本公开的实施例大体上涉及供电领域,且更特定来说涉及隔离开关。
背景技术:
1、隔离开关(disconnector),例如隔离器开关或隔离器(isolator),被广泛地用于电网中,并且被用于确保电气设备被完全断电和隔离,以用于服务或维护。有各种形式的隔离开关来满足不同的要求。在一些情况下,隔离开关需要在环境温度下以从几百安培到几千安培的电流正常工作,并且可以在预定时间(例如,1秒)内承受上高达几百安培而不断裂。
2、为了满足这些操作要求,传统隔离开关的结构非常复杂。传统的隔离开关通常包括两个或多个并联布置的实心杆,以满足上述操作要求,这增加了产品的复杂性并因此增加了其成本。另一方面,由于工业应用的增加,隔离开关能够承受的短路电流也增大。传统的隔离开关不能满足这些要求。需要改进传统的隔离开关。
技术实现思路
1、本公开的实例性实施例提供一种隔离开关,其可通过简化结构来增强操作性能。
2、在本公开的第一方面中,提供一种隔离开关。所述第一触头组件,包括第一触头;第二触头组件,包括第二触头,其中所述第一触头和所述第二触头以相对的方式被布置并且通过间隙彼此分开,以及连接导体,跨所述间隙布置以连接所述第一触头与所述第二触头连接而形成供电路径,其中所述第一触头和所述第二触头在连接方向上至少部分地重叠,所述导体沿所述连接方向连接所述第一触头与所述第二触头。
3、根据本公开,通过在第一和第二触头之间设置间隙以及由第一和第二触头形成的重叠区域,显著减小了连接导体在短路期间受到的电磁力。因此,隔离开关经受大的短路电流的能力通过简化的结构而得到改进。
4、在一些实施例中,所述第一触头和所述第二触头中的每一个触头可包括用于支撑的基部和从所述基部沿所述连接方向延伸的相对的一对夹持臂,其中,所述一对夹持臂限定用于保持所述连接导体的容纳空间。通过这种布置,连接导体可以由第一触头和第二触头可靠地保持。
5、在一些实施例中,所述第一触头组件和所述第二触头组件中的每一个触头组件还可包括弹簧,所述弹簧被配置为朝向彼此保持所述一对夹持臂。通过这种布置,连接导体可以进一步由第一触头和第二触头牢固地和可靠地保持。
6、在一些实施例中,所述一对夹持臂可包括材料减少部,所述材料减少部具有相对于所述触头的其它部分材料减少的部分并且被配置为沿所述连接方向至少部分地与对应的所述触头重叠。通过这种布置,可以以成本有效的方式容易地形成第一和第二触头之间的重叠区域。
7、在一些实施例中,所述第一触头组件和所述第二触头组件中的每一个触头组件还可包括基座,每个触头组件经由所述基座被安装至所述壳体,并且每个触头的基部被固定至基座。通过这种布置,可以确保第一和第二触头的机械强度。
8、在一些实施例中,所述一对夹持臂中的至少一个夹持臂在面向所述连接导体的内表面上可以包括至少一个突起,并且所述夹持臂和所述连接导体通过所述至少一个突起形成电路径。通过这种布置,进一步减小了成对夹持臂在短路期间受到的电磁力。
9、在一些实施例中,所述突起可以具有用于触头所述连接导体的平坦表面。
10、在一些实施例中,所述至少一个突起的图案可以被布置为与所述间隙的轮廓形状相关联,使得当所述供电路径短路时,由短路电流的瞬时变化引起的电磁力被减小。通过这种布置,进一步减小了成对夹持臂在短路期间受到的电磁力。
11、在一些实施例中,所述第一触头和所述第二触头的重叠量可以被确定为与当所述供电路径短路时由电流的瞬时变化引起的电磁力(例如洛伦磁力)的减小相关联。通过这种布置,进一步减小了连接导体在短路期间受到的电磁力。
12、在一些实施例中,所述第一触头和所述第二触头在所述连接方向上的重叠量可以在9mm-27mm的范围内。模拟测试表明,当重叠量为上述范围时,连接导体在短路期间受到的电磁力显著减小。
13、在一些实施例中,隔离开关还包括用于支撑所述第一触头组件和所述第二触头组件的壳体,其中所述壳体包括用于容纳所述第一触头组件和所述第二触头组件的触头腔和用于将所述触头腔与周围隔离的分隔壁,以及其中所述壳体进一步包括长形通孔,所述长形通孔穿透所述壳体的底壁,平行于所述分隔壁延伸并且在所述分隔壁与所述壳体的侧壁之间限定流体连通路径。通过这种布置,可以改善隔离开关的散热性能。
14、在一些实施例中,所述隔离开关被配置为在一秒内承受40ka或更大的短路电流而不会断开。此外,隔离开关可以被配置为在高达55摄氏度的环境温度下以1600a或更高的电流工作。在许多情况下,隔离开关可以被配置成在大于2000a的电流下工作。
15、在本公开的第二方面中,提供一种隔离开关系统。隔离开关系统包括至少两个根据第一方面中任一项所述的隔离开关。所述至少两个隔离开关沿直线布置并且独立地操作。
16、在一些实施例中,所述至少两个隔离开关中的每一个隔离开关可包括长形通孔,所述长形通孔穿透所述隔离开关的壁并且沿所述连接方向延伸,并且所述至少两个隔离开关在使用期间被竖直地布置,使得相应的所述长形通孔彼此竖直地连通以增加散热。通过这种布置,隔离开关的散热性能可以进一步提高。
1.一种隔离开关(110),包括
2.根据权利要求1所述的隔离开关(110),其中所述第一触头(20)和所述第二触头(30)中的每一个触头包括用于支撑的基部(24,34)和从所述基部沿所述连接方向延伸的相对的一对夹持臂(22,32),其中,所述一对夹持臂(22,32)限定用于保持所述连接导体(40)的容纳空间。
3.根据权利要求2所述的隔离开关(110),其中所述第一触头组件和所述第二触头组件中的每一个触头组件还包括弹簧(26,36),所述弹簧(26,36)被配置为朝向彼此保持所述一对夹持臂(22,32)。
4.根据权利要求1所述的隔离开关(110),其中所述一对夹持臂(22,32)包括材料减少部(25,35),所述材料减少部(25,35)具有相对于所述触头的其它部分材料减少的部分并且被配置为沿所述连接方向至少部分地与对应的所述触头重叠。
5.根据权利要求2所述的隔离开关(110),其中所述第一触头组件和所述第二触头组件中的每一个触头组件还包括基座(27),并且每个触头的所述基部(24,34)被固定到所述基座(27)。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的隔离开关(110),其中所述一对夹持臂(22,32)中的至少一个夹持臂在面向所述连接导体(40)的内表面上包括至少一个突起(28,38),并且所述夹持臂和所述连接导体(40)通过所述至少一个突起(28,38)形成电路径。
7.根据权利要求6所述的隔离开关(110),其中所述突起(28,38)具有用于触头所述连接导体(40)的平坦表面。
8.根据权利要求6所述的隔离开关(110),其中所述至少一个突起(28,38)的图案被布置为与所述间隙(50)的轮廓形状相关联,使得当所述供电路径短路时,由短路电流的瞬时变化引起的电磁力被减小。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的隔离开关(110),其中所述第一触头(20)和所述第二触头(30)的重叠量被确定为与当所述供电路径短路时由电流的瞬时变化引起的电磁力的减小相关联。
10.根据权利要求9所述的隔离开关(110),其中所述第一触头(20)和所述第二触头(30)在所述连接方向上的所述重叠量在9mm-27mm的范围内。
11.根据权利要求1-8和10中任一项所述的隔离开关(110),还包括用于支撑所述第一触头组件和所述第二触头组件的壳体(10),其中所述壳体包括用于容纳所述第一触头组件和所述第二触头组件的触头腔(18)和用于将所述触头腔与周围隔离的分隔壁(12),以及
12.根据权利要求1-8和10中任一项所述的隔离开关(110),其中所述隔离开关(110)被配置为在一秒内承受40ka或更大的短路电流而不会断开。
13.一种隔离开关系统(100),包括至少两个根据权利要求1-12中任一项所述的隔离开关(110),至少两个所述隔离开关(110)沿直线布置并且独立地操作。
14.根据权利要求13所述的隔离开关系统,其中所述至少两个隔离开关(110)中的每一个隔离开关包括长形通孔(16),所述长形通孔(16)穿透所述隔离开关的壁并且沿所述连接方向延伸,并且所述至少两个隔离开关在使用期间被竖直地布置,使得相应的所述长形通孔彼此竖直地连通以增加散热。