CN109859984B - 断口结构、灭弧室及开断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压电气开关领域，特别是涉及到了一种断口结构、灭弧室及开断装置。断口结构包括两个间隔设置的静触头和与静触头匹配的动触头，所述动触头为可通过运动与两个所述静触头同步分、合的双端触头。灭弧室及开断装置分别采用了上述断口结构。相同电压等级的条件下，本发明在保证优异的开断能力的同时，能够摒弃现有技术中喷口等辅助灭弧机构，对于操动机构的操作功的要求也可相应的降低，从而可以减小灭弧室以及操动机构的成本投入，同时由于结构简单、质量轻，机构分合闸的速度也可以大大提升，使得开断装置的开断性能进一步得到优化，既经济又实用。

Description

断口结构、灭弧室及开断装置

本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2016年11月21日，原申请的申请号：2016110222430，原申请的发明名称：断口结构、灭弧室及开断装置。

技术领域

本发明涉及高压电气开关领域，特别是涉及到了一种断口结构、灭弧室及开断装置。

背景技术

现有开断装置的灭弧室一般都采用压气缸吹灭电弧的灭弧方式，例如申请公布号为CN104134573A，申请公布日为2014.11.05的中国发明专利申请公开的一种直流开断装置灭弧室，该灭弧室包括瓷套（即壳体），壳体内设置有静端组件和动端组件，静端组件包括静触座、静触指、静弧触头和屏蔽罩，动端组件包括动触头装置、压气缸、喷口、动触座和驱动杆，动触头装置包括动触头本体和套设在动触头本体的外周面上的导电滑环，动触头本体上固连有动弧触头。

上述灭弧室的工作原理是：合闸时，传动杆带动动触头本体和压气缸持续向前运动，使动弧触头与静弧触头、动触头与静触指先后接触，在此过程中，气体被吸入压气缸中；分闸时，传动杆带动动触头本体和压气缸持续向后运动，动触头与静触指、动弧触头与静弧触头先后脱离，电弧产生，这时动触座挤压压气缸中的气体使气体从喷口朝向电弧喷出，形成强烈的气吹，吹灭电弧，在此过程中，传动杆需克服动触头和压气缸与动触座之间的压气反力，因此需要操动机构消耗一定的操作功。

由于采用单断口结构，上述的灭弧室需采用压气缸吹灭电弧的灭弧方式，以使开断装置具有满足要求的开断能力，但是正因为如此，其部件多、结构复杂，灭弧室的体积庞大，质量也较大，进而导致所需消耗的操作功大，对于操动机构的要求高，会增加灭弧室以及操动机构的成本投入，而且还会影响分合闸的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能保证开断能力又结构简单、质量小、操作功小、分合闸速度快的断口结构。

同时，本发明的目的还在于提供采用上述断口结构的灭弧室及开断装置。

为了解决上述技术问题，本发明中断口结构的技术方案为：断口结构包括两个间隔设置的静触头和与静触头匹配的动触头，所述动触头为可通过运动与两个所述静触头同步分、合的双端触头。

进一步的，两个所述静触头沿第一方向间隔设置，动触头为可沿第二方向往复运动的直动式触头，所述第二方向与第一方向互相垂直。

进一步的，动触头的两端沿第一直线排布，两个所述静触头也沿第一直线排布。

以上所述的断口结构中，所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头。

进一步的，所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上。

进一步的，所述动触头的分合头插入所述弹性分合口中后的嵌入长度等于弹性分合口长度的一半。

或者当所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上时，所述动触头为空心触头或管状触头。

或者当所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头时，所述弹性分合口是由C形触指的开口形成。

进一步的，所述C形触指是由在套式触指的周面上切口后形成。

进一步的，所述开口在套式触指圆周方向上的尺寸小于其所在套式触指的1/2圆周且大于或等于其所在套式触指的1/4圆周。

本发明中灭弧室的技术方案为：灭弧室，包括壳体，壳体内设有断口结构，所述断口结构包括两个间隔设置的静触头和与静触头匹配的动触头，所述动触头为可通过运动与两个所述静触头同步分、合的双端触头。

进一步的，两个所述静触头沿第一方向间隔设置，动触头为可沿第二方向往复运动的直动式触头，所述第二方向与第一方向互相垂直。

进一步的，动触头的两端沿第一直线排布，两个所述静触头也沿第一直线排布。

以上所述的断口结构中，所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头。

进一步的，所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上。

进一步的，所述动触头的分合头插入所述弹性分合口中后的嵌入长度等于弹性分合口长度的一半。

或者当所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上时，所述动触头为空心触头或管状触头。

或者当所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头时，所述弹性分合口是由C形触指的开口形成。

进一步的，所述C形触指是由在套式触指的周面上切口后形成。

进一步的，所述开口在套式触指圆周方向上的尺寸小于其所在套式触指的1/2圆周且大于或等于其所在套式触指的1/4圆周。

本发明的开断装置采用的技术方案是：开断装置包括操动机构和与操动机构相连的灭弧室，灭弧室包括壳体，壳体内设有断口结构，所述断口结构包括两个间隔设置的静触头和与静触头匹配的动触头，所述动触头为可通过运动与两个所述静触头同步分、合的双端触头。

进一步的，两个所述静触头沿第一方向间隔设置，动触头为可沿第二方向往复运动的直动式触头，所述第二方向与第一方向互相垂直。

进一步的，动触头的两端沿第一直线排布，两个所述静触头也沿第一直线排布。

以上所述的断口结构中，所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头。

进一步的，所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上。

进一步的，所述动触头的分合头插入所述弹性分合口中后的嵌入长度等于弹性分合口长度的一半。

或者当所述弹性分合口设于静触头上，分合头设于动触头上时，所述动触头为空心触头或管状触头。

或者当所述静触头与动触头中的一个的分合端具有弹性分合口，另一个的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头时，所述弹性分合口是由C形触指的开口形成。

进一步的，所述C形触指是由在套式触指的周面上切口后形成。

进一步的，所述开口在套式触指圆周方向上的尺寸小于其所在套式触指的1/2圆周且大于或等于其所在套式触指的1/4圆周。

以断口结构为代表，本发明的有益效果在于：在使用的过程中，通过一个动触头的动作即可同步出现两个开合点，从而增加了开合点的数量，分合闸时产生的电弧可以很快熄灭，不会对动、静触头的正常使用造成影响，相同开断性能的条件下，本发明在保证优异的开断能力的同时，能够摒弃现有技术中喷口等辅助灭弧机构，当应用至灭弧室中时，可使整个灭弧室的结构大大简化，体积减小、质量减轻，尤其是需要驱动的功能部件只包括动触头，相比现有技术中的压气缸、喷口、动触座等一大堆零部件而言，所需消耗的操作功能够大大减小，对于操动机构的要求也可相应的降低，从而可以减小灭弧室以及操动机构的成本投入，同时由于结构简单、质量轻，机构分合闸的速度也可以大大提升，使得开断装置的开断性能进一步得到优化，既经济又实用。

更进一步的，动触头采用直动式触头的情况下，其运动更加容易实现和控制，同时也更加稳定；将动触头的两端和两静触头同设为沿第一直线排布的形式，能够最大程度上减小灭弧室（当用于灭弧室中时，当然也可是隔离开关、负荷开关等）的体积，实现其小型化；弹性分合口能够保证动、静触头合闸后的可靠性；由于相当于母口的弹性分合口的结构势必相对复杂，在将弹性分合口设于静触头上的情况下，可最大限度简化运动部件，即动触头的结构，减轻其重量，将动触头设为空心触头或管状触头也是为了减轻其重量。

附图说明

图1为本发明中开断装置的一个实施例中的灭弧室在合闸时的结构示意图；

图2为图1中的灭弧室在分闸时的结构示意图；

图3为图1中的灭弧室的仰视图。

图中：1.壳体；2.左接线板；3.右接线板；4.左静触座；5.右静触座；6.左瓣形触指；7.右瓣形触指；8.动触头；9.绝缘拉杆；10.散热孔。

具体实施方式

开断装置的一个实施例如图1~图3所示，包括操动机构（图中未示出）和与操动机构相连的灭弧室，灭弧室包括壳体1，壳体1的左右两端分别设置有左接线板2和右接线板3，壳体1内水平（其它实施例中静触头的姿态可根据需要设置，如可以设为立式的，竖向设置）间隔设置有两个静触头，分别为左侧静触头和右侧静触头。其中，左侧静触头包括与左接线板2相连的左静触座4以及固定在左静触座4右端部的左瓣形触指6，从形状上来讲，左瓣形触指6实际上可以认为是一种C形触指，此处是在传统瓣形触指上切口形成，由于瓣形触指本身的弹性特性，切成的口构成了一个弹性分合口，弹性分合口为动触头的进入提供了路径。右侧静触头包括与右接线板3相连的右静触座5以及固定在右静触座5左端部的右瓣形触指7。由于与左瓣形触指6的结构相同，此处不再对右瓣形触指进行过多介绍。但是，结合图1、2及图3可知，左侧静触头与右侧静触头的分布实际上是有规律的，本实施例中，二者除了沿第一方向分布以外，还分布在一条直线上，此处称之为第一直线。左静触座4和右静触座5为同轴设置且均呈管状，在左静触座4和右静触座5上均开设有散热孔10。

左瓣形触指6和右瓣形触指7之间具有一定的电气间隔，以保证在分闸状态时，左侧静触头和右侧静触头处于自然绝缘状态。由于左静触座4和右静触座5为同轴（即沿第一直线）设置，因此左瓣形触指6和右瓣形触指7自然也是同轴的，其一端的固定端固定在静触座上，另外一端的开口是相对的。

两个静触头的间隔中间正下方设有动触头8，动触头8上连接有与操动机构相连的绝缘拉杆9，此处动触头为直动式触头，将其的往复运动方向设定为第二方向，可知本实施例中第二方向与两个静触头的排布方向（即第一方向）相互垂直，在操动机构的作用下，绝缘拉杆9带动动触头8上下运动。

动触头8的外表面呈圆柱状，动触头8具有分别跟两个静触头接触配合的接触部，也可称之为分合头，因此实际上形成了双端触头，即两端分别构成了分合端，在该实施例中，左瓣形触指6和右瓣形触指7的正下方的外圆周上开设有供动触头8的接触部插入的1/4圆周的缺口，即上文所述弹性分合口，本实施例中实际为一个切口，合闸时，动触头8向上运动，刚好从所述缺口中插入左瓣形触指6和右瓣形触指7的内孔中，从而与两个静触头接触配合，并将两个静触头所在电路导通，此时其轴线与左瓣形触指6和右瓣形触指7的轴线重合。

上文已经提到，由于瓣形触指本身的结构特点，因此其上开设的缺口是具有弹性的，在动触头8的外力作用下，缺口很容易发生变形，从而使动触头8挤进左瓣形触指6和右瓣形触指7的内孔中，当动触头8插入后，缺口会自动回复并将动触头8箍紧。

动触头8插入后，其嵌入两个瓣形触指的长度均为瓣形触指的触指高度的一半，这样设置是因为，如果动触头8嵌入两个瓣形触指的长度过多，那就意味着缺口要发生很大的变形才能供动触头插入，这对瓣形触指的强度以及操动机构的操作功都会有更高的要求，一旦配置不当，就有可能发生损坏瓣形触指以及动触头插不进的情况。而当动触头8嵌入两个瓣形触指的长度过少时，动触头8与左瓣形触指6和右瓣形触指7的接触面积过少，将会增大接触电阻，引起触头发热，影响使用寿命。因此，动触头8嵌入两个瓣形触指的长度均为瓣形触指的触指高度的一半，这样既可以保证动触头8能够顺利插入实现合闸，降低对瓣形触指的强度以及操作功的要求，而且还可以减小接触电阻，延长使用寿命。

在左瓣形触指6和右瓣形触指7上开设1/4圆周的缺口，这样设置是由于，如果缺口过小，动触头8就很难插入，从而导致合闸失败。而当缺口过大时，瓣形触指对于动触头8的箍紧力会有所下降，且动触头8与左瓣形触指6和右瓣形触指7的接触面积会减小，从而影响合闸效果且会增大接触电阻。因此将缺口设置成1/4圆周，既可以保证缺口通过适当的变形就可以供动触头8插入，实现合闸，又可以保证左瓣形触指6和右瓣形触指7与动触头8之间的接触面积和箍紧力，降低接触电阻、保证合闸效果。当然，为了保证瓣形触指的箍紧力以及一定的接触面积，该缺口必须小于1/2圆周，否则采用瓣形触指就失去它的意义了。

该开断装置的工作原理是：合闸时，在操作机构的作用下，绝缘拉杆9带动动触头8垂直向上运动，动触头8通过缺口插入左瓣形触指6和右瓣形触指7的内孔中，并将两个静触头所在电路导通，实现合闸；分闸时，绝缘拉杆9带动动触头8垂直向下运动，动触头8通过缺口退出左瓣形触指6和右瓣形触指7，电路断开，分闸完成。

该开断装置可以无需气吹灭弧，灭弧室中可以充入六氟化硫气体作为绝缘灭弧介质，也可以采用抽真空的灭弧方式。由于灭弧室中只有动触头、瓣形触指、静触座和绝缘拉杆，整个灭弧室的结构大大简化，因此体积小、质量轻，尤其是运动部件只包括动触头和绝缘拉杆，相比现有技术中的压气缸、喷口、动触座等一大堆零部件而言，绝缘拉杆只需带动动触头运动即可，因此所需消耗的操作功就大大减小，对于操动机构的要求也就降低了，从而可以减小灭弧室以及操动机构的成本投入，同时由于结构简单、质量轻，分合闸的速度也可以大大提升，使得开断装置的开断性能比较高，既经济又实用。

该开断装置中开合点有两个，增加了开合点的数量，因此分闸时产生的电弧可以很快熄灭，不会对动、静触头的正常使用造成影响，在保证优异的开断能力的同时并简化了结构，实现了产品轻量化和小型化。

在开断装置的其他实施例中：动触头插入瓣形触指后其嵌入两个瓣形触指的长度也可以不是瓣形触指的触指高度的一半，比如也可以稍大或者稍小；固定在静触座上的可以不是瓣形触指，比如可以是带有缺口、且切口具有弹性的导电套；动触头可以不是圆柱状，比如动触头的截面是八边形或者十二边形，此时静触头的内孔相应的也是八边形或者十二边形；缺口也可以大于静触头的1/4圆周，并小于1/2圆周，以保证一定的箍紧力；缺口也可以大于静触头的1/2圆周，此时缺口不需要具有弹性，动触头与静触头接触后，动触头可以依靠绝缘拉杆的顶紧力与静触头紧密接触；动触头也可以设置在两静触头所形成的间隔的前侧或者后侧；可以在动触头上设置缺口，此时动触头向上运动时，两个静触头挤进缺口中并导通电路；动触头或静触头上都可以没有缺口，此时动触头可以只插入两个静触头的中间并与静触头接触配合从而将电路导通。另外，两个静触头以及动触头的双端的排布还可以不必均是沿第一直线，例如，两静触头平行间隔并且轴向错开设置时，动触头的两端分布方向可以与两静触头的排布方向垂直，此时，三者之间实际上形成了“Z”字形的结构。动触头的运动除了为直线往复运动外，还可以是摆动，就像生活中常见的闸刀一样，也是可以实现与两静触头的同步开断的。

本发明的灭弧室的实施例如图1~图3所示，灭弧室的具体结构与上述开断装置实施例中所述灭弧室相同，在此不再赘述。

本发明的断口结构的实施例同样如图1~图3所示，断口结构的具体结构与上述开断装置中的灭弧室所含的断口结构相同，此处不再赘述。

Claims (2)

1.灭弧室，包括壳体，壳体内设有断口结构，其特征在于，所述断口结构包括两个间隔设置的静触头和与静触头匹配的动触头，所述动触头为可通过运动与两个所述静触头同步分、合的双端触头，两个所述静触头沿第一方向间隔设置，动触头为可沿第二方向往复运动的直动式触头，所述第二方向与第一方向互相垂直，合闸时动触头的两端沿第一直线排布，两个所述静触头也沿第一直线排布，所述静触头的分合端具有弹性分合口，动触头的分合端具有与所述弹性分合口匹配以用于导电的分合头，动触头的外表面呈圆柱状，所述动触头的分合头插入所述弹性分合口的嵌入长度等于弹性分合口长度的一半，所述弹性分合口是由C形触指的开口形成，所述C形触指是由在套式触指的周面上切口形成，所述开口在套式触指圆周方向上的尺寸小于其所在套式触指的1/2圆周且大于或等于其所在套式触指的1/4圆周。

2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于，所述动触头为空心触头或管状触头。

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