快速保险开关和快速保险开关系统

本发明涉及一种快速保险开关和具有这种快速保险开关的系统。

保险开关、快速接地装置或短路开关尤其在中压情况下、即在1000V至大约525kV之间已知用于在故障情况下消除电弧。但是，在1000V以下的额定电压也存在对这种保险开关的需求。

由现有技术已知用于中压应用的设备，借助单芯的开关和爆破作为驱动实现5ms以下的开关时间。对开关的再利用在触发以后是不可能的。

此外还已知一种系统，其中，在操作过程中电磁驱动器开关三个电极，其中，开关结构在此是复杂的。

此外还已知一种具有电磁脱扣、触发和弹簧驱动装置的设备。

根据文献DE 102018216210 A1已知具有锁扣件的磁体触发器的应用。

在此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的保险开关，其消除了现有技术中的缺点。

一种实施例涉及一种快速保险开关，其中，所述快速保险开关具有开关壳体，其中，所述开关壳体具有：

-六个壳体侧面，即，壳体前侧、敞开的壳体背侧、壳体上侧、壳体下侧、第一壳体侧面和第二壳体侧面，

-操作工具接口，所述操作工具接口通过壳体外侧能够被操纵，和

-一个或多个接头元件，用于控制所述快速保险开关，

所述快速保险开关通过电磁触发器能够脱扣，并且所述快速保险开关具有移动接触件、尤其唯一的移动接触件(或者说活动触头)，所述移动接触件借助弹簧蓄能器能够移动，其中，所述弹簧蓄能器在预紧的位置被锁扣，并且锁扣件通过所述电磁触发器能够被触发，所述移动接触件被移位，使得所述移动接触件在第一位置中：

-与第四电极端子导电地连接，并且

-与第一电极端子和第二电极端子和第三电极端子电气分离地布置，

并且，所述移动接触件在第二位置中：

-与第四电极端子导电地连接，并且

-第一电极端子和第二电极端子和第三电极端子导电地且接触地布置，

其中，所述快速保险开关通过借助所述电磁触发器的脱扣能够从第一位置转移至第二位置，并且其中，所述快速保险开关通过所述操作工具接口能够从第二位置转移至第一位置。所述保险开关尤其设计用于1000V以下的工作电压。

优选地，所述快速保险开关具有第一固定接触装置(或者说第一静触头组件)、第二固定接触装置(或者说第二静触头组件)和第三固定接触装置(或者说第三静触头组件)，其中，所述第一固定接触装置与所述第一电极端子导电地连接，所述第二固定接触装置与所述第二电极端子导电地连接，并且所述第三固定接触装置与第三电极端子导电地连接，并且所述移动接触件被移位，在从第一位置转移至第二位置时，所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置几乎同时、即优选在1ms以内相接触，使得第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置几乎同时相互导电连接并且与第四电极端子导电连接。

还优选地，所述移动接触件具有第一延伸方向、第二延伸方向和第三延伸方向，其中，所述第一延伸方向平行于移动接触件的移动方向，并且所述移动接触件沿第一延伸方向具有在第三延伸方向上的增厚部，其中，所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置在第二位置中在所述增厚部上与所述移动接触件电气地接触。

还优选地，所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置在第一位置中在所述移动接触件的与增厚部相对置的较薄区域中相对于所述移动接触件布置，使得所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置在所述第一位置中与所述移动接触件相间隔并且与所述移动接触件没有电气接触。

还优选地，所述第一固定接触装置在所述移动接触件的第一侧面上具有第一第一固定接触件(ersten ersten Festkontakt)并且在所述移动接触件的第一侧面上还具有第二第一固定接触件(zweite ersten Festkontakt)，所述第二固定接触装置在所述移动接触件的第二侧面上具有第一第二固定接触件(ersten zweiten Festkontakt)并且在所述移动接触件的第二侧面上还具有第二第二固定接触件(zweiten zweiten Festkontakt)，并且所述第三固定接触装置在所述移动接触件的第一侧面上具有第一第三固定接触件(ersten dritten Festkontakt)并且在所述移动接触件的第二侧面上具有第二第三固定接触件(zweiten dritten Festkontakt)。这在接触固定接触件时实现针对移动接触件的均匀的负荷和力加载。

还优选地，所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置分别被施加力并且布置为，所述第一固定接触装置、第二固定接触装置和第三固定接触装置在第一位置中分别与所述移动接触件不电气接触并且在第二位置中与所述移动接触件电气接触并且分别以固持力被压在移动接触件上。

还优选地，每个固定接触件被构成导电带接触组件，其中，所述导电带接触组件分别由移动元件和固定接触件构成，

-所述移动元件通过一个或多个织物带或绞合线或薄板构成，其中，

-所述移动元件具有第一移动元件端部和第二移动元件端部，并且

-所述第一移动元件端部具有第一移动元件接头，所述移动元件接头通过焊接、挤压和/或钎焊构成，并且第二移动元件端部具有第二移动元件接头，所述第二移动元件接头通过焊接、挤压和/或钎焊构成，

-所述固定接触件布置在所述第一移动元件接头或第二移动元件接头上，

其中，所述固定接触件通过所述移动元件能够可移动地布置。

“可移动地布置”在此理解为，在按规定的组装方式下固定接触件具有可移动性，该可移动性尤其允许受限的偏转运动，其中，在移动接触件碰上固定接触件时，所述固定接触件能够远离固定接触件地实现受限的偏转运动、尤其是垂直于移动接触件的移动方向的偏转运动。换句话说，“可移动地布置”在此意味着，所述固定接触件能够被所述移动接触件移动，尤其所述固定接触件能够实施相对于移动接触件的偏移，尤其垂直于移动接触件的移动方向的偏移。因此，所述固定接触件不是主动的移动元件，而是能够被所述移动接触件移动、尤其是产生受限的偏转运动的元件。

在此，固定接触件可以完全由一个或多个固定接触爪构成或者还具有另外的元件、如固定接触爪支架、固定接触件支架或偏转运动限制件。

在单一的固定接触爪的情况下，固定接触件的这种部段、即分离部实现在移动接触件与固定接触件相接触时的更高的可靠性。

尤其优选地，固定接触件具有两个或多个固定接触爪，其中，

-固定接触爪与第一移动元件端部或第二移动元件端部相连，并且

-与固定接触爪相连的第一移动元件端部或第二移动元件端部连同移动元件的第一移动元件区段被如此开槽、即分割，使得与固定接触爪相连的第一移动元件端部或第二移动元件端部具有移动元件端部部段，并且仅一个固定接触爪分别与移动元件端部部段相连。

由此，彼此间尤其可以实现固定接触爪的独立的可移动性，这进一步提高了结构可靠性。开槽在此应理解为分隔、尤其分割。

尤其优选地，两个或多个固定接触爪中的每一个分别通过钎焊、焊接或挤压与移动元件部段相连。

还优选地，两个或多个固定接触爪中的每一个具有用于偏转运动限制件的第一容纳部。这可以实现定义的、即预设的可靠的偏转运动，尤其在此不会危及安全、即可靠的接触。

还优选地，两个或多个固定接触爪中的每一个具有用于固定接触爪支架的第二容纳部。这种用于固定接触爪支架的第二容纳部可以实现模块化的预制件，即固定接触件可以在固定接触爪支架中组装成组件，并且随后该组件简单地集成在预设的接触系统中。这种预装配减少了组装成本、组装时间和组装可靠性，即减少了错误源，尤其当对这种预装配的组件进行单独测试时。

还优选地，在第一移动元件端部或第二移动元件端部上设有固定件容纳部，所述第二移动元件端部没有与固定接触件连接。这种固定件容纳部可以简单地将导电带接触组件与接触系统相连接，尤其无需材料接合的连接。

还优选地，在固定接触件上设有一个或多个传力点。这种传力点可以将力、尤其弹簧力施加在固定接触件上，所述固定接触件优选地反向于偏转运动的可能的方向指向。由此，在如下状态下在固定接触件和移动接触件之间产生附加的挤压压力，在该状态下移动接触件电气地接触固定接触件。偏转运动的方向尤其垂直于移动接触件的移动方向。

还优选地，每个导电带接触组件均布置为U形，该U形具有U(即U形)的第一侧边和U(即U形)的第二侧边，使得在快速保险开关的第二位置中，电流经过导电带接触组件在相应的U的第一侧边和U的第二侧边之间施加排斥的力，并且由此相应地使所述固定接触件压向所述移动接触件并且由此提高接触力。在此，移动元件和固定接触件尤其构造成U形，也就是说，第一移动元件接头或第二移动元件接头优选地构成U形的第一侧边，并且固定接触件优选地构成U形的第二侧边。

还优选地，所述第一电极端子、第二电极端子、第三电极端子和第四电极端子布置在与电磁触发器相对置的侧面上，并且所述移动接触件通过一个或多个导电带与所述第四电极端子相连。从与用于固定接触件的端子相同的侧面上实现向移动接触件的电流输入。

关于按照本发明的装置，按照本发明的方法的所有前面和后面的实施例以相应的方式适用，反之亦然，按照本发明的装置尤其在任何实施方式或任何实施方式的组合中设置用于实施按照本发明的方法。同样地，关于按照本发明的装置的优点参考按照本发明方法所述的优点。

下面根据实施例进一步阐述本发明。实施例的特殊设计方案不以任何方式对按照本发明的方法的和按照本发明的装置的一般设计方案进行限制；反而，该实施例的各个设计特征可以以任意方式自由地相互组合和与上文所述特征相结合。

图1示出在断开和锁扣状态下的按照本发明的保险开关的剖视示意图；

图2示出在闭合和脱扣状态下的按照本发明的保险开关的剖视示意图；

图3示出按照本发明的保险开关的剖视示意图；

图4示出按照本发明的保险开关的立体示意图；

图5示出用于按照本发明的保险开关的按照本发明的导电带接触组件的示意图；

图6示出用于按照本发明的保险开关的具有固定接触爪的按照本发明的导电带接触组件的示意图；

图7示出用于按照本发明的保险开关的按照本发明的移动接触件的示意图；

图8示出用于按照本发明的保险开关的从移动接触件的第一侧面围绕移动接触件的固定接触件的布置方式的示意图；

图9示出用于按照本发明的保险开关的从移动接触件的第二侧面围绕移动接触件的固定接触件的布置方式的示意图。

图1示出在断开和锁扣状态下的按照本发明的保险开关100的剖视示意图。

所述保险开关100具有壳体，其中，从图1的壳体中可看到敞开的壳体背侧114、第一壳体侧面117、第二壳体侧面118和壳体前侧。壳体上侧115和壳体下侧116在图1中没有示出。

在图1所示的断开状态下，固定接触件215(在此可看到第一第一固定接触件215和第一第二固定接触件225)没有与移动接触件200相接触，也就是说，固定接触件215是与移动接触件200电气分离的且隔绝的。锁扣件310被闭锁，即，保险开关100被锁扣。所述锁扣件310可以通过电磁触发器300被解锁，即被脱扣。锁扣件310的脱扣使得蓄能器、在此是弹簧蓄能器340形式的、尤其碟形弹簧组形式的机械蓄能器释放存储的能量，在此尤其是以移动接触件200发生移动的形式。弹簧蓄能器340借助操作工具接口120能被预紧，也即能够被再次施加能量。此外，借助操作工具接口120在预紧弹簧蓄能器340之后能够将锁扣件从脱扣位置再次转移至锁扣位置，从而借助电磁触发器300能够重新触发开关操作。电磁触发器300、锁扣件310和弹簧蓄能器340在此构成保险开关100的驱动装置。

弹簧蓄能器100与移动接触件200机械地连接，其中，所述弹簧蓄能器340优选地通过电绝缘的连接件190与移动接触件200机械连接。

移动接触件可运动地、但导电地与第四电极端子240相连，其中，借助一个或多个导电带250、尤其两个导电带250实现运动的且导电的连接。

第四电极端子240布置在敞开的壳体背侧114上。在敞开的壳体背侧114上还布置有第一电极端子210、第二电极端子220和第三电极端子230。第一电极端子210、第二电极端子220、第三电极端子230和第四电极端子240在此彼此间电绝缘地布置，这可以通过未示出的介电的中间件、通过在此未示出但图4示出的间隔件、或者通过绝缘的涂层实现。

图2示出在闭合和脱扣状态下的图1所示的按照本发明的保险开关100的剖视示意图。

所述保险开关100具有壳体，其中，从图2的壳体中可看到敞开的壳体背侧114、第一壳体侧面117、第二壳体侧面118和壳体前侧。壳体上侧115和壳体下侧116在图2中没有示出。

在图2所示的闭合状态下，固定接触件215(在此可看到第一第一固定接触件215和第一第二固定接触件225)与移动接触件200电气接触。锁扣件310被脱扣、即所述保险开关100脱扣。通过电磁触发器300触发锁扣件310、即脱扣。

固定接触件215(在此可看到第一第一固定接触件215和第一第二固定接触件225)分别与偏转运动限制件150和固定接触爪支架160相连。分别用于连接偏转运动限制件150的第一容纳部216和用于连接固定接触爪支架的第二容纳部217在图5和6中示出、但是在图2中未示出。

借助操作工具接口120可以预紧弹簧蓄能器340，即能够重新施以能量。此外，借助操作工具接口120在对弹簧蓄能器340预紧后，锁扣件重新从脱扣位置转移至图1所示的锁扣位置，从而借助电磁触发器300可以重新触发开关操作。电磁触发器300、锁扣件310和弹簧蓄能器340在此还构成保险开关100的驱动装置。

移动接触件可运动地、但导电地与第四电极端子240相连，其中，借助一个或多个导电带250、尤其两个或四个导电带250实现运动的且导电的连接。

第四电极端子240布置在敞开的壳体背侧114上。在敞开的壳体背侧114上还布置有第一电极端子210、第二电极端子220和第三电极端子230。第一电极端子210、第二电极端子220、第三电极端子230和第四电极端子240在此彼此间电绝缘地布置，这可以通过未示出的介电的中间件、通过在此未示出但图4示出的间隔件、或者通过绝缘的涂层实现。

图3示出按照本发明的保险开关100的剖视示意图，所述保险开关具有敞开的壳体背侧114、具有操作工具接口120的壳体前侧113、壳体上侧115和具有接头元件130的壳体下侧116。接头元件130用于电气的和/或光学的接触，以便控制保险开关100的监控器，也就是说，该接头元件提供了通信接口。在图3的示图中，在移动接触件200的一个侧面上显示出第一第二固定接触件225、第二第二固定接触件225’和第一第三固定接触件235。

一些接头元件130与电磁触发器300相连，使得电磁触发器300通过该连接被触发并且可选地也可以被监测。此外可选地，一些接头元件130与定位装置315如此连接，从而可以监测锁扣件的位置。

图4示出按照本发明的保险元件100的立体示意图，其具有敞开的壳体背侧114、具有接头元件130的壳体下侧116、第一壳体侧面117和第二壳体侧面118。

在敞开壳体背侧114上，第一电极端子210、第二电极端子220、第三电极端子230和第四电极端子240在此彼此间电绝缘地布置，这可以通过第一电极端子210的间隔件、第二电极端子220的间隔件、第三电极端子230的间隔件和第四电极端子240的间隔件实现。第四电极端子240在此通过可选的、电绝缘的固持元件245被附加地固定。

第四电极端子240与四个可见的导电带250且与在此未示出的移动接触件200导电地连接，其中，两个导电带250是可见的，并且两个导电带被第四电极端子240遮挡。

图5示出按照本发明的导电带接触组件1的示意图，其具有固定接触件215和移动元件255。所述移动元件255具有第一移动元件端部256和第二移动元件端部257。第一移动元件端部256通过焊接、挤压和/或钎焊构成第一移动元件接头，并且第二移动元件端部257通过焊接、挤压和/或钎焊构成第一移动元件接头。在此，在第二移动元件接头上在第二移动元件端部257上例如布置有固定接触件215。在第一移动元件端部256上的第一移动元件接头在此示例性地且优选地具有两个固定件容纳部254。在此，固定接触件215例如具有用于未示出的偏转运动限制件150的第一容纳部216。

此外，在固定接触件上示出可选的第二容纳部217，所述第二容纳部用于容纳在此未示出的固定接触爪支架。

固定接触件215与第二移动元件接头如此连接，使得固定接触件215通过移动元件255可移动。由此，固定接触件尤其实施相对于未示出的移动接触件的偏转运动，其中，移动接触件具有移动方向201，并且固定接触件215可以沿着垂直于移动接触件的移动方向201的另外的移动方向203实施运动。

固定接触件215与第二移动元件接头的连接优选地通过焊接、挤压、螺纹连接、铆接和/或钎焊、特别优选地通过焊接实现。

此外，设有可选的的传力点218，该传力点用于将力、尤其弹簧力施加在固定接触件215上，其优选地反向于偏转运动的可能的方向指向。

图6示出按照本发明的导电带接触组件1的示意图，其具有固定接触爪215a、215b、215c、215d和移动元件255，所述移动元件255具有第一移动元件端部256和第二移动元件端部257。

移动元件255在第一移动元件区段255a中直至第二移动元件端部257被如此开槽或分割，从而形成移动元件部段255b、255c、255d、255e，这些移动元件部段分别与固定接触爪215a、215b、215c、215d相连接。由此，在该实施例中每个固定接触爪215a、215b、215c、215d可单独地运动。

第一移动元件端部256通过焊接、挤压和/或钎焊构成第一移动元件接头，并且第二移动元件端部257通过焊接、挤压和/或钎焊构成第一移动元件接头。在此，在第二移动元件接头上在第二移动元件端部257上例如布置有固定接触爪215a、215b、215c、215d。在第一移动元件端部256上的第一移动元件接头在此示例性地且优选地具有两个固定件容纳部254。在此，固定接触爪215a、215b、215c、215d例如分别具有用于未示出的偏转运动限制件的第一容纳部216。

此外，在各个固定接触爪215a、215b、215c、215d上示出可选的第二容纳部217，所述第二容纳部用于容纳在此未示出的固定接触爪支架。

固定接触爪215a、215b、215c、215d与第二移动元件接头如此连接，使得固定接触爪215a、215b、215c、215d通过移动元件255可移动。由此，固定接触爪尤其实施相对于未示出的移动接触件的偏转运动，其中，移动接触件具有移动方向201，并且固定接触件215可以沿着垂直于移动接触件的移动方向201的另外的移动方向203实施运动。

固定接触爪215a、215b、215c、215d与第二移动元件接头或者与移动元件部段255b、255c、255d、255e的连接优选地通过焊接、挤压、螺纹连接、铆接和/或钎焊、特别优选地通过焊接实现。

此外，设有可选的的传力点218，该传力点用于将力、尤其弹簧力施加在固定接触爪215a、215b、215c、215d上，其优选地反向于偏转运动的可能的方向指向。

图7示出用于按照本发明的保险开关100的按照本发明的移动接触件200的示意图。

所述移动接触件200在此具有增厚部207，该增厚部具有在弹簧蓄能器340上的耦连侧205，其中，在弹簧蓄能器上的耦连可以通过图1所示的电绝缘连接件190实现。在此，在与耦连侧205相对置的侧面上，增厚部207具有移动接触件200的增厚部207的可选的倒圆的边棱206或者肩部206。

移动接触件200的较薄区域208具有移动接触件200的上侧204。

所述移动接触件具有：

-第一延伸方向201，其也是移动接触件200的移动方向201；

-移动接触件200的第二延伸方向202；和

-移动接触件200的第三延伸方向203，其也是垂直于移动接触件200的移动方向201的另外的移动方向203。

移动接触件则在按规定的组装状态下沿移动方向201可移动。

移动接触件200的增厚部207用于在闭合状态下与固定接触件215的电接触，而在断开状态下在移动接触件200的较薄区域208的范围内固定接触件与移动接触件200处于电气分离。

通过移动接触件200沿移动接触件200的移动方向201的移动，移动接触件可以从闭合状态转变为断开状态并且反之可以从断开状态转变为闭合状态。

图8示出用于按照本发明的保险开关100的从移动接触件200的第一侧面203a围绕移动接触件200的固定接触件215、215’、235’与导电带250的布置方式的示意图。

移动接触件200始终具有具备肩部206的增厚部207和较薄区域208。

在移动接触件200的第一侧面203a上布置有第一固定接触装置214中的第一第一固定接触件215和第二第一固定接触件215’以及第三固定接触装置234的第二第三固定接触件235’。在此示出保险开关100的断开状态。在所示的优选实施方式中，第一固定接触装置214与第二第三固定接触件235’彼此间的间隔距离比第一第一固定接触件215与第二第一固定接触件215’彼此间的间隔距离更远。第一固定接触装置214与第三固定接触装置234之间的更大的间距使得在保持保险元件100的紧凑性的同时还实现了不同相位的更好的电绝缘。

图9示出用于按照本发明的保险开关100的从移动接触件200的第二侧面203b围绕移动接触件200的固定接触件225、225’、235与导电带250的布置方式的示意图。

移动接触件200始终具有具备肩部206的增厚部207和较薄区域208。

在移动接触件200的第二侧面203b上布置有第二固定接触装置224中的第一第二固定接触件225和第二第二固定接触件225’以及第三固定接触装置234的第一第三固定接触件235。在此示出保险开关100的断开状态。在所示的优选实施方式中，第二固定接触装置224与第一第三固定接触件235彼此间的间隔距离比第一第二固定接触件225与第二第二固定接触件225’彼此间的间隔距离更远。第二固定接触装置224与第三固定接触装置234之间的更大的间距使得在保持保险元件100的紧凑性的同时还实现了不同相位的更好的电绝缘。

附图标记列表

1 导电带接触组件

100 快速保险开关

110 快速保险开关(100)的开关壳体

112 壳体外侧面，共六个

113 壳体前侧

114 敞开的壳体背侧

115 壳体上侧

116 壳体下侧

117 第一壳体侧面

118 第二壳体侧面

120 操作工作接口

130 接头元件

150 偏转运动限制件

160 固定接触爪支架

190 电绝缘连接件

200 移动接触件

201 移动接触件的第一延伸方向和移动接触件200的移动方向

202 移动接触件200的第二延伸方向

203 移动接触件200的第三延伸方向和垂直于移动接触件200的移动方向的另外的移动方向

203a移动接触件200的第一侧面

203b移动接触件200的第二侧面

204 移动接触件200的上侧

205 在弹簧蓄能器340上的耦连侧

206 移动接触件200的增厚部207的倒圆的边棱、

肩部207 在移动接触件200上的增厚部207

208 移动接触件200的较薄区域

210 电极端子

214 第一固定接触装置

215 第一第一固定接触件和固定接触件

215’ 第二第一固定接触件

215a第一固定接触爪

215b第二固定接触爪

215c第三固定接触爪

215d第四固定接触爪

216 第一容纳部

217 第二容纳部

218 传力点

220 第二电极端子

224 第二固定接触装置

225 第一第二固定接触件

225’ 第二第二固定接触件

230 第三电极端子

234 第三固定接触装置

235 第一第三固定接触件

235’ 第一第三固定接触件

240 第四电极端子

245 固持元件

250 导电带

254 固定件容纳部

255 移动元件

255a第一移动元件区段

255b移动元件部段

255c移动元件部段

255d移动元件部段

255e移动元件部段

256 第一移动元件端部

257 第二移动元件端部

300 电磁触发器

310 锁扣件

315 位置传感器

340 弹簧蓄能器