CN214378093U - 一种具有高通流的开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有高通流的开关装置，具备：壳体；和设置在所述壳体内的静侧导电装置、动侧导电装置以及导体触头，所述静侧导电装置以及所述动侧导电装置上分别设置有主通流回路和辅助通流回路，所述主通流回路和所述辅助通流回路通过所述导体触头形成多个并联通道。根据本实用新型的具有高通流的开关装置，在保持设备外形体积的情况下，通过动静侧导电装置设置有效的双回路导流接触结构，增加主回路通流并联通道数量，增多关键环节接触触点数量，可有效提高设备的通流性能，降低温升指标。

Description

一种具有高通流的开关装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有高通流的开关装置，尤其涉及一种高压气体绝缘金属封闭开关设备用高通流的开关装置。

背景技术

随着城市电网构架互联和环网体系建设的不断发展，小型化、大容量开关设备的市场需求不断增加。开关设备作为输电线路中的主要组成部分，其需要在运行时承载额定电流和短时故障电流，同时还要满足高电压下安全可靠的对地绝缘性能，涉及散热、绝缘、导流、灭弧技术问题。

目前常规高压开关产品的额定电流仅有5000A、6300A，额定电流8000A及以上的大容量高压开关设备还较少，应对方案主要有以下两种：

第一种：增大筒体、导体尺寸，这种方案可以有效地实现通流性能的增加和绝缘水平的保证，但设备整体的布置体积、零件材料大幅增加，同时机械传动操作功增大，造成设备成本增大，机械效率降低，建设费用增加，产品与大城市环网经济型建设改造技术需求以及小型化设计理念相背离。

第二种：不改变筒体、导体的外形尺寸，通过改变触头局部接触型式(弹簧触头、触指栅、梅花触头、表带触头等)和大面积采用高导电材料(如铜)，以不改变外形尺寸的小改型技术方案，来改善设备的通流性能。但改变触头局部接触型式的方式在面对大电流的应用场景显得收效甚微，大面积采用高导电材料(如铜)的实现手段，制造成本大大增加，加工工艺性差、零部件成套周期长，工厂、现场安装工作困难。

以550kV常规开关产品为例，其产品额定通流一般为5000A、6300A，如将额定电流由6300A提升至8000A，现有的技术为导体装配的直径将增大1.5倍，为保证绝缘水平设备的体积成比例增加。为保持设备散热和检修空间，相间距变大，整个电站占地面积变大，建设成本提高。与经济型、小型化的技术要求理念背道而驰。如果将触头和导体(局部)采用铜材，重量将增加至原有的2-3倍，间隔费用大幅增加，无法满足市场竞争要求，同时重量的增大将对设备的绝缘件机械可靠性提出更高的要求，存在一定的风险隐患。

所以，所述方案尤其在大中型城市电网应用中，存在建设成本较大、安装和检修工作量大的问题，不能满足市场对高压开关设备的大容量、小型化的经济技术的综合性要求。

实用新型内容

本实用新型鉴于现有技术中的上述问题，其目的在于，提供一种具有高通流的开关装置，综合考虑绝缘水平、通流能力、引弧耐烧蚀能力、经济成本等主体因素，既满足大电流的通流能力，又可以有效降低设备制造和变电站建设用地成本。

本实用新型的具有高通流的开关装置具备：壳体；和设置在所述壳体内的静侧导电装置、动侧导电装置以及导体触头，所述静侧导电装置以及所述动侧导电装置上分别设置有主通流回路和辅助通流回路，所述主通流回路和所述辅助通流回路通过所述导体触头形成多个并联通道。

根据本实用新型的具有高通流的开关装置，在保持设备外形体积的情况下，通过动静侧导电装置设置有效的主通流回路和辅助通流回路的接触结构，增加了电流导流的通道数量，可有效提高设备的通流性能，避免单一导电回路的通流压力，具有实施成本低、集成度高、通流能力强的优势。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述静侧导电装置具备：第一主通流回路、第一辅助通流回路和引弧装置，所述第一主通流回路具备：第一导体、第一触头座、第一导流触指，所述第一辅助通流回路具备：第一屏蔽导体和设置在所述第一屏蔽导体上的第一导流触指，所述引弧装置具备：安装在所述第一触头座上的弧触头，和安装在所述第一屏蔽导体上的保护盖。这样，可以通过外屏蔽的大面积进行传热、辐射散热，在保持设备基本外形尺寸和高压对地绝缘水平的情况下，有效地提高设备的通流性能，降低温升指标，满足大电流、小型化、经济型高压开关装置的要求，同时兼具绝缘、通流、辐射散热三重功能。另外，通过引弧装置，可以对导体触头分闸和合闸操作过程中产生的高压电弧进行引弧，防止开关装置导流触指和屏蔽导体受到电弧的熔伤。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述第一导体和所述第一屏蔽导体端面连接处设置有散热通道。这样，可以进一步地提高散热的能力和散热的效率。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述第一屏蔽导体端部设置有平台，在该平台上安装所述保护盖，所述保护盖是由耐高温材料构成。这样，在弧触头进行引弧时，耐高温材质的保护盖能够保护第一屏蔽导体，防止第一导体屏蔽的表面受到电弧的熔伤。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述动侧导电装置具备：第二主通流回路、第二辅助通流回路和屏蔽，所述第二主通流回路具备：第二导体、第二屏蔽导体、设置在所述第二屏蔽导体内壁的导向套和多个第二导流触指，所述第二辅助通流回路具备：第二触头座、设置在所述第二触头座内壁的导向套和第二导流触指。这样，可以通过外屏蔽的大面积进行传热、辐射散热，在保持设备基本外形尺寸和高压对地绝缘水平的情况下，有效地提高设备的通流性能，降低温升指标，满足大电流、小型化、经济型高压开关装置的要求，同时兼具绝缘、通流、辐射散热三重功能。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述第二屏蔽导体端面设置有散热通道。这样，可以进一步地提高散热的能力和散热的效率。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述导体触头收纳在所述静侧导电装置和所述动侧导电装置的管壁内，所述导体触头能够在所述导向套内壁中移动。这样，可以保证导体触头在分闸和合闸时的对中位置，确保导体触头能够充分地与静侧导电装置、动侧导电装置进行接触，另外，可以提高弧触头对导体触头的引弧的成功率。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述第一导体和所述第二导体是由高导电率材料构成。这样，能够有效地提升接触汇流处地通流能力和通流效率。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述静侧导电装置和所述动侧导电装置与所述导体触头接触时，分别设置有多个触点。这样，可以增加导体触头上的接触触点的数量，能够有效提高设备的通流性能和通流效率，减小单一触点的通流压力。

还有，在所述具有高通流的开关装置，所述导体触头端部是由耐高温材料构成。这样，可以有效地保护导体触头，防止导体触头的端面以及表面受到电弧的熔伤。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的具有高通流的开关装置的结构示意图。

图2为本实用新型的具有高通流的开关装置的通流实施方案的示意图。

图3为本实用新型的具有高通流的开关装置的操作引弧方案的示意图。

图中：1.壳体，2.第一导体，3.第一触头座，4.第一导流触指，5.第一屏蔽导体，6.第一导流触指，7.保护盖，8，弧触头，9.导向套，10.第二屏蔽导体，11.第二导流触指，12.第二导流触指，13.导向套，14.第二触头座，15.屏蔽，16.第二导体，17.动侧导电装置，18.导体触头，19.静侧导电装置。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

图1是本实用新型的具有高通流的开关装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型的具有高通流的开关装置具备：壳体1、动侧导电装置17、导体触头18以及静侧导电装置19。本实施方式的具有高通流的开关装置是以气体绝缘金属封闭开关设备(GAS INSULATEDSWITCHGEAR,简称GIS)为例进行说明的，在本实施方式中，省略了装置的驱动***，只针对主导电作用的开关断口及连接部分进行说明。壳体1是金属接地的外壳，动侧导电装置17、导体触头18和静侧导电装置19是被完全封闭在壳体1中，并在壳体1中充有一定高压的SF6(六氯化硫)绝缘气体。

还有，如图1所示，静侧导电装置19包括第一主通流回路、第一辅助通流回路和引弧装置。第一主通流回路由第一导体2、第一触头座3、第一导流触指4构成，第一辅助通流回路由第一屏蔽导体5、设置在第一屏蔽导体5上的第一导流触指6构成。另外，引弧装置包括安装在第一触头座3上的弧触头8、和安装在第一屏蔽导体5上的保护盖7。

还有，动侧导电装置17包括第二主通流回路、第二辅助通流回路和屏蔽15，第二主通流回路依次由第二导体16、第二屏蔽导体10、设置在第二屏蔽导体10内壁的导向套9和多个第二导流触指11构成，第二辅助通流回路依次由第二触头座14、设置在第二触头座14内壁的导向套13和第二导流触指12构成。

还有，在驱动***作用下，当导体触头18同时连接到动侧导电装置17和静侧导电装置19形成合闸时，动侧导电装置17上的第二主通流回路和第二辅助通流回路，以及静侧导电装置19上的第一主通流回路和第一辅助通流回路同时与导体触头18进行连接，此时，电流可以通过第二主通流回路、第二辅助通流回路通过导体触头18传递到第一主通流回路、第一辅助通流回路中，形成多个并联的导流通道，这样，增加了通流回路，避免了单一导电回路的通流压力，同时，导体触头18也增加了触点的数量，可以降低触点温升，满足开关设备大容量通流能力，

还有，图2是本实用新型的具有高通流的开关装置的通流实施方案的一种导流示意图，如图所示，电流从图中的右侧进入到动侧导电装置17，通过第二主通流回路的第二导体16把电流导流到屏蔽15以及第二屏蔽导体10，利用该外屏蔽的大面积的传热、辐射散热，可以在保持设备基本外形尺寸和高压对地绝缘水平的情况下，有效地提高设备的通流性能。

这里，在第二屏蔽导体10上还设置有散热通道，进一步对导入第二屏蔽导体10的电流进行散热。而且，第二导体16和第二屏蔽导体10作为通流回路，具有绝缘、通流、辐射散热的三重功能，其表面可根据通流的参数增加涂覆散热漆工艺，提高自清洁性能，有效地降低导体表面和内部的温度，进一步提高开关装置的整体的通流和散热能力。

还有，进入动侧导电装置17的电流通过第二主通流回路和第二辅助通流回路与导体触头18接通后，形成双回路的通流方案，将电流通过导体触头18导流到静侧导电装置19。

这里，导体触头18是一种高导电铜管，端部是由耐高温材质(例如：铜钨合金)，可以很好地保护导体触头18的端面和表面，避免受到电弧的熔伤。同时，导体触头18与动侧导电装置17、静侧导电装置19的接触触头也可以设置成大触头，增加了接触面积，进一步提高了电流的通流性能。

还有，电流通过导体触头18导流进入到静侧导电装置17，随即，通过第一主通流回路和第一辅助通流回路进行通流。第一主通流回路通过第一导体2把电流导流到第一屏蔽导体5，利用该外屏蔽的大面积的传热、辐射散热，可以在保持设备基本外形尺寸和高压对地绝缘水平的情况下，有效地提高设备的通流性能。

这里，在第一导体2和第一屏蔽导体5端面连接处设置有散热通道，进一步对导流到静侧导电装置19的电流进行散热。而且，第一导体2和第一屏蔽导体5作为通流回路，具有绝缘、通流、辐射散热的三重功能，其表面可根据通流的参数增加涂覆散热漆工艺，提高自清洁性能，有效地降低导体表面和内部的温度，进一步提高开关装置的整体的通流和散热能力。

还有，从静侧导电装置19导出的电流，也是通过第一主通流回路和第一辅助通流回路的双回路向图2中的左侧方向进行导流，实现了在大电流技术要求下，通过增加通流回路，来有效地控制设备地材料成本，同时满足开关设备地通流能力。

还有，导体触头18在驱动***作用下，离开静侧导电装置19，形成分闸状态时，导体触头18是在动侧导电装置17的导向套9和导向套13的内壁中向图2中的右侧移动。

这里，导体触头18在导向套9和导向套13内壁中移动，可以相对固定导体触头18的位置，确保导体触头18在移动过程中，也能够充分地与动侧导电装置17、静侧导电装置19进行接触，实现通流稳定且高效的功能。

还有，在驱动***对导体触头18进行分闸和合闸操作过程中，都会产生高压电弧，所以在静侧导电装置19上设置有引弧装置，如图2、图3所示，在第一触头座3上安装弧触头8，分闸时通过弧触头8与导体触头18滑动接触,将导体触头18移动起弧位置限制在第一屏蔽导体5端面外部,以保护第一导流触指6,合闸时首先通过弧触头8端部引弧以及与导体触头18滑动接触,将导体触头18在无弧状态下移送至第一导流触指6接触点。在第一屏蔽导体5的端部设置有平台，用于安装保护盖7，保护盖7是由耐高温材质(例如：铜钨合金)构成，可以避免第一屏蔽导体5的表面受到电弧熔伤。这样，通过本实用新型的具有高通流的开关装置，可以实现一种主辅回路导体的集成式、小型化的装配方式，有效地控制大电流下的设备体积，同时保证了产品绝缘、通流、灭弧性能。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，所述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种具有高通流的开关装置，其特征在于，包括：

壳体(1)；和设置在所述壳体(1)内的静侧导电装置(19)、动侧导电装置(17)以及导体触头(18)，所述静侧导电装置(19)以及所述动侧导电装置(17)上分别设置有主通流回路和辅助通流回路，所述主通流回路和所述辅助通流回路通过所述导体触头(18)形成多个并联通道。

2.根据权利要求1所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述静侧导电装置(19)包括：第一主通流回路、第一辅助通流回路和引弧装置，所述第一主通流回路具备：第一导体(2)、第一触头座(3)、第一导流触指(4)，所述第一辅助通流回路具备：第一屏蔽导体(5)和设置在所述第一屏蔽导体(5)上的第一导流触指(6)，所述引弧装置具备：安装在所述第一触头座(3)上的弧触头(8)，和安装在所述第一屏蔽导体(5)上的保护盖(7)。

3.根据权利要求2所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述第一导体(2)和所述第一屏蔽导体(5)端面连接处设置有散热通道。

4.根据权利要求2所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述第一屏蔽导体(5)端部设置有平台，在该平台上安装所述保护盖(7)，所述保护盖(7)是由耐高温材料构成。

5.根据权利要求2所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述动侧导电装置(17)具备：第二主通流回路、第二辅助通流回路和屏蔽(15)，所述第二主通流回路具备：第二导体(16)、第二屏蔽导体(10)、设置在所述第二屏蔽导体(10)内壁的导向套(9)和多个第二导流触指(11)，所述第二辅助通流回路具备：第二触头座(14)、设置在所述第二触头座(14)内壁的导向套(13)和第二导流触指(12)。

6.根据权利要求5所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述第二屏蔽导体(10)端面设置有散热通道。

7.根据权利要求5所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述导体触头(18)收纳在所述静侧导电装置(19)和所述动侧导电装置(17)的管壁内，所述导体触头(18)能够在所述导向套(9，13)内壁中移动。

8.根据权利要求5-7任一项所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述第一导体(2)和所述第二导体(16)是由高导电率材料构成。

9.根据权利要求1～7任一项所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述静侧导电装置(19)和所述动侧导电装置(17)与所述导体触头(18)接触时，分别设置有多个触点。

10.根据权利要求1～7任一项所述的具有高通流的开关装置，其特征在于，

所述导体触头(18)是由耐高温材料构成。

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