一开口最远的室的至少第二室壁涂覆有特氟龙层。具体而言，所有室壁可涂覆有特氟龙层。特氟龙层有利地选择成比2_更厚。由特氟龙层引起的优点将结合附图的描述来描述。
[0020]在其它实施例中，相对于纵轴线横向地延伸的多个凸起设在面对间隙的盖元件壁上。提供凸起的优点在于第一触头的冷却效果提高。这还将连同附图来更详细地描述。
[0021]根据本发明的电开关装置可用作接地装置、快速作用接地装置、电路断路器、发电机电路断路器、开关隔断器、组合的隔断器和接地开关，或负载断路开关。
[0022]在实施例中，盖元件还用作开关装置的又一个喷嘴，例如，用于朝或沿或在第一触头4a旁边引导(并且具体是集中)从电弧区逸出的热气流。
[0023]对于本公开的目的，气体绝缘开关装置中使用的流体可为SF6气体或任何其它介电绝缘介质，其可为气态和/或液态的，并且具体可为介电绝缘气体或灭弧气体。此类介电绝缘介质例如可包含包括有机氟化合物的介质，此类有机氟化合物选自由以下构成的组:氟代醚、氟胺、氟代酮、环氧乙烷、氟烯烃(具体是氢氟烯烃)以及它们的混合物；并且优选为氟代酮和/或氟代醚，更优选为全氟化酮和/或氢氟醚。本文中，用语"