CN104319157A - 隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离开关。隔离开关中动主触头由导电管内固定的环形或沿导电管周向环形分布的触指形成，动弧触头为活动穿装在动主触头的内圈中的前后延伸的触头杆，触头杆的前端设有引弧盘，触头杆的后端设有处于动主触头之后、并前后导向活动的装配在导向杆内壁上固定的导向架上的导杆段，导向架具有被导杆段穿过且前后间隔的前、后支撑壁，导杆段的外周上凸设有被前支撑壁挡止的挡止凸肩，挡止凸肩和后支撑壁之间顶装有套装在导杆段外周上的回位弹簧。在分闸状态下，会被引弧盘封上朝前的部分或全部开口，这样将减少外部空间中的杂物从动主触头的朝前开口落在动主触头上，减少在分闸状态下动主触头被周围环境侵蚀。

Description

隔离开关

技术领域

本发明涉及一种隔离开关。

背景技术

根据国家电网公司“十二五”规划，“十二五”期间我国将要建成“准东—成都±1100kV特高压直流输电工程”，该条输电线路将是世界上首条±1100kV特高压直流输电工程，但国内、外目前还没有±1100kV特高压直流输电工程投入应用，能够满足±1100kV特高压直流输电工程需要的直流隔离开关设备也还没有厂家研制完成，因此，为了满足工程需要，开展±1120kV特高压直流隔离开关的技术研究已成为“十二五”期间的重要任务。

目前，在高压开关电器中使用的隔离开关如中国专利文献CN101587787A所公开的结构，其包括动触头和静触头，动触头又是由动主触头和动弧触头组成，静触头由静主触头和静弧触头组成。动触头中动主触头和动弧触头安装在导电管的端部，动主触头一体设置在导电管的外周上，动弧触头是固定在导电管内腔中的环形的触指，动弧触头和动主触头同轴布置并在动主触头内围成供静弧触头插入的中空通道。静主触头为套设在静弧触头外围的环形触指。在使用时，随着动触头插接在静触头上，静弧触头会插入动弧触头中并与动弧触头导电接触，动主触头会插接在静主触头内并与静主触头导电接触，实现动触头和静触头的合闸。但因在分闸状态下，动、静主触头中触指均处于外露的开阔空间中，所以容易受到外界环境的影响而出现接触不良的情况，尤其在湿度较大、灰尘较多等环境中，从而使得动、静触头中触指的分闸动作容易受周围环境的影响而变得不可靠，以致隔离开关的检修频率提高，使用寿命缩短，使用可靠性降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少动主触头被周围环境侵蚀的隔离开关。

为了实现以上目的，本发明中隔离开关的技术方案如下：

隔离开关，包括用于沿前后方向对接的动、静触头，动触头包括前后延伸的导电管及其前端装配的动主触头、动弧触头，动主触头由导电管内固定的环形或沿导电管周向环形分布的触指形成，动弧触头为活动穿装在动主触头的内圈中的前后延伸的触头杆，触头杆的前端设有用于在合闸时与静触头的静弧触头导电接触的引弧盘，触头杆的后端设有处于动主触头之后、并前后导向活动的装配在导向杆内壁上固定的导向架上的导杆段，导向架具有被导杆段穿过且前后间隔的前、后支撑壁，导杆段的外周上凸设有被前支撑壁挡止的挡止凸肩，挡止凸肩和后支撑壁之间顶装有套装在导杆段外周上的回位弹簧，且挡止凸肩在前、后支撑壁之间前后导向移动的行程中具有被回位弹簧顶紧在前支撑壁上以使引弧盘处于动主触头之前而封上部分或全部动主触头朝前的口部的分闸位、克服回位弹簧的顶推力后退后以使引弧盘处于动主触头内或之后而让开动主触头朝前的口部的合闸位。

导杆段的从后支撑壁后侧穿出部分上固定有导电带，导电带的一端导电连接在导杆段的后端上、另一端导电连接在导向架上。

所述触指为梅花触指，梅花触指包括固定在导电管内壁面上的固定环及其前端设有的弹性指，弹性指一体连接在固定环的前端并在固定环周向上间隔均布，弹性指的外壁面和导电管的内壁面之间具有供弹性指在导电管径向上弹性收张的收张间隙。

弹性指的前端嵌装在环形的定位环中，定位环的外周面与导电管的内壁面配合，定位环的内周面与引弧盘的外周面之间具有处于导电管径向上的避让间隙。

导电管的前端设有处于动主触头之前的环形的密封罩，密封罩的内壁面处于导电管的内壁面内侧、并与引弧盘的外周面间隙配合或前后导向配合。

导电管包括用于铰接在动侧底座上的后导电管以及与后导电管转动装配在一起并在后导电管竖起时折叠于后导电管面向静触头的一侧的前导电管，所述动主触头和动弧触头均装配在前导电管的前端。

本发明中动主触头由导电管内固定的环形或沿导电管周向环形分布的触指形成，动弧触头为活动穿装在动主触头的内圈中的前后延伸的触头杆，触头杆的前端设有用于在合闸时与静触头的静弧触头导电接触的引弧盘，触头杆的后端设有处于动主触头之后、并前后导向活动的装配在导向杆内壁上固定的导向架上的导杆段，导向架具有被导杆段穿过且前后间隔的前、后支撑壁，导杆段的外周上凸设有被前支撑壁挡止的挡止凸肩，挡止凸肩和后支撑壁之间顶装有套装在导杆段外周上的回位弹簧，且挡止凸肩在前、后支撑壁之间前后导向移动的行程中具有被回位弹簧顶紧在前支撑壁上以使引弧盘处于动主触头之前而封上部分或全部动主触头朝前的口部的分闸位、克服回位弹簧的顶推力后退后以使引弧盘处于动主触头内或之后而让开动主触头朝前的口部的合闸位。在隔离开关的动触头进行合闸动作时，动弧触头中引弧盘将先与静触头中静弧触头导电接触，并被静弧触头向后推动，以使挡止凸肩克服回位弹簧的顶推力后退而处于合闸位，这样引弧盘将让开动主触头朝前的口部，致使静主触头可插入动主触头中而与动主触头导电接触；在需要分闸时，随着动触头从静触头上被拔下，动弧触头在回位弹簧的顶推下逐渐前移，直至挡止凸肩被回位弹簧压紧在前支撑壁上，此时引弧盘也会处于动主触头的前方，以封上动主触头朝前的部分或全部开口，并在挡止凸肩处于该分闸位时一直维持该状态，因此本发明中动主触头处于导电管内，而在分闸状态下，会被引弧盘封上朝前的部分或全部开口，这样将减少外部空间中的杂物从动主触头的朝前开口落在动主触头上，实现动主触头的自密封，尤其减少在分闸状态下动主触头被周围环境侵蚀。

附图说明

图1是本发明的实施例在分闸状态下的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的实施例在合闸状态下的结构示意图；

图4是图1中静触头的结构示意图

图5是图1中动触头的结构示意图。

具体实施方式

本发明中隔离开关的实施例：如图1至图5所示，该隔离开关是一种±1120kV特高压直流隔离开关，包括动侧装置和静侧装置，静侧装置主要由静侧基础支架1、静侧支撑、静侧下均压环3、静触头4和静侧上均压环5，动侧装置包括电动操动机构17、垂直连杆16、动侧基础支架15、动侧支撑、动侧底座13、动侧上均压环12和动触头。动触头包括后导电管11、前导电管10、动主触头和动弧触头，动主触头和动弧触头均装配在前导电管10的前端，动主触头由固定在前导电管10的内壁面中的环形的梅花触指36构成，动弧触头为同轴穿装在动主触头中的触头杆37，触头杆37的前端同轴设置有引弧盘31，触头杆37的后端为处于动主触头之后并前后导向活动的装配在导电管内固定的导向架38上的导杆段，其中导向架38是通过螺栓连接固定在前导电管10的内壁上的几字型支架，导向架38具有被导杆段穿过且前后间隔的前支撑壁和后支撑壁，前支撑壁和后支撑壁的顶部通过前后延伸的拱顶部桥接，前支撑壁和后支撑壁的底部分别设有在前后方向相背翻折的固定脚。导杆段的外周上凸设有处于前支撑壁和后支撑壁之间的挡止凸肩，在挡止凸肩和后支撑壁之间顶装有套设在导杆段外周上的回位弹簧39，并在导杆段从后支撑壁后侧穿出的部分上固定有导电带40，导电带40的两端分别导电连接在导杆段的后端和导向架38的拱顶部上。挡止凸肩在前、后支撑壁之间前后导向移动的行程中具有被回位弹簧顶紧在前支撑壁上以使引弧盘处于动主触头之前而封上部分或全部动主触头朝前的口部的分闸位、克服回位弹簧的顶推力后退后以使引弧盘处于动主触头内而让开动主触头朝前的口部的合闸位。

前导电管10的前端设有内径比后方其余部分大的扩口段。而梅花触指36由固定在前导电管10的内壁上的固定环及其前端设置的弹性指，固定环和导向架38的前立壁底部的固定脚一起螺栓固定在前导向管上，固定环处于前导电管10的内壁面上与扩口段相邻的位置处，弹性指一体设置在固定环的前端并在固定环的周向上间隔均布，弹性指的外壁面和扩口段管的内壁面之间具有供弹性指在前导电管10径向上弹性收张的收张间隙。弹性指从固定环的前端面悬伸至前导电管10的前端管口处，并在弹性指的前端设有向内拱起的触指部，各弹性指的触指部所形成的圆环的内径与引弧盘31的外径相等。各个弹性指的前端嵌装在环形的定位环34中，该定位环34的内周面与引弧盘31的外周面之间具有处于前导电管10径向上的避让间隙，定位环34的外周面与前导电管10的内壁面配合，并在定位环34的外周面上凸设有挡止在前导电管10的前端面之前的定位凸肩。前导电管10上固定有处于扩口段的前端外周上的环形的导向块33，并在前导电管10的外周上于导向块33之后装配有环形的管箍35。导向块33内固定有处于定位环34之前的环形的密封罩32，密封罩32的外壁面和导向块33的内壁面配合，密封罩32的内壁面处于前导电管10的内壁面内侧并与引弧盘31的外周面间隙配合或前后导向配合。

静触头主要由接线板22、弹簧罩23、静主触头24、复位弹簧25、前耐磨套26、保护罩27、后耐磨套28、静弧触头29、导向罩30等组成。静主触头24用螺栓固定在接线板22上，静弧触头29固定在静主触头24后端；复位弹簧25前端顶配在弹簧罩23上、后端顶装在保护罩27之前，保护罩27内侧分别装有前耐磨套26和后耐磨套28，并把他们一起套在静主触头24上，其中弹簧罩23紧贴接线板22，导向罩30固定在接线板22上，通过导向罩30中间凸出部分对保护罩27限位，这时保护罩27、导向罩30内侧与接线板22构成一个封闭的空间，而保护罩27可沿静主触头24前后滑动。

动侧装置中动侧基础支架固定在地基上并呈三角形框架，动侧支撑由安装在动侧基础支架上的四柱绝缘子构成，其中三柱为支撑绝缘子、一柱为旋转操作绝缘子14，支撑绝缘子和旋转操作绝缘子分比为由八节单节绝缘子叠加而成，满足±1120kV额定直流电压对地绝缘要求。电动操动机构17通过4×M16螺栓安装在地基上，电动操动机构17通过垂直连杆16传动连接在旋转操作绝缘子14下方，从而操作导电管进行分闸或合闸。在动侧支撑的安装有动侧底座13，在其上的转动座上安装有后导电管11，后导电管11内安装有用于平衡分合闸重力矩的平衡弹簧19，使隔离开关在分合闸过程中轻便、平稳。后导电管11通过导电带和齿轮箱9传动连接在前导电管10后端，齿轮箱装配中安装有齿轮20，与后导电管11中的齿条啮合传动配合，使前导电管10随着后导电管11的转动进行转动，从而实现隔离开关折叠伸缩插入运动。在前导电管10和后导电管11之间安装有导电管均压环8；在动侧底座13上部通过均压环前、后支撑安装有动侧上均压环12，下部通过均压环连接板18安装有下均压环3，以改善动侧装置的电场分布。

静侧装置中静侧基础支架1安装在地基上，也是三角形框架结构；静侧支撑由安装在静侧基础支架上的三柱支持绝缘子2构成，在静侧支撑绝缘子顶端安装有静触头4，在静触头4上部通过均压环前支撑7和均压环后支撑6安装有静侧上均压环5，下部通过均压环连接板18安装有静侧下均压环3，以用来改善静侧装配的电场分布。

在使用时，安装在动侧基础支架上的电动操动机构17通过垂直连杆16带动旋转操作绝缘子14转动，此转动经动侧底座13上的空间四连杆机构转化为主闸刀后导电管11在竖直平面内的旋转运动。后导电管11内安装的拉杆（装有平衡重力势能的平衡弹簧）一端与动侧底座中的底座铰接，另一端与齿条固定连接；齿条21与齿轮箱装配9中的齿轮20啮合，由于拉杆与底座铰接点和后导电管与底座铰接点位置不同，在后导电管旋转运动中，拉杆相对于后导电管做轴向移动，推动齿轮旋转，从而带动前导电管10相对于后导电管11作平稳的伸直或折叠运动，使密封安装在前导电管10中的触指插入或退出密封安装在静触头4上，完成主闸刀的合闸或分闸动作。

合闸时，动触头组件插入静触头组件中，在插入过程中，动触头组件中的导向块33推动静触头组件装配中的保护罩27向前运动，同时静触头组件中的静弧触头29推动动触头组件装配中的动弧触头31向后运动，这时静主触头24取代动弧触头31的位置，动、静触头组件中弧触头将先于主触头导电接触而进行灭弧，且静主触头24与梅花触指（即动主触头）36的接触部位处在封闭空间内。

分闸时，随着动触头组件从静触头组件中退出，静触头组件中的保护罩27在复位弹簧25的作用下，向外运动至导向罩30的凸台处，同时动触头组件中的动弧触头31在回位弹簧39的作用下，向外运动至触指密封罩32处，这时动、静触头组件中主触头将先于弧触头脱离，以在主触头完全脱开后，弧触头再脱离，并在动、静触头组件内分别构成两个封闭空间，可有效避免直流场的吸附效应对动触头组件和静触头组件的影响。

本实施例中动触头的导电管采用双柱单臂折叠插入式结构，结构紧凑，占地面积小；绝缘子采用大中小伞结构，每柱由八节绝缘子叠加构成，按照额定±1120kV直流电压要求进行绝缘设计。前导电管和后导电管均采用合金铝材质制造，主触指采用梅花环形结构，保证多点接触，静主触头采用特殊铜材质制造，能够满足长期电流6300A、2h过负荷电流7245A的通流要求，并为满足特高压直流输电工程需要，支撑绝缘子采用大爬电比距的瓷绝缘子，瓷绝缘子的表面涂PRTV或者采用复合绝缘子，一般不小于48mm/ kV。支柱绝缘子采用三角固定支撑结构，增加了产品的刚度和可靠性，抗震性能优越；具有较高的机械稳定性；动、静触头自密封结构设计，可以减小直流吸附效应对触头的影响。主导电管结构采用前导电管和后导电管折叠伸缩式，中间采用密封的齿轮、齿条传动结构，在后导电管内安装多段平衡弹簧，实现平衡弹簧与产品的重力势能变化完美匹配，达到产品操作轻便、运动平稳、性能可靠的目标。

在上述实施例中，导向架为几字型支架，以对触头杆的导杆段前后部位提供支撑，在其他实施例中，几字型支架也可以同半圆形、U型、V型、燕尾形等形状的支架替换。

在上述实施例中，动主触头为梅花触指，在其他实施例中，梅花触指也可以用弹簧触指、表带触指等形状的触指替换。

在上述实施例中，触头杆通过导电带与导向架导电连接，导电带处于导杆段的后段，以保证通流性能，在其他实施例中，该导电带也可以设置处于其他位置处或去除，尤其在去除导电带后可通过导杆段与导向架的接触来起到导电连接的作用。

Claims (6)

1.隔离开关，包括用于沿前后方向对接的动、静触头，动触头包括前后延伸的导电管及其前端装配的动主触头、动弧触头，其特征在于，动主触头由导电管内固定的环形或沿导电管周向环形分布的触指形成，动弧触头为活动穿装在动主触头的内圈中的前后延伸的触头杆，触头杆的前端设有用于在合闸时与静触头的静弧触头导电接触的引弧盘，触头杆的后端设有处于动主触头之后、并前后导向活动的装配在导向杆内壁上固定的导向架上的导杆段，导向架具有被导杆段穿过且前后间隔的前、后支撑壁，导杆段的外周上凸设有被前支撑壁挡止的挡止凸肩，挡止凸肩和后支撑壁之间顶装有套装在导杆段外周上的回位弹簧，且挡止凸肩在前、后支撑壁之间前后导向移动的行程中具有被回位弹簧顶紧在前支撑壁上以使引弧盘处于动主触头之前而封上部分或全部动主触头朝前的口部的分闸位、克服回位弹簧的顶推力后退后以使引弧盘处于动主触头内或之后而让开动主触头朝前的口部的合闸位。

2.根据权利要求1所述的隔离开关，其特征在于，导杆段的从后支撑壁后侧穿出部分上固定有导电带，导电带的一端导电连接在导杆段的后端上、另一端导电连接在导向架上。

3.根据权利要求1或2所述的隔离开关，其特征在于，所述触指为梅花触指，梅花触指包括固定在导电管内壁面上的固定环及其前端设有的弹性指，弹性指一体连接在固定环的前端并在固定环周向上间隔均布，弹性指的外壁面和导电管的内壁面之间具有供弹性指在导电管径向上弹性收张的收张间隙。

4.根据权利要求3所述的隔离开关，其特征在于，弹性指的前端嵌装在环形的定位环中，定位环的外周面与导电管的内壁面配合，定位环的内周面与引弧盘的外周面之间具有处于导电管径向上的避让间隙。

5.根据权利要求1或2所述的隔离开关，其特征在于，导电管的前端设有处于动主触头之前的环形的密封罩，密封罩的内壁面处于导电管的内壁面内侧、并与引弧盘的外周面间隙配合或前后导向配合。

6.根据权利要求1或2所述的隔离开关，其特征在于，导电管包括用于铰接在动侧底座上的后导电管以及与后导电管转动装配在一起并在后导电管竖起时折叠于后导电管面向静触头的一侧的前导电管，所述动主触头和动弧触头均装配在前导电管的前端。