CN110767490B - 动端闸刀及闸刀式负荷开关 - Google Patents

动端闸刀及闸刀式负荷开关 Download PDF

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Abstract

本发明涉及闸刀开关技术领域，提供了一种动端闸刀及闸刀式负荷开关，动端闸刀包括：闸刀主体，其一端设置有安装孔，用于将闸刀主体连接在适配座上；耐弧头，由耐电弧烧蚀的材料制成，安装在闸刀主体背向安装孔的一端，用于与静端闸刀接触以实现电路的导通；引弧体，位于闸刀主体与耐弧头临界位置附近，安装在闸刀主体或耐弧头一侧，或者，引弧体由耐弧头上朝向静端闸刀一侧的凸起形成；所述引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀。本发明中的动端闸刀及闸刀式负荷开关能够解决现有技术中因电弧烧蚀闸刀而导致的开关安全性、可靠性低的问题。

Description

动端闸刀及闸刀式负荷开关
技术领域
本发明涉及闸刀开关技术领域，具体涉及一种动端闸刀及闸刀式负荷开关。
背景技术
闸刀开关是实现分合闸动作中常用到的开关之一，主要由固定不动的静端和转动设置的动端组成。现有技术中，闸刀开关的动端闸刀由T2铜制成，其表面镀银，静端、动端之间会在接触或分离的瞬间产生电弧，电弧会烧蚀动端或静端，降低闸刀开关的使用寿命，甚至会因电弧产生的高温而致使动端与静端接触部位软化，使动端与静端粘连，导致开关无法正确分合闸，从而引起开关内部温度急剧上升、压力增大，致使气箱爆炸，最终导致运行事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动端闸刀，能够解决现有技术中因电弧烧蚀闸刀而导致的开关安全性、可靠性低的问题；本发明另外的目的在于提供一种使用该动端闸刀的闸刀式负荷开关，具有安全性及可靠性高的优点。
为实现上述目的，本发明中的动端闸刀采用如下技术方案：
动端闸刀包括：
闸刀主体，其一端设置有安装孔，用于将闸刀主体连接在适配座上；
耐弧头，由耐电弧烧蚀的材料制成，安装在闸刀主体背向安装孔的一端，用于与静端闸刀接触以实现电路的导通；
引弧体，位于闸刀主体与耐弧头临界位置附近，安装在闸刀主体或耐弧头一侧，或者，引弧体由耐弧头上朝向静端闸刀一侧的凸起形成；所述引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀。
效果：引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀，电弧会在引弧体与静端闸刀之间产生，电弧击穿空气后导通动端闸刀与静端闸刀，两闸刀中电流对应产生使电弧移动的磁场，电弧受洛伦兹力后会移动至耐弧头，在电弧存在的时间内，电弧先后位于引弧体、耐弧头与静端闸刀之间，避免了电弧始终烧蚀引弧体或耐弧头，减少了引弧体与耐弧头的损伤，避免因电弧烧蚀而导致动、静端粘连，并且耐弧头由耐电弧烧蚀的材料制成，使用寿命长，耐电弧烧蚀能力强，可靠性高，能够提高开关整体的可靠性及安全性。
进一步的，耐弧头由CuW60合金或CuCr1合金制成。
其有益效果在于：CuW60合金及CuCr1合金为常用、易得的耐电弧烧蚀材料，加工技术成熟。
进一步的，耐弧头厚度与闸刀主体相等，通过焊接的方式对接在闸刀主体的端面上。
其有益效果在于：将耐弧头厚度设置为闸刀主体相等，能够保证耐弧头的强度及闸刀整体的通流面积，同时通过焊接的方式将耐弧头对接在闸刀主体上，比较简单方便。
进一步的，引弧体为安装在闸刀主体上的凸点，其外侧面为球冠形。
其有益效果在于：引弧体的作用是在闸刀主体靠近静端闸刀时，将电弧引向自身与静端闸刀之间，设置为凸点，能够简化结构降低成本。
进一步的，引弧体通过铆固的方式固定在闸刀主体上，闸刀主体上对应设置有用于固定引弧体的固定孔。
其有益效果在于：通过铆固的方式能够保证引弧体的连接强度，同时加工方式简单，能够降低成本。
为实现上述目的，本发明中的闸刀式负荷开关采用如下技术方案：
闸刀式负荷开关，包括动端闸刀和与其适配的静端闸刀，动端闸刀包括：
闸刀主体，其一端设置有安装孔，用于将闸刀主体连接在适配座上；
耐弧头，由耐电弧烧蚀的材料制成，安装在闸刀主体背向安装孔的一端，用于与静端闸刀接触以实现电路的导通；
引弧体，位于闸刀主体与耐弧头临界位置附近，安装在闸刀主体或耐弧头一侧，或者，引弧体由耐弧头上朝向静端闸刀一侧的凸起形成；所述引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀。
效果：引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀，电弧会在引弧体与静端闸刀之间产生，电弧击穿空气后导通动端闸刀与静端闸刀，两闸刀中电流对应产生使电弧移动的磁场，电弧受洛伦兹力后会移动至耐弧头，在电弧存在的时间内，电弧先后位于引弧体、耐弧头与静端闸刀之间，避免了电弧始终烧蚀引弧体或耐弧头，减少了引弧体与耐弧头的损伤，避免因电弧烧蚀而导致动、静端粘连，并且耐弧头由耐电弧烧蚀的材料制成，使用寿命长，耐电弧烧蚀能力强，可靠性高，能够提高开关整体的可靠性及安全性。
进一步的，耐弧头由CuW60合金或CuCr1合金制成。
其有益效果在于：CuW60合金及CuCr1合金为常用、易得的耐电弧烧蚀材料，加工技术成熟。
进一步的，耐弧头厚度与闸刀主体相等，通过焊接的方式对接在闸刀主体的端面上。
其有益效果在于：将耐弧头厚度设置为闸刀主体相等，能够保证耐弧头的强度及闸刀整体的通流面积，同时通过焊接的方式将耐弧头对接在闸刀主体上，比较简单方便。
进一步的，引弧体为安装在闸刀主体上的凸点，其外侧面为球冠形。
其有益效果在于：引弧体的作用是在闸刀主体靠近静端闸刀时，将电弧引向自身与静端闸刀之间，设置为凸点，能够简化结构降低成本。
进一步的，引弧体通过铆固的方式固定在闸刀主体上，闸刀主体上对应设置有用于固定引弧体的固定孔。
其有益效果在于：通过铆固的方式能够保证引弧体的连接强度，同时加工方式简单，能够降低成本。
附图说明
图1为本发明中闸刀式负荷开关的结构示意图；
图2为本发明中动端闸刀的正视图；
图3为本发明中动端闸刀的左视图；
图4为本发明中闸刀式负荷开关引弧的原理图，图中I1为静端闸刀中传递的电流，I2为动端闸刀中传递的电流；F为电弧所受到的洛伦兹力；
图中：10-动端闸刀；11-闸刀主体；111-安装孔；12-耐弧头；121-触点；13-引弧体；20-静端闸刀；30-电弧。
具体实施方式
现结合附图来对本发明中动端闸刀及闸刀式负荷开关的具体实施方式进行说明。
如图1所示为本发明中闸刀式负荷开关的一种实施例，该闸刀式负荷开关主要用于配电开关设备中。闸刀式负荷开关包括动端刀闸和静端刀闸，动端刀闸通过与其适配的铰接座转动设置，当需要合闸时操作人员可转动动端闸刀10使其与静端闸刀20接触，当需要分闸时亦需转动动端闸刀10使其与静端闸刀20分离。本发明中的闸刀式负荷开关中采用两篇动端闸刀10同时与静端闸刀20配合的结构，两片动端闸刀10平行布置，合闸时两片动端闸刀10能够夹住静端闸刀20。
如图2及图3所示，动端闸刀10主要包括闸刀主体11，闸刀主体11为片材，由T2铜制成，其一端设置有安装孔111，用来与铰接座铰接，闸刀主体11的另一端安装有耐弧头12。耐弧头12由耐烧蚀材料制成，本实施例中采用CuW60合金，其宽度与闸刀主体11的宽度相等，通过钎焊的方式对接在闸刀主体11的端面上，耐弧头12的侧面上设置有触点121，用于与静端闸刀20接触导电。
在负荷开关分合闸运动的方向上，闸刀主体11靠近静端闸刀20的一侧，安装有引弧体13，引弧体13位于闸刀主体11中背向触点121的侧面上。引弧体13为由金属钨制成的凸点，其外侧面为球冠形，位于闸刀主体11与耐弧头12交界处靠近闸刀主体的一侧，通过铆固方式固定在闸刀主体11上，闸刀主体11上对应设置有用于固定引弧体13的固定孔，引弧体13中设置有供铆钉通过的孔，技术人员将引弧体13放入固定孔内后穿入铆钉来将引弧体13铆固在闸刀主体11上。
引弧体13靠近静端闸刀20的一侧伸出闸刀主体11，呈悬伸的状态，从而使引弧体13在合闸时最先靠近静端闸刀20，在分闸时最后远离静端闸刀20，负荷开关分合闸时电弧会在引弧体13与静端闸刀20之间产生。
本发明中的闸刀式负荷开关在使用时产生于引弧体13与静端闸刀20之间的电弧能够被引向耐弧头12处，从而避免电弧烧蚀闸刀主体11。如图4所示，动端闸刀10在合闸时，引弧体13最先接近静端闸刀20，在引弧体13与静端闸刀20之间产生电弧30，虽然此时静端闸刀20与动端闸刀10未发生物理接触，但是电弧30击穿了两闸刀之间的空气，使两闸刀电路导通。此时负荷开关中电流以图中I1、I2的方向流动，I1、I2在引弧体13所在区域内形成了方向垂直于纸面向内的复合磁场，电弧30会受到复合磁场的洛伦兹力F，电弧30的方向由I1指向I2，洛伦兹力F朝向远离安装孔111的一侧，电弧30在洛伦兹力F的作用下会偏摆移动至耐弧头12，直至耐弧头12与静端闸刀20接触导电，电弧30随之消失。在电弧存在的时间内，由引弧体13及耐弧头12共同分担了电弧30的烧蚀，避免了电弧30始终烧蚀引弧体13或耐弧头12，减少了引弧体13与耐弧头12的损伤。
在其他实施例中，耐弧头还可以采用其他铜合金材料制成，例如采用CuCr1合金。
在其他实施例中，耐弧头还可以采用其他的方式与闸刀主体连接，例如采用铆接、螺接等。
在其他实施例中，耐弧头还可以采用其他形状，例如将耐弧头设置成与静端闸刀配合的柱体等，或是将耐弧头设置为厚于或薄于闸刀主体的片状。
在其他实施例中，引弧体不局限于采用凸点的方式，可以将引弧体设置为柱体等凸向静端闸刀的形状，以使电弧在分合闸时产生于引弧体与静端闸刀之间。
在其他实施例中，引弧体可以通过焊接、螺接等方式连接在闸刀主体上。
在其他实施例中，引弧体可以设置在闸刀主体的底面上。
在其他实施例中，引弧体可以与耐弧头一体成型，例如在耐弧头上设置有朝向静端闸刀的凸点，该凸点形成了位于耐弧头上的引弧体。
在其他实施例中，引弧体的安装位置还可以进行改变，例如将引弧体安装在耐弧头上靠近于耐弧头与闸刀主体临界位置处。
本发明中动端闸刀的结构与上述闸刀式负荷开关实施例中动端闸刀的结构相同，其所能够达到的效果也相同，因此关于动端闸刀的实施例不再重复说明。
以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.动端闸刀，其特征在于：包括：
闸刀主体，其一端设置有安装孔，用于将闸刀主体连接在适配座上；
耐弧头，由耐电弧烧蚀的材料制成，安装在闸刀主体背向安装孔的一端，用于与静端闸刀接触以实现电路的导通；
引弧体，位于闸刀主体与耐弧头临界位置附近，安装在闸刀主体或耐弧头一侧，所述引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀；
耐弧头的侧面上设置有触点，用于与静端闸刀接触导电；
电弧会在引弧体与静端闸刀之间产生，电弧击穿空气后导通动端闸刀与静端闸刀，动端闸刀与静端闸刀中电流对应产生使电弧移动的磁场，电弧受洛伦兹力后会移动至耐弧头，在电弧存在的时间内，电弧先后位于引弧体与静端闸刀之间、耐弧头与静端闸刀之间，引弧体和耐弧头共同分担了电弧的烧蚀，避免了电弧始终烧蚀引弧体或耐弧头。
2.根据权利要求1所述的动端闸刀，其特征在于：耐弧头由CuW60合金或CuCr1合金制成。
3.根据权利要求1或2所述的动端闸刀，其特征在于：耐弧头厚度与闸刀主体相等，耐弧头通过焊接的方式对接在闸刀主体的端面上。
4.根据权利要求1所述的动端闸刀，其特征在于：引弧体为安装在闸刀主体上的凸点，其外侧面为球冠形。
5.根据权利要求4所述的动端闸刀，其特征在于：引弧体通过铆固的方式固定在闸刀主体上，闸刀主体上对应设置有用于固定引弧体的固定孔。
6.闸刀式负荷开关，包括动端闸刀和与其适配的静端闸刀，其特征在于：所述动端闸刀包括：
闸刀主体，其一端设置有安装孔，用于将闸刀主体连接在适配座上；
耐弧头，由耐电弧烧蚀的材料制成，安装在闸刀主体背向安装孔的一端，用于与静端闸刀接触以实现电路的导通；
引弧体，位于闸刀主体与耐弧头临界位置附近，安装在闸刀主体或耐弧头一侧；所述引弧体在合闸时最先靠近静端闸刀，在分闸时最后远离静端闸刀；
耐弧头的侧面上设置有触点，用于与静端闸刀接触导电；
电弧会在引弧体与静端闸刀之间产生，电弧击穿空气后导通动端闸刀与静端闸刀，动端闸刀与静端闸刀中电流对应产生使电弧移动的磁场，电弧受洛伦兹力后会移动至耐弧头，在电弧存在的时间内，电弧先后位于引弧体与静端闸刀之间、耐弧头与静端闸刀之间，引弧体和耐弧头共同分担了电弧的烧蚀，避免了电弧始终烧蚀引弧体或耐弧头。
7.根据权利要求6所述的闸刀式负荷开关，其特征在于：耐弧头由CuW60合金或CuCr1合金制成。
8.根据权利要求6或7所述的闸刀式负荷开关，其特征在于：耐弧头厚度与闸刀主体相等，耐弧头通过焊接的方式对接在闸刀主体的端面上。
9.根据权利要求6所述的闸刀式负荷开关，其特征在于：引弧体为安装在闸刀主体上的凸点，其外侧面为球冠形。
10.根据权利要求9所述的闸刀式负荷开关，其特征在于：引弧体通过铆固的方式固定在闸刀主体上，闸刀主体上对应设置有用于固定引弧体的固定孔。
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