CN104485254A - 开关断口结构及具有该开关断口结构的高压开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关断口结构及具有该开关断口结构的高压开关。其中开关断口结构包括用于依靠导向移动设置的动触头实现导通或断开的第一静触头和第二静触头，所述第一静触头上导电连接有第一屏蔽筒，所述第二静触头上导电连接有第二屏蔽筒，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合。上述开关断口结构体积小、绝缘性能好，结构紧凑。

Description

开关断口结构及具有该开关断口结构的高压开关
技术领域
本发明涉及开关断口结构及具有该开关断口结构的高压开关。
背景技术
固体绝缘环网柜是一种将高压开关元件及高压带电部件采用环氧树脂包封起来的新型二次配电开关，因其避免了温室气体SF6的使用，加上绝缘性能好、整体体积小、环境适应性强和模块化程度高等诸多优点，在电网系统中得到了大力推广。为了使整体安全性更高，电力系统要求固体绝缘环网柜的环氧树脂外表面可靠接地，但是目前市场上绝大部分固体环网柜不满足这一点，而开关断口处的绝缘问题是导致环氧树脂外表面难以接地的主要原因之一。
目前市场上固体绝缘环网柜的隔离开关隔离断口主要采用两种绝缘介质，分别为真空绝缘介质和空气绝缘介质。真空隔离开关是将成熟的真空灭弧室技术内部结构进行改进，并在外壳包封环氧树脂，使其成为具有三工位（导通、隔离、接地）的真空灭弧室，用真空介质承担隔离和接地断口的绝缘。真空隔离开关结构简单，体积小，易于固封，但因存在漏气风险，真空作为隔离断口的可靠性尚未被用户完全接受。而目前市场上所说的“固体隔离开关”，其实是用环氧树脂浇注的方式将隔离或接地断口的空气腔密封起来，断口间的绝缘介质仍然是空气，固体只承担导电体对外的辅助绝缘。例如申请号为200810012076.0、授权公告号为CN 101620947 B的中国专利公开的“环氧浇注全绝缘固体隔离开关”，即采用空气绝缘介质，包括隔离本体和三个静触头，整体通过环氧树脂浇注成全密封一体结构，三个静触头分别为接地触头、隔离触头和中间触头；隔离开关上还导向移动设置有动触头，动触头导向移动设置，用于连通中间触头与隔离触头或者连通中间触头与接地触头，从而实现隔离开关的导通或隔离接地。此类结构分闸时断口绝缘主要由空气承担，因此需要设置较大的断口间距，导致整体轴向尺寸较大；而对外绝缘本质上是空气+固体的复合绝缘，合闸时动触头与环氧树脂之间不可避免地存在气隙，因电场问题往往气隙处局部放电较大，导致环氧树脂外壳涂接地屏蔽层后绝缘试验很难通过，也导致径向尺寸较大。市场上还有产品借用充气开关柜的技术将固体柜隔离开关部分用外壳接地的绝缘材料包封在一个很大的空气腔内，体积庞大且价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小、绝缘性能好的开关断口结构，同时，本发明还提供了一种具有该开关断口结构的高压开关。
本发明中开关断口结构采用的技术方案是：开关断口结构，包括用于依靠导向移动设置的动触头实现导通或断开的第一静触头和第二静触头，所述第一静触头上导电连接有第一屏蔽筒，所述第二静触头上导电连接有第二屏蔽筒，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合。
所述第一静触头、第二静触头、第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均固封在由浇注的环氧树脂形成的外壳内，环氧树脂中设有供所述动触头导向移动的穿孔。
所述外壳的外表面上喷涂有接地屏蔽层。
所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均为圆筒结构且同轴设置。
所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒分别依靠螺钉固定在所述第一静触头和第二静触头相互靠近的一端，所述螺钉上套设有用于使第一屏蔽筒和第二屏蔽筒对应地与第一静触头和第二静触头导通的导电套。
本发明中一种高压开关采用的技术方案是：一种高压开关，包括开关断口结构，所述开关断口结构包括用于依靠导向移动设置的动触头实现导通或断开的第一静触头和第二静触头，所述第一静触头上导电连接有第一屏蔽筒，所述第二静触头上导电连接有第二屏蔽筒，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合。
所述第一静触头、第二静触头、第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均固封在由浇注的环氧树脂形成的外壳内，环氧树脂中设有供所述动触头导向移动的穿孔。
所述外壳的外表面上喷涂有接地屏蔽层。
所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均为圆筒结构且同轴设置。
所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒分别依靠螺钉固定在所述第一静触头和第二静触头相互靠近的一端。
本发明采用上述技术方案，开关断口结构中的第一静触头和第二静触头上分别导电连接有第一屏蔽筒和第二屏蔽筒，第一屏蔽筒与第一静触头等电位，第二屏蔽筒与所述第二静触头等电位，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合，因此，电场能够在第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻处的环氧树脂内相对集中，使断口间的绝缘功能主要由环氧树脂承担，而环氧树脂的介电强度很高，因此能够大大缩小开关断口结构的轴向尺寸；同时，由于第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合，动触头与环氧树脂之间的对应间隙能够被第一屏蔽筒和第二屏蔽筒完全屏蔽，使高压导体对外部的绝缘完全由环氧树脂承担，大大提高绝缘性能，能够缩小开关断口结构的径向尺寸，体积小、结构紧凑，可靠性好。
附图说明
图1是本发明中开关断口结构的一个实施例处于合闸位时的结构示意图；
图2是图1中开关断口结构处于分闸位时的结构示意图。
图中各附图标记对应的名称为：10-上静触头，11-上触指安装槽，12-上屏蔽筒，20-下静触头，21-下触指安装槽，22-下屏蔽筒，30-弹簧触头，40-螺钉，50-环氧树脂外壳，60-动触头，70-空气腔。
具体实施方式
本发明中开关断口结构的一个实施例如图1~图2所示，是一种用于隔离开关主回路的固体绝缘断口，包括作为第一静触头的上静触头10、作为第二静触头的下静触头20和沿上静触头10与下静触头20的轴线导向移动设置以实现上静触头10和下静触头20的导通或断开的动触头60。
上静触头10和下静触头20均为圆筒形，内筒壁上分别开设有上触指安装槽11和下触指安装槽21，上触指安装槽11和下触指安装槽21内均安装有弹簧触头30，用于与沿上下导向移动设置的圆柱形的动触头60导电连接。当然，在其他实施例中，各静触头与动触头60之间也可以通过弹簧触头30之外的其他结构导通，例如表带触指。
上静触头10下端部分的外周面上设有螺钉孔，对应设置的上屏蔽筒12通过螺钉40同轴固定在上静触头10上，螺钉40上套设有用于使第一屏蔽筒与第一静触头导通的导电套，能够保证上静触头10与上屏蔽筒12的良好导通。下静触头20上端部分的外周面上设有螺钉孔，对应设置的下屏蔽筒22通过螺钉40同轴固定在下静触头20上，螺钉40上套设有用于使第一屏蔽筒与第一静触头导通的导电套，能够保证下静触头20与下屏蔽筒22的良好导通。所述上屏蔽筒12和下屏蔽筒22相互分离且相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐，在两者轴线方向上形成连续屏蔽。上述上静触头10、下静触头20、上屏蔽筒12和下屏蔽筒22均固封在由浇注的环氧树脂形成的环氧树脂外壳50内，环氧树脂外壳50中设有穿孔，供所述动触头60移动设置。
隔离开关合闸位置时，动触头60与上静触头10和下静触头20导电接触，上静触头10、下静触头20、上屏蔽筒12、下屏蔽筒22和动触头60都为等电位的高压带电导体，动触头60要实现上下运动，与环氧树脂间不可避免地会存在间隙，由于设置了上述上屏蔽筒12和下屏蔽筒22，上屏蔽筒12、下屏蔽筒22能够将动触头60与环氧树脂之间的狭小间隙完全地屏蔽住，使高压导体对外的绝缘完全由环氧树脂承担，由于环氧树脂的介电强度远高于空气，因此隔离开关的径向尺寸可以较小；并且，还可以在环氧树脂的外表面上喷涂零电位的接地屏蔽层，使内部元件免受外部环境影响且外表面可触摸，增加了安全性，绝缘可靠。
隔离开关分闸时，动触头60向下运动，与上静触头10分离，与下静触头20仍导电连接，上、下静触头之间形成一个空气腔70，此时上静触头10、下静触头20之间需要承担隔离开关要求的电压，但是由于上屏蔽筒12和下屏蔽筒22与上静触头10和下静触头20是分别等电位的，因此上屏蔽筒12、下屏蔽筒22之间同样存在隔离开关断口间要求的电压；由于上、下屏蔽筒22都浇注在环氧树脂内，距离最近，使电场线在上、下屏蔽筒22交界附近的环氧树脂内相对集中，而空气腔70内由于屏蔽筒的电场屏蔽作用，电场强度很小，因此绝缘功能主要由环氧树脂承担。同样，由于环氧树脂很强的介电强度，因此可以大大缩短断口长度，减小本发明结构的轴向长度，降低局部放电的可能性，增加了绝缘可靠性，且能够实现结构模块化，结构简单。
本发明中一种高压开关的一个实施例即采用了上述开关断口结构的高压开关，具体结构此处不再赘述。
在上述实施例中，第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐，并且与相应的静触头是通过螺钉40固定，在本发明的其他实施例中，第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上嵌套配合，而与相应的静触头也可以采用其他方式固定并导电连接，例如采用焊接连接、铆接等，上屏蔽筒12、下屏蔽筒22的材料可以采用本领域屏蔽环常用的材料导体材料或半导电材料。另外，上述实施例中的开关断口结构运用在隔离开关主回路上，在其他实施例中，开关断口结构也可以运用到其他场合，例如接地开关断口。

Claims (10)

1.开关断口结构，包括用于依靠导向移动设置的动触头实现导通或断开的第一静触头和第二静触头，其特征在于：所述第一静触头上导电连接有第一屏蔽筒，所述第二静触头上导电连接有第二屏蔽筒，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合。
2.根据权利要求1所述的开关断口结构，其特征在于：所述第一静触头、第二静触头、第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均固封在由浇注的环氧树脂形成的外壳内，环氧树脂中设有供所述动触头导向移动的穿孔。
3.根据权利要求2所述的开关断口结构，其特征在于：所述外壳的外表面上喷涂有接地屏蔽层。
4.根据权利要求1或2或3所述的开关断口结构，其特征在于：所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均为圆筒结构且同轴设置。
5.根据权利要求1或2或3所述的开关断口结构，其特征在于：所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒分别依靠螺钉固定在所述第一静触头和第二静触头相互靠近的一端，所述螺钉上套设有用于使第一屏蔽筒和第二屏蔽筒对应地与第一静触头和第二静触头导通的导电套。
6.一种高压开关，包括开关断口结构，所述开关断口结构包括用于依靠导向移动设置的动触头实现导通或断开的第一静触头和第二静触头，其特征在于：所述第一静触头上导电连接有第一屏蔽筒，所述第二静触头上导电连接有第二屏蔽筒，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相互分离并由环氧树脂固封在一起，所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒相邻的一端在沿两者轴线的方向上相互对齐或者嵌套配合。
7.根据权利要求6所述的一种高压开关，其特征在于：所述第一静触头、第二静触头、第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均固封在由浇注的环氧树脂形成的外壳内，环氧树脂中设有供所述动触头导向移动的穿孔。
8.根据权利要求7所述的一种高压开关，其特征在于：所述外壳的外表面上喷涂有接地屏蔽层。
9.根据权利要求6或7或8所述的一种高压开关，其特征在于：所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒均为圆筒结构且同轴设置。
10.根据权利要求6或7或8所述的一种高压开关，其特征在于：所述第一屏蔽筒和第二屏蔽筒分别依靠螺钉固定在所述第一静触头和第二静触头相互靠近的一端。
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