CN105489437A - 一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，包括支架，支架上设有若干个独立的开关单元，开关单元包括绝缘筒、绝缘触头盒、静触头组件、动触头组件和拐臂组件，静触头组件和动触头组件分别设置在绝缘筒上端和下端，动触头组件与绝缘筒内壁接触形成灭弧室，静触头组件包括设置在绝缘筒上端的静触头座和梅花静触头，梅花静触头内设有均压套和引弧针，引弧针一端与静触头座螺纹连接将梅花静触头固定在绝缘筒上端，绝缘筒下端与绝缘触头盒螺纹连接，绝缘筒外围分别对应静触头组件和动触头组件设有均匀罩和均匀环，绝缘触头盒外两侧均设有均压圈，动触头组件包括动触头和动触头杆，动触头杆上端与动触头下端螺纹连接。

Description

一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关

技术领域

本发明涉及负荷开关技术领域，尤其涉及一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关。

背景技术

现有负荷开关有两种结构：一种是采用刀闸式结构；另一种是三相一体的压气式结构，它们体积大而笨重，电场分布不均匀，绝缘性能不稳定。前者在开关分闸过程通过灭弧栅冷却灭弧，灭弧能力不理想，后者灭弧能力虽然理想，但是装配工艺复杂，负荷开关分合闸过程三相同心度以及动触头在直线运动过程的同心率难以保证，从而造成负荷开关在投运过程发生故障。此外，由于现有三相一体的负荷开关，而随着开关设备越来越小型化，现有已限制了开关设备的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，同心率好，动作可靠故障率低，电场均匀，绝缘性好、灭弧稳定、体积小的用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其包括支架，支架上设有三个开关单元，三个开关单元与支架组成三相一体式结构，所述开关单元包括绝缘筒、绝缘触头盒、静触头组件、动触头组件和拐臂组件，静触头组件和动触头组件分别设置在绝缘筒上端和下端，动触头组件与绝缘筒内壁接触形成灭弧室，所述静触头组件包括设置在绝缘筒上端的静触头座和梅花静触头，梅花静触头内设有均压套和引弧针，引弧针一端与静触头座螺纹连接将梅花静触头固定在绝缘筒上端，所述绝缘筒下端与绝缘触头盒螺纹连接，绝缘筒外围分别对应静触头组件和动触头组件设有均匀罩和均匀环，绝缘触头盒外两侧均设有均压圈，所述动触头组件包括动触头和动触头杆，动触头杆上端与动触头下端螺纹连接，动触头杆下端与设置在绝缘触头盒内的拐臂组件传动连接，动触头上端设有喷嘴，动触头下端设有进气孔，喷嘴和进气孔之间设有弧触头，动触头外套设有导向套，导向套与绝缘筒内壁之间设有密封圈。

所述拐臂组件包括连杆、拐臂、合分装置，所述连杆两端分别与动触头杆下端和拐臂一端转动连接，所述拐臂另一端通过花键轴与合分装置连接。

所述绝缘筒、绝缘触头盒和拐臂均由透明聚碳酸脂材料压注成型。采用聚碳酸脂材料在确保绝缘的基础上，增加了产品的韧性、硬度，延长了使用寿命，克服了传统PBT材料容易开裂的缺陷；透明设计，便于观察绝缘筒内动、静触头灭弧情况以及绝缘触头盒内各部件的灼蚀情况，以便及时发现问题，消除安全隐患。

所述密封圈横截面为X形。该设计可改善密封圈的密封性能，使得X形密封圈与绝缘筒内壁之间形成的灭弧室气密性更好，灭弧效果更佳，可确保形成高压气流高速喷出。

所述梅花静触头下端外围设有拉簧。该设计可增大抱紧力，从而确保其接触良好，保证电动稳定性。

所述开关单元还包括接地触头组件，所述接地触头组件包括母排、触头夹组件和接地触头，所述母排上端与触头夹组件固定连接，触头夹组件包括导电夹、弹簧座和压簧，导电夹弹性套设在动触头杆中部，弹簧座将压簧固定在导电夹上，所述母排下端与接地触头连接，接地触头通过设置在绝缘触头盒上的接地触头座固定。

本发明采用以上技术方案，将三个相互独立、绝缘的开关单元通过支架组成三相一体式结构，装配工艺简单，并可保证三相在合闸和分闸过程中具有良好的同期性、一致性和稳定性，同时每个单元可单独更换和维护。与现有中国发明专利CN103646820A公开的一种高压直动压气式SF6负荷开关装置相比，本发明通过引弧针一端与静触头座的螺纹连接将梅花静触头固定在绝缘筒上端、将绝缘筒下端与绝缘触头盒螺纹连接、将动触头杆上端与动触头下端螺纹连接以及动触头外套设有导向套，该些设计确保了动触头杆驱动动触头沿绝缘筒内壁上下直线运动以与梅花静触头合闸和分闸过程的同心率，提高了合闸和分闸动作的可靠性和稳定性，从而降低了开关单元在投运过程的故障率，而且各部分连接的牢固性好；同时，本发明在绝缘筒外围分别对应静触头组件和动触头组件设有均匀罩和均匀环、绝缘触头盒外两侧均设有均压圈、梅花静触头内设有均压套，该些设计使得开关单元的电场均匀性更好，有利于采用绝缘性较差、但很环保的干燥压缩空气和N2等环保气体来替代传统绝缘性较好、具有温室效应、不环保的SF6气体；此外，绝缘筒和绝缘触头盒的绝缘设计，可确保每个开关单元具有良好可靠的绝缘性，从而确保三相一体压气式负荷开关的三相带电体的隔离，避免发生相间短路等现象；梅花静触头及其自闭力设计，可提高其硬度和弹性，从而满足动静触头的接触要求，保证了良好的导电性能。

本发明的压气式负荷开关，相对于该电压等级的同类产品结构新颖，空间利用率高，体积较小，同心率好、动作可靠、故障率低，电场均匀，绝缘灭弧可靠，易于安装与更换，各部分连接牢固，主要用在40.5kV及以下电压等级的SF6气体、干燥压缩空气、N2等气体开关设备中作为负荷开关或隔离开关使用，尤其有利于采用干燥压缩空气和N2等环保气体来取代传统的SF6气体而应用于高压环保型开关设备上。

附图说明

现结合附图对本发明作进一步阐述：

图1为本发明用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关结构示意图；

图2为本发明的开关单元结构示意图；

图3为本发明的动触头组件结构示意图；

图4为本发明的静触头组件结构示意图；

图5为本发明的梅花静触头结构示意图；

图6为本发明的接地触头组件结构示意图。

具体实施方式

如图1-6之一所示，本发明包括支架1，支架1上设有三个开关单元2，三个开关单元2与支架1组成三相一体式结构，所述开关单元2包括绝缘筒3、绝缘触头盒4、静触头组件5、动触头组件6和拐臂组件7，静触头组件5和动触头组件6分别设置在绝缘筒3上端和下端，动触头组件6与绝缘筒3内壁接触形成灭弧室，所述静触头组件5包括设置在绝缘筒3上端的静触头座51和梅花静触头52，梅花静触头52内设有均压套81和引弧针53，引弧针53一端与静触头座51螺纹连接将梅花静触头52固定在绝缘筒3上端，所述绝缘筒3下端与绝缘触头盒4螺纹连接，绝缘筒3外围分别对应静触头组件5和动触头组件6设有均匀罩82和均匀环83，绝缘触头盒4外两侧均设有均压圈84，所述动触头组件6包括动触头61和动触头杆62，动触头杆62上端与动触头61下端螺纹连接，动触头杆62下端与设置在绝缘触头盒4内的拐臂组件7传动连接，动触头61下端设有进气孔64，动触头61上端设有喷嘴63，喷嘴63和进气孔64之间设有弧触头65，动触头61外套设有导向套66，导向套66与绝缘筒3内壁之间设有密封圈67。

如图2所示，所述拐臂组件7包括连杆71、拐臂72、合分装置（图中未示出），所述连杆71两端分别与动触头杆62下端和拐臂72一端转动连接，所述拐臂72另一端通过花键轴73与合分装置连接。

合闸操作：合分装置驱动拐臂72顺时针旋转，通过连杆71带动动触头组件6向上运动，弧触头65同引弧针53先接触，随后动触头61插入梅花静触头52内，完成合闸动作。

分闸操作：合分装置驱动拐臂72逆时针旋转，通过连杆71带动动触头组件6向下运动，使得灭弧室内的气体被压缩，动触头61与梅花静触头52最先分离，随后弧触头65同引弧针53分离并产生电弧，随着动触头组件6的运动，灭弧室内气体的气压增大，气流从动触头61下端进气孔64进入并从喷嘴6高速喷出，从而将引弧针53同弧触头65之间的电弧熄灭。

所述绝缘筒3、绝缘触头盒4和拐臂72均由透明聚碳酸脂材料压注成型。采用聚碳酸脂材料在确保绝缘的基础上，增加了产品的韧性、硬度，延长了使用寿命，克服了传统PBT材料容易开裂的缺陷；透明设计，便于观察绝缘筒内动、静触头灭弧情况以及绝缘触头盒内各部件的灼蚀情况，以便及时发现问题，消除安全隐患。

所述密封圈67横截面为X形。该设计可改善密封圈67的密封性能，使得X形密封圈与绝缘筒内壁之间形成的灭弧室气密性更好，灭弧效果更佳，可确保形成高压气流高速喷出。

如图5所示，所述梅花静触头52下端外围设有拉簧54。该设计可增大抱紧力，从而确保其接触良好，保证电动稳定性。

如图2或图6所示，所述开关单元2还包括接地触头组件9，所述接地触头组件9包括母排91、触头夹组件和接地触头92，所述母排91上端与触头夹组件固定连接，触头夹组件包括导电夹93、弹簧座94和压簧95，导电夹93弹性套设在动触头杆62中部，弹簧座94将压簧95固定在导电夹93上，所述母排91下端与接地触头92连接，接地触头92通过设置在绝缘触头盒4上的接地触头座96固定。

本发明采用以上技术方案，将三个相互独立、绝缘的开关单元2通过支架1组成三相一体式结构，装配工艺简单，并可保证三相在合闸和分闸过程中具有良好的同期性、一致性和稳定性，同时每个单元可单独更换和维护。与现有中国发明专利CN103646820A公开的一种高压直动压气式SF6负荷开关装置相比，本发明通过引弧针一端与静触头座的螺纹连接将梅花静触头固定在绝缘筒上端、将绝缘筒下端与绝缘触头盒螺纹连接、将动触头杆上端与动触头下端螺纹连接以及动触头外套设有导向套，该些设计确保了动触头杆驱动动触头沿绝缘筒内壁上下直线运动以与梅花静触头合闸和分闸过程的同心率，提高了合闸和分闸动作的可靠性和稳定性，从而降低了开关单元在投运过程的故障率，而且各部分连接的牢固性好；同时，本发明在绝缘筒外围分别对应静触头组件和动触头组件设有均匀罩和均匀环、绝缘触头盒外两侧均设有均压圈、梅花静触头内设有均压套，该些设计使得开关单元的电场均匀性更好，有利于采用绝缘性较差、但很环保的干燥压缩空气和N2等环保气体来替代传统绝缘性较好、具有温室效应、不环保的SF6气体；此外，绝缘筒和绝缘触头盒的绝缘设计，可确保每个开关单元具有良好可靠的绝缘性，从而确保三相一体压气式负荷开关的三相带电体的隔离，避免发生相间短路等现象；梅花静触头及其自闭力设计，可提高其硬度和弹性，从而满足动静触头的接触要求，保证了良好的导电性能。

以上描述不应对本发明的保护范围有任何限定。

Claims (6)

1.一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，包括支架，支架上设有三个开关单元，三个开关单元与支架组成三相一体式结构，所述开关单元包括绝缘筒、绝缘触头盒、静触头组件、动触头组件和拐臂组件，静触头组件和动触头组件分别设置在绝缘筒上端和下端，动触头组件与绝缘筒内壁接触形成灭弧室，其特征在于：所述静触头组件包括设置在绝缘筒上端的静触头座和梅花静触头，梅花静触头内设有均压套和引弧针，引弧针一端与静触头座螺纹连接将梅花静触头固定在绝缘筒上端，所述绝缘筒下端与绝缘触头盒螺纹连接，绝缘筒外围分别对应静触头组件和动触头组件设有均匀罩和均匀环，绝缘触头盒外两侧均设有均压圈，所述动触头组件包括动触头和动触头杆，动触头杆上端与动触头下端螺纹连接，动触头杆下端与设置在绝缘触头盒内的拐臂组件传动连接，动触头上端设有喷嘴，动触头下端设有进气孔，喷嘴和进气孔之间设有弧触头，动触头外套设有导向套，导向套与绝缘筒内壁之间设有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其特征在于：所述拐臂组件包括连杆、拐臂、合分装置，所述连杆两端分别与动触头杆下端和拐臂一端转动连接，所述拐臂另一端通过花键轴与合分装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其特征在于：所述绝缘筒、绝缘触头盒和拐臂均由透明聚碳酸脂材料压注成型。

4.根据权利要求1所述的一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其特征在于：所述密封圈横截面为X形。

5.根据权利要求1所述的一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其特征在于：所述梅花静触头下端外围设有拉簧。

6.根据权利要求1所述的一种用于高压气体绝缘环网柜的压气式负荷开关，其特征在于：所述开关单元还包括接地触头组件，所述接地触头组件包括母排、触头夹组件和接地触头，所述母排上端与触头夹组件固定连接，触头夹组件包括导电夹、弹簧座和压簧，导电夹弹性套设在动触头杆中部，弹簧座将压簧固定在导电夹上，所述母排下端与接地触头连接，接地触头通过设置在绝缘触头盒上的接地触头座固定。