CN217933520U - 一种开关单元、隔离开关及供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关单元、隔离开关及供电系统，涉及一种开关单元及隔离开关。该开关单元包括壳体、设置在壳体内的动触头、动触头支架、静触头，以及与静触头对应的灭弧室，动触头能够与静触头插接，静触头上形成有电弧导向面，静触头上连接有引弧片，且电弧导向面和引弧片的一侧面连接形成引弧面，引弧面延伸至灭弧室的一侧，以使静触头处产生的电弧通过引弧面引入灭弧室内，其能够提高引弧效果，从而提高隔离开关的灭弧能力。

Description

一种开关单元、隔离开关及供电系统

技术领域

本申请涉及隔离开关技术领域，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

现有技术中的转动式隔离开关，其通常由若干个开关单元堆叠而成，各开关单元包括壳体，每个壳体中安装有相对应的动触头及静触头触点，静触头外部接线端子延伸至壳体外，壳体中部转动设置有用于安装于动触头的动触头转动架，静触头外部接线端子延伸至壳体外，各动触头由两个动触片组成，两个动触片成对并相对设置于动触片安装架上，成对的动触片之间设有供静触头插入的配合间隙，各壳体之间设置有驱动各动触片转动架同步转动的轴芯，从而使得动触片与静触头形成接触导通、分离断开的关系。

在动触头与静触头触点分离时会产生电弧，电弧不仅会对触头有很大的破坏作用，还会使断开电路的时间延长，给隔离开关的使用带来隐患，故往往会在各开关单元内设置灭弧室进行灭弧，所以如何将电弧快速引入到灭弧室内部就变得非常重要，特别是静触头处电弧弧根的引入最为关键，目前现有一些静触头引弧结构往往难以实现弧根的快速转移，导致电弧一直在静触头上燃烧，使静触头烧损严重，同时电弧不能快速进入灭弧室，灭弧室实际的效果也难以发挥出来。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种开关单元、隔离开关及供电系统，其能够提高引弧效果，从而提高隔离开关的灭弧能力。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种开关单元，包括壳体、设置在所述壳体内的动触头、动触头支架、静触头，以及与所述静触头对应的灭弧室，所述动触头能够与所述静触头插接，所述静触头上形成有电弧导向面，所述静触头上连接有引弧片，且所述电弧导向面和所述引弧片的一侧面连接形成引弧面，所述引弧面延伸至灭弧室的一侧，以使所述静触头处产生的电弧通过所述引弧面引入所述灭弧室内。

可选地，作为一种可实施的方式，所述壳体为矩形壳体，所述静触头包括两个，所述动触头两端分别与两所述静触头插接，所述静触头包括相互连接的连接段和延伸段，所述连接段与所述壳体配合并延伸至壳体外，与外部电气设备实现电连接，所述延伸段于所述壳体内朝向所述灭弧室设置，所述延伸段末端用于与所述动触头配合，两所述静触头与所述动触头搭接处的连线与所述矩形壳体长度方向的夹角在15°－65°范围内。

可选地，作为一种可实施的方式，所述延伸段末端还形成有与所述电弧导向面连接的产弧圆角或产弧钝角。

可选地，作为一种可实施的方式，所述引弧片为V型折板，所述V型折板的一V型臂与所述延伸段相连，所述V型折板的另一V型臂朝向所述灭弧室设置。

可选地，作为一种可实施的方式，所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂包括相互连接的引导段和折弯段，所述折弯段位于所述灭弧室的一侧，所述折弯段与所述灭弧室内靠近所述折弯段的灭弧栅片平行或近似平行设置。

可选地，作为一种可实施的方式，所述引导段朝向所述灭弧室的一侧表面与所述电弧导向面衔接为一个平面或弧面，或者，所述引导段朝向所述灭弧室的一侧表面与所述电弧导向面衔接，且衔接夹角在150°－180°之间。

可选地，作为一种可实施的方式，所述静触头与所述引弧片形成的V型区域内还设置有增磁块，所述增磁块用于增大吹弧力，以将电弧吹向所述灭弧室。

可选地，作为一种可实施的方式，所述增磁块包括呈V型设置的第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂与所述延伸段相对应，所述第二连接臂与所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂相对应设置。

可选地，作为一种可实施的方式，所述增磁块包括相互连接的第一增磁段和第二增磁段，所述第一增磁段具有与所述引导段平行或近似平行的第一增磁面，所述第二增磁段具有与所述折弯段平行或近似平行的第二增磁面。

可选地，作为一种可实施的方式，所述增磁块呈U型结构，所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂设置在所述U型结构的两侧板之间。本申请实施例的另一方面，提供一种隔离开关，包括多个层叠设置的如上任意一项所述的开关单元，以及与所述开关单元连接的操作机构，所述操作机构上设置有操作手柄。

可选地，作为一种可实施的方式，每个所述静触头的连接段伸出所述壳体的部分沿所述开关单元的堆叠方向交错设置。

本申请实施例还提供一种供电系统，包括：直流源、功率变换单元以及如上所述的隔离开关，所述隔离开关连接在所述直流源和所述功率变换单元之间，在所述直流源或所述功率变换单元故障时通过操作隔离开关实现分闸。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请提供的开关单元、隔离开关及供电系统，包括壳体、设置在壳体内的动触头、动触头支架、静触头，以及与静触头对应的灭弧室，动触头能够与静触头插接，静触头上形成有电弧导向面，静触头上连接有引弧片，且电弧导向面和引弧片的一侧面连接形成引弧面，引弧面延伸至灭弧室的一侧，以使静触头处产生的电弧通过引弧面引入灭弧室内，保证电弧能够稳定从静触头传导至灭弧室，从而提高了开关单元的引弧效果，通过保证电弧能够顺畅进入灭弧室以使灭弧室能够熄灭电弧，从而提高隔离开关的灭弧能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的开关单元的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的开关单元的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的开关单元中静触头、引弧片和增磁块的结构示意图之一；

图4为本申请实施例提供的开关单元中静触头、引弧片和增磁块的结构示意图之二；

图5为本申请实施例提供的开关单元中静触头、引弧片和增磁块的结构示意图之三；

图6为本申请实施例提供的隔离开关的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的隔离开关中多个开关单元层叠设置的结构示意图。

图标：100－开关单元；110－壳体；120－静触头；121－连接段；122－延伸段；123－电弧导向面；124－接线部；130－灭弧室；140－引弧片；141－引导段；142－折弯段；150－增磁块；151－第一连接臂；152－第二连接臂；153－第一增磁段；154－第二增磁段；160－动触头；170－动触头支架；200－隔离开关；210－操作机构；220－操作手柄。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

请参照图1和图3，本实施例提供一种开关单元100，包括壳体110、设置在壳体110内的动触头、动触头支架、静触头120，以及与静触头120对应的灭弧室130，动触头能够与静触头插接，静触头120上形成有电弧导向面123，静触头120上连接有引弧片140，且电弧导向面123和引弧片140的一侧面连接形成引弧面，引弧面延伸至灭弧室130的一侧，以使静触头120处产生的电弧通过引弧面引入灭弧室130内。

具体的，在静触头120上连接引弧片140，电弧导向面123和引弧片140的一侧面连接形成引弧面，相当于将静触头120上的电弧导向面123延伸至灭弧室130处，以避免电弧在静触头120上的电弧导向面处停滞，导致静触头120灼伤损坏，以保证开关单元100的引弧灭弧效果，其中，电弧导向面123和引弧片140的一侧面连接形成的引弧面可以为平面，也可以为大钝角面，以保证电弧通过引弧面顺利进入灭弧室130，示例的，大钝角面可设置为165°、168°、170°或172°。

本申请提供的开关单元100，包括壳体110、设置在壳体110内的动触头160、动触头支架170、静触头120，以及与静触头120对应的灭弧室130，动触头160能够与静触头120插接，静触头120上形成有电弧导向面123，静触头120上连接有引弧片140，且电弧导向面123和引弧片140的一侧面连接形成引弧面，引弧面延伸至灭弧室130的一侧，以使静触头120处产生的电弧通过引弧面引入灭弧室130内，保证电弧能够稳定从静触头120传导至灭弧室130，从而提高了开关单元100的引弧效果，通过保证电弧能够顺畅进入灭弧室130以使灭弧室130能够消灭电弧，从而提高隔离开关的灭弧能力。

在本申请的一种可行实施例中，如图2所示，壳体110为矩形壳体110，静触头120包括两个，动触头160两端分别与两静触头120插接，静触头120包括相互连接的连接段121和延伸段122，连接段121与壳体110配合并延伸至壳体110外，与外部电气设备实现电连接，延伸段122于壳体110内朝向灭弧室130设置，延伸段122末端用于与动触头配合，两静触头与动触头搭接处的连线与矩形壳体110长度方向的夹角在15°－65°范围内。

具体的，两静触头120与动触头160搭接处的连线与矩形壳体110长度方向的夹角为图2中的α角，当α角小于15°时，动触头160打开位置可以更远，栅片布置位置更大，但是引弧片140倾斜太厉害，引弧效果不佳；当α角大于65°，引弧片140很平缓，引弧很好，但是，动触头160打开最大位置变近了，灭弧室130内栅片布置的空间变小，将α角设置在15°－65°范围内，既能使静触头120和引弧片140的连接较为平滑，容易引弧，又能保证有加大灭弧室130的空间以布置更多的栅片，此时能够使得动触头与静触头120触点分离时产生的电弧向矩形壳体110的一角移动，在此基础上将灭弧室130的设置为沿矩形壳体110的宽度方向延伸至两侧边，通过增大灭弧室130的设置范围，以使电弧在灭弧室130内具有较长的移动路径，从而保证开关单元100的灭弧能力。其中，延伸段122可以设置为与壳体110的宽度方向呈预设角度向灭弧室130方向延伸，也可以为先沿壳体110的宽度方向延伸预设距离后，再沿与壳体110的宽度方向呈预设夹角的方向向灭弧室130延伸，保证延伸段122末端与壳体110的几何中心的连线与矩形壳体110长度方向的夹角在15°－65°范围内。

进一步的，静触头120的延伸段122也可以包含多个向不同方向或角度的子延伸段构成，以便更贴近动触头160运动路径。可以理解的，静触头120的延伸段122还可以是一个直线的子延伸段与一个或多个带有折弯的子延伸段共同构成。

在本申请的一种可行实施例中，如图3所示，延伸段122末端还形成有与电弧导向面123连接的产弧圆角或产弧钝角。

具体的，当延伸段122末端为尖角时，在动触头与静触头120触点分离时产生的部分电弧会沿静触头120背离灭弧室130的一侧面流动，该部分电弧会对开关单元100的使用带来隐患，呈尖角设置的延伸段122末端难以引导电弧而使电弧长期停留在延伸段122末端，而使得延伸段122末端灼伤，导致动触头160插进不顺畅，或导致动、静触头接触不理想，此时，将延伸段122末端设置为圆角或钝角，以便于增大延伸段122末端与动触头的接触面积，而且，产弧圆角或产弧钝角更容易将电弧引导至电弧导向面123，随后通过电弧导向面123将电弧引导至引弧片140上，以使电弧能够进入灭弧室130，其中，该产弧钝角可设置为120°－160°。

在本申请的一种可行实施例中，如图1和图3所示，引弧片140为V型折板，V型折板的一V型臂与延伸段122相连，V型折板的另一V型臂朝向灭弧室130设置。

具体的，将引弧片140设置为V型，引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂不会与电弧导向面123有较大的折弯角度，以使电弧通过电弧导向面123和引弧片140时，不会发生跳跃而使电弧停滞于引弧面，而导致灼伤静触头120或引弧片140，另一方面，呈V型设置时，引弧片140能够将电弧引导至矩形壳体110的底部，此时灭弧室130的设置范围能够沿矩形壳体110的宽度方向延伸至两侧边，以使以保证灭弧室130的灭弧能力。

在本申请的一种可行实施例中，如图1和图3所示，引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂包括相互连接的引导段141和折弯段142，折弯段142位于灭弧室130的一侧，折弯段142与灭弧室130内靠近折弯段142的灭弧栅片平行或近似平行设置。

具体的，在引弧片140朝向灭弧室130的一端设置折弯段142，将折弯段142与灭弧室130内靠近折弯段142的灭弧栅片平行或近似平行设置，此时电弧弧根能够更加顺畅的通过折弯段142上的引弧面进入灭弧室130，并被间隔设置的灭弧栅片切断。

在本申请的一种可行实施例中，如图1和图3所示，静触头120与引弧片140一体成型设置。

具体的，将静触头120与引弧片140一体设置，即静触头120的延伸段122为V型结构的一V型臂，引弧片140为V型结构的另一V型臂，此时静触头120的电弧导向面123与引弧片140的一侧面连接形成的引弧面上没有缝隙，能够更好的保证电弧在引弧面上的传导，另一方面，通过将静触头120与引弧片140一体设置，以便于静触头120和引弧片140在壳体110上的装配，从而提高隔离开关的装配和生产效率，以节约生产成本。

在本申请的一种可行实施例中，如图1和图3所示，引导段141朝向灭弧室130的一侧表面与电弧导向面123衔接为一个平面或弧面，或者，引导段141朝向灭弧室130的一侧表面与电弧导向面123衔接，且衔接夹角在150°－180°之间。以使电弧导向面123与引导段141连接形成的引弧面较为平滑，以保证电弧通过引弧面顺利进入灭弧室130。

在本申请的一种可行实施例中，如图1和图3所示，静触头120与引弧片140形成的V型区域内还设置有增磁块150，增磁块150用于增大吹弧力，以将电弧吹向灭弧室130。

具体的，动触头与静触头120触点分离时，电流的流经方向为从静触头120流向引弧片140，从引弧片140处通过电弧流向动触头，通过安培定则可知，在V型区域内磁感应强度垂直壳体110安装面向里，在V型区域外磁感应强度垂直壳体110安装面向外，再根据左手定则，电弧在垂直纸面向外的磁感应强度作用下，受到水平向右的洛伦兹力，电弧在吹弧力的作用力，电弧拉长，同时加快了电弧沿着引弧面朝向灭弧室130方向转移。此时在V型区域内设置增磁块150，增大了V型区域内的磁感应强度，同时，V型区域外的磁感应强度也相应增强，从而增大吹弧力，以进一步加快电弧沿着引弧面朝向灭弧室130方向转移。需要说明的是，当电流反向流动时，电弧受到的磁吹力依然朝向朝向灭弧室130，以保证灭弧室130的灭弧能力。

在本申请的一种可行实施例中，如图3所示，增磁块150包括呈V型设置的第一连接臂151和第二连接臂152，第一连接臂151与延伸段122相对应，第二连接臂152与引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂相对应设置。

具体的，在静触头120与引弧片140形成的V型区域的基础上，将增磁块150也设置为V型结构，将第一连接臂151与延伸段122相对应，将第二连接臂152与引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂相对应设置，当引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂为直臂时，第二连接臂152也设置为支臂，以进一步加快电弧沿着引弧面朝向灭弧室130方向转移。

当引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂包括引导段141和折弯段142时，第二连接臂152也设置相应的折弯段142，以增大吹弧力，进一步加快电弧沿着引弧面朝向灭弧室130方向转移。

在本申请的一种可行实施例中，如图4所示，增磁块包括相互连接的第一增磁段153和第二增磁段154，第一增磁段153具有与引导段141平行或近似平行的第一增磁面，第二增磁段154具有与折弯段142平行或近似平行的第二增磁面。

具体的，壳体110上设置有放置增磁块150的卡槽，第一增磁段153朝向引导段141的一面为第一增磁面，第一增磁面与引导段141的引弧面相平行，第二增磁段154朝向折弯段142的一面为第二增磁面，第二增磁面与折弯段142的引弧面相平行，以增大磁感应强度，加快电弧沿着引弧面朝向灭弧室130方向的转移速度。

在本申请的一种可行实施例中，如图5所示，增磁块150呈U型结构，引弧片140朝向灭弧室130的一V型臂设置在U型结构的两侧板之间。

具体的，当增磁块150与引弧片140相对应时，增磁块150只与引弧片140的一侧面相对应；而当增磁块150呈U型结构，此时增磁块150包括底板以及相对应设置的两侧板，底板和两侧板将引弧片140的三面包覆，此时三面包覆的增磁块150形成的磁感应强度比单面包覆增磁块150形成的磁感应强度更大，对电弧的吹弧力更大，更有利于电弧沿着引弧片140转移至灭弧室130。

本申请实施例还公开了一种隔离开关200，请参照图7，包括多个层叠设置的如前述实施例中的开关单元100，以及与开关单元100连接的操作机构210，操作机构210上设置有操作手柄220。

在本申请的一种可行实施例中，如图6所示，每个静触头120的连接段121伸出壳体110的部分沿开关单元100的堆叠方向交错设置。

具体的，静触头120的连接段121延伸出壳体110的部分为接线部124，当相邻两开关单元100上的接线部124设置在相对于壳体110的同一位置时，相邻两开关单元100上的接线部124之间电气间隙较小，容易击穿，本申请将接线部124交错设置，以增大电气间隙，避免击穿电压将接线部124击穿损坏，以保证隔离开关200的稳定使用。

示例的，可通过加长静触头120连接段121的长度，以改变接线部124在壳体110上的设置位置，将一壳体110上的接线部124设置在壳体110长度方向的一端，将相邻壳体110上的接线部124设置在壳体110长度方向的另一端，此时相邻两壳体110上的接线部124距离最大，能够更好的保证隔离开关200工作稳定性。

本申请实施例还公开了一种供电系统，包括：直流源、功率变换单元以及前述实施例中的隔离开关200，隔离开关200连接在直流源和功率变换单元之间，在直流源或功率变换单元故障时通过操作隔离开关200实现分闸。

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

Claims (13)

1.一种开关单元，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体内的动触头、动触头支架、静触头，以及与所述静触头对应的灭弧室，所述动触头能够与所述静触头插接，所述静触头上形成有电弧导向面，所述静触头上连接有引弧片，且所述电弧导向面和所述引弧片的一侧面连接形成引弧面，所述引弧面延伸至所述灭弧室的一侧，以使所述静触头处产生的电弧通过所述引弧面引入所述灭弧室内。

2.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于，所述壳体为矩形壳体，所述静触头包括两个，所述动触头两端分别与两所述静触头插接，所述静触头至少包括相互连接的连接段和延伸段，所述连接段与所述壳体配合并延伸至所述壳体外，与外部电气设备实现电连接，所述延伸段于所述壳体内朝向所述灭弧室设置，所述延伸段末端用于与所述动触头配合，两所述静触头与所述动触头搭接处的连线与所述矩形壳体长度方向的夹角在15°－65°范围内。

3.根据权利要求2所述的开关单元，其特征在于，所述延伸段末端还形成有与所述电弧导向面连接的产弧圆角或产弧钝角。

4.根据权利要求2所述的开关单元，其特征在于，所述引弧片为V型折板，所述V型折板的一V型臂与所述延伸段相连，所述V型折板的另一V型臂朝向所述灭弧室设置。

5.根据权利要求4所述的开关单元，其特征在于，所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂包括相互连接的引导段和折弯段，所述折弯段位于所述灭弧室的一侧，所述折弯段与所述灭弧室内靠近所述折弯段的灭弧栅片平行或近似平行设置。

6.根据权利要求5所述的开关单元，其特征在于，所述引导段朝向所述灭弧室的一侧表面与所述电弧导向面衔接为一个平面或弧面，或者，所述引导段朝向所述灭弧室的一侧表面与所述电弧导向面衔接，且衔接夹角在150°－180°之间。

7.根据权利要求5所述的开关单元，其特征在于，所述静触头与所述引弧片形成的V型区域内还设置有增磁块，所述增磁块用于增大吹弧力，以将电弧吹向所述灭弧室。

8.根据权利要求7所述的开关单元，其特征在于，所述增磁块包括呈V型设置的第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂与所述延伸段相对应，所述第二连接臂与所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂相对应设置。

9.根据权利要求7所述的开关单元，其特征在于，所述增磁块包括相互连接的第一增磁段和第二增磁段，所述第一增磁段具有与所述引导段平行或近似平行的第一增磁面，所述第二增磁段具有与所述折弯段平行或近似平行的第二增磁面。

10.根据权利要求7所述的开关单元，其特征在于，所述增磁块呈U型结构，所述引弧片朝向所述灭弧室的一V型臂设置在所述U型结构的两侧板之间。

11.一种隔离开关，其特征在于，包括多个层叠设置的如权利要求1－10任意一项所述的开关单元，以及与所述开关单元连接的操作机构，所述操作机构上设置有操作手柄。

12.根据权利要求11所述的隔离开关，其特征在于，每个所述静触头的连接段伸出所述壳体的部分沿所述开关单元的堆叠方向交错设置。

13.一种供电系统，其特征在于，包括：直流源、功率变换单元以及权利要求11或12所述的隔离开关，所述隔离开关连接在所述直流源和所述功率变换单元之间，在所述直流源或所述功率变换单元故障时通过操作隔离开关实现分闸。

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