CN218866938U - 变阻抗开关装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种变阻抗开关装置，包括：灭弧室；具有内孔的导电连接件，内孔表面设有凹槽，凹槽内设有弹簧触指；动导电杆，一端与所述灭弧室内的动触头连接，另一端从装有弹簧触指的导电连接件内孔穿过，并与所述弹簧触指间形成滑动接触；其中，在合闸状态下，所述动导电杆的正常表面与所述弹簧触指接触；在分闸状态下，所述动导电杆上预设大电阻区域移动到与所述弹簧触指接触，致使接触电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。上述技术方案中通过在合闸状态下，动导电杆的正常表面与弹簧触指接触，使得接触电阻很小；分闸操作时，动导电杆上预设大电阻区域与弹簧触指的接触来增大接触电阻，进而实现开关装置的阻抗变化。

Description

变阻抗开关装置

技术领域

本公开涉及电器开关技术领域，具体涉及一种变阻抗开关装置。

背景技术

随着“煤改电”、分布式电源、大规模充电桩接入等发展，柔性直流配电网在提高供电可靠性、改善电能质量、解决负载不均衡、实现潮流可控等方面具有显著的优势。当柔性直流配电网发生故障时，由于直流电力系统的阻抗值要比交流电力系统的小的多，因此发生故障后，故障电流上升快、幅值高，为避免故障电流过大造成换流器等电力电子设备闭锁乃至系统崩溃，要求直流开断速度快，且可靠稳定，这也是衡量直流开关的重要参数。

由于直流电弧不像交流电弧，没有电流过零点，因此给电弧熄灭带来困难。现有直流开关及其灭弧室产品技术中，一类是采用快速机械开关配合电容电感振荡装置或耦合装置，通过产生振荡电流或反向电流，人工制造过零点来熄灭电弧，存在开断速度慢、可靠性低等问题。另一类是通过对快速机械开关灭弧室施加磁场控制等方式来提高电弧电压，致使电源电压不能维持，进而达到强迫熄弧的目的，主要问题是控制复杂，且电弧电压如果调控不当，存在熄弧失败的风险。

因此，亟需研制出基于新设计新结构的具有高弧压、高响应速度、高可靠性和稳定性的开关装置，满足直流配电系统对开关设备快速、可靠及稳定开断的要求。

实用新型内容

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种变阻抗开关装置。

本公开实施例提供一种变阻抗开关装置。

具体地，所述变阻抗开关装置，包括：

灭弧室；

具有内孔的导电连接件，所述内孔的内表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧触指；

动导电杆，一端与所述灭弧室内的动触头连接，另一端从装设有所述弹簧触指的导电连接件的所述内孔穿过，并与所述弹簧触指之间形成滑动接触连接；

所述动导电杆上设置有预设大电阻区域，其中，在合闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域外的表面与所述内孔中的弹簧触指接触，使得接触电阻很小；在分闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域移动到与所述弹簧触指接触状态，致使接触电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。

可选地，所述预设大电阻区域上设置有附加电阻环。

可选地，所述附加电阻环的高度与所述弹簧触指的高度适配。

可选地，所述附加电阻环的外径与所述动导电杆的直径相适配。

可选地，所述附加电阻环为电阻率大于铜的金属材料或者合金材料。

可选地，所述预设大电阻区域为电阻率大于铜的金属材料或者合金材料。

可选地，还包括：上出线座以及下出线座；所述上出线座位于所述灭弧室内的静触头一侧，所述下出线座位于所述动触头一侧；所述导电连接件固定于所述下出线座上。

可选地，还包括：与所述动导电杆连接的操动机构。

可选地，所述操动机构包括：与所述动导电杆连接的绝缘拉杆以及与所述绝缘拉杆连接的操作杆。

可选地，还包括：封装所述上出线座，灭弧室以及下出线座的固封层。

可选地，所述固封层为绝缘材料。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供的变阻抗开关装置，包括：灭弧室；具有内孔的导电连接件，所述内孔的内表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧触指；动导电杆，一端与所述灭弧室内的动触头连接，另一端从装设有所述弹簧触指的导电连接件的所述内孔穿过，并与所述弹簧触指之间形成滑动接触连接；所述动导电杆上设置有预设大电阻区域，其中，在合闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域外的表面与所述内孔中的弹簧触指接触，使得接触电阻很小；在分闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域移动到与所述弹簧触指接触状态，致使接触电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。上述技术方案中动导电杆与弹簧触指之间是滑动连接的，并在二者之间产生接触电阻，通过在合闸状态下，动导电杆的正常表面与弹簧触指接触，使得接触电阻很小；分闸操作时，动导电杆上预设大电阻区域与弹簧触指的接触来增大接触电阻，进而实现开关装置的阻抗变化。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出根据本公开的变阻抗开关装置在合闸状态下的示意图；

图2示出图1中A部的放大示意图；

图3示出根据本公开的变阻抗开关装置在分闸状态下的示意图；

图4示出图3中B部的放大示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

现有直流开关及其灭弧室产品技术中，一类是采用快速机械开关配合电容电感振荡装置或耦合装置，通过产生振荡电流或反向电流，人工制造过零点来熄灭电弧，存在开断速度慢、可靠性低等问题。另一类是通过对快速机械开关灭弧室施加磁场控制等方式来提高电弧电压，致使电源电压不能维持，进而达到强迫熄弧的目的，主要问题是控制复杂，且电弧电压如果调控不当，存在熄弧失败的风险。

为至少部分地解决发明人发现的现有技术中的问题而提出本公开。

如图1至图4所示，本公开提供一种变阻抗开关装置，包括：灭弧室1、具有内孔的导电连接件2和动导电杆3。内孔的内表面开设有凹槽，凹槽内设置有弹簧触指4。动导电杆3的一端与灭弧室1内的动触头连接，另一端从装设有弹簧触指的导电连接件的内孔穿过，并与弹簧触指4之间形成滑动接触连接。动导电杆3上设置有预设大电阻区域，其是由在动导电杆3表面一定区域镶嵌一定厚度的高电阻率材料制成。其中，在合闸状态下，动导电杆3的预设大电阻区域外的表面与导电连接件2内孔中的弹簧触指4接触，使得接触电阻很小；在分闸状态下，动导电杆3上的预设大电阻区域移动到与弹簧触指4接触状态，致使所述接触电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。

根据本公开的实施例，所述预设大电阻区域上设置有附加电阻环5，其外径与动导电杆3的直径适配，也就是说，附加电阻环5的预设大电阻区域部分的外径与动导电杆3其他部分的直径适配，便于分闸操作时，预设大电阻区域顺利地移动入内孔内，进而与弹簧触指4接触，提高接触电阻。附加电阻环5可以通过焊接等方式连接固定，并优选与动导电杆3同轴设置，当然也可以采用其他提高接触电阻的设置方式，本公开对此不做限制。

根据本公开的实施例，所述附加电阻环5的高度与所述弹簧触指4的高度适配，从而使得二者的有效接触面积最大，保证接触电阻足够大，在流过电流不变的情况下，引起灭弧室两侧的电压降提高，超过电源电压，迫使强迫熄弧，从而实现直流开断的快速性、可靠性和稳定性。

根据本公开的实施例，所述附加电阻环5为电阻率大于铜的高电阻率材料，可以为铁、钢等高电阻率金属材料，也可以为钨铜等高电阻率合金材料，本公开对此不做限制。

根据本公开的实施例，作为另一种实施方式，预设大电阻区域也可以不用设置附加电阻环5，而直接选择为电阻率大于铜的高电阻率材料，例如铁、钢等高电阻率金属材料或者钨铜等高电阻率合金材料，预设大电阻区域外的部分则选择相对低电阻率的材料，例如铜，这样既可以保证合闸时预设大电阻区域外的部分与弹簧触指4接触，产生较小的接触电阻维持正常工作，也可以在分闸操作时，通过预设大电阻区域与弹簧触指4接触，增大接触电阻，在流过电流不变的情况下，提高灭弧室两侧电压降，强迫熄弧，从而实现直流开断的快速性、可靠性和稳定性。

根据本公开的实施例，变阻抗开关装置还包括：上出线座6以及下出线座7；所述上出线座6位于所述灭弧室1内的静触头一侧，所述下出线座7位于所述动触头一侧；所述导电连接件2固定于所述下出线座7上。在本公开方式中，上出线座6可以通过紧固件等方式连接固定在灭弧室3内的静触头一端。

根据本公开的实施例，变阻抗开关装置还包括：封装所述上出线座6，灭弧室1以及下出线座7的固封层8。

根据本公开的实施例，所述固封层8为绝缘材料。

根据本公开的实施例，变阻抗开关装置还包括：与所述动导电杆3连接的操动机构。

根据本公开的实施例，所述操动机构包括：与所述动导电杆3连接的绝缘拉杆9以及与所述绝缘拉杆9连接的操作杆10。其中，绝缘拉杆9位于固封层8的内部空间，操作杆10的另一端则伸出固封层8外。

本公开提供的变阻抗开关装置的工作原理是，当灭弧室1处于合闸位置时，附加电阻环5位于弹簧触指4的上侧，动导电杆3的正常表面与弹簧触指4滑动连接，此时滑动连接处的电阻为动导电杆3的正常表面与弹簧触指4之间的接触电阻，接触电阻很小。当灭弧室1开断故障电流时，动导电杆3向下分闸操作，灭弧室1内动、静触头间产生电弧，动导电杆3与弹簧触指4之间通过附加电阻环5滑动连接，此时滑动连接处的电阻主要由附加电阻环5的本体电阻、附加电阻环5与弹簧触指4之间的接触电阻组成，致使滑动连接处的电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种变阻抗开关装置，其特征在于，包括：

灭弧室；

具有内孔的导电连接件，所述内孔的内表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧触指；

动导电杆，一端与所述灭弧室内的动触头连接，另一端从装设有所述弹簧触指的导电连接件的所述内孔穿过，并与所述弹簧触指之间形成滑动接触连接；

所述动导电杆上设置有预设大电阻区域，其中，在合闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域外的表面与所述内孔中的弹簧触指接触，使得接触电阻很小；在分闸状态下，所述动导电杆上的预设大电阻区域移动到与所述弹簧触指接触状态，致使接触电阻增大，从而实现灭弧室两侧的阻抗改变。

2.根据权利要求1所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述预设大电阻区域上设置有附加电阻环。

3.根据权利要求2所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述附加电阻环的高度与所述弹簧触指的高度适配。

4.根据权利要求2所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述附加电阻环的外径与所述动导电杆的直径相适配。

5.根据权利要求2-4任一项所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述附加电阻环为电阻率大于铜的金属材料或者合金材料。

6.根据权利要求1所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述预设大电阻区域为电阻率大于铜的金属材料或者合金材料。

7.根据权利要求1所述的变阻抗开关装置，其特征在于，还包括：上出线座以及下出线座；所述上出线座位于所述灭弧室内的静触头一侧，所述下出线座位于所述动触头一侧；所述导电连接件固定于所述下出线座上。

8.根据权利要求7所述的变阻抗开关装置，其特征在于，还包括：与所述动导电杆连接的操动机构。

9.根据权利要求8所述的变阻抗开关装置，其特征在于，所述操动机构包括：与所述动导电杆连接的绝缘拉杆以及与所述绝缘拉杆连接的操作杆。

10.根据权利要求7所述的变阻抗开关装置，其特征在于，还包括：封装所述上出线座，灭弧室以及下出线座的固封层。

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