[發明專利]一種高速開關

有效

• 申請號: 202010560157.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN112002602B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 朱繼斌;鐘建英;朱秋楠;張友鵬;孫英杰;張亞東;門博;張利欣;胡延濤;熊萍萍
• 申請（專利權）人: 平高集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H01H33/664
• 分類號: H01H33/664;H01H33/666;H01H3/60;H01H1/50
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 王子龍

本發明涉及一種高速開關，具體包括：動觸頭組件和靜觸頭組件；操動機構；彈簧保持結構，安裝在動觸頭組件的背向靜觸頭組件的一側，用于將動觸頭保持在合閘極限位置處；靜觸頭組件，包括靜觸頭、彈性緩沖結構，以及擋止限位靜觸頭的限位結構；彈性緩沖結構提供給靜觸頭的彈性作用力大于彈簧保持結構提供給動觸頭的彈性作用力，而在合閘過程中動觸頭在操動機構的帶動下首先克服彈性緩沖結構的作用力頂退靜觸頭，在操動機構的驅動力撤去后，彈性緩沖結構頂推靜觸頭并反向推動動觸頭回退，直至靜觸頭被限位結構所擋，動、靜觸頭彈性抵緊。本發明的高速開關分合閘響應速度快，在柔性直流輸電和直流電網中的適用性更好。

技術領域

本發明涉及高壓柔性直流輸電開關設備技術領域，尤其涉及一種高速開關斷口結構及高速開關。

背景技術

隨著清潔能源的開發和大規模并網應用，柔性直流輸電和直流電網技術得到快速的發展。為了適應柔性直流輸電和直流電網的應用需要，毫秒級開斷直流故障電流用斷路器成為輸電網絡的必須設備，因此，具有極短開斷時間的高速機械開關設備成為大部分電力設備廠家研究的主要方面。

在對高速機械開關的研究中，主要有兩個方面。其一為對于操動機構的研究，即通過提高操動機構的響應速度和負載來提高高速機械開關的開斷性能，如授權公告號為CN104362050B的中國發明專利所公開的斥力操動機構，不僅實現了操動機構具有較高的相應速度，而且實現很好的緩沖制動作用。其二為對開關斷口的研究，例如斷口結構的動、靜觸頭通過端面接觸實現導通的方式相比通過相互插合實現導通具有開斷行程較短的優點而得到普遍應用。

然而針對以上兩個不同方向的研究過程中也有遇到相應的問題，例如端面接觸的斷口結構面臨觸頭受沖擊較大的問題，尤其是在動觸頭快速合閘過程中，往往會對靜觸頭造成劇烈的沖擊，不僅容易造成觸頭的彈跳，引起拉弧，嚴重時還使得動靜觸頭受損嚴重，使用壽命大大降低。

針對這樣的問題，現有技術中也有相應的方式對其進行了改進，例如申請公布號為CN102184795A的中國發明專利公開的一種保護大功率電力電子變流器的快速真空開關，其動觸頭通過永磁操動機構帶動進行分合閘動作，靜觸頭滑動茶莊在觸指座內且被觸指座內的彈簧頂壓。其在合閘時，操動機構帶動動觸頭朝向靜觸頭動作并將靜觸頭向觸指座內頂壓一定距離，達到合閘位置，此時彈簧受壓儲能；在分閘時，操動機構帶動動觸頭離開靜觸頭，此時彈簧退動靜觸頭隨動觸頭一同動作并釋放能量，提供給動觸頭一定的初始作用力，使其具有一定的初速度。

但是，這種真空開關通過在靜觸頭背側設置彈簧起到了在動觸頭合閘沖擊靜觸頭時的緩沖作用，但是其使得動觸頭推動靜觸頭移動了一定距離，在分閘時靜觸頭在彈簧的作用力下同樣需要隨動觸頭移動一定距離，這樣雖然能夠通過彈簧釋放能量提升動觸頭的分閘初始速度，但是在分閘時動靜觸頭分離的響應時間實際上有增長，反而并不能夠在需要動靜觸頭分離時盡快分離，影響開關的使用性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高速開關，用于解決現有的高速開關分閘響應速度慢的問題。

本發明的高速開關包括：

斷口結構，包括動觸頭組件和靜觸頭組件；

操動機構，其輸出端與動觸頭組件所含的動觸頭傳動連接，并帶動動觸頭分合閘動作；

彈簧保持結構，安裝在動觸頭組件的背向靜觸頭組件的一側，用于將動觸頭保持在合閘極限位置處；

靜觸頭組件，包括靜觸頭、設置在靜觸頭的背向動觸頭一側的彈性緩沖結構，以及用于在朝向動觸頭組件的一側擋止限位靜觸頭的限位結構；

彈性緩沖結構提供給靜觸頭的彈性作用力大于彈簧保持結構提供給動觸頭的彈性作用力，而在合閘過程中動觸頭在操動機構的帶動下首先克服彈性緩沖結構的作用力頂退靜觸頭，在操動機構的驅動力撤去后，彈性緩沖結構頂推靜觸頭并反向推動動觸頭回退，直至靜觸頭被限位結構所擋，動、靜觸頭彈性抵緊。