一种高压开关制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压开关，涉及电力技术领域。本实用新型专利技术提供的高压开关包括：绝缘外壳、两组线圈、一对触头、金属屏蔽罩和可调直流电源；其中，所述绝缘外壳位于所述金属屏蔽罩外部，所述触头位于所述金属屏蔽罩内部，两组线圈均设置于所述金属屏蔽罩和所述绝缘外壳之间，且两组线圈分别位于所述触头两侧；两组线圈分别与所述可调直流电源连接，通电后两组线圈靠近所述触头的一侧分别为N极和S极，两组线圈之间形成的磁场可进入所述金属屏蔽罩内部。本实用新型专利技术的技术方案能够使高压开关具有较好的灭弧效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关
本技术涉及电力
，尤其涉及一种高压开关。
技术介绍
高压开关(又称断路器)是输变电工程的重要组成部分，其灭弧能力事关高压开关性能优劣。其中灭弧过程中重要的一步即是将电弧拉长，使其熄灭难度降低。拉长电弧所用的方式之一是使用磁场使电弧受到电磁力的作用，使其在触头间的路径增加，达到灭弧的目的。现有技术利用磁场进行灭弧所产生的磁场是利用短路电流(电力系统发生短路故障时流过开关的电流)本身产生的，其磁场强度随电流变小而减小，从而使电弧受到的电磁力减小，灭弧效果不佳。
技术实现思路
本技术提供一种高压开关，可以使高压开关具有较好的灭弧效果。本技术提供一种高压开关，采用如下技术方案：所述高压开关包括：绝缘外壳、两组线圈、一对触头、金属屏蔽罩和可调直流电源；其中，所述绝缘外壳位于所述金属屏蔽罩外部，所述触头位于所述金属屏蔽罩内部，两组线圈均设置于所述金属屏蔽罩和所述绝缘外壳之间，且两组线圈分别位于所述触头两侧；两组线圈分别与所述可调直流电源连接，通电后两组线圈靠近所述触头的一侧分别为N极和S极，两组线圈之间形成的磁场可进入所述金属屏蔽罩内部。可选地，所述触头为圆形平板触头。进一步地，所述触头的边缘部分具有倒角。可选地，所述线圈缠绕在支撑柱上，所述支撑柱靠近所述触头的一端设置有圆盘，所述圆盘的直径大于所述支撑柱的直径。进一步地，所述支撑柱、所述圆盘与所述绝缘外壳一体成型。可选地，所述支撑柱的直径为0.05m～0.15m，所述线圈的匝数为100～300。可选地，所述可调直流电源设置于所述绝缘外壳外部。可选地，所述可调直流电源具有一个正极和一个负极，两组所述线圈均一端与所述正极连接，另一端与所述负极连接。可选地，所述可调直流电源的调节范围为0～100A。可选地，所述金属屏蔽罩由非铁磁性金属制成，所述金属屏蔽罩为一整体结构。可选地，所述金属屏蔽罩由铁磁性金属制成，所述金属屏蔽罩包括与两组线圈对应的开口或缝隙。可选地，所述金属屏蔽罩由铜或不锈钢制成。可选地，所述绝缘外壳由钢化玻璃或特种陶瓷制成。本技术提供了一种高压开关，该高压开关包括：绝缘外壳、两组线圈、一对触头、金属屏蔽罩和可调直流电源，当高压开关需要断开线路时，开启可调直流电源，进而向两组线圈提供稳定的电流，通电后两组线圈靠近触头的一侧分别为N极和S极，二者之间形成磁场，在该磁场的作用下，电弧被有效拉长，使得电弧快速熄灭，进而使高压开关具有较好的灭弧效果。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的高压开关的主视图；图2为本技术实施例提供的高压开关的侧视图；图3为本技术实施例提供的高压开关的俯视图；图4为本技术实施例提供的高压开关断开交流电流的过程示意图；图5为本技术实施例提供的高压开关断开直流电流的过程示意图；图6为本技术实施例提供的线圈缠绕方式示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下本技术实施例中的各技术特征均可以相互结合。本技术实施例提供一种高压开关，具体地，如图1、图2和图3所示，图1为本技术实施例提供的高压开关的主视图，图2为本技术实施例提供的高压开关的侧视图，图3为本技术实施例提供的高压开关的俯视图，高压开关包括：绝缘外壳1、两组线圈2、一对触头3、金属屏蔽罩4和可调直流电源5；其中，绝缘外壳1位于金属屏蔽罩4外部，触头3位于金属屏蔽罩4内部，两组线圈2均设置于金属屏蔽罩4和绝缘外壳1之间，且两组线圈2分别位于触头3两侧；两组线圈2分别与可调直流电源5连接，通电后两组线圈2靠近触头3的一侧分别为N极和S极，两组线圈3之间形成的磁场可进入金属屏蔽罩4内部。需要补充的是，上述金属屏蔽罩4用来防止粒子(电子或正离子)对绝缘外壳1的破坏。当高压开关需要断开线路时，开启可调直流电源5，进而向两组线圈2提供稳定的电流，通电后两组线圈2靠近触头3的一侧分别为N极和S极，二者之间形成磁场，在该磁场的作用下，电弧被有效拉长，使得电弧快速熄灭，熄灭时间可小于10ms，进而使高压开关具有较好的灭弧(熄灭电弧或防止电弧形成)效果。此外，由于可调直流电源5提供的电流可调，因此，可以针对不同的电压等级和短路电流调节两组线圈之间形成的磁场强度，使电弧快速熄灭或者避免电弧的产生，达到最佳开断能力。本技术实施例中的高压开关同时适用于断开交流电流和直流电流，其在断开交流电流和直流电流时的工作方式如下：断开交流电流时：高压开关断开线路之前，通过可调直流电源5向两组线圈2送电，此时两组线圈之间便建立起恒定的磁场，两个触头3分离时，如图4所示，图4为本技术实施例提供的高压开关断开交流电流的过程示意图，触头3之间产生电弧，电弧电流方向与磁场方向基本垂直，电弧中的电子和正离子在磁场中受到电磁力的作用向触头3外侧移动，同时被拉长，电弧在过零点熄灭。电弧熄灭后，关闭可调直流电源5，高压开关完成切断交流电流的一次操作。图4中，E为电场，B为磁场，F为电子或正离子受到的总作用力，FB为电子或正离子受到的磁场作用力，FE为电子或正离子受到的电场作用力，v1为正离子的移动速度，v2为电子的移动速度。在以上过程中，可以针对不同的电压等级和短路电流，通过调节可调直流电源的输出电流，进而调节线圈2中的电流大小，使得电弧快速熄灭。需要强调的是，在此过程中，线圈2中的电流不可太大，也不可太小，太大则会导致线圈2发热损坏、两组线圈2之间磁力过大导致结构破坏等弊端，太小则达不到快速熄灭电弧的目的。因此，应根据电压等级、开断过程要求时长和开关结构稳定性能选择合适的线圈电流范围，使高压开关达到不同电压等级下对应的最佳开断能力。断开直流电流时：以真空型开关为例，高压开关断开线路之前，通过可调直流电源5向两组线圈2送电，此时两组线圈之间便建立起恒定的磁场，如图5所示，图5为本技术实施例提供的高压开关断开直流电流的过程示意图，在两个触头3分离时，在两个触头3之间的空间内存在正交的电场和磁场，高压开关断开动作后，两个触头3之间纵向存在的电场可视为匀强电场，横向为匀强磁场，由阴极(一个触头3)发射的电子会受到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关，其特征在于，包括：绝缘外壳、两组线圈、一对触头、金属屏蔽罩和可调直流电源；其中，所述绝缘外壳位于所述金属屏蔽罩外部，所述触头位于所述金属屏蔽罩内部，两组线圈均设置于所述金属屏蔽罩和所述绝缘外壳之间，且两组线圈分别位于所述触头两侧；两组线圈分别与所述可调直流电源连接，通电后两组线圈靠近所述触头的一侧分别为N极和S极，两组线圈之间形成的磁场可进入所述金属屏蔽罩内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压开关，其特征在于，包括：绝缘外壳、两组线圈、一对触头、金属屏蔽罩和可调直流电源；其中，所述绝缘外壳位于所述金属屏蔽罩外部，所述触头位于所述金属屏蔽罩内部，两组线圈均设置于所述金属屏蔽罩和所述绝缘外壳之间，且两组线圈分别位于所述触头两侧；两组线圈分别与所述可调直流电源连接，通电后两组线圈靠近所述触头的一侧分别为N极和S极，两组线圈之间形成的磁场可进入所述金属屏蔽罩内部。


2.根据权利要求1所述的高压开关，其特征在于，所述触头为圆形平板触头。


3.根据权利要求2所述的高压开关，其特征在于，所述触头的边缘部分具有倒角。


4.根据权利要求1所述的高压开关，其特征在于，所述线圈缠绕在支撑柱上，所述支撑柱靠近所述触头的一端设置有圆盘，所述圆盘的直径大于所述支撑柱的直径。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩静，刘晓东，刘雷，李军博，张旭，李轶文，王径迤，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司物资分公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11