真空開關裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明描述了真空開關裝置。具體地說，本發明描述了用于在有負載和無負載狀況以及可選地短路狀況下切換電路的真空開關裝置。
【背景技術】
[0002]真空開關裝置被用于非常現代的中壓電氣設備中。真空開關裝置通常被用作開關柜的一部分，開關柜是用于控制、保護和隔離電設備和電路的電部件的組合的廣義術語。開關柜一般包括開關裝置(諸如真空斷續器)、用于施加并應用力來切換開關裝置的促動器、以及用于檢測電設備/電路中的開關要求(包括故障)的檢測系統。
[0003]真空開關裝置(常被稱為真空斷續器)已被確立為非常適合作為開關柜中的開關裝置。圖1中示出了已知的真空斷續器。圖1中所示類型的真空斷續器通常包括由絕緣部件12和金屬端板14、16形成的抽空罩或殼體10。殼體10封裝固定電極20和可移動電極22，這些電極被設計為機械地接合和脫離以執行開關功能。通常，借助于波紋管或隔膜構件24，該移動被允許而不破壞抽空罩10的密封。典型地，每個電極包括被耦合到導電桿的觸點組件或觸點26、28，導電桿被稱為桿或柄30、32。
[0004]現有的真空斷續器存在的問題是，波紋管或隔膜構件是裝置內的弱點。因為兩個波紋管都提供柄的移動，進而可移動電極/觸點的移動，并且都是殼體的零件，所以在多次促動之后，波紋管可能磨損并發生故障。通常，該故障導致殼體內的真空損失。由于所用電壓相對較大，通常為1000V-50kV，所以這種方式的真空損失因帕邢定律而導致真空斷續器的絕緣效應損失。這使真空斷續器不能以所需的低電流中斷。真空斷續器的成功也導致所述裝置中的許多被使用了幾十年，比它們的最初的預期使用期長得多，導致這樣的機械故障的風險高于最初的考慮。
[0005]真空斷續器和相似的工作裝置是電開關柜內的關鍵部件，這些關鍵部件可形成斷路器或電機控制中心或其它開關裝置或者可以是斷路器或電機控制中心或其它開關裝置的零件。在目前的開關柜設計中，促動器機械地連接到真空開關裝置的移動電極(通常經由連接桿或柄)，并且其作用是通過作用于柄上來使移動電極與固定電極接合或脫離。按照慣例，多個真空斷續器是通常為每相都具有一個或多個真空斷續器的三相電路的電氣裝置必需的，單個促動器于是可被用來促動多個真空斷續器。因此，所使用的促動器趨向于很大，并且需要連接到每個柄的附加部件或多個連接件。促動器可以是幾種類型，包括磁性的、彈簧的、液壓的或氣動的。
[0006]在文獻中描述了被定位在抽空室內的較小型促動器，這些促動器可被用在一些一次性開關或斷路器裝置中。然而，這樣的裝置是直流裝置和/或低壓裝置，但由于開關行為在這樣的狀況下不可預測或不可靠，所以不適合于交流電和/或中壓狀況。在這樣的斷路器中典型地描述的較小型促動器通常包括湯姆森線圈促動器。然而，這樣的促動器在交流真空開關裝置及其相關聯的開關柜中并不實用，因為被產生用于促動的力依賴于導電盤內的渦流的感應，這些渦流然后排斥并移動相關聯的觸點。然而，對于交流和中壓范圍開關裝置中所使用的促動器，所需的力太低。此外，渦流由線圈電流的磁場的變化而生成，所以所述力僅在線圈電流變化時維持。如果電流的變化為電流增大，則它很快就變得太大以至于不能被電源提供；如果電流的變化為電流減小，則它很快就達到零。因此，所述力是時間有限的。相比之下，在常規的磁性促動器中，關于時間的力曲線可通過選定線圈電流的脈沖形狀來適應要求，并且如果需要，可無限地持續。這樣的較小型促動器(諸如湯姆森線圈促動器)也不允許開關在斷開或閉合位置上被鎖定，因為它需要持續變化的磁場，該磁場加強它們在斷路器和一次性裝置中的預期使用。最后，當大短路電流將被中斷時，該狀況將感應大渦流，該大渦流將干擾湯姆森線圈的操作。如果被使用在用于中壓的開關裝置中，這可導致開關的非命令操作，或者可阻止可能有災難性后果的命令操作。這樣的非命令操作在關于開關柜的國際標準中是被特別禁止的。
[0007]總之，至少由于以上概述的原因，期望一種改進的真空開關裝置。

【發明內容】

[0008]根據本發明的第一方面，本發明提供了一種交流真空開關裝置，其用于在有負載和無負載狀況以及可選地短路狀況下切換電路，該開關裝置包括:抽真空殼體；在殼體內的第一電極和第二電極；以及促動器，其用于相對于所述第二電極移動所述第一電極以使這些電極機械地接合和脫離以便執行開關功能，其中所述第一電極被整個地定位在所述抽真空殼體內，以使得開關功能的移動僅在所述殼體內發生。
[0009]移動開關部件和殼體之間的傳統鏈接通過設置如以上所定義的交流真空開關裝置而被切斷，使得所使用的傳統的波紋管可被移除。這樣的布置提供了許多優點。它去除了殼體上的機械應變，大大地簡化了任何關聯的開關柜的機械設計，并且降低了殼體在開關期間發生機械故障的可能性。這延長了所述裝置的預期壽命。
[0010]通過將移動部件(S卩，第一電極)整個地定位在真空殼體內，意圖使該電極完全處于真空下，從而被封裝在殼體內。因此，真空開關裝置被設計為不具有外部移動部分。
[0011]另外，通過提供如以上所定義的開關裝置(其中移動部件(即第一電極)被完全地或整個地定位在殼體內)，該裝置可被認為是自促動的，也就是說，它不需要龐大的外部促動器來執行開關功能。這縮小了控制開關裝置所必需的開關柜的大小，并且允許開關裝置與開關柜機械解耦。此外，它避免了波紋管或隔膜構件的使用以及預防了它們所固有的相關缺點。
[0012]任何外部移動部件的省去還使得可在不損壞或扭曲易碎的波紋管的情況下降低安裝所述裝置所需的裝配工技能的水平。安裝還通過允許在固定的間隔處對它建立簡單的標準電氣連接而得以簡化。
[0013]為了在外部使用，所述開關裝置可被裝入包含絕緣氣體或液體的絕緣容器中。可替換地，開關裝置可被封裝在諸如塑料的絕緣材料中。如果不存在其移動必須被容留的外部部分，則大大地簡化這些布置的設計。
[0014]將意識到，將第一電極整個地定位在殼體內對于如以上所定義的交流開關裝置是特別有用的，因為沒有移動部分穿過殼體所限定的真空邊界，而這通常產生常見的故障弱點。
[0015]另外，本發明的效果是相當大地簡化了真空開關裝置被裝配到其中的斷路裝置的設計。在現有布置中，所述開關裝置在高壓下被切換，并且所述促動器一般為地電位，所以需要驅動絕緣體，該驅動絕緣體由絕緣材料制成，并且其作用為在這兩者之間傳送機械力。
[0016]所述第一電極和所述第二電極可互相對置以使電極在開關事件期間的行程達到最小。在其它示例中，所述第二電極可被整個地定位在所述抽真空殼體內。
[0017]在本發明的實施例中，所述電極可僅包括直接由促動器所施加的力促動的觸點。通常，在現有設計中，在移動電極柄和固定匯流排之間需要柔性的或滑動的電氣連接。然而，通過去除對于驅動絕緣體的需要，由于使用促動器直接驅動電極的能力，這樣的柔性的或滑動的電氣連接不再是必要的。通過消除該要求，所述開關裝置的安裝可通過將所述開關裝置的兩個端部都直接固定到它們的匯流排而被更加簡化。
[0018]此外，在常規的開關