CN112771740B - 气体绝缘开关装置的快速接地开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体绝缘开关装置的快速接地开关，更详细地说，涉及一种通过设置送风机构来提高电弧切断性能的气体绝缘开关装置的快速接地开关。本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关包括：外盒；缸筒构件，设置于所述外盒的内部，在所述缸筒构件的下部沿圆周面形成有通气孔；以及活塞构件，插入并设置于所述缸筒构件的内部，通过从驱动部接收力来进行前进后退运动，以在开放时向触头部喷射所述缸筒构件的内部的空气。

Description

气体绝缘开关装置的快速接地开关
技术领域
本发明涉及气体绝缘开关装置的快速接地开关，更详细地说，涉及一种通过设置送风机构来提高电弧切断性能的气体绝缘开关装置的快速接地开关。
背景技术
通常，气体绝缘开关装置(Gas Insulated Swichgear)是设置于电力系统的电源侧和负载侧之间的电路之间，并且当在正常的电流状态下人为地通断电路时或在电路上发生接地或短路等异常电流时通过安全断开电流来保护电力系统和负载设备的电气设备。
通常，这种气体绝缘开关装置(GIS)由从高压电源接收电力的套管(BushingUnit)、气体断路器(Gas Circuit Breaker，CB)、断路器(Disconnector Switch)接地开关(Earthing Switch)、可动部、控制部等构成。
在此，接地开关(Earthing Switch)是设置于电路的一部分并起到在维护检查时手动地将主电路接地的作用，并且在维修或检查设备时去除残留在导体中的电流的设备。
图1是表示了现有技术的气体绝缘开关装置的内部结构。
示出了在外盒1的内部设置有断路器/接地开关(DS/ES)2和快速接地开关(HSES)5、9、10的情形。外盒1的外部设置有驱动部或操作部3。
快速接地开关(高速接地开闭器)大致划分为固定部和可动部。
在设置于外盒1的内部的导体4设置有固定部5。固定部5包括固定触头5a和固定触头座5b(参照图2)。
可动部由与驱动部3连接并旋转的可动轴6、与可动轴6曲柄连接的连接器连接件7、固定设置于外盒1的内部的可动触头座8a和可动触头8b、与连接器连接件7连接并且通过前进运动或后退运动来使可动触头8b和固定触头5a连接或分离的可动子8c等构成。另外，设置有用于连接可动部和接地端子10的汇流条9。汇流条9可以连接可动触头座8a和接地端子10。
如上所述，快速接地开关由固定部和与其接触或分离的可动部构成，并且主要设置于电源引入端而用于释放线路上的电流。快速接地开关需要具备静电感应电流通断性能、电磁感应通断性能、关合能力(E1级为2次)、短时间通电性能等。
现有技术的快速接地开关的性能取决于通断速度，并且根据绝缘气体的种类，即便速度快也会出现切断失败的情形。例如，空气(air)中的切断失败的可能性大于在SF6气体中的切断失败的可能性。
在图2和图3中，示出了现有技术的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用图。图2表示开放状态，图3表示接地状态。
在现有技术的气体绝缘开关装置的快速接地开关中，可动轴6通过从驱动部3传递来的动力而旋转，与可动轴6连接的可动子8c通过前进运动和后退运动使接地电路连接(关合)(可动触头和固定触头的连接)或分离(开放)(可动触头和固定触头的分离)。
在关合状态下，电流经由固定触头座5b、固定触头5a、可动子8c、可动触头8b、可动触头座8a、汇流条9、接地端子10流向外部接地。
但是，现有技术的气体绝缘开关装置的快速接地开关，根据绝缘气体的种类，有时会出现在切断时电弧持续的时间(arcing time)变长而导致的切断失败。
发明内容
发明要解决的问题
本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种通过设置送风机构来提高电弧切断性能的气体绝缘开关装置的快速接地开关。
用于解决问题的手段
本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关包括：外盒；缸筒构件，设置于所述外盒的内部，在所述缸筒构件的下部沿圆周面形成有通气孔；以及活塞构件，插入并设置于所述缸筒构件的内部，通过从驱动部接收力来进行前进后退运动，以在开放时向触头部喷射所述缸筒构件的内部的空气。
另外，在所述缸筒构件的底面可以形成有缸筒孔，所述缸筒孔能够使所述活塞构件沿长度方向移动。
另外，在所述缸筒构件的下部可以沿圆周面形成有复数个通气孔。
另外，在所述活塞构件的中间部可以形成有横向孔。
另外，在所述活塞构件可以形成有从所述横向孔到下端部的纵向孔。
另外，在所述活塞构件的中间部可以设置有固定板。
另外，所述固定板可以配置于所述横向孔的下部。
另外，在所述固定板可以形成有复数个板贯通孔。
另外，在所述固定板的上部可以配置有游动板，所述游动板能够沿所述活塞构件滑动。
另外，所述游动板的外径可以小于固定板的外径。
另外，所述游动板的外径尺寸可以形成为，在所述游动板接触到所述固定板时能够完全覆盖所述板贯通孔。
另外，在所述游动板的中央部孔可以形成有规定高度的引导部。
此外，所述缸筒构件和活塞构件的长度方向可以是水平方向之外的方向。
发明的效果
根据本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关，设置有在开放时向固定部吹送风的送风机构，由此具有能够迅速地消灭电弧的效果。因此，与绝缘气体的种类无关地确保电弧切断性能。
在此，适用于送风机构的活塞构件与可动子形成为一体，由此在没有特别增大部件或占用空间的情况下提高了电弧切断性能。
另外，通过固定板、配置为可以与所述固定板隔开的游动板、形成于固定板以及缸筒构件的空气流动孔，送风机构不仅能够确保向固定部喷出的空气的流动，而且还能够防止起到可动子作用的活塞构件的移动速度下降。
附图说明
图1是现有技术的气体绝缘开关装置的内部结构图。
图2和图3示出了现有技术的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用状态。图2示出了开放状态，图3示出了关合(接地)状态。
图4是本发明一实施例的气体绝缘开关装置的内部结构图。
图5是图4所示的快速接地开关的送风机构的剖视图。
图6至图9是本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用图。图6表示开放状态、图7表示关合动作状态、图8表示关合状态、图9表示开放动作状态。
图10和图11是本发明另一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用图。图10和图11分别表示关合状态和开放状态。
图12和图13是本发明另一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用图。图12和图13分别表示关合状态和开放状态。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选的实施例进行说明，这是用于详细说明到足以能够使本领域的普通技术人员容易实施本发明，并不表示因此而限定本发明的技术思想和范围。
下面，参照附图对本发明各个实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关进行详细的说明。
(第一实施例)
本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关包括：外盒10；可动轴17，设置于所述外盒10的一部分；缸筒构件30，与所述可动轴17隔开设置；以及活塞构件20，插入并设置于所述缸筒构件30的内部，与所述可动轴17连接而进行前进运动和后退运动以向触头部喷射所述缸筒构件30内部的空气。
外盒(enclosure，tank)10形成为盒子形状并能够容纳断路器(DisconnectSwitch)或接地开关(Earthng Switch)等。在外盒10的上、下、左、右、前、后部分中的至少一方可以开放。外盒10可以是构成气体绝缘开关装置的整个外盒的一部分。外盒10可以是构成气体绝缘开关装置的整个外盒的多个区域中的任意一个区域。外盒10可以以封闭式制作成除了导体连接部(插座)之外保持与外部绝缘。
在外盒10的开放的部分分别结合有隔离件11、12、13。隔离件11、12、13起到划分外盒10的边界，并且支撑插入到(贯通)隔离件的导体的作用。
在外盒10的内部设置有复数个导体14、15。导体14、15构成电路的一部分或连接到电路的一部分。导体14、15与隔离件11、12、13结合并且被支撑。导体14、15可以包括与第一隔离件11连接的第一导体14和与第二隔离件12连接的第二导体15。各个导体可以设置有复数个。例如，在三相电路的情况下，各个导体14、15可以分别设置有三对。
在第一导体14和第二导体15之间设置有断路器/接地开关(DS/ES)16。
在外盒10的内部设置有快速接地开关。快速接地开关包括固定部40和可动部50。
快速接地开关的固定部40设置于第一导体14。快速接地开关的固定部40包括固定触头座41、固定触头42、固定部护罩43(参照图6)。在此，固定触头42可以由排列成圆形的(放射状)复数个芯片构成。
可动部50与第一导体14隔开设置。可动部50包括可动轴17、起到可动子作用的活塞构件20、可动部座51、可动触头52。
驱动部(未图示)设置于外盒10的外部。驱动部提供用于使接地开关动作的驱动力。
可动轴17贯通设置于外盒10。可动轴17与所述驱动部连接。可动轴17通过从驱动部传递到的动力来旋转。在此，在可动轴17设置有第一曲柄杠杆18。
在第一曲柄杠杆18连接有连接件19。连接件19的一端与第一曲柄杠杆18连接，连接件19的另一端与活塞构件20连接。连接件19将可动轴17的运动传递给活塞构件20。通过第一曲柄杠杆18和连接件19，可动轴17的旋转运动被转换为活塞构件20的直线运动。
在连接件19连接有活塞构件20。活塞构件20进行前进运动和后退运动(上下运动)。活塞构件20由杆形状的导体构成。
在外盒10设置有接地端子45。接地端子45可以由铝(Al)或铜(Cu)等的导电性优异的材料制造。接地端子45贯通外盒10而插入设置于外盒10。即，接地端子45的内侧端配置于外盒10的内部，接地端子45的外侧端配置于外盒10的外部。接地端子45也称作接地套管(earth bushing)。在接地端子45中向外盒10的外部露出的部分可以通过绝缘构件来保护。接地端子45的外侧与外部接地端子(未图示)连接。
设置有连接接地端子45和活塞构件20的汇流条46。
汇流条46的一端部与接地端子45的内侧端连接，汇流条46的另一端部与可动部座51连接。
设置有用于支撑可动部50的支撑构件55。支撑构件55固定并设置于外盒10的内部。
可动部座51设置于支撑构件55。可动部座51贯通并设置于支撑构件55。在可动部座51的上端部连接有汇流条46。在可动部座51的下端部设置有可动触头52。可动触头52可以由排列成圆形(放射状)的复数个芯片构成。在可动部座51和活塞构件20之间设置有第一耐磨环53。
若活塞构件20向下方移动并与固定部40接触，则残留在第一导体14的电流经由固定部40、活塞构件20、可动触头52、可动部座51、汇流条46、接地端子45向外部放出。
送风机构包括可动轴17(除此之外，可以使用从驱动部向活塞构件传递力的机构)、活塞构件20、缸筒构件30、固定板60、游动板70。主要参照图4至图6。
在支撑构件55的下部设置有缸筒构件30。缸筒构件30可以形成为圆筒形状。缸筒构件30提供使活塞构件20插入并移动的空间。活塞构件20沿长度方向贯通缸筒构件30并进行直线运动。
缸筒构件30的顶面开放而形成开放部31。活塞构件20、可动触头52、可动部座51、固定板60、游动板70等通过该开放部31插入并设置。
在缸筒构件30的底面形成有能够使活塞构件20沿长度方向(纵向)移动(出入)的缸筒孔32。此时，在缸筒孔32可以设置有第二耐磨环35。活塞构件20通过第二耐磨环35来减小磨损，并且经由缸筒孔32滑动。
在缸筒构件30的下部，沿圆周面放射状地形成有复数个通气孔33。通过该通气孔33，缸筒构件30外部的空气流入到缸筒构件30的内部，或缸筒构件30内部的空气向缸筒构件30的外部流出。
活塞构件20形成为圆形杆形状。活塞构件20通过第一曲柄杠杆18和连接件19来与可动轴17连接并进行前进/后退运动。活塞构件20通过使固定板60和游动板70移动来提供送出空气的动力。另外，活塞构件20还起到能够连接可动触头52和固定触头42的可动子的作用。即，活塞构件20与可动子形成为一体。
在活塞构件20的中间部形成有横向孔(lateral hole)21。由此，空气可以在缸筒构件30的内部沿着横向孔21移动。在此，横向孔21形成于固定板60的上部。
在活塞构件20形成有从所述横向孔21到下端部的纵向孔(longitudinal hole)22。由此，缸筒构件30内部的空气可以沿着横向孔21和纵向孔22向缸筒构件30的外部流出。即，横向孔21和纵向孔22成为空气的流动路径。
在活塞构件20设置有固定板60。固定板60设置于活塞构件20的中间部。为了容易安装固定板60，活塞构件20的中间部可以形成为阶梯状。固定板60形成于横向孔21的下部。由此，若固定板60向上方移动，则存在于缸筒构件30内部中固定板60的上部的空气通过横向孔21和纵向孔22向缸筒构件30的外部(下部)流出。
由于固定板60设置于缸筒构件30内部，因此在活塞构件20沿纵向进行直线运动的情况下会推动缸筒构件30内部的空气使其朝向上部或下部方向移动。
在固定板60形成有复数个板贯通孔61。板贯通孔61沿缸筒构件30的纵向形成。因此，在活塞构件20沿纵向进行直线移动的情况下，空气可以通过板贯通孔61流出。
优选，固定板60的外径尺寸接近于缸筒构件30的内径。沿固定板60的外周面形成有周槽(未标记)，在该周槽设置有第三耐磨环65。固定板60通过第三耐磨环65沿缸筒构件30内侧面顺畅地滑动。
在固定板60的上部设置有游动板70。游动板70可以形成为环(盘)形态的板形状。游动板70的外径小于固定板60的外径。由此，游动板70可以与缸筒构件30的内侧面没有摩擦地自由移动。
另外，游动板70的外径尺寸可以形成为，在游动板70接触到固定板60时能够完全覆盖板贯通孔61。由此，在活塞构件20下降时，游动板70会因通过板贯通孔61流动的空气的压力而从固定板60隔开，而在活塞构件20上升时游动板70以封闭板贯通孔61的状态与固定板60一起移动。
游动板70形成有中央部孔(未标记)，从而活塞构件20贯通并设置于该中央部孔。游动板70沿着活塞构件20滑动。
沿游动板70的中央部孔的外周形成有引导部71。引导部71形成为规定高度的壁。引导部71引导游动板70以使其能够沿着活塞构件20顺畅地滑动。
游动板70设置于固定板60的上部并因自身重量而与固定板60一起上下运动。在固定板60向上方移动的情况下，游动板70被固定板60推动并以与固定板60相接的状态移动。在固定板60向下方移动的情况下，游动板70借助通过固定板60的板贯通孔61流动的空气的压力而以从固定板60隔开规定距离的状态向下方移动。在固定板60的移动停止的情况下，由于没有空气的压力，因此游动板70会与固定板60相接。
前述的缸筒构件30和活塞构件20的长度方向(动作方向)是水平方向之外的方向。优选，缸筒构件30和活塞构件20的长度方向为竖直方向。由此，在关合作用或开放作用结束时，即在没有气压的作用的情况下，游动板70会处于与固定板60相接并封闭板贯通孔61的状态。
参照图6至图9，对本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关的作用进行说明。
首先，对关合作用进行说明。
图6示出了开放状态。由于起到可动子作用的活塞构件20在可动轴17的作用下处于向上方移动的状态，因此活塞构件20处于从固定触头42分离的状态。即，可动触头52和固定触头42的连接断开，因此接地电路处于开放的状态。
活塞构件20的下端部位于缸筒构件30的缸筒孔32的位置，固定板60处于在缸筒构件30的上部的状态。游动板70处于与固定板60的上部相接的状态。
图7示出了关合进行状态。通过可动轴17旋转，活塞构件20向下方移动。在固定板60与活塞构件20一起向下方移动时固定板60下部的空气通过通气孔33向缸筒构件30的外部流出。另外，固定板60下部的空气通过板贯通孔61向上方移动并作为将游动板70向上推的力发挥作用。因此，游动板70会以从固定板60隔开规定距离的状态向下方移动。如此，当活塞构件20向下方移动时，即在关合时，缸筒构件30内部的空气中位于固定板60下部的空气会通过缸筒孔32和板贯通孔61流出，因此使作用于活塞构件20的反作用最小。
图8示出了关合结束的状态。活塞构件20的下端部与固定触头42相接，因此接地电路处于连接状态。固定板60的移动停止，游动板70成为与固定板60的上部相接的状态。在此，虽然固定板60的位置与缸筒构件30的下端部接近，但是位于比缸筒孔32更靠上部的位置。
接着，对开放作用进行说明。
图8示出了关合状态。接地电路处于连接的状态。游动板70处于与固定板60的上部相接的状态。固定板60与缸筒构件30的下端部接近，但是配置于比缸筒孔32更靠上部的位置。
图9示出了开放进行状态。通过可动轴17反向旋转使活塞构件20向上方移动。固定板60与活塞构件20一起向上方移动。由于游动板70处于与固定板60的上部相接的状态，因此固定板60的板贯通孔61被封闭。因此，固定板60和游动板70上部的空气通过活塞构件20的横向孔21和纵向孔22向缸筒构件30的外部(下部)流出。即，从活塞构件20的下部送出缸筒构件30内部的空气，并将风吹向触头部，尤其固定部40。由此，会消灭因活塞构件20和固定触头42的分离而产生的电弧。电弧切断性能得到了提高。
另一方面，缸筒构件30外部的空气会通过缸筒孔32流入缸筒构件30内部，由此防止固定板60下部的压力变小。从而，防止活塞构件20的移动速度下降。
在开放作用结束的情况下，会成为如图6所示的开放结束状态。
根据本发明一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关，由于设置有在开放时向固定部吹送风的送风机构，从而具有能够迅速地消灭电弧的效果。由此，与绝缘气体的种类无关地确保电弧切断性能。
在此，适用于送风机构的活塞构件与可动子形成为一体，由此在没有特别增大部件或占用空间的情况下提高了电弧切断性能。
另外，在送风机构形成有固定板、以能够与所述固定板隔开的方式配置的游动板、形成于固定板以及缸筒构件的空气流动孔，由此不仅能够确保向固定部喷出的空气的流动，而且还能够防止起到可动子作用的活塞构件的移动速度下降。
(第二实施例)
参照图10和图11，对本发明另一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关进行说明。
该实施例与之前的实施例的不同点在于，活塞构件160独立于可动子120而构成。
包括固定部座141、固定触头142、固定部护罩143的固定部140设置于第一导体114。
包括可动部座151、可动触头152、可动部护罩153的可动部150设置于第一支撑构件155。可动部150设置为与固定部140隔开。
汇流条146与设置于外盒110的接地端子(接地套管)145和可动部座141连接。
可动子120经由第一曲柄杠杆117与可动轴116连接。可动子120设置为贯通可动部150。可动子120通过可动轴116的旋转来连接或断开可动部150和固定部140，进而使接地电路连接或断开。
缸筒构件130设置于第二支撑构件156(或第一支撑构件的另一部分)。缸筒构件130设置于从可动子120隔开规定距离的位置。在缸筒构件130的下部形成有喷射孔131。喷射孔131形成为朝向设置有固定部140的方向。
活塞构件160插入并设置于缸筒构件130。活塞构件160包括：活塞杆161，与设置于可动轴116的第二曲柄杠杆118连接；以及活塞板162，与活塞杆161的下端部结合，在缸筒构件130的内部进行滑动。
第二曲柄杠杆118朝向与第一曲柄杠杆117相反的方向凸出，从而可动子120和活塞构件160的移动方向彼此相反。即，在可动轴116沿顺时针方向旋转的情况下，可动子120向下方移动，而活塞构件160向上方移动。与此相反，在可动轴116沿逆时针方向旋转的情况下，可动子120向上方移动，而活塞构件160向下方移动。
对该实施例中的开放作用进行说明，具体如下。
在如图10所示的关合状态下，若可动轴116沿逆时针方向旋转使得可动子120向上方移动，则可动子120从固定部140分离。由此，接地电路开放。此时，由于活塞构件160向下方移动，从而缸筒构件130内部的空气通过喷射孔131朝向固定部140喷射。在固定部140和可动子120之间产生的电弧会被通过喷射孔131喷射的空气而消弧。
(第三实施例)
参照图12和图13，对本发明另一实施例的气体绝缘开关装置的快速接地开关进行说明。
该实施例与第一实施例的不同点在于，活塞构件220与作为主电路的第一导体214连接，固定部240与接地端子245连接。活塞构件220、缸筒构件30的构成与第一实施例几乎相同。
随着可动轴217的旋转，活塞构件(可动子)220连接或断开可动部250和固定部240，进而连接或断开接地电路。
固定板260和游动板270与第一实施例同样地设置于活塞构件220。
由于在该实施例中的关合和开放作用与第一实施例相似，因此将省略对其的详细说明。在开放作用时，通过从活塞构件160送出的空气来消灭在固定部240产生的电弧。
以上说明到的实施例为实现本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的本质特性的范围内能够做出各种各样的修正和变形。因此，本发明公开的实施例并非用于限定本发明的技术思想，而是用于说明，本发明的技术思想范围不会被这种实施例限定。即，应解释为，本发明的保护范围应由权利要求来解释，与其同等范围内的所有的技术思想均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体绝缘开关装置的快速接地开关，其中，包括：
外盒；
缸筒构件，设置于所述外盒的内部，在所述缸筒构件的下部沿圆周面形成有通气孔；以及
活塞构件，插入并设置于所述缸筒构件的内部，通过从驱动部接收力来进行前进后退运动，以在开放时向触头部喷射所述缸筒构件的内部的空气；
在所述活塞构件的中间部形成有横向孔，并且在所述活塞构件形成有从所述横向孔到下端部的纵向孔，
所述通气孔在所述缸筒构件的下部以放射状形成有复数个，
通过复数个所述通气孔，所述缸筒构件外部的空气流入所述缸筒构件的内部或者所述缸筒构件内部的空气向所述缸筒构件的外部流出。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
在所述缸筒构件的底面形成有缸筒孔，所述缸筒孔能够使所述活塞构件沿长度方向移动。
3.根据权利要求1所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
在所述活塞构件的中间部设置有固定板。
4.根据权利要求3所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
所述固定板配置于所述横向孔的下部。
5.根据权利要求3所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
在所述固定板形成有复数个板贯通孔。
6.根据权利要求5所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
在所述固定板的上部配置有游动板，所述游动板能够沿所述活塞构件滑动。
7.根据权利要求6所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
所述游动板的外径小于所述固定板的外径。
8.根据权利要求6所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
所述游动板的外径尺寸形成为，在所述游动板接触到所述固定板时能够完全覆盖所述板贯通孔。
9.根据权利要求7所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
在所述游动板的中央部孔形成有规定高度的引导部。
10.根据权利要求1所述的气体绝缘开关装置的快速接地开关，其特征在于，
所述缸筒构件和活塞构件的长度方向是水平方向之外的方向。
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