[实用新型]一种单向合分的电极结构及基于该结构的开关

说明书

本实用新型公开了一种单向合分的电极结构及基于该结构的开关，包括静电极和动电极，静电极上开有能够穿过动电极的触发孔，动电极穿过触发孔时与静电极接触；其中动电极与导杆连接，导杆带动动电极穿过触发孔。该电极结构能够通过动电极在同一方向上的运动实现快速合分，并且保持合闸状态的时间能够通过改变动电极的运动速度或电极的尺寸进行调节。本实用新型中的开关能够实现快速导通和分断两种状态的切换。

技术领域

本实用新型属于电力开关技术领域；具体涉及一种单向合分的电极结构，还涉及一种具有上述电极结构的开关。

背景技术

近年来，随着我国电力事业的迅速发展以及环保意识的增强，电能的生产、传输、消费正朝着清洁化、高效化、多元化的方向迈进。由此，对新型电力设备的需求亦愈加旺盛。特别是，针对快速导通一段特定时间(几个ms)的电力开关的需求，全控型电力半导体器件(如MOSFET，IGBT，IGCT等)可能是最好的选择。

但是，这类型的开关目前存在容量小，耐压低的缺点，因此，在低压小容量的场合应用的较为广泛。真空触发间隙能够很好的克服以上缺点，其导通电流可达上百千安培，工作电压可达上百千伏。然而，在真空的环境中，等离子体(电弧)完全由电极材料的金属蒸汽电离产生，弧后介质强度恢复速度较快，致使其在电流过零时，两端迅速恢复到高绝缘状态而切断电路，因此，真空触发间隙在使用时存在触发导通及续流的不稳定性。真空开关具有良好的耐压和通流能力，其性能不弱于真空触发间隙。同时，当真空开关处于合闸状态时，能够可靠的导通电路。但是，在需要快速导通一定时间的工作状况下，需要真空开关在很短的时间内完成导通和快速分断两种状态的切换，这对开关的操动机构及真空灭弧室的性能要求极高，几乎不可能实现。

实用新型内容

本实用新型提供了一种单向合分的电极结构，该电极结构能够通过动电极在同一方向上的运动实现其快速合分，并且保持合闸状态的时间能够通过改变动电极的运动速度或电极的尺寸进行调节；同时，提出了一种基于上述电极结构的开关。

本实用新型的技术方案是：一种单向合分的电极结构，包括静电极和动电极，静电极上开有能够穿过动电极的触发孔，动电极穿过触发孔时与静电极接触；其中动电极与导杆连接，导杆带动动电极穿过触发孔。

更进一步的，本实用新型的特点还在于：

其中动电极穿过触发孔时动电极的外壁与触发孔的内壁接触；或者，触发孔或动电极上设置有辅助金属结构，通过辅助金属结构使动电极和静电极间接接触。

其中动电极为圆柱形结构，且触发孔与动电极相匹配。

其中辅助金属结构为金属条或弹性导电体。

其中导杆还与操动机构连接，操动机构带动导杆和动电极做直线运动。

其中该电极结构能够设置在真空环境、油介质环境或气体介质环境中。

本实用新型的另一技术方案是：一种开关，该开关具有上述的单向合分的电极结构；其中电极结构处于真空环境中，用于动密封的金属波纹管焊接在导杆与开关底部，静电极与静端引线端连接，导杆的连接端与操动机构连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该电极结构通过导杆带动动电极穿越触发孔，实现动电极与静电极的导通；在该过程中，动电极在触发孔内的移动时间，即为该电极结构保持合闸状态的时间；此后，动电极穿过触发孔移动到静电极的另一侧，且动电极与静电极分离至特定的位置，则该电极结构完成了一次合分动作；该电极结构能够通过动电极在同一方向上的运动实现快速合分，并且保持合闸状态的时间能够通过动电极的运动速度或电极的尺寸进行调节。

更进一步的，动电极的外壁与静电极触发孔的内壁接触，即可实现动电极和静电极的合闸。

更进一步的，动电极穿过触发孔时动电极的外边缘与触发孔的内壁通过其他辅助的金属结构间接接触而导电，即可实现动电极和静电极的合闸。