紧凑型开关设备和用于此的遮蔽组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关设备(SWitchgear)且更具体地涉及一种具有更简化的结构的紧凑型开关设备。
【背景技术】
[0002]在当前的电能分配系统中，开关设备扮演关键角色。根据当前的计划，开关设备关于电能分配执行三个主要功能。这些主要功能是电气保护、安装的部段的电绝缘以及控制。开关设备的电气保护功能涉及保护电路元件免受短路电流的热应力及机械应力、在绝缘失效的情况中保护人员以及保护被供应以电力的电器和装置。开关设备的电绝缘功能涉及使装备断电或绝缘以允许在绝缘部分处安全地完成工作。开关设备的控制功能允许操作人员根据需要在任何时刻修改负载的分配系统。开关设备的控制功能包括在电力系统处的常规开关、紧急开关和维护操作。
[0003]上述功能由开关设备通过开关设备的各种功能单元来提供。不同的功能在开关设备的功能单元中在不同的部件之间细分。开关设备中的关键单元之一是断路器(circuitbreaker) ο开关设备的大小常常由在开关设备的结构中所使用的断路器左右。影响开关设备的尺寸的另一因素是机架(racking)的类型。传统上基于断路器的机架的类型，开关设备存在两个类型的结构，即竖直绝缘和水平绝缘。然而在这两个类型的结构中，断路器的接触臂占据大量空间。而且，由于断路器的长接触臂，材料的成本也较高。长接触臂导致较长的电流路径，其引起功率损失、热量产生和过多的材料使用。在组装开关设备中也产生困难，因为开关设备的各种部件被现场组装而不被预装配。双遮蔽机构(shutter mechanism)和用于安装气道的通风口的存在还导致开关设备易受灰尘影响。这导致开关设备的进入保护等级受影响。
[0004]开关设备常常使用在建筑区域或者其它空间受限的区域中。因此，除了性能以及结构和组装的简单性之外，开关设备的紧凑性非常重要。因此，需要具有更简化的结构和更改善的性能的紧凑型开关设备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种具有更简化的结构的紧凑型开关设备。
[0006]本发明的另一目的是提供一种成本有效的紧凑型开关设备。
[0007]本发明的又一目的是提供一种具有增加的电缆终端高度的紧凑型开关设备。
[0008]本发明的另一目的还是提供一种具有这样的电流路径的紧凑型开关设备，该电流路径较短且具有更好的进入保护。
[0009]本发明的又一目的是提供用于本发明的紧凑型开关设备的遮蔽组件(shutterarrangement)。
[0010]因此，本发明提供一种具有断路器和单块(monoblock)的开关设备。断路器具有两组可动触头，一组可动触头能够电气地连接到跳线(jumper)而另一组可动触头能够电气地连接到变流器。单块具有两组静止触头，一组静止触头能够电气地连接到跳线而另一组静止触头能够电气地连接到变流器。单块能够电气地连接到断路器。断路器的一组可动触头和断路器的另一组可动触头分别能够在单块的对应的一组静止触头和单块的对应的另一组静止触头上滑动，以允许接合或脱离接合。该接合或脱离接合分别将断路器和单块电气连接或分离。
[0011]本发明还提供一种用于本发明的开关设备的遮蔽组件。用于开关设备的遮蔽组件包括在断路器的两组可动触头和单块的两组静止触头之间当它们脱离接合时所提供的遮蔽件，以及用于操作遮蔽件的操作器件。所述遮蔽件以相对于所述断路器的所述两组可动触头和所述单块的所述两组静止触头的对应的关系来定位，使得其根据所述断路器的相对移动运动以允许所述断路器的所述两组可动触头与单块的相应的所述两组静止触头接合或脱离接合。
【附图说明】
[0012]图1显示了根据现有技术的传统的水平绝缘开关设备的示意图；
图2a显示了根据本发明的开关设备的示意图，其中断路器和单块的触头在脱离接合的位置中；
图2b显示了根据本发明的开关设备的示意图，其中断路器和单块的触头在接合的位置中；
图3显示了根据本发明的断路器的等距视图；
图4a显示了根据本发明的单块的等距视图；以及图4b显示了根据本发明的图4a的单块。
【具体实施方式】
[0013]本发明涉及一种具有更简化的结构的紧凑型开关设备。更具体地参考一示例性实施例来说明本发明。
[0014]图1是传统的水平绝缘开关设备100的示意图，其包括电源缆线110、连接至变流器侧静止触头140的变流器120、跳线130、连接至总线侧静止触头150的汇流条160、气道170、断路器180和双遮蔽机构190。断路器包括断路器极183，两个接触臂184和185位于其上。接触臂184和185分别具有触头186和189。断路器180的触头186能够电气地连接到变流器侧触头140。断路器180的触头189能够电气地连接至总线侧触头150。另外，在开关设备100的顶部上设置有通风口 175用于气道的集成。
[0015]在操作的正常过程期间，在总线侧静止触头150与变流器侧静止触头140之间存在电气连接。当断路器180变成活动时，断路器极183以水平的方式移动，导致双遮蔽机构190被牵拉。在断路器极183移动时，双遮蔽机构190的这两个遮蔽件被双遮蔽机构190的操作机构以竖直的方式拉离彼此。这导致静止触头150和140暴露给断路器180的触头186和189，由此断路器180的触头186和189与静止触头140和150相接触，从而具有触头的接合。
[0016]断路器极183的该运动要求在开关设备100中的空余空间。留成空余的空间与断路器180的接触臂184和185的长度直接相关。因此，具有带有较长接触臂的断路器的开关设备在尺寸上较大。这是在开关设备中不期望的特征。在断路器180之上的空间在开关设备100的传统设计中也不被利用。另外，当断路器的接触臂较长时，材料的成本也较高。在传统设计中载流路径较长。这导致功率损失、热量产生增加以及铜过度使用。而且在传统设计中，电缆终端长度的增加(将帮助改善开关设备的热寿命的期望的特征)将导致开关设备的尺寸增加，这是不期望的。为了气道170的集成在传统的设计中在顶部上设置通风口 175导致灰尘进入开关设备100中。这导致开关设备的进入保护级别等级受影响。
[0017]本发明通过提出开关设备的新结构解决了这些问题。图2a和2b是根据本发明的开关设备200的示意图。为了简化，在图中仅示出开关设备的被重新布置的相关部分。
[0018]图2a是根据本发明的开关设备200的示意图，其中可动触头和静止触头在脱离接合的位置中且遮蔽件在可动触头与静止触头之间。断路器210具有两组可动触头216和219，其垂直于断路器极213的轴线。变流器250位于断路器210的顶部上。在示例性的实施例中，变流器250连同电源缆线270在侧面安装在断路器210的顶部上。邻近变流器250，存在跳线230。跳线230位于在单块260的顶部上。该单块具有两组静止触头263和266，一组静止触头263电气地连接到跳线230而另一组静止触头266电气地连接到变流器250。这两组静止触头263和266位于单块260中。单块260以相对于断路器210的对应的关系定位成使得断路器210的这两组可动触头216和219可被容纳在单块260的下部内，在其中单块的下部是中空的。单块的下部具有可容纳断路器210的这两组可动触头216和219的室。为开关设备200提供遮蔽组件220。本发明的断路器210具有用于移动断路器210的移动器件/组