CN113690090A - 一种磁吸式高稳定性高压隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，属于隔离开关技术领域，本发明可以通过中空自撑柱对动触头提供支撑，在动触头和静触头接触合并时，中空自撑柱可以跟随动触头发生自适应形变，然后中空自撑柱内的电膨胀囊在动触头和静触头接触导电后膨胀动作，然后挤压隔磁微球进行分散，由原先的强磁屏蔽转变为弱磁屏蔽，磁吸块透过的磁场得以增强并作用于铁块上，利用产生的磁吸力对动触头和静触头进行压紧，保证动触头和静触头之间具有足够的接触压力，实现良好的导电效果，一方面不易出现意外分离的现象，另一方面不易出现接触部分的过热现象，显著提高高压隔离开关合闸时的安全性和稳定性。

Description

一种磁吸式高稳定性高压隔离开关

技术领域

本发明涉及隔离开关技术领域，更具体地说，涉及一种磁吸式高稳定性高压隔离开关。

背景技术

高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用。隔离开关适用于三相交流50Hz，额定电压12KV的户内装置。供高压设备的有电压而列负荷载的情况下接通，切断或转换线路之用。其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用与切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能；按安装地点不同分为，屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目分为，单柱式，双柱式和三柱式，各电压等级都有可选设备。

高压隔离开关的失效往往表现为其动、热稳定不可靠，这与隔离开关触头压力不足有关。隔离开关接触时的触头压力，包括未通电时动静触头之间的接触压力和通电时的电动斥力。当触头有电流通过时，由于电流线收缩会在接触区域产生电动斥力，对触头间的电接触稳定性将产生很大的破坏。

现有技术中，高压隔离开关常存在接触压力不足的问题，不仅存在意外分离的风险，同时容易导致接触电阻值偏大，动、静触头接触部分过热等问题，从而降低电力系统供电的可靠性和安全性

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，可以通过中空自撑柱对动触头提供支撑，在动触头和静触头接触合并时，中空自撑柱可以跟随动触头发生自适应形变，然后中空自撑柱内的电膨胀囊在动触头和静触头接触导电后膨胀动作，然后挤压隔磁微球进行分散，由原先的强磁屏蔽转变为弱磁屏蔽，磁吸块透过的磁场得以增强并作用于铁块上，利用产生的磁吸力对动触头和静触头进行压紧，保证动触头和静触头之间具有足够的接触压力，实现良好的导电效果，一方面不易出现意外分离的现象，另一方面不易出现接触部分的过热现象，显著提高高压隔离开关合闸时的安全性和稳定性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，包括动触头和静触头，所述动触头和静触头外侧包裹同一个防护罩，且静触头与防护罩之间固定连接，所述防护罩上固定安装有微型液泵，所述动触头与防护罩内壁之间固定连接有中空自撑柱，所述防护罩内壁上对应静触头一侧镶嵌连接有与中空自撑柱相对应的铁块，所述中空自撑柱包括依次连接的形变端、固定端以及接触端，所述形变端与防护罩内壁固定连接，所述接触端与动触头之间固定连接，所述形变端内填充有多个结构球，所述固定端内固定连接有磁吸块，所述磁吸块靠近动触头一侧吸附有多个隔磁微球，所述接触端内填充有电膨胀囊。

进一步的，所述形变端采用绝缘的弹性防水材料制成，所述固定端和接触端采用绝缘的硬质导热材料制成，形变端可以进行弹性形变来适应动触头的转动，而固定端和接触端仍可以提供良好的支撑和导热作用。

进一步的，所述电膨胀囊包括电膨胀体、导电触片以及半球推块，所述电膨胀体填充于接触端内侧，所述导电触片固定连接于动触头和电膨胀体之间，所述半球推块固定连接于电膨胀体靠近磁吸块的一端，电膨胀体依靠导电触片与动触头连接，从而在通电后触发膨胀动作，并利用半球推块的球面特性有效挤压隔磁微球进行分散，从而弱化对磁吸块的磁屏蔽效果，磁吸块透过的磁场得以增强并与铁块配合，利用磁吸力提高动触头和静触头之间的接触压力。

进一步的，所述电膨胀体采用通电膨胀材料制成，所述导电触片采用金属导电材料制成，所述半球推块采用硬质光滑材料制成。

进一步的，所述电膨胀囊还包括容油囊，所述容油囊填充于电膨胀体和动触头之间，所述形变端内填充有导热油，所述微型液泵通过管道连通形变端和容油囊，在微型液泵将导热油输入至容油囊后，一方面可以有效传导走动触头和静触头之间的热量，另一方面可以对膨胀后的电膨胀体进行挤压支撑，提高电膨胀体的膨胀效果，保证半球推块对隔磁微球的分散效果，不易出现松动的现象，而形变端内的导热油在被抽走后，剩余的结构球密集接触并与收缩后的形变端贴合，从而形成具有较高强度的柱状结构，即使出现磁吸力失效的情况，由形变端进行临时支撑也不易出现动触头和静触头直接分离的现象。

进一步的，所述隔磁微球于磁吸块表面密集分布，且至少堆积有两层，保证分离状态下隔磁微球对磁吸块的磁屏蔽效果，不易使得在磁吸力作用促使动触头和静触头意外接触合并。

进一步的，所述隔磁微球采用高磁导率材料制成，且表面涂覆有绝缘漆，隔磁微球具有一定的磁屏蔽效果，同时提高电膨胀囊使用时的安全性。

进一步的，所述结构球包括外阻层、内球壳以及多根导热丝，所述外阻层包覆于内球壳外表面，所述导热丝镶嵌于内球壳内侧，且导热丝端部延伸至外阻层内，外阻层可以对内球壳进行保护，同时在受到挤压时会产生形变破坏球面结构，因此在受到动触头的分离力时，多个结构球进行多点分散，并利用外阻层之间的摩擦阻力来防止形变端出现形变，导热丝起到对内球壳的定形作用，不易因受力过大出现损坏的情况。

进一步的，所述外阻层采用弹性导热材料制成，所述内球壳采用塑料制成，所述导热丝采用硬质导热材料制成。

进一步的，所述内球壳内填充有压缩氢气，且氢气的压缩倍数为1.2-1.5倍，在结构球受热后内部的压缩氢气会受热膨胀，不仅进一步提高对动触头的压力，同时可以提高形变端的强度不易出现形变现象。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过中空自撑柱对动触头提供支撑，在动触头和静触头接触合并时，中空自撑柱可以跟随动触头发生自适应形变，然后中空自撑柱内的电膨胀囊在动触头和静触头接触导电后膨胀动作，然后挤压隔磁微球进行分散，由原先的强磁屏蔽转变为弱磁屏蔽，磁吸块透过的磁场得以增强并作用于铁块上，利用产生的磁吸力对动触头和静触头进行压紧，保证动触头和静触头之间具有足够的接触压力，实现良好的导电效果，一方面不易出现意外分离的现象，另一方面不易出现接触部分的过热现象，显著提高高压隔离开关合闸时的安全性和稳定性。

(2)电膨胀囊包括电膨胀体、导电触片以及半球推块，电膨胀体填充于接触端内侧，导电触片固定连接于动触头和电膨胀体之间，半球推块固定连接于电膨胀体靠近磁吸块的一端，电膨胀体依靠导电触片与动触头连接，从而在通电后触发膨胀动作，并利用半球推块的球面特性有效挤压隔磁微球进行分散，从而弱化对磁吸块的磁屏蔽效果，磁吸块透过的磁场得以增强并与铁块配合，利用磁吸力提高动触头和静触头之间的接触压力。

(3)电膨胀囊还包括容油囊，容油囊填充于电膨胀体和动触头之间，形变端内填充有导热油，微型液泵通过管道连通形变端和容油囊，在微型液泵将导热油输入至容油囊后，一方面可以有效传导走动触头和静触头之间的热量，另一方面可以对膨胀后的电膨胀体进行挤压支撑，提高电膨胀体的膨胀效果，保证半球推块对隔磁微球的分散效果，不易出现松动的现象，而形变端内的导热油在被抽走后，剩余的结构球密集接触并与收缩后的形变端贴合，从而形成具有较高强度的柱状结构，即使出现磁吸力失效的情况，由形变端进行临时支撑也不易出现动触头和静触头直接分离的现象。

(4)结构球包括外阻层、内球壳以及多根导热丝，外阻层包覆于内球壳外表面，导热丝镶嵌于内球壳内侧，且导热丝端部延伸至外阻层内，外阻层可以对内球壳进行保护，同时在受到挤压时会产生形变破坏球面结构，因此在受到动触头的分离力时，多个结构球进行多点分散，并利用外阻层之间的摩擦阻力来防止形变端出现形变，导热丝起到对内球壳的定形作用，不易因受力过大出现损坏的情况。

(5)内球壳内填充有压缩氢气，且氢气的压缩倍数为1.2-1.5倍，在结构球受热后内部的压缩氢气会受热膨胀，不仅进一步提高对动触头的压力，同时可以提高形变端的强度不易出现形变现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明分离状态下防护罩的结构示意图；

图3为本发明接触状态下防护罩的结构示意图；

图4为本发明分离状态下中空自撑柱的结构示意图；

图5为本发明接触状态下中空自撑柱的结构示意图；

图6为本发明结构球的结构示意图；

图7为本发明中空自撑柱变化前后的结构示意图；

图8为本发明结构球受力时的结构示意图；

图9为本发明结构球挤压后的结构示意图；

图10为本发明磁吸块磁场变化的结构示意图。

图中标号说明：

1动触头、2静触头、3防护罩、4微型液泵、5中空自撑柱、51形变端、52固定端、53接触端、6铁块、7电膨胀囊、71电膨胀体、72导电触片、73半球推块、74容油囊、8磁吸块、9结构球、91外阻层、92内球壳、93导热丝、10隔磁微球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，包括动触头1和静触头2，动触头1和静触头2外侧包裹同一个防护罩3，且静触头2与防护罩3之间固定连接，防护罩3上固定安装有微型液泵4，动触头1与防护罩3内壁之间固定连接有中空自撑柱5，防护罩3内壁上对应静触头2一侧镶嵌连接有与中空自撑柱5相对应的铁块6，中空自撑柱5包括依次连接的形变端51、固定端52以及接触端53，形变端51与防护罩3内壁固定连接，接触端53与动触头1之间固定连接，形变端51内填充有多个结构球9，固定端52内固定连接有磁吸块8，磁吸块8靠近动触头1一侧吸附有多个隔磁微球10，接触端53内填充有电膨胀囊7。

形变端51采用绝缘的弹性防水材料制成，固定端52和接触端53采用绝缘的硬质导热材料制成，形变端51可以进行弹性形变来适应动触头1的转动，而固定端52和接触端53仍可以提供良好的支撑和导热作用。

请参阅图5，电膨胀囊7包括电膨胀体71、导电触片72以及半球推块73，电膨胀体71填充于接触端53内侧，导电触片72固定连接于动触头1和电膨胀体71之间，半球推块73固定连接于电膨胀体71靠近磁吸块8的一端，电膨胀体71依靠导电触片72与动触头1连接，从而在通电后触发膨胀动作，并利用半球推块73的球面特性有效挤压隔磁微球10进行分散，从而弱化对磁吸块8的磁屏蔽效果，磁吸块8透过的磁场得以增强并与铁块6配合，利用磁吸力提高动触头1和静触头2之间的接触压力。

电膨胀体71采用通电膨胀材料制成，导电触片72采用金属导电材料制成，半球推块73采用硬质光滑材料制成。

请参阅图7，电膨胀囊7还包括容油囊74，容油囊74填充于电膨胀体71和动触头1之间，形变端51内填充有导热油，微型液泵4通过管道连通形变端51和容油囊74，在微型液泵4将导热油输入至容油囊74后，一方面可以有效传导走动触头1和静触头2之间的热量，另一方面可以对膨胀后的电膨胀体71进行挤压支撑，提高电膨胀体71的膨胀效果，保证半球推块73对隔磁微球10的分散效果，不易出现松动的现象，而形变端51内的导热油在被抽走后，剩余的结构球9密集接触并与收缩后的形变端51贴合，从而形成具有较高强度的柱状结构，即使出现磁吸力失效的情况，由形变端51进行临时支撑也不易出现动触头1和静触头2直接分离的现象。

请参阅图6和8、9，结构球9包括外阻层91、内球壳92以及多根导热丝93，外阻层91包覆于内球壳92外表面，导热丝93镶嵌于内球壳92内侧，且导热丝93端部延伸至外阻层91内，外阻层91可以对内球壳92进行保护，同时在受到挤压时会产生形变破坏球面结构，因此在受到动触头1的分离力时，多个结构球9进行多点分散，并利用外阻层91之间的摩擦阻力来防止形变端51出现形变，导热丝93起到对内球壳92的定形作用，不易因受力过大出现损坏的情况。

外阻层91采用弹性导热材料制成，内球壳92采用塑料制成，导热丝93采用硬质导热材料制成。

内球壳92内填充有压缩氢气，且氢气的压缩倍数为1.2-1.5倍，在结构球9受热后内部的压缩氢气会受热膨胀，不仅进一步提高对动触头1的压力，同时可以提高形变端51的强度不易出现形变现象。

请参阅图10，隔磁微球10于磁吸块8表面密集分布，且至少堆积有两层，保证分离状态下隔磁微球10对磁吸块8的磁屏蔽效果，不易使得在磁吸力作用促使动触头1和静触头2意外接触合并。

隔磁微球10采用高磁导率材料制成，且表面涂覆有绝缘漆，隔磁微球10具有一定的磁屏蔽效果，同时提高电膨胀囊7使用时的安全性。

先通过转动动触头1与静触头2接触合并，然后启动微型液泵4将形变端51内的导热油输送至容油囊74内即可，在分离时先抽出容油囊74的导热油，然后复位动触头1即可，磁吸块8的磁场会重新弱化。

实施例2：

本实施例中还可以将静触头2的形式设置成与动触头1相同的结构，即去掉铁块6之后安装中空自撑柱5的方式，在合并时动触头1和静触头2均进行转动接触，由两个中空自撑柱5共同提供支撑，不仅接触压力更好，同时在其中一个中空自撑柱5失效后另一个中空自撑柱5仍可以利用磁吸力提供良好的接触压力，提高高压隔离开关运作时的稳定性。

本发明可以通过中空自撑柱5对动触头1提供支撑，在动触头1和静触头2接触合并时，中空自撑柱5可以跟随动触头1发生自适应形变，然后中空自撑柱5内的电膨胀囊7在动触头1和静触头2接触导电后膨胀动作，然后挤压隔磁微球10进行分散，由原先的强磁屏蔽转变为弱磁屏蔽，磁吸块8透过的磁场得以增强并作用于铁块6上，利用产生的磁吸力对动触头1和静触头2进行压紧，保证动触头1和静触头2之间具有足够的接触压力，实现良好的导电效果，一方面不易出现意外分离的现象，另一方面不易出现接触部分的过热现象，显著提高高压隔离开关合闸时的安全性和稳定性。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，包括动触头(1)和静触头(2)，其特征在于：所述动触头(1)和静触头(2)外侧包裹同一个防护罩(3)，且静触头(2)与防护罩(3)之间固定连接，所述防护罩(3)上固定安装有微型液泵(4)，所述动触头(1)与防护罩(3)内壁之间固定连接有中空自撑柱(5)，所述防护罩(3)内壁上对应静触头(2)一侧镶嵌连接有与中空自撑柱(5)相对应的铁块(6)，所述中空自撑柱(5)包括依次连接的形变端(51)、固定端(52)以及接触端(53)，所述形变端(51)与防护罩(3)内壁固定连接，所述接触端(53)与动触头(1)之间固定连接，所述形变端(51)内填充有多个结构球(9)，所述固定端(52)内固定连接有磁吸块(8)，所述磁吸块(8)靠近动触头(1)一侧吸附有多个隔磁微球(10)，所述接触端(53)内填充有电膨胀囊(7)。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述形变端(51)采用绝缘的弹性防水材料制成，所述固定端(52)和接触端(53)采用绝缘的硬质导热材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述电膨胀囊(7)包括电膨胀体(71)、导电触片(72)以及半球推块(73)，所述电膨胀体(71)填充于接触端(53)内侧，所述导电触片(72)固定连接于动触头(1)和电膨胀体(71)之间，所述半球推块(73)固定连接于电膨胀体(71)靠近磁吸块(8)的一端。

4.根据权利要求3所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述电膨胀体(71)采用通电膨胀材料制成，所述导电触片(72)采用金属导电材料制成，所述半球推块(73)采用硬质光滑材料制成。

5.根据权利要求3所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述电膨胀囊(7)还包括容油囊(74)，所述容油囊(74)填充于电膨胀体(71)和动触头(1)之间，所述形变端(51)内填充有导热油，所述微型液泵(4)通过管道连通形变端(51)和容油囊(74)。

6.根据权利要求1所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述隔磁微球(10)于磁吸块(8)表面密集分布，且至少堆积有两层。

7.根据权利要求6所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述隔磁微球(10)采用高磁导率材料制成，且表面涂覆有绝缘漆。

8.根据权利要求1所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述结构球(9)包括外阻层(91)、内球壳(92)以及多根导热丝(93)，所述外阻层(91)包覆于内球壳(92)外表面，所述导热丝(93)镶嵌于内球壳(92)内侧，且导热丝(93)端部延伸至外阻层(91)内。

9.根据权利要求8所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述外阻层(91)采用弹性导热材料制成，所述内球壳(92)采用塑料制成，所述导热丝(93)采用硬质导热材料制成。

10.根据权利要求8所述的一种磁吸式高稳定性高压隔离开关，其特征在于：所述内球壳(92)内填充有压缩氢气，且氢气的压缩倍数为1.2-1.5倍。

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