CN110462776A - 高速开关 - Google Patents

Abstract

本发明一实施例的高速开关包括：切断部，与主电路连接，并包括用于开闭所述主电路的可动电极和驱动电极；驱动单元，所述驱动单元包括提供驱动力以使所述切断部的所述可动电极移动的排斥线圈、和设置为与所述排斥线圈相对的排斥板；引导杆部，连接所述切断部的可动电极和所述排斥板，并随着所述排斥板的移动进行垂直往复运动；以及状态固定单元，限制所述引导杆部的移动，所述状态固定单元包括：闩锁销，所述闩锁销的端部与所述闩锁槽相对应；闩锁弹性构件，向所述引导杆部侧施压，使得所述闩锁销插入到所述闩锁槽；以及闩锁线圈，设置为与所述闩锁销的外周面相对，以提供使所述闩锁销从所述闩锁槽脱离的驱动力。

Description

高速开关

技术领域

本发明涉及高速开关，更加具体而言，涉及一种高速开关，其由能够气体绝缘的封闭结构构成，通过机械式状态固定单元保持打开状态来增加运行速度并提高了相对于环境变量的可靠性。

背景技术

通常，高速开关是一种电力设备，以高速向开放位置或闭合位置运行，从而能够以高速切断诸如短路电流的故障电流或将电路置于闭合位置。

此外，高速开关以几毫秒(millisecond)至几十毫秒的高速运行，从而能够使由电路开闭时产生的电弧产生的影响最小化并迅速地切断故障电流，以减少配电盘等电力设备的损坏。

更具体而言，现有电力系统(power system)中的限流器是用于保护电力系统和设备的装置，当产生超过现有AC(Alternative Current)断路器和电力设备的热、电、机械耐久性的故障电流(fault current)时，以比现有断路器更快的速度运行，从而减小故障电流。

此外，由于DC电力系统的故障特性，DC断路器在没有自然电流零点(naturecurrent zero)的情况下，根据电力系统结构急剧地上升到故障电流最大值，因此，为了有效地切断故障电流，需要高速运行。

此外，主要性能是需要高速运行，以在电力系统故障产生时，在几毫秒之内分离主电路触点。运行时间定义为从故障检测装置接收运行命令信号的时间点到开关的触点分离(separation)至确保了所要求的绝缘距离的位置的时间点。

并且，应用了弹簧机构(mechanism)的现有断路器包括在接收打开(open)和关闭(close)运行命令信号之后，先移除闩锁(Latch)的操作，以执行触点的打开和关闭操作。

此外，应用于现有技术的断路器的弹簧机构固有地存在难以达到限流器和DC断路器所要求的运行速度的问题。

并且，应用于现有技术的高速开关的永久磁铁操作器利用磁铁的磁力来保持主电路触点的关闭和打开状态。当打开操作速度增加时，在高速打开时因动子而产生非常大的冲击。

此时，为了保持打开状态，存在永久磁铁操作器的尺寸需要非常大的问题，并且，当尺寸变大时，可动部的重量再次增加，摩擦力也增加，如果超过一定范围，则在高速运行中的应用受限。

并且，当断路器以快速运行时，存在因较大的冲击而在切断操作后再次闭合的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的一方面的目的在于，提供一种高速开关，通过机械式状态固定单元保持打开状态来增加运行速度并提高了相对于环境变量的可靠性。

并且，本发明的另一方面的目的在于，提供一种气体罐，切断部内置于气体罐，动作部位于气体罐的外部，从而能够应用于超高压线路并改善了检查容易性。

解决问题的技术方案

本发明一实施例的高速开关包括：切断部，与主电路连接，并包括用于开闭所述主电路的可动电极和驱动电极；驱动单元，所述驱动单元包括提供驱动力以使所述切断部的可动电极移动的排斥线圈、和设置为与所述排斥线圈相对的排斥板；引导杆部，连接所述切断部的可动电极和所述排斥板，形成有闩锁槽，并随着排斥板的移动进行垂直往复运动；以及限制所述引导杆部的移动的状态固定单元，所述状态固定单元包括：闩锁销，所述闩锁销的端部与所述闩锁槽相对应；闩锁弹性构件，向所述引导杆部侧施压，使得所述闩锁销插入到所述闩锁槽；以及闩锁线圈，设置为与闩锁销外周面相对，以提供用作所述闩锁销从所述闩锁槽脱离的驱动力。

并且，在所述高速开关中，所述状态固定单元还包括限制除所述引导杆部的垂直往复运动方向之外的位移的闩锁引导件，所述闩锁引导件包括第一闩锁引导件和第二闩锁引导件中的至少一个以上，所述第一闩锁引导件的位于一侧被所述闩锁销施压的所述引导杆部的另一侧，所述第二闩锁引导件围绕所述引导杆部的外周部。

并且，在所述高速开关中，所述引导杆部包括绝缘杆、密封杆以及闩锁杆，所述绝缘杆与所述可动电极连接，所述密封杆的一端与所述绝缘杆连接且另一端与所述闩锁杆连接，所述闩锁杆的一端与所述密封杆连接且另一端部与排斥板结合，并形成有所述闩锁槽，所述状态固定单元设置为与所述闩锁杆相对。

并且，在所述高速开关中，所述引导杆部还包括杆弹性构件，对所述密封杆进行弹性支撑，使得所述密封杆向固定电极方向被施压，所述杆弹性构件可以内置于封闭外壳。

并且，在所述高速开关中，所述引导杆部还包括缓冲器，在与排斥板向打开状态移动的方向相反的方向上设置为与所述闩锁杆相对，以缓冲因所述排斥板的移动而产生的冲击。

并且，在所述高速开关中，所述切断部内置于气体罐，气体密封在所述气体罐内部。

并且，在所述高速开关中，所述状态固定单元还包括支撑所述闩锁销、所述闩锁弹性构件以及闩锁线圈的安装结构体，所述安装结构体位于所述气体罐的外部。

并且，在所述高速开关中，所述状态固定单元包括以所述闩锁杆为中心彼此相对的第一固定单元和第二固定单元，所述闩锁杆形成有第一闩锁槽和第二闩锁槽，所述第一固定单元包括：第一闩锁销，所述第一闩锁销的端部与所述第一闩锁槽相对应；第一闩锁弹性构件，向所述闩锁杆侧施压，使得所述第一闩锁销插入到所述第一闩锁槽；以及第一闩锁线圈，设置为与第一闩锁销相对，以提供使所述第一闩锁销从所述第一闩锁槽脱离的驱动力，所述第二固定单元包括：第二闩锁销，所述第二闩锁销的端部与所述第二闩锁槽相对应；第二闩锁弹性构件，向所述闩锁杆侧施压，使得所述第二闩锁销插入到所述第二闩锁槽；以及第二闩锁线圈，设置为与第二闩锁销相对，以提供使所述第二闩锁销从所述第二闩锁槽脱离的驱动力。

并且，在所述高速开关中，在所述闩锁销的端部形成有第一端部和第二端部，所述第一端部是从所述第二端部延伸的末端部，所述第一端部构成为小于第二端部的大小，所述闩锁杆的闩锁槽包括：与所述第一端部相对应的第一槽部；以及与所述第二端部相对应的第二槽部。

并且，在所述高速开关中，所述驱动单元还包括用于卷绕所述排斥线圈的线圈架，所述排斥线圈的一侧与排斥板相对，另一侧与线圈架相对。

其他实施例的具体细节包括在详细描述和附图中。

发明效果

根据本发明，可以得到一种高速开关，其能够应用于超高压线路并以几毫秒内的速度高速打开断路器，不仅相对于环境变量提高了可靠性，而且改善了检查容易性。

将充分理解，本发明的技术构思的实施例可以提供未具体提及的各种效果。

附图说明

图1是概略地示出本发明第一实施例的高速开关的结构图。

图2是概略地示出了图1所示的高速开关中的状态固定单元的结构图。

图3是图1所示的高速开关的概略性第一使用状态图。

图4是图1所示的高速开关的概略性第二使用状态图。

图5是概略地示出本发明第二实施例的高速开关的结构图。

图6是概略地示出本发明第三实施例的高速开关的结构图。

具体实施方式

参照下面结合附图详细描述的实施例，本发明的优点和特征以及实现它们的方法是显而易见的。然而，本发明不限于这里描述的实施例，并且，可以具体化为其他形式。提供在此介绍的实施例是为了使公开的内容彻底和完整，并且能够向本技术领域的普通技术人员充分传达本发明的思想。

本申请中使用的术语仅是用于描述特定实施例，而并不旨在限定本发明。除非上下文另有明确说明，否则单数表达包括复数表达。在本申请中，应当理解的是，“包括”或“具有”等术语旨在表示说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合存在，而不是预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合存在或附加的可能性。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如通常使用的词典定义的术语应被解释为与相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且，除非在本申请中明确定义，否则不应被解释为理想化或过于形式化的含义。

下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图1是概略地示出本发明第一实施例的高速开关的结构图。如图所示，所述高速开关1000包括切断部1100、驱动单元1200、状态固定单元1300以及引导杆部1400。

更具体而言，所述切断部1100与主电路连接，由开闭所述主电路的可动电极1110和固定电极1120构成。此外，所述可动电极1110与引导杆部1400连接，并随着引导杆部1400的移动，与固定电极1120接触而处于关闭状态，或者与固定电极1120分离而处于打开状态。

此外，所述切断部1100内置于气体罐1600，气体密封在所述气体罐1600内部。

并且，所述驱动单元1200用于提供驱动力，使得可动电极1110移动而处于打开状态。为此，驱动单元1200包括排斥线圈部1210和排斥板1220。此外，排斥线圈部1210可以包括：排斥线圈1211；以及用于卷绕排斥线圈1211的线圈架1212。

并且，所述排斥线圈1211的一侧与排斥板相对，另一侧与线圈架1212相对。

并且，所述排斥板1220与引导杆部1400连接，并设置为与所述排斥线圈部1210相对。此外，当向排斥线圈部1210施加电流时，在排斥力的作用下，向与排斥线圈部1210分离的方向移动。

并且，当排斥板1220移动时，引导杆部1400与所述排斥板1220连动，连接于所述引导杆部1400的可动电极1110也连动而处于与固定电极1120分离的状态。

此外，状态固定单元1300用于限制引导杆部1400的移动。即，当引导杆部1400通过排斥板1220连动时，使引导杆部1400保持恒定状态。

此外，参照图2，在下述中进一步对状态固定单元1300进行详细说明。

此外，引导杆部1400通过垂直往复运动来与排斥板1220的移动连动，以使可动电极1110移动。

为此，所述引导杆部1400包括绝缘杆1410、密封杆1420以及闩锁杆1430。此外，绝缘杆1410、密封杆1420以及闩锁杆1430连接到一个轴，并根据其功能按区间设置。

并且，绝缘杆1410与可动电极1110连接，并内置在气体罐内。

此外，密封杆1420的一端与绝缘杆1410连接且另一端与闩锁杆1430连接，并内置于封闭外壳1500。

此外，闩锁杆1430的一端与密封杆1420连接，并且，在另一端部结合有排斥板1220。

并且，引导杆部1400还包括杆弹性构件1440，用于弹性支撑，使得密封杆1420向固定电极方向被施压。即，杆弹性构件1440使引导杆部1400保持关闭状态，并提供在打开状态下再次变为关闭状态的复原力。此外，杆弹性构件1440也内置于封闭外壳1500。

此外，所述密封杆1420还可以形成有台阶部1421，所述台阶部1421由杆弹性构件1440支撑。

并且，引导杆部1400可以还包括缓冲器1450，以缓冲因排斥板1220的移动而产生的冲击。

此外，缓冲器1450可以由橡胶等弹性材料构成，以提高缓冲性能。

此外，所述缓冲器1450在与排斥板1220以打开状态移动的方向相反的方向上设置为与闩锁杆1430相对。

图2是概略地示出图1所示的高速开关中的状态固定单元的结构图。

如图所示，状态固定单元1300包括闩锁销1310、闩锁弹性构件1320、闩锁线圈1330、安装结构体1340以及闩锁引导件1350。

更具体而言，所述闩锁销1310与闩锁杆1430相对，闩锁销1310插入到闩锁槽1431，以限制闩锁杆1430的移动。

为此，与闩锁槽1431结合的闩锁销1310构成为其端部与闩锁槽1431相对应。

并且，所述闩锁弹性构件1320用于向所述闩锁杆1430侧施压，使得闩锁销1310插入到闩锁槽1431。为此，闩锁弹性构件1320设置在前方朝向闩锁杆1430的闩锁销1310的后方，并弹性支撑闩锁销1310。

此外，所述闩锁线圈1330通过被施加电流来提供使闩锁销1310从闩锁杆1430的闩锁槽1431脱离的驱动力。为此，闩锁线圈1330设置为与作为可动部的闩锁销1310的外周部相对。

并且，所述闩锁引导件1350用于限制除通过驱动单元1200的驱动力来以高速移动的引导杆部1400的移动方向之外的位移。即，用于防止因以图2为基准沿着上下方向进行垂直往复移动的所述引导杆部1400的左右位移而产生的晃动。

为此，闩锁引导件1350可以选择地包括位于一侧被闩锁销1310施压的闩锁杆1430的另一侧的第一闩锁引导件1351以及覆盖闩锁杆1430的外周部的第二闩锁引导件1352。

并且，在所述第二闩锁引导件1352的内周面和闩锁杆1430的外周面之间可以形成有裕隔。这是为了使所述闩锁杆1430在垂直往复移动时不与第二闩锁引导件1352产生摩擦，而仅对左右位移进行限制。

此外，闩锁销1310、闩锁弹性构件1320、闩锁线圈1330以及闩锁引导件1350支撑于安装结构体1340，所述安装结构体1340位于气体罐1600的外部。

图3是图1所示的高速开关的概略性第一使用状态图。如图所示，当产生电路上的短路电流时，高速开关1000使电流流动到驱动单元1200的排斥线圈部1210。此外，通过排斥线圈部1210的磁感应，排斥板1220以从排斥线圈部1210分离的方式移动。

并且，随着所述排斥板1220的移动而连动所述闩锁杆1430，随着闩锁杆1430的移动而可动电极1110也移动，可动电极1110与固定电极1120处于分离状态。其结果，固定开关处于打开状态。

并且，当闩锁杆1430移动时，在闩锁槽1431和闩锁销1310位于相同轴上的情况下，闩锁销1310在闩锁弹性构件1320的施压下插入到闩锁槽1431，高速开关1000保持打开状态。

并且，当所述排斥板1220移动时，闩锁杆1430的下端部由缓冲器1450支撑并进行缓冲。

并且，对密封杆1420进行弹性支撑的杆弹性构件1440通过密封杆1420的移动而被压缩。

图4是图1所示的高速开关的概略性第二使用状态图。如图所示，在高速开关1000中，为了从打开状态转换到关闭状态，使闩锁线圈1330磁化(Magnatization)，由此，闩锁销1310移动。

此外，随着闩锁销1310的移动，当闩锁销1310从闩锁槽1431脱离时，闩锁杆1430可以通过杆弹性构件1440的复原力朝向固定电极1120移动。

此外，随着引导杆部1400的移动，可动电极1110与固定电极1120接触，高速开关1000处于关闭状态。

图5是概略地示出本发明第二实施例的高速开关的结构图。

如图所示，高速开关2000与图1所示的高速开关1000相比，只有状态固定单元不同。

此外，高速开关2000包括切断部2100、驱动单元2200、状态固定单元2300以及引导杆部2400。

并且，所述切断部2100、驱动单元2200与图1所示的高速开关1000的切断部1100、驱动单元1200相同，其详细技术构成和有机结合如前所述并省略。此外，引导杆部2400也与图1所示的引导杆部1400相同，只有闩锁杆的闩锁槽不同。

更具体而言，状态固定单元2300包括以闩锁杆2430为中心彼此相对的第一固定单元2300a和第二固定单元2300b。

并且，所述第一固定单元2300a包括第一闩锁销2310a、第一闩锁弹性构件2320a以及第一闩锁线圈2330a。

此外，所述第二固定单元2300b包括第二闩锁销2310b、第二闩锁弹性构件2320b以及第二闩锁线圈2330b。

此外，在所述闩锁杆2430形成有与第一闩锁销2310a相对应的第一闩锁槽2431a和与第二闩锁销2310b相对应的第二闩锁槽2431b。

并且，所述状态固定单元2300可以还包括覆盖闩锁杆2430的外周部的闩锁引导件2350。

通过以如上所述的方式构成，在本发明第二实施例的高速开关2000中，当排斥板2220通过排斥线圈部2210的运转来移动时，闩锁杆2430连动。此外，当第一闩锁销2310a和第二闩锁销2310b分别与第一闩锁槽2431a和第二闩锁槽2431b设置在相同轴上时，第一闩锁销2310a和第二闩锁销2310b通过第一闩锁弹性构件2320a和第二闩锁弹性构件2320b的施压来插入到第一闩锁槽2431a和第二闩锁槽2431b。由此，高速开关2000保持打开状态。

并且，在高速开关2000中，为了从打开状态转换到关闭状态，使第一闩锁线圈2330a和第二闩锁线圈2330b磁化(Magnatization)，由此，第一闩锁销2310a和第二闩锁销2310b移动。

此外，随着第一闩锁销2310a和第二闩锁销2310b的移动，第一闩锁销2310a和第二闩锁销2310b分别从第一闩锁槽2431a和第二闩锁槽2431b脱离。此外，闩锁杆2430通过杆弹性构件2440的复原力来朝向固定电极2120移动。

此外，随着引导杆部2400的移动，可动电极2110与固定电极2120接触，高速开关2000处于关闭状态。

图6是概略地示出本发明第三实施例的高速开关的结构图。

如图所示，所述高速开关3000与图1所示的第一实施例的高速开关1000相比，只有闩锁销的端部形状和与闩锁销的端部相对应的闩锁杆的闩锁槽形状不同。

更具体而言，在闩锁销3310的端部形成有第一端部3311和第二端部3312。此外，第一端部3311是从第二端部延伸的末端部，第一端部3311构成为小于第二端部3312的大小。此外，第一端部3311可以构成为从第二端部3312形成台阶的形状。

此外，闩锁杆3430的闩锁槽3431包括：与所述第一端部3311相对应的第一槽部3431a；以及与第二端部3312相对应的第二槽部3431b。

并且，当所述闩锁销3310插入到闩锁槽3431时，第一端部3311插入于第一槽部3431a，第二端部3312插入于第二槽部3431b。

通过以如上所述的方式构成，当闩锁杆3430移动时，由于与闩锁销3310的第一端部3311产生的摩擦较小，从而容易进行移动，并且，当进行限制时，第一端部3311和第二端部3312由第一槽部3431a和第二槽部3431b双重支撑，从而提高了结合力。

并且，为了上述的减小摩擦力和提高结合力，第一端部3311可以形成为大于第二端部3312。

以上，参照附图对本发明优选的一个实施例进行了说明，但是，只要是本发明所述技术领域的普通技术人员就应当理解，本发明在不改变其技术思想或必要特征的情况下，可以以其他具体形式实施。因此，应当理解，以上描述的一个实施例在所有方面都是示例性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种高速开关，其中，包括：

切断部，与主电路连接，包括用于开闭所述主电路的可动电极和驱动电极；

驱动单元，所述驱动单元包括提供驱动力以使所述切断部的所述可动电极移动的排斥线圈以及设置为与所述排斥线圈相对的排斥板；

引导杆部，连接所述排斥板和所述切断部的可动电极，形成有闩锁槽，通过所述排斥板的移动而进行垂直往复运动；以及

状态固定单元，限制所述引导杆部的移动，

所述状态固定单元包括：

闩锁销，所述闩锁销的端部与所述闩锁槽相对应；

闩锁弹性构件，向所述引导杆部侧施压，使得所述闩锁销插入于所述闩锁槽；以及

闩锁线圈，设置为与所述闩锁销的外周面相对，提供使所述闩锁销从所述闩锁槽脱离的驱动力。

2.根据权利要求1所述的高速开关，其中，

所述状态固定单元还包括对所述引导杆部的除垂直往复运动方向以外的方向上的位移进行限制的闩锁引导件，

所述闩锁引导件包括第一闩锁引导件和第二闩锁引导件中的一个以上，

所述第一闩锁引导件位于一侧被所述闩锁销施压的所述引导杆部的另一侧，所述第二闩锁引导件覆盖所述引导杆部的外周部。

3.根据权利要求1所述的高速开关，其中，

所述引导杆部包括绝缘杆、密封杆以及闩锁杆，

所述绝缘杆与所述可动电极连接，

所述密封杆的一端与所述绝缘杆连接，另一端与所述闩锁杆连接，

所述闩锁杆的一端与所述密封杆连接，另一端部与所述排斥板结合，所述闩锁杆形成有所述闩锁槽，

所述状态固定单元设置为与所述闩锁杆相对。

4.根据权利要求3所述的高速开关，其中，

所述引导杆部还包括杆弹性构件，所述杆弹性构件对所述密封杆进行弹性支撑，使得所述密封杆向固定电极方向被施压，所述杆弹性构件内置于封闭外壳。

5.根据权利要求3所述的高速开关，其中，

所述引导杆部还包括缓冲器，所述缓冲器在与所述排斥板向打开状态移动的方向相反的方向上设置为与所述闩锁杆相对，以缓冲因所述排斥板的移动而产生的冲击。

6.根据权利要求1所述的高速开关，其中，

所述切断部内置于气体罐，气体密封在所述气体罐的内部。

7.根据权利要求6所述的高速开关，其中，

所述状态固定单元还包括安装结构体，所述安装结构体支撑所述闩锁销、所述闩锁弹性构件以及所述闩锁线圈，所述安装结构体位于所述气体罐的外部。

8.根据权利要求3所述的高速开关，其中，

所述状态固定单元包括以所述闩锁杆为中心彼此相对的第一固定单元和第二固定单元，

所述闩锁杆形成有第一闩锁槽和第二闩锁槽，

所述第一固定单元包括：

第一闩锁销，所述第一闩锁销的端部与所述第一闩锁槽相对应；

第一闩锁弹性构件，向所述闩锁杆侧施压，使得所述第一闩锁销插入于所述第一闩锁槽；以及

第一闩锁线圈，设置为与所述第一闩锁销相对，提供使所述第一闩锁销从所述第一闩锁槽脱离的驱动力，

所述第二固定单元包括：

第二闩锁销，所述第二闩锁销的端部与所述第二闩锁槽相对应；

第二闩锁弹性构件，向所述闩锁杆侧施压，使得所述第二闩锁销插入于所述第二闩锁槽；以及

第一闩锁线圈，设置为与所述第二闩锁销相对，提供使所述第二闩锁销从所述第二闩锁槽脱离的驱动力。

9.根据权利要求3所述的高速开关，其中，

在所述闩锁销的端部形成有第一端部和第二端部，所述第一端部是从所述第二端部延伸的末端部，所述第一端部的大小小于所述第二端部的大小，

所述闩锁杆的闩锁槽包括：

第一槽部，与所述第一端部相对应；以及

第二槽部，与所述第二端部相对应。

10.根据权利要求5所述的高速开关，其中，

所述驱动单元还包括用于卷绕所述排斥线圈的线圈架，

所述排斥线圈的一侧与所述排斥板相对，另一侧与所述线圈架相对。