接地開關觸頭及具有其的直動插接式接地開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓開關柜設備領域，具體而言，涉及一種接地開關觸頭及具有其的直動插接式接地開關。
【背景技術】
[0002]在電力系統中，接地開關具備有短路關合的需要。接地開關合閘操作時，因系統中存在“預伏性短路故障”現象，要求接開關合閘過程能夠承受關合短路負荷。根據標準GB1985-2004規(guī)定，具有短路電流關合能力的El級接地開關，不論電壓等級如何應經受2次短路關合操作。對于額定電壓40.5kV及以下具有短路關合電流能力的E2級接地開關，短路關合操作次數增加到5次。
[0003]現有技術中的直動插接式接地開關，其大電流的關合效果并不理想，很難實現接地短路關合的目的。目前改善接地開關關合操作能力的主要措施是通過提高關合速度來降低預擊穿開距，預擊穿開距為擊穿發(fā)生時的觸頭開距，預擊穿開距越大，燃弧時間越長，電弧能量越大，成功關合的可能性越低。但上述提高關合速度的方法要求接地開關需配置更高動力型操動機構。接地關合速度達到5m/s以上的速度范圍時才實現短路關合的要求，這對僅具有一般操作功的直動插接式接地開關操動機構來講是很難實現的。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種接地開關觸頭及具有其的直動插接式接地開關，以解決現有技術中的直動插接式接地開關難以實現大電流關合的問題。
[0005]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種接地開關觸頭，包括:靜端觸頭電極和動端觸頭電極，靜端觸頭電極固定設置，動端觸頭電極沿靜端觸頭電極的軸向可移動的設置，并具有與靜端觸頭電極相互嵌套的導通位置以及與靜端觸頭電極相互分離的斷開位置，接地開關觸頭還包括磁控裝置，磁控裝置包括:多個第一切槽，多個第一切槽設置在靜端觸頭電極的側壁上并用于改變電流方向，第一切槽包括第一螺旋槽，第一螺旋槽設置在靜端觸頭電極的朝向動端觸頭電極的一端；多個第二切槽，多個第二切槽設置在動端觸頭電極的側壁上并用于改變電流方向，第二切槽包括第二螺旋槽，第二螺旋槽設置在動端觸頭電極的朝向靜端觸頭電極的一端，第一螺旋槽和第二螺旋槽具有相反的旋向。
[0006]進一步地，第一切槽還包括與第一螺旋槽對應的第一導流槽，第一導流槽設置在靜端觸頭電極的側壁上并沿靜端觸頭電極的軸向延伸，第一螺旋槽的一端與第一導流槽的一端連接并且第一導流槽設置在第一螺旋槽遠離動端觸頭電極的一端。
[0007]進一步地，第二切槽還包括與第二螺旋槽對應的第二導流槽，第二導流槽設置在動端觸頭電極的側壁上并沿動端觸頭電極的軸向延伸，第二螺旋槽的一端與第二導流槽的一端連接并且第二導流槽設置在第二螺旋槽遠離靜端觸頭電極的一端。
[0008]進一步地，靜端觸頭電極為靜導電筒。
[0009]進一步地，多個第一切槽貫通靜端觸頭電極的側壁以將靜端觸頭電極的側壁上分割成多個第一導流體。
[0010]進一步地，動端觸頭電極的還包括內筒，多個第二切槽貫通動端觸頭電極的側壁以將動端觸頭電極的側壁上分割成多個第二導流體。
[0011]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種直動插接式接地開關，包括接地開關觸頭，接地開關觸頭為上述的接地開關觸頭。
[0012]應用本發(fā)明的技術方案，在接地開關觸頭上設置有磁控裝置，磁控裝置為設置在靜端觸頭電極的第一切槽和設置在動端觸頭電極的第二切槽。第一切槽和第二切槽用于改變流經靜端觸頭電極和動端觸頭電極的電流的方向。第一切槽包括第一螺旋槽，第二切槽包括第二螺旋槽，且第一螺旋槽和第二螺旋槽旋向相反，因此動端觸頭電極由斷開位置向導通位置切換產生預擊穿電弧時，通過靜端觸頭電極和動端觸頭電極的電流產生垂直于預擊穿電弧的橫向磁場。
[0013]在動端觸頭電極和靜端觸頭電極之間產生的橫向磁場對預擊穿電弧產生橫向磁吹作用，提高接地開關關合時預擊穿電弧在觸頭表面的運動速度，降低預擊穿電弧能量，減輕預擊穿電弧對開關設備電弧燒蝕，進而降低接地開關的關合速度要求，使接地開關更加容易實現大電流關合。因此本發(fā)明的技術方案能夠有效的解決現有技術的直動插接式接地開關難以實現大電流關合的問題。
【附圖說明】
[0014]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了根據本發(fā)明的接地開關觸頭的實施例的結構示意圖；
[0016]圖2示出了圖1的接地開關觸頭的靜端觸頭電極的立體示意圖；
[0017]圖3示出了圖2的靜端觸頭電極的縱剖示意圖；
[0018]圖4示出了圖1的接地開關觸頭的動端觸頭電極的立體示意圖；
[0019]圖5示出了圖4的動端觸頭電極的縱剖示意圖；
[0020]圖6示出了圖1的接地開關觸頭在工作狀態(tài)下預擊穿電弧產生時的電流流向及磁場控制示意圖；
[0021]圖7示出了圖6的接地開關觸頭產生橫向磁場的原理示意圖；
[0022]圖8示出了根據本發(fā)明的直動插接式接地開關的實施例的結構示意圖。
[0023]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0024]10、靜端觸頭電極；11、靜導電筒；12、第一導流體；20、動端觸頭電極；21、內筒；22、第二導流體；30、磁控裝置；31、第一切槽；311、第一螺旋槽；312、第一導流槽；32、第二切槽；321、第二螺旋槽；322、第二導流槽。
【具體實施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0026]在現有技術中，傳統直動插接式接地開關的觸頭設計還缺乏對電極觸頭間隙的磁場對預擊穿電弧影響的考慮，未能將磁場的磁吹作用成功應用到接地開關關合操作上，接地開關成功關合短路電流仍然存在困難。
[0027]本申請的發(fā)明人首次將磁場對電弧的磁吹效應應用到直插式接地開關中。通過磁場對預擊穿電流的橫向磁吹作用，使得預擊穿電弧在觸頭表面快速圓周跑弧運動，減少了觸頭的集中燒蝕，避免大電流關合時因觸頭局部表面過熱熔化而導致的觸頭熔焊，降低電弧能量，同時抑制電弧收縮，減小關合電動斥力。
[0028]如圖1所示，本實施例的接地開關觸頭包括靜端觸頭電極10、動端觸頭電極20和磁控裝置30。靜端觸頭電極10固定設置，動端觸頭電極20沿靜端觸頭電極10的軸向可移動的設置，并具有與靜端觸頭電極10相互嵌套的導通位置以及與靜端觸頭電極10相互分離的斷開位置。磁控裝置30包括多個第一切槽31和多個第二切槽32。多個第一切槽31設置在靜端觸頭電極10的側壁上并用于改變電流方向，多個第二切槽32設置在動端觸頭電極20的側壁上并用于改變電流方向。第一切槽31包括第一螺旋槽311，第一螺旋槽311設置在靜端觸頭電極10的朝向動端觸頭電極20的一端，第二切槽32包括第二螺旋槽321，第二螺旋槽321設置在動端觸頭電極20的朝向靜端觸頭電極10的一端，第一螺旋槽311和第二螺旋槽321具有相反的旋向。
[0029]應用本實施例的技術方案，在接地開關觸頭上設置有磁控裝置30，磁控裝置30為設置在靜端觸頭電極10的第一切槽31和設置在動端觸頭電極20的第二切槽32。第一切槽31和第二切槽32用于改變流經靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的電流的方向。第一切槽31包括第一螺旋槽311，第二切槽32包括第二螺旋槽321，且第一螺旋槽311和第二螺旋槽321旋向相反，因此動端觸頭電極20由斷開位置向導通位置切換產生預擊穿電弧時，通過靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的電弧電流產生垂直于預擊穿電弧的橫向磁場。在動端觸頭電極20和靜端觸頭電極10之間產生的橫向磁場對預擊穿電弧產生橫向磁吹作用，提高接地開關關合時預擊穿電弧在觸頭表面的運動速度，降低預擊穿電弧能量，減輕預擊穿電弧對開關設備電弧燒蝕，避免因觸頭局部表面過熱熔化而導致的觸頭熔焊，進而提高接地開關對大電流的開合能力。因此本發(fā)明的技術方案能夠有效的解決現有技術的直動插接式接地開關難以實現大電流關合的問題。
[0030]在本實施例中，靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20的接觸端均焊接有觸頭片。觸頭片采用耐燒蝕鎢銅材料制成，能夠部分抵擋靜端觸頭電極10和動端觸頭電極20之間產生的預擊穿電弧的燒蝕，避免因觸頭局部表面過熱熔化而導致的觸頭熔焊，進而提高接地開關對大電流關合的能力。
[0031]如圖2和圖3所示，在本實施例的技術方案中，第一切槽31還包括與第一螺旋槽311對應的第一導流槽312，第一導流槽312設置在靜端觸頭電極10的側壁上并沿靜端觸頭電極10的軸向延伸，第一螺旋槽311的一端與第一導流槽312的一端連接并且第一導流槽312設置在第一螺旋槽311遠離動端觸頭電極20的一端。
[0032]如圖2和圖3所示，在本實施例的技術方案中，第二切槽32還包括與第二螺旋槽321對應的第二導流槽322，第二導流