專利名稱：用于高壓電網的開關極的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在權利要求1的前序中所述類型的用于高壓電網的開關極。
背景技術：
這種開關極例如在US5729888中已被公開，其中位于開關極殼體中的開關裝置是 真空開關管。這種真空開關管被安裝于在已安裝狀態時呈立式布置的開關極殼體的上部空 腔中，其中靜觸點側位于上方，而動觸點側位于下方。在靜觸點側，真空開關管的靜觸點與 輸入端連接件導電地連接，所述輸入端連接件與開關極殼體的縱向中軸同軸地延伸，且利 用被用作導線連接件的螺紋件從殼體上端部凸出。在下端部，從真空開關管中伸出一根導 管，所述導管與開關管的動觸點耦合連接，并且穿過一個位于側向地凸出于殼體的輸出端 連接件的罐狀集電環中的中心孔。動觸點在軸向耦合連接期間與絕緣開關桿連接，所述絕 緣開關桿在上端部區域與輸出端連接件始終導電地連接。為了接通或者斷開開關管，開關 桿可以例如通過凸輪機構被向上或者向下調節，與此同時，真空開關管的觸點被相互搭接 或者分開。為了連續地監控開關狀態或者運行，在開關極殼體上布設電流傳感器和電壓傳 感器。環形的電流傳感器環抱輸入端連接件，因而被布設在開關極殼體的上端部區域。棒狀 的電壓傳感器，則與之相對地在側向地布設在開關極殼體中間區域的輸出端連接件下方， 被集成到管壁中，所述管壁將空腔的下縱向區域限制在其圓周上。

發明內容
因此本發明所要解決的技術問題是，提供一種在權利要求1的前序中所述類型 的、在組合布設了電流和電壓傳感器的同時，具有高度耐擊穿性的開關極。
該技術問題的解決方案，由權利要求1的特征部分得出。
本發明有利的擴展設計，是從屬權利要求所述的內容。 用于高壓電網的開關極，包含由固體絕緣材料組成的開關極殼體，在所述開關極 殼體中布設了具有靜、動觸點的開關裝置，所述開關裝置的動觸點通過開關桿的可換向的 移動，可在接通和斷開位置之間移動，其中當處于接通位置時，位于靜觸點側的輸入端連接 件借助于開關裝置與位于動觸點側的輸出端連接件導電地連接。開關極此外還包含具有電 流和電壓傳感器的傳感器裝置。按照本發明，電流傳感器和電壓傳感器在開關極殼體的圓 周壁上，被連接在對應配設的連接件上，其中將電流傳感器相對于所述電壓傳感器以防止 局部放電的圓周間距，布設在開關極殼體的圓周壁上。 通過將電流和電壓傳感器共同布設在其中一個連接件，尤其輸出端連接件上，在 斷開真空開關管時，可以在連接到輸出端連接件上的電網區域中引起短路。此時電壓傳感 器的高壓電位和電流傳感器的地電位，尤其通過設置在傳感器之間的圓周間隔而在空間上 分開，從而可靠地避免了不均勻的場分布和絕緣材料擊穿場強的局部超越以及由此而致的 局部放電。換句話說同時連接到開關極的其中一個連接件上的電流和電壓傳感器，為了確 保絕緣的高的耐擊穿性，而互相間隔一定距離且布設到圓周壁上。
附加地與連接件對應配設的電壓傳感器或電流傳感器，可以是或許被其它的連接
件占用的電壓傳感器或者電流傳感器。如果此外還要在其它的連接件上進行電流測量，作
為替代方案，還可以與兩個連接件對應地配設電壓傳感器或電流傳感器。 通過按照本發明的傳感器布局，實現了，在空間上對共同的連接件上攜帶的電壓
和電流傳感器的電位，更好地加以調制或者控制。由于開關極殼體沿圓周方向偏置，除了對
傳感器進行空間上的校正外，還必定對與連接件對應配設的傳感器產生場技術上的優化。 如果開關極只設有一個電壓傳感器和一個電流傳感器，可以將這兩個傳感器優選
錯開180°地或者錯開其他設定的角度地布設在開關極殼體的圓周上，這種布局在避免局
部放電方面尤其可靠。 如果不能實現圓周錯開180°的布局，則電流傳感器應該相對于電壓傳感器錯開至少90°地布設在開關極殼體的圓周壁上。由此可以在處于高壓電網中通用條件下的開關極上，仍然獲得傳感器對的無局部放電的布局。如果開關極在其圓周壁上除了電流傳感器外，還有兩個沿直徑布設的電壓傳感器，則這種錯開了 90°角的圓周偏置，隨后仍能獨自保持。 基于電壓傳感器狹長的形狀，可以將一個或者兩個電壓傳感器例如通過埋置或者澆注，分別集成到開關極圓周壁上對應的區域中。電壓傳感器在此被有利地安裝成，使得設計上確定的開關極殼體的絕緣壁厚，也能存在于傳感器和空腔之間。 為了獲得盡可能薄而且盡可能均勻的開關極殼體的壁厚，將電壓傳感器分別集成
到殼體肋中，所述殼體肋呈隧道狀地凸出且沿殼體的外周面延伸。殼體肋的長度在此優選
被設計成，使得被連接的傳感器導線的縱向區段也能被集成到所述殼體肋中。 如果連接件和傳感器對沿徑向從開關極上伸出，則可以優選地將電流傳感器以相
對于開關極的圓周壁間隔某一間距地集成到開關極殼體的絕緣了連接件的分支管中。電流
傳感器附屬的傳感器導線，在此可以被有利地集成到另一個從分支管延伸到開關極底部的
突出的殼體肋中。 電壓傳感器的傳感器導線，也可以以與殼體肋相似的方法，在由相對于電流傳感器的偏置形成的圓周段上，被集成到開關極殼體的環形凸起中，所述環形凸起在電壓傳感器的殼體肋和分支管之間約四分之一圓形曲面上延伸。 優選使電壓傳感器通過約呈直角彎折的傳感器導線，連接到動觸點側的高壓電位上。所述傳感器導線在此可以由一種在被彎曲了小于90。角的護管中輸送的絞合線組成。作為替代方案，電壓傳感器的傳感器導線可以由同樣被彎曲的導線或者弓形導線組成。
開關極殼體盡可能均勻的壁厚和傳感器以及也許傳感器導線的凸出的埋置，有利地對殼體制造時的材料耗費產生影響。此外，在開關極的熱負載較強時，能夠順利地實現熱量的導出。 本發明其他相宜的擴展設計和優點，從下列參照附圖對實施例的說明中得出，其中相互對應的構件設有相同的附圖標記。


圖1示出了設有傳感器裝置的開關極的縱向中心剖視圖， 圖2示出了以相對于圖1旋轉了90。的剖切走向剖開示出的開關極的縱向中心剖視圖， 圖3示出了從外部觀察的開關極的立體斜視圖， 圖4示出了開關極的輸出端連接件的立體正視圖，以及 圖5示出了通過處于開關極側向的輸出端連接件高度的開關極剖開示出的水平剖視圖。 相互對應的零件在所有的附圖中都標注了相同的附圖標記。
具體實施例方式
在圖1中示出了立式布置的開關極1的剖視圖，所述開關極1在通用的高壓電網中可被用作開關位置。開關極1具有屏蔽高壓的開關極殼體2，所述殼體2由固體的絕緣材料組成，并且例如由人造樹脂澆注而成。開關極殼體2總體被設計成管狀，其中被設計成管壁的圓周壁3的空腔截面，從上至下多級地擴大。這樣，在錐縮最劇烈的上部區域中的圓周壁3，形狀閉合地環抱輸入端連接件4，所述輸入端連接件4利用螺紋軸頸從開關極殼體2中突出。可以把供電的導線連接到所述連接件4上。 接著，圓周壁3的空腔截面被擴展成一個大約延伸到圓周壁3高度中央的圓柱形的空腔。借助于適當的澆注材料，與縱向中軸6同軸布設的真空開關管5被不可移動地安裝到所述空腔中。所述真空開關管5通常包含靜觸點和動觸點，所述靜、動觸點的未被示出的接觸面，被布設在開關管5的滅弧室的真空之中。不可移動的靜觸點在此是固定的，例如通過一根靜止的桿與輸入端連接件導電地連接。動觸點則與之相反地與動觸桿7連接，所述動觸桿7通過導管從真空開關管5的下端面居中地突伸出來。動觸桿的通行，在此例如借助于一種適當的波紋管加以密封。 在位于此下的部段中，開關極殼體2的被圓周壁3環抱的空腔截面，大致呈錐形擴大。開關桿8基本上沿開關極殼體2的縱向中軸6地伸入錐形的空腔截面中，所述開關桿8的下端，在已安裝狀態下，與未示出的提升機構鉸接。開關桿8在縱向中間區域由絕緣材料組成，且在上端部區域由導電的材料組成。在此，開關桿8的上端部在軸向支撐的情況下與動觸桿7的端部耦合連接，從而使動觸桿7可以與開關桿8的上端部一起移動。這種耦合連接在此必須在壓力件9的上方實施，所述壓力件9借助于被軸向地支撐在開關桿的環形盤之間的螺旋壓簧，連接了開關桿的套筒式的長度可變的部段。因此可以給開關桿8設計一種過行程，由于所述過行程，處于接通狀態時的觸點以設定的力互相擠壓，所述設定的力由被壓縮的螺旋壓簧的彈力產生。通過這種方式，產生涉及真空開關管5抗短路能力的優點。 為了在接通真空開關管5時能夠有電流通過，開關桿8導電的端部例如通過柔軟的印制導線、滑動觸點或者類似的元件，始終導電地與輸出端連接件10連接，所述輸出端連接件10在中間區域貫穿所述圓周壁3并且側向地從該圓周壁3中突伸出來。為了所述輸出端連接件10的絕緣，采用一種可以有利地與圓周壁3構建為一體的分支管11。與圓周壁3側向間隔距離地，將環狀的電流傳感器12埋置到所述分支管11中，借助于所述電流傳感器12，可以在輸出端連接件10中以通常的方式感應地檢測電流。電流傳感器12的對應配設的傳感器導線13，在此被澆注到在分支管11的中心與開關極殼體2的底部之間垂直地延伸的殼體肋14中。借此還可以實現抗彎地固定沿徑向突出的分支管ll。為了提高隧
5道狀的殼體肋14本身的彎曲剛度，可以設置一個或者多個沿圓周壁3的周向延伸的加固筋 15。 為了能夠附加地對輸出端連接件10上施加的電壓進行測量技術上的檢測，采用 一種棒形的電壓傳感器16，所述電壓傳感器16從俯視圖上看，被布設得相對于圓周壁3上 的電流傳感器12偏轉了90。的角度。電壓傳感器16的偏置布設以及對應配設的傳感器導 線的敷設，在圖1中由于剖切走向的關系，只被象征性地示出。 結合圖2可以較清楚地看出電壓傳感器16在圓周壁3上的布局，因為圖2中的開 關極殼體2相對于按照圖1的剖切走向，關于縱向中軸6旋轉了 90度。此處可看出，棒狀 的電壓傳感器16，被完全地埋置或者澆注到從圓周壁3向外凸出的殼體肋18中，所述殼體 肋18相應地比電壓傳感器16的直徑厚。此時電壓傳感器16平行于開關極殼體2的縱向 中軸6地延伸。殼體肋18在電壓傳感器16上方，大約延長到開關極殼體2的高度中央，從 而使傳感器導線17的第一縱向段被埋置到肋延長部分中。在所述第一縱向段的上端部，傳 感器導線17先被折彎了約90° ，隨后在凸出的環形凸起19中與圓周壁3的圓周曲率相匹 配地延伸，所述環形凸起19從肋18的上端部沿橫向平面一直延伸到分支管ll，通入所述 分支管11并連接到輸出端連接件10上。傳感器導線17的這種曲折和彎曲的走向，因此與 肋18凸出的外輪廓以及與之連接的環形凸起19的走向一致，結合按照圖3的立體視圖以 及按照圖5的剖視圖可清楚地看出。如圖所示，如果殼體肋14的容納傳感器導線區段的縱 向區域以及與之連接的環形凸起19，與傳感器導線17的導線截面相匹配地錐縮，在此是有 利的。 與電壓傳感器16在直徑上相對置地，即沿周向錯開180°地在開關極殼體2的圓 周壁3上的同一高度，布設第二個結構相同的電壓傳感器16'，該電壓傳感器16'同樣平行 于縱向中軸6地延伸并且被埋置到對應配設的殼體肋18'中。該電壓傳感器16'應當要檢 測輸入端連接件4的電壓，因此其傳感器導線17'在開關極殼體2的內部被沿圓周壁3向上 引導。如尤其結合圖4可看出的那樣，在上部區域才被約呈直角地折彎的傳感器導線17'， 相對于縱向中軸傾斜地在相應延長了的殼體肋18中延伸，所述殼體肋18的橫截面，隨傳感 器導線17'的高度的延伸而相應地縮小。附圖標記清單1開關極2開關極殼體3圓周壁4輸入端連接件5真空開關管6縱向中軸7動觸桿8開關桿9壓力件io輸出端連接件ll分支管12電流傳感器
6
13傳感器導線14殼體肋15加固筋16電壓傳感器16'電壓傳感器17傳感器導線17'傳感器導線18殼體肋18'殼體肋19環形凸起
權利要求
一種用于高壓電網的開關極，其具有由固體絕緣材料組成的開關極殼體(2)，在所述開關極殼體(2)中布設了具有靜觸點和動觸點的開關裝置，所述開關裝置的動觸點通過開關桿可換向的移動，可在接通和斷開位置之間移動，其中當處于接通位置時，位于靜觸點側的輸入端連接件(4)借助于開關裝置與位于動觸點側的輸出端連接件(10)導電地連接，所述開關極還具有包含電流和電壓傳感器(12，16)的傳感器裝置，其特征在于，所述電流傳感器(12)和電壓傳感器(16)在開關極殼體(2)的圓周壁(3)上，被連接在對應配設的連接件(10)上，其中將所述電流傳感器(12)相對于所述電壓傳感器(16)以防止局部放電的圓周間距，布設在所述開關極殼體(2)的圓周壁(3)上。
2. 按照權利要求1所述的開關極，其特征在于，所述電流傳感器(12)相對于所述電壓傳感器(16， 16')錯開某一設定的角度，尤其錯開一個至少為90°的角地布設在開關極殼體(2)的圓周壁(3)上。
3. 按照權利要求l所述的開關極，其特征在于，傳感器裝置包含兩個電壓傳感器(16，16')，它們彼此相對地錯開某一設定的角度，尤其180。角地布設在開關極殼體(2)的圓周壁(3)上。
4. 按照權利要求l所述的開關極，其特征在于，傳感器裝置的每個電壓傳感器(16，16')在保持設計上確定的圓周壁的壁厚的情況下，被集成到開關極殼體(2)的附屬的壁區域中。
5. 按照權利要求4所述的開關極，其特征在于，所述電壓傳感器(16， 16')被集成到所述圓周壁(3)的凸出的殼體肋(18， 18')中。
6. 按照權利要求5所述的開關極，其特征在于，所述殼體肋(18， 18')容納了附屬的電壓傳感器(16， 16')和連接到所述電壓傳感器(16， 16')上的傳感器導線(17， 17')的縱向部段。
7. 按照權利要求1至6中任一項所述的開關極，其特征在于，所述電流傳感器(12)被集成到開關極殼體(2)的絕緣地環抱附屬連接件(10)的分支管(11)中，所述分支管(11)在沿徑向延伸情況下，從開關極殼體(2)的圓周壁(3)中突伸出來。
8. 按照權利要求7所述的開關極，其特征在于，在所述分支管(11)和開關極殼體(2)的底部之間，將所述電流傳感器(12)的傳感器導線(13)集成到所述凸出的殼體肋(14)中。
9. 按照權利要求6或7所述的開關極，其特征在于，所述電壓傳感器(16)的傳感器導線(17)，在所述殼體肋(18)與分支管(11)之間由錯位形成的圓周區段中，被集成到開關極殼體(2)的環形凸起(19)中。
10. 按照權利要求9所述的開關極，其特征在于，所述電壓傳感器(16)通過約呈直角地彎折且隨即被彎曲的傳感器導線(17)，被連接到輸出端連接件(10)上。
全文摘要
本發明涉及一種用于高壓電網的開關極(1)，在其開關極殼體(2)中布設了具有靜、動觸點的開關裝置(5)，其中當所述開關裝置(5)處于接通位置時，位于靜觸點側的輸入端連接件(4)與位于動觸點側的輸出端連接件(10)導電地連接。為了在保持耐擊穿性的同時，能夠將電流傳感器(12)和電壓傳感器(16，16’)同時連接到其中一個連接件上，而規定，所述電流傳感器(12)和所述電壓傳感器(16)相互以防止局部放電的圓周間距，布設在所述開關極殼體(2)的圓周壁(3)上。
文檔編號H01H33/02GK101772817SQ200880101794
公開日2010年7月7日 申請日期2008年5月28日 優先權日2007年6月15日
發明者喬切恩·厄米什, 于爾根·艾因申克, 伯恩德·斯佩克特, 拉爾夫-雷納·沃爾克瑪 申請人:西門子公司