CN101361151B - 真空开关装置组件，系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绝缘的真空开关装置和有源开关装置元件，因此提供了刚性支撑结构，机械地将真空绝缘体与轴向负载隔离开，而不使用加强或者绝缘封装。弹性绝缘外壳和支撑结构中的至少一个直接与绝缘体的外表面接触。本发明还提供了组装开关装置的系统和方法。

Description

真空开关装置组件,系统以及方法
技术领域
本发明通常涉及高压开关装置，更特别地，涉及用于这样的开关装置的真空开关或断流器组件。
背景技术
电力公司通常利用电缆，变压器，电容器，过电压和过电流保护设备，开关站和开关装置的网络向用户配电。开关装置是用于配电和控制配电的高压(例如，5kV-38kV)装置。基座式或地下开关装置包括容纳套管，绝缘件，汇流排系统和有源开关元件集合的壳体或箱体。该有源开关元件可以包括内部有源元件和外部连接点以建立线路和负载与配电系统的连接，其中内部有源元件例如是保险丝，开关或断流器，外部连接点例如是套管。配电电缆传送高压电能。这些电缆典型地通过开关装置套管电缆连接器耦合至开关装置。反过来，该套管耦合至开关装置内部的有源开关元件或成为其不可或缺的一部分。该有源开关元件通过开关装置组件中的汇流排系统耦合在一起。
除了基座式或地下开关装置之外，其他类型的开关装置包括用在架空配电系统，或用在基准标高以下的地窖或建筑物内储存室内部的开关装置。这种开关装置和基座式开关装置具有类似的结构和运行元件，但是安装稍有不同，并且例如取代绝缘电缆，它们可以不同地连接至裸电线。
不管开关装置是什么类型，有源开关元件可以自动，手动，或远程地通过开关装置打开和/或闭合一个或多个电路路径。一种有源开关元件可以是具有动触头的真空开关或断流器，其中该动触头和真空室中的静触头接合或脱离，该真空室经常形成为圆柱管或瓶形。端帽或端板可以附着至瓶的相对端，并且静触头相对于一个端帽保持静止，而动触头相对于瓶内的静触头在断开和闭合位置之间，相对于另一端帽可滑动地定位。动触头由操作机构致动以将该动触头结合或脱离该瓶中真空室内的静触头。
公知的真空开关或断流器设备包括用于封装该瓶的刚性加强结构，例如环氧的或刚性的聚合模塑件或浇铸件。设置该结构以保持和定位真空瓶，以及用以相对于操作机构保持和定位该瓶的静触头和动触头，其中真空瓶典型地由陶瓷或玻璃制造。在一种这样的设备中，弹性套包围该瓶，该套意在将该瓶和浇铸件隔离，并在该瓶封装在刚性浇铸件内且高温处理时减小真空瓶的应力。
但是，已经发现，由于使用设备时的热应力，机械应力或电应力，该瓶或浇铸件都受到过损坏。用于制造浇铸件和瓶的材料可能具有不同的热膨胀系数，由操作(闭合触头)，断开电路(断开触头)，以及中断故障电流所产生的热量会相当大，这使得材料以不同比率迅速膨胀。当制造过程例如模塑之后冷却时，由于材料以不同比率收缩，那么热收缩也会引起热应力。由于从夏季到冬季的季节变化或者从白天到夜晚的每天的变化而引起的热循环也会产生热应力，热应力的累积的影响会导致设备老化或过早故障。
其他公知的真空开关或断流器设备包括用于绝缘和屏蔽目的的弹性材料。例如，可以将真空瓶放置在刚性缠绕的玻璃纤维管中。静触头可以固定至该管的一端，而操作机构固定至另一端。第二弹性填充层填充瓶和管之间的空间，以试图将瓶和刚性管机械隔离。包括瓶和填充层的该管组件可以放置在弹性外壳内，其中该弹性外壳为设备提供电屏蔽和绝缘。
无论如何努力地将真空瓶和机械应力隔离，但由于在使用中，与触头的断开和闭合相关的机械力，开关或断流器设备的未对准都会使得瓶和/或支撑结构断裂。例如，如果操作机构的致动轴与开关或断流器设备的轴即使是稍微未对准，那么在触头的断开和闭合期间，该瓶，以及不是用于该瓶的支撑结构将变得受控于机械负载。取决于该负载的严重程度和频率，该瓶的结构整体性将会受到危害，甚至可能被破坏。由于瓶相对于操作轴未对准，该瓶的负载可能进一步引起开关或断流器被束缚，由此阻止瓶触头的正确的断开和闭合。
另外，一些公知的真空开关或断流器设备都容易受瓶相对于瓶的操作机构稍微移动的影响，这会在操作中引入可靠性问题，特别是那些利用弹性外壳的真空开关或断流器设备。如果没有以该种方式，即确保将瓶的静触头端固定，且相对于操作机构的轴不能移动，来安装该瓶，那么操作机构可能不会将动触头和静触头完全断开和分离。或者，瓶和操作机构之间的相对移动可以防止操作机构将真空瓶的动触头相对于静触头完全闭合和结合。该开关触头必须完全断开或闭合以用于正确的工作。并且，开关触头必须通过施加于动触头的相当大的力量保持闭合，以保持动触头和静触头紧密接触。如果不符合该条件，那么将在静触头和动触头之间出现不希望的电弧情况或者静触头和动触头将焊接在一起。另外，该瓶安装中的松动或运动可能会使在触头闭合时，对触头之间的反弹起作用，这对于触头之间的机械和电气干扰是有害的。反弹也是削弱该瓶的应力源，并可能会引起开关触头焊接在一起。
在固态介电绝缘真空开关或断流器设备中，绝缘层保持该设备的内部导电元件彼此电隔离，其中该内部导电元件可以在高压或接地电势处被激励。并且，为了安全，有时，但不必须地设置外部接地屏蔽以将设备的外表面保持接地电势。该接地屏蔽也必须与被激励的元件电隔离。有必要将电势之间电隔离以防止电力系统中的故障。存在多个应用，主要是用在架空系统，在该系统中不需要接地屏蔽，这是因为被激励的元件和地之间的物理分离提供了充分的电隔离。在任一情况下，都可以防止由该设备馈电的电力系统的线路侧连接的电能中断。也可以防止该设备本身或对周围设备的损害，开关装置附近的人员，包括但不限于维修工人和技术人员可以免于有害的环境。以成本有效的方式设置该种绝缘，使得当开关触头处于断开位置时，允许该设备承受施加的电压并隔离该电路是具有挑战性。
如果该结构中存在的空气充分受压，其将击穿，导致重大的部分放电。该击穿可能袭击周围绝缘，最终导致绝缘系统失效。因此，除了外部屏蔽之外，在不同电势具有外部屏蔽或内部导电元件的设备中的内部空腔可能被橡胶屏蔽包围，其中该不同电势彼此相近。这些屏蔽保证空腔中存在的任何空气都不会具有跨越其的电压梯度。消除可能的电压差动将消除空腔内跨越空气的电气应力，由此防止部分放电和最终导致的绝缘衰退。
期望的是提供一种用于真空开关或断流器设备的安装结构和绝缘件，其中该真空开关或断流器设备能够承受更多的热应力并能循环使用，并且其在触头断开和闭合时提高了开关装置的可靠性，简化了设备和相关的开关装置的制造和组装，以及与公知的开关或断流器设备以及相关的开关装置相比具有费用上的优势。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种开关装置元件组件，其包括：限定了孔并在孔中具有静触头的绝缘体；安装至所述绝缘体且相对于所述静触头选择性定位的动触头；装入所述绝缘体的弹性绝缘外壳；以及将所述绝缘体与轴向负载机械隔离的刚性支撑结构，所述支撑结构包括第一和第二端部，所述支撑结构在第一端部支撑静触头，在第二端部延伸至操作机构，用于相对于所述静触头定位所述动触头，所述刚性支撑结构包括合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性，所述弹性绝缘外壳和刚性支撑结构中的至少一个直接与所述绝缘体的外表面接触，无需在密封材料内浇铸所述绝缘体。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于电气开关装置的开关装置元件，其包括：基本不导电的弹性外壳；位于所述外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头定位；连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构借助不同于浇铸的方式施加于所述真空瓶组件，所述刚性支撑结构构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载机械隔离，所述刚性支撑结构包括置于弹性外壳内的合成材料的外包装层，所述弹性外壳直接接触所述真空瓶组件的外表面，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，其包括：基本不导电的弹性外壳；位于所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；刚性支撑结构，其在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括耦合至所述真空瓶组件的合成外包装材料，并构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载隔离，所述刚性支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面，其中所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，其包括：基本不导电的弹性外壳；位于所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，由操作机构将所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；连接器，构造为附着至固定支撑件，所述连接器在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部处放置在所述弹性外壳内；刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括紧固至位于所述弹性外壳内的所述真空瓶组件的静触头的绝缘支撑件，以及位于所述弹性外壳外的外部支撑结构，所述外部支撑结构在所述绝缘支撑件和操作机构之间延伸，并刚性连接至所述绝缘支撑件和所述操作机构。所述外部支撑结构包括直接施加于所述弹性外壳的外表面的合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性；其中所述绝缘支撑件和所述外部支撑结构在机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载机械隔离，所述刚性支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，其包括：基本不导电的弹性外壳；位于所述外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；以及刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括直接接触所述真空瓶组件外表面的弹性套，所述弹性套包括至少一个加强杆，其构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时将所述真空瓶组件和该机械负载隔离。
根据本发明的第六方面，提供了一种电开关装置系统，其包括：汇流排系统；多个耦合至所述汇流排系统的有源开关装置元件；多个分别连接至各个有源开关装置元件的电缆；以及操作机构，用于断开和闭合所述有源开关装置元件；其中多个所述有源开关装置元件中的至少一个包括：绝缘外壳，其具有固态主体并限定了穿过该主体的孔；在所述孔中接收并装入所述外壳中的瓶组件，所述瓶组件包括真空绝缘体，由所述操作机构致动的动触头，静触头，和致动连接器；以及刚性支撑结构，其轴向支撑所述真空绝缘体并机械隔离真空绝缘体和操作机构，而无需将所述真空绝缘体封装在形状和体积不定的材料中；其中所述刚性支撑结构在所述绝缘外壳的第一端部与所述静触头结合，并在与第一端部相对的所述绝缘外壳的第二端部支撑致动连接器，以刚性连接在第一和第二端部之间，其中所述刚性支撑结构包括合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
根据本发明的第七方面，提供了一种组装开关装置的方法，包括：提供至少一个有源开关装置元件，其包括基本不导电的弹性外壳以及所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件上的动触头，所述有源开关装置元件进一步包括构造为附着至操作机构的连接器，所述连接器在与瓶组件相对的外壳的一端处放置在外壳内，所述连接器包括在所述弹性外壳的一端上的固定支撑件和所述弹性外壳的相对一端上的真空瓶组件之间延伸的刚性支撑结构，所述支撑结构构造为当机械负载连接至所述开关装置时，将真空瓶组件和机械负载隔离，所述刚性支撑结构和所述弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面，其中所述真空瓶组件不使用加强浇铸；以及利用刚性支撑结构，相对于固定支撑件安装所述有源开关装置元件，所述刚性支撑结构是刚性非环氧树脂密封支撑结构；所述安装包括施加合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性；以及将操作机构的操作轴连接至所述连接器。
附图说明
图1是从开关装置的电源侧看去，根据本发明的示例性实施例的电气开关装置的透视图；
图2是从开关装置的分接头侧看过去，图1中示出的开关装置的另一透视图；
图3是图1和2中示出的开关装置的内部元件的透视图；
图4是可以和本发明一起使用的示例性真空瓶组件的截面图；
图5是根据本发明一个实施例的开关或断流器模块的侧视图；
图6是图5中示出的开关或断流器模块的截面图；
图7是绝缘外壳的截面图，其可以和图5和6中示出的开关或断流器模块一起使用；
图8是开关或断流器组件的截面图，其包括图7中示出的外壳和图5中示出的开关或断流器模块；
图9是根据本发明的另一开关或断流器组件的截面图；
图10是图9中示出的组件的一部分的截面图；
图11是用于图9示出的组件的替换的外部支撑安装支撑件的透视图；
图12是根据本发明另一实施例的开关或断流器模块的截面图；
图13是与图12类似但围绕该模块的轴旋转45°的视图；
图14是用于图12和13示出的模块的加强套的透视图；
图15是包括图12和13示出的模块的开关或断流器组件的截面图；
图16是与图15类似但围绕该组件的轴旋转45°的截面图；
图17是根据本发明的开关或断流器组件的另一实施例的截面图。
具体实施方式
图1说明了示例性的开关装置结构100，其中可以使用根据本发明的真空开关或断流器组件。虽然描述了一个示例性的开关装置100，但是可以理解本发明涉及许多开关装置的结构，开关装置100仅是下文中所述的开关或断流器组件的一种可能的应用。因此，开关装置100仅用于说明和描述，本发明不意在限制于任何特殊类型的开关装置结构，例如开关装置100。
如图1所示，开关装置100包括保护壳体102，例如，其具有定位在断开位置(图1)和闭合位置(图2)之间的电源侧的门104。闭锁元件106和/或108可以用于将电源侧的门104锁在闭合位置。电源测的门104的内部是成为壳体102的一部分的前板110。电缆112a-112f可以耦合至壳体102的下端部并连接至壳体102中的有源开关元件(下面描述)，电缆112a-112f中的每一个典型地从两个不同的电源传送三相电能。例如，电缆112a-112c可以分别从电源1传送A，B和C相电能，电缆112d-112f可以分别从电源2传送C，B和A相电能。
电缆112a-112f可以耦合至前板110，以及例如通过连接器元件114a-114f耦合至开关装置100，其中连接器元件将电缆112a-112f连接至壳体102中的各个开关元件(在图1中未示出)。反过来，该开关元件可耦合至壳体102中内部的汇流排系统(在图1中未示出)。
把手或把柄116a和116b耦合至壳体102并操作开关装置100内部的有源开关装置元件(下面描述)，以断开或中断经由电缆112a-112流经开关装置100的电流，并将电源1和2与负载侧或电能接收设备电隔离。通过操作把手116a，将电缆112a-112c从内部汇流排系统脱离。类似地，通过操作把手116b，将电缆112d-112f从内部汇流排系统脱离。如图1所示，把手116a和116b安装在前板110上。在示例性实施例中，开关装置100的电源侧的有源开关元件是真空开关组件(下面描述)，并且该真空开关组件可以和本发明各种实施例中的其他类型的故障断流器和保险丝结合使用。
开关装置的一个示例性用途是例如通过断开或闭合开关元件，将配电电缆网络分为几个部分。开关元件可以本地或远程地被断开或闭合，可以防止从一个电源向开关装置供应的电能流入开关装置的另一侧和/或母线。例如，通过断开开关把柄116a和116b，可以防止开关装置一侧中来自电源1和2中每一个的电能流入开关装置的另一侧以及母线和分接头。在这种方式中，电力公司依赖于开关装置中包含的有源开关元件的类型，要么通过断开开关装置，利用自选将一部分网络分离用于维修，要么为安全起见，通过使用保险丝或故障断流器，自动将一部分网络分离用于维修。
图2显示了开关装置100的另一侧，其中在示例性实施例中，该开关装置包括定位在断开(图2中示出)和闭合(图1)位置之间的分接头侧的门120。闭锁元件122和/或124可以用于将分接头侧的门120锁在闭合位置。分接头的门120的内部是用于限定壳体102的一部分的前板126。六个电缆128a-128f可以连接至开关装置100的下侧，各个电缆128a-128f中的每一个典型地从开关装置100传送例如一相电能。例如，电缆128a可以传送A相电能，电缆128b可以传送B相电能以及电缆128c可以传送C相电能。类似地，电缆128d可以传送C相电能，电缆128e可以传送B相电能以及电缆128f可以传送A相电能。连接器130a-130f将电缆128a-128f连接至开关装置。
应当注意，图1和2中的示例性开关装置100仅示出了一种示例性的相位结构，即图2中的从左至右的ABC CBA结构，使得相应的电缆128a-128c和128d-128f在各个分接头1和分接头2传送各相ABC和CBA。但是可以理解，在其他实施例中可以设置其他相位结构，包括但不限于AA BB CC，使得电缆128a和128b中的每一个都传送A相电流，电缆128c和128d中的每一个都传送B相电流，以及使得电缆128e和128f中的每一个都传送C相电流。开关装置的其他结构可以在相同的前板110(图1)或126(图2)上，或者在一个或多个附加的前板上的开关装置的侧面，具有一个或多个电源和分接头。也可以设想为每相指定一个数字，例如1，2和3，并且开关装置可以容纳多于或少于三相的电能。这样，开关装置在开关装置100的分接头侧，例如可以具有123456654321的结构。
如下所述，框架可以放置在开关装置的内部并为有源开关元件和汇流排系统提供支撑。换言之，一旦有源开关元件和汇流排系统耦合至该框架，那么该框架就将它们保持在恰当的位置。定位该框架以允许部分有源开关元件，典型地是套管，伸出作为套管平面，用以完成各种电缆的连接。
在示例性实施例中，如下所述，把柄或把手132a操作开关装置100内的有源开关装置元件，以将电缆128a，128b，128c从内部汇流排系统脱离。类似地，把手132b-132d使得独立的电缆128d，128e，128f中的一个分别脱离和连接内部汇流排系统。在示例性实施例中，开关装置100分接头侧的有源开关装置元件包括真空断流器组件(下面描述)，该真空断流器组件可以和本发明的另一和/或替换实施例中的保险丝和各种故障断流器结合使用。
图3是在没有支撑框架的情况下，从壳体102移除开关装置100的内部元件的示例性透视图。开关元件组件150和故障断流器组件152可以放置在开关装置组件的相对侧(即，分别是电源测和分接头侧)。电缆112a-112f可以连接至各个开关元件组件150，并且电缆128a-128f(在图3中未标记的电缆128c-128f)可以连接至各个断流器元件组件152。
汇流排系统154可以位于开关元件或断流器组件150和152中间，并可以经由连接器156和158互连。在不同的实施例中，汇流排系统154包括在彼此周围形成或弯曲形成的传统的金属条部件，或者模块电缆母线以及连接器系统。该模块电缆母线系统可以和机械按压连接件组装为各种结构、相位平面的定位、以及汇流排系统的尺寸。在另一实施例中，可以以模块形式提供具有按压机械连接器的模塑固态介电汇流排部件，以方便形成各种汇流排系统的结构，其具有数量减少的元件部分。在其他实施例中，本领域技术人员理解可以使用其他公知的汇流排系统。
图4是示例性真空瓶组件200的截面图，该真空瓶组件可以用于开关装置100中的一个或多个有源开关元件或断流器组件150，152(在图1-3中示出)。
该瓶组件200包括绝缘体202，耦合至绝缘体202任一端的端板204和206，以固定的方式安装在端板206上的静触头208，动触头210，该动触头相对于每个端板204和206以及静触头208选择性定位，以完成或切断流经瓶组件200的导电路径。取决于动触头210相对于静触头208的位置，该瓶组件200可以用于导通流经该组件的电流，或者作为替换，断开或中断流经该组件200的电流路径。
该绝缘体202可以由基本不导电或绝缘材料，例如玻璃，陶瓷或其他本领域公知的恰当的材料制造为圆柱或管形，或形成为具有在该瓶的相对端延伸的中心开口或孔212，其中端帽204，206以公知的方式附着。在不同的实施例中，绝缘体202可以被集成制造为整体结构，或者，可以由多片结合在一起制造以形成整体结构。绝缘体202放置且定位组件200的其他元件并当触头208，210分离时提供电绝缘。
外部导电杆214限定了穿过端帽204至该瓶组件200的内孔212的导电路径。第二内部导电杆216耦合至该杆214，并限定了安装于此的动触头210的导电路径。加强杆218，在一个实施例中由不透钢制造，其提供将杆214和216组合的机械力。在替换实施例中，外部和内部导电杆214和216可以由一个单一的导电杆替代。
活塞形电流交换件220安装在导电杆214的外端部，其中该导电杆从该瓶穿过端板204伸出。电流交换件220构造用于电连接至外部电流交换件(下面描述)，其中该外部电流交换件连接至电缆，例如图1和2中示出的电缆112a-112f和128a-128f中的一个。在替换实施例中，可以经由导电织物，柔性导线，或其他替代电流交换件220的公知的连接方案来设置与外部电流交换件和/或电源电缆的电连接。
柔性金属波纹管222位于该瓶组件200的孔212中，并且该波纹管222在端板204和导电杆214和216的公共端之间延伸。该波纹管222在该瓶组件200的孔212内包围杆214。柔性波纹管222允许杆214，216和动触头210在箭头A的方向沿该瓶组件200的轴223移动，且保持在瓶组件200内为真空密封。
屏蔽物224部分围绕该波纹管222，并在动触头210与静触头208分离时，防止该波纹管222被在大电流中断期间产生的金属飞溅和蒸汽损坏。
静触头208耦合至内杆226，反过来，内杆226耦合至外触头228以提供外部导电路径以及与瓶组件200的固定端部的连接。外触头228也与端板206刚性连接。可以设置不锈钢加强杆230以在该瓶组件200的固定端部加强导电杆结构。
内屏蔽物232部分包围该瓶组件200的孔212中的触头208和210，并且，沿着端部屏蔽物234，屏蔽物232在瓶组件200内提供电场的恰当遮蔽和控制。这些屏蔽物232，234限定了任何副产品的位置，由此保护绝缘体202的绝缘的整体性，其中当动触头210与静触头208分离时，由电弧产生该副产品。
一旦元件被组装，该瓶组件200就放置在很大的真空室中，其中从瓶组件200中去除气体。在元件之间的恰当位置处放置钎焊材料，以保证元件部分之间的电连接和气密密封，而且当该组件200在真空室内时，该组件200被加热至钎焊材料熔化和回流的温度。当该组件200返回到室温时，在真空瓶组件200中产生硬真空。硬真空具有非常高的介电力，其在动触头210与静触头208分离时，快速恢复电弧结果。另外，由于在真空内不会出现触头208，210的氧化，因此，组件200是在开关或断流器元件组件，例如图3中示出的开关或断流器元件组件150和152中传送电流的非常有效的方式。该组件200也用于有效中断高压电流。例如，动触头210沿着轴223相对于静触头208移动0.5英寸或更少，可以有效中断大约38kV电压处的电流。
通过本领域公知的致动结构，沿着箭头A的方向，在断开和闭合位置之间，经由杆218驱动致动元件，例如致动轴236以移动动触头210。在断开位置，动触头210远离静触头208(向图4中的左边移动)以分离触头。在闭合位置(在图4中示出)，动触头210挤压静触头208以经由触头完成导电路径。从设备的断流器的角度看，可以使用传感器和触发系统(未示出)以检测流入瓶组件200的故障电流的存在。检测到故障后，触发系统使得轴236移动以分离触头210，208，以及中断它们之间的导电路径，由此断开穿过瓶组件200的电路。
保持和支撑瓶组件200是非常重要的，使得通过动触头210施加足够大的力，以允许在触头闭合时，在静触头和动触头208，210之间进行有效的电流交换。瓶组件200安装中的任何“轻柔”或运动都会使得触头闭合时的接触力减小，这将导致触头210，208焊接在一起或突然断开。真空绝缘体202，以及其与端帽204，206的铜焊结点相对较强，但是如果其在组件200操作期间被施加了过大的力，也会断裂。该力来源于瓶组件200相对于移动动触头210的操作机构未对准，例如当移动动触头210的力与瓶组件200的轴223不成一条直线。该瓶上的力也可能来自当传送或中断电流时，绝缘体202和保持并支撑其的结构所经历的不同的膨胀率，或者简单地来自将该瓶保持在恰当位置的安装结构。
如下详细描述，本发明提供了用于安装瓶组件200的支撑结构，以避免上述安装问题。另外，本发明提供了该瓶组件200的恰当的屏蔽物和绝缘件以及支撑结构，以确保施加的电压，例如1至38kV，不会在组件200中或附近引起击穿。此外，高电压AC可承受高至70KVrms，并且脉冲电压可以是峰值为150KV，对瓶组件200的保护和绝缘确保这些电压不会在组件200中或附近引起击穿。如果出现击穿，那么将会在更大的电力系统中出现故障，潜在地损害其他设备，同时阻止电能到达通过瓶组件200连接至开关装置100的用户。
图5是根据本发明一个实施例的示例性开关或断流器模块250的侧视图。该开关或断流器模块250，例如用在开关装置100(图1和2)中的有源开关或中断元件组件150和152(见图3)中，虽然可以理解该开关或断流器模块250可以用在其他类型的开关装置或其他期望的类型的设备中。该开关或断流器模块250可以进一步用在配电系统中的地下，架空或地上装置，或者甚至用在潜水或水下装置中。
模块250包括用于接收，保护，和支撑瓶组件200(图4)的安装结构252。静触头254从支撑结构252的一个端部向外伸出，并刚性连接至瓶组件200的固定端，并且致动喉连接器256从支撑结构252的另一端部向外伸出。喉连接器256结合并连接至例如操作机构，其中该操作机构通过相对于静触头208(图4)移动动触头210，来操作致动轴236(图4)以断开和闭合穿过瓶组件200的导电路径。
图6是开关或断流器模块250的截面图，其包括瓶组件200，与瓶端板204(图4)相邻的外部电流交换件260，喉连接器256，以及静触头254，所有这些和如下解释的合成外包装层262一起固定并且维持彼此相对位置。
在一个实施例中，外部电流交换件260是圆柱形或管形，外部电流交换件包围并提供与瓶组件200的电流交换件220的机械和电接口。瓶组件200的加强杆218的一部分(也在图4中示出)从瓶的端板204轴向延伸并由内部电流交换件220包围。瓶组件200的加强杆218包括，例如螺纹或其他部件以附着和结合操作机构的致动轴236(图4)。喉连接器256与外部电流交换件260的端部对准并相邻。
喉连接器256的端部264形成为与操作机构(未示出)匹配的轮缘或边缘，使得静触头端部或瓶组件200的固定端部266通过外包装层262相对于操作机构刚性保持。刚性连接允许操作轴236(图4中示出)提供恰当的触头移动并使得轴236利用恰当的力保持触头210，208(图4)闭合。在示例性实施例中，喉连接器的端部264包括环形槽268，并且垫圈(在图6中未示出)位于模块组件250和操作机构之间的槽268中。
触头254附着至瓶组件200的固定端部266，在说明的实施例中，触头254包括两个以螺纹连接在一起的部分，虽然可以理解能够利用现有技术中任意各种公知的技术以在彼此附着的一块或多块中使用各种触头。触头254机械和电结合至瓶组件200的外部触头228。
当瓶组件200，外部电流交换件260，喉连接器256，和触头254对准且彼此组装在一起时，这些元件的组装件放置在固定装置中，并且在这些元件的基本整个外表面上施加固态但柔软的合成包装件。该合成包装件直接施加于该瓶的外表面并与其紧密接触，且围绕该瓶和其他元件的外表面包装。该合成材料限定了与瓶的外表面270的无空隙的接触接口，如果不是全部，则基本上没有了会产生电气放电的气隙。一旦合成包装件施加于该元件组件的外表面，那么它将经受化学，热，UV辐射，或其他处理工艺以使得合成包装材料中的粘合材料聚合并交叉结合，产生刚性的自支撑的外包装层262。
因为合成包装件作为柔性固态材料以层的形式施加于这些元件，那么当该合成包装件施加于这些元件时，其具有一定的形状和体积，这不同于没有一定形状或体积的液态材料，该液态材料普遍用于浇铸，模塑，涂敷和其他公知的密封工艺，其中该液态材料随后被处理或硬化成包围瓶组件的固态形式。该固态柔性合成包装件也不同于公知的液态和气态绝缘材料和电介质，其中该液态和气态绝缘材料和电介质没有一定的形状和形态，其有时例如通过将该瓶浸入这种材料中，封装或包围该瓶。通过避免使用这样以绝缘为目的的液态或气态材料，外包装层的一定的体积和形状简化了瓶组件200的制造以及在开关装置中的安装。
在示例性实施例中，用于形成外包装层262的合成包装材料包括玻璃纤维，KevlarTM或其他嵌入在聚合化合物中的绝缘材料织物或连续原丝，其在完全处理时变为刚性。一种这样的材料可以从J.D.Lincoln，Inc.of CostaMesa，California商业地获得，并且该种材料被指定为L-201-E，虽然也可以使用其他供货商的类似材料。有利地，外包装层262提供了结构强度以在瓶组件200被致动，以断开和闭合触头210，208时抗结构负载。
另外，和用于该瓶的公知的填充的环氧树脂密封剂不同，该用于形成外包装层262的合成材料中嵌入的绝缘材料，使外包装层262的热膨胀系数的值大致等于嵌入的绝缘材料的热膨胀系数，其与陶瓷绝缘体202的热膨胀系数类似或者大致相同，甚至当该合成材料中使用的环氧树脂或其他粘合树脂的热膨胀系数与该瓶不同。
在一个示例性实施例中，该瓶由氧化铝陶瓷材料制造，该氧化铝陶瓷材料具有的热膨胀系数在大约2至大约20×10-6mm/mm/摄氏度的范围内，尤其是在-40℃至大约160℃的温度范围内，该热膨胀系数在大约5至大约10×10-6mm/mm/摄氏度的范围内。为了比较，例如，该合成包装材料的热膨胀系数在大约11至大约50×10-6mm/mm/摄氏度的范围内。同样也为了比较，公知的填充的环氧树脂在-40℃至大约100℃的温度范围内，热膨胀系数在大约25至50×10-6mm/mm/摄氏度的范围内，在100℃至大约160℃的温度范围内，热膨胀系数在大约80至120×10-6mm/mm/摄氏度的范围内。
因为当处理时，氧化铝陶瓷瓶材料和合成包装材料之间的膨胀系数具有类似的数量级，因此，避免了与温度循环相关的热应力以及由于电流负载和瓶组件200中触头210，208的连接和断开产生的热量，这是因为该瓶组件200和外包装层262以大约相同的比率素随着温度膨胀和接触。由外包装层262的连续加强所提供的热膨胀的减小，使得热应力免于超过该材料的强度，这样防止了该材料在操作中断裂。
除了形成连续的加强结构之外，外包装层262具有充分的聚合材料以在设置合成材料期间用作粘合剂，因此模块组件250形成了结构上的声音模块。该瓶组件200和合成包装件的粘合允许模块组件250在使用时能够承受施加在其上的连续电压应力。
当合成包装件262和瓶组件200具有相似的热膨胀系数时，热应力得以减轻，并且可以消除对于缓冲材料的需求，其中该缓冲材料例如是在一些传统类型的开关装置中使用的包围该瓶组件200的单独的橡胶套。这样，模块组件250使用了更少的部分，消除了制造的步骤，并且比传统的环氧树脂密封的真空开关装置的费用降低。
在完全处理外包装层262后，外部电流交换件260中的螺纹横向孔272的区域中的包装层262被去除。如下所解释的，当模块组件250组装入有源开关装置元件组件，例如开关或断流器元件组件150和152(图3)时，横向孔272接受用于连接至电缆的触头。
图7是示例性绝缘外壳280的截面图，其和开关或断流器模块250(在图6中示出)一起使用。
在示例性实施例中，绝缘外壳280由具有低模数和高延伸量的弹性材料制造以根据公知的工艺限定柔性或弹性结构。在一个实施例中，外壳由模塑橡胶制造为通常是圆筒状或管状的主体，该主体具有中心孔282，设定该中心孔的尺寸以容纳模块组件250(图5和6)。由导电橡胶制造内部应力释放插入件284，286并将其施加到外壳280内表面的指定部分以在它们装入的体积内保持均匀的电压。插入件284，286防止在它们装入的区域内部出现放电。匹配接口288，290，有时也称为套管，被模塑进入外壳280并从外壳280延伸，接口288和290接收匹配部分，其中该匹配部分使得模块250经由例如开关装置100(图1-3所示)连接至电力系统。
在示例性实施例中，外部导电接地屏蔽物292基本包围外壳280的整个外表面，为了安全的原因，在模块250被激励时，接地屏蔽物292保持接地电势。
橡胶外壳280的内直径D1稍小于模块250的外直径D2(图6)。当模块250插入外壳280时，模块250的外表面和外壳280的内表面之间的最终的干扰允许当瓶组件200(图4)的触头210，208断开或闭合时整个组件承受施加的电压。模块组件250和外壳280的干扰表面之间的紧密配合也将两个表面之间的接口的空气排出，由此防止气隙和能够引起电气故障的相关的电气放电。
在一个实施例中，外壳280可以形成为单一的一块，完整的结构。在另一实施例中，外壳可以形成为两块或两块以上，它们在锥形的重叠缝294(在图7中用虚线示出)处结合以确保足够的介电强度。
图8是示例性开关或断流器组件298的截面图，其包括外壳280，该外壳280具有插入其中的开关或断流器模块250。合成外包装层262夹在外壳280和瓶组件200之间。外包装层262在不存在任何中间层或材料的情况下，直接接触瓶的外表面，并也直接接触绝缘外壳280的内表面。
使用各种固定物和导引件以确保模块250中的螺纹孔272(图6)和外壳280的接口288的位置在位置上对应，进一步使得触头254和外壳280的接口290的位置在位置上对应。模块触头300通过螺纹孔272附着至模块250，并和模块250的外部电流交换件260结合。在说明的实施例中，该连接是螺纹连接，但是该功能可以由其他实施例中的其他技术完成。在接口290中接收模块触头301并将其以螺纹连接触头254，虽然在其他实施例中也同样可以使用非螺纹连接的附着方案。
在说明的实施例中，操作轴236穿过杆218，通过螺纹连接动触头210(图4)而附着，但是也可以设想可以在其他实施例中建立非螺纹式的附着或连接。由固定板302表示的操作机构和喉连接器256的端部264结合，垫圈304将喉连接器264和操作机构之间的入口密封。匹配连接器，有时也称为套管或弯管，与接口288，290和各个触头300，301匹配以将组件298连接至参照图1-3所述的电缆和汇流排。
如图8所示，整个开关或断流器组件298构造为“Z”形，或者示例性实施例中的结构。在另一实施例中，作为替换，端部套管/弯管接口288，290可以形成为“C”形或整个组件298中的结构，或者作为替换形成为“V”形或“T”形或者任意端部的结构或者与组件298的轴223的直线连接。由两块形成的橡胶外壳280对于允许产生和使用替换的形状是有效的。替换的形状可以用于帮助模块的用户将模块250以各种方式连接至电力系统使得更容易和更安全地安装与操作模块。
一旦连接至操作机构板302(上述操作机构板302以固定方式可靠安装)，外包装层262就会在一端提供与板302的刚性机械连接，在另一端提供与瓶组件200的固定端部228的刚性机械连接。这样，一旦该瓶组件组装至操作机构，则该瓶组件200保证与操作轴236保持对准以避免瓶组件的结构负载，其中公知的真空开关或断流器设备易受该结构负载的影响。另外，由于外包装层262和瓶的外表面的直接接触，那么由外包装层262，而不是瓶组件200(或绝缘体202)承受由于致动轴236的正常或非正常操作而出现的任何轴向或非轴向的负载。该外包装层的刚性连续加强结构形成自支撑和结构恰当的组件298以更有能力承受使用中的操作力和施加的负载，因为外包装层262以和瓶组件200几乎相同的比率膨胀和接触，那么热应力在整个组件298中基本减小。
图9是根据本发明的另一示例性开关或断流器组件320的截面图。在一些方面，组件320与所述的组件298(图8)类似，因此，相同的附图标记用于指示相应的组件320和组件298相同的部件。
与组件298不同，其中组件298具有所述的用于瓶组件的外包装层262的内支撑结构，开关组件320具有如下解释的用于瓶组件的外支撑结构。
如图9所示，开关或断流器组件320包括绝缘外壳280，用于接收和装入真空开关或断流器322。开关或断流器322包括瓶组件200，在瓶组件200中限定了至动触头210(图4)的电流路径的内部电流交换件220，外部电流交换件324，联结器326，致动轴328，从轴328延伸的轴导引件330，以及在瓶组件200中刚性连接至静触头208(图4)的外部瓶触头332。
在示例性实施例中，外壳280由弹性材料(例如，模塑橡胶)制造为两块，并在锥形重叠结合点334结合在一起，其中该结合点位于瓶组件200的旁边并与该瓶组件200的外周围间隔开。当各块组装时，外壳280的两个部分之间的接口或结合点334提供足够的电绝缘和环境密封。外壳280的各块在开关或断流器组件322的各个元件上配合，使得外壳280中的一块包含瓶组件200以及外部瓶触头332，另一块包含外部电流交换件324和瓶致动元件。但是，可以设想，在其他实施例中可以使用其他外壳结构，用于接收开关或断流器组件322的其他部分，进一步可以理解可以使用单块的外壳结构以容纳整个开关或断流器组件322。
在示例性实施例中由弹性材料(例如，橡胶)制造外壳280，其中该弹性材料具有弹性或可拉伸。每块外壳280的内直径小于相应的所接收的开关或断流器元件的外直径，并且当外壳块在各个开关或断流器组件的元件上延伸时，外壳280拉伸并产生施加于开关或断流器元件外表面的力。施加的力产生电介质密封和水密封，使得这些元件可以用于基准标高以下，地窖，以及其他易于进水的地方。但是，该力与瓶组件200的强度相比还是很小，并且外壳280还为瓶组件200和剩余的开关断流器元件提供足够的电绝缘。并且，在具有外壳280的情况下，根据适用的电气调整，发现在使用中可能出现的任何低于允许的电平的部分放电。进一步，已经发现橡胶外壳280和瓶组件200可以在期望的温度范围和热循环条件下可接收地执行。
外壳280中两块的每一块包括用于屏蔽目的和防止出现放电的内部应力释放插入件336或338。外部导电壳340包围外壳280，在示例性实施例中外壳280被制造为两个匹配块。为了安全的原因，外部导电壳340在接地电势保持外壳280的外部。
真空瓶组件200具有在一端经由螺纹结合附着在该真空瓶组件上的外部静触头332，虽然在替换实施例中可以使用其他紧固技术。在瓶组件200相对端部处，外部电流交换件324放置该瓶的内部电流交换件220之上。喉连接器342附着至外部电流交换件324，并且该喉连接器342可安装在操作机构的固定板344上。可以设置喉隔板元件346以便于机械连接至操作机构的板344。在使用中，操作轴328附着至联接器设备326，然后联接器326耦合至瓶组件200的可动杆218。由电绝缘材料制造操作轴328，导引件330将轴328放置在喉连接器342内。轴328也包括联接器348以连接至操作机构。
绝缘体支撑件350固定在瓶组件200的外部静触头332上，在与喉连接器342相对的外壳280的端部处，轴向接口351接收绝缘体支撑件350。虽然在另一和/或替换实施例中可以使用其他附着和紧固方案，但是在该示例性实施例中，该绝缘体支撑件350经由螺纹结合附着至瓶的触头332。
现在参照图10，在示例性实施例中，绝缘体支撑件350包括高强度绝缘杆352，耦合至杆352的终端部件354和356，以及包围杆352和终端部件354和356的圆锥形主体358。在圆锥形主体358小端，终端部件354经由例如螺纹结合，与瓶组件200的触头332(图9)相匹配。模塑导电壳360包围终端部件356，在杆/终端部件组件上模塑绝缘橡胶并成为壳360的杯状部分以形成圆锥形主体358以及支撑件350坚固的绝缘结构。
虽然已经描述了绝缘体支撑件350的一个实施例，但是可以理解在替换实施例中可以使用其他形状，结构，和材料以根据本发明的其他实施例制造绝缘体支撑件。
支撑件350通过触头332(图9)刚性附着至瓶组件200的静触头228(图4)。外壳280的轴向接口351(图9)和绝缘体主体358的锥形外表面匹配以在外壳280的端部形成电介质密封。支撑件350的导电壳360与外壳的外部壳340(图9)匹配以确保组件320的整个外表面保持接地电势。
在示例性实施例中，支撑件350的终端部件356包括螺纹362以利用例如，装入在外壳280中的外部支撑结构380(图9)将支撑件350捆绑至操作机构。
在一个实施例中，并返回去参照图9，外部支撑结构380是合成材料的外包装层，其中该合成材料直接施加于外壳280的绝缘/屏蔽结构的外表面。利用和前述的用于开关或断流器模块组件250的内部外包装层262类似的材料和安装方法来形成外包装层。如图9所示，设置在外壳280外部的刚性外包装层提供了与操作机构的直接的机械连接以将瓶组件200与操作机构的操作力机械隔离。如果合成包装材料包括，例如玻璃纤维或KevlarTM加强原丝或织物，那么当橡胶外壳280和内部元件随着温度变化而膨胀和接触时，外包装的力量足够承受操作机械应力和电压应力和热应力。
在替换实施例中，外部支撑结构380可以是单独制造的支撑壳，例如图11中说明的支撑壳390。示例性实施例中的壳390根据模塑，冲压，或成形工艺来制造成结构上加强的部件，例如图11所示的该部件。壳390例如可以由金属或刚性聚合物制造，并形成为两个互为镜像的半部分(图11中仅示出一个半部分)，以及固定在开关或断流器组件320的外壳280(图9)上。
在示例性实施例中，壳390的每一个半部分包括匹配端392，第一半圆柱部分394和第二半圆柱部分396，其中第一半圆柱部分在包括轴向接口351(图9)的外壳280的一部分上延伸，第二半圆柱部分用于接收外壳280中包括瓶组件200和致动元件的部分。安装轮缘或边缘398围绕壳390的周边延伸，并包括孔400，该孔400用于当在壳390之间接收外壳280时接收公知的紧固件以将该壳彼此固定。弯管接口402横向延伸至壳390的半圆柱部分396，接口402和在外壳280内形成的相应的弯管接口404，406(图9)对准且匹配。
壳390的匹配端392包括，例如与绝缘体支撑件350(图9)的终端部件356(图10)结合的配件。壳390的相对端连接至操作机构以建立与操作机构的直接的机械连接，使得瓶组件200与操作机构的操作力机械隔离。
虽然在图9和11中说明了壳390的示例性形状和结构，可以理解如果外部加强支撑件在操作机构结构和支撑绝缘体350之间建立了直接和安全的机械连接，那么在本发明的其他实施例中可以使用外部加强支撑件的其他形状和结构。因此，瓶组件200相对于操作机构来说被刚性支撑，允许当断开和闭合瓶触头时施加恰当的力，而不引起操作力直接施加于瓶组件200的陶瓷部分或端帽部分。
虽然与前述的内部支撑的组件298相反，该绝缘体支撑件350和壳390为组件320提供外部支撑，但是无论在内部还是在外部提供支撑件，在操作机构的固定板和该瓶的固定端部之间的直接机械联接和支撑的好处是基本相同的。
图12和图13说明了根据本发明的真空开关装置模块的另一示例性实施例。该模块组件420与模块组件250(图5和图6)的一些方面相似，模块组件420和组件250的相同的部件在图12和13中利用相同的附图标记表示。
和模块250一样，模块420包括向外延伸并刚性连接至瓶组件200的一端的静触头254。连接至瓶组件200相对端部的内部电流交换件220，外部电流交换件260，以及远离电流交换件260轴向延伸的致动喉连接器256。该喉连接器256结合并连接至，例如附着在致动轴(在图12和13中未示出)上的机构，以通过相对于静触头208(图4)移动动触头210，而断开和闭合穿过瓶组件200的导电路径。
采用加强套422形式的安装结构接收和保护瓶组件200，外部电流交换件260和喉连接器256。在示例性实施例中，套422由弹性材料，例如模塑橡胶制造，且在该套中具有绝缘加强件或杆424。套422的弹性材料是弹性的且可拉伸，杆424被模塑进入套中或者被压入在套422中模塑的孔内。该套422放置在真空瓶组件200和外部电流交换件260之上。在套422中形成横向孔426以允许触头(在图12和13中未示出)后来连接至交换件260。该孔426与外部电流交换件260中的螺纹横向口428对准。在一个实施例中，横向孔428可以具有模塑进入该孔的内直径的导电橡胶套(未示出)，以防止捕获的空气被压入将要变为部分放电的点。该套与橡胶外壳(在图12和13中未示出)的内部应力释放插入件接触，其中该模块组件420插入该内部应力释放插入件。
套422的内直径稍小于瓶组件200的外直径，以在它们之间产生干扰配合和电介质以及机械密封。该外部电流交换件260与真空瓶组件200相抵放置并通过电流交换件220保持在恰当的位置，其中电流交换件220机械并电连接至该瓶的动触头210(图4)。喉连接器256与外部电流交换件260相抵放置。当以该种方式放置时，在这些元件上方滑动套422，并且套422在固定的外部瓶触头228和喉连接器256的一个端部之间基本延伸整个长度，其中该固定的外部瓶触头位于瓶组件200的一个端部，且在喉连接器的端部，喉连接器与操作机构结合。套422与瓶的外表面直接接触并紧密接触，无需存在中间层，材料或结构。当附着至操作机构时，套422与瓶组件200的直接接触提供了一种坚固的结构。
触头254附着至瓶组件200的静触头228，触头254具有与套422的外直径匹配的外直径，其中触头位于该套中。杆424延伸穿过触头254中的孔，触头254利用公知的紧固件(例如，螺母和衬垫)固定至杆424。板430(图13)与喉连接器254的端部相抵放置，在不同的实施例中，该板可以是操作机构，中间安装板，或另一固定支撑件的一部分，其中该中间安装板用于将模块420附着至操作机构。垫圈432(图12)可以放置在喉连接器256和板430之间。紧固件(例如，螺母和衬垫)将杆424连接至板430。可以理解替代螺母和衬垫，在其他实施例中设置各种紧固件和附着部件，以将杆连接至触头254和板430。
图14说明了加强套422的透视图，包括在弹性材料的圆柱状或管状主体432内彼此平均间隔的四个刚性杆424，其中该圆柱状或管状主体在杆424之间延伸，例如为模制橡胶。在距离电流交换件260的横向孔428(图12)预定距离处，在主体432中形成横向孔426。
虽然在图14中说明了四个加强杆424，但是可以理解在套422的替换实施例中，可以在主体432的均匀或非均匀的间隔处设置更多或更少的杆424。另外，虽然在图14中说明了基本是圆柱形的杆424，但是可以在其他实施例中使用杆和加强元件的其他形状和结构。
图15和16说明了真空开关或断流器组件448，其包括在绝缘外壳450中接收且由绝缘外壳450包围的模块组件420。与上述外壳280类似，外壳450可以由橡胶以一个，两个或多个部分或块制造，在组装模块420之后，在套422上配合外壳450。在弯管接口446和448中接收触头452和454，其中弯管接口在外壳450中形成。触头452连接外部电流交换件260，触头454连接至瓶的固定端上的触头254。在外壳450中设置应力释放插入件460和462以防止放电，在外壳450的外表面中设置导电壳464以在接地电势保持外表面。
套422中的刚性杆454在操作机构和瓶组件200的静触头结构之间提供直接的机械连接，以将瓶组件200与操作机构的操作力相隔离。
和前述的实施例一样，在组件448中提供直接的机械联结，其以相对于操作机构预定的固定关系支撑瓶组件200的固定端部。套422的直接和连续的机械连接承受着施加在组件上的轴向负载，并通过致动轴的移动将瓶组件200和操作负载机械隔离。同样，套422和瓶组件200能够在各种操作条件下承受热应力和热循环。
图17是根据本发明另一实施例的另一开关或断流器模块500的截面图。该瓶组件500包括瓶组件502和绝缘外壳504。在不同的实施例中，该瓶组件500能够以与上述任一实施例类似的方式在外壳504中被有利地制造，组装，以及刚性支撑。与上述实施例不同，外壳504构造或适用于架空装置。这样，在一个示例中，如图17所示，外壳504可以包括多个以公知方式形成的裙形架(weather skirt)506。另外，可以在模块500中恰当设置本领域技术人员熟悉的其他绝缘部件以用于特殊装置以及承受架空装置的运行状况。可以相信，在无需进一步解释的情况下，本领域技术人员可以对模块作出这样的变形。
已经描述了真空开关或断流器组件的多个实施例，其提供了用于真空开关装置组件的安装结构和电气绝缘，其中该真空开关装置组件能够承受更多的热应力并能循环使用，并且该多个实施例在触头断开和闭合时提高了开关装置的可靠性，简化了设备和相关的开关装置的制造和组装，以及与公知的开关或断流器设备以及相关的开关装置相比具有费用上的优势。这些和其他优势能够实现，且无需传统的环氧树脂模塑和浇铸工艺以及相关的不定形和不定体积的材料，该材料用于密封和加强开关或断流器元件的瓶组件，其中该开关或断流器元件用于这种传统的固态绝缘的开关装置。并且，本发明的上述实施例相应地避免了传统密封开关装置易出现的制造和性能问题。另外，上述实施例实现了前述优势，而无需该种公知的一些开关和断流器共有的单独的弹性缓冲器和填充材料。这些实施例可以用于各种期望的开关装置和设备，并可以被修改以恰当用于配电系统中的地下，架空或地上装置，或者甚至用于潜水或水下装置。
本发明公开了一种开关装置元件组件的一个实施例，其包括限定了孔并在孔中具有静触头的绝缘体，安装至该绝缘体且相对于该静触头选择性定位的动触头，以及装入该绝缘体的弹性绝缘外壳。一个刚性支撑结构将该绝缘体与轴向负载机械隔离，该支撑结构包括第一和第二端部。该支撑结构在第一端部支撑静触头，在第二端部延伸至操作机构，用于相对于该静触头定位该动触头，该弹性绝缘外壳和支撑结构中的至少一个直接与该绝缘体的外表面接触，无需在密封材料内浇铸该绝缘体。
可选地，该支撑结构可以在内部延伸至该绝缘外壳并直接与该绝缘体的外表面接触。作为替换，该支撑结构在外部延伸至该绝缘外壳，并且该外壳直接接触该绝缘体的外表面。该支撑结构包括合成材料的外包装层并直接接触该绝缘体外表面，或者直接接触绝缘外壳的外表面。该合成材料的外包装层具有的热膨胀系数大约等于绝缘体的热膨胀系数，并可以具有嵌入在聚合化合物中的绝缘材料织物或连续原丝，其在合成材料被处理时变为刚性。作为替换，该支撑结构可以包括直接与绝缘体的外表面接触的弹性套，该套包括至少一个加强杆，或者包括刚性连接至该绝缘体的静触头的绝缘支撑件，该支撑结构在该绝缘支撑件和操作机构之间延伸且刚性连接至该绝缘支撑件和操作机构。
这里公开了一种用于电气开关装置的开关装置元件的另一实施例。该开关装置包括基本不导电的弹性外壳，以及该外壳内的真空瓶组件。该瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至该瓶组件的动触头，该动触头相对于该静触头定位。一个连接器，构造用于附着至固定支撑件，在与该瓶组件相对的绝缘外壳的端部将该连接器放置在该绝缘外壳内。一个刚性支撑结构在该外壳的一个端部上的固定支撑件和该外壳的相对端部上的瓶组件之间延伸，该支撑结构借助不同于浇铸的方式施加于该真空瓶组件。该支撑结构构造为当机械负载连接至该开关装置时，将该真空瓶组件和该机械负载机械隔离，该支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触该瓶组件的外表面。
可选地，该支撑结构在内部延伸至该外壳并与该瓶组件的外表面直接接触。作为替换，该支撑结构在外部延伸至该外壳，并且该外壳在该瓶组件和该支撑结构之间延伸，该外壳直接接触该瓶组件的外表面。该支撑结构可包括直接与该瓶组件的外表面接触的合成材料的外包装层，直接接触该瓶组件的外表面的弹性套，该套包括至少一个加强杆，或者刚性连接至该瓶组件的静触头的绝缘支撑件，加强结构在该绝缘支撑件和操作机构之间延伸且刚性连接至该绝缘支撑件和操作机构。当该支撑结构是与该外壳的外表面直接接触的合成材料的外包装层时，该合成材料的外包装层具有的热膨胀系数大约等于该绝缘体的热膨胀系数。一个保持接地电势的导电壳可以作为选择提供，该导电壳放置在该瓶组件和该刚性支撑件之间，或者包围该绝缘外壳的外表面。该弹性外壳适用于架空装置。
这里公开了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件的实施例，其包括基本不导电的弹性外壳，以及该外壳内的真空瓶组件。该瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至该瓶组件的动触头，该动触头相对于该静触头在断开和闭合位置之间定位。一个连接器，构造用于附着至固定支撑件，在与该瓶组件相对的该外壳的端部将该连接器放置在该外壳内。一个刚性支撑结构，其在该外壳的一个端部上的固定支撑件和该外壳的相对端部上的瓶组件之间延伸，该支撑结构包括耦合至该真空瓶组件的合成外包装材料，并构造为当机械负载连接至该开关装置时，将该真空瓶组件和该机械负载隔离，该支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触该瓶组件的外表面。
可选地，该合成外包装材料在内部延伸至该外壳并与该瓶组件的外表面直接接触，或者作为替换，其在外部延伸至该外壳，并且该外壳在该瓶组件和该合成外包装之间延伸，该外壳直接接触该瓶组件的外表面。该弹性外壳适用于架空装置。
这里公开了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件的实施例，其包括基本不导电的弹性外壳以及该外壳内的真空瓶组件，该瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至该瓶组件的动触头，该动触头相对于该静触头在断开和闭合位置之间定位。一个连接器，构造用于附着至固定支撑件，在与该瓶组件相对的该外壳的端部将该连接器放置在该外壳内。一个刚性支撑结构，在该外壳的一个端部上的固定支撑件和该外壳的相对端部上的瓶组件之间延伸。该支撑结构包括紧固至该瓶组件的静触头的绝缘支撑件，以及外部支撑结构，该外部支撑结构在该绝缘支撑件和操作机构之间延伸并刚性连接至该绝缘支撑件和该操作机构。该绝缘支撑件和该外部支撑结构在机械负载连接至该开关装置时，将该真空瓶组件和该机械负载机械隔离，该支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触该瓶组件的外表面。
可选地，该外部支撑结构包括直接施加于该外壳的外表面的合成材料的外包装层。作为替换，该外部支撑结构包括单独制造的支撑壳。该弹性外壳适用于架空装置。
这里也公开了一种用于电气开关装置的真空开关装置元件的实施例。该开关装置元件包括基本不导电的弹性外壳，以及该外壳内的真空瓶组件。该瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至该瓶组件的动触头，该动触头相对于该静触头在断开和闭合位置之间定位。一个连接器，构造用于附着至固定支撑件，在与该瓶组件相对的该外壳的端部将该连接器放置在该绝缘外壳内。一个刚性支撑结构，在该外壳的一个端部上的固定支撑件和该外壳的相对端部上的瓶组件之间延伸。该支撑结构包括直接接触该瓶组件外表面的弹性套，该套包括至少一个加强杆，其构造为当机械负载连接至该开关装置时将该真空瓶组件和该机械负载隔离。
这里也公开了一种电开关装置系统的实施例，该系统包括汇流排系统，多个耦合至该汇流排系统的有源开关装置元件，多个分别连接至各个有源开关装置元件的电缆，以及操作机构，用于断开和闭合该有源开关装置元件。该多个有源开关装置元件中的至少一个包括绝缘外壳，其具有固态主体并限定了穿过该主体的一个孔，以及在该孔中接收并装入该外壳中的瓶组件，其中该瓶组件包括真空绝缘体，由该操作机构致动的动触头，静触头，和致动连接器。一个刚性支撑结构轴向支撑该真空绝缘体并机械隔离真空绝缘体和操作机构，而无需将该真空绝缘体封装在形状和体积不定的材料中。该刚性支撑结构在该绝缘外壳的第一端部与该静触头结合，并在与第一端部相对的该绝缘外壳的第二端部支撑致动连接器，以及刚性连接在第一和第二端部之间。
可选地，该支撑结构在内部延伸至该绝缘外壳并与该绝缘体的外表面直接接触，或者可以在外部延伸至绝缘外壳，其中该绝缘外壳在绝缘体和支撑结构之间延伸，该绝缘外壳直接接触该绝缘体的外表面。该支撑结构包括直接与该绝缘体的外表面接触的合成材料的外包装层，直接接触该瓶组件外表面的弹性套，该套包括至少一个加强杆。当该支撑结构包括合成材料的外包装层时，该材料具有的热膨胀系数大约等于该瓶组件的热膨胀系数。该汇流排系统可选地是模块式汇流排系统。多个开关装置元件中的至少一个适用于架空装置。
这里公开了一种开关装置元件组件的实施例，其包括绝缘装置，用于装入静触头和限定真空室，动触头装置，用于完成和中断经过静触头的导电路径，外壳装置，用于装入该绝缘装置，以及用于将该绝缘装置和轴向负载机械隔离并支撑与操作机构相关的静触头的装置，其中该操作机构用于将该动触头相对于该静触头定位。用于机械隔离该绝缘装置的装置基本装入该绝缘装置并以刚性形式支撑该绝缘装置，而不靠加强浇铸密封，并且该组件避免了使用形状和体积不定的材料。
可选地，用于机械隔离的装置支撑该绝缘装置，并直接接触该绝缘装置的外表面，该绝缘装置在内部通至该外壳装置。用于机械隔离的装置支撑该绝缘装置，该绝缘装置在外部通至该绝缘装置，该外壳装置直接接触该绝缘装置的外表面。该用于机械隔离的装置支撑该绝缘装置，且具有直接与该绝缘装置的外表面接触的合成材料的外包装层，或者该用于机械隔离的装置支撑该绝缘装置，并具有直接与该绝缘装置的外表面接触的弹性套，该套包括至少一个加强杆。作为替换，该用于机械隔离的装置包括刚性连接至该绝缘装置的静触头的绝缘支撑件，加强结构在该绝缘支撑件和操作机构之间延伸并刚性连接至该绝缘支撑件和操作机构。该用于机械隔离的装置支撑该绝缘装置，并且其具有的材料的热膨胀系统大约等于绝缘体的热膨胀系数，并且可以包括合成材料的外包装层，其具有嵌入在聚合化合物中的绝缘材料的连续原丝织物，其在合成材料处理时变为刚性。
这里公开了一种组装开关装置的方法，该方法包括提供至少一个有源开关装置元件，其包括基本不导电的弹性外壳以及该外壳内的真空瓶组件。该瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至该瓶组件上的动触头，该开关装置元件进一步包括构造为附着至操作机构的连接器，该连接器在与瓶组件相对的外壳的一端处放置在外壳内。该连接器包括在该外壳的一端上的固定支撑件和该外壳的相对一端上的瓶组件之间延伸，该支撑结构构造为当机械负载连接至该开关装置时将真空瓶组件和机械负载隔离。该支撑结构和该弹性外壳中的至少一个直接接触该瓶组件的外表面，其中该真空瓶组件不使用加强浇铸。该方法进一步包括利用刚性非环氧树脂密封支撑结构，相对于固定板安装该有源开关装置元件，以及将操作机构的操作轴连接至该连接器。
该方法可选择地进一步包括将该有源开关元件连接至汇流排系统，装入该有源开关装置元件，以及将电缆连接至该有源开关装置元件。
虽然本发明已经描述了各种特定实施例，但是本领域技术人员可以理解在不脱离权利要求保护范围的情况下，可以对本发明实施变形。

Claims (31)

1.一种开关装置元件组件，包括：
限定了孔并在孔中具有静触头的绝缘体；
安装至所述绝缘体且相对于所述静触头选择性定位的动触头；
装入所述绝缘体的弹性绝缘外壳；以及
将所述绝缘体与轴向负载机械隔离的刚性支撑结构，所述支撑结构包括第一和第二端部，所述支撑结构在第一端部支撑静触头，在第二端部延伸至操作机构，用于相对于所述静触头定位所述动触头，所述刚性支撑结构包括合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性，所述弹性绝缘外壳和刚性支撑结构中的至少一个直接与所述绝缘体的外表面接触，无需在密封材料内浇铸所述绝缘体。
2.如权利要求1所述的开关装置元件组件，其中所述刚性支撑结构在内部延伸至所述绝缘外壳，并直接与所述绝缘体的外表面接触。
3.如权利要求1所述的开关装置元件组件，其中所述刚性支撑结构在外部延伸至所述绝缘外壳，并且所述外壳直接接触所述绝缘体的外表面。
4.如权利要求1所述的开关装置元件组件，其中所述合成材料的外包装层直接接触所述绝缘体外表面。
5.如权利要求1所述的开关装置元件组件，其中所述合成材料的外包装层直接与所述弹性绝缘外壳外表面接触。
6.如权利要求1所述的开关装置元件组件，其中所述合成材料的外包装层具有的热膨胀系数大致等于所述绝缘体的热膨胀系数。
7.一种用于电气开关装置的开关装置元件，包括：
基本不导电的弹性外壳；
位于所述外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头定位；
连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；
刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构借助不同于浇铸的方式施加于所述真空瓶组件，所述刚性支撑结构构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载机械隔离，所述刚性支撑结构包括置于弹性外壳内的合成材料的外包装层，直接接触所述真空瓶组件的外表面，
所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
8.如权利要求7所述的开关装置元件，其中所述刚性支撑结构包括直接接触所述真空瓶组件的外表面的弹性套，该弹性套包括至少一个加强杆。
9.如权利要求7所述的开关装置元件，其中所述刚性支撑结构包括刚性连接至所述真空瓶组件的静触头的绝缘支撑件，以及
外部支撑结构，在所述绝缘支撑件和操作机构之间延伸，且刚性连接至所述绝缘支撑件和操作机构，所述操作机构构造为将所述动触头相对于所述静触头定位。
10.如权利要求7所述的开关装置元件，其中所述合成材料的外包装层具有的热膨胀系数大致等于所述真空瓶组件的热膨胀系数。
11.如权利要求7所述的开关装置元件，进一步包括构造为保持接地电势的导电壳，所述导电壳包围所述弹性外壳的外表面。
12.一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，包括：
基本不导电的弹性外壳；
位于所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；
连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；
刚性支撑结构，其在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括耦合至所述真空瓶组件的合成材料的外包装层，并构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载隔离，所述刚性支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面，
其中所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
13.如权利要求12所述的真空开关装置元件，其中所述合成材料的外包装层在内部延伸至所述弹性外壳并与所述真空瓶组件的外表面直接接触。
14.如权利要求12所述的真空开关装置元件，其中所述合成材料的外包装层在外部延伸至所述弹性外壳，并且
其中所述弹性外壳在所述真空瓶组件和所述外包装层之间延伸，所述弹性外壳直接接触所述真空瓶组件的外表面。
15.一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，包括：
基本不导电的弹性外壳；
位于所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，由操作机构将所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；
连接器，构造为附着至固定支撑件，所述连接器在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部处放置在所述弹性外壳内；
刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括紧固至位于所述弹性外壳内的所述真空瓶组件的静触头的绝缘支撑件，以及位于所述弹性外壳外的外部支撑结构，所述外部支撑结构在所述绝缘支撑件和操作机构之间延伸，并刚性连接至所述绝缘支撑件和所述操作机构，所述外部支撑结构包括直接施加于所述弹性外壳的外表面的合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性；
其中所述绝缘支撑件和所述外部支撑结构在机械负载连接至所述电气开关装置时，将所述真空瓶组件和该机械负载机械隔离，所述刚性支撑结构和弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面。
16.如权利要求15所述的真空开关装置元件，其中所述外部支撑结构包括单独制造的支撑壳。
17.一种用于电气开关装置的真空开关装置元件，包括：
基本不导电的弹性外壳；
位于所述外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件的动触头，所述动触头相对于所述静触头在断开和闭合位置之间定位；
连接器，构造为附着至固定支撑件，在与所述真空瓶组件相对的所述弹性外壳的端部将所述连接器放置在所述弹性外壳内；以及
刚性支撑结构，在所述外壳的一个端部上的固定支撑件和所述外壳的相对端部上的真空瓶组件之间延伸，所述刚性支撑结构包括直接接触所述真空瓶组件外表面的弹性套，所述弹性套包括至少一个加强杆，其构造为当机械负载连接至所述电气开关装置时将所述真空瓶组件和该机械负载隔离。
18.一种电开关装置系统，包括：
汇流排系统；
多个耦合至所述汇流排系统的有源开关装置元件；
多个分别连接至各个有源开关装置元件的电缆；以及
操作机构，用于断开和闭合所述有源开关装置元件；
其中多个所述有源开关装置元件中的至少一个包括：
绝缘外壳，其具有固态主体并限定了穿过该主体的孔；
在所述孔中接收并装入所述外壳中的瓶组件，所述瓶组件包括真空绝缘体，由所述操作机构致动的动触头，静触头，和致动连接器；以及
刚性支撑结构，其轴向支撑所述真空绝缘体并机械隔离真空绝缘体和操作机构，而无需将所述真空绝缘体封装在形状和体积不定的材料中；
其中所述刚性支撑结构在所述绝缘外壳的第一端部与所述静触头结合，并在与第一端部相对的所述绝缘外壳的第二端部支撑致动连接器，以刚性连接在第一和第二端部之间，其中所述刚性支撑结构包括合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性。
19.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述刚性支撑结构在内部延伸至所述绝缘外壳并与所述绝缘体的外表面直接接触。
20.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述外包装层直接与所述绝缘体的外表面接触。
21.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述刚性支撑结构包括直接接触所述瓶组件的外表面的弹性套，该弹性套包括至少一个加强杆。
22.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述外包装层具有的热膨胀系数大致等于所述瓶组件的热膨胀系数。
23.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述汇流排系统是模块式汇流排系统。
24.如权利要求18所述的电开关装置系统，其中所述刚性支撑结构在外部延伸至所述绝缘外壳，并且所述绝缘外壳在所述绝缘体和所述刚性支撑结构之间延伸，所述绝缘外壳直接接触所述绝缘体的外表面。
25.一种组装开关装置的方法，包括：
提供至少一个有源开关装置元件，其包括基本不导电的弹性外壳以及所述弹性外壳内的真空瓶组件，所述真空瓶组件具有安装在其内部的静触头和安装至所述瓶组件上的动触头，所述有源开关装置元件进一步包括构造为附着至操作机构的连接器，所述连接器在与瓶组件相对的外壳的一端处放置在外壳内，所述连接器包括在所述弹性外壳的一端上的固定支撑件和所述弹性外壳的相对一端上的真空瓶组件之间延伸的刚性支撑结构，所述支撑结构构造为当机械负载连接至所述开关装置时，将真空瓶组件和机械负载隔离，所述刚性支撑结构和所述弹性外壳中的至少一个直接接触所述真空瓶组件的外表面，其中所述真空瓶组件不使用加强浇铸；以及
利用刚性支撑结构，相对于固定支撑件安装所述有源开关装置元件，所述刚性支撑结构是刚性非环氧树脂密封支撑结构；所述安装包括施加合成材料的外包装层，所述合成材料具有绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一，所述绝缘材料的连续原丝和绝缘材料织物之一嵌入在聚合化合物中，该合成材料的外包装层构造为在所述合成材料被处理时变为刚性；以及
将操作机构的操作轴连接至所述连接器。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括将所述有源开关装置元件连接至汇流排系统。
27.如权利要求25所述的方法，进一步包括装入所述有源开关装置元件。
28.如权利要求25所述的方法，进一步包括将电缆连接至所述有源开关装置元件。
29.如权利要求7所述的开关装置元件，其中所述弹性外壳适用于架空安装。
30.如权利要求12所述的真空开关装置元件，其中所述弹性外壳适用于架空安装。
31.如权利要求15所述的真空开关装置元件，其中所述弹性外壳适用于架空安装。
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