一種開關電極及使用該電極的電力系統(tǒng)用開關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關電極及使用該電極的電力系統(tǒng)用開關，該開關電極包括管狀結構的本體，本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，該環(huán)狀結構的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。本發(fā)明的開關電極及使用該電極的電力系統(tǒng)用開關采用一種特殊結構的電極，與現有的開關電極相比，該結構電極的表面電場分布相對更加均勻，在相同絕緣水平的條件下，可以有效的減小相間距以及柜體的寬度，使柜體結構更加緊湊，以達到節(jié)約成本、減少占地面積的目的；另外，與外環(huán)為圓形的電極相比，這種結構的電極更易于安裝定位。
【專利說明】—種開關電極及使用該電極的電力系統(tǒng)用開關
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)用開關設備領域，具體涉及一種電力系統(tǒng)用開關及其開關電極。
【背景技術】
[0002]目前在電力系統(tǒng)中，開關電極尤其是三工位開關電極的外形截面有以下兩種:
(I)方形，如圖1a和Ib所示，電極整體為管狀結構，其橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)為圓形，外環(huán)的主體為方形，并在棱處(面與面交匯處)進行倒圓角以優(yōu)化電場結構；(2)圓形，管狀電極橫截面的外環(huán)和內環(huán)為同心圓結構，如圖2a和2b所示。根據電力系統(tǒng)用開關設備領域的公知常識，方形電極存在電場分布不合理的突出缺點，這樣一方面會導致局部電場場強過大，降低柜體的絕緣性能；另一方面，如果要滿足絕緣性能，就需要增加母線間距，會導致柜體體積增大，占地面積增加，這不僅增加了原材料的使用，而且也增大了客戶的經濟成本。對于圓形電極，由于相同截面面積的情況下，圓形電極的截面長寬方向要大于本發(fā)明電極，因此在相同的相間距的情況下，圓形電極之間的凈距離將小于本發(fā)明電極，因此就會與方形電極同樣的缺點。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種開關電極，以解決現有開關電極表面電場分布不合理及柜體體積大、成本高的問題，同時提供一種使用該電極的電力系統(tǒng)用開關。
[0004]為了實現以上目的，本發(fā)明開關電極所采用的技術方案是:包括管狀結構的本體，所述本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，其特征在于:該環(huán)狀結構的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。
[0005]所述第一曲率半徑大于第二曲率半徑。
[0006]本發(fā)明電力系統(tǒng)用開關所采用的技術方案是:包括三相開關電極，所述開關電極包括管狀結構的本體，所述本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，該環(huán)狀結構的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。
[0007]所述第一曲率半徑大于第二曲率半徑。
[0008]本發(fā)明的開關電極及使用該電極的電力系統(tǒng)用開關采用一種特殊結構的電極，其橫截面的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。與現有的開關電極相比，該結構電極的表面電場分布相對更加均勻，在相同絕緣水平的條件下，可以有效的減小相間距以及柜體的寬度，使柜體結構更加緊湊，以達到節(jié)約成本、減少占地面積的目的；另外，與外環(huán)為圓形的電極相比，由于本發(fā)明電極的第一曲率半徑較大，更接近于平面，因此這種結構的電極更易于安裝定位。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1a為現有技術第一種實施例電極的整體結構圖；
[0010]圖1b為現有技術第一種實施例電極的截面結構圖；
[0011]圖2a為現有技術第二種實施例電極的整體結構圖；
[0012]圖2b為現有技術第二種實施例電極的截面結構圖；
[0013]圖3a為本發(fā)明開關電極的整體結構圖；
[0014]圖3b為本發(fā)明開關電極的截面結構圖；
[0015]圖4a為現有技術第一種實施例電極相同條件下的表面電場的分布圖；
[0016]圖4b為現有技術第二種實施例電極相同條件下的表面電場的分布圖；
[0017]圖4c為本發(fā)明開關電極相同條件下的表面電場的分布圖；
[0018]圖5為對三種電極進行工頻耐壓試驗裝置原理圖。
[0019]圖6為本發(fā)明的開關電極在電力系統(tǒng)開關設備上的局部安裝結構圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0021 ] 如圖3a和圖3b所示為本發(fā)明開關電極的結構圖，由圖可知，該電極包括管狀結構的本體，本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。
[0022]本實施例優(yōu)選第一曲率半徑大于第二曲率半徑的結構。
[0023]本發(fā)明該提供了一種電力系統(tǒng)用開關，包括三相開關電極1，所述開關電極的結構如上所述，圖6為本發(fā)明的開關電極在電力系統(tǒng)開關設備上的局部安裝結構圖。
[0024]如圖4a?4c所示，將本發(fā)明的開關電極與現有技術的兩種結構的電極進行了對比電場仿真試驗，在相間距與柜體相同條件下(此處的相同條件是指電極的長寬高一致，電極間的相間距相同，以及其外部箱體尺寸相同)，這三種電極的最大場強Emax分別為:E$max=50.6kV/cm、Efflmax=48kV/cm、E發(fā)明max=44.8kV/cm。通過對試驗結果的對比分析可以得出，本發(fā)明結構的電極表面電場分布明顯優(yōu)于現有技術的兩種結構形式的電極，在相同的相間距和柜體寬度的要求下，其表面電場分布更加均勻，最大場強明顯降低，從而可以有效的優(yōu)化相間距以及柜體尺寸。
[0025]為了進一步驗證本發(fā)明的開關電極表面電場分布的優(yōu)越性，利用如圖5所示的試驗裝置對三種結構的電極分別進行如下實驗:對A相電極IA和C相電極IC利用導電棒5連接工頻試驗變壓器6和電容分壓器7，為A、C兩相電極施加試驗電壓U，將B相電極IB和氣箱外殼2接地，氣箱外殼2內部填充絕緣氣體3，開關電極外套設有絕緣套管4，緩慢增加試驗電壓U，分別測量每種電極的擊穿電壓，每種電極測試三次，取平均值。
[0026]通過試驗得知，在相同條件下，三種電極的擊穿電壓相比如下:U方〈U圓<USM，由此可以看出本發(fā)明的開關電極試驗效果明顯優(yōu)于現有技術中圓形和方形結構的電極。
【權利要求】
1.一種開關電極，包括管狀結構的本體，所述本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，其特征在于:該環(huán)狀結構的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。
2.根據權利要求1所述的開關電極，其特征在于:所述第一曲率半徑大于第二曲率半徑。
3.一種電力系統(tǒng)用開關，包括三相開關電極，所述開關電極包括管狀結構的本體，所述本體的橫截面為環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構的內環(huán)呈圓形，其特征在于:該環(huán)狀結構的外環(huán)包括圓周方向上均布的四段具有相同第一曲率半徑的連接圓弧，相鄰兩連接圓弧之間均通過具有第二曲率半徑的過渡圓弧平滑連接在一起。
4.根據權利要求3所述的電力系統(tǒng)用開關，其特征在于:所述第一曲率半徑大于第二曲率半 徑。
【文檔編號】H01H1/58GK103606469SQ201310628689
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權日:2013年11月30日
【發(fā)明者】賈偉, 孫鵬程, 陳永亮, 王其中, 張志彬, 李樹昆, 太慶宇, 李炎光, 王軍委, 張耀海, 孫廣濤, 李仲夏, 李海峰 申請人:國家電網公司, 許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司