一种具有引弧功能的隔离开关的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有引弧功能的隔离开关，包括动触头装置和静触头装置，其中，所述静触头装置包括静侧屏蔽、弹簧触头，以及引弧触头，所述静触头装置通过引弧触头与动触头装置接触，所述弹簧触头将动触头装置的动触头与静侧屏蔽连接在一起；所述引弧触头与动触头接触的一端面伸出静侧屏蔽端部。本实用新型在隔离开关静触头侧装上引弧触头后，在开、合母线转换电流时，有效地将电弧限制在动触头和引弧触头之间燃弧，保护动触头、静侧屏蔽和弹簧触头，使隔离开关在开、合母线转换电流后仍能正常运行。
【专利说明】—种具有引弧功能的隔离开关
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种高压电力系统中的高压开关设备，特别涉及一种具有引弧功能的隔离开关，用于气体绝缘金属封闭开关设备(英文简写GIS)或复合电器。
【【背景技术】】
[0002]隔离开关是气体绝缘金属封闭开关设备和复合电器的主要元件之一，随着电力事业的发展，对隔离开关的技术要求越来越高，为了保证隔离开关性能，实现隔离开关母线转换电流开、合能力（母线转换电压大于300V)。原隔离开关开、合能力（母线转换电压小于100V)，由于电弧能量小，隔离开关的静触头使用的是导向头，导向头见图1，该导向头是薄壁、空心的，仅起到隔离开关合闸时导向和支撑作用，没有引弧功能，在隔离开关分闸时，有电弧漂移至静侧屏蔽200，隔离开关母线转换电流开、合过程见图3，在隔离开关合闸时，预击穿电弧在动触头100和静侧屏蔽200之间燃弧，其隔离开关的静侧屏蔽200前端必须是耐弧材料，且其隔离开关仅适用于母线转换电流开、合能力较小的情况(母线转换电压小于100V)。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有引弧功能的隔离开关，避免电弧漂移，减少不必要的烧损。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0005]一种具有引弧功能的隔离开关，包括动触头装置和静触头装置，其中，所述静触头装置包括静侧屏蔽、弹簧触头，以及引弧触头，所述静触头装置通过引弧触头与动触头装置接触，所述弹簧触头将动触头装`置的动触头与静侧屏蔽连接在一起；所述引弧触头与动触头接触的一端面伸出静侧屏蔽端部。
[0006]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头为中空结构，引弧触头的主体为圆柱形结构，主体朝向动触头的部分为渐扩结构，即自主体朝向动触头的端部在沿着动触头的方向，直径逐渐增加，渐扩结构的自由端为花瓣结构。
[0007]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头的圆柱形结构的外轮廓线与渐扩结构的外轮廓线之间的夹角为155~175°。
[0008]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头与动触头形成的电场强度最大点位于引弧触头花瓣结构的轴向最外端两圆弧之间的相切点。
[0009]作为本实用新型的优选实施例，所述花瓣结构为对称结构，对称的一半花瓣由圆弧RA、圆弧RB和圆弧R3组成，其中，圆弧RA光滑连接圆弧RB和引弧触头的渐扩结构，圆弧R3光滑连接圆弧RB和引弧触头的中空内壁，所述圆弧RB是以（B，L)为圆心，以RB为半径的圆弧，其中，B的取值范围为10~20mm，L的取值范围为10~15mm，RB的取值范围为10~15mm，所述圆弧RB的圆心是以引弧触头的中心轴线为X轴，以引弧触头与动触头接触的一端的外端面所在方向为Y轴。[0010]作为本实用新型的优选实施例，所述花瓣结构的最大直径大于动触头的内径。
[0011]作为本实用新型的优选实施例，所述花瓣结构的各瓣之间有一定深度间隙。
[0012]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头与动触头接触的端部为铜钨合金CuW70，其他部分为铜络合金QCrO. 5，引弧触头由铜钨合金CuW70和铜络合金QCrO. 5整体烧结而成。
[0013]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头的圆柱形结构通过螺纹与静触头装置的静触头固定连接。
[0014]作为本实用新型的优选实施例，所述引弧触头的圆柱形结构的圆柱面上设置有两个切面，用于将引弧触头安装在静侧屏蔽上时紧固用。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有引弧功能的隔离开关至少具有以下有益效果：本实用新型在隔离开关静触头侧装上引弧触头后，在开、合母线转换电流时，有效地将电弧限制在动触头和引弧触头之间燃弧，保护动触头、静侧屏蔽和弹簧触头，使隔离开关在开、合母线转换电流后仍能正常运行。
[0016]该隔离开关也可用于开、合母线充电电流等其它小电流试验。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0017]图I为原导向头结构，其中，图I (a)为正视图，图I (b)为侧视图。
[0018]图2本实用新型引弧触头的结构示意图，其中，图2 (a)为正视图，图2 (b)为侧视图。
[0019]图3为原隔离开关母`线转换电流分、合过程示意图，其中，图3 (a)为分闸示意图，图3 (b)为合闸示意图。
[0020]图4为本实用新型隔离开关母线转换电流开、合过程示意图，其中，图4 (a)为分闸示意图，图4 (b)为合闸示意图。
[0021]附图标记如下：
[0022]导向头I、引弧触头2、动触头100、静侧屏蔽200和弹簧触头300。
【【具体实施方式】】
[0023]请参阅图2至图4所示，本实用新型提供了一种具有引弧功能的隔离开关，包括动触头装置和静触头装置，所述静触头装置包括静侧屏蔽200、弹簧触头300，以及引弧触头2，所述静触头装置通过引弧触头2与动触头装置接触，所述弹簧触头300将引弧触头2与静侧屏蔽200连接在一起；所述引弧触头2与动触头接触的一端面伸出静侧屏蔽200端部。
[0024]请特别参阅图2所示，所述引弧触头2为中空结构，引弧触头2的主体为圆柱形结构，主体朝向动触头的部分为渐扩结构，也就是说，自主体朝向动触头的端部朝向动触头的方向，直径逐渐增加，渐扩结构的自由端为花瓣结构。所述引弧触头2的圆柱形结构的外轮廓线与渐扩结构的外轮廓线之间的夹角α为155~175°。所述引弧触头2与动触头I形成的电场强度最大点N位于引弧触头2花瓣结构的轴向最外端两圆弧之间的相切点。所述花瓣结构的内壁与轴向最外端通过圆弧光滑过渡连接。所述花瓣结构的最大直径D大于动触头的内径d。
[0025]本实用新型的目的旨在提供一种气体绝缘金属封闭开关设备或复合电器用隔离开关，该隔离开关静触头前端装有引弧触头2。引弧触头2前端外形，经过电场优化设计，具有隔离开关分闸时，电场强度E最大点（即图2中N点）靠近中心，图2中M点右移，低于左端面，减小M点电场强度，保证隔离开关开、合母线转换电流时，起到电弧首先在动触头100与引弧触头2最大电场之间燃弧，防止或减少电弧漂移到相邻的静侧屏蔽200和弹簧触头300的可能，保护静侧屏蔽200和弹簧触头300不被烧蚀，隔离开关分闸后，断口间有良好的电场环境。隔离开关母线转换电流开、合过程见图4 :隔离开关合闸时，预击穿电弧首先发生在动触头100和引弧触头2的N点之间进行，保护静侧屏蔽200和弹簧触头300不被烧蚀。另外，引弧触头2还起到隔离开关合闸时的导向和支撑作用，因此，引弧触头2设计还考虑了隔离开关合闸时方便插入及导向作用，将RA设为R3~R8、α设为155°~175°、前部设为花瓣状。具体结构见图2、图4，引弧触头2中的RA为R3~R8，RB为RlO~R20，L是RB圆心定位尺寸，尺寸为10~15 (前部为花瓣状，花瓣可四瓣也可五瓣或六瓣，各瓣之间有一定深度间隙，在隔离开关合闸时，引弧触头自身可产生沿径向朝外的张力，且前端部(前端部指与动触头接触的端部）材料为耐弧性能高的铜钨合金CuW70，剩余部分为铜络合金QCrO. 5，将铜钨合金CuW70和铜络合金QCrO. 5两种材料采用高温渗透方式进行整体烧结，使两者成为一体。后端部为带螺纹的圆柱形，用于将引弧触头固定于隔离开关静触头上。文中所述尺寸单位均为毫米。
[0026]圆弧RB如下定义：以引弧触头的中轴线为X轴，以引弧触头与动触头接触的一端的外端面所在方向为Y轴，以坐标（B，L)为圆心，所述圆弧RB为以（B，L)为圆心，以RB为半径的圆弧。B的取值范围为10~20mm，L的取值范围为10~15mm，RB的取值范围为10~15mm ο
[0027]圆弧RA为圆弧RB与渐扩结构的外轮廓线的过渡圆弧；所述R3为圆弧RB与引弧触头的中空内壁的过渡圆弧。
[0028]请参阅图2、图4所示，首先，将引弧触头2的后端部带螺纹的圆柱端拧入隔离开关静触头的静侧屏蔽200，其前`端伸出静侧屏蔽200，伸出长度为3~4mm，见图4。
[0029]隔离开关在进行分闸时，由于引弧触头2伸出静侧屏蔽2003~4mm，因此动触头100最后与引弧触头2分开,故,燃弧是在动触头100与引弧触头2最大电场之间发生,若隔离开关不装引弧触头2，或引弧触头2设计不合理，电弧会漂移到静侧屏蔽200和弹簧触头300上，导致隔离开关静侧屏蔽200和弹簧触头300烧损。本实用新型静侧屏蔽200在隔离开关中既起分闸时的电场屏蔽作用，也起合闸时承载电流的作用，弹簧触头300起着引弧触头2和静侧屏蔽200连接作用，也起合闸时承载电流的作用，静侧屏蔽200和弹簧触头300的烧损，会严重影响隔离开关性能，导致隔离开关无法正常工作，故通过设置合适的RA、RB、α角可将引弧触头2电场强度最大点（即图2中N点)靠近中心，避免或减少电弧漂移。
[0030]隔离开关在进行合闸时，由于引弧触头2伸出静侧屏蔽2003~4mm，动触头100首先与引弧触头2接触，其次再与静侧屏蔽200和弹簧触头300接触，故预击穿燃弧在动触头100与引弧触头2之间进行，从而可保护静侧屏蔽200和弹簧触头300。另外，由于引弧触头2前端外部直径ΦD大于动触头100内径Φ(1，当动触头100未插入静侧屏蔽200时，弓丨弧触头2花瓣处于自由状态，当动触头100插入静侧屏蔽200时，其花瓣处于受压状态，弓丨弧触头2会产生沿径向朝外的张力，使动触头100与弹簧触头300的可靠接触。[0031]本实用新型具有引弧功能的隔离开关主要特点如下：
[0032]I.隔离开关分闸过程中，静触头装置电场强度最大点（即图2中N点)靠近引弧触头的中心，保证隔离开关开、合母线转换电流时，起到电弧首先在动触头与引弧触头最大电场之间燃弧，防止或减少电弧漂移到相邻的静侧屏蔽200和弹簧触头300的可能，保护静侧屏蔽200和弹簧触头300不被烧蚀；
[0033]2.隔离开关分闸后，断口间具有良好的电场环境；
[0034]3.具有隔离开关合闸过程中，预击穿电弧首先发生在动触头100和静触头装置的电场强度最大点（即图2中N点）之间进行，保护静侧屏蔽200和弹簧触头300不被烧蚀。
[0035]4.见图2，引弧触头2的RA为R3~R8，RB为RlO~R20，L为10~15，α为155。~175。；
[0036]5.见图2和图4，其中Φ?比Φ(1大Imm;
[0037]6.引弧触头2中，前部为花瓣状，花瓣可四瓣也可五瓣或六瓣，各瓣之间有一定深度的2~3mm间隙，隔离开关合闸时，动触头100插入静侧屏蔽200后，引弧触头2是涨开状态（Φ?大于Φ(1)，引弧触头2自身会产生沿径向朝外的张力，保证动触头100与弹簧触头300的可靠接触；
[0038]7.引弧触头2后端部为带螺纹的圆柱形，用于连接静侧屏蔽200 ；
[0039]8.引弧触头2前端部材料为耐弧性能高的铜钨合金CuW70，剩余部分为铜络合金QCrO. 5 ；
[0040]9.见图2右视图，C`面为在圆柱面上切了两个平面，用于引弧触头2装配于静侧屏蔽200上时紧固之用，是扳手或装配工装夹紧平面；
[0041]10.见图4，引弧触头2前端伸出静侧屏蔽200，伸出长度为3~4mm，隔离开关分闸时，动触头100与引弧触头2后分开，隔离开关合闸时，动触头100与引弧触头2先接触，有利于保护隔离开关静侧屏蔽200和弹簧触头300免于烧损；
[0042]11.见图4，动触头100前端设计为拇指肚形，隔离开关合闸插入时，具有导向作用。
【权利要求】
1.一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：包括动触头装置和静触头装置，其中，所述静触头装置包括静侧屏蔽（200)、弹簧触头（300)，以及引弧触头（2)，所述静触头装置通过引弧触头（2)与动触头装置接触，所述弹簧触头（300)将动触头装置的动触头（100)与静侧屏蔽（200)连接在一起；所述引弧触头（2)与动触头接触的一端面伸出静侧屏蔽（200)端部。
2.如权利要求1所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头（2)为中空结构，引弧触头（2)的主体为圆柱形结构，主体朝向动触头的部分为渐扩结构，即自主体朝向动触头的端部在沿着动触头的方向，直径逐渐增加，渐扩结构的自由端为花瓣结构。
3.如权利要求2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头（2)的圆柱形结构的外轮廓线与渐扩结构的外轮廓线之间的夹角为155~175°。
4.如权利要求2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头（2)与动触头（100)形成的电场强度最大点位于引弧触头花瓣结构的轴向最外端两圆弧之间的相切点。
5.如权利要求2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述花瓣结构为对称结构，对称的一半花瓣由圆弧RA、圆弧RB和圆弧R3组成，其中，圆弧RA光滑连接圆弧RB和引弧触头的渐扩结构，圆弧R3光滑连接圆弧RB和引弧触头的中空内壁，所述圆弧RB是以（B，L)为圆心，以RB为半径的圆弧，其中，B的取值范围为10~20mm，L的取值范围为10~15mm，RB的取值范围为10~15mm，所述圆弧RB的圆心是以引弧触头的中心轴线为X轴，以引弧触头与动触头接触的一端的外端面所在方向为Y轴。
6.如权利要求2至4中任意一项所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述花瓣结构的最大直径（D)大于动触头的内径（d)。
7.如权利要求2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述花瓣结构的各瓣之间有一定深度间隙。
8.如权利要求1或2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头与动触头接触的端部为铜钨合金CuW70，其他部分为铜络合金QCrO. 5，引弧触头由铜钨合金CuW70和铜络合金QCrO. 5整体烧结而成。
9.如权利要求1或2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头（2 )的圆柱形结构通过螺纹与静触头装置的静触头固定连接。
10.如权利要求1或2所述的一种具有引弧功能的隔离开关，其特征在于：所述引弧触头的圆柱形结构的圆柱面上设置有两个切面，用于将引弧触头（2)安装在静侧屏蔽上时紧固用。
【文档编号】H01H33/12GK203631404SQ201320624871
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】王淑平 申请人:中国西电电气股份有限公司