CN106783275A - 一种开关及gis开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关及GIS开关设备，包括壳体和壳体内的开关，开关包括具有动触头的动端部件和具有静触头的静端部件，还包括检测动、静触头分合闸信息的磁控检测装置，磁控检测装置包括磁控开关和磁力触发部件，磁控开关设在静端部件上且磁力触发部件设在所述动端部件上，或者磁控开关设在动端部件上且磁力触发部件设在静端部件上。采用本发明开关及GIS开关设备，相对于传统机械式的行程开关，其磁控开关不会受到机械撞击，不易损坏，使用寿命更长，检修频率低，采用磁场感应的方式实现开关状态检测，相对于行程开关弹簧片会因动触头形成偏差原因导致弹簧片与触头无法闭合的情况，磁控开关感应电场强度的阈值更宽，因此检测更准确。

Description

一种开关及GIS开关设备

技术领域

本发明涉及一种开关及GIS开关设备。

背景技术

GIS开关设备为气体绝缘封闭的开关设备，其内部开关在分合闸动作时不能直接观察到，在不知道开关状态的基础上盲目进行下一步操作很可能造成严重后果，比如在高压开关设备中，需要对开关设备等进行检修操作，需要先将接地开关合闸以确保电流接地，保证设备上不带电，以便于安全检修。但是，由于接地开关密封在开关设备内部，其接地开关是否合闸的状态无法直接观察到，如果在不知道接地开关状态的情况下盲目进行检修操作，可能会因接地开关未合闸成功导致检修人员有触电危险，尤其在高压设备上，触电将是致命的。

如附图1所示，为传统GIS开关设备结构示意图，包括GIS气密封壳体1，壳体1内设有三工位开关，三工位开关包括由丝杆机构带动的动触头9和固定安装在壳体1内部的接地触头2，还包括用于监测接地开关状态的行程开关10，行程开关10安装在壳体1内部的接地触头2上，接地开关的动触头9与接地触头2合闸时将会压紧行程开关10，使行程开关10闭合，从而将接地开关合闸的信息传递给壳体外部的显示装置进行显示。但是这种方式存在以下缺点：（1）行程开关安装在GIS开关设备内部，其安装和拆卸过程均比较麻烦，需要将开关设备打开才能使用，这不仅造成安装和检修成本增加，还会存在安装拆卸行程开关时人员触电等不安全因素；（2）行程开关的闭合是采用机械式的闭合方式，在使用时，行程开关的弹簧片经过多次撞击后很容易出现应力集中而断裂的现象，需要经常更换，行程开关的寿命短暂，将增加检修工作量，造成资源浪费；（3）行程开关使用时可能出现指示状态不准确的情况，行程开关闭合是靠动触头碰撞弹簧片，使弹簧片与行程开关的另一个触指接触而闭合，由于动触头合闸时的位移不可避免的存在偏差，如果动触头碰撞弹簧片的距离较长，则容易造成弹簧片损坏，如果动触头碰撞弹簧片的距离较短，则可能导致弹簧片与触指无法闭合，因此可能导致行程开关指示接地开关的状态不够准确，这也是开关设备的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关，以解决传统行程开关作为开关的状态监测装置存在的安装不便、更换频繁、安全性不高的技术问题；本发明的目的还在于提供一种GIS开关设备。

为实现上述目的，本发明一种开关的技术方案是：开关包括具有动触头的动端部件和具有静触头的静端部件，开关还包括检测所述动、静触头分合闸信息的磁控检测装置，磁控检测装置包括磁控开关和磁力触发部件，所述磁控开关设在所述静端部件上且磁力触发部件设在所述动端部件上，或者磁控开关设在动端部件上且磁力触发部件设在静端部件上。

进一步地，所述开关为三工位开关，所述静触头为接地触头。

进一步地，所述磁力触发部件为永磁体。永磁体能够长久保持其磁性，使得永磁体在安装后更换频率大大降低，降低维修更换成本。

进一步地，所述动触头为套筒结构，套筒内部螺纹孔与丝杆外螺纹配合，所述静端部件上设有安装丝杆的轴承座，所述永磁体嵌装在动触头端面的端面槽中，所述磁控开关安装在轴承座上。磁控开关安装在丝杆的轴承座上，此时动触头上的端面距离磁控开关的距离最近，在动触头端面的端面槽中安装永磁体使得永磁体在磁控开关处产生的磁场强度更强，以便磁控开关更容易准确检测出动触头的分合闸信息。

进一步地，所述磁控开关外部设有外螺纹，所述轴承座设有可调节磁控开关旋入深度的螺纹安装孔。磁控开关与轴承座通过螺纹配合方式可方便调节磁控开关与永磁体之间的距离，因为磁控开关距离磁控开关的距离越近，所感应到的磁场强度越强，因此通过调节磁控开关与永磁体之间的距离可方便调节磁控开关所感应到的磁场力大小。

本发明一种开关的有益效果是：采用本发明的开关，相对于传统机械式的行程开关，其磁控检测装置不会受到机械撞击，因此不容易损坏，使用寿命更长，检修频率低，相应的降低了检修成本和提高了检修安全性，而且采用磁场感应的方式实现开关状态检测，相对于行程开关弹簧片会因动触头形成偏差原因导致弹簧片与触头无法闭合的情况，磁控检测装置感应电场强度的阈值更宽，因此检测更准确，更进一步的提高了开关设备的安全性。

本发明GIS开关设备的技术方案是：GIS开关设备包括密闭的壳体和壳体内的开关，开关包括具有动触头的动端部件和具有静触头的静端部件，开关还包括检测所述动、静触头分合闸信息的磁控检测装置，磁控检测装置包括磁控开关和磁力触发部件，所述磁控开关设在所述静端部件上且磁力触发部件设在所述动端部件上，或者磁控开关设在动端部件上且磁力触发部件设在静端部件上。

进一步地，所述开关为三工位开关，所述静触头为接地触头。

进一步地，所述磁力触发部件为永磁体。永磁体能够长久保持其磁性，使得永磁体在安装后更换频率大大降低，降低维修更换成本。

进一步地，所述动触头为套筒结构，套筒内部螺纹孔与丝杆外螺纹配合，所述静端部件上设有安装丝杆的轴承座，所述永磁体嵌装在动触头端面的端面槽中，所述磁控开关安装在轴承座上。磁控开关安装在丝杆的轴承座上，此时动触头上的端面距离磁控开关的距离最近，在动触头端面的端面槽中安装永磁体使得永磁体在磁控开关处产生的磁场强度更强，以便磁控开关更容易准确检测出动触头的分合闸信息。

进一步地，所述磁控开关外部设有外螺纹，所述轴承座设有可调节磁控开关旋入深度的螺纹安装孔。磁控开关与轴承座通过螺纹配合方式可方便调节磁控开关与永磁体之间的距离，因为磁控开关距离磁控开关的距离越近，所感应到的磁场强度越强，因此通过调节磁控开关与永磁体之间的距离可方便调节磁控开关所感应到的磁场力大小。

本发明GIS开关设备的有益效果：采用本发明GIS开关设备，相对于传统机械式的行程开关，其磁控检测装置不会受到机械撞击，因此不容易损坏，使用寿命更长，检修频率低，对于全封闭的开关设备而言，更换形成开关的过程十分繁琐且成本较高，检修频率的降低使检修成本更小并且提高了检修安全性，采用磁场感应的方式实现开关状态检测，相对于行程开关弹簧片会因动触头形成偏差原因导致弹簧片与触头无法闭合的情况，磁控检测装置感应电场强度的阈值更宽，因此检测更准确，更进一步的提高了开关设备的安全性。

附图说明

图1为传统行程开关检测方式的结构示意图；

图2为本发明一种GIS开关设备的具体实施例结构示意图；

图中：1-壳体，2-接地触头，3-轴承座，4-轴承，5-丝杆，6-骨架油封，7-磁控开关，8-永磁体，9-动触头，10-行程开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的一种GIS开关设备的具体实施例，如图2所示，包括GIS壳体1，壳体1整体气密封，壳体1内安装有三工位开关，包括动触头9和接地触头2，接地触头2为静触头，设在壳体1上并处于壳体1内部。静触头的静端部件上安装磁控开关7，动触头9的动端部件上安装动端部件，动端部件是指动触头9的活动部件，静端部件是指静触头或静触头的安装架或者静触头安装处的壳体1。动触头9由丝杆机构带动，丝杆机构包括穿装在壳体1并伸出壳体1之外的轴承座3和一端通过轴承4连接在轴承座3内并且丝杆5的螺纹部分与动触头9的内孔上的内螺纹配合的丝杆5，当丝杆5在驱动装置带动下转动时，驱动装置可以是电动或手动，动触头9即会在水平方向上移动，实现三工位开关的分闸、合闸、隔离和接地等动作。轴承座3上设有骨架油封6，以保证壳体整体的气密封。

轴承座3为盘状结构，内部设有轴承4，用于安装丝杆5的一端，轴承座3的径向上设有安装孔，安装孔内设内螺纹，GIS开关设备包括用于监测接地开关状态的磁控开关7，磁控开关7是一种常见的磁控检测装置，是通过磁感应方式控制其闭合的传感器，磁控开关7安装在轴承座3的安装孔内，且磁控开关7的外螺纹与安装孔的内螺纹相互配合，磁控开关7可通过调节旋入深度以调节与接地触头2之间的距离。磁控开关7上还设有紧固螺母，用于对调整好旋入深度的磁控开关7进行紧固定位。在其他实施例中，磁控开关7的形状也可替换为矩形柱等形状。接地触头2安装在轴承座3附近壳体1上并处于壳体1内部，轴承座3处于壳体1外部，轴承座3和接地触头2同轴安装，且轴承座3的内孔和接地触头2的内孔同轴，丝杆5一端安装在轴承座3内孔中，另一端穿过壳体1和接地触头2的内孔与动触头9的内孔螺纹配合，动触头9外部设有防止动触头9旋转的定位销，丝杆5转动时可带动动触头9在丝杆5上滑动，以实现动触头9与接地触头2的分合闸动作。

动触头9的端部设有一个安装槽，内部嵌装有三个永磁体8，永磁体8的端面处不密封，以保证裸露的永磁体8形成的磁场不被屏蔽，使得磁控开关7感应到的磁场更强。永磁体8采用磁性较好的钕铁硼，形状为矩形柱，尺寸为6mm*6mm。在其他实施例中，动触头端部的安装槽数量也可以不止一个，可以为多个间隔的安装槽；钕铁硼也可替换为其他的磁性较好的永磁体8，例如铁氧体；永磁体8的形状和尺寸也可灵活变化，比如为圆柱形等；永磁体8也可为1块或5块等，设在动触头9端部，且需要靠近磁控开关7的一侧，动触头9在安装时设有定位结构防止其旋转，使得永磁体8与磁控开关7的距离处于最靠近的位置；永磁体8的大小、尺寸、数量均可以调节，并且磁控开关7与永磁体8之间的距离可以调节，以上调节方式可保证永磁体8和磁控开关7之间的磁场力可以调节至合适数值。

在其他实施例中：不仅仅是GIS开关设备中采用磁控开关7与永磁体8配合的非接触式检测开关分合闸状态，在任何直动式或摆动式的分合闸结构的开关中，均可采用以上磁控开关7与永磁体8配合的方式检测开关的分合闸状态，图2即为直动式的三工位开关，摆动式主要包括刀闸等分合闸开关；永磁体8也可替换为其他磁体或者电磁铁等磁触发部件；在三工位开关中，也不仅仅是接地开关上可以用磁控开关7和永磁体8方式检测开关状态，三工位开关的隔离开关的状态以及断路器开关的状态等均可以采用此非接触磁控检测方式；永磁体8和磁控开关7的布置形式也可灵活变动，比如可以将永磁体8安装在静触头处的壳体1或直接设在静触头上，相应的将磁控开关7设置在动触头9上，此时磁控开关7可以通过有线或无线方式将检测到的开关分合闸信息传出至显示装置显示；磁控开关7也可替换为其他靠磁感应原理工作的传感器。

本发明的一种GIS开关设备在使用过程中：

装配时，在动触头9生产和装配时即可将钕铁硼嵌装在动触头9端部，保证嵌装的牢固性，以便于可以使用更长久。当然，作为对现有动触头9的改进，也可以在现有动触头9上加工永磁体8的安装孔，并通过嵌装方式固定牢固。同样，磁控开关7安装时也可随同轴承座3加工装配时即完成磁控开关7的装配，或者作为对现有轴承座3的改进，在现有轴承座3上加工磁控开关7的安装孔，保证安装孔中的内螺纹与磁控开关7的外螺纹时适配。将磁控开关7的信号线接在相关的显示装置上，比如显示仪表盘或警示灯等。

使用时，保证磁控开关7与显示装置的连接可靠，事先校正动触头9接地时磁控开关7的位置，即调节磁控开关7的旋入深度，以使动触头9与接地触头2可靠接触时磁控开关7能检测到动触头9上的永磁体8的电场，并在此电场作用下保证磁控开关7可靠闭合。

检修时，由于永磁体8嵌装在动触头9端部，其不受撞击力，因此不存在撞坏风险，因此其损坏更换概率较低。对于磁控开关7，同样的，其检测动触头9是否接地的状态时为非接触状态，因此损坏概率较低，即使损坏，由于磁控开关7安装在壳体1外部的轴承座3上，是通过自身的紧固螺母进行紧固，因此需要更换磁控开关7时，只需要松开磁控开关7的紧固螺母，将磁控开关7从轴承座3的安装孔中旋出，将新的磁控开关7换上即可。

本发明一种开关的具体实施例与本发明GIS开关设备各具体实施例中开关的各具体实施例相同，不再赘述。

Claims (10)

1.一种开关，包括具有动触头的动端部件和具有静触头的静端部件，其特征在于：开关还包括检测所述动、静触头分合闸信息的磁控检测装置，磁控检测装置包括磁控开关和磁力触发部件，所述磁控开关设在所述静端部件上且磁力触发部件设在所述动端部件上，或者磁控开关设在动端部件上且磁力触发部件设在静端部件上。

2.根据权利要求1所述的一种开关，其特征在于：所述开关为三工位开关，所述静触头为接地触头。

3.根据权利要求1或2所述的一种开关，其特征在于：所述磁力触发部件为永磁体。

4.根据权利要求3所述的一种开关，其特征在于：所述动触头为套筒结构，套筒内部螺纹孔与丝杆外螺纹配合，所述静端部件上设有安装丝杆的轴承座，所述永磁体嵌装在动触头端面的端面槽中，所述磁控开关安装在轴承座上。

5.根据权利要求4所述的一种开关，其特征在于：所述磁控开关外部设有外螺纹，所述轴承座设有可调节磁控开关旋入深度的螺纹安装孔。

6.GIS开关设备，包括密闭的壳体和壳体内的开关，开关包括具有动触头的动端部件和具有静触头的静端部件，其特征在于：开关还包括检测所述动、静触头分合闸信息的磁控检测装置，磁控检测装置包括磁控开关和磁力触发部件，所述磁控开关设在所述静端部件上且磁力触发部件设在所述动端部件上，或者磁控开关设在动端部件上且磁力触发部件设在静端部件上。

7.根据权利要求6所述的GIS开关设备，其特征在于：所述开关为三工位开关，所述静触头为接地触头。

8.根据权利要求6或7所述的GIS开关设备，其特征在于：所述磁力触发部件为永磁体。

9.根据权利要求8所述的GIS开关设备，其特征在于：所述动触头为套筒结构，套筒内部螺纹孔与丝杆外螺纹配合，所述静端部件上设有安装丝杆的轴承座，所述永磁体嵌装在动触头端面的端面槽中，所述磁控开关安装在轴承座上。

10.根据权利要求9所述的GIS开关设备，其特征在于：所述磁控开关外部设有外螺纹，所述轴承座设有可调节磁控开关旋入深度的螺纹安装孔。