一种隔离开关间隙装置及隔离开关的制作方法

本发明涉及电弧电接触技术领域，尤其涉及一种隔离开关间隙装置及隔离开关。

背景技术：

随着能源互联网的发展和分布式发电的快速增长，配电网系统容量在不断的扩大，而隔离开关作为一种系统保护设备，其开断能力是衡量其性能的关键指标。而系统容量的扩大，对隔离开关的开断能力要求越来越高。

对于隔离开关而言，开断额定电流或故障电流时，由于其电流数值大于20a，因此在电极之间会产生电弧，电弧能量较高，如果电弧能量不能及时耗散，电弧将得不到冷却，一方面电弧长时间的燃烧将烧损电极材料，影响隔离开关的电寿命，另一方面，由于长时间的电弧能量累积，直接危险整个配电网络的安全性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种隔离开关间隙装置及隔离开关，能有效加速气流场运行，进而大大增强了电弧的气吹作用，增强电弧能量消散，利于电弧快速熄灭。

本发明一实施例提供一种隔离开关间隙装置，所述隔离开关间隙装置为一体曲面结构；所述隔离开关间隙装置由收缩部和扩张部连接而成，并安装于隔离开关的两个电极之间；

其中，所述收缩部的进气口与所述隔离开关的其中一个电极连接，所述扩张部的出气口与所述隔离开关的另一个电极相对设置，使得气流从所述收缩部的进气口流入，并从所述扩张部的出气口流出，以进行气吹灭弧。

作为上述方案的改进，所述收缩部和所述扩张部的侧壁由用于在燃弧期间产生蒸气的产气层、铁磁层及绝缘层；

所述产气层、所述铁磁层及所述绝缘层由内向外依次贴合连接。

作为上述方案的改进，所述产气层、所述铁磁层及所述绝缘层上均设有多个开孔。

作为上述方案的改进，所述产气层、所述铁磁层及所述绝缘层的结构厚度均为2mm。

作为上述方案的改进，所述开孔的形状包括圆形和矩形。

作为上述方案的改进，所述产气层由有机产气材料构成。

相比于现有技术，本发明实施例公开的隔离开关间隙装置，通过所述隔离开关间隙装置为一体曲面结构，所述隔离开关间隙装置由收缩部和扩张部连接而成，并安装于隔离开关的两个电极之间，其中，所述收缩部的进气口与所述隔离开关的其中一个电极连接，所述扩张部的出气口与所述隔离开关的另一个电极相对设置，使得气流从所述收缩部的进气口流入，并从所述扩张部的出气口流出，以进行气吹灭弧，这样能有效加速气流场运行，大大增强了电弧的气吹作用。一方面将冷气体吹进电弧区域，冷却电弧；另一方面，随着气流场速度的增加，大大增强了对流作用，进一步增强了电弧能量耗散，利于电弧快速熄灭。

本发明另一实施例对应提供了一种隔离开关，包括上述的隔离开关间隙装置。

本发明实施例公开的隔离开关，通过设置隔离开关间隙装置，增强了电弧能量消散，实现电弧快速熄灭。进而，能有效避免电弧长时间的燃烧烧损电极材料的情况，大大增加了隔离开关的电寿命和性能。此外，能有效减少电弧能量积累，以提高了电网的供电安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种隔离开关间隙装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的装置侧壁中间层分别为绝缘层和铁磁层时的磁场分布结果示意图；

图3是本发明一实施例提供的开孔结构的示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种隔离开关间隙装置的结构示意图，所述隔离开关间隙装置1为一体曲面结构；所述隔离开关间隙装置1由收缩部11和扩张部12连接而成，并安装于隔离开关的两个电极2之间；

其中，所述收缩部11的进气口与所述隔离开关的其中一个电极连接，所述扩张部12的出气口与所述隔离开关的另一个电极相对设置，使得气流从所述收缩部11的进气口流入，并从所述扩张部12的出气口流出，以进行气吹灭弧。

需要说明的是，图1具体为隔离开关间隙装置1的截面图，隔离开关间隙装置1为一体曲面结构，呈类似拉瓦尔喷管的形状。具体的，气流进入收缩部11后，气流不断加速。气流以较小的速度流入扩张部12，气流速度进一步加速。在扩张部12的出气口位置，气流场速度达到很高的速度，增强了气吹的作用。

本发明实施例提供的隔离开关间隙装置，通过所述隔离开关间隙装置为一体曲面结构，所述隔离开关间隙装置由收缩部和扩张部连接而成，并安装于隔离开关的两个电极之间，其中，所述收缩部的进气口与所述隔离开关的其中一个电极连接，所述扩张部的出气口与所述隔离开关的另一个电极相对设置，使得气流从所述收缩部的进气口流入，并从所述扩张部的出气口流出，以进行气吹灭弧，这样能有效加速气流场运行，大大增强了电弧的气吹作用。一方面将冷气体吹进电弧区域，冷却电弧；另一方面，随着气流场速度的增加，大大增强了对流作用，进一步增强了电弧能量耗散，利于电弧快速熄灭。

在一具体实施例中，在上述实施例的基础上，所述收缩部11和所述扩张部12的侧面由用于在燃弧期间产生蒸气的产气层13、铁磁层14及绝缘层15；

所述产气层13、所述铁磁层14及所述绝缘层15由内向外依次贴合连接。

本实施例中，请参见图1，由于所述收缩部11和所述扩张部12为贯穿的曲面结构，两者的曲面侧壁为三层结构。其中，最内层为产气层13，在燃弧期间电弧的高温对产气层进行烧蚀，产生含氢气的蒸气，从而增加电弧等离子体热导率，加速能量耗散。优选的，所述产气层13由有机产气材料构成，如ptfe、pom、pa66。

其次，中间层为铁磁层14，实现增强电弧所受的洛仑磁力，增强磁吹作用，进一步冷却电弧。优选的，铁磁层14由铁磁材料构成，其磁导率远高于真空磁导率。再是，最外层为绝缘层15。优选的，绝缘层15由绝缘材料构成。参见图2，是本发明一实施例提供的装置侧壁中间层分别为绝缘层和铁磁层时的磁场分布结果示意图，其中图2(a)为侧壁中间层为绝缘层时的磁场分布结果示意图，图2(b)为侧壁中间层为铁磁层时的磁场分布结果示意图。为了对三层侧壁结构的隔离开关间隙装置1进行增强磁吹作用的分析，仿真计算侧壁中间层分别为绝缘层和铁磁层时电弧所受的磁场大小。请参见图2(a)和(b)，当侧壁中间层为铁磁层时，其磁感应强度明显大于中间层为绝缘层时的磁感应强度。因此，当侧壁中间层为铁磁层时，可以在燃弧期间明显增强电弧所受的洛伦兹力，一方面增强电弧运动，另一方面增强了磁场，及增强了对流作用，增强了电弧能量耗散。

本发明实施例提供的隔离开关间隙装置，通过装置侧壁的最内层设置产气层，实现在燃弧期间电弧的高温对产气层进行烧蚀，产生含氢气的蒸气，从而增加电弧等离子体热导率，加速电弧能量耗散。通过装置侧壁的最内层设置铁磁层，及最外层设置绝缘层，实现在燃弧期间增强电弧所受的洛伦兹力，增强电弧运动，同时增强了磁场，及增强了对流作用，增强了电弧能量耗散。因此，本实施例中的隔离开关间隙装置，能有效增强对电弧的气吹和磁吹作用，增强了电弧能量耗散，从而实现电弧快速熄灭。

在一些实施例中，所述产气层13、所述铁磁层14及所述绝缘层15上均设有多个开孔。具体的，装置侧壁三层均为多孔结构，其开孔比例和开孔形状有多种组合。优选的，开孔比例可以为在30％-70％之间，开孔的形状包括圆形和矩形。示例性的，参见图3，是本发明一实施例提供的开孔结构的示意图，其中图3(a)为矩形开孔的一具体结构示意图，图3(b)为矩形开孔的另一具体结构示意图，图3(c)为圆孔的一具体结构示意图。此外，装置侧壁三层结构的布置方式可以是开孔完全一致，也可以是错开布置。

在一些实施例中，所述产气层13、所述铁磁层14及所述绝缘层15的结构厚度均为2mm。

本发明另一实施例提供了一种隔离开关，包括上述实施例的隔离开关间隙装置。

本发明实施例提供的隔离开关，通过设置隔离开关间隙装置，增强了电弧能量消散，实现电弧快速熄灭。进而，能有效避免电弧长时间的燃烧烧损电极材料的情况，大大增加了隔离开关的电寿命和性能。此外，能有效减少电弧能量积累，以提高了电网的供电安全性和可靠性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。