改進的固態(tài)開關(guān)裝置制造方法及圖紙

開關(guān)裝置包括：開關(guān)單元，對于各電極，該開關(guān)單元包括第一切斷觸點、第二切斷觸點以及一個或多個固態(tài)開關(guān)；支承框架，對于各電極，該支承框架包括第三切斷觸點和第四切斷觸點，當(dāng)開關(guān)單元相對于支承框架處于插入/退回位置時，該第三切斷觸點和第四切斷觸點分別與第一和第二切斷觸點連接/分離；致動裝置，用于使得開關(guān)單元在插入位置和所述退回位置之間運動且反之亦然；控制單元，該控制單元包括控制裝置，該控制裝置設(shè)置成當(dāng)開關(guān)單元必須執(zhí)行插入/退回操作時協(xié)調(diào)致動裝置和固態(tài)開關(guān)的操作，這樣，致動裝置只在固態(tài)開關(guān)處于off狀態(tài)時才使得開關(guān)單元運動。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
改進的固態(tài)開關(guān)裝置
本專利技術(shù)涉及低電壓開關(guān)裝置的
，例如電路斷路器、切斷開關(guān)、接觸器等。更特別是，本專利技術(shù)涉及一種具有開關(guān)單元的開關(guān)裝置，該開關(guān)單元包括一個或多個固態(tài)開關(guān)。
技術(shù)介紹
對于本專利技術(shù)，術(shù)語“低電壓”涉及低于1kVAC和1.5kVDC的電壓。已經(jīng)知道，低電壓開關(guān)裝置用于電路或電網(wǎng)中，以便能夠正確操作這些電路或電網(wǎng)的具體部件。例如，低電壓開關(guān)裝置保證多個公用設(shè)備所需的額定電流的可獲得性，使得電負載能夠合適地插入和切斷，保護(特別是通過電路斷路器)電網(wǎng)和安裝于其中的電負載防止故障事件(例如過載和短路)。在市場上可獲得用于上述開關(guān)裝置的多種工業(yè)方案。通常的機電開關(guān)裝置大致有外殼，該外殼容納一個或多個電極。各電極包括一對可分離的觸點，以便切斷和傳導(dǎo)電流。驅(qū)動機構(gòu)使得活動觸點在第一閉合位置和第二斷開位置之間運動，在該第一閉合位置中，它們與相應(yīng)固定觸點連接，在該第二斷開位置中，它們與相應(yīng)固定觸點分離。在閉合位置，良好設(shè)計的觸點導(dǎo)致相當(dāng)?shù)偷墓β蕮p失，而在斷開位置中，它們提供了在電連接上游和下游的電極部分之間的電流(電)隔離，只要它們的相互物理分離大于最小值。這樣的電流隔離在普通實踐中非常重要，因為它能夠安全地在電路(開關(guān)裝置插入該電路中)上進行修理和維護工作。盡管已經(jīng)證明這樣的普通開關(guān)裝置非常堅固和可靠，但是在直流電(“DC”)用途中和主要在相對較高電壓(高達1500V)時，中斷時間可能相當(dāng)長，因此，電弧(該電弧通常在分離情況下在機械觸點之間放電)可能持續(xù)相對較長時間。因此可能產(chǎn)生嚴(yán)重的觸點磨損，從而明顯降低電氣耐久性，即降低開關(guān)裝置能夠執(zhí)行的開關(guān)操作數(shù)目。為了解決這樣的問題，已經(jīng)設(shè)計了所謂的固態(tài)電路斷路器(“SSCB”)，該固態(tài)電路斷路器對于各電極都采用一個或多個固態(tài)開關(guān)用于電流斷路目的。通常，固態(tài)開關(guān)是基于半導(dǎo)體的開關(guān)裝置，它能夠在on(開)狀態(tài)和off(關(guān))狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。SSCB的主要優(yōu)點在于，因為它們的無電弧斷路操作，它們具有潛在的無限電氣耐久性。而且，與機電開關(guān)裝置的中斷時間相比，它們的中斷時間明顯更短。另一方面，當(dāng)固態(tài)開關(guān)處于on狀態(tài)時，SSCB通常需要強化冷卻，以便除去由流過固態(tài)開關(guān)的電流產(chǎn)生的熱量。甚至更相關(guān)的缺點在于SSCB不適合提供在電極的上游和下游連接部分之間的電流隔離。實際上，即使當(dāng)固態(tài)開關(guān)處于off狀態(tài)時，也有很小電流(泄漏電流)流過固態(tài)開關(guān)。為了減輕這些問題，已經(jīng)發(fā)展了混合方案，其中，對于各電極，普通的機電開關(guān)與電極的固態(tài)開關(guān)并聯(lián)和/或串聯(lián)地電連接?；旌蟂SCB已經(jīng)證明在它們的操作中相當(dāng)可靠和有效，但是它們也受到一些缺陷的影響。通常，它們相對龐大，很難在現(xiàn)場安裝。而且，它們具有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)布局，該結(jié)構(gòu)布局以工業(yè)水平來實現(xiàn)時通常昂貴。另外，固態(tài)開關(guān)和機電開關(guān)的操作必須根據(jù)非常精確的時序和嚴(yán)格的正時來管理。因此，在市場上還要求能夠至少部分解決上述缺陷的技術(shù)方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了響應(yīng)該需要，本專利技術(shù)提供了一種開關(guān)裝置。附圖說明通過對優(yōu)選但不排他的實施例的說明，將更清楚本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點，該實施例只是通過實例來示例說明，而不是限定于附圖中，且附圖中：圖1、1A、2-6、6A示意表示了根據(jù)本專利技術(shù)的開關(guān)裝置的實施例的不同視圖；圖7-10示意表示了根據(jù)本專利技術(shù)的開關(guān)裝置的另一實施例的不同視圖；圖11-15示意表示了根據(jù)本專利技術(shù)的開關(guān)裝置的致動裝置的可能實施例的不同視圖；圖16-17示意表示了圖1的開關(guān)裝置處于不同的工作位置中；其中圖18示意表示了根據(jù)本專利技術(shù)的開關(guān)裝置的控制單元的可能實施例。具體實施方式參考所述附圖，在第一方面，本專利技術(shù)涉及一種用于LV電路的開關(guān)裝置1，例如LV電路斷路器、切斷開關(guān)、接觸器等。開關(guān)裝置1包括開關(guān)單元2，該開關(guān)單元2包括外殼29，該外殼29容納一個或多個電極2A、2B。開關(guān)單元2的電極的數(shù)目可以根據(jù)需要而變化。例如，在圖1、1A、2-6、6A所示的實施例中，開關(guān)單元2包括單個電極2A，而在圖7-10所示的實施例中，開關(guān)單元2包括兩個電極2A、2B。對于各電極，開關(guān)單元2包括第一切斷觸點21和第二切斷觸點22，它們布置在外壁上。特別是，開關(guān)單元2包括：前壁和后壁24、25，該前壁和后壁24、25彼此相對；側(cè)壁26、27，該側(cè)壁26、27彼此相對，并與壁24、25基本垂直；以及上壁和下壁26A、27A，該上壁和下壁26A、27A彼此相對并與壁24、25、26、27基本垂直。在開關(guān)裝置1的通常的操作位置，壁24、25、26、27的方向相對于地面垂直，而上壁和下壁26A、27A水平定向。切斷觸點21、22優(yōu)選是布置在后壁25上。優(yōu)選是，切斷觸點21、22為插座/插頭類型。如所述圖中所示，它們可以是從開關(guān)單元2的后壁25凸出的插頭觸點。對于各電極，開關(guān)單元2包括一個或多個固態(tài)開關(guān)20，該固態(tài)開關(guān)20優(yōu)選是基于半導(dǎo)體的開關(guān)裝置，例如功率MOSFET、絕緣柵雙極晶體管(“IGBT”)、柵關(guān)閉可控硅整流器(GTO)、集成柵轉(zhuǎn)換可控硅整流器(IGCT)等。如所述圖中所示，對于各電極，開關(guān)單元2可以包括多個固態(tài)開關(guān)20，該固態(tài)開關(guān)20可以根據(jù)需要而串聯(lián)或并聯(lián)地電連接。在本專利技術(shù)的其它實施例中，開關(guān)單元2可以包括用于各電極的單個固態(tài)開關(guān)裝置20。優(yōu)選是，對于各電極，開關(guān)單元2包括通氣組280，該通氣組280包括合適布置的通氣裝置28，該通氣裝置28與固態(tài)開關(guān)20操作相連，以便保證合適地除去在這些固態(tài)開關(guān)20操作時產(chǎn)生的熱量。各電極的固態(tài)開關(guān)20與第一和第二切斷觸點21、22串聯(lián)地電連接，并定位在第一和第二切斷觸點21、22之間，這樣，它們能夠通過開關(guān)單元2的電極來切斷/傳導(dǎo)相電流。固態(tài)開關(guān)20能夠在on狀態(tài)和off狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在on狀態(tài)中，它們允許相電流流過相關(guān)電極，在off狀態(tài)中，它們切斷相電流，反之亦然。開關(guān)裝置1包括支承框架5，對于開關(guān)單元2的各電極，該支承框架5包括第三切斷觸點51和第四切斷觸點52，該第三切斷觸點51和第四切斷觸點52布置在支承框架5的支承壁50上。電觸點51、52布置成用于與相應(yīng)電觸點21、22連接/分離。優(yōu)選是，它們?yōu)椴遄?插頭類型。如所述圖中所示，它們可以是插座觸點，該插座觸點布置在獲得于支承壁50上的合適座上，在該支承壁50的側(cè)部501處。優(yōu)選是，支承框架5有：兩個側(cè)壁53、54，它在這兩個側(cè)壁53、54處與固定支承件(未示出)牢固連接；以及橫向支承壁50，該橫向支承壁50定位在側(cè)壁53、54之間，并與該側(cè)壁53、54基本垂直。另一橫向增強壁57可以垂直地布置在側(cè)壁53、54之間。在開關(guān)裝置1的正常工作位置中，壁50、53、54定向成相對于地面垂直，而增強壁57水平定向。優(yōu)選是，支承壁50有：前側(cè)部501，該前側(cè)部501朝向開關(guān)單元2的外壁，特別是后壁25；以及相對的后側(cè)部502。切斷觸點51、52布置在前側(cè)部501處。在支承壁50的后側(cè)502處，支承框架5包括用于開關(guān)單元2的各電極的第一總線觸點55和第二總線觸點56。總線觸點55、56布置成用于與外部裝置或電源總線電連接。特別是，當(dāng)開關(guān)裝置1在現(xiàn)場安裝時，總線觸點55、56與外部裝置或電源總線電連接。合適布置的導(dǎo)體(未示出)使得總線觸點55、56分別與切斷觸點51、52電連接。開關(guān)單元本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種開關(guān)裝置（1），其特征在于，它包括：開關(guān)單元（2），該開關(guān)單元（2）包括外殼（29），該外殼（29）容納一個或多個電極（2A、2B），對于各所述電極，所述開關(guān)單元包括第一切斷觸點（21）、第二切斷觸點（22）以及一個或多個固態(tài)開關(guān)（20），該固態(tài)開關(guān)（20）能夠在開狀態(tài)和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，反之亦然；支承框架（5），對于各所述電極，該支承框架（5）包括第三切斷觸點（51）和第四切斷觸點（52），其中，所述開關(guān)單元（2）能相對于所述支承框架在插入位置（A）和退回位置（B）之間運動，在該插入位置（A）中，所述第一切斷觸點（21）和所述第二切斷觸點（22）分別與相應(yīng)的第三切斷觸點（51）和第四切斷觸點（52）連接，在該退回位置（B）中，所述第一切斷觸點（21）和所述第二切斷觸點（22）分別與相應(yīng)的第三切斷觸點（51）和第四切斷觸點（52）分離，反之亦然；致動裝置（3），用于使得所述開關(guān)單元在所述插入位置（A）和所述退回位置（B）之間運動，并且反之亦然；控制單元（4），該控制單元（4）設(shè)置成控制所述開關(guān)單元（2）和所述致動裝置（3）的操作，所述控制單元包括控制裝置（41），該控制裝置（41）設(shè)置成當(dāng)必須執(zhí)行所述開關(guān)單元（2）的插入/退回操作時協(xié)調(diào)所述致動裝置（3）和所述固態(tài)開關(guān)（20）的操作，這樣，所述致動裝置只在所述固態(tài)開關(guān)處于關(guān)狀態(tài)時才使得所述開關(guān)單元（2）運動。...

【技術(shù)特征摘要】
2012.07.24 EP 12177668.61.一種開關(guān)裝置(1)，其特征在于，它包括：開關(guān)單元(2)，該開關(guān)單元(2)包括外殼(29)，該外殼(29)容納一個或多個電極(2A、2B)，對于各所述電極，所述開關(guān)單元包括第一切斷觸點(21)、第二切斷觸點(22)以及一個或多個固態(tài)開關(guān)(20)，該固態(tài)開關(guān)(20)能夠在開狀態(tài)和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換；支承框架(5)，對于各所述電極，該支承框架(5)包括第三切斷觸點(51)和第四切斷觸點(52)，其中，所述開關(guān)單元(2)能相對于所述支承框架在插入位置(A)和退回位置(B)之間運動，在該插入位置(A)中，所述第一切斷觸點(21)和所述第二切斷觸點(22)分別與相應(yīng)的第三切斷觸點(51)和第四切斷觸點(52)連接，在該退回位置(B)中，所述第一切斷觸點(21)和所述第二切斷觸點(22)分別與相應(yīng)的第三切斷觸點(51)和第四切斷觸點(52)分離；致動裝置(3)，用于使得所述開關(guān)單元在所述插入位置(A)和所述退回位置(B)之間運動；控制單元(4)，該控制單元(4)設(shè)置成控制所述開關(guān)單元(2)和所述致動裝置(3)的操作，所述控制單元包括控制裝置(41)，該控制裝置(41)設(shè)置成當(dāng)必須執(zhí)行所述開關(guān)單元(2)的插入/退回操作時協(xié)調(diào)所述致動裝置(3)和所述固態(tài)開關(guān)(20)的操作，這樣，所述致動裝置只在所述固態(tài)開關(guān)處于關(guān)狀態(tài)時才使得所述開關(guān)單元(2)運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于：所述控制裝置(41)設(shè)置成接收第一命令信號(S1)，以便執(zhí)行所述開關(guān)單元(2)的插入/退回操作，所述控制裝置在接收所述第一命令信號時提供第二命令信號(S2)，以便使得所述固態(tài)開關(guān)(20)轉(zhuǎn)換成關(guān)狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)裝置，其特征在于：所述控制裝置(41)設(shè)置成提供第三命令信號(S3)，以便當(dāng)所述固態(tài)開關(guān)(20)轉(zhuǎn)換至關(guān)狀態(tài)時使得所述致動裝置能夠使所述開關(guān)單元(2)運動。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的開關(guān)裝置，其特征在于：所述控制裝置(41)設(shè)置成當(dāng)所述固態(tài)開關(guān)(20)轉(zhuǎn)換成關(guān)狀態(tài)時提供第四命令信號(S4)，以便起動馬達裝置(300)用于使得所述開關(guān)單元(2)運動。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的開關(guān)裝置，其特征在于：所述第一切斷觸點和第二切斷觸點(21、22)布置在所述開關(guān)單元(2)的后壁(25)上，所述第三切斷觸點和第四...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·貝薩納，F·帕斯奎爾，
申請(專利權(quán))人：ABB股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：