CN104465197A - 采用光能破冰的高压隔离开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用光能破冰的高压隔离开关，该隔离开关由基座、操作机构、传动机构、绝缘部分、导电部分构成，所述导电部分包括接线端子、导电臂、触头、触指和光热转换器，每个导电臂上都分别在触头、触指部位安装一个光热转换器，光热转换器固定并包围在导电臂上，光热转换器包括集热层、储热层、散热器、隔热层。光热转换器在太阳光的照射下，能够将太阳的光能转换成热能，持续地加热触头、触指和导电臂，使触头、触指和导电臂附近水汽无法凝结成冰、少结冰，即使在结冰后也能够通过加热使冰融化，为了加强加热效果，还配置了聚光车作为一种辅助的加热装置，为电网稳定运行提供了保障，大大降低了冰冻灾害造成的损失。

Description

采用光能破冰的高压隔离开关
技术领域：
本发明属于电力设备领域，特别涉及高压隔离开关，具体的说，是一种采用光能破冰的高压隔离开关。
背景技术：
一直以来，在我国一些地区，特别是大高纬度地区，冬季温度很低，霜冻时间长，长期覆盖在电力设备上的冰雪会造成户外难以操作，极端天气时输电线路甚至被厚重的覆冰压垮，威胁着电力系统的运行和电网安全。此外，同冻雨时输电线路上结冰一样，在很潮湿的冬季气候中，高压隔离开关的触头、触指上有可能受空气中水分凝结结冰，造成开合困难，特别是当高压隔离开关合闸时，触头在合闸瞬间应当具有破冰的能力，否则隔离开关触头之间被冰隔离，不能完全导通。一般隔离开关的破冰方法是将高压隔离开关的动触头与静触头合闸瞬间有一个夹紧后滑动过程，将冰层破除。此法只能破除一定厚度的覆冰，并造成触头、触指磨损，操纵力大，刚度要求高，覆冰严重时高压隔离开关甚至无法分、合。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种采用光能破冰的高压隔离开关，其整体结构合理，并能将太阳的光能转换成热能，加热该高压隔离开关的触头、触指和导电臂，使之在太阳光的照射下，得到持续地加热，使触头、触指和导电臂附近水汽无法凝结成冰，或少结冰。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种采用光能破冰的高压隔离开关，该高压隔离开关由基座、操作机构、传动机构、绝缘部分、导电部分构成，所述导电部分包括接线端子、导电臂、触头、触指，其关键技术是：所述导电部分还包括光热转换器，每个导电臂上都分别在触头、触指部位安装一个光热转换器，光热转换器固定并包围在导电臂上，光热转换器包括集热层、储热层、散热器、隔热层。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本发明提供一种采用光能破冰的高压隔离开关，针对传统的高压隔离开关的导电部分结构进行了创新设计，即在其导电臂上设计了光热转换器，光热转换器在太阳光的照射下，能够将太阳的光能转换成热能，持续地加热触头、触指和导电臂，使触头、触指和导电臂附近水汽无法凝结成冰、少结冰，即使在结冰后也能够通过加热使冰融化，为电网稳定运行提供了保障，大大降低了冰冻灾害造成的损失。
2、本发明的高压隔离开关不论开关打开或关闭，导电臂的触头、触指部位的光热转换器可分别自行吸收太阳光，通过热传导、辐射和对流加热触头、触指和导电臂，具备很强的破冰能力。
3、本发明的聚光车作为一种高压隔离开关破冰用的辅助装置，可以将太阳光线聚射到光热转换器，即使在光线较弱的时间，甚至在夜晚，也能将光聚射到光热转换器，光能转换成热能，达到强化加热除冰的目的。
4、与现有的直流融冰方法相比，本发明对结冰有预防作用，无需将直流电源引到结冰位置，无需改变开关正常工作状态就可融冰，在无任何电力时也可融冰。
5、本发明采用光能加热高压隔离开关，不依赖现场是否有电源、操作是否远离高压导电臂，加热部分不受电波、电磁干扰，因此户外操作方便、安全。
附图说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明导电部分结构示意图；
图3是本发明聚光车结构示意图；
图4是本发明聚光车采用聚光凹镜强化加热示意图；
图5是本发明光热转换器集热层结构示意图。
图中零部件及编号：
1-基座；2-操作机构；3-传动机构；4-绝缘部分；5-导电部分；6-光热转换器；7-导电臂；8-触指；9-触头；10-导电臂；11-隔热层；12-集热层；13-储热层；14-散热器；15-聚光车；16-聚光镜；17-X轴；18-Y轴；19-螺母；20-丝杠；21-底盘；22-透明盖板；23-吸热板。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不应将此理解为本发明的上述主题的范围仅限于下述实施例。
结合图1-图5，高压隔离开关是电网中重要的开关电器之一，本发明提供一种采用光能破冰的高压隔离开关，该高压隔离开关由基座1、操作机构2、传动机构3、绝缘部分4、导电部分5构成，基座1为导电部分5、绝缘部分4、传动机构3、操作机构2提供安装基础；操作机构2为高压隔离开、关动作提供驱动力或力矩；传动机构3接受操作机构2的力或力矩将运动传给导电臂7、触头9和触指8，以完成隔离开关的分、合动作；绝缘部分4将导电部分5、传动机构3和基座1进行绝缘；导电部分5主要起承受高电压、传导主电流、关合电路的作用。传统的高压隔离开关的导电部分由接线端子、导电臂、触头、触指构成，本发明针对高压隔离开关导电部分5的结构进行了创新设计，在导电臂7的触头9、触指8部位上设计了光热转换器6，光热转换器6利用光能(主要利用太阳能)对导电臂7、触头9和触指8加热而进行破冰，太阳能是一种太阳通过氢聚变成氦释放出的能量，太阳光源源不断地照射到地球上，取之不尽，太阳能与其他能可以进行转换，如光热、光电、光化学转换。本发明的导电部分5由接线端子、导电臂7、触头9、触指8、光热转换器6构成，每个导电臂7上都分别在触头9、触指8部位安装一个光热转换器6，光热转换器6固定并包围在导电臂7上，光热转换器6在太阳光的照射下，能够将太阳的光能转换成热能，持续的加热触头9、触指8和导电臂7。
本发明高压隔离开关的光热转换器6包括集热层12、储热层13、散热器14、隔热层11。集热层12吸收太阳直射和散射的阳光，将光能转化成热能；储热层13将集热层产生的热能储存起来，使触头9、触指8、导电臂7比较均匀受热；隔热层11在不需要传热的部位(如储热层13的端面或下面)将储热层13包裹起来，避免热量的散失；触头9、触指8和导电臂7通常为铜材，因此具有良好的热传导特性，散热器14将储热层13储存的热量通过辐射、传导和对流作用比较均匀地加热触头9、触指8和导电臂7，使得触头9、触指8和导电臂7附近的水汽不易冷凝结冰，少结冰，即使在结冰后也能够通过加热使冰融化。不论该高压隔离开关打开或关闭，导电臂7的触头9、触指8部位的光热转换器6可分别自行吸收太阳光，通过热传导、辐射和对流加热触头9、触指8和导电臂7。
需要进一步说明的是，当光照射到物质表面后，部分光能就被吸收转换成热能，有些物质能够吸收更多太阳能并转换成热量，本发明高压隔离开关的光热转换器6采用能够吸收更多太阳能的物质来制成集热层12，为了减小所吸收的热量的辐射损失，优化的集热层12可分为两层，面部有一层透明盖板22，下面有一层吸热板23，透明盖板22可采用平板玻璃等材料制成，吸热板23可采用涂有黑色涂层氧化钴的铝板等制成，透明盖板22和吸热板23之间为中空结构。透明盖板22主要作用是透过太阳光，使其投射到吸热板23上，免除风、雨、雪的侵蚀，并与吸热板23形成温室效应，避免吸热板23在温度升高后通过对流和辐射向周围散热。吸热板23需最大限度地吸收太阳能，转换成热量，传递给储热层13储存热量，散热器14将热量传递给待加热的部位。储热层13可采用陶瓷等材料制成，散热器14可采用鳍片式铝散热器。
因为本发明是采用光能加热高压隔离开关，不依赖现场是否有电源、操作是否远离高压导电臂，加热部分不受电波、电磁干扰，即使导电臂7在承受高电压、传递大电流过程中产生较强的电场和磁场，都不会对该加热装置产生影响，因此具有户外操作方便、安全的特点。
为了加强加热效果，本发明可以配置一个聚光车15，该聚光车15作为一种辅助的加热装置，该聚光车15通过光热转化，将光能转化成热能，加热触头9、触指8和导电臂7，达到使高压隔离开关除冰、融冰作用。该聚光车15包含底盘21、X轴17、Y轴18、高度调整机构、聚光镜16。聚光镜16采用凹镜或采用棱镜，聚光后照射在该高压隔离开关的光热转换器6上，强化加热效果，聚光镜16可以实现绕X轴17俯仰、绕Y轴18旋转、调整高度，并可移动，以便随纬度变化，追踪太阳光线，将聚光后的光斑聚射到光热转换器6部位，实现加热触头9、触指8和导电臂7的目的，也可通过聚光车15调整光斑位置，实现对不同部位的单独加热，如开关打开时分别对触头9、触指8的部位加热。聚光车15的高度调整机构包括丝杠20和螺母19。
在光线不足或者夜晚无光时间，聚光车15上的聚光镜16可以将人造光源聚射在该高压隔离开关的光热转换器6上，达到强化加热目的。
需要强化加热时，将聚光车15移动到该高压隔离开关附近，调整好聚光镜16的方位，聚光镜16将光线聚射到光热转换器6上，加热触头9、触指8和导电臂7。

Claims (9)

1.采用光能破冰的高压隔离开关，该高压隔离开关由基座(1)、操作机构(2)、传动机构(3)、绝缘部分(4)、导电部分(5)构成，所述导电部分(5)包括接线端子、导电臂(7)、触头(9)和触指(8)，其特征是：所述导电部分(5)还包括光热转换器(6)，每个导电臂(7)上都分别在触头(9)、触指(8)部位安装一个光热转换器(6)，光热转换器(6)固定并包围在导电臂(7)上，光热转换器(6)包括集热层(12)、储热层(13)、散热器(14)、隔热层(11)。
2.根据权利要求1所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：该高压隔离开关光热转换器(6)上的集热层(12)分为两层，面部一层为透明盖板(22)，下面一层为吸热板(23)，透明盖板(22)采用平板玻璃制成，吸热板(23)采用涂有黑色涂层氧化钴的铝板制成，透明盖板(22)和吸热板(23)之间为中空结构。
3.根据权利要求1所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：该高压隔离开关光热转换器(6)上的储热层(13)采用陶瓷材料制成。
4.根据权利要求1所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：该高压隔离开关光热转换器(6)上的散热器(14)采用鳍片式铝散热器。
5.根据权利要求1所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：该隔离开关还包括辅助加热设备聚光车(15)，该聚光车(15)包含底盘(21)、X轴(17)、Y轴(18)、高度调整机构、聚光镜(16)。
6.根据权利要求5所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：所述聚光车(15)的聚光镜(16)绕X轴(17)俯仰、绕Y轴(18)旋转，高度能够调整，并能够移动。
7.根据权利要求5所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：所述聚光车(15)的聚光镜(16)采用凹镜。
8.根据权利要求5所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：所述聚光车(15)的聚光镜(16)采用棱镜。
9.根据权利要求5所述的采用光能破冰的高压隔离开关，其特征是：所述聚光车(15)的高度调整机构包括丝杠(20)和螺母(19)。
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