[发明专利]开关设备和相关的开关设施

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将电线与至少一个相联的电负载连接/断开的开关设备，并且涉及一种包括这种开关设备的开关设施。

背景技术

如已知，在电路中安装开关设备以便将电力线与一个或多个相联的电负载连接/断开。

已知的开关设备包括至少一个相或极杆，其具有活动触头，该活动触头可在第一连接位置和第二分离位置之间移动，所述第一连接位置中所述活动触头与对应的固定触头联接（开关设备闭合），所述第二分离位置中所述活动触头与固定触头分离（开关设备断开）。例如，如果电负载由一组电容器形成，则提供开关设备用于将AC（交流）中压线与所述电容器组操作性地相联。通过断开或闭合所述开关设备，在电力线上添加或移除无功功率。

开关设备的每个相与电力线和相联的电负载电连接，使得电流可以通过由联接的固定触头和活动触头提供的主导电路径在电力线和负载之间流动。通过活动触头与对应的固定触头的分离来中断流动的电流，例如在故障情况下。

在这些已知的解决方案中，开关设备的每个相可以设置有大量半导体器件，所述半导体器件彼此串联地电连接并且适合于阻断在阻断方向上流过其中的电流和传导在允许方向上流过其中的电流。

相的全部半导体器件操作性地并联电连接至由联接的活动触头和固定触头提供的主电流路径。所述大量半导体器件取决于这样的事实，即：每个半导体器件不能经受特定界限操作值（对标准器件来说典型地为约1kV）以上的张力值。

如已知，通过恰好地使活动触头的运动与流过开关设备的相的交流电流的波形同步，由半导体器件提供的导电路径可以有利地用于流动的电流，从而避免或至少减少开关设备断开操作期间（当电线从负载例如电容器组断开时）电弧的产生，并限制闭合操作期间（当电线联接至负载例如电容器组时）的突入电流和瞬时电压。

在目前的技术现状中，尽管已知的解决方案以相当令人满意的方式来执行，仍然存在进一步改进的理由和期望，尤其是涉及半导体器件结构上的布局和它们相对于与其相联的开关设备的其余零件的定位。

发明内容

这种设备通过下述的开关设备来实现，所述开关设备用于将电力线与至少一个相联的电负载连接/断开，所述开关设备包括至少一个相，所述相具有壳体，所述壳体容置与对应的固定触头联接/分离的活动触头。所述相包括具有绝缘支撑件的电半导体组件，所述绝缘支撑件与彼此串联地电连接的多个半导体器件操作性地相联；所述多个半导体器件与所述固定触头和所述活动触头相联且电连接至所述固定触头和所述活动触头，其中，所述组件构造成安装至所述壳体中，从而环绕固定触头和联接至固定触头时的活动触头中的至少一个的至少一部分。

在下面的描述中，将描述根据本发明的开关设备，这种描述通过特别参考所述开关设备将AC中压线与电容器组连接/断开的应用来进行，这种描述不旨在以任何方式限制所述开关设备在更低或更高的操作电压范围中和/或用于不同目的的可能应用。应该指出的是，本说明书中使用的术语“中压”指的是额定电压从1kV直到几十kV例如52kV的电气应用。

例如，根据本发明的开关设备可以构想为混合式电路断路器，其在电路中出现电气故障例如短路故障时将电力线从相联的电负载断开。

附图说明

通过对图示于附图中的示例性但非排它的根据本发明的开关设备的实施方式的描述，进一步的特征和优点将更显而易见，在所述附图中：

-图1是根据本发明的开关设备的立体图；

-图2至4是图1中的开关设备的壳体内部的截面图，图中活动触头占据三个不同位置；

-图5是电半导体组件的第一实施方式的交叉（或截面）图，所述电半导体组件适合于用在根据本发明的开关设备中；

-图6是图5中的组件的分解图；

-图7是图5的组件中使用的印刷电路板的平面图；

-图8是具有安装在其上的二极管和电阻器的图7中的印刷电路板的立体图；

-图9示出已被卷起时的图8中的印刷电路板；

-图10和11分别是电半导体组件的第二实施方式的立体图和分解图，所述电半导体组件适合于安装至根据本发明的开关设备的壳体中；

-图12示出流过根据本发明的开关设备的相的交流电流的一段。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的多相开关设备1的示例性实施方式，它适合于将电力线例如AC（交流）中压线与至少一个相联的电负载连接/断开。为了简化起见，在下面的描述中将仅参考开关设备1的一个相2；但应该理解的是，以下内容适用于根据本发明的开关设备1的所有相2。