CN114420517A - 六氟化硫气体绝缘开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六氟化硫气体绝缘开关，包括断路器壳体、设置在第一壳体内部的动触头机构和静触头机构以及驱动动触头机构的执行机构。静触头机构中由静触头座、静触头件以及静触头组成。动触头机构中由动触头座、动触头件以及动触头组成。动触头上端通过气流导向组件与动触头件连接，下端通过驱动杆与执行机构连接。该六氟化硫气体绝缘开关不仅能够调节喷出的六氟化硫气体通道的大小，而且还能够改变气流流速，同时在动触头和静触头断开之后，实现动触头机构内部的气体与静触头机构的分解物分离。通过执行机构完成开关的开合、灭弧以及氟化物与新鲜的六氟化硫气体的分离，提高灭弧效率，同时减少六氟化硫气体的使用。

Description

六氟化硫气体绝缘开关

技术领域

本发明涉及绝缘开关技术，尤其涉及一种六氟化硫气体绝缘开关。

背景技术

电力开关器是电力行业较为重要的控制部件，是一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件，一般包括触头系统、灭弧装置和扭动装置。开关在开启或者关闭时，会使得空气电离，产生电弧，对开关及周围造成损害，因此开关灭弧装置的有效性是解决这一问题的关键部件。六氟化硫（SF₆）是一种无色、无臭、无毒、无公害和不燃烧的气体，密度是空气的5倍，常温时传导热能力为空气的1.6倍，具有很高的绝缘性能，击穿电压为压缩空气的2-3倍，采用六氟化硫作为绝缘介质，可大大减少绝缘间隙和缩小开关电器的体积。现有的采用六氟化硫灭弧的开关，以六氟化硫作为单一绝缘介质在被电弧放电之后会产生分解物，该分解物主要是低氟化物，这些分解之后的氟化物都有着不同程度的毒性，并且被放电之后的气体不再适合作为绝缘介质，需要将其排出处理。

公告号CN212411935U公开了一种灭弧室气流导向结构以及公告号CN104134573B公开了一种直流开断装置灭弧室，其中采用的灭弧结构均是采用直吹式，且不能改变气流流道的大小，以及气流的流速，同时在灭弧之后并没有对灭弧之后的气体进行分离，使得被电弧放电之后的分解的气体再次进入到动触头机构中，污染新鲜的六氟化硫气体。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种六氟化硫气体绝缘开关。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种六氟化硫气体绝缘开关，包括：

断路器壳体，该断路器壳体分为第一壳体、第二壳体以及第三壳体；

设置在第一壳体内部的动触头机构和静触头机构；以及

驱动动触头机构的执行机构，其中

所述静触头机构中由静触头座、静触头件以及静触头组成；

所述动触头机构中由动触头座、动触头件以及动触头组成，所述动触头件设置在动触头座的中间，所述动触头上端通过气流导向组件与动触头件连接，下端通过驱动杆与执行机构连接，所述动触头座的中间具有灭弧室，所述动触头件位于灭弧室中，所述动触头件的中间具有与灭弧室连通的储气室以及用于排出气体的灭弧通道；

所述气流导向组件位于储气室中，所述气流导向组件与灭弧通道之间的间隙形成气体通道，该气体通道通过气流导向组件改变气流流向以及气流的大小，所述静触头的下端具有与气流导向组件配合的接触头，

所述动触头座的内壁上具有用于辅助气流导向组件改变气体通道大小的导向槽。

在本发明中，所述动触头座通过对称设置的安装件组成，所述安装件的内壁上具有对称设置的安装部，所述安装部与安装部之间设有密封件，所述动触头穿过密封件与驱动杆连接。

在本发明中，所述气流导向组件包括：

与动触头连接的固定座，该固定座的中间具有贯穿的横槽；

对称安装在横槽两侧且位于固定座上的限位座，所述限位座上具有一限位口；

安装在限位口中的活动件，所述活动件与灭弧通道之间的间隙形成气体通道，所述活动件可以改变气体通道的大小；以及

安装在限位座中间的转向件，所述转向件穿过动触头件置于导向槽中。

在本发明中，所述活动件上具有延伸至灭弧通道中的第一凸唇，所述第一凸唇的中间具有加重件。

在本发明中，所述导向槽包括活动区、转向区、限位区、导向区以及定位区，所述限位区、导向区和定位区的宽度相同，所述活动区的宽度为限位区宽度的两倍，所述限位区通过转向区与活动区过渡连接。

在本发明中，所述接触头由抵触面、接触面、导向面、限位弧口、第一倾斜面以及竖向面组成，所述接触面与灭弧通道的内壁接触。

实施本发明的这种六氟化硫气体绝缘开关，具有以下有益效果：该六氟化硫气体绝缘开关不仅能够调节喷出的六氟化硫气体通道的大小，而且还能够改变气流流速，同时在动触头和静触头断开之后，实现动触头机构内部的气体与静触头机构的分解物分离，避免了被电弧放电之后的氟化物污染新鲜的六氟化硫气体。通过执行机构完成开关的开合、灭弧以及氟化物与新鲜的六氟化硫气体的分离，提高灭弧效率，同时减少六氟化硫气体的使用。

附图说明

图1为本发明的六氟化硫气体绝缘开关结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中的A-A处剖面图；

图4为图3中的静触头件、静触头以及动触头机构结构示意图；

图5为图4中的动触头机构和静触头结构爆炸图；

图6为图5中的安装件结构示意图；

图7为图6中的B处局部放大图；

图8为图5中的静触头结构示意图；

图9为图8中的C处局部放大图；

图10为图5中的动触头件结构示意图；

图11为图5中的部分气流导向组件结构示意图；

图12为图11中的限位座结构示意图；

图13为图11中的活动件结构示意图；

图14为本发明中静触头机构与动触头机构连接的状态示意图；

图15为本发明中静触头机构与动触头机构断开的状态示意图；

图16为本发明中气流导向组件分离新鲜六氟化硫气体和氟化物的闭合结构示意图

图17为本发明中转向件在导向槽中位置改变的状态示意图。

图中：断路器壳体1、第一壳体2、动触头机构3、静触头机构4、执行机构5、第二壳体6、第三壳体7、支撑座8、电机9、转动杆10、驱动臂11、驱动杆12、静触头座13、静触头件14、静触头15、接触头16、气流导向组件17、动触头座18、动触头件19、动触头20、灭弧室21、储气室22、灭弧通道23、弧形面24、密封面25、限位座26、活动件27、气体通道28、安装件29、安装部30、密封件31、导向槽32、活动区33、转向区34、限位区35、导向区36、定位区37、转向件38、第一倾斜面39、第二倾斜面40、第一凸唇41、限位弧口42、竖向面43、抵触面44、接触面45、导向面46、旋转部47、密封部48、加重件49、凹型面50、固定座51、横槽52、螺栓53、固定杆54、第二凸唇55、第三凸唇56、第一安装孔57、第二安装孔58、通孔59、限位口60。

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。

如图1至图17所示，本发明的这种六氟化硫气体绝缘开关，包括断路器壳体1、设置在第一壳体2内部的动触头机构3和静触头机构4以及驱动动触头机构3的执行机构5。该断路器壳体1分为第一壳体2、第二壳体6以及第三壳体7，第一壳体2和第二壳体6通过支撑座8连接，第三壳体7设置在第二壳体6的下端，执行机构5设置在第三壳体7内部。静触头机构4设置在第一壳体2的内部上端，而动触头机构3设置在第一壳体2的内部下端，且位于支撑座8上。

执行机构5中具有电机9，电机9上具有转动杆10，转动杆10上具有驱动臂11，驱动臂11的一端铰接一驱动杆12，另一端安装在转动杆10上。驱动杆12的上端与动触头20连接，当电机9带动驱动臂11转动后，通过驱动臂11带动驱动杆12上下运动。驱动杆12则带动动触头20上下运动，实现开关的开合操作。

静触头机构4中由静触头座13、静触头件14以及静触头15组成。静触头座13安装在第一壳体2上端，静触头件14设置在静触头座13的内部，而静触头15则是安装在静触头件14的中间。静触头15的下端具有接触头16，该静触头15用于与气流导向组件17配合，实现动触头机构3与静触头机构4连接。

动触头机构3中由动触头座18、动触头件19以及动触头20组成。动触头件19设置在动触头座18的中间，动触头20上端通过气流导向组件17与动触头件19连接，下端通过驱动杆12与执行机构5连接。

动触头座18的中间具有灭弧室21，动触头件19位于灭弧室21中，灭弧室21与储气室22连通。动触头件19的中间具有与灭弧室21连通的储气室22以及用于排出气体的灭弧通道23，动触头件19的内部上表面a，上表面a与灭弧通道23连接的部分为弧形面24，该弧形面24与活动件27上的密封面25接触。

并且，在限位座26上具有倾斜面b，该倾斜面b的倾斜方向往活动件27的方向逐渐抬高，使得流道缩小。储气室22中的空间较大，当动触头件19往下移动时，动触头座18中的灭弧室21被压缩，使得气体逐渐进入到储气室22中，气体从气体通道28中排出，由于气体经过较小的气体通道28，使得气体流速较大，达到将六氟化硫气体吹向灭弧通道23的目的。

动触头座18通过对称设置的安装件29组成，安装件29的内壁上具有对称设置的安装部30，安装部30与安装部30之间设有密封件31，动触头20穿过密封件31、支撑座8与驱动杆12连接。其中一处安装件29上设有进气管d。当驱动杆12带动动触头20往下移动后，由于密封件31的位置是不变的，所以灭弧室21的空间被逐渐缩小，加大灭弧室21内部的气压，加快气体从气体通道28中排出，气体流速加快之后，利于新鲜的六氟化硫气体吹掉由电弧分解之后的氟化物，更替新鲜的六氟化硫气体，达到更好的灭弧效果。

动触头座18的内壁上具有用于辅助气流导向组件17改变气体通道28大小的导向槽32。导向槽32包括活动区33、转向区34、限位区35、导向区36以及定位区37，限位区35、导向区36和定位区37的宽度相同，活动区33的宽度为限位区35宽度的两倍，限位区35通过转向区34与活动区33过渡连接。转向件38能够在活动区33中转动一定的角度，当密封面25与弧形面24接触之后，此时的转向件38已经是倾斜的，但是转向件38并不会与活动区33的内壁接触。

如图17所示，转向件38在导向槽32中转动，此时便是动触头机构3与静触头机构4断开的过程，活动件27上的密封面25由与弧形面24接触变化为不接触，气体通道28被逐渐打开，且再次由不接触变化为接触，实现储气室22中的气体与外部氟化物的隔离，避免了外部的氟化物对储气室22中的气体造成污染，到达节约资源的目的。

转向件38从活动区33的上端到达下端，此时的第一倾斜面39与第二倾斜面40在逐渐分开，当转向件38从活动区33到达转向区34处时，此时的第一凸唇41已经从限位弧口42脱离经过第一倾斜面39到达第一倾斜面39与竖向面43的连接处。当转向件38继续往下移动时，再进入到限位区35，第一凸唇41在竖向面43上移动，使得气体逐渐从气体通道28中排出，吹向静触头15下端的接触头16。当动触头件19继续往下移动时，静触头15与动触头件19已经脱离了接触，但是会形成电弧，动触头件19会再次继续往下移动，而转向件38也是处于限位区35中，当动触头件19与静触头15之间不再出现电弧时，转向件38再通过导向区36导入到定位区37中，此时活动件27逐渐关闭气体通道28，实现密封面25与弧形面24的接触。限位区35的长度大于竖向面43的长度，且至少是竖向面43的两倍，保证静触头15与动触头件19之间不再产生电弧为止，转向件38才能够进入到导向区36中。

参照附图14、附图15、附图16和附图17，动触头件19与静触头15连接时，转向件38是处于倾斜的状态，转向件38位于活动区33的上端。当转向件38变化为竖向状态时，此时的转向件38便通过了转向区34到达了限位区35中。当转向件38从竖向状态变化为倾斜状态时，此时的转向件38由限位区35进入到导向区36，再由导向区36进入到定位区37中，将气体通道28关闭。

接触头16由抵触面44、接触面45、导向面46、限位弧口42、第一倾斜面39以及竖向面43组成。接触面45与灭弧通道23的内壁接触，实现电连接。导向面46用于加压第一凸唇41，使得第一凸唇41进入到限位弧口42中，通过导向面46和限位弧口42将活动件27挤压，使活动件27与灭弧通道23的下端的弧形面24连接，形成密封。接触面45与灭弧通道23的内壁面e接触。

活动件27上具有旋转部47和密封部48，密封部48上具有第一凸唇41，该第一凸唇41置于限位弧口42中，且位于灭弧通道23中。并且在第一凸唇41的中间具有加重件49，该加重件49用于密封部48往下转动，利于打开气体通道28。动触头件19往下移动之后，第一凸唇41会受到加重件49的重力往下，使得旋转部47在限位口60中转动，打开气体通道28。

而在第一凸唇41的一端面上具有密封面25，另一端面上具有第二倾斜面40以及设置在第二倾斜面40下端的凹型面50，该密封面25用于与弧形面24接触，实现面接触密封。第二倾斜面40用于与第一倾斜面39配合，当第二倾斜面40被往下移动之后，第一凸唇41会沿着第一倾斜面39转动，使得气体通道28逐渐被打开，气体加速流出。

气流导向组件17位于储气室22中，气流导向组件17与灭弧通道23之间的间隙形成气体通道28，该气体通道28通过气流导向组件17改变气流流向以及气流的大小。气流导向组件17包括与动触头20连接的固定座51、对称安装在横槽52两侧且位于固定座51上的限位座26、安装在限位口60中的活动件27以及安装在限位座26中间的转向件38。固定座51的中间具有贯穿的横槽52，该横槽52用于放置接触头16。限位座26与固定座51之间通过螺栓53固定，而固定座51与动触头件19之间通过固定杆54连接。保证了气流导向组件17可以随着动触头件19一块运动。

限位座26上具有一限位口60，该限位口60的横截面呈弧形，该弧形角度为优弧，避免了活动件27脱出。同时在限位口60的两端设有第二凸唇55和第三凸唇56，第二凸唇55和第三凸唇56用于限制旋转部47的旋转角度，同时第三凸唇56能够与凹型面50配合，支撑活动件27。

活动件27与灭弧通道23之间的间隙形成气体通道28，活动件27可以改变气体通道28的大小。活动件27上具有第一安装孔57和第二安装孔58，第一安装孔57用于放置加重件49，第二安装孔58用于放置转向件38。

动触头件19上具有用于安装转向件38的通孔59，该通孔59的直径大于转向件38的长度。转向件38穿过通孔59置于导向槽32中，使得转向件38在转动时不会受到通孔59的影响。

固定座51、限位座26、活动件27与动触头件19的内壁之间为光滑的表面，保证气体密封。动触头件19的外壁与动触头座18的内壁也为光滑的表面，实现滑动，保证气体密封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (6)

1.一种六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，包括：

断路器壳体，该断路器壳体分为第一壳体、第二壳体以及第三壳体；

设置在第一壳体内部的动触头机构和静触头机构；以及

驱动动触头机构的执行机构，其中

所述静触头机构中由静触头座、静触头件以及静触头组成，

所述动触头机构中由动触头座、动触头件以及动触头组成，所述动触头件设置在动触头座的中间，所述动触头上端通过气流导向组件与动触头件连接，下端通过驱动杆与执行机构连接，所述动触头座的中间具有灭弧室，所述动触头件位于灭弧室中，所述动触头件的中间具有与灭弧室连通的储气室以及用于排出气体的灭弧通道，

所述气流导向组件位于储气室中，所述气流导向组件与灭弧通道之间的间隙形成气体通道，该气体通道通过气流导向组件改变气流流向以及气流的大小，所述静触头的下端具有与气流导向组件配合的接触头，

所述动触头座的内壁上具有用于辅助气流导向组件改变气体通道大小的导向槽。

2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，所述动触头座通过对称设置的安装件组成，所述安装件的内壁上具有对称设置的安装部，所述安装部与安装部之间设有密封件，所述动触头穿过密封件与驱动杆连接。

3.根据权利要求1所述的六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，所述气流导向组件包括：

与动触头连接的固定座，该固定座的中间具有贯穿的横槽；

对称安装在横槽两侧且位于固定座上的限位座，所述限位座上具有一限位口；

安装在限位口中的活动件，所述活动件与灭弧通道之间的间隙形成气体通道，所述活动件可以改变气体通道的大小；以及

安装在限位座中间的转向件，所述转向件穿过动触头件置于导向槽中。

4.根据权利要求3所述的六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，所述活动件上具有延伸至灭弧通道中的第一凸唇，所述第一凸唇的中间具有加重件。

5.根据权利要求1所述的六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，所述导向槽包括活动区、转向区、限位区、导向区以及定位区，所述限位区、导向区和定位区的宽度相同，所述活动区的宽度为限位区宽度的两倍，所述限位区通过转向区与活动区过渡连接。

6.根据权利要求1所述的六氟化硫气体绝缘开关，其特征在于，所述接触头由抵触面、接触面、导向面、限位弧口、第一倾斜面以及竖向面组成，所述接触面与灭弧通道的内壁接触。

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