一种高速开关制造技术

本发明专利技术涉及一种高速开关，具体包括：动触头组件和静触头组件；操动机构；弹簧保持结构，安装在动触头组件的背向静触头组件的一侧，用于将动触头保持在合闸极限位置处；静触头组件，包括静触头、弹性缓冲结构，以及挡止限位静触头的限位结构；弹性缓冲结构提供给静触头的弹性作用力大于弹簧保持结构提供给动触头的弹性作用力，而在合闸过程中动触头在操动机构的带动下首先克服弹性缓冲结构的作用力顶退静触头，在操动机构的驱动力撤去后，弹性缓冲结构顶推静触头并反向推动动触头回退，直至静触头被限位结构所挡，动、静触头弹性抵紧。本发明专利技术的高速开关分合闸响应速度快，在柔性直流输电和直流电网中的适用性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种高速开关
本专利技术涉及高压柔性直流输电开关设备
，尤其涉及一种高速开关断口结构及高速开关。
技术介绍
随着清洁能源的开发和大规模并网应用，柔性直流输电和直流电网技术得到快速的发展。为了适应柔性直流输电和直流电网的应用需要，毫秒级开断直流故障电流用断路器成为输电网络的必须设备，因此，具有极短开断时间的高速机械开关设备成为大部分电力设备厂家研究的主要方面。在对高速机械开关的研究中，主要有两个方面。其一为对于操动机构的研究，即通过提高操动机构的响应速度和负载来提高高速机械开关的开断性能，如授权公告号为CN104362050B的中国专利技术专利所公开的斥力操动机构，不仅实现了操动机构具有较高的相应速度，而且实现很好的缓冲制动作用。其二为对开关断口的研究，例如断口结构的动、静触头通过端面接触实现导通的方式相比通过相互插合实现导通具有开断行程较短的优点而得到普遍应用。然而针对以上两个不同方向的研究过程中也有遇到相应的问题，例如端面接触的断口结构面临触头受冲击较大的问题，尤其是在动触头快速合闸过程中，往往会对静触头造成剧烈的冲击，不仅容易造成触头的弹跳，引起拉弧，严重时还使得动静触头受损严重，使用寿命大大降低。针对这样的问题，现有技术中也有相应的方式对其进行了改进，例如申请公布号为CN102184795A的中国专利技术专利公开的一种保护大功率电力电子变流器的快速真空开关，其动触头通过永磁操动机构带动进行分合闸动作，静触头滑动茶庄在触指座内且被触指座内的弹簧顶压。其在合闸时，操动机构带动动触头朝向静触头动作并将静触头向触指座内顶压一定距离，达到合闸位置，此时弹簧受压储能；在分闸时，操动机构带动动触头离开静触头，此时弹簧退动静触头随动触头一同动作并释放能量，提供给动触头一定的初始作用力，使其具有一定的初速度。但是，这种真空开关通过在静触头背侧设置弹簧起到了在动触头合闸冲击静触头时的缓冲作用，但是其使得动触头推动静触头移动了一定距离，在分闸时静触头在弹簧的作用力下同样需要随动触头移动一定距离，这样虽然能够通过弹簧释放能量提升动触头的分闸初始速度，但是在分闸时动静触头分离的响应时间实际上有增长，反而并不能够在需要动静触头分离时尽快分离，影响开关的使用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速开关，用于解决现有的高速开关分闸响应速度慢的问题。本专利技术的高速开关包括：断口结构，包括动触头组件和静触头组件；操动机构，其输出端与动触头组件所含的动触头传动连接，并带动动触头分合闸动作；弹簧保持结构，安装在动触头组件的背向静触头组件的一侧，用于将动触头保持在合闸极限位置处；静触头组件，包括静触头、设置在静触头的背向动触头一侧的弹性缓冲结构，以及用于在朝向动触头组件的一侧挡止限位静触头的限位结构；弹性缓冲结构提供给静触头的弹性作用力大于弹簧保持结构提供给动触头的弹性作用力，而在合闸过程中动触头在操动机构的带动下首先克服弹性缓冲结构的作用力顶退静触头，在操动机构的驱动力撤去后，弹性缓冲结构顶推静触头并反向推动动触头回退，直至静触头被限位结构所挡，动、静触头弹性抵紧。本专利技术的高速开关在使用时，合闸过程中，操动机构带动动触头朝向静触头高速动作，在动静触头接触时，静触头受动触头冲击，弹性缓冲结构起到缓冲作用而被压缩，此时静触头随动触头移动而被顶退，由于弹性缓冲结构的弹性支撑，静触头不会因动触头的瞬间冲击而与动触头发生弹跳现象，接触较为可靠；在完成合闸后，操动机构的对于动触头的驱动力撤去，此时，由于弹性缓冲结构的弹性作用力大于弹簧保持结构的弹性作用力，静触头会反向顶推动触头移动，直到被限位结构所挡，此时，在弹性缓冲结构和弹簧保持结构的双重作用下，动静触头弹性抵紧，保证导通可靠；在分闸时，动触头在操动机构的带动下可直接脱离静触头，实现快速分闸。本专利技术的高速开关能够以较高的速度合闸，且不会发生弹跳现象，在合闸状态动静触头可靠抵接，在分闸时动静触头可直接脱离，实现快速分闸，分合闸响应速度快。进一步的，静触头组件包括静触座，静触头与静触座导向滑动装配，且两者之间相互导通，所述限位结构设置在静触座上。将限位结构集成在静触座上，结构简单，设置起来比较方便，而且不会过多占用空间。进一步的，所述静触头上设有挡止结构，静触座上设有与挡止结构挡止配合的环形台阶面，所述环形台阶面构成所述限位结构。以环形台阶面作为限位结构，加工制造较为方便，而且对静触头上的挡止结构限位可靠，更好的保证了静触头的位置，保证了断口结构的开距。进一步的，静触座上设有阶梯型贯通孔，静触头导向滑动装配在阶梯型贯通孔的小径段内，静触头上在处于阶梯型贯通孔大径段内的部分上设置有所述挡止结构，阶梯型贯通孔的台阶面构成所述环形台阶面，弹性缓冲结构布置在阶梯型贯通孔的大径段内。这种结构设计一方面简单地实现了限位结构，另一方面，将弹性缓冲结构布置在阶梯型贯通孔内，结构更加紧凑，集成度更高。进一步的，所述挡止结构为旋装在静触头端部的定位螺母。通过定位螺母作为挡止结构，一方面实现了静触头与静触座的安装需要，另一方面，通过调整定位螺母的旋进位置能够调节静触头与静触座的相对位置，便于调整动、静触头之间的开距。进一步的，静触头组件还包括固定在静触座上的顶堵件，顶堵件包括固定板体以及垂直连接在固定板体上的顶杆，固定板体固定连接在静触座上，顶杆伸入阶梯型贯通孔的大径段中，所述弹性缓冲结构为夹装在顶杆和静触头之间的压簧。通过顶堵件将压簧压紧在静触座内，减小了静触头组件整体占用的空间，使静触头组件更加紧凑，同时更好的限制压簧，使其弹性作用更加稳定。进一步的，所述顶杆和静触头的其中一个上设有供压簧部分装入的稳定孔。通过稳定孔对压簧的限制，保证其沿轴向提供弹性支撑，避免偏斜或歪扭。进一步的，所述操动机构为斥力机构，斥力机构包括相对布置的分合闸线圈以及处于分合闸线圈之间的斥力盘，斥力机构还包括绝缘拉杆，绝缘拉杆穿过分合闸线圈并与动触头连接，斥力盘与绝缘拉杆固定连接。采用斥力操动机构进一步保证了高速开关的分合闸响应速度。进一步的，所述弹簧保持结构包括布置在绝缘拉杆轴向旁侧的两个以上弹性顶推组件，弹性顶推组件的弹性顶压方向为水平方向，弹性顶推组件的弹性顶压端与绝缘拉杆通过连杆连接。这种弹簧保持结构在绝缘拉杆的分合闸移动行程中，行程的中间位置为弹性作用力最大的位置，这样在绝缘拉杆经过中间位置之后，能够分别在分闸位置和合闸位置对动触头进行保持，而且，在合闸位置处，由于动触头被静触头顶推而有一定距离的回退，这样就使得动触头从合闸位置到弹性作用力最大的中间位置的距离缩短，在操动机构带动动触头分闸动作时，能够更快的越过弹性作用力较大的中间位置而到达分闸位置，进一步提高了分闸速度。附图说明图1为本专利技术的高速开关的实施例一在合闸状态的结构示意图；图2为本专利技术的高速开关的实施例一在分闸状态的结构示意图；图中：1-操动单元；10-斥力机构；20-绝缘套筒；21-动触头；22-静触头；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速开关，包括：/n断口结构，包括动触头组件和静触头组件；/n操动机构，其输出端与动触头组件所含的动触头传动连接，并带动动触头分合闸动作；/n其特征是：/n高速开关还包括：/n弹簧保持结构，安装在动触头组件的背向静触头组件的一侧，用于将动触头保持在合闸极限位置处；/n静触头组件，包括静触头、设置在静触头的背向动触头一侧的弹性缓冲结构，以及用于在朝向动触头组件的一侧挡止限位静触头的限位结构；/n弹性缓冲结构提供给静触头的弹性作用力大于弹簧保持结构提供给动触头的弹性作用力，而在合闸过程中动触头在操动机构的带动下首先克服弹性缓冲结构的作用力顶退静触头，在操动机构的驱动力撤去后，弹性缓冲结构顶推静触头并反向推动动触头回退，直至静触头被限位结构所挡，动、静触头弹性抵紧。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速开关，包括：
断口结构，包括动触头组件和静触头组件；
操动机构，其输出端与动触头组件所含的动触头传动连接，并带动动触头分合闸动作；
其特征是：
高速开关还包括：
弹簧保持结构，安装在动触头组件的背向静触头组件的一侧，用于将动触头保持在合闸极限位置处；
静触头组件，包括静触头、设置在静触头的背向动触头一侧的弹性缓冲结构，以及用于在朝向动触头组件的一侧挡止限位静触头的限位结构；
弹性缓冲结构提供给静触头的弹性作用力大于弹簧保持结构提供给动触头的弹性作用力，而在合闸过程中动触头在操动机构的带动下首先克服弹性缓冲结构的作用力顶退静触头，在操动机构的驱动力撤去后，弹性缓冲结构顶推静触头并反向推动动触头回退，直至静触头被限位结构所挡，动、静触头弹性抵紧。


2.根据权利要求1所述的高速开关，其特征是，静触头组件包括静触座，静触头与静触座导向滑动装配，且两者之间相互导通，所述限位结构设置在静触座上。


3.根据权利要求2所述的高速开关，其特征是，所述静触头上设有挡止结构，静触座上设有与挡止结构挡止配合的环形台阶面，所述环形台阶面构成所述限位结构。


4.根据权利要求3所述的高速开关，其特征是，静触座上设有阶梯型贯通孔，静触头导向滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱继斌，钟建英，朱秋楠，张友鹏，孙英杰，张亚东，门博，张利欣，胡延涛，熊萍萍，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41