一种超高速机械开关及其开关断口及其开关触头制造技术

本发明专利技术提供一种超高速机械开关及其开关断口及其开关触头，该超高速机械开关包括壳体，壳体内设有第一、第二开关触头，壳体还有用于驱动分合闸的操动机构，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间绝缘，导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足：在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。本发明专利技术的超高速机械开关分合闸时间较短，能够满足使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种超高速机械开关及其开关断口及其开关触头
本专利技术涉及高压直流输电设备领域，尤其涉及一种超高速机械开关及其开关断口及其开关触头。
技术介绍
基于柔性直流输电技术的多端直流输电在欧洲、北美、中国等国家和地区得到越来越多的应用，尽管目前世界上已有数个多端直流输电系统投入了运行，但由于缺乏直流断路器，使得多端高压直流输电的可靠性、灵活性、连续性受到很大的限制，对其推广应用造成了严重障碍，也对未来直流电网的构建带来了极大的影响。高压直流断路器的缺乏已经成为影响世界构建未来直流电网的瓶颈问题，其研制工作已迫在眉睫。目前柔性直流及多端直流输电系统发生故障时，会产生很大的短路电流，并且故障电流上升非常快，需要直流断路器在极短的时间内完成开断。就电压等级为320kV直流侧电流上升速度为3.5kA/ms，假定正常运行线路上电流值为2kA，2ms后线路上的短路电流可以达到9kA，即一个能开端9kA电流的高压直流断路器必须在2ms的时间内快速动作，切断电流。现有的断路器真空灭弧室只能做到126kV等级以下，如果要满足200kV以上等级，必须多个真空灭弧室串联才能达到开断目的，这样对串联的多个真空灭弧室在控制开端的同步率上，具有较高的要求。技术成熟的200kV以上等级单断口断路器，只有六氟化硫灭弧室能够满足条件，而六氟化硫灭弧室也存在行程长、开断时间较长的问题，目前常规的六氟化硫断路器行程为二百毫米以上，开断时间为几十毫秒，远远达不到超高速开关的分合闸时间要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分合闸时间较短的超高速机械开关；同时，本专利技术还提供一种适用于该超高速机械开关的开关断口；本专利技术还提供了一种适用于该超高速开关的开关触头。本专利技术的超高速机械开关采用如下技术方案：一种超高速机械开关，包括绝缘壳体，所述绝缘壳体内部设有开关断口，所述开关断口包括第一开关触头和第二开关触头，所述绝缘壳体内设有用于驱动第一、第二开关触头分合闸的操动机构，在合闸时第一、第二开关触头均处于合闸位置，在分闸时第一、第二开关触头均处于分闸位置，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足两个条件：第一，在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；第二，在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。所述第一、第二开关触头上的导电金属件均通过绝缘连接件依次绝缘隔开，所述第二开关触头具有与第一开关触头的外周面吻合配合且供第一开关触头插入并于触头轴向相对移动实现分合闸的插接孔。所述第一、第二开关触头上的导电金属件和绝缘连接件均为圆管状，且第一开关触头和第二开关触头上的导电金属件的结构相同，第一开关触头和第二开关触头上的绝缘连接件结构相同，导电金属件的长度均大于绝缘连接件的长度。本专利技术的开关断口采用如下技术方案：一种开关断口，包括第一开关触头和第二开关触头，第一、第二开关触头在相应的操动机构的驱动下相对靠近或远离实现合闸或分闸，在合闸时第一、第二开关触头均处于合闸位置，在分闸时第一、第二开关触头均处于分闸位置，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足两个条件：第一，在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；第二，在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。所述第一、第二开关触头上的导电金属件均通过绝缘连接件依次绝缘隔开，所述第二开关触头具有与第一开关触头的外周面吻合配合且供第一开关触头插入并于触头轴向相对移动实现分合闸的插接孔。所述第一、第二开关触头上的导电金属件和绝缘连接件均为圆管状，且第一开关触头和第二开关触头上的导电金属件的结构相同，第一开关触头和第二开关触头上的绝缘连接件结构相同，导电金属件的长度均大于绝缘连接件的长度。本专利技术的开关触头采用如下技术方案：一种开关触头，包括触头本体，所述触头本体沿运动依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导电金属件具有跨接长度，该跨接长度满足两个条件：第一，在合闸位置时，该触头本体上的导电金属件能够跨接与该触头本体适配的触头本体上的相邻两个导电金属件；第二，在分闸位置时，该触头本体上的导电金属件的至少一端位于与其适配的触头本体上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处。所述触头本体上的导电金属件通过绝缘连接件依次绝缘间隔，所述导电金属件和绝缘连接件均为管状。所述触头本体上的各个导电金属件结构均相同，所述触头本体上的各个绝缘连接件结构均相同，且导电金属件的长度大于绝缘连接件的长度。本专利技术的超高速机械开关的开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足两个条件：第一，在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；第二，在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。本专利技术的这种开关在使用时，两个开关触头相互靠近或远离，开关触头上的导电金属件轴向位置相互交错时，第一开关触头上的导电金属件与对应的第二开关触头上的相邻两个导电金属件跨接，如此通过每个导电金属件的依次跨接，使得两个开关触头之间形成通流回路，即可实现合闸，在第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于第二开关触头上的两个导电金属件之间的间隔位置时，每两个相邻的导电金属件之间绝缘隔开，不能形成通流回路，此时即为分闸，这种分合闸原理以及开关结构使得两个开关触头只需移动极短的距离，即使第一开关触头上的导电金属件的一端离开或接触第二开关触头上的导电金属件的一端即可实现分闸或合闸，分合闸行程较短，分合闸所需时间也较短。进一步地，第一、第二开关触头上的导电金属件均通过绝缘连接件依次绝缘隔开，导电金属件通过绝缘连接件间隔连接提升了整个触头的强度，第一开关触头通过外周面与第二开关触头上的插接孔适配，两个触头同轴配合，提高了触头在分合闸运动时的稳定性。进一步地，第二开关拉杆的导电金属件和绝缘连接件均为圆管状结构，大大减轻了开关触头的重量，在操动机构提供的驱动力有限的情况下，最大的提升了开关触头的运动加速度，减少了分合闸时间，同时，管状结构使得触头的导电接触面为圆柱面，通流面积较大，因通流产生的电场也比较稳定和均匀。附图说明图1为本专利技术一种超高速机械开关的实施例的结构示意图；图2为图1中斥力操动机构Ⅰ的放大图；图3为图1中第一开关拉杆的结构示意图；图4为图1中第二开关拉杆的结构示意图；图5为分闸位置时开关断口处的示意图；图6为合闸位置时开关断口处的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高速机械开关，包括绝缘壳体，所述绝缘壳体内部设有开关断口，所述开关断口包括第一开关触头和第二开关触头，所述绝缘壳体内设有用于驱动第一第二开关触头分合闸的操动机构，在合闸时第一、第二开关触头均处于合闸位置，在分闸时第一、第二开关触头均处于分闸位置，其特征在于，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足两个条件：第一，在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；第二，在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。

【技术特征摘要】
1.一种超高速机械开关，包括绝缘壳体，所述绝缘壳体内部设有开关断口，所述开关断口包括第一开关触头和第二开关触头，所述绝缘壳体内设有用于驱动第一第二开关触头分合闸的操动机构，在合闸时第一、第二开关触头均处于合闸位置，在分闸时第一、第二开关触头均处于分闸位置，其特征在于，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导电金属件具有跨接长度，该跨接长度使满足两个条件：第一，在合闸位置时，第一开关触头上的导电金属件依次跨接与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件并实现第一、第二开关触头的导通；第二，在分闸位置时，第一开关触头上的导电金属件的至少一端位于与其适配的第二开关触头上的相邻两个导电金属件之间的间隔位置处并实现第一、第二开关触头的开断。2.根据权利要求1所述的超高速机械开关，其特征在于，所述第一、第二开关触头上的导电金属件均通过绝缘连接件依次绝缘隔开，所述第二开关触头具有与第一开关触头的外周面吻合配合且供第一开关触头插入并于触头轴向相对移动实现分合闸的插接孔。3.根据权利要求2所述的超高速机械开关，其特征在于，所述第一、第二开关触头上的导电金属件和绝缘连接件均为圆管状，且第一开关触头和第二开关触头上的导电金属件的结构相同，第一开关触头和第二开关触头上的绝缘连接件结构相同，导电金属件的长度均大于绝缘连接件的长度。4.一种开关断口，包括第一开关触头和第二开关触头，第一、第二开关触头在相应的操动机构的驱动下相对靠近或远离实现合闸或分闸，在合闸时第一、第二开关触头均处于合闸位置，在分闸时第一、第二开关触头均处于分闸位置，其特征在于，第一、第二开关触头上沿运动方向依次间隔设有导电金属件，每相邻两个导电金属件之间的间隔位置处绝缘，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：程铁汉，张友鹏，马志华，胡延涛，孙珂珂，门博，赵晓民，刘畅，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，国家电网公司，华北电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41