一种隔离开关及其触头组件的制作方法

本发明涉及高压开关领域，特别是涉及一种隔离开关及其触头组件。

背景技术：

双母线GIS中，通常为单母运行，当需要换母线运行时，由于两条母线之间存在差异，导致隔离开关需要具备开合母线的转换电流和转换电压，尤其是在超特高压中，双母线较长、通流能力较大，两条母线之间差异较大，这导致隔离开关开端的母线转换电流高达1600A，电压高达400V，这对隔离开关提出了苛刻的要求，需要隔离开关具备非常强的灭弧能力，传统的方式主要是采用提高隔离开关的分合闸速度，从而提高隔离开关对母线转换电流的开断能力，但这要求隔离开关的机构操作输出功非常大，会导致隔离开关机构称根本较高、隔离开关开合过程震动较大，可靠性低。

在授权的公告号为CN105428138A的中国发明专利文件中公开了一种高压隔离开关，其包括动弧触头、静弧触头，两者均为弧触头，且动弧触头上绕设有用于在分闸时产生磁场的灭弧线圈，其中动弧触头通过螺栓固定连接在动主触头上，动主触头与静主触头均为主触头，在隔离开关开断母线转换电流的过程中，动弧触头与静弧触头之间产生电弧，电弧电流进入灭弧线圈中形成磁场，电弧在磁场的作用下开始旋转运动并被拉长，在SF6的作用下能够迅速被冷却，最后电弧在电流过零点时安全熄灭，由此达到磁吹灭弧的目的。但是采用该隔离开关在开断母线转换电流时，由于灭弧线圈套设在动弧触头上且动弧触头固定在动主触头上，相当于动弧触头与线圈并联至动主触头上，这种电连接方式在电弧产生并形成高电流时，电流在流经线圈以形成磁场的过程中，势必会被动弧触头分流，使得灭弧线圈的灭弧效果没有达到较好的效果，另外，动弧触头的制造成本较高，在动主触头上全部采用动弧触头使得该隔离开关的成本增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隔离开关，以解决现有技术中的隔离开关的动弧触头与线圈并联导致电弧产生时，动弧触头分流的问题；本发明的目的还在于提供一种该隔离开关的触头组件。

为实现上述目的，本发明触头组件的技术方案是：

触头组件，包括主触头、弧触头，主触头上设置有绝缘支撑，所述弧触头设置在绝缘支撑上，所述弧触头通过绕设在绝缘支撑外围的灭弧线圈与主触头导电连接。

绝缘支撑通过导电座固定在主触头上，所述弧触头与导电座分别与绝缘支撑的两端连接，绝缘支撑上具有供灭弧线圈绕设的中部绕设段，所述弧触头和导电座上均具有供灭弧线圈绕设的端部绕设段，所述中部绕设段与端部绕设段的外径一致。

灭弧线圈采用铜带绕设形成，铜带的端部通过螺钉分别固定在弧触头和导电座上。

绝缘支撑为筒状结构，其两端均设置有外螺纹，所述导电座和弧触头通过螺纹与绝缘支撑连接。

绝缘支撑上与弧触头连接的一端设置有用于避让弧触头的避让槽，且绝缘支撑的内径尺寸大于对应的弧触头内周面的最小径向尺寸。

本发明隔离开关的技术方案是：

隔离开关，包括动触头组件和静触头组件，两个触头组件均包括主触头和弧触头，其中至少一个触头组件的主触头上设置有绝缘支撑，弧触头设置在绝缘支撑上，所述弧触头通过绕设在绝缘支撑外围的灭弧线圈与主触头导电连接。

绝缘支撑通过导电座固定在主触头上，所述弧触头与导电座分别与绝缘支撑的两端连接，绝缘支撑上具有供灭弧线圈绕设的中部绕设段，所述弧触头和导电座上均具有供灭弧线圈绕设的端部绕设段，所述中部绕设段与端部绕设段的外径一致。

灭弧线圈采用铜带绕设形成，铜带的端部通过螺钉分别固定在弧触头和导电座上。

绝缘支撑为筒状结构，其两端均设置有外螺纹，所述导电座和弧触头通过螺纹与绝缘支撑连接。

绝缘支撑上与弧触头连接的一端设置有用于避让弧触头的避让槽，且绝缘支撑的内径尺寸大于对应的弧触头内周面的最小径向尺寸。

本发明的有益效果是：

相比于现有技术，本发明所涉及的触头组件通过主触头上设置绝缘支撑，并在绝缘支撑上绕设灭弧线圈，弧触头通过灭弧线圈实现与主触头的导电连接，由此可保证电流能够依次流经弧触头、线圈、主触头，保证线圈中的磁场强度，进一步提高灭弧效果，且将弧触头分流的影响降至最小，进一步的， 只需要在灭弧线圈的端部设置较小结构的弧触头，成本低。

进一步的，绝缘支撑通过导电座固定在主触头上，通过过渡导电座的安装，保证了结构的紧凑性，且线圈的固定形式选择性更多，中部绕设段与端部绕设段的外径一致，保证灭弧线圈的磁场的稳定性，及保证有效的电传导。

进一步的，灭弧线圈采用铜带，两端采用螺钉固定在导电座和弧触头上，有效的保证了线圈分别与弧触头和导电座之间的有效电接触。

进一步的，绝缘支撑上设置有避让弧触头的避让槽，保证了弧触头在绝缘支撑上的安装空间，且弧触头的最小内周面尺寸小于绝缘支撑的内径，保证了弧触头的电接触之后对对应的弧触头的避让。

附图说明

图1为本发明触头组件具体实施例的结构示意图；

图2 为图1动触头组件与静触头组件的装配结构示意图；

图3为图1触头组件在隔离开关中的装配结构示意图；

图4为图3的C-C向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的触头组件的具体实施例，如图1至图2所示，该触头组件为隔离开关中的动触头组件，其包括轴线左右延伸的动主触头1，其采用材料为6063的铝加工成型，外表面镀银来降低接触电阻系数，保证动主触头1与主导电回路的有效电接触，动主触头1上沿轴线延伸设置有通孔，所述通孔内靠近右端设置有内凸缘，所述内凸缘上上通过螺钉2连接有铜触座3（即导电座），该铜触座3为筒状结构，且一端带有外凸缘，铜触座3和动主触头1通过外凸缘与内凸缘上旋拧的螺钉2固设在一起，所述铜触座3的孔内壁上设置有螺纹，该触头还包括绝缘支撑筒6即绝缘支撑，该绝缘支撑筒6的包括设置于两端的螺纹段及连接螺纹段的中部绕设段，中部绕设段的外径大于螺纹段的外径，中部绕设段上饶设有线圈5即灭弧线圈，线圈5沿绝缘支撑筒6的轴线方向双向延伸至螺纹段上方，并设置在铜触座3外周面上通过螺钉4固定连接，铜触座上绕设有线圈的端部绕设段的外径与中部绕设段的外径一致；铜触座3作为安装过渡底座，其轴线与绝缘支撑筒6的轴线一致，螺接于绝缘支撑筒6的左端螺纹段上，同时，铜触座3也作为线圈5与动主触头1的电回路的连接件。线圈5的右端固定连接有动弧触头7，动弧触头采用耐烧蚀，硬度高的铜钨合金材料机加工成型，主要用于隔离开关开合母线转换电流时引弧，并避免电弧对动主触头1的烧蚀；动弧弧触头与主触头1之间无接触，通过线圈5和连接线圈5的铜触座3来完成电流传导，动弧触头7螺接于绝缘支撑筒6的右端的螺纹段，线圈5的两端分别通过螺栓固定于铜触座3和动弧触头7上，能够保证线圈5与铜触座3、动弧触头7的有效电接触。绝缘支撑上设置有避让动弧触头的避让槽，且动弧触头的最小内周面直径小于绝缘支撑筒的内径。线圈5采用铜质材料的铜带，能够短时间耐受一定范围内的大电流，铜带按右螺旋方式均匀缠绕在铜触座3、绝缘支撑筒6、动弧触头7上，铜带外采用绝缘热收缩管，以保证铜线圈5的匝间绝缘，而铜带的两端端部无绝缘热收缩管，保证线圈5与铜触座3、动弧触头7的有效电接触。绝缘支撑筒6采用真空浸胶管，具有一定的绝缘强度、较高的机械强度，其设置在动弧触头7与铜触座3之间能够保证二者的电气绝缘，且绝缘支撑筒6的螺纹段上涂有环氧树脂胶粘剂，避免长时间运动后出现松动的情况，螺纹段之外的部分采用聚氨酯层覆盖，保护真空浸胶管不受SF6的电弧生成物的侵蚀。

在该动触头应用于隔离开关的开合闸过程中，如图2所示的设置在动触头组件12右端的静触头组件13，静触头组件具有与动主触头1电连接的触头座10，在触头座10上设置有板簧触指9，在隔离开关合闸时，用于隔离开关动主触头1与触头座10的电连接，静触头还包括设置在触头座10上的屏蔽罩8，能够屏蔽静触头上的内部元件，保证隔离开关内部具备较低的场强值，在触头座10内向左伸出有静弧触头11，与动弧触头7配合起弧。

在隔离开关的开端母线转换电流时，隔离开关动主触头1向左快速运动，使动主触头1与板簧触指9断开，但此时隔离开关的动弧触头7和静弧触头11还保持接触，隔离开关继续想左移动时，动弧触头7与静弧触头11断开，此时由于动主触头1与板簧触指9的距离远大于动弧触头7与静弧触头11之间的距离，因此电弧只在动弧触头7和静弧触头11之间产生，电弧电流经动弧触头7流入线圈5，使得线圈5得电后产生较大的轴向磁场，将电弧在磁场的作用下迅速旋转拉长，并配合SF6快速冷却，再将动主触头1向左移动一定的距离后，电弧触头流过零点后快速熄灭，达到在不增加隔离开关动触头分闸速度的前提下，线圈5能够完全得到电弧电流使得自身的灭弧性能保持在较高水平。

如图3和4所示的组合隔离接地开关的结构示意图，其中包括隔离开关传动箱14，通过绝缘拉杆19带动隔离开关的动触头组件12进行隔离开关的分合闸，导向支撑座15通过板簧触指与隔离开关动触头组件12进行电气连接，导电杆16通过螺栓安装在导向支撑座15上，导电杆16通过弹簧触指与电联接17连接，电联接17安装在盆式绝缘子18上，盆式绝缘子18的另一面与主导电回路连接。

在其他实施例中，该触头组件可以为静触头组件，也可在静触头组件和动触头组件上同时采用。

在其他实施例中，可不设置导电座，通过在主触头与线圈之间直接固定连接即可。

在其他实施例中，可通过粘接，铆接等其他连接形式将线圈固定。

在其他实施例中，绝缘支撑可不设置在避让槽，直接将弧触头设置为具有供绝缘支撑端部伸入的环形槽亦可保证安装空间。

在其他实施例中，灭弧线圈可用普通铜线或其他类型的线圈代替，保证其能够稳固固定在弧触头和导电座上即可。

本发明所涉及的隔离开关，其包括动触头组件和静触头组件，其中至少一个触头组件的具体实施例与上述触头组件的具体实施例一致，不再详细展开。