具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关

1.本发明应用于中压大电流供电回路中，具体涉及一种结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关。


背景技术：

2.供电回路中机械开关分合电路，保障电路安全可靠运行。尤其在大电流电路背景下，机械开关的分断性能在可靠分断电路方面起到重要作用。通常，机械开关分断大电路时由于燃弧导致其触头易损坏，也降低了触头寿命。因此，提高其分断触头的电气寿命，能增加开关可靠性，实现对电路保护更安全有效。其次，开关设计还要注重经济性要求，减少主要部件如触头维护成本。


技术实现要素：

3.本发明旨在提出一种优化触头结构的大电流分断机械开关。以解决现有技术中的触头的一体化设计，加工精度要求较高，并且触头出现局部烧蚀时需整体更换维护，成本较高等问题。本发明增设了弧触头，降低主触头的烧蚀，提高电气寿命，并且采用环形分体瓣式动触头加强触头维护的灵活性，提高工作可靠性。
4.本发明的技术方案为：
5.一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，包括有上通流排和下通流排；
6.上、下通流排均有两个电流引出端，其中，所述上通流排的两个电流引出端与其中间金属板成90度，其中间金属板下方连接有金属圆柱体；
7.所述下通流排与上通流排的中间金属板平行，所述下通流排的中间圆环空心区域容纳上通流排金属圆柱体；
8.所述下通流排的中间圆环空心区域的边缘区域为第一静触头，所述上通流排金属圆柱体末端边缘为第二静触头，所述第一、第二静触头的中间区域构成一个环形空隙；
9.所述上、下通流排内部设置有冷却水流道，以对所述上、下通流排进行水冷散热，所述冷却水流道设置均匀、全面，所述上、下通流排外部设置有水冷管道以连通各冷却水流道；
10.动触头结构为环形分体瓣式结构，每个瓣式结构是独立的，通过支撑部件固定于底座上，所述底座通过传动杆与下方柜体中的操动机构相连，开关需要闭合时，在外力作用下平移、填充上述环形空隙并紧密接触，连通上、下通流排；
11.所述环形分体瓣式结构所述的各瓣式结构分布均匀，间隙相等；每个所述环形分体瓣式结构呈上窄下宽状，上方为光滑的曲面，便于更好的与所述第一、第二静触头紧密接触，与所述底座相连的下方为尺寸较大的平面，以确保更好的固定在密封底板上；
12.所述弧触头包括静弧触头和动弧触头，处于所述环形分体瓣式结构的中心区域；
其中所述静弧触头与所述上通流排金属圆柱体末端中心位置相连，所述动弧触头处于所述静弧触头正下方，处于所述瓣式结构下方支撑部件的中心区域。
13.进一步地，所述动、静弧触头之间间隙小于环形分体瓣式动触头与静触头之间间隙，起到保护所述环形分体瓣式动触头结构的作用。
14.进一步地，所述上、下通流排之间通过第一环形绝缘支撑固定，所述下通流排通过第二环形绝缘支撑固定于下方柜体外框上盖的密封底板。
15.进一步地，所述动、静触头、弧触头和第一、第二环形绝缘支撑及下方柜体外框上盖上的密封底板、上通流排、下通流排共同包围形成灭弧室。
16.进一步地，所述灭弧室为密封状态，灭弧室内抽真空，或者充入sf6气体，或者充入干燥氮气。
17.进一步地，本发明提出的上述机械开关，上、下通流排以及动、静触点均采用高导电率的金属材料。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
19.本发明提出的机械开关，从大电流通流下触头的使用寿命和安全性能以及可靠性角度出发，优化了触头结构。首先以环形分体瓣式结构替代一体化动触头结构，提高动触头的可维护性，便于查找、更换、维修损坏的子模块，控制维护成本。其次，增设弧触头，动、静弧触头之间间隙小于环形分体瓣式动触头与静触头之间间隙，分断时先于环形分体瓣式动触头燃弧缓解其燃弧压力，起到保护环形分体瓣式触头、提高触头电气寿命的作用。
附图说明
20.图1为本发明的外形结构示意图；
21.图2为本发明的截面示意图；
22.图3为本发明的弧触头及环形分体瓣式动触头结构的外形结构示意图。
具体实施方式
23.下面将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
24.如图1和图2所示，本发明提出的机械开关包括有上、下通流排，其中上通流排1有两个电流引出端，其两个电流引出端与其中间金属板成90度，中间金属板下连金属圆柱体；下通流排2同样有两个电流引出端，其金属板与上通流排1中间金属板平行，中间圆环空心区域容纳上通流排1的金属圆柱体。冷却水经过冷却水流道3对上、下通流排1、2进行水冷散热，4为下方柜体，主要设置有操动机构，其与传动杆相连控制触头移动分合电路。上、下通流排1、2之间由第一环形绝缘支撑5固定，下通流排2由第二环形绝缘支撑6固定在下方柜体4上。
25.第一静触头7处于下通流排2中间圆环空心区域的边缘，为环形；第二静触头8为上通流排1下方金属圆柱体的末端边缘，为圆形。两个静触头的中间区域构成一个环形空隙。开关闭合时环形分体瓣式动触头9填补该环形空隙，连通上、下通流排1、2。弧触头分为静弧触头10和动弧触头11，静弧触头10与上通流排1金属圆柱体末端中心位置相连，动弧触头11处于静弧触头10正下方，处于环形分体瓣式动触头9的下方支撑部件的中心区域。静弧触头
10和动弧触头11之间的间隙小于环形分体瓣式动触头9与第一、第二静触头7、8之间的间隙，分断时先于环形分体瓣式动触头9燃弧缓解其燃弧压力。环形分体瓣式动触头9、第一、第二静触头7、8、静弧触头10、动弧触头11和第一、第二环形绝缘支撑5、6及紧密连接于下方柜体4外框上盖的密封底板14、上通流排1、下通流排2共同包围形成灭弧室12。灭弧室12内密封抽真空，或者充入sf6气体，或者充入干燥氮气。下方柜体4内设有操动机构，通过传动杆控制环形分体瓣式动触头9的移动。
26.图3为静弧触头10、动弧触头11及环形分体瓣式动触头9的外形结构示意图，其中环形分体瓣式动触头9呈分体式模块化设计，每个独立的瓣式结构有独立的支撑结构。单一模块故障或损坏时，无须更换整体结构，因此分体模块化的设计有良好的经济性，便于触头维护以及提高触头工作可靠性。环形分体瓣式动触头9的质量主要由分断电流的大小及分断速度确定，所述环形分体瓣式动触头9的瓣式结构的空间大小和数目主要由上、下通流排1、2的结构以及第一、第二静触头7、8之间的空隙来设计。组成环形分体瓣式动触头9的各瓣式结构分布均匀，间隙相等。每个环形瓣式结构呈上窄下宽状，上方为光滑的曲面，便于更好的与第一、第二静触头7、8紧密接触；与底座相连的下方表面13为尺寸较大的支撑平面，以确保更好的固定在密封底板14上。
27.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。


技术特征：
1.一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，其特征在于：包括有上通流排和下通流排；上、下通流排均有两个电流引出端，其中，所述上通流排的两个电流引出端与其中间金属板成90度，其中间金属板下方连接有金属圆柱体；所述下通流排与上通流排的中间金属板平行，所述下通流排的中间圆环空心区域容纳上通流排金属圆柱体；所述下通流排的中间圆环空心区域的边缘区域为第一静触头，所述上通流排金属圆柱体末端边缘为第二静触头，所述第一、第二静触头的中间区域构成一个环形空隙；所述上、下通流排内部设置有冷却水流道，以对所述上、下通流排进行水冷散热，所述冷却水流道设置均匀、全面，所述上、下通流排外部设置有水冷管道以连通各冷却水流道；动触头结构为环形分体瓣式结构，每个瓣式结构是独立的，通过支撑部件固定于底座上，所述底座通过传动杆与下方柜体中的操动机构相连，开关需要闭合时，在外力作用下平移、填充上述环形空隙并紧密接触，连通上、下通流排；所述环形分体瓣式结构的各所述瓣式结构分布均匀，间隙相等；每个所述环形分体瓣式结构呈上窄下宽状，上方为光滑的曲面，便于更好地与所述第一、第二静触头紧密接触，与所述底座相连的下方表面为尺寸较大的平面，以确保更好地固定在密封底板上；所述弧触头包括静弧触头和动弧触头，处于所述环形分体瓣式结构的中心区域；其中所述静弧触头与所述上通流排金属圆柱体末端中心位置相连，所述动弧触头处于所述静弧触头正下方，处于所述瓣式结构下方支撑部件的中心区域。2.根据权利要求1所述的一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，其特征在于：所述动、静弧触头之间的间隙小于环形分体瓣式动触头与静触头之间间隙，起到保护所述环形分体瓣式动触头结构的作用。3.根据权利要求1所述的一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，其特征在于：所述上、下通流排之间通过第一环形绝缘支撑固定，所述下通流排通过第二环形绝缘支撑固定于下方柜体外框上盖的密封底板。4.根据权利要求3所述的一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，其特征在于：所述动、静触头、弧触头和第一、第二环形绝缘支撑及下方柜体外框上盖上的密封底板、上通流排、下通流排共同包围形成灭弧室。5.根据权利要求4所述的一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，其特征在于：所述灭弧室为密封状态，灭弧室内抽真空，或者充入sf6气体，或者充入干燥氮气。

技术总结
本发明涉及一种具有结合弧触头的环形分体瓣式动触头结构的大电流分断机械开关，具有上通流排和下通流排，均有两个电流引出端，所述上通流排中间的金属板，下方一体连接设置有金属圆柱体；所述下通流排所有部件处于同一平面，与上通流排中间金属板平行，中间圆环空心区域容纳上通流排金属圆柱体，两者之间留有环形间隙；所述上通流排金属圆柱体末端位置与下通流排中间空心圆形的边缘区域为静触头部分；动触头结构为环形分体瓣式结构，每个瓣式结构通过支撑部件固定于下方的底座，底座通过传动杆与下方柜体中的操动机构相连。本发明提高动触头的可维护性，便于查找、更换、维修损坏的子模块，有效保护环形分体瓣式触头，提高动触头电气寿命的作用。电气寿命的作用。电气寿命的作用。


技术研发人员：李华 许强林 宋执权 徐猛 张希宁 张杰
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2022/5/10