CN108269711A - 一种静触头及静触头组件、gis隔离开关 - Google Patents

一种静触头及静触头组件、gis隔离开关 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种静触头及静触头组件、GIS隔离开关。其中，本发明的静触头组件包括静触头和弧触头，静触头包括中空触座，中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，中空触座的内腔设有安装支撑，弧触头安装在安装支撑上且伸入开口中。这样的结构设计，使得整个静触头组件仅通过静触头与绝缘子连接，不需要在绝缘子上预留连接弧触头的连接位置，减小了绝缘子上的嵌件的尺寸；而且弧触头安装在静触头上，能够缩短其与插合位置之间的距离，不容易出现弧触头折断的问题，可靠性较高。

Description

一种静触头及静触头组件、GIS隔离开关
技术领域
本发明涉及一种静触头及静触头组件及使用该静触头组件的GIS隔离开关。
背景技术
随着高压、特高压输电要求的不断提高，GIS设备得到越来越广泛的应用。GIS隔离开关中所用的静触头组件主要包括用于通流的主触头以及用于引弧的弧触头，传统的弧触头的固定安装方式一般多为通过长螺杆固定连接在盆式绝缘子上，主触头为筒状且一端固定在盆式绝缘子上，弧触头位于主触头内。这种传统的安装方式对盆式绝缘子嵌件的尺寸要求较大，而且长螺杆使得弧触头的力臂较大，存在折断的风险，可靠性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、性能可靠的静触头组件，同时本发明也提供了该静触头组件的静触头以及使用该静触头组件的GIS隔离开关。
本发明的静触头组件包括静触头和弧触头，静触头包括中空触座，中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，中空触座的内腔设有安装支撑，弧触头安装在安装支撑上且伸入开口中。这样的结构设计，使得整个静触头组件仅通过静触头与绝缘子连接，不需要在绝缘子上预留连接弧触头的连接位置，减小了绝缘子上的嵌件的尺寸；而且弧触头安装在静触头上，能够缩短其与插合位置之间的距离，不容易出现弧触头折断的问题，可靠性较高。
中空触座的结构可以为多种多样，本发明的静触头组件在上述方案的基础上，优选包括轴向并列设置的大径段和小径段的中空触座，大径段与小径段之间圆滑过渡，固定连接结构设置在小径段的端部，开口位于大径段端部。这样的设计使得静触头与绝缘子连接的一端截面面积进一步减小，从而进一步减小了绝缘子内的嵌件体积。
当然，为了均匀电场强度，中空触座的大径段和小径段的外周面均为弧面，进而使中空触座的外轮廓呈底部开口的葫芦形。进一步地，大径段的外周面的曲率大于小径段的外周面的曲率。
当中空触座的外轮廓面设置为葫芦形时，安装支撑可以为从中空触座的内壁面向内延伸的支撑臂。为了保证弧触头安装的可靠性和稳定性，还可以在此基础上做出多个递进式的或并列式的改进。例如，支撑臂有两个以上且沿中空触座内壁面周向均匀布置；或者，进一步地消减弧触头的长度，将支撑臂朝向中空触座的开口一端倾斜设置，进而在支撑臂与中空触座内壁面的连接位置采用大圆角过渡，避免了应力集中；再或者，考虑到整个中空触座的结构强度，支撑臂优选地从大径段和小径段过渡连接的位置处径向向内延伸。
以上提供了八种静触头组件的技术方案，本发明还提供了在该八种技术方案的任意一种的基础上所做出的多种改进方案。
比如，中空触座设置为回转体，这样不仅提高其结构强度，而且使得电场更加均匀。
比如，中空触座在开口的边缘位置设有轴向延伸的裙边，该裙边的内壁面设有用于与动触头导电接触的导电触指；当然，优选地使该裙边向中空触座内腔延伸。
再比如，可以进一步限定中空触座背离开口的一端封闭，固定连接结构为设置在该封闭端的螺栓连接平面。
本发明的静触头与前述的静触头组件中的静触头的技术方案基本相同，包括基础技术方案，即静触头包括中空触座，中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，中空触座的内腔设有用于安装弧触头的安装支撑。
本发明的静触头在上述方案的基础上，优选包括轴向并列设置的大径段和小径段的中空触座，大径段与小径段之间圆滑过渡，固定连接结构设置在小径段的端部，开口位于大径段端部。这样的设计使得静触头与绝缘子连接的一端截面面积进一步减小，从而进一步减小了绝缘子内的嵌件体积。
当然，为了均匀电场强度，中空触座的大径段和小径段的外周面均为弧面，进而使中空触座的外轮廓呈底部开口的葫芦形。进一步地，大径段的外周面的曲率大于小径段的外周面的曲率。
当中空触座的外轮廓面设置为葫芦形时，安装支撑可以为从中空触座的内壁面向内延伸的支撑臂。为了保证弧触头安装的可靠性和稳定性，还可以在此基础上做出多个递进式的或并列式的改进。例如，支撑臂有两个以上且沿中空触座内壁面周向均匀布置；或者，进一步地消减弧触头的长度，将支撑臂朝向中空触座的开口一端倾斜设置，进而在支撑臂与中空触座内壁面的连接位置采用大圆角过渡，避免了应力集中；再或者，考虑到整个中空触座的结构强度，支撑臂优选地从大径段和小径段过渡连接的位置处径向向内延伸。
以上提供了八种静触头组件的技术方案，本发明还提供了在该八种技术方案的任意一种的基础上所做出的多种改进方案。
比如，中空触座设置为回转体，这样不仅提高其结构强度，而且使得电场更加均匀。
比如，中空触座在开口的边缘位置设有轴向延伸的裙边，该裙边的内壁面设有用于与动触头导电接触的导电触指；当然，优选地使该裙边向中空触座内腔延伸。
再比如，可以进一步限定中空触座背离开口的一端封闭，固定连接结构为设置在该封闭端的螺栓连接平面。
本发明的GIS隔离开关包括密封筒体，密封筒体的一端固定安装有绝缘子，绝缘子上固定安装有静触头组件，且该静触头组件的技术方案如前述的静触头组件的各种技术方案，此处不再重复描述。
本发明的采用了上述静触头组件的GIS隔离开关减少了开关静触头的零部件数量，减少了装配量，在保证产品通流性能的前提下，提高了产品的可靠性，而且采用该结构的静触头组件，使得GIS隔离开关内部电场强度均匀，且电场裕度大。
附图说明
图1为本发明的GIS隔离开关的实施例一的结构示意图；
图2为图1中静触头组件在安装到绝缘子上时的结构示意图。
图中：9、密封筒体；1、绝缘子；2、静触头；20、导电触指；21、安装支撑；22、小径段；23、大径段；24、裙边；3、弧触头。
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GIS隔离开关以气体绝缘封闭隔离开关为例，当然，本发明所要求保护的GIS隔离开关并不仅限于本实施例中描述的气体绝缘封闭隔离开关，也可以是其他高压开关，例如普通或快速隔离开关、隔离接地开关、其他三工位隔离接地开关甚至真空断路器等。
本实施例中的气体绝缘封闭隔离开关如图1~2所示，具体包括密封筒体9，密封筒体9的端部固定安装有绝缘子1，该绝缘子为较为常见的盆式绝缘子，当然，在其他实施方式中，也可以为其他形式的绝缘子，并不仅限本实施例中的绝缘子结构形式。
盆式绝缘子上通过其内部的嵌件固定安装有静触头组件。静触头组件包括静触头2以及弧触头3。
静触头2包括中空触座，该中空触座为包括轴向并列设置的大径段23和小径段22的回转体，且大径段23和小径段22之间圆滑过渡。小径段22的背离大径段23的端部封闭，大径段23的背离小径段22的端部开口。中空触座在该开口的边缘位置设有轴向向内延伸的裙边24，该裙边的内壁面设有导电触指20。小径段22的封闭端通过设置的螺栓连接平面与盆式绝缘子内的嵌件固定连接，大径段23的开口在使用时与开关的动触头（图中未显示）插合并实现动静触头的导通。
大径段23和小径段22的外周面均为弧面，且大径段23的外周面的曲率大于小径段22的外周面的曲率，因而，中空触座的外轮廓整体呈底部开口的葫芦形。静触头设置为葫芦形，能够优化电场，使得场强均匀，而且整体结构强度也较高。
中空触座的内腔设有安装支撑21，弧触头3安装在安装支撑21上且伸入大径段23的开口中。
本实施例中，安装支撑21为从中空触座的内壁面，具体是从大径段23和小径段22的过渡连接位置径向向内延伸的支撑臂。支撑臂有四个，且在中空触座内壁上周向均匀布置。需要说明的是，支撑臂的个数也可以为一个或者对称设置的两个或者周向均布的三个，甚至为五个及以上，本实施例中个数限定为四个不应当限定本发明的保护范围。各个支撑臂的末端，也就是远离中空触座内壁面的一端朝向大径段开口倾斜，在弧触头3安装在支撑臂末端时，固定的更加稳固可靠，而且减短了弧触头的长度，消除了在弧触头受到冲击力时折断的风险。
进一步地优化，支撑臂与中空触座内壁面的连接位置采用大圆角过渡，这样能够避免支撑臂与中空触座连接位置产生应力集中。而且，由于中空触座采用铸造工艺加工而成，此处采用大圆角过渡以及大径段、小径段设置为圆弧形都有利于浇铸后砂芯的去除。
当然，本发明的GIS隔离开关并不仅限于上述实施例，在本发明的发明构思的基础上可以做出多种变形。
例如，静触头的中空触座的大径段和小径段的曲率相同；或者，中空触座的大径段和小径段可以均为圆柱状，大径段和小径段之间通过锥形过渡段过渡连接；甚至在其他实施例中，中空触座可以为中空的圆锥状壳体，圆锥形中空触座的小径端与绝缘子固定连接，大径段的端部设置用于与动触头插合的开口，安装支撑设置在圆锥状中空触座的内锥面上；中空触座也可以为非回转体，比如为横截面的形状为椭圆形或多边形的中空触座。
例如，构成安装支撑的支撑臂可以垂直于中空触座的轴线径向向内延伸而并不倾斜；或者，安装支撑设置在大径段或小径段内壁面上而并非设置在大径段和小径段的连接位置；或者安装支撑可以为设置在中空触座内壁面的内凸环，内凸环上设置安装弧触头的安装孔。
再例如，中空触座的小径段的端部也设置开口，开口的口沿处设有连接孔，中空触座通过该连接孔与绝缘子嵌件连接。大径段开口处的裙边轴向向外延伸，只不过这种设计对于电场不能起到很好的屏蔽效果。
本发明的静触头组件以及静触头的实施例已在上述GIS隔离开关的各种实施例中进行描述，此处不再赘述。

Claims (10)

1.静触头组件，包括静触头和弧触头，其特征是，所述静触头包括中空触座，所述中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，所述中空触座的内腔设有安装支撑，所述弧触头安装在安装支撑上且伸入开口中。
2.根据权利要求1所述的静触头组件，其特征是，所述中空触座包括轴向并列设置的大径段和小径段，大径段与小径段之间圆滑过渡，所述固定连接结构设置在小径段的端部，所述开口位于大径段端部。
3.根据权利要求2所述的静触头组件，其特征是，大径段和小径段的外周面均为弧面而使中空触座的外轮廓呈底部开口的葫芦形。
4.根据权利要求3所述的静触头组件，其特征是，所述大径段的外周面的曲率大于小径段的外周面的曲率。
5.根据权利要求3所述的静触头组件，其特征是，所述安装支撑为从中空触座的内壁面向内延伸的支撑臂。
6.根据权利要求5所述的静触头组件，其特征是，支撑臂有两个以上且沿中空触座内壁面周向均匀布置。
7.根据权利要求5所述的静触头组件，其特征是，支撑臂朝向中空触座的开口一端倾斜设置。
8.根据权利要求7所述的静触头组件，其特征是，支撑臂与中空触座内壁面的连接位置采用大圆角过渡。
9.一种静触头，其特征是，包括中空触座，所述中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，所述中空触座的内腔设有用于安装弧触头的安装支撑。
10.一种GIS隔离开关，包括密封筒体，密封筒体的一端固定安装有绝缘子，绝缘子上固定安装有静触头组件，所述静触头组件包括静触头和弧触头，其特征是，所述静触头包括中空触座，所述中空触座轴向方向的一端具有供动触头插合的开口，另一端设有用于与绝缘子连接的固定连接结构，所述中空触座的内腔设有安装支撑，所述弧触头安装在安装支撑上且伸入开口中。
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