接地開關(guān)觸頭及具有其的直動插接式接地開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高壓開關(guān)柜設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種接地開關(guān)觸頭及具有其的直動插接式接地開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，接地開關(guān)具備有短路關(guān)合的需要。接地開關(guān)合閘操作時，因系統(tǒng)中存在“預(yù)伏性短路故障”現(xiàn)象，要求接開關(guān)合閘過程能夠承受關(guān)合短路負荷。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB1985-2004規(guī)定，具有短路電流關(guān)合能力的El級接地開關(guān)，不論電壓等級如何應(yīng)經(jīng)受2次短路關(guān)合操作。對于額定電壓40.5kV及以下具有短路關(guān)合電流能力的E2級接地開關(guān)，短路關(guān)合操作次數(shù)增加到5次。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的直動插接式接地開關(guān)，其大電流的關(guān)合效果并不理想，很難實現(xiàn)接地短路關(guān)合的目的。目前改善接地開關(guān)關(guān)合操作能力的主要措施是通過提高關(guān)合速度來降低預(yù)擊穿開距，預(yù)擊穿開距為擊穿發(fā)生時的觸頭開距，預(yù)擊穿開距越大，燃弧時間越長，電弧能量越大，成功關(guān)合的可能性越低。但上述提高關(guān)合速度的方法要求接地開關(guān)需配置更高動力型操動機構(gòu)。接地關(guān)合速度達到5m/s以上的速度范圍時才實現(xiàn)短路關(guān)合的要求，這對僅具有一般操作功的直動插接式接地開關(guān)操動機構(gòu)來講是很難實現(xiàn)的。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種接地開關(guān)觸頭及具有其的直動插接式接地開關(guān)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的直動插接式接地開關(guān)難以實現(xiàn)大電流關(guān)合的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種接地開關(guān)觸頭，包括:靜端觸頭電極和動端觸頭電極，靜端觸頭電極固定設(shè)置，動端觸頭電極沿靜端觸頭電極的軸向可移動的設(shè)置，并具有與靜端觸頭電極相互嵌套的導(dǎo)通位置以及與靜端觸頭電極相互分離的斷開位置，接地開關(guān)觸頭還包括磁控裝置，磁控裝置包括:多個第一切槽，多個第一切槽設(shè)置在靜端觸頭電極的側(cè)壁上并用于改變電流方向，各第一切槽包括第一橫槽和第一延伸槽，第一橫槽沿靜端觸頭電極的周向方向延伸，第一延伸槽的第一端連接在第一橫槽的一端，第一延伸槽的第二端朝向動端觸頭電極延伸；多個第二切槽，多個第二切槽設(shè)置在動端觸頭電極的側(cè)壁上并用于改變電流方向，各第二切槽包括第二橫槽和第二延伸槽，第二橫槽沿動端觸頭電極的周向方向延伸，第二延伸槽的第一端連接在第二橫槽的一端，第二延伸槽的第二端朝向靜端觸頭電極延伸。
[0006]進一步地，第一延伸槽沿靜端觸頭電極的軸向延伸，第二延伸槽沿動端觸頭電極的軸向延伸。
[0007]進一步地，靜端觸頭電極為靜導(dǎo)電筒。
[0008]進一步地，多個第一切槽貫通靜端觸頭電極的側(cè)壁以將靜端觸頭電極的側(cè)壁上分割出多個第一導(dǎo)流體。
[0009]進一步地，動端觸頭電極還包括內(nèi)筒，多個第二切槽貫通動端觸頭電極的側(cè)壁以將動端觸頭電極的側(cè)壁分割處多個第二導(dǎo)流體。
[0010]進一步地，第一切槽還包括第一導(dǎo)流槽，第一橫槽的兩端連分別連接在第一導(dǎo)流槽的一端和第一延伸槽的一端，第一導(dǎo)流槽和第一延伸槽之間相互平行并錯位設(shè)置。
[0011]進一步地，第二切槽包括第二導(dǎo)流槽，第二橫槽的兩端連分別連接在第二導(dǎo)流槽的一端和第二延伸槽的一端，第二導(dǎo)流槽和第二延伸槽之間相互平行并錯位設(shè)置。
[0012]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種直動插接式接地開關(guān)，包括接地開關(guān)觸頭，接地開關(guān)觸頭為上述的接地開關(guān)觸頭。
[0013]應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，在接地開關(guān)觸頭上設(shè)置有磁控裝置，磁控裝置為設(shè)置在靜端觸頭電極的第一切槽和設(shè)置在動端觸頭電極的第二切槽。第一切槽和第二切槽用于改變流經(jīng)靜端觸頭電極和動端觸頭電極的電流的方向，第一切槽包括第一橫槽和第一延伸槽，第二切槽包括第二橫槽和第二延伸槽。磁控裝置配置為動端觸頭電極由斷開位置向?qū)ㄎ恢们袚Q產(chǎn)生預(yù)擊穿電弧時，電弧電流通過靜端觸頭電極和動端觸頭電極，經(jīng)延伸槽導(dǎo)向后流向第一橫槽和第二橫槽，第一橫槽和第二橫槽將電流的流向由垂直流向改為水平流向。靜端觸頭電極的水平電流和動端觸頭電極的水平電流互相作用，并在靜端觸頭電極和動端觸頭電極的間隙產(chǎn)生垂直于預(yù)擊穿電弧的橫向磁場，進而對預(yù)擊穿電弧產(chǎn)生橫向磁吹作用。橫向磁吹作用能夠使得預(yù)擊穿電弧在觸頭表面快速圓周跑弧運動，減少了觸頭的集中燒蝕，避免大電流關(guān)合時因觸頭局部表面過熱熔化而導(dǎo)致的觸頭熔焊，降低電弧能量，同時抑制電弧收縮，減小關(guān)合電動斥力。上述磁控裝置產(chǎn)生的橫向磁場能夠降低預(yù)擊穿電弧能量，進而降低接地開關(guān)的關(guān)合速度要求，使接地開關(guān)更加容易實現(xiàn)大電流關(guān)合。因此本實用新型的技術(shù)方案能夠有效的解決現(xiàn)有技術(shù)的直動插接式接地開關(guān)難以實現(xiàn)大電流關(guān)合的問題。
【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了根據(jù)本實用新型的接地開關(guān)觸頭的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2示出了圖1的接地開關(guān)觸頭的靜端觸頭電極的立體示意圖；
[0017]圖3示出了圖2的靜端觸頭電極的縱剖示意圖；
[0018]圖4示出了圖1的接地開關(guān)觸頭的動端觸頭電極的立體示意圖；
[0019]圖5示出了圖4的動端觸頭電極的縱剖示意圖；
[0020]圖6示出了圖1的接地開關(guān)觸頭在工作狀態(tài)下預(yù)擊穿電弧產(chǎn)生時電流流向與磁場控制不意圖；
[0021]圖7示出了圖6接地開關(guān)觸頭產(chǎn)生縱向磁場的原理示意圖；
[0022]圖8示出了根據(jù)本實用新型的直動插接式接地開關(guān)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0024]10、靜端觸頭電極；11、靜導(dǎo)電筒；12、第一導(dǎo)流體；20、動端觸頭電極；21、內(nèi)筒；22、第二導(dǎo)流體；30、磁控裝置；31、第一切槽；311、第一橫槽；312、第一延伸槽；313、第一導(dǎo)流槽；32、第二切槽；321、第二橫槽；322、第二延伸槽；323、第二導(dǎo)流槽。
【具體實施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0026]在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)直動插接式接地開關(guān)的觸頭設(shè)計還缺乏對電極觸頭間隙的磁場對預(yù)擊穿電弧影響的考慮，未能將磁場的磁吹作用成功應(yīng)用到接地開關(guān)關(guān)合操作上，接地開關(guān)成功關(guān)合短路電流仍然存在困難。
[0027]本申請的發(fā)明人首次將磁場對電弧的磁吹效應(yīng)應(yīng)用到直插式接地開關(guān)中。通過磁場對預(yù)擊穿電弧的橫向磁吹效應(yīng)或縱向磁吹效應(yīng)，抑制預(yù)擊穿電弧收縮，降低預(yù)擊穿電弧能量，減輕預(yù)擊穿電弧對開關(guān)設(shè)備電弧燒蝕，避免因觸頭局部表面過熱熔化而導(dǎo)致的觸頭恪焊，進而提尚接地開關(guān)對大電流的開合能力。
[0028]如圖1所示，本實施例的接地開關(guān)觸頭包括靜端觸頭電極10、動端觸頭電極20以及磁控裝置30，靜端觸頭電極10固定設(shè)置，動端觸頭電極20沿靜端觸頭電極10的軸向可移動的設(shè)置，并具有與靜端觸頭電極10相互嵌套的導(dǎo)通位置以及與靜端觸頭電極10相互分離的斷開位置。磁控裝置包括多個第一切槽31和多個第二切槽32，多個第一切槽31設(shè)置在靜端觸頭電極10的側(cè)壁上并用于改變電流方向，多個第二切槽32設(shè)置在動端觸頭電極20的側(cè)壁上并用于改變電流方向。第一切槽31包括第一橫槽311和第一延伸槽312，第一橫槽311沿靜端觸頭電極10的周向方向延伸，第一延伸槽312的第一端連接在第一橫槽311的一端，第一延伸槽312的第二端朝向靜端觸頭電極10延伸。第二切槽32包括第二橫槽321和第二延伸槽322，第二橫槽321沿動端觸頭電極20的周向方向延伸，第二延伸槽322的第一端連接在第二橫槽321的一端，第二延伸槽322的第二端朝向靜端觸頭電極10延伸ο
[0029]應(yīng)用本實施例的技術(shù)方案，在接地開關(guān)觸頭上設(shè)置有磁控裝置30，磁控裝置30為設(shè)置在靜端觸頭電極10的第一切槽31和設(shè)置在動端觸頭電極20的第二切槽32。第一切槽31和第二切槽32用于改變流經(jīng)靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的電流的方向，第一切槽31包括第一橫槽311和第一延伸槽312，第二切槽32包括第二橫槽321和第二延伸槽322。磁控裝置30配置為動端觸頭電極20由斷開位置向?qū)ㄎ恢们袚Q產(chǎn)生預(yù)擊穿電弧時，電弧電流通過靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20，經(jīng)第一延伸槽312和第二延伸槽322后流向第一橫槽311和第二橫槽321，第一橫槽311和第二橫槽321將電流的流向由垂直流向改為水平流向。靜端觸頭電極10的水平電流和動端觸頭電極20的水平電流互相作用，并在靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的間隙產(chǎn)生橫向磁場對預(yù)擊穿電弧產(chǎn)生橫向磁吹作用，提高接地開關(guān)關(guān)合時預(yù)擊穿電弧在觸頭表面的運動速度，降低預(yù)擊穿電弧能量，減輕預(yù)擊穿電弧對開關(guān)設(shè)備電弧燒蝕，進而降低接地開關(guān)的關(guān)合速度要求，使接地開關(guān)更加容易實現(xiàn)大電流關(guān)合。因此本實施例的技術(shù)方案能夠有效的解決現(xiàn)有技術(shù)的直動插接式接地開關(guān)難以實現(xiàn)大電流關(guān)合的問題。
[0030]在圖中未示出的實施方式中，通過調(diào)整第一橫槽和第一延伸槽的位置關(guān)系，以及調(diào)整第二橫槽和第二延伸槽的位置關(guān)系，磁控裝置也可以在靜端觸頭電極和動端觸頭電極20之間產(chǎn)生平行于預(yù)擊穿電弧的縱向磁場。縱向磁場對預(yù)擊穿電弧產(chǎn)生縱向磁吹作用，能夠抑制預(yù)擊穿電弧收縮，降低預(yù)擊穿電弧能量，減輕預(yù)擊穿電弧對開關(guān)設(shè)備電弧燒蝕，避免因觸頭局部表面過熱熔化而導(dǎo)致的觸頭熔焊，進而提高接地開關(guān)對大電流的開合能力。
[0031 ] 在本實施例中，靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的接觸端均焊接有觸頭片。觸頭片采用耐燒蝕鎢銅材料制成，能夠部分抵擋靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20之間產(chǎn)生預(yù)擊穿電弧的燒蝕，進而提高接地開關(guān)對大電流關(guān)合的能力。
[0032]如圖1所示，在本實施的技術(shù)方案中，第一延伸槽312沿靜端觸頭電極10的軸向延伸，第二延伸槽322沿動端觸頭電極20的軸向延伸。上述結(jié)構(gòu)工藝簡單，便于制造。
[0033]如圖2和圖3所示，在本實施例的技術(shù)方案中，靜端觸頭電極10為靜導(dǎo)電筒11。靜端觸頭電極10固定設(shè)置，動端觸頭電極20設(shè)置在靜端觸頭電極10的正上方，并且動端觸頭電極20可沿著軸向上下移動。當(dāng)接地開關(guān)完成關(guān)合操作時，動端觸頭電極20朝向靜端觸頭電極10運動，并且動端觸頭電極20穿設(shè)于靜導(dǎo)電