專利名稱：煙火觸發(fā)的短路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于導(dǎo)電地跨接電力部件的短路器，包括一個(gè)設(shè)在開關(guān)室內(nèi)的接 觸裝置，接觸裝置有一個(gè)打開的斷路位置和一個(gè)接觸位置，在斷路位置時(shí)電流被接觸裝置 斷開，在接觸位置時(shí)電流可以流動(dòng)通過接觸裝置；以及包括一個(gè)煙火驅(qū)動(dòng)器，用于將接觸裝 置從其斷路位置轉(zhuǎn)變?yōu)槠浣佑|位置。本發(fā)明還涉及一種在電能傳輸和分配領(lǐng)域內(nèi)用于電流換流的設(shè)備，包括一些大功 率半導(dǎo)體部件，它們通過電連接裝置互相連接構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路，其中為每個(gè)大功率半導(dǎo) 體部件配設(shè)一個(gè)跨接各自大功率半導(dǎo)體部件用的短路裝置。
背景技術(shù)：
由DE10254497B3已知這種短路器。在那里所介紹的短路器用于在低壓或中壓領(lǐng) 域短路供電線路的相線。通過短路應(yīng)能在故障的情況下抑制產(chǎn)生干擾電弧。為此將供電線 路的相線短路，從而消除干擾電弧的能量并最終將其熄滅。一個(gè)充填有一種氣體的反應(yīng)室 用于觸發(fā)短路器，這種氣體有能力促使光化學(xué)反應(yīng)。通過在這種光化學(xué)反應(yīng)時(shí)爆炸狀釋放 的反應(yīng)能，使短路器的觸頭閉合。光化學(xué)反應(yīng)的觸發(fā)借助光波導(dǎo)將干擾電弧的光耦合到反 應(yīng)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)。例如在EP1282145A1、W09741582或DE19955682A1中介紹了另一些具有煙火驅(qū)動(dòng)
器的短路器。DE10345502A1公開了一種真空開關(guān)管的快速驅(qū)動(dòng)器。這種驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)電開 關(guān)，通過其閉合使一個(gè)蓄能器短路。以此方式加熱一種液體，液體爆炸狀產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體接 通真空開關(guān)管。與煙火驅(qū)動(dòng)器的觸發(fā)不同，液體的蒸發(fā)可以重復(fù)進(jìn)行。由W02007/095873A1已知一種前言所述類型的器具。在那里公開的器具規(guī)定用于 短路大功率半導(dǎo)體部件，其中，大功率半導(dǎo)體部件例如按串聯(lián)連接并構(gòu)成電力換流器的一 個(gè)相位功能塊。所述電力換流器用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，或反之。為了在個(gè)別大功率 半導(dǎo)體部件發(fā)生故障的情況下，能借助未受干擾的那些大功率半導(dǎo)體部件繼續(xù)維持電力換 流器運(yùn)行，設(shè)一個(gè)短路器，通過它可以跨接有故障的那個(gè)大功率半導(dǎo)體部件。所述短路器包 括一個(gè)煙火的機(jī)械元件，它具有炸藥包以及具有可以通過炸藥包移動(dòng)的觸發(fā)件。實(shí)踐表明，在高壓與中壓領(lǐng)域，這種大功率半導(dǎo)體部件的短路必須在盡可能短的 時(shí)間內(nèi)完成，以便能極為有效地限制電力換流器被徹底破壞。然而基于這種高的速度要求， 按現(xiàn)有技術(shù)通過煙火驅(qū)動(dòng)器只能運(yùn)動(dòng)小的質(zhì)量。其后果是使煙火驅(qū)動(dòng)的接觸裝置載流能力 有限。由于這一原因，按現(xiàn)有技術(shù)閉合第二個(gè)并聯(lián)觸頭，其中，平行觸頭的驅(qū)動(dòng)器是一種彈 簧儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)器。這種彈簧儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)器在煙火驅(qū)動(dòng)器觸發(fā)時(shí)同樣釋放。然而并聯(lián)觸頭，亦即 第二級(jí)的閉合時(shí)間，比煙火驅(qū)動(dòng)式開關(guān)的閉合時(shí)間慢，并處于幾毫秒的范圍內(nèi)。不過通過閉 合第二級(jí)可以達(dá)到所需要的載流能力。但是兩級(jí)式線路導(dǎo)致高的機(jī)械成本。此外，基于要 遵守的空氣隙以及機(jī)械的和煙火的開關(guān)的平行的結(jié)構(gòu)方式，形成大的空間位置需求。小于 1毫秒還不可能完全閉合這種兩級(jí)開關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供前言所述類型的一種短路器和一種設(shè)備， 借助它們可以實(shí)現(xiàn)低成本地快速短路，與此同時(shí)提供大的載流能力。按本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的措施是，令開關(guān)室是一個(gè)抽真空的真空開關(guān)室。本發(fā)明的步驟在于組合兩個(gè)構(gòu)件，它們組合成一個(gè)具有大載流能力能極其快速地 觸發(fā)的高壓開關(guān)。按本發(fā)明，通過煙火驅(qū)動(dòng)閉合的接觸裝置設(shè)在真空環(huán)境中，亦即設(shè)在一個(gè) 真空開關(guān)室，例如真空開關(guān)管內(nèi)。在處于其斷路位置的觸頭上施加同樣電壓時(shí)，接觸裝置 觸頭的間距在真空中可以比處于空氣環(huán)境時(shí)小得多。隨著接觸裝置開關(guān)觸頭間距的減小， 可以縮短它們的閉合時(shí)間。因此，基于開關(guān)觸頭這種較小的間距，開關(guān)觸頭可以有較大的 質(zhì)量，無需依靠對(duì)開關(guān)持續(xù)時(shí)間提出例如1毫秒以下開關(guān)時(shí)間的要求。具有較大質(zhì)量的開 關(guān)觸頭因而有更強(qiáng)的載流能力，所以在本發(fā)明的框架內(nèi)并聯(lián)一個(gè)第二開關(guān)級(jí)便變成多余的 了。因此按本發(fā)明的短路器結(jié)構(gòu)緊湊，閉合時(shí)間短以及有足夠大的載流能力。此外，為了觸發(fā)煙火驅(qū)動(dòng)器只需要有限的能量，與此同時(shí)在接觸裝置中傳入大的 力量。因此按本發(fā)明的設(shè)備在使用壽命長(zhǎng)的同時(shí)工作可靠，所以即使經(jīng)過多年仍能可靠地 開關(guān)。有利地，煙火驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)煙火動(dòng)力元件，它有炸藥包以及有可以通過炸藥包移 動(dòng)的觸發(fā)件。由外殼例如為并聯(lián)的電力部件提供保護(hù)。外殼的壁厚恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)為，在爆炸 的情況下，或換句話說在觸發(fā)情況下，能避免煙火驅(qū)動(dòng)器外殼或其他部分炸裂。按本發(fā)明一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，接觸裝置有至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)觸頭，它通過連接件與觸發(fā) 件機(jī)械連接。通過觸發(fā)煙火驅(qū)動(dòng)器使觸發(fā)件運(yùn)動(dòng)，此時(shí)觸發(fā)件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過連接件傳給接觸 裝置的運(yùn)動(dòng)觸頭。在這種情況下，每個(gè)運(yùn)動(dòng)觸頭例如與固定安裝在真空開關(guān)室內(nèi)的一個(gè)固 定觸頭接觸，從而使電流可以通過接觸裝置。按與此相關(guān)的一項(xiàng)恰當(dāng)?shù)臄U(kuò)展設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)觸頭和觸發(fā)件沿縱向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)弓丨，以及運(yùn) 動(dòng)觸頭和觸發(fā)件沿所述的縱向前后排列。通過觸發(fā)煙火驅(qū)動(dòng)器，由觸發(fā)件實(shí)施一種行程運(yùn) 動(dòng)。例如使一個(gè)銷釘沿所述的縱向這動(dòng)。所述行程運(yùn)動(dòng)通過連接件直接傳給接觸裝置的同 樣縱向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)觸頭，其中，運(yùn)動(dòng)觸頭與觸發(fā)件的運(yùn)動(dòng)方向互相對(duì)齊，或換句話說彼此共 軸。基于這種對(duì)齊的布局，將一種簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的縱向連接，例如剛性連桿之類作為連接件， 便足以將煙火產(chǎn)生的動(dòng)能傳給接觸裝置的運(yùn)動(dòng)觸頭。因此，所述連接件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為剛性 的縱向連接。恰當(dāng)?shù)?，設(shè)置一個(gè)不導(dǎo)電的固定框架，用于固定真空開關(guān)室和煙火驅(qū)動(dòng)器。因此所 述固定框架保證，即使在爆炸的情況下也能在真空開關(guān)室，或換句話說真空開關(guān)管，與煙火 驅(qū)動(dòng)器之間保持相同的間距。因此通過觸頭煙火驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的動(dòng)能不會(huì)炸裂(Verpuffen)， 而是基于牢固的固定裝置僅導(dǎo)致接觸裝置閉合。恰當(dāng)?shù)?，設(shè)置一個(gè)可電觸發(fā)的點(diǎn)火器，用于觸發(fā)煙火驅(qū)動(dòng)器的開關(guān)運(yùn)動(dòng)。這種電點(diǎn) 火器是已知的，所以在這里可以免去詳細(xì)說明。


本發(fā)明其他恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和優(yōu)點(diǎn)可參見下面借助

的實(shí)施例的技術(shù)主題，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示作用相同的構(gòu)件，其中圖1表示按本發(fā)明的短路器實(shí)施例的透視圖；圖2表示按圖1的短路器的仰視圖；以及圖3表示按圖1的短路器的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1表示本發(fā)明的短路器1的一種實(shí)施例的透視圖。圖示的短路器1有一個(gè)真空 開關(guān)管2，在其內(nèi)部設(shè)計(jì)一個(gè)圖中沒有表示的其中抽成真空的真空開關(guān)室。在真空開關(guān)管2 的真空開關(guān)室內(nèi)，一個(gè)與真空開關(guān)管2固定連接的圖中未表示的固定觸頭以及一個(gè)運(yùn)動(dòng)觸 頭，沿縱向3彼此相對(duì)置。運(yùn)動(dòng)觸頭沿縱向3運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引，從而通過傳入驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在這種情 況下是傳入一種行程運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)觸頭壓靠在固定觸頭上，因此電流可以流動(dòng)通過真空開 關(guān)管2。為了在保持真空開關(guān)室內(nèi)部真空度的同時(shí)可運(yùn)動(dòng)地固定運(yùn)動(dòng)觸頭，設(shè)置金屬波紋 盒4。金屬波紋盒4真空密封地固定在運(yùn)動(dòng)觸銷上，該運(yùn)動(dòng)觸銷在其自由端上攜帶所述的運(yùn) 動(dòng)觸頭。運(yùn)動(dòng)觸銷的背對(duì)運(yùn)動(dòng)觸頭的那一端在真空開關(guān)管外部延伸，以及在這里通過滑動(dòng) 接觸與運(yùn)動(dòng)觸頭緊固件5導(dǎo)電連接，在此運(yùn)動(dòng)觸頭緊固件5上固定一個(gè)運(yùn)動(dòng)觸頭接線端子 6。真空開關(guān)管2的固定觸頭固定在固定觸銷7的插入真空開關(guān)室的那一端上，固定 觸銷7穿過真空開關(guān)管2的界壁，以及在其背對(duì)固定觸頭的那一端與固定觸頭緊固件8導(dǎo) 電連接。固定觸頭緊固件8用于安置固定觸頭接線端子9。沿縱向3與圖1中看不到的運(yùn)動(dòng)觸銷相對(duì)置地設(shè)煙火驅(qū)動(dòng)器10，它通過兩個(gè)固定 螺帽11與固定框架12固定連接。固定框架12不導(dǎo)電以及用絕緣材料例如玻璃纖維增強(qiáng) 的塑料制成。真空開關(guān)管2在固定觸銷7上借助固定螺帽13與固定框架12固定連接。煙 火驅(qū)動(dòng)器10包括一個(gè)圖中沒有表示的觸發(fā)件，在爆炸的情況下它沿縱向3在真空開關(guān)管2 上運(yùn)動(dòng)。在這里，觸發(fā)件通過連接件14與運(yùn)動(dòng)觸銷并因而與真空開關(guān)管2機(jī)械連接，所以 在爆炸的情況下產(chǎn)生的動(dòng)能傳給真空開關(guān)管2的接觸裝置的運(yùn)動(dòng)觸頭，接觸裝置因而從其 斷路位置轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|位置。所以在煙火驅(qū)動(dòng)器10觸發(fā)后，電流可以通過真空開關(guān)管2流 動(dòng)，并因而可以從運(yùn)動(dòng)觸頭接線端子6流向固定觸頭接線端子9。煙火驅(qū)動(dòng)器10的觸發(fā)通 過一個(gè)市場(chǎng)有售的圖中未表示的電點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)。圖2表示按圖1的實(shí)施例的仰視圖。在此視圖中可以看到連接件14，它沿縱向3 在煙火驅(qū)動(dòng)器10與真空開關(guān)管2的圖中未表示的運(yùn)動(dòng)觸銷之間延伸。圖3表示按圖1的設(shè)備的側(cè)視圖，在這里可以特別清楚地看出運(yùn)動(dòng)觸銷7及其通 過固定螺帽13的固定。
權(quán)利要求
一種用于導(dǎo)電地跨接電力部件的短路器(1)，其包括設(shè)在開關(guān)室內(nèi)的接觸裝置，該接觸裝置具有一個(gè)斷路位置和一個(gè)接觸位置，在斷路位置時(shí)電流被接觸裝置斷開，在接觸位置時(shí)電流可以流動(dòng)通過接觸裝置；以及包括煙火驅(qū)動(dòng)器(10)，該煙火驅(qū)動(dòng)器用于將接觸裝置從其斷路位置轉(zhuǎn)變?yōu)槠浣佑|位置，其特征為所述開關(guān)室是抽真空的真空開關(guān)室(2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的短路器(1)，其特征為，煙火驅(qū)動(dòng)器(10)具有煙火動(dòng)力元件， 該具有煙火動(dòng)力元件具有炸藥包以及具有可以通過炸藥包移動(dòng)的觸發(fā)件。
3.按照權(quán)利要求2所述的短路器(1)，其特征為，接觸裝置具有至少一個(gè)通過連接件 (14)與觸發(fā)件機(jī)械連接的運(yùn)動(dòng)觸頭。
4.按照權(quán)利要求3所述的短路器(1)，其特征為，運(yùn)動(dòng)觸頭和觸發(fā)件沿縱向(3)運(yùn)動(dòng)導(dǎo) 引，以及運(yùn)動(dòng)觸頭和觸發(fā)件沿所述的縱向(3)前后排列。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的短路器(1)，其特征在于不導(dǎo)電的固定框架(12)， 用于固定真空開關(guān)室(2)和煙火驅(qū)動(dòng)器(10)。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的短路器(1)，其特征在于可電觸發(fā)的點(diǎn)火器，用于 觸發(fā)煙火驅(qū)動(dòng)器(10)的開關(guān)運(yùn)動(dòng)。
7.一種在電能傳輸和分配領(lǐng)域內(nèi)用于電流換流的設(shè)備，包括一些大功率半導(dǎo)體部件， 所述大功率半導(dǎo)體部件通過電連接裝置互相連接構(gòu)成串聯(lián)電路，其中為每個(gè)大功率半導(dǎo)體 部件配設(shè)一個(gè)跨接各自大功率半導(dǎo)體部件用的短路裝置，其特征為所述短路裝置是一個(gè) 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的短路器(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于導(dǎo)電地跨接電力部件的短路器(1)，其包括設(shè)在開關(guān)室內(nèi)的接觸裝置，該接觸裝置具有一個(gè)打開的斷路位置和一個(gè)接觸位置，在斷路位置時(shí)電流被接觸裝置斷開，在接觸位置時(shí)電流可以流動(dòng)通過接觸裝置；以及包括一個(gè)煙火驅(qū)動(dòng)器(10)，該煙火驅(qū)動(dòng)器用于將接觸裝置從其斷路位置轉(zhuǎn)變?yōu)槠浣佑|位置，為了使這種短路器能低成本地快速跨接或短路，與此同時(shí)提供大的載流能力，建議，開關(guān)室是抽真空的真空開關(guān)室(2)。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101925972SQ200980102830
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者喬爾格·多恩, 安德烈亞斯·施特爾澤, 安德烈亞斯·曾克納, 托馬斯·庫(kù)貝爾, 羅曼·倫茲, 詹斯·伯格 申請(qǐng)人:西門子公司