CN115064403A - 一种开关单元、隔离开关及供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关单元、隔离开关及供电系统，涉及电器元件技术领域。本发明的开关单元，包括壳体、动触头支架、相互配合的动触头和静触头，动触头通过动触头支架转动设置在壳体内，静触头固定在壳体内，壳体内划分有灭弧区域，灭弧区域由合闸位延伸至分闸位，壳体内设有第一气道和第二气道，第一气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近合闸位的侧壁处，第二气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近分闸位的侧壁处，第一气道的气道出口和第二气道的气道出口位于壳体的喷弧侧壁上。本发明提供的开关单元，通过设置第一气道和第二气道，加快电弧弧根进入灭弧区域的速度，具有较好的灭弧性能。

Description

一种开关单元、隔离开关及供电系统

技术领域

本发明涉及电器元件技术领域，具体而言，涉及一种开关单元、隔离开关及供电系统。

背景技术

隔离开关作为控制电路必不可少的电气元件之一，在电力系统中起着控制和保护的作用，在许多生产流程和技术设备中得到大量运用。隔离开关包括多个层叠设置的开关单元，开关单元的壳体内部设置与外界连通的燃弧空间，动、静触头分闸时产生的电弧经由燃弧空间离开壳体。

现有的开关单元通常在壳体燃弧空间的外侧设置多个依次分布的永磁体以引导电弧进入燃弧空间并在燃弧空间内移动，但是，永磁灭弧技术往往只能应用于低电压小电流隔离开关，对于高电压大电流隔离开关，需要采用栅片灭弧技术，栅片会对电弧产生阻力，现有的常规气道设计很难将电弧两端的弧根快速引入灭弧区域内，导致栅片灭弧的优势无法发挥出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关单元、隔离开关及供电系统，其能够将合闸位和分闸位处的电弧弧根引入灭弧区域，具有较好的灭弧性能。

本发明的实施例是这样实现的：

一种开关单元，包括壳体、动触头支架、相互配合的动触头和静触头，动触头通过动触头支架转动设置在壳体内，静触头固定在壳体内，壳体内划分有灭弧区域，灭弧区域由合闸位延伸至分闸位，壳体内设有第一气道和第二气道，第一气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近合闸位的侧壁处，第二气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近分闸位的侧壁处，第一气道的气道出口和第二气道的气道出口位于壳体的喷弧侧壁上。

可选的，第一气道和第二气道在灭弧区域内汇聚后延伸至喷弧侧壁，第二气道的气道出口复用第一气道的气道出口。

可选的，第一气道和/或第二气道靠近汇聚位置的侧壁设有特斯拉阀，特斯拉阀用于驱动第一气道和/或第二气道内的电弧由气道入口向气道出口运动。

可选的，第一气道和/或第二气道靠近气道入口处的侧壁上设有弧形凸起，弧形凸起用于使离开灭弧区域的电弧粒子和/或流体进入第一气道或第二气道。

可选的，第一气道的气道入口截面积大于第一气道的气道出口截面积，第二气道的气道入口截面积大于第二气道的气道出口截面积。

可选的，特斯拉阀包括多个，多个特斯拉阀由汇聚位置向第一气道或第二气道的气道入口依次间隔分布，并交错设置在第一气道或第二气道相对的两个侧壁上。

可选的，灭弧区域内设有灭弧室，灭弧室的入口由合闸位延伸至分闸位，灭弧室的出口与第一气道和第二气道的气道入口连通。

可选的，合闸位和分闸位还分别设有引弧片，位于合闸位处的引弧片向第一气道的气道入口延伸，位于分闸位处的引弧片向第二气道的气道入口延伸。

可选的，动触头和静触头均包括两个，两个静触头相对于动触头支架的旋转轴线对称设置，并分别与两个动触头配合，灭弧区域包括第一灭弧区域和第二灭弧区域，第一灭弧区域对应一组动触头和静触头设置，第二灭弧区域对应另一组动触头和静触头设置。

可选的，与第一灭弧区域连通的第一气道的气道出口与其所在的喷弧侧壁的第一侧边之间的距离等于与第二灭弧区域连通的第一气道的气道出口与其所在的喷弧侧壁的第一侧边之间的距离，与第一灭弧区域连通的第二气道的气道出口与其所在的喷弧侧壁的第一侧边之间的距离等于与第二灭弧区域连通的第二气道的气道出口与其所在的喷弧侧壁的第一侧边之间的距离，第一气道的气道出口和第二气道的气道出口均位于喷弧侧壁中线的侧面，第一侧边平行于动触头支架的旋转轴线。

可选的，与第一灭弧区域连通的第一气道和与第二灭弧区域流体的第一气道相对于动触头支架的旋转轴线对称设置，与第一灭弧区域连通的第二气道和与第二灭弧区域流体的第二气道相对于动触头支架的旋转轴线对称设置。

可选的，第一气道的气道出口和第二气道的气道出口均位于喷弧侧壁的中线上。

可选的，喷弧侧壁具有平行于动触头支架的旋转轴线的第一侧边和第二侧边，与第一灭弧区域连通的第一气道和第二气道的气道出口与第一侧边之间的距离分别大于与第一灭弧区域连通的第一气道和第二气道的气道出口与第二侧边之间的距离。

可选的，喷弧侧壁具有平行于动触头支架的旋转轴线的第一侧边和第二侧边，与第一灭弧区域连通的第一气道和第二气道的气道出口与第一侧边之间的距离分别小于与第一灭弧区域连通的第一气道和第二气道的气道出口与第二侧边之间的距离。

一种隔离开关，包括手柄、操作机构和多个层叠设置的如上任意一项的开关单元，手柄与操作机构驱动连接，操作机构与每一层开关单元中的动触头驱动连接。

可选的，开关单元的壳体的底部设有第一凸台和第二凸台，第一凸台和第二凸台分别伸入与该壳体相邻的另一壳体的第一气道和第二气道内，以将另一壳体内的第一气道和第二气道的顶部密封。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明提供的开关单元，包括壳体、动触头支架、相互配合的动触头和静触头，动触头通过动触头支架转动设置在壳体内，静触头固定在壳体内，壳体内划分有灭弧区域，灭弧区域由合闸位延伸至分闸位，壳体内设有第一气道和第二气道，第一气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近合闸位的侧壁处，第二气道的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近分闸位的侧壁处，第一气道的气道出口和第二气道的气道出口位于壳体的喷弧侧壁上。上述开关单元，通过在灭弧区域外侧对应合闸位和分闸位的位置处分别设置第一气道和第二气道，以增加灭弧区域的灭弧入口在合闸位和分闸位处的气吹作用，加快了电弧弧根进入灭弧区域的速度，具有较好的灭弧性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之二；

图3为图1中A处的局部放大示意图；

图4为图1中B处的局部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的开关单元中壳体的结构示意图之一；

图6为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之三；

图7为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之四；

图8为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之五；

图9为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之六；

图10为本发明实施例提供的隔离开关的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的开关单元中壳体的结构示意图之二。

图标：100-开关单元；110-壳体；1112-第一灭弧区域；1113-第二灭弧区域；112-合闸位；113-分闸位；114-第一气道；1141-气道出口；115-第二气道；116-喷弧侧壁；1161-第一侧边；1162-第二侧边；117-汇聚位置；118-第一凸台；119-第二凸台；120-静触头；130-特斯拉阀；140-弧形凸起；150-栅片；160-引弧片；170-灭弧室；180-第一固定板；200-隔离开关；220-手柄；230-操作机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。

现有的直流型隔离开关往往采用永磁灭弧技术，虽然结构简单，燃弧时间较短，但是燃弧能量大，喷弧距离远。然而，永磁灭弧技术往往只能应用于低电压小电流隔离开关，对于高电压大电流隔离开关，栅片灭弧能够快速削弱电弧能量，更具优势。但是，高电压大电流隔离开关需要排布较多的栅片，电弧进入栅片的阻力较大，现有的常规气道设计很难将电弧两端的弧根快速引入灭弧区域内，导致栅片灭弧的优势无法发挥出来。有鉴于此，特提出本申请。

请参照图1和图2，本实施例提供一种开关单元100，包括壳体110、动触头支架、相互配合的动触头和静触头120，动触头通过动触头支架转动设置在所述壳体110内，静触头120固定在壳体110内，壳体110内划分有灭弧区域，灭弧区域由合闸位112延伸至分闸位113，壳体110内设有第一气道114和第二气道115，第一气道114的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近合闸位112的侧壁处，第二气道115的气道入口与灭弧区域连通并位于灭弧区域靠近分闸位113的侧壁处，第一气道114的气道出口1141和第二气道115的气道出口1141位于壳体110的喷弧侧壁116上。

开关单元100包括壳体110、动触头支架、动触头和静触头120，静触头120固定在壳体110内，动触头通过动触头支架转动设置在壳体110内以与静触头120接触合闸或分离分闸。动触头和静触头120在分闸过程中，在动触头和静触头120之间会产生电弧，为了将电弧熄灭，壳体110内设置有灭弧区域，灭弧区域由壳体110中的合闸位112延伸至分闸位113，以使分闸过程中产生的电弧能够顺利进入灭弧区域内。应理解，壳体110的合闸位112即开关单元100处于合闸状态时，动触头所在的位置；分闸位113即开关单元100处于分闸状态时，动触头所在的位置。

为了将合闸位112和分闸位113处的电弧弧根顺利引入灭弧区域，壳体110内还设有第一气道114和第二气道115，其中，第一气道114用于引导合闸位112处的电弧弧根，第二气道115用于引导分闸位113处的电弧弧根。具体的，第一气道114位于灭弧区域靠近合闸位112处的侧壁旁，第二气道115位于灭弧区域靠近分闸位113处的侧壁旁，第一气道114和第二气道115的气道入口分别与灭弧区域连通，第一气道114和第二气道115的气道出口1141位于壳体110的喷弧侧壁116上。第一气道114和第二气道115的设置，能够增加灭弧区域在合闸位112和分闸位113处的气吹作用，加快了电弧弧根进入灭弧区域的速度。

本实施例中，对第一气道114和第二气道115的气道出口1141在壳体110喷弧侧壁116上的位置不作限定，第一气道114和第二气道115的气道出口1141可以间隔设置，相互独立；如图1所示，第一气道114和第二气道115的气道出口1141也可以为同一出口，也即是第二气道115复用第一气道114的气道出口1141。

上述开关单元100，在灭弧区域外侧对应合闸位112和分闸位113的位置处分别设置第一气道114和第二气道115，以增加灭弧区域在合闸位112和分闸位113处的气吹作用，加快了电弧弧根进入灭弧区域的速度，具有较好的灭弧性能。

可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，第一气道114和第二气道115在灭弧区域内汇聚后延伸至喷弧侧壁116，第二气道115的气道出口1141复用第一气道114的气道出口1141，以减少壳体110喷弧侧壁116上的开口数量，使电弧粒子和/或高温流体由喷弧侧壁116上的同一位置喷出，方便对喷出的电弧粒子和/或高温流体进行引导和收集。

请参照图1和图3，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，第一气道114和/或第二气道115靠近汇聚位置117的侧壁设有特斯拉阀130，特斯拉阀130用于驱动第一气道114和/或第二气道115内的电弧由气道入口向气道出口1141运动。

第一气道114和第二气道115在壳体110内汇聚，然后延伸至喷弧侧壁116处，第一气道114和第二气道115共用同一出口。电弧粒子和/或高温流体运动至汇聚位置117处时，第一气道114中的电弧粒子和/或高温流体可能继续向气道出口1141处运动，也可能反冲至第二气道115内，同样，第二气道115中的电弧粒子和/或高温流体也可能继续向气道出口1141处运动，或者反冲至第一气道114内。为了减少电弧粒子和/或高温流体到达汇聚位置117后的反冲，在第一气道114和/或第二气道115靠近汇聚位置117处的侧壁上设置特斯拉阀130，特斯拉阀130具有固定的几何形状，其可以使流体单向流通。

以第一气道114内的电弧粒子和/或高温流体反冲至第二气道115内为例，如图3中的箭头所示，第二气道115内的特斯拉阀130引导反冲至第二气道115内的电弧粒子和/或高温流体向气道出口1141处流动。

应理解，特斯拉阀130可以仅设置在第一气道114或第二气道115内，也可以同时设置在第一气道114和第二气道115内。具体可以根据第一气道114和第二气道115的形状、尺寸等参数进行选择。

可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，特斯拉阀130包括多个，多个特斯拉阀130由汇聚位置117向第一气道114或第二气道115的气道入口依次间隔分布，并交错设置在第一气道114或第二气道115相对的两个侧壁上。

为了提高对反冲电弧粒子和/或高温流体的引出效果，一个气道内可以设置多个特斯拉阀130。以第一气道114内设置多个特斯拉阀130为例进行说明，第一气道114具有垂直于壳体110底部的相对的第一侧壁和第二侧壁，多个特斯拉阀130依次交错设置在第一侧壁和第二侧壁上，并沿汇聚位置117向第一气道114的气道入口处间隔分布。应理解，多个特斯拉阀130对电弧粒子和/或高温流体的引导方向应相同，即引导电弧粒子和/或高温流体向气道出口1141处移动。第二气道115内设置多个特斯拉阀130的方式与第一气道114相同，本实施例在此不再赘述。

请继续参照图1，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，第一气道114的气道入口截面积大于第一气道114的气道出口1141截面积，第二气道115的气道入口截面积大于第二气道115的气道出口1141截面积，以加速电弧粒子和/或高温流体向气道出口1141运动，提高开关单元100的灭弧效果。

请参照图1和图4，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，第一气道114和/或第二气道115靠近气道入口处的侧壁上设有弧形凸起140，弧形凸起140用于使离开灭弧区域的电弧粒子和/或流体顺利进入第一气道114或第二气道115。

第一气道114和第二气道115的气道入口处容易形成涡流，弧形凸起140的设置可以减少涡流的产生，加速电弧进入第一气道114或第二气道115内。应理解，弧形凸起140可以仅设置在第一气道114或第二气道115内，也可以同时设置在第一气道114和第二气道115内。具体可以根据第一气道114和第二气道115的形状、尺寸等参数进行选择。

请参照图1和图2，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，灭弧区域内设有灭弧室170，灭弧室170的入口由合闸位112延伸至分闸位113，灭弧室170的出口与第一气道114和第二气道115的气道入口连通。进入灭弧区域内的电弧会进入灭弧室170内被熄灭，剩余的电弧粒子和/或高温流体则经由第一气道114或第二气道115离开壳体。

可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，灭弧室170包括相对设置的第一固定板180和第二固定板，以及设置在第一固定板180和第二固定板之间的多个间隔设置的栅片150，多个栅片150由灭弧区域的入口向灭弧区域的内部延伸。

第一固定板180和第二固定板平行于壳体110的底面，第一固定板180和第二固定板之间夹持固定多个栅片150，多个栅片150间隔设置，栅片150的一端朝向灭弧区域的入口设置、相对的另一端朝向第一气道114或第二气道115设置。分闸过程中产生的电弧，先进入栅片150所在的区域被分割成多个弧段，电弧燃烧产生的电弧粒子和/或高温流体则分流至第一气道114和第二气道115内。相邻的两个栅片150之间间隔设置，以使第一气道114和第二气道115的气道入口通过相邻两个栅片150之间的间隙与灭弧区域连通。第一气道114和第二气道115与栅片150配合使用，提高了开关单元100的灭弧效果。

应理解，多个栅片150的延伸路径可以相互平行，也可以具有预设夹角，多个栅片150的长度可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据灭弧区域的形状进行合理设计。

可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，合闸位112和分闸位113还分别设有引弧片160，位于合闸位112处的引弧片160向第一气道114的气道入口延伸，位于分闸位113处的引弧片160向第二气道115的气道入口延伸。引弧片160与第一气道114和第二气道115配合，引导合闸位112和分闸位113处的电弧弧根加速进入灭弧区域内。

示例地，设置在合闸位112处的引弧片160位于灭弧区域外的部分与静触头120贴合、位于灭弧区域内的部分沿灭弧室170的侧面延伸至第一气道114的气道入口处。设置在分闸位113处的引弧片160位于灭弧区域外的部分沿壳体110的内壁延伸、位于灭弧区域内的部分沿灭弧室170的侧面延伸至第二气道115的气道入口处。可选的，引弧片160包括依次连接的多段，至少一段引弧片160向第一气道114或第二气道115的气道入口处延伸。

请参照图1，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，动触头和静触头120均包括两个，两个静触头120相对于动触头支架的旋转轴线对称设置，并分别与两个动触头配合，灭弧区域包括第一灭弧区域1112和第二灭弧区域1113，第一灭弧区域1112对应一组动触头和静触头120设置，第二灭弧区域1113对应另一组动触头和静触头120设置。

本实施例中，动触头和静触头120的配合组数为两组，两个动触头分别与两个静触头120同时接触或同时分离。两组动触头和静触头120合分闸的路径上分别设有第一灭弧区域1112和第二灭弧区域1113，用于对分闸产生的电弧进行熄灭。

应理解，壳体110的两侧分别设有与第一灭弧区域1112和第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115，此时，壳体110具有相对的两个喷弧侧壁116，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和第二气道115的气道出口1141位于一个喷弧侧壁116上，与第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115的气道出口1141位于另一个喷弧侧壁116上。

示例地，请结合参照图5，与同一灭弧区域连通的第一气道114和第二气道115共用同一出口，两个喷弧侧壁116上的气道出口1141的高度相等，且气道出口1141的顶部延伸至壳体110的上边缘。也即是，一个喷弧侧壁116上的气道出口1141的底部与顶部之间的距离为H1，另一个喷弧侧壁116上的气道出口1141的底部与顶部之间的距离为H2，H1＝H2。

请参照图6，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离D1等于与第二灭弧区域1113连通的第一气道114的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离D2，与第一灭弧区域1112连通的第二气道115的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离等于与第二灭弧区域1113连通的第二气道115的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离，第一气道114的气道出口1141和第二气道115的气道出口1141均位于喷弧侧壁116中线的侧面，第一侧边1161平行于动触头支架的旋转轴线。

本实施例中，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和与第二灭弧区域1113连通的第一气道114不对称，与第一灭弧区域1112连通的第二气道115和与第二灭弧区域1113连通的第二气道115也不对称，但两个第一气道114的气道出口1141和两个第二气道115的气道出口1141分别位于垂直于喷弧侧壁116的直线上，且该直线不经过喷弧侧壁116的中线。该布局方案，在隔离开关200安装于客户系统中时，方便客户对气道出口1141进行避让设计，也方便隔离开关200通过两侧卡轨的方式安装固定。

需要说明的是，喷弧侧壁116的中线即为喷弧侧壁116上边和下边中点的连线，喷弧侧壁116的中线平行于动触头支架的旋转轴线。

图6中示出的实施例为第二气道115复用第一气道114的气道出口1141的实施例。在一些其他实施例中，当第二气道115不复用第一气道114的气道出口1141时，两个第一气道114位于一条垂直于喷弧侧壁116的直线上，两个第二气道115位于另一条垂直于喷弧侧壁116的直线上。

请参照图7，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和与第二灭弧区域1113连通的第一气道114相对于动触头支架的旋转轴线对称设置，与第一灭弧区域1112连通的第二气道115和与第二灭弧区域1113连通的第二气道115相对于动触头支架的旋转轴线对称设置。

在本实施例中，两个第一气道114和两个第二气道115分别相对于动触头支架的旋转轴线对称分布，因此，两个第一气道114的气道出口1141和两个第二气道115的气道出口1141也相对于动触头支架的旋转轴线对称分布。该布局方案，可以使第一灭弧区域1112和第二灭弧区域1113的灭弧性能保持一致。

图7中示出的实施例为第二气道115复用第一气道114的气道出口1141的实施例。在一些其他实施例中，当第二气道115不复用第一气道114的气道出口1141时，两个第一气道114位于一条过动触头支架的旋转中心且与喷弧侧壁116夹角为锐角的直线上，两个第二气道115位于另一条过动触头支架的旋转中心且与喷弧侧壁116夹角为锐角的直线上。

可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，第一气道114的气道出口1141和第二气道115的气道出口1141均位于喷弧侧壁116的中线上。

本实施例中，两个第一气道114的气道出口1141和两个第二气道115的气道出口1141分别位于垂直于喷弧侧壁116的直线上，且该直线经过喷弧侧壁116的中线。也即是，第一气道114的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离D3等于第一气道114的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第二侧边1162之间的距离D4；第二气道115的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第一侧边1161之间的距离等于第二气道115的气道出口1141与其所在的喷弧侧壁116的第二侧边1162之间的距离。优选的，第二气道115复用第一气道114的气道出口1141，以节省壳体110高度方向的尺寸，扩大气道出口1141的截面积。

请参照图8，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，喷弧侧壁116具有平行于动触头支架的旋转轴线的第一侧边1161和第二侧边1162，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离分别大于与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第二侧边1162之间的距离。

也即是，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114的气道出口与第一侧边1161之间的距离大于该气道出口与第二侧边1162之间的距离；与第一灭弧区域1112连通的第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离大于该气道出口与第二侧边1162之间的距离。

由于两个喷弧侧壁116上的气道出口1141相对于动触头支架的旋转轴线对称分布，故与第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离分别小于与第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第二侧边1162之间的距离。

请参照图9，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，喷弧侧壁116具有平行于动触头支架的旋转轴线的第一侧边1161和第二侧边1162，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离分别小于与第一灭弧区域1112连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第二侧边1162之间的距离。

也即是，与第一灭弧区域1112连通的第一气道114的气道出口与第一侧边1161之间的距离小于该气道出口与第二侧边1162之间的距离；与第一灭弧区域1112连通的第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离小于该气道出口与第二侧边1162之间的距离。

由于两个喷弧侧壁116上的气道出口1141相对于动触头支架的旋转轴线对称分布，故与第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第一侧边1161之间的距离分别大于与第二灭弧区域1113连通的第一气道114和第二气道115的气道出口与第二侧边1162之间的距离。

请参照图10，本实施例还提供一种隔离开关200，包括手柄220、操作机构230和多个层叠设置的如上任意一项的开关单元100，手柄220与操作机构230驱动连接，操作机构230与每一层开关单元100中的动触头驱动连接。以此，通过手柄220控制操作机构230对每一层开关单元100进行合、分闸操作。

该隔离开关200包含与前述实施例中的开关单元100相同的结构和有益效果。开关单元100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

请结合参照图1和图11，可选的，本发明实施例的一种可实现的方式中，开关单元100的壳体110的底部设有第一凸台118和第二凸台119，第一凸台118和第二凸台119分别伸入与该壳体110相邻的另一壳体110的第一气道114和第二气道115内，以将另一壳体110内的第一气道114和第二气道115的顶部密封。

在隔离开关200中，多个开关单元100通过壳体110实现层叠设置。壳体110的底部设有第一凸台118和第二凸台119，第一凸台118的横截面形状、尺寸与第一气道114的横截面形状、尺寸分别相同，厚度小于第一气道114的厚度，位置与第一气道114的位置沿壳体110的高度方向对应；第二凸台119的横截面形状、尺寸与第二气道115的横截面形状、尺寸分别相同，厚度小于第二气道115的厚度，位置与第二气道115的位置沿壳体110的高度方向对应。相邻两层壳体110层叠时，第一凸台118伸入第一气道114内，第二凸台119伸入第二气道115内，以将第一气道114和第二气道115的顶部密封，使电弧只能由第一气道114和第二气道115的气道出口1141喷出。

本实施例还提供一种供电系统，包括直流源、功率变换装置和如上的隔离开关200，隔离开关200连接在直流源和功率变换装置之间，隔离开关200用于使供电系统分闸。该供电系统，在直流源和/或功率变换单元故障时，可通过操作隔离开关200实现分闸。

该供电系统同样包含与前述实施例中的开关单元100相同的结构和有益效果。开关单元100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种开关单元(100)，其特征在于，包括壳体(110)、动触头支架、相互配合的动触头和静触头(120)，所述动触头通过所述动触头支架转动设置在所述壳体(110)内，所述静触头(120)固定在所述壳体(110)内，所述壳体(110)内划分有灭弧区域，所述灭弧区域由合闸位(112)延伸至分闸位(113)，所述壳体(110)内设有第一气道(114)和第二气道(115)，所述第一气道(114)的气道入口与所述灭弧区域连通并位于所述灭弧区域靠近所述合闸位(112)的侧壁处，所述第二气道(115)的气道入口与所述灭弧区域连通并位于所述灭弧区域靠近所述分闸位(113)的侧壁处，所述第一气道(114)的气道出口和所述第二气道(115)的气道出口(1141)位于所述壳体(110)的喷弧侧壁(116)上。

2.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述第一气道(114)和所述第二气道(115)在所述灭弧区域内汇聚后延伸至所述喷弧侧壁(116)，所述第二气道(115)的气道出口(1141)复用所述第一气道(114)的气道出口(1141)。

3.根据权利要求2所述的开关单元(100)，其特征在于，所述第一气道(114)和/或所述第二气道(115)靠近汇聚位置(117)的侧壁设有特斯拉阀(130)，所述特斯拉阀(130)用于驱动所述第一气道(114)和/或所述第二气道(115)内的电弧由气道入口向气道出口(1141)运动。

4.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述第一气道(114)和/或所述第二气道(115)靠近气道入口处的侧壁上设有弧形凸起(140)，所述弧形凸起(140)用于使离开所述灭弧区域的电弧粒子和/或流体进入所述第一气道(114)或所述第二气道(115)。

5.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述第一气道(114)的气道入口截面积大于所述第一气道(114)的气道出口(1141)截面积，所述第二气道(115)的气道入口截面积大于所述第二气道(115)的气道出口(1141)截面积。

6.根据权利要求3所述的开关单元(100)，其特征在于，所述特斯拉阀(130)包括多个，多个所述特斯拉阀(130)由所述汇聚位置(117)向所述第一气道(114)或第二气道(115)的气道入口依次间隔分布，并交错设置在所述第一气道(114)或所述第二气道(115)相对的两个侧壁上。

7.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述灭弧区域内设有灭弧室(170)，所述灭弧室(170)的入口由所述合闸位(112)延伸至所述分闸位(113)，所述灭弧室(170)的出口与所述第一气道(114)和所述第二气道(115)的气道入口连通。

8.根据权利要求1所述的开关单元(100)，其特征在于，所述合闸位(112)和所述分闸位(113)还分别设有引弧片(160)，位于所述合闸位(112)处的引弧片(160)向所述第一气道(114)的气道入口延伸，位于所述分闸位(113)处的引弧片(160)向所述第二气道(115)的气道入口延伸。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的开关单元(100)，其特征在于，所述动触头和所述静触头(120)均包括两个，两个所述静触头(120)相对于所述动触头支架的旋转轴线对称设置，并分别与两个所述动触头配合，所述灭弧区域包括第一灭弧区域(1112)和第二灭弧区域(1113)，所述第一灭弧区域(1112)对应一组所述动触头和所述静触头(120)设置，所述第二灭弧区域(1113)对应另一组所述动触头和所述静触头(120)设置。

10.根据权利要求9所述的开关单元(100)，其特征在于，与所述第一灭弧区域连通的第一气道(114)的气道出口(1141)与其所在的喷弧侧壁(116)的第一侧边(1161)之间的距离等于与所述第二灭弧区域(1113)连通的第一气道(114)的气道出口(1141)与其所在的喷弧侧壁(116)的第一侧边(1161)之间的距离，与所述第一灭弧区域(1112)连通的第二气道(115)的气道出口(1141)与其所在的喷弧侧壁(116)的第一侧边(1161)之间的距离等于与所述第二灭弧区域(1113)连通的第二气道(115)的气道出口(1141)与其所在的喷弧侧壁(116)的第一侧边(1161)之间的距离，所述第一气道(114)的气道出口(1141)和所述第二气道(115)的气道出口(1141)均位于所述喷弧侧壁(116)中线的侧面，所述第一侧边(1161)平行于所述动触头支架的旋转轴线。

11.根据权利要求9所述的开关单元(100)，其特征在于，与所述第一灭弧区域(1112)连通的第一气道(114)和与所述第二灭弧区域(1113)连通的第一气道(114)相对于所述动触头支架的旋转轴线对称设置，与所述第一灭弧区域(1112)连通的第二气道(115)和与所述第二灭弧区域(1113)连通的第二气道(115)相对于所述动触头支架的旋转轴线对称设置。

12.根据权利要求11所述的开关单元(100)，其特征在于，所述第一气道(114)的气道出口(1141)和所述第二气道(115)的气道出口(1141)均位于所述喷弧侧壁(116)的中线上。

13.根据权利要求11所述的开关单元(100)，其特征在于，所述喷弧侧壁(116)具有平行于所述动触头支架的旋转轴线的第一侧边(1161)和第二侧边(1162)，与所述第一灭弧区域(1112)连通的第一气道(114)和第二气道(115)的气道出口与所述第一侧边(1161)之间的距离分别大于与所述第一灭弧区域(1112)连通的第一气道(114)和第二气道(115)的气道出口与所述第二侧边(1162)之间的距离。

14.根据权利要求11所述的开关单元(100)，其特征在于，所述喷弧侧壁(116)具有平行于所述动触头支架的旋转轴线的第一侧边(1161)和第二侧边(1162)，与所述第一灭弧区域(1112)连通的第一气道(114)和第二气道(115)的气道出口与所述第一侧边(1161)之间的距离分别小于与所述第一灭弧区域(1112)连通的第一气道(114)和第二气道(115)的气道出口与所述第二侧边(1162)之间的距离。

15.一种隔离开关(200)，其特征在于，包括手柄(220)、操作机构(230)和多个层叠设置的如权利要求1至14中任意一项所述的开关单元(100)，所述手柄(220)与所述操作机构(230)驱动连接，所述操作机构(230)与每一层所述开关单元(100)中的动触头支架驱动连接。

16.根据权利要求15所述的隔离开关(200)，其特征在于，所述开关单元(100)的壳体(110)的底部设有第一凸台(118)和第二凸台(119)，所述第一凸台(118)和所述第二凸台(119)分别伸入与该壳体(110)相邻的另一壳体(110)的第一气道(114)和第二气道(115)内，以将另一壳体(110)内的所述第一气道(114)和所述第二气道(115)的顶部密封。

17.一种供电系统，其特征在于，包括直流源、功率变换装置和如权利要求15或16所述的隔离开关(200)，所述隔离开关(200)连接在所述直流源和所述功率变换装置之间，所述隔离开关(200)用于使所述供电系统分闸。

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