CN104733193B - 一种开关组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关组件，其特征在于，包括：旋转连杆以及用于使旋转连杆旋转的旋转结构；其中，所述旋转连杆上设置有用于形成导电通路的导电块。

Description

一种开关组件

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种开关组件。

背景技术

电力传输系统的中、高压应用场合，需要快速分合闸的开关。在要求分合闸速度的同时，还要求开关在分开时具有足够大的开距，以保证绝缘性能。

目前通常采用基于电磁斥力操作机构的快速开关，但电磁斥力机构只适合小开距、低电压的应用场合，不能适用于大开距的应用场合，故基于电磁斥力操作机构的快速开关无法应用在电力传输系统的中、高压应用场合。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种开关组件，在保证分合闸速度的情况下，增大开距。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种开关组件，包括：旋转连杆以及用于使旋转连杆旋转的旋转结构；

其中，所述旋转连杆上设置有用于形成导电通路的导电块。

所述旋转结构设置于所述旋转连杆上，并且位置可变。

所述开关组件设置于包含静触头的容器中，所述静触头用于与所述导电块形成导电通路。

所述旋转结构设置于所述旋转连杆上设置有所述导电块的一端的对端。

还包括移位连杆；所述移位连杆与所述旋转连杆相连，并且所述移位连杆的轴向与所述旋转连杆的轴向不同。

所述移位连杆与所述旋转连杆上设置有所述导电块的一端的对端相连。

还包括：用于保持所述移位连杆所处位置的双稳态弹簧。

所述移位连杆上还设置有与所述移位连杆的轴向之间存在角度的移位盘；针对所述移位盘所能移动的不同方向，在每个方向上设置有由所述移位连杆穿过的线圈；

所述开关组件还包括：用于控制所述线圈通断电的控制机构。

所述移位盘与所述移位连杆相垂直；和/或，

所述线圈包括合闸线圈、分闸线圈，所述移位盘设置于所述合闸线圈与分闸线圈之间。

所述旋转连杆的数量是一个或一个以上；

一个所述旋转连杆上的导电块的数量是一个或一个以上。

本发明的开关，在保证分合闸速度的情况下，能够有效增大开距。

附图说明

图1为本发明实施例的开关组件布局示意图；

图2为本发明实施例的开关组件合闸状态示意图；

图3为本发明实施例的开关组件分闸状态示意图；

图4为本发明实施例的开关控制机构示意图；

图5为本发明一实施例的旋转连杆与旋转结构的配合示意图；

图6为本发明另一实施例的旋转连杆与旋转结构的配合示意图；

附图标记说明：

1、容器；2、旋转连杆；3、静触头；4、导电块；5、支架；6、旋转结构；7、合闸线圈；8、分闸线圈；9、缓冲块；10、控制机构；11、双稳态弹簧；12、移位连杆；13、变压器；14、充电电阻；15、整流二极管；16、储能电容；17、续流二极管；18、信号转接板；19、触发开关；20、移位盘；21、固定架；22、连接线；23、连接件；24、槽。

具体实施方式

在实际应用中，可以进行如图1所示的设置。图1中，本发明的开关组件主要包括旋转连杆2以及旋转结构6；其中，旋转连杆2上设置有导电块4，旋转连杆2通过旋转结构6与容器1中的支架5相连。

导电块4可以设置在旋转连杆2的一端。

由于旋转结构6的存在，旋转连杆2可以在支架5上以如图所示的方向（或相反方向）旋转。上述各器件再加上设置于容器1中的静触头3，总体上形成了比较完整的开关。

旋转连杆2在旋转到特定姿态时，旋转连杆2上的导电块4与容器1中的静触头3接触；旋转连杆2在旋转到其它姿态时，旋转连杆2上的导电块4不与容器1中的静触头3接触。

当旋转连杆2上的导电块4与容器1中的静触头3接触时，相接触的静触头3和导电块4形成导电通道，整个开关处于合闸状态；当旋转连杆2上的导电块4不与容器1中的静触头3接触时，不相接触的静触头3和导电块4则不形成导电通道，整个开关处于如图3所示的分闸状态。

在实际应用中，旋转连杆2的数量可以是一个或一个以上；一个旋转连杆2上的导电块4的数量可以是一个或一个以上；静触头3的数量可以是一个或一个以上。

当静触头3的数量是两个时，可以按照图1所示的方式进行设置，即将旋转连杆2的导电块4设置于两个静触头3之间的区域。

当旋转连杆2的数量超过一个时，可以将所有旋转连杆2分别设置于静触头3的一侧，也可以按照图1所示的方式进行设置，即将不同的旋转连杆2分别设置于静触头3的不同侧。另外，还可以在相邻或位于同侧的两个旋转连杆2之间设置连接件23，这样，被连接件23彼此固定的旋转连杆2在旋转时就能相对静止，保证了两个或两个以上旋转连杆2在旋转时的统一性，因而保证了两个或两个以上旋转连杆2上的导电块4在旋转时的统一性，进而保证静触头3和旋转连杆2上的导电块4能够顺利形成导电通道。

为了保证整个开关的高速分合闸以及大开距，可以对本发明的开关组件进行机械控制，用于实现机械控制的方式很多，其中一种可以如图2所示。图2中，实现机械控制的器件是移位连杆12，移位连杆12与旋转连杆2相连，并且移位连杆12的轴向与旋转连杆2的轴向不同，这样，在沿轴向推拉移位连杆12时，与移位连杆12相连的旋转连杆2就能够因移位连杆12的推拉而旋转。

移位连杆12通常可以与旋转连杆2上设置有导电块4的一端的对端相连；另外，移位连杆12可以通过转轴、铰链等方式与旋转连杆2相连。

旋转结构6通常可以设置于旋转连杆2上设置有导电块4的一端的对端。为了控制分合闸速度以及开距大小，也可以变化旋转结构6在旋转连杆2上的位置，比如靠近或远离导电块4。

为了便于限位，可以在容器1中设置固定架21，并在固定架21上设置用于对移位连杆12进行限位的缓冲块9。实际上，如果容器1中设置有固定的支架，那么也可以不设置固定架21，而是将缓冲块9设置于容器1中已有的固定的支架上。

缓冲块9通常可以设置在移位连杆12在轴向上指向旋转连杆2的相反方向上。

为了使移位连杆12在移动过程中能够更稳定地保持在特定位置，以便使整个开关处于合闸或分闸的状态，还可以设置保持移位连杆12所处位置的双稳态弹簧11，并由移位连杆12穿过双稳态弹簧11。

在实际应用时，为了实现对整个开关分合闸的电控，还可以设置能够控制移位连杆12运动的控制机构10。在控制机构10的控制下，移位连杆12能够沿轴向运动。

实现对移位连杆12运动的控制的方式多种多样，其中一种可以如图2所示，其中，移位连杆12上设置有与移位连杆12的轴向之间存在角度（如垂直）的移位盘20；该移位盘20可以是独立的器件，也可以与移位连杆12形成一个整体。

针对移位盘20所能移动的不同方向，可以在每个方向上设置线圈，并由移位连杆12穿过线圈。通常，移位盘20所能移动的方向包含前后两个方向，分别对应用于合闸的方向以及用于分闸的方向；因此可以将在移位盘20用于合闸的方向上设置的线圈称为合闸线圈7，而将在移位盘20用于分闸的方向上设置的线圈称为分闸线圈8。通常可以将移位盘20设置于合闸线圈7与分闸线圈8之间。

控制机构10通过连接线22（通常为电线）与合闸线圈7、分闸线圈8相连，通过控制合闸线圈7、分闸线圈8的通断电，控制移位盘20向合闸线圈7或分闸线圈8移动，并最终紧贴合闸线圈7或分闸线圈8。

通常，需要注意合闸线圈7的设置位置，以尽量保证在移位盘20紧贴合闸线圈7时，旋转连杆2上的导电块4与静触头3接触，即整个开关处于合闸状态。

可以在合适的位置设置固定架21，并将合闸线圈7设置在固定架21上。如果固定架21所在的位置也适合设置分闸线圈8，那么也可以将分闸线圈8设置在固定架21上。当然，如果容器1中的合适位置上设置有固定的支架，那么也可以不设置固定架21，而是将合闸线圈7、分闸线圈8设置于容器1中已有的固定的支架上。

需要说明的是，图2、3中所显示的本发明的开关组件为两套。实际上，如果只使用一套开关组件就能够实现整个开关的分合闸，那么也可以只设置一套开关组件。

基于上述的设置，可以实现如下的工作过程：

正常合闸状态时，旋转连杆2上的导电块4与静触头3相互接触，形成导电通道；此时移位盘20紧贴合闸线圈7；

需要分闸时，控制机构10控制合闸线圈7与分闸线圈8产生推动移位盘20向分闸线圈8移动的力，移位盘20在该力的推动下克服双稳态弹簧11产生的合闸保持力向分闸线圈8移动。

移位连杆12在移位盘20的带动下向分闸线圈8移动，旋转连杆2上与移位连杆12相连的一端随着移位连杆12移动。基于旋转连杆2上与移位连杆12相连的一端的移动以及旋转结构6的存在，旋转连杆2上设置有导电块4的一端会向分闸的方向旋转，使得导电块4不再与静触头3相互接触，因此之前合闸状态下的导电通道消失，整个开关处于分闸状态。此时双稳态弹簧11处于分闸保持状态。

需要合闸时，控制机构10控制合闸线圈7与分闸线圈8产生推动移位盘20向合闸线圈7移动的力，移位盘20在该力的推动下克服双稳态弹簧11产生的分闸保持力向合闸线圈7移动。

移位连杆12在移位盘20的带动下向合闸线圈7移动，旋转连杆2上与移位连杆12相连的一端随着移位连杆12移动。基于旋转连杆2上与移位连杆12相连的一端的移动以及旋转结构6的存在，旋转连杆2上设置有导电块4的一端会向合闸的方向旋转。在移位盘20紧贴合闸线圈7时，导电块4与静触头3相互接触，导电通道再次形成，整个开关处于合闸状态。此时双稳态弹簧11处于合闸保持状态。

旋转结构6通常可以设置在旋转连杆2上靠近移位连杆12（即远离导电块4）的位置。由于旋转结构6相对而言靠近移位连杆12而远离导电块4，因而基于在相同旋转角速度下，旋转半径越大，旋转线速度越大的原理，在移位连杆12移动小行程的情况下，导电块4就能够相对移动大行程（即获得比目前的基于直线移动的分合闸更大的开距），并且这种行程上的差异也能够保证整个开关的快速分合闸。

当然，如果两个旋转连杆2之间的设置方式如图2所示，即两个旋转连杆2的旋转方向相反，那么也可以不要求将旋转结构6设置于旋转连杆2上远离导电块4的位置，因为两个旋转连杆2在旋转时导电块4所产生的总行程可以足够大，该总行程将远远超过只有一个旋转连杆2旋转时的行程，因此同样能够提高分合闸速度，并有效增大开距。

实际上，当存在两个旋转连杆2时，两个旋转连杆2的旋转方向也可以不是完全相反的，而是成一定角度。无论旋转连杆2的数量是一个还是多个，也无论两个以上的旋转连杆2之间的位置关系如何，只要能够保证提高分合闸速度、并有效增大开距即可。

另外，通过改变旋转结构6在旋转连杆2上的位置比（即改变旋转连杆2上导电块4的旋转半径），可获得旋转连杆2上导电块4不同的分合闸速度和行程。

控制机构10的实现方式多种多样，只要能够实现前述的相应控制即可，其中的一种实现方式如图4所示。

具体而言，可以针对合闸线圈7设置图4，并且针对分闸线圈8也设置图4，即可以由一个控制机构10控制合闸线圈7，由另一个控制机构10控制分闸线圈8。

图4中，控制机构10包括充放电回路和控制触发回路。所述充放电回路包括变压器13、充电电阻14、整流二极管15、储能电容16、触发开关19以及续流二极管17。由变压器13、充电电阻14和整流二极管15构成的充电回路与储能电容16的正负极连接，储能电容16与对应的分闸线圈8（图中未示出）或合闸线圈7串联。触发开关19串联在储能电容16的放电回路中，续流二极管17与储能电容16并联。

所述控制触发回路包括信号转接板18，信号转接板18的一端与触发开关19相连，另一端接收外部控制信号。

对于控制分闸线圈8的控制机构10而言，其中的信号转接板18能够接受外部分闸命令，使触发开关19闭合，储能电容16对分闸线圈8放电，在分闸线圈8上产生脉冲电流；移位盘20上因线圈8的脉冲电流产生出感应电流，移位盘20感应电流产生的磁场与分闸线圈8上脉冲电流产生的磁场方向相反，从而产生将移位盘20推离分闸线圈8的力，该力可以克服双稳态弹簧11产生的合闸保持力并推动移位盘20向合闸线圈7移动。

对于控制合闸线圈7的控制机构10而言，其中的信号转接板18能够接受外部合闸命令，使触发开关19闭合，储能电容16对合闸线圈7放电，在合闸线圈7上产生脉冲电流；移位盘20上因线圈8的脉冲电流产生出感应电流，移位盘20感应电流产生的磁场与合闸线圈7上脉冲电流产生的磁场方向相反，从而产生将移位盘20推离合闸线圈7的力，该力可以克服双稳态弹簧11产生的分闸保持力并推动移位盘20向分闸线圈8移动。

通常，容器1为密闭容器，内部为真空或充满电气绝缘流体（即，液体或气体），如SF6或绝缘油等绝缘介质。再有，旋转连杆2、支架5通常为绝缘体。

另外，旋转结构6可以包含转轴，该转轴设置在（如插入）支架5上，并且该转轴能够在支架5上旋转；或者，旋转结构6可以包含套在旋转连杆2上的套筒，该套筒通过连杆等连接器件设置在（如插入）支架5上，并且该套筒能够通过该连接器件在支架5上旋转。

需要说明的是，为了保证旋转连杆2的顺利旋转，还可以在旋转连杆2或旋转结构6上留出用于实现旋转的余量。比如，当旋转结构6包含转轴时，可以进行如图5所示的设置，在旋转连杆2上设置有旋转结构6的位置沿轴向开出槽24，使得作为旋转结构6的转轴能够穿过槽24，并且旋转连杆2能够因槽24的存在而相对于旋转结构6沿轴向移动。当旋转结构6包含套筒时，可以进行如图6所示的设置，在旋转连杆2的外表面与作为旋转结构6的套筒的内壁之间留出余量，使得旋转连杆2能够穿过作为旋转结构6的套筒，并且旋转连杆2能够因所述余量的存在而相对于旋转结构6沿轴向移动。

结合以上描述可见，本发明的开关组件能够实现基于旋转的分合闸，这能够获得比目前的基于直线移动的分合闸更大的开距，以及更高的分合闸速度，从而在高、中、低压场合上都适用，并且控制简单，实现方便。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种开关组件，其特征在于，包括：旋转连杆以及用于使旋转连杆旋转的旋转结构；

其中，所述旋转连杆上设置有用于形成导电通路的导电块；

所述开关组件设置于包含静触头的容器中，所述静触头用于与所述导电块形成导电通路；

当旋转结构包含转轴时，在旋转连杆上设置有旋转结构的位置沿轴向开出槽，使得作为旋转结构的转轴能够穿过槽，并且旋转连杆能够因槽的存在而相对于旋转结构沿轴向移动；

当旋转结构包含套筒时，在旋转连杆的外表面与作为旋转结构的套筒的内壁之间留出余量，使得旋转连杆能够穿过作为旋转结构的套筒，并且旋转连杆能够因所述余量的存在而相对于旋转结构沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的开关组件，其特征在于，所述旋转结构设置于所述旋转连杆上，并且位置可变。

3.根据权利要求1所述的开关组件，其特征在于，

所述旋转结构设置于所述旋转连杆上设置有所述导电块的一端的对端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的开关组件，其特征在于，还包括移位连杆；所述移位连杆与所述旋转连杆相连，并且所述移位连杆的轴向与所述旋转连杆的轴向不同。

5.根据权利要求4所述的开关组件，其特征在于，

所述移位连杆与所述旋转连杆上设置有所述导电块的一端的对端相连。

6.根据权利要求4所述的开关组件，其特征在于，还包括：用于保持所述移位连杆所处位置的双稳态弹簧。

7.根据权利要求4所述的开关组件，其特征在于，

所述移位连杆上还设置有与所述移位连杆的轴向之间存在角度的移位盘；针对所述移位盘所能移动的不同方向，在每个方向上设置有由所述移位连杆穿过的线圈；

所述开关组件还包括：用于控制所述线圈通断电的控制机构。

8.根据权利要求7所述的开关组件，其特征在于，

所述移位盘与所述移位连杆相垂直；和/或，

所述线圈包括合闸线圈、分闸线圈，所述移位盘设置于所述合闸线圈与分闸线圈之间。

9.根据权利要求1所述的开关组件，其特征在于，

所述旋转连杆的数量是一个以上；

一个所述旋转连杆上的导电块的数量是一个以上。