應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置，包括殼體，殼體內腔兩端分別設置有靜觸頭、氣缸，氣缸內設置有活塞，氣缸的底部設置有氣體發生器，所述活塞的前端設置有動觸頭，氣缸、活塞及動觸頭電連接，殼體內腔靠近靜觸頭的一側為真空腔，所述靜觸頭前端設置有防回彈卡扣，所述動觸頭前端設置有與防回彈卡扣對應的導向限位槽，所述防回彈卡扣前端與導向限位槽成一夾角β，夾角β范圍為5°至15°，所述動觸頭上設置有定位環，定位環與動觸頭之間形成導向限位槽，動觸頭打入靜觸頭時，防回彈卡扣插入到導向限位槽中。本發明的有益效果在于鎖止的可靠性更高。
【專利說明】
應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種開關裝置，特別是應用于低壓、中壓、高壓短路滅弧的短路系統中的短路開關裝置。
【背景技術】
[0002]低壓、中壓和高壓開關設備組件具有分布能量流和確保安全操作的任務。在可能性很小的內部故障(故障電弧)的情況下，也必須確保裝置安全和人身安全。由于其溫度，在開關設備組件內出現的故障電弧在幾毫秒的時間段內產生急劇的氣體壓力上升，并且這可能導致開關設備組件被爆炸所破壞。因此，采取措施以便盡可能快地耗散壓力。此外，期望把電弧故障限制在相關區域，并且決不能危及操作者。
[0003]通過適當的設計，例如，通過開關面板的內部細分(分隔成區)，可以大大地限制電弧的生成。出于這個目的，開關設備組件的各個開關面板具有壓力釋放開口或者壓力釋放通道，氣體可以通過所述開口或者通道流出進入周圍區域。因此，可以主要通過減小電弧持續時間來限制故障電弧的影響。
[0004]這可以借助于適當的傳感器來實現，這些傳感器對光、溫度或者壓力起反應，并釋放上游的電路斷路器，一般是饋電開關。這導致40毫秒到80毫秒的電弧時間(在氣體大氣或者細分部分(即分隔區(封裝))內的某種其他絕緣氣體中或者在固體(邊界層)中燃燒的故障電弧)。這具有最大機械負荷正好在大約10毫秒后出現并且只有熱負荷被減小的缺點。這使得開關設備組件、封裝或者固體絕緣系統設計的總體上堅固并且昂貴的結構成為必要。
[0005]為了即使在壓力上升時克服內部故障(故障電弧)，要求一種在幾毫秒內切換的切換設備(switching device)-所謂的短路系統。排他地，三相短路設備，例如在空氣或者SF6中切換的這些已知的設備。在任何情況下，切換速率和隔離能力由于重復切換時的高浪涌電流而降低。與之相比，當使用真空斷路器室(vacuum interrupter chamber)時，隨著切換操作數量增加，這些電氣特性幾乎保持不變。
[0006]DE 199 21 173 Al公開了一種基于“切換真空斷路器室”或者“觸發真空間隙”的原理的短路系統，它在每一個單獨相中或者相之間包含真空斷路器室。
[0007]DE 199 16 329 Al公開了一種用于故障電弧保護裝置的短路設備，供在具有氣體發生器和短路活塞的用于分布電功率的裝置中使用，短路活塞直接被氣體發生器驅動，用于將軌道連接到連接軌的電氣連接，期望連接軌是緊湊的，具有良好的活塞導向，并適于使用氣體發生器。這得以實現，因為短路活塞被引導和保持在連接軌中，并因為氣體發生器被嵌入保持部分中，所述保持部分具有初始體積，由絕緣材料構成，并直接附著于連接軌。
[0008]DE 197 468 15 Al公開了類似的供在具有氣體發生器的用于分布電功率的裝置中使用的故障電弧保護裝置，其中，由氣體發生器驅動的短路活塞執行最佳的突然移動，并同時被針對運輸固定，與制造容差無關，具有可靠地安裝氣體發生器的進一步目的。
[0009]CN 101796604 B公開了一種短路開關裝置，對短路裝置進一步優化，其通過氣體發生器將動觸頭打入靜觸頭實現短路，通過隔膜將靜觸頭置入真空腔中，避免動觸頭和靜觸頭之間被擊穿。動觸頭和靜觸頭的端部位互補的圓錐結構，當動觸頭打入靜觸頭后，通過圓錐結構自鎖原理，防止動觸頭回彈。而為了防止動觸頭打入靜觸頭的瞬間因解除產生電火花從而擊穿真空區域，CN 102138194A對其進行再一次優化，設置兩個分離的真空區，通過至少兩個分離真空區的串行布置，即使在氣體發生器的點燃瞬間，真空也保持起作用。
[0010]上述專利的動觸頭和靜觸頭均采用圓錐形互補結構，雖然能通過其結構特點防止靜觸頭回彈，但如果動觸頭的作用力太大，仍有可能回彈，一旦發生回彈，整個短路裝置就失效，造成的損失也極為嚴重。
【發明內容】
[0011]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種新型應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置，能有效防止短路組件回彈，造成短路失效，提高裝置可靠性。
[0012]本發明采用的技術方案為:
[0013]應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置，包括殼體，殼體內腔兩端分別設置有靜觸頭、氣缸，氣缸內設置有活塞，氣缸的底部設置有氣體發生器，所述活塞的前端設置有動觸頭，氣缸、活塞及動觸頭電連接，殼體內腔靠近靜觸頭的一側為真空腔，所述靜觸頭前端設置有防回彈卡扣，所述動觸頭前端設置有與防回彈卡扣對應的導向限位槽，所述防回彈卡扣前端與導向限位槽成一夾角β，夾角β范圍為5°至15°，所述動觸頭上設置有定位環，定位環與動觸頭之間形成導向限位槽，動觸頭打入靜觸頭時，防回彈卡扣插入到導向限位槽中。
[0014]按上述方案，所述防回彈卡扣前端與動觸頭軸線平行，所述夾角β優選為10°。
[0015]按上述方案，所述防回彈卡扣包括扣體，扣體前端設置有扣頭，所述卡扣的扣體與扣頭的外側面形成變形區域的斜槽，斜槽底部圓角處理，斜槽夾角α范圍為60°至120°
[0016]按上述方案，所述夾角α優選為90°。
[0017]按上述方案，所述靜觸頭端部設有圓錐形開口，動觸頭前端設有與圓錐形開口相應互補的外圓錐。
[0018]按上述方案，所述靜觸頭端部設有球形開口，動觸頭前端設有與球形開口互補的球頭。
[0019]按上述方案，所述靜觸頭端部設有圓柱形開口，動觸頭前端設有與圓柱形開口互補的柱頭，靜觸頭開口端部以及動觸頭的柱頭端部均進行倒角或圓角處理，所述靜觸頭的圓柱形開口內設置有導電接觸指。
[0020]按上述方案，所述殼體內腔還設置有蓄能加速剪切板，所述剪切板上設置有剪切環槽，所述定位環呈臺階形，剪切板緊貼定位環臺階面，所述定位環的外徑不大于剪切環槽直徑。
[0021]按上上述方案，所述防回彈卡扣的硬度小于定位環的硬度。
[0022]按上述方案，所述靜觸頭上還設置有加強版，加強版緊貼殼體內腔一側。
[0023]需要說明的是，防回彈卡扣前端也可以與動觸頭軸線不平行，但不能與導向限位槽平行，只要防回彈卡扣前端與導向限位槽成一定夾角，均與本專利構成等同方案，落入到本專利保護范圍。
[0024]本發明的有益效果在于:
[0025]1、由于設置了防回彈卡扣以及導向限位槽，且導向限位槽與防回彈卡扣前端成一定夾角，當動觸頭打入到靜觸頭時，靜觸頭上的防回彈卡扣在力的作用下插入到導向限位槽中，由于導向卡扣的硬度小于定位環的硬度，防回彈卡扣的扣頭發生變形，緊貼在導向槽中，由于導向槽的限位以及導向槽與動觸頭軸線成一定夾角，進而有效防止動觸頭回彈脫離靜觸頭，從而進一步提高了開關裝置的可靠性；
[0026]2、由于本專利通過防回彈卡扣插入到導向限位槽中，進而防止動觸頭回彈，大大增加了動觸頭和進觸頭的形狀選擇范圍，動觸頭和靜觸頭可以是互補的圓錐形，也可以是互補的球形，還可以互補的圓柱形，大大增加了設計空間；
[0027]3、由于防回彈卡扣的扣體和扣頭外側面形成變形區域的斜槽，便于扣頭相對扣體變形，容易插入到導向限位槽中，斜槽底部進行圓角處理，防止扣頭被折斷；
[0028]4、由于在殼體內腔設置了蓄能加速剪切板，且定位環呈臺階形，剪切板緊貼定位環臺階面，而定位環上設置有剪切環槽，當氣體發生器發生爆炸的最初的極短時間內，氣缸的壓力相對較小，由于剪切板的阻止，活塞能不能移動，進而大大提高了活塞沖出去時氣缸的壓力，保障了活塞有盡可能大的瞬時加速度，實現了動觸頭在極短的時間內(2ms以內)打入靜觸頭，進而實現短路，消除電弧；
[0029]5、所述波紋管的一端通過蓄能加速剪切板與殼體內腔壁連接，波紋管的另一端與動觸頭的連接，進而保證動了靜觸頭周邊區域可形成真空區，防止在極端電場狀況下被擊穿，提高了裝置可靠性;即使氣體發生器爆炸，其產生的氣體也不會進入真空區；
[0030]6、本發明專利結構可靠，結構選擇空間相對較大，應用范圍廣；
[0031]7、由于靜觸頭上設置了導電接觸指，動觸頭打入到靜觸頭時，該接觸指與動觸頭充分接觸，保證了動觸頭與靜觸頭充分的電接觸，進一步提高了設備的可靠性。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發明開關裝置的結構簡圖；
[0033]圖2是本發明開關裝置閉合狀態下的結構簡圖；
[0034]圖3是圖1中A處的局部放大圖；
[0035]圖4是圖1中B處的局部放大圖；
[0036]圖5是本發明開關裝置的靜觸頭和動觸頭為互補球形的局部結構圖；
[0037]圖6是本發明開關裝置的靜觸頭和動觸頭為互補圓柱形的局部結構圖。
【具體實施方式】
[0038]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0039]圖1至圖6具體示出了本專利的結構特點，下面結合圖1至圖6具體說明本發明實施例。
[0040]實施例1
[0041]應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置，包括殼體2，殼體2內腔兩端分別設置有靜觸頭1、氣缸12，氣缸12內設置有活塞11，氣缸12的底部設置有氣體發生器14，所述活塞11的前端設置有動觸頭6，活塞11、氣缸12及動觸頭4電連接，活塞上還設置有動觸指13，保障活塞11在移動過程中與氣缸12充分電連接，活塞與動觸頭之間還設置有O形圈10，波紋管9的一端與殼體內壁上設置的蓄能加速剪切板8密閉鏈接，波紋管9的另一端與動觸頭6的后端密閉鏈接，進而實現靜觸頭周邊區域為真空腔，所述靜觸頭I端部設置有防回彈卡扣5，所述動觸頭6前端設置有與防回彈卡扣對應的導向限位槽，所述防回彈卡扣5前端相對動觸頭軸線平行布置，所述導向限位槽與動觸頭軸線成一夾角β，夾角β范圍為5°到15°，本實施例優選為10°，所述動觸頭6上設置有定位環7，定位環7與動觸頭6之間形成導向限位槽，動觸頭6打入到靜觸頭I中時，防回彈卡扣插入到導向限位槽中，防回彈卡扣硬度小于定位環印度，防回彈卡扣插入到導向限位槽的過程中發生變形。
[0042]所述防回彈卡扣5包括扣體501，扣體501前端設置有扣頭502，所述卡扣5的扣體501與扣頭502的外側面501Α、502Α形成變形區域的斜槽，斜槽夾角α范圍為60°至120°，本實施例優選為90度，扣體的側面501Α和扣頭的側面502Α連接處采用圓角處理。
[0043]所述靜觸頭I端部設有圓錐形開口，動觸頭6前端設有與圓錐形開口相應互補的外圓錐。
[0044]所述殼體2內腔還設置有蓄能加速剪切板8，所述剪切板8上設置有剪切環槽801，所述定位環7呈臺階形，剪切板8緊貼定位環7臺階面，所述定位環7的外徑不大于剪切環槽801直徑。殼體2內腔位于靜觸頭I上還設置有加強板3，加強板3緊貼殼體內腔一側，保證在動觸頭打入靜觸頭時，靜觸頭對殼體的撞擊壓強相對較小。
[0045]實施例2
[0046]與實施例1的區別在于，所述靜觸頭I端部設有球形開口，動觸頭6前端設有與球形開口互補的球頭，所述β角優選為5°，所述α角優選為60°。
[0047]實施例2
[0048]與實施例1的區別在于，所述靜觸頭I端部設有圓柱形開口，動觸頭6前端設有與圓柱形開口互補的柱頭，靜觸頭開口端部以及動觸頭的柱頭端部均進行倒角處理，所述靜觸頭的圓柱形開口內設置有導電靜觸指，所述β角優選為15°，所述α角優選為120°。
【主權項】
1.應用于低壓、中壓或高壓短路滅弧的開關裝置，包括殼體，殼體內腔兩端分別設置有靜觸頭、氣缸，氣缸內設置有活塞，氣缸的底部設置有氣體發生器，所述活塞的前端設置有動觸頭，氣缸、活塞及動觸頭電連接，殼體內腔靠近靜觸頭的一側為真空腔，其特征在于:所述靜觸頭前端設置有防回彈卡扣，所述動觸頭前端設置有與防回彈卡扣對應的導向限位槽，所述防回彈卡扣前端與導向限位槽成一夾角β，夾角β范圍為5°至15°，所述動觸頭上設置有定位環，定位環與動觸頭之間形成導向限位槽，動觸頭打入靜觸頭時，防回彈卡扣插入到導向限位槽中。2.根據權利要求1所述的開關裝置，其特征在于:所述靜觸頭前端與動觸頭軸線平行，所述夾角β優選為10°。3.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述防回彈卡扣包括扣體，扣體前端設置有扣頭，所述卡扣的扣體與扣頭的外側面形成變形區域的斜槽，斜槽底部圓角處理，斜槽夾角α范圍為60°至120°。4.根據權利要求3所述的開關裝置，其特征在于:所述夾角α優選為90°。5.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述靜觸頭端部設有圓錐形開口，動觸頭前端設有與圓錐形開口相應互補的外圓錐。6.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述靜觸頭端部設有球形開口，動觸頭前端設有與球形開口互補的球頭。7.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述靜觸頭端部設有圓柱形開口，動觸頭前端設有與圓柱形開口互補的柱頭，靜觸頭開口端部以及動觸頭的柱頭端部均進行倒角或圓角處理，所述靜觸頭的圓柱形開口內設置有導電接觸指。8.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述殼體內腔還設置有蓄能加速剪切板，所述剪切板上設置有剪切環槽，所述定位環呈臺階形，剪切板緊貼定位環臺階面，所述定位環的外徑不大于剪切環槽直徑。9.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述防回彈卡扣的硬度小于定位環的硬度。10.根據權利要求1或2所述的開關裝置，其特征在于:所述靜觸頭上還設置有加強版，加強版緊貼殼體內腔一側。
【文檔編號】H01H39/00GK105869953SQ201610288966
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】黃生華, 許三祥, 丁建龍, 蔣平, 陳江, 蔡昊, 席運橋, 趙洪艷, 田躍華, 余湖清
【申請人】中國船舶重工集團公司第七研究所, 中國船舶重工集團公司第七一〇研究所, 張玉森