專(zhuān)利名稱(chēng)：一種三工位真空開(kāi)關(guān)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工作電壓為3. 6kV 40. 5kV的中壓真空開(kāi)關(guān)管，尤其是涉及一種
三工位真空開(kāi)關(guān)管。
背景技術(shù)：
參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2900. 20《電工術(shù)語(yǔ)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備》的規(guī)定，斷口是指機(jī)械式開(kāi)關(guān)的兩個(gè)或兩個(gè)以上導(dǎo)體，正常時(shí)使導(dǎo)電回路斷開(kāi)，操作時(shí)以其接觸使導(dǎo)電回路接通的電氣距離。在高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，存在有以下三種斷口隔離斷口、熄弧斷口和接地?cái)嗫?。其中，隔離斷口是用于與帶電回路安全隔離的斷口 在分位置時(shí)，隔離斷口間有符合安全要求的絕緣性能和斷開(kāi)標(biāo)志；在合位置時(shí)，能承載正常以及異常(如短路)回路條件下的電流。 滅弧斷口是用以斷開(kāi)或/和接通正常以及異常(如短路)回路條件下電流的斷口，滅弧斷口間具有能限制電弧空間位置并加速電弧熄滅的裝置。接地?cái)嗫谑怯糜趯?dǎo)電回路接地的斷口 在正?；芈窏l件下是斷開(kāi)的；合閘時(shí)對(duì)地能釋放回路上的靜電荷以及承載異?；芈窏l件下的異常(如短路)電流。斷口的絕緣介質(zhì)有多種，主要有空氣、油、六氟化硫和真空等。目前，在3.6kV 40. 5kV的中等電壓領(lǐng)域中，熄弧斷口已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了真空化，絕大數(shù)場(chǎng)合已采用真空滅弧管。而隔離和接地?cái)嗫诘慕^緣介質(zhì)，大多數(shù)仍是空氣的，少數(shù)是充六氟化硫的。近期，接地?cái)嗫谝验_(kāi)始采用真空的，但由于在機(jī)理和結(jié)構(gòu)等方面尚無(wú)突破性的進(jìn)展，用戶(hù)不相信真空隔離斷口的安全可靠性，尚不能接受真空隔離斷口，所以至今未見(jiàn)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，在實(shí)現(xiàn)接通、隔離和接地三功能的同時(shí)，能在機(jī)理和結(jié)構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)當(dāng)其真空度一旦降低即絕緣能力下降時(shí)，電擊穿首先發(fā)生在負(fù)荷端和接地端之間，將漏電流、短路電流流入大地，并確保有可能誤觸及負(fù)荷端的維護(hù)人員的安全。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，由內(nèi)部帶密閉空腔的真空室以及安裝在所述真空室內(nèi)的靜觸頭組件、動(dòng)觸頭組件和接地觸頭組成，所述真空室從上至下由上端蓋、上絕緣殼、屏蔽筒、下絕緣殼和下端蓋依次連接組成；所述靜觸頭組件包括靜導(dǎo)電桿和安裝在靜導(dǎo)電桿前端部的靜觸頭且靜觸頭與靜導(dǎo)電桿電連接，所述動(dòng)觸頭組件包括動(dòng)導(dǎo)電桿和安裝在動(dòng)導(dǎo)電桿前端部的動(dòng)觸頭且動(dòng)觸頭與動(dòng)導(dǎo)電桿電連接，所述靜導(dǎo)電桿的后部安裝在上端蓋上，所述動(dòng)導(dǎo)電桿上套裝有導(dǎo)向套，動(dòng)導(dǎo)電桿通過(guò)套裝在其上的波紋管安裝在下端蓋上，且動(dòng)導(dǎo)電桿的后部自所述真空室伸出并與帶動(dòng)其在真空室內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)相接；所述動(dòng)觸頭和靜觸頭上均對(duì)應(yīng)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面，其特征在于所述接地觸頭包括與動(dòng)觸頭配合使用的接地觸頭環(huán)和與接地觸頭環(huán)電連接的接地端子，動(dòng)觸頭位于靜觸頭和接地觸頭環(huán)之間，且動(dòng)觸頭和接地觸頭環(huán)上均對(duì)應(yīng)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面；所述動(dòng)觸頭組件為電源端或負(fù)荷端，且靜觸頭組件相應(yīng)為負(fù)荷端或電源端；所述動(dòng)觸頭通過(guò)所述操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)在靜觸頭和接地觸頭環(huán)之間做直線往返運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)至與靜觸頭接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接通位置；當(dāng)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)至與接地觸頭環(huán)接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接地位置；當(dāng)所述動(dòng)觸頭與靜觸頭和接地觸頭環(huán)均處于完全斷開(kāi)位置時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置，且此時(shí)動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高于動(dòng)觸頭與接地觸頭之間或靜觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭與接地觸頭之間或靜觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值至少高m%， 且 m%= 13% 16%。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭與接地觸頭之間或靜觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值高13% 16% ；所述動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，為動(dòng)觸頭與接地觸頭之間或靜觸頭與接地觸頭之間耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值的1. 13倍 1. 16倍。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭與靜觸頭的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述動(dòng)觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭與接地觸頭之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭與接地觸頭的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述靜觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變靜觸頭與接地觸頭之間的開(kāi)距和/或靜觸頭與接地觸頭的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述接地觸頭位于上絕緣殼和下絕緣殼之間，且接地觸頭環(huán)焊接在屏蔽筒的內(nèi)側(cè)壁上。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述靜觸頭、動(dòng)觸頭和接地觸頭均與所述真空室呈同軸布設(shè)，所述動(dòng)觸頭和靜觸頭均為圓餅狀，所述靜導(dǎo)電桿和所述動(dòng)導(dǎo)電桿為圓柱形桿件。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述上絕緣殼、下絕緣殼和屏蔽筒均為圓筒狀，接地端子固定在屏蔽筒的外側(cè)壁上，靜導(dǎo)電桿的后部密封固定在上法蘭上。上述一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征是所述靜觸頭、動(dòng)觸頭和接地觸頭環(huán)均由無(wú)氧銅或銅鉻合金材料制成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理，符合現(xiàn)行國(guó)際、國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.隔離斷口的絕緣性能安全可靠，斷開(kāi)標(biāo)志可靠。在保證在額定絕緣水平的同時(shí)， 真空開(kāi)關(guān)管的隔離斷口具有比接地?cái)嗫诘偷膿舸┓烹姼怕?，?dāng)真空度一旦降低即絕緣能力下降時(shí)，電擊穿首先發(fā)生在負(fù)荷端和接地端之間，能確保有可能誤觸及負(fù)荷端的維護(hù)人員的安全，也能將相間短路故障縮小為接地短路故障。真空開(kāi)關(guān)管不但不開(kāi)斷短路電流，電接觸面無(wú)電弧燒損，而且分、合閘無(wú)速度要求，不需要操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供超行程，所以動(dòng)觸頭與操動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿的機(jī)械連接近于剛性，行程同步，驅(qū)動(dòng)桿上的標(biāo)志能可靠地表示動(dòng)觸頭的位置狀態(tài)。3.應(yīng)用范圍廣泛。本發(fā)明不僅適用于在3. 6kV 40. 5kV的中壓開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，也可適用72. 5 kV 126 kV的高壓開(kāi)關(guān)領(lǐng)域以及IkV以下的低壓開(kāi)關(guān)領(lǐng)域。同時(shí)，也可以擴(kuò)展為具有負(fù)荷開(kāi)關(guān)功能的、具有短路關(guān)合能力的接地開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品。4.接線方式設(shè)計(jì)合理，靈活可變。本發(fā)明首先推廣采用以動(dòng)導(dǎo)電桿作為電源端且靜導(dǎo)電桿作為負(fù)荷端的接線方式。該接線方式有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是由于動(dòng)觸頭的外圓與屏蔽筒的內(nèi)圓之間的距離是不變的，由此確定此處為電擊穿部位，因而動(dòng)觸頭與接地觸頭之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)因隔離斷口開(kāi)距的變化而改變，電擊穿性能穩(wěn)定可靠。因而，此種接線方式不僅接線方便，能大大縮小開(kāi)關(guān)柜的尺寸，且耐受電場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)整簡(jiǎn)便。同時(shí)，本發(fā)明也可以采用與常規(guī)真空滅弧管相同(即以靜導(dǎo)電桿作為電源端且動(dòng)導(dǎo)電桿作為負(fù)荷端)的接線方式。此種接線方式下，靜觸頭與動(dòng)觸頭間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度須要高于靜觸頭與接地觸頭間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。但是，由于隔離斷口和接地?cái)嗫诘拈_(kāi)距是由操作機(jī)構(gòu)來(lái)決定的且是能變化的，一旦操作機(jī)構(gòu)失效，因而會(huì)造成靜觸頭與動(dòng)觸頭間耐受電場(chǎng)強(qiáng)度的不確定性，電擊穿部位有可能首先發(fā)生靜觸頭與動(dòng)觸頭之間，繼而會(huì)形成相內(nèi)貫通短路故障，并且危及有可能誤觸及負(fù)荷端的維護(hù)人員的安全。5.經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，推廣前景好。本發(fā)明產(chǎn)品與真空滅弧室一道使用，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的全真空化、小型化、固體絕緣化，取代有害環(huán)境的六氟化硫充氣開(kāi)關(guān)柜。綜上所述，本發(fā)明具有技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理、符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)緊湊、電壽命和機(jī)械壽命長(zhǎng)、安全可靠高、應(yīng)用范圍廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、推廣前景好等優(yōu)點(diǎn)，其在實(shí)現(xiàn)接通、隔離和接地三功能的同時(shí)，能在機(jī)理和結(jié)構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)當(dāng)其真空度一旦降低即絕緣能力下降時(shí)，電擊穿首先發(fā)生在負(fù)荷端和接地端之間，將漏電流、短路電流流入大地，能確保有可能誤觸及負(fù)荷端的維護(hù)人員的安全，使用戶(hù)相信真空隔離斷口具有同空氣和六氟化硫隔離斷口同樣的安全可靠性。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明ι-靜導(dǎo)電桿；2-上端蓋；3-上絕緣殼
4-靜觸頭；5-接地觸頭；6-下絕緣殼
7-波紋管；8-下端蓋；9-導(dǎo)向套；
10-動(dòng)導(dǎo)電桿；11-動(dòng)觸頭；12-接地端子
13-接地觸頭環(huán)；14-屏蔽筒。
具體實(shí)施例 如圖1、圖2所示，本發(fā)明由內(nèi)部帶密閉空腔的真空室以及安裝在所述真空室內(nèi)的靜觸頭組件、動(dòng)觸頭組件和接地觸頭5組成，所述真空室從上至下由上端蓋2、上絕緣殼3、 屏蔽筒14、下絕緣殼6和下端蓋8依次連接組成。所述靜觸頭組件包括靜導(dǎo)電桿1和安裝在靜導(dǎo)電桿1前端部的靜觸頭4且靜觸頭4與靜導(dǎo)電桿1電連接，所述動(dòng)觸頭組件包括動(dòng)導(dǎo)電桿10和安裝在動(dòng)導(dǎo)電桿10前端部的動(dòng)觸頭11且動(dòng)觸頭11與動(dòng)導(dǎo)電桿10電連接，所述靜導(dǎo)電桿1的后部安裝在上端蓋2上，所述動(dòng)導(dǎo)電桿10上套裝有導(dǎo)向套9，動(dòng)導(dǎo)電桿10通過(guò)套裝在其上的波紋管7安裝在下端蓋8上，且動(dòng)導(dǎo)電桿10的后部自所述真空室伸出并與帶動(dòng)其在真空室內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)相接。所述動(dòng)觸頭11和靜觸頭4上均對(duì)應(yīng)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面。所述接地觸頭5包括與動(dòng)觸頭11配合使用的接地觸頭環(huán)13和與接地觸頭環(huán)13電連接的接地端子12，動(dòng)觸頭11位于靜觸頭4和接地觸頭環(huán)13之間，且動(dòng)觸頭11和接地觸頭環(huán)13上均對(duì)應(yīng)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面。 所述動(dòng)觸頭組件為電源端或負(fù)荷端，且靜觸頭組件相應(yīng)為負(fù)荷端或電源端。所述動(dòng)觸頭11 通過(guò)所述操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)在靜觸頭4和接地觸頭環(huán)13之間做直線往返運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸頭11運(yùn)動(dòng)至與靜觸頭4接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接通位置；當(dāng)動(dòng)觸頭11運(yùn)動(dòng)至與接地觸頭環(huán)13接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接地位置；當(dāng)所述動(dòng)觸頭11與靜觸頭4 和接地觸頭環(huán)13均處于完全斷開(kāi)位置時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置，且此時(shí)動(dòng)觸頭11 與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高于動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間或靜觸頭4與接地觸頭 5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。耐受電場(chǎng)強(qiáng)度為絕緣介質(zhì)所能承受的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值，當(dāng)作用在絕緣介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度(即作用電場(chǎng)強(qiáng)度)高于耐受電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，絕緣介質(zhì)便會(huì)被擊穿；而當(dāng)作用在絕緣介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度低于耐受電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，絕緣介質(zhì)便不會(huì)被擊穿。如果因某種原因(如真空室漏氣、開(kāi)距縮小等)造成耐受電場(chǎng)強(qiáng)度降低，盡管原允許的作用電場(chǎng)強(qiáng)度不變，絕緣介質(zhì)仍會(huì)被擊穿。同時(shí)，為保證額定絕緣水平，隔離斷口間和接地?cái)嗫陂g耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值的大小應(yīng)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的絕緣配合關(guān)系相協(xié)調(diào)。實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)采用的進(jìn)出線接線方式為所述動(dòng)觸頭組件為電源端且靜觸頭組件相應(yīng)為負(fù)荷端，且當(dāng)動(dòng)觸頭11與靜觸頭4和接地觸頭環(huán)13均處于完全斷開(kāi)位置時(shí)， 真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置，此時(shí)動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高于動(dòng)觸頭 11與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)采用的進(jìn)出線接線方式為所述動(dòng)觸頭組件為負(fù)荷端且靜觸頭組件相應(yīng)為電源端，且當(dāng)動(dòng)觸頭11與靜觸頭4和接地觸頭環(huán)13均處于完全斷開(kāi)位置時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置，此時(shí)動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高于靜觸頭4與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。實(shí)際接線時(shí)，以動(dòng)導(dǎo)電桿10作為電源端或負(fù)荷端，且以靜導(dǎo)電桿1作為負(fù)荷端或電源端。實(shí)際加工制作時(shí)，對(duì)于3. 6kV 4 0.5kV中壓范圍的真空開(kāi)關(guān)管來(lái)說(shuō)，所述動(dòng)觸頭 11與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間或靜觸頭4與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值至少高m%，且m%= 13% 16%。實(shí)際使用時(shí)，所述動(dòng)觸頭11靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭 11與靜觸頭4之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭11與靜觸頭4的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述動(dòng)觸頭 11與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭11與接地觸頭5的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述靜觸頭4與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變靜觸頭4與接地觸頭5之間的開(kāi)距和/或靜觸頭4與接地觸頭 5的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。因而，實(shí)際對(duì)真空開(kāi)關(guān)管內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)改變動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭11與靜觸頭4的形狀，對(duì)動(dòng)觸頭11與靜觸頭4 之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行調(diào)整；同理，通過(guò)改變動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間的開(kāi)距和 /或動(dòng)觸頭11與接地觸頭5的形狀，對(duì)動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行調(diào)整；通過(guò)改變靜觸頭4與接地觸頭5之間的開(kāi)距和/或靜觸頭4與接地觸頭5的形
7狀，對(duì)靜觸頭4與接地觸頭5之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行調(diào)整。綜上，實(shí)際對(duì)動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間(即隔離斷口)的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值和動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間或靜觸頭4與接地觸頭5之間(即接地?cái)嗫?的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行調(diào)整時(shí)，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 311.1《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》中所規(guī)定的隔離斷口與接地?cái)嗫诘睦纂姏_擊耐受電壓值所存在的絕緣配合關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。且對(duì)耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行調(diào)整時(shí)，通過(guò)改變電極的形狀和相關(guān)電極之間的開(kāi)距來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)調(diào)整前后耐受電場(chǎng)強(qiáng)度和雷電沖擊耐受電壓值進(jìn)行測(cè)定時(shí)，須通過(guò)反復(fù)的CAE電場(chǎng)仿真軟件分析和樣機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 311.1《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》中，隔離斷口與接地?cái)嗫诘睦纂姏_擊耐壓存在著一定的絕緣配合關(guān)系。例如12kV真空開(kāi)關(guān)管的隔離斷口的雷電沖擊耐壓比接地?cái)嗫诘睦纂姏_擊耐壓高13.3%，24kV和40. 5kV真空開(kāi)關(guān)管的隔離斷口的雷電沖擊耐壓比接地?cái)嗫诘睦纂姏_擊耐壓約高16%，平均高15%。于是，對(duì)于電壓為3.6kV 40. 5kV的中壓真空開(kāi)關(guān)管，隔離斷口的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值比接地?cái)嗫诘睦纂姏_擊耐壓值至少要高m%，且m%= 13% 16%，實(shí)際加工時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)隔離斷口間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高出接地?cái)嗫诘姆颠M(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，但過(guò)高會(huì)加大真空開(kāi)關(guān)管的成本。所述靜觸頭4、接地觸頭環(huán)13、動(dòng)觸頭11和屏蔽筒14的截面積、形狀以及對(duì)應(yīng)觸頭之間開(kāi)距的確定，不但要滿(mǎn)足通過(guò)的額定電流、額定短時(shí)電流的要求，同時(shí)也要滿(mǎn)足絕緣配合關(guān)系的要求。通過(guò)電場(chǎng)仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，確保隔離斷口間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值比接地?cái)嗫陂g的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值至少高13% 16%。本實(shí)施例中，所述動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間(即隔離斷口)的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間或靜觸頭4與接地觸頭5之間(即接地?cái)嗫? 的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值高13% 16%;也就是說(shuō)，所述動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，為動(dòng)觸頭11與接地觸頭5之間或靜觸頭4與接地觸頭5之間耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值的1. 13 倍 1. 16倍。本實(shí)施例中，所述接地觸頭5位于上絕緣殼3和下絕緣殼6之間，且接地觸頭環(huán)13 焊接在屏蔽筒14的內(nèi)側(cè)壁上。所述靜觸頭4、動(dòng)觸頭11和接地觸頭5均與所述真空室呈同軸布設(shè)，所述動(dòng)觸頭11和靜觸頭4均為圓餅狀，所述靜導(dǎo)電桿1和所述動(dòng)導(dǎo)電桿10為圓柱形桿件。所述上絕緣殼3、下絕緣殼6和屏蔽筒14均為圓筒狀，接地端子12固定在屏蔽筒 14的外側(cè)壁上，靜導(dǎo)電桿1的后部密封固定在上法蘭2上。所述靜觸頭4焊接固定在靜導(dǎo)電桿1上，所述動(dòng)觸頭U焊接固定在動(dòng)導(dǎo)電桿10上。所述動(dòng)觸頭11通過(guò)操作機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)在靜觸頭4和接地觸頭環(huán)13之間做直線往返運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸頭11運(yùn)動(dòng)至與靜觸頭4接觸時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接通位置；當(dāng)動(dòng)觸頭11運(yùn)動(dòng)至與接地觸頭環(huán)13接觸時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接地位置；當(dāng)動(dòng)觸頭11、靜觸頭4與接地觸頭環(huán)13均處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)且處于規(guī)定的絕緣開(kāi)距時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置。本實(shí)施例中，所述動(dòng)導(dǎo)電桿10為電源端，靜導(dǎo)電桿1為負(fù)荷端。也就是說(shuō)，實(shí)際接線時(shí)，動(dòng)導(dǎo)電桿10與供電電源的電源輸出端相接，靜導(dǎo)電桿1與負(fù)荷設(shè)備的供電端相接。所述動(dòng)觸頭11和靜觸頭4之間存在的絕緣間隙形成真空開(kāi)關(guān)管的隔離斷口，動(dòng)觸頭11和接地觸頭環(huán)5之間存在的絕緣間隙形成真空開(kāi)關(guān)管的接地?cái)嗫?，所述隔離斷口間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值大于接地?cái)嗫陂g的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值。本實(shí)施例中，由于所述動(dòng)觸頭11和靜觸頭4均為圓餅狀，且接地觸頭環(huán)13為圓環(huán)狀觸頭，則動(dòng)觸頭11的外圓邊線與屏蔽筒14的內(nèi)圓邊線之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，大于動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值。也就是說(shuō)，所制作的真空開(kāi)關(guān)管內(nèi)部，動(dòng)觸頭11 的外圓邊線與屏蔽筒14的內(nèi)圓邊線之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值最大。實(shí)際加工制作時(shí)，所述接地觸頭5上所設(shè)置的接觸面需能承受真空開(kāi)關(guān)管處于接地狀態(tài)時(shí)的接地短路電流，接地觸頭環(huán)5的截面積應(yīng)能承受規(guī)定的接地短路電流，且接地觸頭環(huán)5的截面積可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3906《3. 6 40. 5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》中附錄D的公式來(lái)確定。實(shí)際加工時(shí)，所述靜觸頭4、動(dòng)觸頭11和接地觸頭環(huán)13均由無(wú)氧銅或銅鉻合金材料制成。上絕緣殼3和下絕緣殼6的材料和形狀、長(zhǎng)度，決定了真空開(kāi)關(guān)管的外絕緣性能。 上絕緣殼3和下絕緣殼6的材料為陶瓷或玻璃。當(dāng)真空開(kāi)關(guān)管用于固體絕緣封裝結(jié)構(gòu)時(shí)， 其外表面為光的；空氣絕緣結(jié)構(gòu)時(shí)，其外表面應(yīng)為具有足夠爬電比距的波紋狀傘裙。由于無(wú)氧銅的導(dǎo)電能力勝于銅鉻合金，而銅鉻合金的抗熔焊能力勝于無(wú)氧銅，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)短路耐受電流的大小以及是否具備關(guān)合接地短路功能來(lái)確定。本實(shí)施例中，靜觸頭4和動(dòng)觸頭11由銅鉻合金材料制成，靜導(dǎo)電桿1、動(dòng)導(dǎo)電桿10、接地觸頭環(huán)13和屏蔽筒14均由無(wú)氧銅材料制成。本實(shí)施例中，動(dòng)觸頭11與靜觸頭4、接地觸頭環(huán)13之間的電接觸形式均為宏觀上的面接觸。當(dāng)本發(fā)明僅作為隔離開(kāi)關(guān)使用時(shí)，動(dòng)觸頭11與靜觸頭4之間只通過(guò)電流而不開(kāi)斷電流。由于不設(shè)置磁場(chǎng)線圈，所以導(dǎo)流路徑短，回路電阻小。接地端子12應(yīng)能與開(kāi)關(guān)柜的接地端相連接，連接應(yīng)方便可靠。屏蔽筒14的兩端同上絕緣殼3和下絕緣殼6的焊接部位， 應(yīng)能保證真空開(kāi)關(guān)管的氣密性，同時(shí)應(yīng)能承受接地合閘時(shí)的作用力。另外，屏蔽筒14還具有對(duì)開(kāi)關(guān)管內(nèi)部電場(chǎng)進(jìn)行均勻電場(chǎng)的作用，因而增強(qiáng)了隔離斷口和接地?cái)嗫陂g的絕緣穩(wěn)定性。具體加工時(shí)，靜導(dǎo)電桿1和波紋管7分別焊接在上法蘭2和下法蘭8上，動(dòng)導(dǎo)電桿 10和波紋管7相焊接。所述上絕緣殼3和下絕緣殼6)的外表面長(zhǎng)度，應(yīng)滿(mǎn)足外絕緣或界面絕緣的要求。所述接地端子11安裝在屏蔽筒14的外側(cè)壁上，且接地端子11應(yīng)能與金屬封閉式開(kāi)關(guān)設(shè)備的接地端相連接，連接方便可靠。所述屏蔽筒14的左右兩端同上絕緣殼3和下絕緣殼6緊密連接，且應(yīng)能保證真空開(kāi)關(guān)管的氣密性，同時(shí)由上絕緣殼3、屏蔽筒14和下絕緣殼6組成的真空室本身抗沖擊強(qiáng)度較大，能承受接地合閘時(shí)的作用力。綜上，本實(shí)施例中，本發(fā)明的真空室結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)有的真空滅弧管一樣，具有相同的中封結(jié)構(gòu)形式和一次封排工藝，不同的是在上絕緣殼3和下絕緣殼6的中封部位，增加了接地觸頭5。接地觸頭5的接地觸頭環(huán)13上有與動(dòng)觸頭11對(duì)接的電接觸面，接地觸頭環(huán) 13和屏蔽筒14呈“T”狀中空結(jié)構(gòu)，動(dòng)導(dǎo)電桿10從接地觸頭環(huán)13的中心穿過(guò)。同時(shí)，采用以動(dòng)導(dǎo)電桿10作為電源端，靜導(dǎo)電桿1作為負(fù)荷端的接線方式。對(duì)于12kV的真空開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其相間、相對(duì)地的雷電沖擊耐壓為75 kV，隔離斷口的雷電沖擊耐壓為85 kV，通過(guò)多次改變各觸頭的直徑、外部圓角的大小以及它們的相關(guān)距離、開(kāi)距后并進(jìn)行電場(chǎng)分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，最后確定接地?cái)嗫诘拈_(kāi)距為9mm，隔離斷口的開(kāi)距為11mm，動(dòng)觸頭4的外圓與屏蔽筒14的內(nèi)圓之間的距離為9. 3 mm ；接地?cái)嗫诘哪褪茈妶?chǎng)強(qiáng)度值為11.6kV/mm，隔離斷口的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值為23kV/mm，比接地?cái)嗫诘母?2%。高達(dá)9 2%的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度差值能確保一旦真空開(kāi)關(guān)管發(fā)生漏氣，電擊穿必然首先發(fā)生在動(dòng)觸頭11和接地觸頭5之間，負(fù)荷端的漏電流將流入大地。隨著故障的擴(kuò)大，漏電流將有可能發(fā)展為短路事故，動(dòng)觸頭11和接地觸頭5以及靜觸頭4三個(gè)電極將全部被電弧短路，由于接地觸頭5具有一定的通流能力，則短路電流流入大地，此時(shí)負(fù)荷端上僅有對(duì)地是極低的電弧電壓。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，由內(nèi)部帶密閉空腔的真空室以及安裝在所述真空室內(nèi)的靜觸頭組件、動(dòng)觸頭組件和接地觸頭( 組成，所述真空室從上至下由上端蓋O)、上絕緣殼 (3)、屏蔽筒(14)、下絕緣殼(6)和下端蓋(8)依次連接組成；所述靜觸頭組件包括靜導(dǎo)電桿⑴和安裝在靜導(dǎo)電桿⑴前端部的靜觸頭⑷且靜觸頭⑷與靜導(dǎo)電桿⑴電連接， 所述動(dòng)觸頭組件包括動(dòng)導(dǎo)電桿(10)和安裝在動(dòng)導(dǎo)電桿(10)前端部的動(dòng)觸頭(11)且動(dòng)觸頭(11)與動(dòng)導(dǎo)電桿(10)電連接，所述靜導(dǎo)電桿⑴的后部安裝在上端蓋⑵上，所述動(dòng)導(dǎo)電桿(10)上套裝有導(dǎo)向套(9)，動(dòng)導(dǎo)電桿(10)通過(guò)套裝在其上的波紋管(7)安裝在下端蓋 (8)上，且動(dòng)導(dǎo)電桿(10)的后部自所述真空室伸出并與帶動(dòng)其在真空室內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)相接；所述動(dòng)觸頭(11)和靜觸頭(4)上均對(duì)應(yīng)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面，其特征在于所述接地觸頭(5)包括與動(dòng)觸頭(10)配合使用的接地觸頭環(huán)(13)和與接地觸頭環(huán)(1 電連接的接地端子(12)，動(dòng)觸頭(11)位于靜觸頭(4)和接地觸頭環(huán)(13) 之間，且動(dòng)觸頭(11)和接地觸頭環(huán)(1 上均對(duì)應(yīng)置有實(shí)現(xiàn)二者間電連接的電接觸面；所述動(dòng)觸頭組件為電源端或負(fù)荷端，且靜觸頭組件相應(yīng)為負(fù)荷端或電源端；所述動(dòng)觸頭(11)通過(guò)操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)在靜觸頭(4)和接地觸頭環(huán)不(13)之間做直線往返運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸頭(11) 運(yùn)動(dòng)至與靜觸頭(4)接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接通位置；當(dāng)動(dòng)觸頭(11)運(yùn)動(dòng)至與接地觸頭環(huán)(13)接觸并實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于接地位置；當(dāng)所述動(dòng)觸頭(11) 與靜觸頭(4)和接地觸頭環(huán)(13)均處于完全斷開(kāi)位置時(shí)，真空開(kāi)關(guān)管處于斷開(kāi)隔離位置， 且此時(shí)動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭(4)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度高于動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭(5)之間或靜觸頭(4)與接地觸頭( 之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭(4)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭(5)之間或靜觸頭(4)與接地觸頭(5)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值至少高m%，且m%= 1 3% 1 6%。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭(4)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，比動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭( 之間或靜觸頭(4)與接地觸頭(5)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值高1 3% 1 6% ；所述動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭⑷之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值，為動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭( 之間或靜觸頭(4)與接地觸頭( 之間耐受電場(chǎng)強(qiáng)度值的1. 13倍 1. 16倍。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述動(dòng)觸頭 (11)與靜觸頭⑷之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭⑷之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭(11)與靜觸頭的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭 (5)之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭( 之間的開(kāi)距和/或動(dòng)觸頭(11)與接地觸頭( 的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述靜觸頭(4)與接地觸頭( 之間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大小，通過(guò)改變靜觸頭⑷與接地觸頭(5)之間的開(kāi)距和/或靜觸頭⑷與接地觸頭(5)的形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述接地觸頭 (5)位于上絕緣殼(3)和下絕緣殼(6)之間，且接地觸頭環(huán)(13)焊接在屏蔽筒(14)的內(nèi)側(cè)壁上。
6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述靜觸頭 G)、動(dòng)觸頭(11)和接地觸頭( 均與所述真空室呈同軸布設(shè)，所述動(dòng)觸頭(11)和靜觸頭⑷均為圓餅狀，所述靜導(dǎo)電桿⑴和所述動(dòng)導(dǎo)電桿(10)為圓柱形桿件。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述上絕緣殼(3)、下絕緣殼(6)和屏蔽筒(14)均為圓筒狀，接地端子(12)固定在屏蔽筒(14)的外側(cè)壁上，靜導(dǎo)電桿(1)的后部密封固定在上法蘭( 上。
8.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，其特征在于所述靜觸頭 G)、動(dòng)觸頭(11)和接地觸頭環(huán)(1 均由無(wú)氧銅或銅鉻合金材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三工位真空開(kāi)關(guān)管，包括真空室、靜觸頭組件、動(dòng)觸頭組件和接地觸頭，接地觸頭包括接地觸頭環(huán)和與接地觸頭環(huán)電連接的接地端子，動(dòng)觸頭通過(guò)操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)在靜觸頭和接地觸頭環(huán)間做直線往返運(yùn)動(dòng)；當(dāng)動(dòng)觸頭與靜觸頭和接地觸頭環(huán)均處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，動(dòng)觸頭與靜觸頭間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度大于動(dòng)觸頭或靜觸頭與接地觸頭間的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)接通、隔離及接地三工位功能的同時(shí)，不但具有結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、電壽命和機(jī)械壽命長(zhǎng)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，而且當(dāng)真空度一旦降低時(shí)，電擊穿首先發(fā)生在負(fù)荷端和接地端間，將漏電流、短路電流流入大地，確保可能誤觸及負(fù)荷端的維護(hù)人員安全，安全可靠性高。
文檔編號(hào)H01H33/66GK102157297SQ201110055298
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者楊艷敏, 王巖, 王德杉, 王志超, 達(dá)利科 申請(qǐng)人:西安森源開(kāi)關(guān)技術(shù)研究所有限公司