觸頭布置及具有此類觸頭布置的電開關裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及中壓和高壓開關技術的領域，并且關于根據獨立權利要求的觸頭布置和具有此類觸頭布置的電開關裝置，其特別用作接地裝置、快速作用接地裝置、電路斷路器、發電機電路斷路器、開關隔斷器、組合的隔斷器和接地開關，或輸配電系統中的負載斷路開關。
【背景技術】
[0002]電開關裝置是中壓和高壓開關應用中公知的。例如，它們用于在電氣故障發生時中斷電流。作為用于電開關裝置的實例，電路斷路器具有斷開觸頭并且保持它們遠離彼此以免電流流動的任務，甚至在源自電氣故障自身的高電勢的情況下。對于本公開的目的，用語中壓是指從IkV到72.5kV的電壓，而用語高壓是指高于72.5kV的電壓。電開關裝置，像所述電路斷路器，可必須能夠運送3000A到6300A的高標稱電流和在73kV到1200kV的非常高電壓下切換40kA到80kA的非常高的短路電流。
[0003]在電開關裝置的閉合和斷開過程期間，電弧形成在第一電弧觸頭與第二電弧觸頭之間。電開關裝置容納用于盡可能快地熄滅電弧的流體。這是已知的，并且將不更詳細地描述。許多類型的此類電開關裝置例如電路斷路器取決于使用的流體、目的、額定電壓、觸頭的運動類型等而存在。一些電路斷路器具有由標稱觸頭和電弧觸頭構成的固定的第一觸頭組，以及由另一標稱觸頭和電弧觸頭構成的移動的第二觸頭組。為了閉合或斷開觸頭，僅第二觸頭組分別朝向或遠離第一觸頭組移動。在其它實施例中，兩個觸頭組可朝向或遠離彼此移動，以便斷開或閉合觸頭，例如，如所謂的雙動電路斷路器中的情況那樣。
[0004]在實施例中，移動觸頭組的電弧觸頭具有用于確保穩定機械移動和電流傳導的目的的引導件。在移動電弧觸頭和引導件位于所述流體(其可在閉合或斷開過程期間達到非常高的溫度)的氣氛中時，觀察到電弧觸頭的金屬侵蝕由接觸熱流體引起。此外，由熱流體運送的顆粒趨于累積在引導件的區域中，因此在電弧觸頭移動時，增大了其與電弧觸頭之間的摩擦。此類增大的摩擦是非期望的，分別減小觸頭移動速度，并且縮短此類電路斷路器的壽命，或者增加維護需要。
[0005]因此，開發了蓋元件用于保護所述元件免受熱流體的影響。蓋元件的實施帶來了關于所述問題的一定減輕；然而，觀察到電弧觸頭上的金屬侵蝕仍存在于其接觸末端的區域中，該區域按定義不可由蓋元件覆蓋，并且減少數量的顆粒仍累積在引導元件附近，因為仍有一些顆粒由流體運送到蓋元件與電弧觸頭之間的間隙中。
[0006]DE 29 47 957 Al公開了一種電路斷路器，其具有在固定觸頭側上的配備有冷卻金屬板的排氣容積，該冷卻金屬板沿軸向延伸，沿周向以裙狀方式折疊，并且具有徑向或切向排氣開口。在可移動觸頭側上，電弧容積經由鼓入氣體通道與鼓入氣體加壓室連接，用于主動地吹動電弧。
【發明內容】
[0007]因此，本發明的目的在于相對于以上提到的缺點進一步改進觸頭布置和電開關裝置。
[0008]目的由獨立權利要求的特征解決。從屬權利要求及其組合涉及示例性實施例。
[0009]根據這一切，提供了具有縱軸線并且包括至少第一觸頭和至少第二觸頭的觸頭布置。兩個觸頭與彼此電氣且機械地相互作用，用于閉合和斷開觸頭布置。第一觸頭以如下方式由保護蓋元件包繞，使得第一觸頭的接觸末端突出超過蓋元件。第一觸頭和蓋元件相對于彼此以如下方式布置，使得間隙沿它們的伸長的至少一部分設在它們之間。間隙具有包繞第一觸頭的朝第一容積的第一開口。蓋元件包括至少連接于間隙的至少一個室。
[0010]本發明還涉及具有如本文中公開的根據本發明的觸頭布置的電開關裝置。作為優選，為了閉合和斷開所述電開關裝置，至少第一觸頭能夠沿縱軸線朝第二觸頭移動。
[0011]作為優選，根據本發明的觸頭布置還包括引導元件，其用于在第一觸頭運動時以滑動方式支承第一觸頭。作為優選，至少一個室布置在間隙與引導元件之間，并且具體布置在間隙與引導元件之間的軸向距離中。
[0012]通過將此類室設在蓋元件的內部中，有可能顯著地減小第一觸頭的引導元件的區域中的顆粒累積，因為從第一容積流過間隙并且包含顆粒的熱流體將它們運送到室中。渦旋結構形成在室中；因此，顆粒累積在室內，并且并未在引導元件的區域中。結果，使用本發明的電路斷路器為較廉價的，因為關于觸頭和引導元件材料的要求較低。
[0013]本發明的有利副作用在于流入室中的熱流體在其中冷卻，并且再次通過間隙流出，因此附加地冷卻了第一觸頭。
[0014]在本發明的有利實施例中，第一觸頭具體為桿型或管型觸頭。在實施例中，第一觸頭能夠沿縱軸線移動，并且蓋元件為靜止的。
[0015]另外的實施例涉及觸頭布置，其中
至少一個室至少部分地形成在蓋元件內，并且/或者至少一個室包括形成在蓋元件內的至少一個腔；并且/或者
至少一個室布置在間隙下游，并且用作顆粒捕集器；并且/或者間隙至少部分地(特別是完全地)圍繞第一觸頭沿周向延伸；并且/或者間隙沿沿著縱軸線z的它們的軸向伸長的至少一部分設在第一觸頭與保護蓋元件之間；并且/或者
第一觸頭至少部分地(特別是完全地)由保護蓋元件包繞；并且/或者第一觸頭由保護蓋元件同軸地包繞。
[0016]在本發明的實施例中，至少一個室進一步借助于至少一個第二開口連接于第一容積。這有利地使得有可能引導開累積在室中的顆粒，因為經由間隙流入室中的熱流體通過第二開口流出室，并且因此將顆粒運送出到第一容積中，其中，它們的存在相對于電開關裝置的操作遠沒那么關鍵。例如，第二開口沿徑向或沿軸向向外延伸穿過蓋元件。
[0017]在其它實施例中，提供了至少連接于間隙、相對于縱軸線連續地布置并且由壁分開的兩個室。作為優選，布置成最遠離第一開口的兩個室中的一個設有第二開口，并且布置成最接近第一開口的兩個室中的一個不具有第二開口。這有利地組合了本發明的已經描述的實施例的優點。在一方面，流入間隙中的熱流體的一部分累積在第一室中，因此將顆粒的一部分累積在其中，并且部分地通過間隙再次流出，因此冷卻第一觸頭。在另一方面，流入第二室中并且仍包含顆粒的熱流體的部分可通過第二開口排出，因此將包含在其中的大部分剩余顆粒運送開。
[0018]在實施例中，由面對間隙的蓋元件壁和相鄰的第一室壁形成的蓋元件的邊緣具有范圍在0.2_到5_之間的曲率。這關于期望的湍流型式有利地優化了進入室中的流體流。
[0019]在其它實施例中，優選定位成離第一開口最遠的室的至少第二室壁涂覆有特氟龍層。具體而言，所有室壁可涂覆有特氟龍層。特氟龍層有利地選擇成比2_更厚。由特氟龍層引起的優點將結合附圖的描述來描述。
[0020]在其它實施例中，相對于縱軸線橫向地延伸的多個凸起設在面對間隙的蓋元件壁上。提供凸起的優點在于第一觸頭的冷卻效果提高。這還將連同附圖來更詳細地描述。
[0021]根據本發明的電開關裝置可用作接地裝置、快速作用接地裝置、電路斷路器、發電機電路斷路器、開關隔斷器、組合的隔斷器和接地開關，或負載斷路開關。
[0022]在實施例中，蓋元件還用作開關裝置的又一個噴嘴，例如，用于朝或沿或在第一觸頭4a旁邊引導(并且具體是集中)從電弧區逸出的熱氣流。
[0023]對于本公開的目的，氣體絕緣開關裝置中使用的流體可為SF6氣體或任何其它介電絕緣介質，其可為氣態和/或液態的，并且具體可為介電絕緣氣體或滅弧氣體。此類介電絕緣介質例如可包含包括有機氟化合物的介質，此類有機氟化合物選自由以下構成的組:氟代醚、氟胺、氟代酮、環氧乙烷、氟烯烴(具體是氫氟烯烴)以及它們的混合物；并且優選為氟代酮和/或氟代醚，更優選為全氟化酮和/或氫氟醚。本文中，用語"