CN209561266U - 一种铁路牵引变高压接地开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路牵引变高压接地开关。包括接地开关极柱、安装板、操动机构、接地铜件、接地刀、导电铜件、半导电屏蔽层、半导电缓冲层、绝缘层。接地开关极柱和操动机构位于安装板的两侧，操动机构通过丝杆与接地刀内的丝牙配合，驱动接地刀直线运动。导电体与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层，并与壳体连接。导电体连接处均设有均匀件，消除局部尖端放电现象。本实用新型缩小了开关的体积；降低了产品的局部放电量，提高了产品的寿命，提高了可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路牵引变高压接地开关。
背景技术
随着中国经济的持续发展，铁道运输在中国交通运输的重要手段发挥着越来越积极的作用，中国铁道建设将进入黄金期，高铁、动车已成为出行的主要交通工具。为电气化机车提供电力的牵引变电站的安全性和可靠性也越来越重要，随着高铁时代的到来，面临市场需求日益旺盛的局面。铁路牵引供电线路实行分段供电，当有机车通过时，该段线路电流较大（如复兴号动车需要的电流达到1000A）；当机车通过后，该段线路的电流急速变小，甚至于降到零。由此对铁路牵引开关设备冲击极大，严重影响开关设备的使用寿命。常规的铁路牵引开关设备以气体绝缘为主，如公开号CN201490613U公开了两相共箱的铁路开关柜。现有气体绝缘开关存在体积大、安全性低（存在气体泄漏、爆燃等风险）。固体绝缘开关设备具有体积小，无燃弧等优点，但在温升控制存在难度，需要解决高低温交变产生的热应力问题，防止绝缘层开裂导致的绝缘失效。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种铁路牵引变高压接地开关，体积小、安全性高。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种铁路牵引变高压接地开关，包括接地开关极柱、安装板、操动机构、接地铜件、接地刀、导电铜件、半导电屏蔽层、半导电缓冲层、绝缘层。接地开关极柱和操动机构位于安装板的两侧，操动机构通过丝杆与接地刀内的丝牙配合，驱动接地刀直线运动。接地刀穿过接地铜件，接地铜件上有导向块，导向块伸入导向槽内，防止接地刀跟随丝杆转动。接地铜件通过接地弹簧触指与接地刀导通。安装板过孔内有唇形密封件包裹接地刀，实现密封。接地开关极柱底部法兰面有凹槽，凹槽内有密封圈与安装板密封。导电铜件与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层，并与安装板连接。
接地开关极柱包括开关连接端、接地刀室、拉杆室、接地铜件、导电铜件、半导电缓冲层、半导电屏蔽层、内锥底部均匀环、地刀均压件。开关连接端分为上下两部分，中间是铜导电件，铜导电件中间设有沉孔，沉孔内壁有凹槽，内置地刀弹簧触指，沉孔与接地刀头配合，通过地刀弹簧触指导通。连接端口内的导电铜件上开有2条凹槽，用于放置弹簧触指与断路器连接。开关连接端为内锥形接口，内锥底部绝缘层内有内锥底部均压环，内锥底部均压环可以改善铜导电件与内锥底交界处的电场，避免出现电场集中现象。导电铜件沉孔与地刀室连接部位有地刀均压件，改善地刀室与导电铜件连接处的电场，避免出现电场集中现象。地刀室内壁设有内凹的裙边，增加爬电距离，提高绝缘能力。导电铜件上下两个内锥底部均压环之间和地刀均压件连接部分的表面有半导电缓冲层，可以减小导电铜件温升带来的应力。接地铜件下部有接地端子穿过绝缘层。接地端子在绝缘层内有2条凹槽，内有O型圈与绝缘层固定。唇型密封件、密封圈、O型圈共同实现拉杆室的密封，防止水分和灰尘进入拉杆室和地刀室，影响绝缘水平。
操动机构采用齿轮组驱动丝杆运动。操动机构设有闭锁装置和解锁装置。当接地刀头运动到导电铜件中间的沉孔内并与地刀弹簧触指接触时，闭锁装置启动。当接地刀头运动到接地铜件位置时，解锁装置启动，解除机械和电气联锁。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
壳体主体用的冷板，机构安装板是45#钢，绝缘件过板用不锈钢防涡流。
本实用新型的有益效果是：1、采用固体绝缘材料，缩小了开关的体积；2、采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了产品的绝缘寿命；3、唇形密封件，密封圈、O型圈组合使用，提高了拉杆室防尘和水汽的能力，提高了产品的可靠性；4、联锁装置提高了产品的运行安全性。
附图说明
附图1 铁路牵引变高压接地开关剖视示意图
附图2 接地开关极柱局放大示意图
附图标号说明： 1、接地开关极柱，1.1、接地刀室，1.2、裙边，2、安装板，2.1、唇型密封件，2.2、密封圈，3、操动机构，3.1、丝杆，4、接地铜件，4.1、接地端子，4.2、O型圈，4.3、导向块，4.4、接地弹簧触指，5、拉杆室，6、接地刀，6.1、丝牙，6.2、导向槽，7、导电铜件，7.1内锥底部均匀环，7.2、地刀均压件，7.3、凹槽7.4、地刀弹簧触指，8、半导电屏蔽层，9、半导电缓冲层，10、绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种铁路牵引变高压接地开关，包括接地开关极柱1、安装板2、操动机构3、接地铜件4、接地刀6、导电铜件7、半导电屏蔽层8、半导电缓冲层9、绝缘层10。接地开关极柱1和操动机构3位于安装板2的两侧，操动机构3通过丝杆3.1与接地刀6内的丝牙6.1配合，驱动接地刀直线运动。接地刀6穿过接地铜件4，接地铜件4上有导向块4.3，导向块4.3伸入导向槽6.2内，防止接地刀跟随丝杆转动。接地铜件4通过接地弹簧触指4.4与接地刀6导通。安装板过孔内有唇形密封件2.1包裹接地刀，实现密封。接地开关极柱底部法兰面有凹槽，凹槽内有密封圈2.2与安装板密封。导电铜件7与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层9。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层8，并与安装板连接。
接地开关极柱1包括开关连接端、接地刀室1.1、拉杆室5、接地铜件4、导电铜件7、半导电缓冲层9、半导电屏蔽层8、内锥底部均匀环7.1、地刀均压件7.2。开关连接端分为上下两部分，中间是铜导电件7，铜导电件7中间设有沉孔，沉孔内壁有凹槽7.3，内置地刀弹簧触指7.4，沉孔与接地刀头配合，通过地刀弹簧触7.4指导通。连接端口内的导电铜件上开有2条凹槽7.3，用于放置弹簧触指与断路器连接。开关连接端为内锥形接口，内锥底部绝缘层内有内锥底部均压环7.1，内锥底部均压环7.1可以改善铜导电件与内锥底交界处的电场，避免出现电场集中现象。导电铜件沉孔与地刀室连接部位有地刀均压件7.2，改善地刀室与导电铜件连接处的电场，避免出现电场集中现象。地刀室1.1内壁设有内凹的裙边1.2，增加爬电距离，提高绝缘能力。导电铜件上下两个内锥底部均压环之间和地刀均压件连接部分的表面有半导电缓冲层9，可以减小导电铜件温升带来的应力。接地铜件下部有接地端子4.1穿过绝缘层10。接地端子4.1在绝缘层内有2条凹槽，内有O型圈4.2与绝缘层固定。唇型密封件2.1、密封圈2.2、O型圈4.2共同实现拉杆室5的密封，防止水分和灰尘进入拉杆室和地刀室，影响绝缘水平。
操动机构3采用齿轮组驱动丝杆3.1运动。操动机构设有闭锁装置和解锁装置。当接地刀头运动到导电铜件中间的沉孔内并与地刀弹簧触指接触时，闭锁装置启动。当接地刀头运动到接地铜件位置时，解锁装置启动，解除机械和电气联锁。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
壳体主体用的冷板，机构安装板是45#钢，绝缘件过板用不锈钢防涡流。
本实用新型的有益效果是：1、采用固体绝缘材料，缩小了开关的体积；2、采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了产品的绝缘寿命；3、唇形密封件，密封圈、O型圈组合使用，提高了拉杆室防尘和水汽的能力，提高了产品的可靠性；4、联锁装置提高了产品的运行安全性。
实施例2
开关连接端为外锥形接口，设有外锥法兰。外锥法兰内设有可以起到均压作用的带电传感器。固体绝缘材料选用环氧树脂。均压件选用0.5毫米厚的不锈钢网制作。其余同实施例1。
实施例3
固体绝缘材料选用三元乙丙橡胶。均压件选用碳纤维通过模具加工制作。其余同实施例1。
Claims (6)
1.一种铁路牵引变高压接地开关，包括接地开关极柱（1）、安装板（2）、操动机构（3）、接地铜件（4）、接地刀（6）、导电铜件（7）、半导电屏蔽层（8）、半导电缓冲层（9）、绝缘层（10），接地开关极柱（1）和操动机构（3）位于安装板（2）的两侧，其特征在于：操动机构（3）通过丝杆（3.1）与接地刀（6）内的丝牙（6.1）配合；接地刀（6）穿过接地铜件（4），接地铜件（4）上有导向块（4.3），导向块（4.3）伸入导向槽（6.2）内，接地铜件（4）通过接地弹簧触指（4.4）与接地刀（6）导通；安装板（2）过孔内有唇形密封件（2.1）包裹接地刀；接地开关极柱底部法兰面有凹槽，凹槽内有密封圈（2.2）；固体绝缘材料表面非连接部位有半导电屏蔽层（8）。
2.如权利要求1所述铁路牵引变高压接地开关，其特征在于：接地开关极柱（1）的有上下（2）个开关连接端，开关连接端中间是导电铜件（7），导电铜件（7）中间设有沉孔，沉孔内壁有凹槽（7.3），内置地刀弹簧触指（7.4），连接端口内的导电铜件上开有2条凹槽（7.3），开关连接端为内锥形接口，内锥底部绝缘层内有内锥底部均压环（7.1）；接地开关极柱（1）内有拉杆室（5）和地刀室（1.1）。
3.如权利要求2所述铁路牵引变高压接地开关，其特征在于：地刀室（1.1）内壁设有内凹的裙边（1.2），导电铜件沉孔与接地地刀室（1.1）连接部位有地刀均压件（7.2）。
4.如权利要求3所述铁路牵引变高压接地开关，其特征在于：地刀均压件（7.2）材料为不锈钢或碳纤维。
5.如权利要求1所述铁路牵引变高压接地开关，其特征在于：导电铜件上下两个内锥底部均压环之间和地刀均压件连接部分的表面有半导电缓冲层（9）。
6.如权利要求5所述铁路牵引变高压接地开关，其特征在于：半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶，半导电缓冲层（9）的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间，半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。
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| CN201920319284.9U CN209561266U (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种铁路牵引变高压接地开关 |
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