CN111799127B - 直动型开关组件和封闭直动型开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供直动型开关组件和封闭直动型开关装置。所述直动型开关组件包括：绝缘断口，连杆以及驱动盘，其中，所述绝缘断口与所述连杆连接，所述连杆与所述驱动盘垂直连接。所述封闭直动型开关装置包括上述直动型开关组件和具有套管和盖板的壳体。由于所述绝缘断口、连杆以及驱动盘的直动连接方式，电磁斥力单元对驱动盘产生的斥力能够迅速地作用于连杆和绝缘断口，从而实现开关组件的快速分闸和合闸。另外，由于组成开关组件的各个单元和部件均封装在具有套管和盖板的密闭空间中，为开关组件提供绝缘保护，同时能够应对各种外部环境状况，使得开关组件能够全天候工作。

Description

直动型开关组件和封闭直动型开关装置

技术领域

本发明涉及直动型开关组件和封闭直动型开关装置。

背景技术

在电力传输系统的中、高压应用场合，不但要求开关分开足够大的开距，以保证绝缘性能，还需要开关具有足够快的速度，能够快速实现电路的分断。

现有技术中为了保证开关在分开时具有足够大的开距，采用旋转结构，这样导致虽然获得了较大的开距，但是存在时间常数损失，开关的分断速度比较慢。另外，现有技术中，例如CN 102881472 A采用了基于电磁斥力的具有非圆形汤姆森线圈的快速开关，能够达到几十毫秒(ms)内的分断。然而，这样的开关仍然不能满足极快速的分断要求。

此外，在已知的技术中，构成开关的各个元件或部件，都是能够与外部环境接触的。然而，这样的设计不能满足在一些情况下工作的需要。例如在下雨、下雪等恶劣天气条件下，开关的正常工作会受到影响。目前，还没有一种能够全天候工作的开关。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明拟提出一种新型的开关，旨在解决开关分断时间长和无法全天候工作的问题。

根据本发明的一个实施例，提供一种直动型开关组件，包括：绝缘断口，连杆以及驱动盘，其中：所述绝缘断口与所述连杆连接，所述连杆与所述驱动盘垂直连接。

其中，所述绝缘断口包括运动件和静止件，所述连杆与所述运动件连接，所述运动件在所述连杆与所述驱动盘传递的力的作用下，与所述静止件直动地分离和结合。

其中，所述直动型开关组件还包括与驱动盘连接的保持件，用于保持驱动盘处于开闸或合闸位置。

其中，所述直动型开关组件还包括缓冲件，所述缓冲件在分闸时接触所述驱动盘。

其中，所述直动型开关组件还包括电磁斥力单元，所述电磁斥力单元与所述驱动盘相对放置，用于驱动所述驱动盘进行开闸和合闸运动。

其中，所述电磁斥力单元包括分闸线圈和合闸线圈，所述驱动盘位于所述分闸线圈和所述合闸线圈之间。

根据本发明的另一个实施例，提供一种封闭直动型开关装置，其包括上述直动型开关组件和壳体，所述直动型开关组件位于所述壳体中，所述壳体包括：套管、第一盖板和第二盖板，其中，所述套管的两端具有第一开口和第二开口，所述第一盖板和所述第二盖板与所述套管连接，分别覆盖所述第一开口和所述第二开口。

其中，所述壳体内填充绝缘气体。

其中，所述第一盖板和所述第二盖板与所述套管连接方式包括螺纹连接和螺栓连接。

其中，所述套管采用绝缘材料。

为进一步清楚解释本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施例。附图中：

图1是根据本发明实施例的封闭直动型开关组件的结构图。

图2是根据本发明实施例的图1所示开关组件中的直动型单元的示意图。

图3是图2所示的直动型单元与如图1所示的封闭直动型开关组件的其他组件的连接示意图。

图4是根据本发明实施例的绝缘断口处于分闸位置的示意图。

图5是根据本发明实施例的绝缘断口处于合闸位置的示意图。

附图标记说明：

1-绝缘断口

1-1绝缘断口1的运动件

1-2绝缘断口1的静止件

2-连杆

3-驱动盘

4-电磁斥力单元

4-1电磁斥力单元的分闸线圈

4-2电磁斥力单元的合闸线圈

5-保持件

6-缓冲件

7-套管

8-第一盖板

9-第二盖板

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的直动组件和封闭型开关的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

在本发明的实施例中，通过在开关中采用一种直动型开关组件，实现电磁斥力的快速传递，从而实现开关的快速分合闸。并且，构成该直动型开关组件的所有组件和/或部件都封闭在一个套管中，套管连同其两端的盖板将该直动型开关组件与外部环境隔离绝缘，实现开关的全天候工作。

图1是根据本发明实施例的封闭直动型开关组件的结构图。图2是根据本发明实施例的图1所示开关组件中的直动型单元的示意图。图3是图2所示的直动型单元与如图1所示的封闭直动型开关装置的其他单元的连接示意图。

参见图1，所示的直动型开关组件包括绝缘断口1、连杆2、驱动盘3、电磁斥力单元4、保持件5、缓冲件6。该直动型开关组件封闭在一个壳体中，该壳体包括套管7、第一盖板8和第二盖板9。

其中，套管7是中空的，可以是圆柱体、长方体等任意合适的形状。套管7由绝缘材料制成，包括橡胶、环氧玻璃等。如图1所示，套管7的外周布置有齿轮状的凸起，其也由绝缘材料制作，包括硅橡胶等。套管7的作用是应对各种天气情况，为套管内的组件提供绝缘保护，使得放置在其内部的开关组件能够全天候工作。

套管7的两端分别具有开口，如图1所示，具有上开口和下开口，其中，开关装配完成后，第一盖板8和第二盖板9与套管7连接，分别覆盖套管7的上下口，形成一种封闭的开关装置。第一盖板8和第二盖板9与套管7之间存在多种连接方式，包括螺纹连接、螺栓连接等。第一盖板8和第二盖板9均由导电材料制成，包括铜和铝等。

套管7与第一盖板8和第二盖板9形成一种密闭的腔体，其中填充有绝缘气体，该绝缘气体包括但不限于干燥空气、氮气、SF₆等。

套管7与第一盖板8和第二盖板9形成的腔体内部放置一种直动型开关组件，其分为上下两部分，上部分为绝缘断口1，绝缘断口1可以是真空灭弧室、SF6灭弧室等任意能独立承担绝缘能力的断口型式器件。绝缘断口1与第一盖板8连接，用于电流的传导，连接方式包括但不限于螺栓连接。

该直动型开关组件的下部区域包含连杆2、驱动盘3、电磁斥力单元4、保持件5、缓冲件6。其中，电磁斥力单元4包括分闸线圈4-1及合闸线圈4-2。

其中，电磁斥力单元4与驱动盘3不接触，相对放置，电磁斥力单元4通电后产生的斥力驱使驱动盘3进行分闸和合闸运动。具体来说，如图1所示，电磁斥力单元4的分闸线圈4-1及合闸线圈4-2通电后向驱动盘3产生斥力，例如，分闸线圈4-1的斥力使得驱动盘3向下运动，合闸线圈4-2的斥力使得驱动盘3向上运动，从而分别使得驱动盘3进行分闸和合闸的运动。

保持件5与驱动盘3连接，用于在分合闸的过程中，保持驱动盘3的运动方向与套管7的轴线方向一致。并且，该保持件5还用于，在驱动盘3到达使得开关组件开闸或或合闸的位置后，保持驱动盘3处于开闸或合闸位置。

缓冲件6安装在第二盖板9上，置于驱动盘3分闸运动的方向上，在合闸时与驱动盘3保持一定的间距，在分闸时与驱动盘3接触。缓冲件6可以是但不限于油压缓冲器、弹簧件、气弹簧等。

驱动盘3还与连杆2垂直连接，而连杆2与绝缘断口1连接。当驱动盘3受到来自电磁斥力单元4的斥力进行开闸、合闸运动时，带动连杆2，将斥力传导至绝缘断口1，即驱动盘3带动所述连杆2和所述绝缘断口1进行直动型运动，实现开关组件的开合闸。

更为具体地，如图3所示，绝缘断口1包括运动件1-1和静止件1-2。需要注意的是，运动件1-1和静止件1-2都是导体。运动件1-1可以与静止件1-2一体成型，形成绝缘断口1，也可以与静止件1-2分离设置。当运动件1-1受到来自连杆2的力时，使得绝缘断口1断开或导通电路，实现开关组件的分闸或合闸。

如图2和图3所示，绝缘断口1的运动件1-1与连杆2、驱动盘3一起构成开关组件的直动型单元。运动件1-1与连杆2之间、连杆2与驱动盘3之间采用刚性连接。该刚性连接包括但不限于螺纹连接和法兰连接。运动件1-1、连杆2、驱动盘3的刚性连接，使得作用于驱动盘3上的电磁斥力，能够通过连杆2开关直接地传递到运动件1-1。

由于运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的直动连接方式，电磁斥力单元4对驱动盘3产生的斥力能够迅速地作用于连杆2和运动件1-1，使得绝缘断口1能够快速分闸和合闸，从而实现开关组件的快速断开和导通。

上述开关组件的各个单元相互作用、相互配合，完成开关的合闸和分闸过程，具体运行方式如下。

如图1所示，分闸时，电磁斥力单元4的分闸线圈4-1通电后向驱动盘3产生斥力，使驱动盘3沿套管7的轴线向下运动，带动连杆2，驱使运动件1-1运动。其中，当驱动盘3运动到一定位置时，驱动盘3与缓冲件6接触，缓冲件6用于缓冲驱动盘3的运动，使其速度减为0。这时，保持件5将驱动盘3保持在该分闸位置，使得开关组件保持断开的状态。在合闸时，电磁斥力单元4的合闸线圈4-2通电后向驱动盘3产生斥力，使驱动盘3沿套管7的轴线向上运动，带动连杆2，驱使运动件1-1运动，使得开关合闸。此时，保持件5将驱动盘3保持在该合闸位置，使得开关组件处于导通状态。

需要说明的是，在上述分闸和合闸的过程中，运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的运动方向与套管7的轴线方向一致，并不限于上述实施例所述的上下方向。根据套管7的放置，运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的运动方向可以是左右方向或者任意方向。

根据以上的实施例，由于运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的直动连接方式，电磁斥力单元4对驱动盘3产生的斥力能够迅速地作用于连杆2和运动件1-1，实现开关组件的快速分闸和合闸。根据本发明的实施例，开关组件分合闸的用时仅需几个毫秒，例如2-3毫秒。另外，构成开关组件的各个单元和部件均封装在由套管7和盖板8、9组成的密闭空间中，为开关组件提供绝缘保护，同时能够应对各种外部环境状况，使得开关组件能够全天候工作。

图4是根据本发明实施例的绝缘断口处于分闸位置的示意图。图5是根据本发明实施例的绝缘断口处于合闸位置的示意图。

如图4和图5所示，在分闸过程中，运动件1-1承受连杆2和驱动盘3传递的斥力，与静止件1-2分离，形成一个空隙，断开电路。在合闸过程中，运动件1-1承受连杆2和驱动盘3传递的斥力，与静止件1-2结合在一起，导通电路。由于运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的直动连接方式，运动件1-1相对于静止件1-2的运动也是直动的，即运动件1-1相对于静止件1-2直动地分离、直动地结合。

如上所述，由于绝缘断口1的分合闸的方向与运动件1-1、连杆2以及驱动盘3的运动方向一致，其中没有时间常数损失，从而大大提高分合闸动作的有效速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种封闭直动型开关装置，其包括直动型开关组件和壳体，所述直动型开关组件位于所述壳体中，所述直动型开关组件包括真空灭弧室(1)，连杆(2)、驱动盘(3)以及缓冲件(6)，其中：所述真空灭弧室(1)与所述连杆(2)连接，所述连杆(2)与所述驱动盘(3)垂直连接，所述壳体包括：套管(7)、第一盖板(8)和第二盖板(9)，所述壳体内填充绝缘气体，其中，

所述套管(7)的两端具有第一开口和第二开口，所述第一盖板(8)和所述第二盖板(9)与所述套管(7)连接，分别覆盖所述第一开口和所述第二开口，所述第一盖板(8)由导电材料制成，所述真空灭弧室(1)与所述第一盖板(8)连接，用于电流的传导，所述直动型开关组件封装在由所示套管(7)、所述第一盖板(8)和所述第二盖板(9)组成的密闭空间中，为所述直动型开关组件提供绝缘保护。

2.如权利要求1所述的封闭直动型开关装置，其中，所述真空灭弧室(1)包括运动件(1-1)和静止件(1-2)，所述连杆(2)与所述运动件(1-1)连接，所述运动件(1-1)在所述连杆(2)与所述驱动盘(3)传递的力的作用下，与所述静止件(1-2)直动地分离或结合。

3.如权利要求1或2所述的封闭直动型开关装置，其中，所述直动型开关组件还包括与驱动盘(3)连接的保持件(5)，用于保持驱动盘(3)处于开闸或合闸位置。

4.如权利要求1或2所述的封闭直动型开关装置，其中，所述直动型开关组件还包括缓冲件(6)，所述缓冲件(6)在分闸时接触所述驱动盘(3)。

5.如权利要求1或2所述的封闭直动型开关装置，其中，所述直动型开关组件还包括电磁斥力单元(4)，所述电磁斥力单元(4)与所述驱动盘(3)相对放置，用于驱动所述驱动盘(3)进行开闸或合闸运动。

6.如权利要求5所述的封闭直动型开关装置，其中，所述电磁斥力单元(4)包括分闸线圈(4-1)和合闸线圈(4-2)，所述驱动盘(3)位于所述分闸线圈(4-1)和所述合闸线圈(4-2)之间。

7.如权利要求1所述的封闭直动型开关装置，其中，所述第一盖板(8)和所述第二盖板(9)与所述套管(7)的连接方式包括螺纹连接和螺栓连接。

8.如权利要求1所述的封闭直动型开关装置，其中，所述套管(7)采用绝缘材料。

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