CN101090041B - 固体绝缘隔离开关以及使用它的固体绝缘开关设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种固体绝缘隔离开关以及使用它的固体绝缘开关设备。使用根据本发明的固体绝缘隔离开关的固体绝缘开关设备通过固体绝缘每个单元以及组成每个单元的隔离开关和接地开关，可以具有环境友好特性和较小的尺寸。在根据本发明的固体绝缘开关设备中，组成每个单元的每个单元和每个部分是标准化的以便可以互换，因此实现了制造简单化。而且，可以根据安装环境和用户不同的要求制造固体绝缘开关设备，并且可以改善维护/维修特性。

Description

固体绝缘隔离开关以及使用它的固体绝缘开关设备

技术领域

本发明涉及一种隔离开关，其构成用于接收/分配电力的开关设备的主要装置，更具体地涉及一种固体绝缘隔离开关单元和包括该单元的固体绝缘隔离开关，该单元为了减少整个尺寸从而提高空间效率，通过在隔离开关各处上应用固体绝缘结构能够提高稳定性。

本发明也涉及一种固体绝缘开关设备，可以具有比传统气体绝缘开关设备更小的尺寸，可以简化制造、维护以及修理过程，并且可以通过将每个都由标准化部件或部分所形成的多个单元彼此组合起来以实现不同的构造。

背景技术

隔离开关用来在除去电负载电流之后隔离电路，以及与负载断路开关的不同之处在于隔离开关不会切换负载电流的电路。隔离开关是一种开关，该开关当在无负载并且断路器打开的状态下需要改变与干线的连接时安装在电流传输位置或变电站上以切换该电路。

为了保持干线相互绝缘或对地绝缘，隔离开关容纳在气密金属容器内，该容器内部充满了绝缘材料，例如，空气或SF6(6氟化硫)气体，该SF6气体的绝缘效果优于空气。

隔离开关进入许多切换结构中，其在没有电负载的情况下切换干线。现在描述位于使用SF6气体的气体绝缘开关装置中的隔离开关，如图1A-1B和2所示。

图1A是示出了根据相关技术的隔离开关处于打开状态下的前视图，图1B是示出了根据相关技术的隔离开关处于闭合状态下的前视图，图2是图1A所示的隔离开关的平面图。

隔离开关包括：主母线201，其平行地提供在容器210内以进行气体绝缘；干线固定接触器230，固定到主母线201；干线可活动接触器220，其进行旋转以连接到或远离固定接触器230并且连接到套管202；驱动机构260，驱动可活动接触器220；动力传送轴240，其传送从驱动机构260产生的动力；以及绝缘连接器250，其传送动力到干线并保持到干线的绝缘。

将描述隔离开关的工作过程。

图1A是示出了根据相关技术的隔离开关处于断开状态(打开状态)下的前视图。断开状态意味着隔离开关从干线断开，更具体地意味着可活动接触器220从固定接触器230断开。

由电动机驱动的驱动机构260，当在断开状态下接收到用于闭合操作的电信号时，旋转动力传送轴240，例如逆时针旋转50度。结果，使用销连接到动力传送轴240的绝缘连接器250向下移动并且逆时针旋转50度而到达图1B所示的绝缘连接器250所处的位置。因此，可活动接触器220连接到固定接触器230，以至于主母线201、固定接触器230、可活动接触器220以及套管202互相电连接，这使得可以正常地操作开关装置。下文中将此称为“闭合状态”。

相反，为了从闭合状态断开干线，动力传送轴240以与上述方向相反的方向旋转。结果，绝缘连接器250和连接到动力传送轴240的可活动接触器220旋转以形成固定接触器230和可活动接触器220互相分离的断开状态。

在用于接收/分配电力且具有双主母线的开关设备中，为每一个主母线都配有隔离开关。所以，当一个主母线出现故障时，可以使用另一个主母线提供电力。在开关设备中的双主母线的布置取决于主母线和容器210之间的位置关系。主母线通常互相平行地设置。

目前的自动化、小型化、高可靠性以及低成本趋势需要以跟随目前趋势的方法来开发包括上述隔离开关的开关设备。

为此，除了执行在没有电负载的情况下改变到干线的连接的基本功能，隔离开关必须减小在干线(对应于相位)之间以及在干线和地之间所需要的绝缘空间以便减小开关装置的尺寸。

但是，使用气体位置作为绝缘材料限制了包括隔离开关的开关设备的尺寸的减小。

通过在隔离开关的一些部件之间设置绝缘固态材料阻挡物来代替使用绝缘气体，或增加气体压力以维持在隔离开关的一些部件之间的绝缘，已经实现了隔离开关尺寸的减小。这使得可能极大地减小隔离开关的尺寸，并且需要每日的维护操作，例如清洗主母线、检查气体压力等等。由于SF6气体是增加空气温度的主要因素，所以在隔离开关中使用SF6气体作为绝缘气体被全世界禁止。

参考图3和4解释根据相关技术的固体绝缘开关设备。

图3是示出了根据相关技术的开关设备系统的结构的电路图，图4是示出了根据相关技术的第一实施例的具有主要单元的开关设备的截面图。参考图3，根据相关技术的开关设备系统包括：用于接收电力的主要单元，该主要单元作为一个分开的电路部分被指定为“MAIN”；用于提供电流给负载的馈电单元，作为一个分开的电路部分被指定为“FEEDER”；用于测量主母线的电压的测量单元，作为一个分开的电路部分被指定为“MEARSURING”；用于将主母线从电路分离开的切断单元，作为一个分开的电路部分被指定为“SECTION”；以及用于将两个主母线相互连接的联结单元，作为一个分开的电路部分被指定为“TIE”。与图3不同，如果提供单个主母线，则不需要联结单元。

参考图3，两条上部的线表示位于电源侧的两条主母线。主要单元包括：分别连接到两个主母线的第一隔离开关(左侧)和第二隔离开关(右侧)，其连接或断开电路；连接到第一隔离开关的接地开关(ES)，其使电路接地或断开电路；通常连接到第一和第二隔离开关的断路器(真空断路器，下文简称VCB)；通常连接有VCB的避雷器(简称LA)，用于将闪电接地；测量电路电流的电流互感器(CT)；以及测量电路的电位(电压)的电压互感器(下文简称为PT)。

参考图3，除了没有提供PT以外，馈电单元具有与主要单元相同的结构。

参考图3，测量单元包括：分别连接到两条主母线的第一隔离开关(左侧)和第二隔离开关(右侧)，其连接或断开电路；以及分别连接到第一和第二隔离开关的电压互感器，测量两条主母线的每个的电位(电压)。

参考图3，切断单元包括：连接到两条主母线之一的第三隔离开关(连接到上部主母线的最左侧的DS)，其连接或断开电路；连接到第三隔离开关的接地开关(最左侧的ES)，其使电路接地或断开电路；连接有第三隔离开关的第四隔离开关(连接到上部主母线的中间的DS)，其连接或断开电路；连接到第四隔离开关的接地开关(中间的ES)，其使电路接地或断开电路；连接在第三隔离开关和第四隔离开关之间的断路器(最右侧的VCB)，其连接和断开电路；连接在断路器和第四隔离开关之间的电流互感器(CT)(右侧的CT)，其测量电路中所流过的电流量；连接到两条主母线中的另一条的第五隔离开关(连接到下部主母线的左侧DS)，其连接或断开电路；连接到第五隔离开关的接地开关(从左侧的第二个ES)，其使电路接地或断开电路；连接到第五隔离开关所连接到的主母线上的第六隔离开关(连接到下部主母线的最右侧DS)，其连接或断开电路；连接到第六隔离开关的接地开关(最右侧的ES)，其使电路接地或断开电路；连接在第五隔离开关和第六隔离开关之间的断路器(最右侧的VCB)，其连接或断开电路；以及连接在断路器(最右侧的VCB)和第五隔离开关之间的电流互感器(左侧的CT)，其测量电路中流过的电流值。

参考图3，联结单元包括连接到两条主母线中的一条主总线的的第七隔离开关(连接到上部主母线的左侧DS)，其连接或断开电路；连接到第七隔离开关的接地开关(左侧ES)，其使电路接地或断开电路；连接到两条主母线的另一条主总线的第八隔离开关(连接到下部主母线的右侧DS)，其连接或断开电路；连接到第八隔离开关的接地开关(右侧ES)，其使电路接地或断开电路；连接在第七隔离开关和第八隔离开关之间的断路器(VCB)，其连接和断开电路；以及连接在断路器(VCB)和第八隔离开关之间的电流互感器(CT)，其测量电路中所流过的电流量。

根据相关技术的开关设备不是总需要所有这五个单元，而是根据用户要求选择性地需要这五个单元。通常，开关设备基本包括用于接收电力的主要单元、用于给负载供电的馈电单元、以及用于测量电压的测量单元。开关设备可以选择性地包括切断单元和联结单元。所有这五个单元需要由制造者单独制作，以便满足用户不同的要求。图4是示出了根据相关技术的一个实施例的具有主要单元的开关设备的截面图。

参考图4，两个上部和下部主母线83分别通过由接地开关和隔离开关互相结合而进行操作的3路开关100a和100b来连接到断路器101。断路器的另一侧连接到电缆105，因此可以接收电力或者给负载供电。用于防止异常电流的传输并且用于分割SF6气体的封闭室的绝缘隔离片51放置在3路开关100a和100b和断路器101之间。提供用于驱动3路开关100a和100b的驱动源组件61和用于驱动断路器101的驱动机构103。

电流互感器(CT)放置成围绕电缆105以便测量施加到电缆105上的电流。

以下解释传统的具有主要单元的开关设备的操作。

参考图4，当3路开关100a和100b的中间可动接触器移动以连接到下部主母线(电源侧终端)时，从主母线83到电缆105的电路在断路器101的接触器连接到该中间可动接触器的状态下是闭合的。如果3路开关100a和100b的中间可动接触器连接到接地终端33a，则该电路接地。

在3路开关100a和100b的中间可动接触器(未示出)移动以连接到下部主母线(电源侧终端)的状态下，当异常电流(较大的电流)流过该电路并且由异常电流所产生的信号被从CT传送到控制器(未示出)时，控制器驱动驱动机构。因此，断路器101在切断该电路的位置操作，并且从主母线到电缆(负载侧)的电路开路。

在当该电路处于维护或维修或无负载的状态下时切换主母线的情况下，断路器101被操作到用于切断该电路的位置。然后，3路开关100a和100b的中间可动接触器(未示出)移动以连接到接地终端33a，因此剩余电流流到地下。然后，如此操作驱动源组件61以使3路开关100a和100b的中间可动接触器移动到如图4所示的该电路没有连接到终端或主母线的闭合状态。然后操作者可以维修或替换该电路，并且切断主母线。

然而，根据相关技术的气体绝缘开关设备存在以下问题。

其一，由于用于实现绝缘的SF6气体是影响全球变暖的有害气体，所以SF6气体的使用在世界上是被限制的。

其二，根据相关技术的气体绝缘开关设备的尺寸不能减小，组成部件不是标准化的，并且每个单元例如隔离开关、接地开关以及断路器不是模块化的。因此，制造和维修该开关设备需要花费较长的时间，并且部件不具有根据不同条件用于未来另外安装的扩展性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种隔离开关，通过应用固体绝缘方法能够实现简单且尺寸减小的结构，并且可以具有较高的兼容性和可靠性，以及生态环境友好特性。

本发明的另一个目的是提供一种固体绝缘开关设备，其通过应用固体绝缘方法可以使得部件的数量最少，并且不使用对环境有害的气体。

本发明的又一个目的是提供一种固体绝缘开关设备，通过标准化部件、模块化每个单元并且通过集成每个功能，能够简化制造、维护和维修过程，并且可以根据不同的安装环境来容易地安装。

根据本发明的一个方面，涉及一种固体绝缘开关设备，具有用于接收电力的主要单元，该主要单元包括：第一主母线连接部分，连接有用于一个电源的第一主母线；第二主母线连接部分，连接有用于另一个电源的第二主母线；第一隔离开关，电连接到第一主母线连接部分或与其分离，其中第一隔离开关包括以下部件：底架，该底架沿一个方向隧穿，具有用于电连接到负载的负载连接部分，并且由绝缘固体材料形成以包围负载连接部分，驱动源组件，提供旋转力，绝缘轴，由绝缘材料形成，由从驱动源组件提供的旋转力旋转，并且具有位于其外圆周面上的螺纹，固定接触器，电连接到第一主母线连接部分，并且具有由绝缘固体材料所包围的固定触头，可动接触器，与绝缘轴以啮合方式连接，电连接到底架的负载连接部分，并且根据绝缘轴的旋转可以线性地移动到与固定接触器的固定触头接触的位置或者与固定接触器的固定触头分离的位置，绝缘隔离片，设置在底架和固定接触器之间以确保电绝缘，并且由绝缘固体材料形成，其内具有空腔以允许可动接触器移动穿过，以及动力传送组件，布置在驱动源组件和绝缘轴之间，用于将从驱动源组件产生的旋转力传送到绝缘轴，并且将驱动源组件和底架彼此电绝缘；第二隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且电连接到第二主母线连接部分或者与其分离；第一接地开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到与地连接的位置或与地隔离的位置，用于将第一隔离开关和第二隔离开关互相电连接；断路器，电连接到第二隔离开关，用于连接或断开从第二隔离开关的导电路径；驱动机构，用于驱动断路器到连接位置或断开位置；以及电缆插座，电连接到断路器，并且具有电连接到负载侧电缆的插座部分。

为了实现这些和其它优点，以及根据本发明的目的，正如这里实施且广泛的描述那样，提供一种固体绝缘型离开关，包括：底架，沿一个方向隧穿，具有用于电气连接到负载的负载连接部分，并且由绝缘固体材料形成以包围负载连接部分；驱动源组件，产生旋转力；绝缘轴，由绝缘材料形成，由来自驱动源组件的旋转动力来旋转，并且具有位于其外圆周面上的螺纹；固定接触器，电气连接到电源侧，并且具有被绝缘固体材料所包围的固定触头；可动接触器，与绝缘轴以啮合方式连接，电气连接到底架的负载连接部分，并且根据绝缘轴的旋转可以线性地移动到与固定接触器的固定触头接触的位置或者与固定接触器的固定触头分离的位置；绝缘隔离片，设置在底架和固定接触器之间以确保电绝缘，并且由绝缘固体材料形成，其内具有空腔以允许可动接触器移动穿过；以及动力传送组件，布置在驱动源组件和绝缘轴之间，用于将从驱动源组件产生的旋转动力传送到绝缘轴，并且使得驱动源组件和底架相互电气绝缘。

为了实现这些和其它优点，以及根据本发明的目的，正如这里实施的且广泛的描述那样，提供一种固体绝缘开关设备，具有用于接收电力的主要单元，该主要单元包括：第一主母线连接部分，连接有一个电源的第一主母线；第二主母线连接部分，连接有另一个电源的第二主母线；第一隔离开关，电连接到第一主母线连接部分或与其分离；第二隔离开关，具有与第一隔离开关的部分可互换的部分，并且电连接到第二主母线连接部分或者与其分离；第一接地开关，具有与第一隔离开关的部分可互换的部分，并且可切换到接地位置或与地隔离的位置，用于使得第一隔离开关和第二隔离开关互相电连接；断路器，电连接到第二隔离开关，用于将对应于固定触点的部分连接到地，以及连接或断开来自第二隔离开关的电路；驱动机构，用于驱动断路器到连接位置或断开位置；以及电缆插座，电连接到断路器，并且具有电连接到负载侧电缆的插座部分。

其中第一隔离开关包括：底架，沿一个方向隧穿，具有用于电连接到负载的负载连接部分，并且由绝缘固体材料形成以包围负载连接部分；驱动源组件，产生旋转动力；绝缘轴，由绝缘材料形成，由从驱动源组件所产生的旋转力来旋转，并且具有位于其外圆周面上的螺纹；固定接触器，电连接到第一主母线连接部分，并且具有由绝缘固体材料所包围的固定触头；可动接触器，与绝缘轴以啮合方式连接，电连接到底架的负载连接部分，并且根据绝缘轴的旋转可以线性地移动到与固定接触器的固定触头接触的位置或者与固定接触器的固定触头分离的位置；绝缘隔离片，设置在底架和固定接触器之间以确保电绝缘，并且由绝缘固体材料形成，其内具有空腔以允许可动接触器移动穿过；以及动力传送组件，布置在驱动源组件和绝缘轴之间，用于将从驱动源组件产生的旋转动力传送到绝缘轴，并且使得驱动源组件和底架相互电绝缘。

结合附图，本发明的前述和其它目的、特征、方面以及优点将会从本发明以下详细的描述中更加显而易见。

附图说明

所包含的用以进一步理解本发明并且包含在内作为本说明书一部分的附图阐明了本发明的实施例并且与该描述一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1A是示出了根据相关技术的隔离开关的打开状态的前视图；

图1B是示出了图1A的隔离开关的闭合状态的前视图；

图2是图1A的隔离开关的平面图；

图3是示出了根据相关技术的开关设备的结构的电路图；

图4是示出了根据相关技术的一个实施例的具有主要单元的开关设备的截面图；

图5是示出了根据本发明的第一实施例的隔离开关的装配状态的透视图；

图6A是示出了图5的隔离开关的平面图；

图6B是示出了沿图6A的‘III-III’线的图6A的隔离开关的打开状态的截面图；

图7是示出了图6B的隔离开关的闭合状态的截面图；

图8是示出了图6B的底架、绝缘隔离片和固定接触器的分解透视图；

图9是示出了图6B的可动接触器和绝缘轴的构造和操作的透视图；

图10A是示出了图6B的动力传送组件的耦合状态的透视图；

图10B是图10A的分解透视图；

图10C是图10A的截面图；

图11A是示出了图10A的动力传送组件的耦合状态的分解透视图；

图11B是示出了图11A的动力传送组件的耦合状态的透视图；

图12A是示出了图4B的驱动机构的透视图；

图12B是示出了图12A的驱动机构的操作的概念视图；

图13A是示出了根据本发明的主要单元的截面图；

图13B是示出了根据本发明的主要单元的电路图；

图14A是示出了根据本发明的馈电单元的截面图；

图14B是示出了根据本发明的馈电单元的电路图；

图15A是示出了根据本发明的测量单元的截面图；

图15B是示出了根据本发明的测量单元的电路图；

图16A是示出了根据本发明的切断单元的截面图；

图16B是示出了根据本发明的切断单元的电路图；

图17A是示出了根据本发明的联结单元的截面图；

图17B是示出了根据本发明的联结单元的电路图；

图18是示出了根据本发明的由一个主要单元、一个馈电单元、一个测量单元、两个切断单元以及一个联结单元组成的开关设备的透视图。

具体实施方式

现在详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。

在下文中，更详细地解释了固体绝缘隔离开关和使用它的固体绝缘开关设备。

图5是示出了根据本发明的第一实施例的隔离开关的装配状态的透视图，图6A是示出了图5的隔离开关的平面图，图6B是示出了沿图6A的‘III-III’线的图6A的隔离开关的打开状态的截面图，以及图7是示出了图6B的隔离开关的闭合状态的截面图。

如图5到7中所示，用于接收/分配电力的开关设备包括与三相AC(交流)电路相对应的互相并行放置的三个隔离开关100。

隔离开关100包括：底架11，具有用于分割连接电负载的本体部分；连接到电源(未示出)的固定接触器31；可动接触器21，可线性地移动到与固定接触器31接触的位置或与固定接触器31分离的位置；绝缘轴41、其将驱动动力传送到可动接触器21；绝缘隔离片51，其提供打开状态下的在可动接触器21和固定接触器31之间的绝缘距离；驱动源组件，其提供旋转动力源；以及动力传送组件71，其将来自驱动源组件61的旋转动力传送到绝缘轴41。

如图7所示，底架11包括具有负载连接导体的负载连接部分，用于在闭合状态下将从固定接触器31所提供的电流传送到电负载(未示出)。负载连接部分具有呈凸状的突起连接部分13，其插入到一个负载侧的导体中以与其电连接，以及呈凹状的凹入连接部分15，其插入到另一个负载侧的导体中以与其电连接。负载连接部分被执行作为具有沿一个方向隧穿的空腔的框架，并且由绝缘固体材料形成。

与固定接触器31分离的可动接触器21位于底架11的空腔内。更准确地说，具有空腔的底架导体19固定到底架11的内圆周面以便电连接到由突起连接部分13和凹入连接部分15组成的负载连接部分。可动接触器21的负载侧可动导体25在电连接到底架导体19的状态下沿纵向(水平地)可滑动地布置在底架导体19的空腔中。负载侧可动导体25在底架导体19的空腔中进行可滑动的移动。但是，底架导体19和负载侧可动导体25通过在底架导体19的内圆周面和负载侧带状触头28之间的滑动接触来相互电连接，该负载侧带状触头28(参考图9)安装成围绕负载侧可动导体25的外圆周。该带状触头28是市场上可买到的商标为“MultiBand”的商品。术语“带状触头”是对于德国Multi-Contact AG制造的LA-CU多层触头带(Multilam Contact Band)的简称。带状触头是通过在两个长度方向延伸的不锈钢条之间连接多个薄铜接触板来实现的。具有高导电率、高抗磨损性以及高抗热性的带状触头最近已经开始用作工业电触头材料，用于电连接或者断路操作。

如图6B中所示，在可动接触器21与固定接触器31分离的打开状态下，可动接触器21布置在底架11中。但是，在闭合状态下，可动接触器21朝着固定接触器31移动以与固定触头33接触，由此形成给外部负载提供电流的电路。通过该电路，电流通过主母线、主母线连接部分81(参考图8)、固定触头33、可动接触器21以及底架11的底架导体19，从电源流向外部负载。将参考图9解释说明可动接触器21。

在图7中，固定接触器31沿纵向方向布置在隔离开关11的一处。固定接触器31在闭合状态下通过与可动接触器21的接触而与其电连接，并且具有‘U’形截面。可动接触器21插入到‘U’形部分中以便可滑动地接触并被导通。绝缘轴41的一端通过诸如轴承这样的旋转支持装置被可旋转地支撑在固定接触器31的‘U’形部分处。

绝缘轴41由具有期望的绝缘性和抗磨损性的强化塑料形成。绝缘轴41用作动力传送单元，该动力传送单元用于将可动接触器21移动到与固定接触器31接触的位置或与固定接触器31分离的位置上。作为一种用于将可动接触器21移动到与固定接触器31接触的位置或与固定接触器31分离的位置的方法，在本发明中，采用具有螺纹部分43的绝缘轴41以能够进行动态电力传输，其具有较长表面绝缘距离并且具有较短实际直线长度。螺纹部分43形成在绝缘轴41上，对应的螺纹部分也形成在可动接触器21的内圆周面上。由此，绝缘轴41通过接收来自驱动源组件61的电力来旋转，并且因此可动接触器21可以沿绝缘轴41的螺纹部分43线性地移动(参考图9)。为此，绝缘轴41放置成穿过可动接触器21和底架11。绝缘轴41的一端由固定接触器31可旋转地支撑，而绝缘轴41的另一端连接到动力传送组件17。

绝缘隔离片51布置在底架11和固定接触器31之间，以便可动接触器21和固定接触器31在打开状态下能够获得足够的空间和足够的表面绝缘距离。

绝缘隔离片51在其内具有空腔以让可动接触器21移动穿过。具有多个凹入和突起部分的凹凸部分57位于限定该空腔的绝缘隔离片51的内圆周面处。由于凹凸部分57的存在，可以获得所需的绝缘距离，并且可以减小绝缘隔离片51和隔离开关100每个的长度。

驱动源组件61布置在与固定接触器31所布置的末端相对的一端处，并且提供驱动力以使绝缘轴41旋转。当绝缘轴41旋转时，可动接触器21线性地移动到与固定接触器31接触的位置或与固定接触器31分离的位置。将参考图12A到12B更详细地解释驱动源组件61。

动力传送组件71插入在驱动源组件61和底架11之间，因此将驱动源组件61所产生的动力传送到绝缘轴41。而且，动力传送组件71对与底架11的开口相对的开口进行绝缘，底架11的开口朝向固定接触器31地布置。将参考10A-10C和11A-11B更详细地解释动力传送组件71。

封装底架11、固定接触器31、绝缘轴41、绝缘隔离片51和动力传送组件71的外壳全部由绝缘固体材料制成。需要电连接的内部部件由金属导体制成，例如底架11内部的负载连接部分、位于可动接触器21上的负载侧带状触头28、固定接触器侧带状触头27、负载侧可动导体25、固定触头侧可动导体23以及固定触头33。本发明的隔离开关可以由绝缘固体材料例如工程塑料、聚合体和环氧树脂形成。在本发明中，隔离开关由具有高绝缘性和机械强度的环氧树脂形成，但是不限于环氧树脂。由于螺纹部分43必须形成在绝缘轴41的外圆周面上，因此优选绝缘轴41由强化塑料形成，该强化塑料的塑性和绝缘性都优于环氧树脂。

驱动源组件61、动力传送组件71、底架11、绝缘隔离片51以及固定接触器31直线并顺序地放置，这可使可动接触器21可以线性地移动到与固定触头接触的位置或与固定接触器分离的位置。

与根据相关技术的隔离开关的部分的配置相比，如图1A和1B所示，其中主母线201和接触器220和230以交叉方式布置在上部位置和下部位置，这些部件的上述线性配置可以减小隔离开关所占用的空间。

图8是示出了图6B的底架、绝缘隔离片和固定接触器的分解透视图。

参考图8，用于电气绝缘隔离开关的每个部件的绝缘板91具有开口中心，由此不会在可动接触器21移动时造成妨碍。绝缘板91由与其它部分例如底架类似的绝缘固体材料形成。尽管绝缘板91的机械强度较低，但是它必须具有比其它部分高的柔性和紧密性，从而通过防止电流泄漏到每个部分之间的间隙来将每个部分彼此绝缘。在本发明中，绝缘板91由硅树脂形成。但是，绝缘板91的材料不限于硅树脂。

当动力传送组件71、底架11、绝缘隔离片51以及固定接触器31相互连接时，绝缘板91插入其中。绝缘板91具有曲线形状以便获得较长的表面绝缘距离。动力传送组件71、底架11、绝缘隔离片51、以及固定接触器31与该绝缘板的每个接触表面也形成以具有曲线形状。

将参考图8解释绝缘板91如何插入底架11和绝缘隔离片51之间。

绝缘板91具有‘V’形突起或曲线部分(当从后方看去时，具有‘V’形凹入部分)，以便增加表面绝缘距离。‘V’形连接槽18布置在底架11的接触表面17上，并且粘附在绝缘板91的凹入部分的环状突起设置在绝缘隔离片51对应的接触表面上(参考图7)。

因此，插入底架11和绝缘隔离片51之间的绝缘板91完全阻塞在它们之间的间隙中，从而防止电流通过该间隙泄漏。底架11和绝缘隔离片51可以通过焊接或者通过将位于接触表面17上的螺母孔与位于连接板53上的螺钉孔55结合而互相连接。

将参考图9更详细地解释可动接触器和绝缘轴每个的构造和操作。

如图9中所示，可动接触器21包括固定接触器侧可动导体23和负载侧可动导体25。

螺纹部分形成在固定接触器侧可动导体23的内圆周面上，从而与形成在绝缘轴41的外表面上的螺纹部分43啮合，该绝缘轴41插入到固定触头侧可动导体23中。沿固定接触器侧可动导体23的一端的外表面提供固定触头侧带状触头27。在固定触头侧可动导体23的外表面上沿纵向方向形成导槽24。

负载侧可动导体25具有比固定触头侧可动导体23的外径大的内径，因此允许固定触头侧可动导体23插入其中或从其内拉出来。突起连接部分13电连接到底架导体19。沿着负载侧可动导体25的外表面提供负载侧带状触头28，该负载侧带状触头通过接触电连接到底架导体19。

无论可动接触器21的位置如何改变，负载侧带状触头28总是电连接到底架导体19。也就是说，即使负载侧可动导体25移动到闭合电路的位置处，则负载侧可动导体25的负载侧带状触头28以与底架导体19的接触状态来执行滑动。

旋转防止槽29沿纵向方向布置在负载侧可动导体25的外圆周面上。从底架导体19(参考图7)的内圆周面突起的旋转防止销(未示出)插入到旋转防止槽29内，从而允许负载侧可动导体25沿纵向方向直线地移动并防止旋转。通过旋转防止销和旋转防止槽29，允许负载侧可动导体25直线地移动并且避免旋转。而且，通过形成在固定触头侧可动导体23处的导槽和形成在负载侧可动导体25上的导线销26，允许固定触头侧可动导体23直线地移动而不会旋转。

如图6B所示，在负载侧可动导体25和固定触头侧可动导体23停留在底架11内的打开状态下，当绝缘轴41沿一个方向旋转时，固定触头侧可动导体23朝着固定触头33直线移动。当导销26与邻近负载侧可动导体25的导槽24的端壁(未示出)啮合时，负载侧可动导体25被固定触头侧可动导体23拉出到最大状态(参考图7)。然后，当绝缘轴41沿一个方向旋转时，负载侧可动导体25通过固定触头侧可动导体23开始朝着固定触头33直线移动。负载侧可动导体25继续直线移动，直到底架导体19的旋转防止销与旋转防止槽29的左端壁接触。

这里，固定到固定触头侧可动导体23的端部的固定触头侧带状触头27进入与固定触头33的接触，从而形成闭合电路(参考图7)。

在连接状态下，当绝缘轴41沿另一方向旋转时，固定触头侧可动导体23朝着远离固定触头33的方向直线移动，，从而被插入到负载侧可动导体25中。然后，如果随着绝缘轴41连续旋转，而使得导销26停止在导槽24的固定触头侧带状触头27的端部24’，则负载侧可动导体25利用导线销26朝着底架11移动。因此，如图6B所示，负载侧可动导体25位于底架11内。这里，固定触头侧带状触头27与固定触头33分离，形成足够空间和足够的表面绝缘距离，从而形成开路。

与固定触头侧可动导体23和负载侧可动导体25相互分开设置的双结构配置不同，固定触头侧可动导体23和负载侧可动导体25可以一体形成。也就是说，可动接触器21实现为空心的圆柱体，带状触头固定到两端的外圆周面。与绝缘轴41的螺纹部分43对应的螺纹部分形成在可动接触器21的内圆周面上。而且，用于插入从底架突起的旋转防止销的旋转防止槽29形成在可动接触器21的外圆周面上。无论绝缘轴41是否旋转，可动接触器21仅仅会直线往复移动，从而允许电路开路和闭合。单一结构的可动接触器21具有比双结构可动接触器21更简单的结构。但是，单一结构的可动接触器21要求绝缘隔离片51具有较长的长度，以便获得合适的绝缘距离，并且导致隔离开关100的整个长度增加。

因此，为了使得隔离开关小型化，优选采用双结构可动接触器21而不是单一结构的可动接触器21。尽管本发明中解释说明了双结构可动接触器21，但是为了更进一步减小隔离开关100的长度，可以采用具有三个以上结构的多结构型可动接触器21。

例如，当执行可动接触器21作为三个结构可动接触器时，插入到负载侧可动导体25中的中间导体(未示出)可作为空腔用于插入固定触头侧可动导体23。这里，诸如用于插入导销26的导槽这样的槽和诸如导销26这样的销必须在中间导体上形成。可以实现具有四个以上结构的多结构可动接触器21，这些结构用于插入必要数量的中间导体。

将参考图10A-10C和11A-11B详细解释绝缘动力传送组件71的构造和操作。

如图所示，动力传送组件71具有一种结构，即根据其中安装有隔离开关的开关设备所需的额定电压，将一个或多个动力传送单元71’装配到彼此。

动力传送单元71’包括：一个或多个转动体75，该转动体设置在驱动源组件和绝缘轴之间并且由从驱动源组件所产生的电力驱动旋转，用于旋转绝缘轴；一对由绝缘固体材料形成的绝缘壳体73，用于可旋转地支撑转动体75；以及绝缘板91，设置在一对绝缘壳体73之间。绝缘板91在其中心具有开口93，并且具有凹入部分92以便增加表面绝缘距离。

当转动体75穿过绝缘板91的开口93时，转动体75的两个表面面对绝缘壳体73。如图8C所示，转动体75具有圆形形状。突起轴区域形成在转动体75的一个中心侧，并且轴接收区域形成在转动体75的另一个中心侧。突起轴区域和轴接收区域互相配合(fit)以装配这两个转动体。

在转动体75和绝缘壳体73之间产生间隙。在本发明中，实现近似1mm的间隙。O环77设置在转动体75和绝缘壳体73之间，因此保持了该间隙。因此，在摩擦力最小的状态下，转动体75可以容易地在一对绝缘壳体73之间旋转。

由于转动体75在其两个表面的每个中心上具有突起轴区域和接收轴区域，所以增加了表面绝缘距离。如果两个转动体75是通过将突起轴区域和接收轴区域相互连接而装配起来的，则表面绝缘距离增加两倍。转动体75用来将从驱动源组件61所产生的动力传送到绝缘轴41，并且用来提供足够的表面绝缘距离以确保驱动源组件61和底架11之间的电绝缘。根据本发明的实施例，额定电压为24V或25.8V的开关设备需要五个转动体75以保证绝缘。这里，六个绝缘壳体73和五个绝缘板91也是必要的。也就是说，三个动力传送单元71’互相装配(参考图10C)。突起部分74和凹入部分92设置在动力传送单元71’的两个表面上。因此，当动力传送单元71’互相连接时，使得连接体积最小并且获得了足够的表面绝缘距离。通过具有不同突起或凹入角度(突起和凹入部分的数目)可以应用突起部分74和凹入部分92。

因此，本发明不限于附图。

借助动力传送单元71’的构造，可以减小动力传送组件71的大小，从而减少了隔离开关的整个尺寸。

连接方法可以以不同方式实施在转动体75之间、在转动体75和驱动源组件61的主旋转轴63之间、以及在转动体75和绝缘轴之间。作为一个方法，突起部分形成在动力传送组件71的一侧上，而用于插入该突起部分的凹入部分形成在动力传送组件71的另一侧上。

如图11A和11B中所示，转动体75的突起轴区域76和绝缘轴分别具有六角形横截面。而且，在主旋转轴63的一端，在与突起轴区域76所在的转动体75的表面相对的表面的轴接收区域处，形成具有六角形横截面的连接孔63’。

将参考图12A和12B解释隔离开关100的驱动源组件61的构造和操作。

参考图12A和12B，三个隔离开关100并行地放置，对应于AC电路的三相(R，S，T)。

驱动源组件61包括三个主旋转齿轮64、两个辅助齿轮65以及提供动力的驱动电机68。

主旋转齿轮64分别连接到主旋转轴63，该主旋转轴连接到转动体75的突起轴区域76。辅助齿轮65啮合在主旋转齿轮64之间以便允许主旋转齿轮64具有相同的旋转方向(参考图12B)。

驱动齿轮67通过接收来自驱动电机的动力而旋转连接齿轮66，连接齿轮66设置在与辅助齿轮65的一个的轴相同的轴上。

除了驱动源组件与传统技术不同之外，根据本发明的隔离开关由绝缘固体材料覆盖。即使绝缘固体材料的直线长度变短，也有可能通过极大地拉长表面绝缘距离来减小隔离开关的尺寸。

由于主要部件互相组装到一起，所以整个组件被简化。此外，由于使用绝缘固体材料代替SF6气体，该气体是增加大气温度的主要元凶，所以提高了生态环境友好特性。由于不使用SF6气体，所以不需要检测气压，也不需要额外的提供气体以补偿气体泄漏的操作等等，因此节省了维护成本。

当隔离开关适用于采用双主母线时，它具有卓越的兼容性。

也就是说，在传统技术中，两个隔离开关互相并行地设置以使用双主母线。两个隔离开关通过包含气体的连接管互相连接，因此需要额外的操作。

但是，在本发明的隔离开关中，不需要诸如连接管这样的额外部件。而且，由于减小了隔离开关的整个尺寸，所以隔离开关可以布置在不平行的上部和下部方向上。

在下文中，将解释根据本发明的使用隔离开关的开关设备。

图13A是示出了根据本发明的主要单元的截面图，图13B是示出了根据本发明的主要单元的电路图。

将参考图13A和13B说明根据本发明的开关设备的主要单元。

如图13A所示，开关设备的主要单元包括：第一主总线连接部分81-1，连接有一个电源侧第一主母线；第二主总线连接部分81-2，连接有另一个电源侧第二主母线；第一隔离开关100-1，电连接到第一主母线连接部分81-1或与第一主母线连接部分81-1分离；第二隔离开关100-2，电连接到第二主母线连接部分81-2或者与第二主母线连接部分81-2分离；第一接地开关110-1，用于使得第一隔离开关100-1和第二隔离开关100-2相互电连接，并且切换到接地的位置和与地分开的位置；电连接到第二隔离开关100-2的第一断路器101-1，用于连接或断开从第二隔离开关100-2的通路；驱动结构103-1，用于驱动第一断路器101-1到连接或断开导通路径的位置；以及电缆插座104-1，电连接到第一断路器101-1并且具有电连接到负载侧电缆105的插座部分。

当开关设备用于三相AC时，开关设备的部分以三个平行组的方式设置以便与三相AC主母线和三相AC负载电缆相对应。

第一主母线连接部分81-1和第二主母线连接部分81-2具有与图8的主母线连接部分相同的结构，并且具有汇流条83，用于电连接到主母线或其它部件。

第一隔离开关100-1、第二隔离开关100-2以及第一接地开关110-1的每一个包括：沿一个方向隧穿的底架11，具有用于电连接到电负载(未示出)的负载连接部分，并且由绝缘固体材料组成以围绕负载连接部分；驱动源组件61，提供旋转动力源；由绝缘材料形成的绝缘轴41，由来自驱动源组件61的旋转动力源驱动，并且具有位于其外圆周面上的螺纹部分；固定接触器31，电连接到第一主母线连接部分81-1和第二主母线连接部分81-2中的一个，并且具有由绝缘固体材料围绕的固定触头33a或33a；以啮合方式与绝缘轴41连接的可动接触器21，电连接到底架11的负载连接部分，并且根据绝缘轴41的旋转直线移动到与固定接触器31的固定触头33或33a接触的位置和与固定接触器31的固定触头33或33a分离的位置；绝缘隔离片51，设置在底架11和固定接触器31之间以确保电绝缘，并且由绝缘固体材料形成，在其内具有空腔以允许可动接触器21移动穿过；以及设置在驱动源组件61和绝缘轴41之间的动力传送组件71，其将驱动源组件61所提供的旋转力传送到绝缘轴41，并且使得驱动源组件61和底架11相互电绝缘。

第一隔离开关100-1、第二隔离开关100-2以及第二接地开关110-1由同样的标准化部分形成，这些标准化部分可以彼此互换，这些标准化部分也即底架11、驱动源组件61、绝缘轴41、固定接触器31、可动接触器21、绝缘隔离片51以及动力传送组件71。

例如，第一隔离开关100-1的底架11可以用作第二隔离开关100-2的底架，或者用作第一接地开关110-1的底架。

第一隔离开关100-1、第二隔离开关100-2和第一接地开关110-1可以是由底架11、驱动源组件61、绝缘轴41、固定接触器31、可动接触器21、绝缘隔离片51以及形成动力传送组件71组成的一个模块。

这里，连接有第一主母线的第一主母线连接部分81-1连接到第一隔离开关100-1，连接有第二主母线的第二主母线连接部分81-2连接到第二隔离开关100-2，并且固定触头33a被接地连接到第一接地开关110-1的模块。也即，与每个模块相连的相应部分仅根据每个模块的功能而变化。

第一隔离开关100-1、第二隔离开关100-2以及第一接地开关110-1的构造和操作的详细描述，可以参考上述根据本发明的隔离开关100的解释说明，由于隔离开关100已经详细描述，所以为了避免重复省略对其的描述。

一个导体，即第一隔离开关100-1的底架11的凹入连接部分15(参考图7)由绝缘材料形成的绝缘盖11C覆盖，以便避免当凹入连接部分15暴露于外时所发生的短路事故。底架11的绝缘盖11C和凹入连接部分15可以通过将在凹入连接部分15外围所形成的凹入部分耦合到在绝缘盖11C上所形成的突起部分来相互连接。

绝缘盖11C可以用作一个标准化部分，以因此可以使得另一个部件的暴露部分绝缘。

在第一隔离开关100-1和第一接地开关110-1之间以及在第一接地开关110-1和第二隔离开关100-2之间的电连接可以通过将突起连接部分13(参考图7)装配到底架11的凹入连接部分15内来实现。

可以执行第一断路器101-1作为真空断续器(简称“VI”)

真空断续器包括：真空容器；固定布置在真空容器内的固定触头，其电连接到电源侧，并且由导电材料形成；以及可动触头，电连接到电负载侧，由导电材料形成，并且可以移动到通过与固定触头接触而形成使得电源侧和负载侧之间的电路闭合的位置上，或者可以移动到通过与固定接触器分离而使得电源侧和负载侧之间的电路开路的位置。这里，实现第一断路器101-1的外表面作为由固体绝缘材料例如环氧树脂形成的模制外壳。

第一断路器101-1的固定触头电连接到底架11的负载连接部分(即突起连接部分13)。第一断路器101-1是一种标准化部分或部件，并且可以由另一种在馈电单元、切断单元和联结单元以及主要单元中具有相同结构的部分或部件代替。

通过布置由导电材料形成且电连接到真空断续器上侧的固定触头的凹入连接器(未示出)，然后通过将第二隔离开关100-2的底架11的突起连接部分13安装在凹入连接部分内，可以使得第一断路器101-1和第二隔离开关100-2相互电连接。

第一断路器101-1通过连接器102电连接到电缆插座104-1。更精确地说，动力传送导体101-1a连接在第一断路器101-1的可动触头和连接杆103-1c之间，因而将连接杆103-1c所产生的线性动力传送到可动触头。连接器102在其内具有环状导体部分102a，并且动力传送导体101-1a的外圆周面被电连接到导体部分102a的内圆周面。连接器102通过位于连接器102上的凹入连接器102b而电连接到电缆插座104-1，从而电连接到导体部分102a。更精确地说，连接器102具有导体部分102a、电连接到导体部分102a的凹入连接器102b、以及由绝缘材料例如环氧树脂形成的模制外壳102c。

从第一断路器101-1到电缆插座104-1依次经过动力传送导体101-1a、连接器102的导体部分102a以及凹入连接器102b，形成导电路径。

绝缘隔离片51连接到连接器102的下侧，以便连接杆103-1c可以穿过绝缘隔离片51。绝缘隔离片51用来使得绝缘隔离片51与外界绝缘。实现连接器102的绝缘隔离片51作为与第一隔离开关100-1、第二隔离开关100-2以及第一接地开关110-1的绝缘隔离片51相同的标准化部分，因而便于生产、安装和维护。

电缆插座104-1包括导体部分，以及由绝缘固体材料例如环氧树脂形成的第一模制外壳部分104-1d，用于使得导体部分与外界绝缘。导体部分包括：第一突起连接器104-1a，其电连接到连接器102并且由导电材料制成；第一中心凹入连接器104-1b，其电连接到第一突起连接器104-1a并且由连接到电缆105的导体的导电材料制成；以及第一凹入连接器104-1c，其设置在第一中心凹入连接器104-1b的面对侧以便另外连接到另一个插座，并且电连接到第一中心凹入连接器104-1b。

螺纹部分位于电缆插座104-1的第一中心凹入连接器104-1b上，该电缆插座104-1连接到电缆105的导体上，从而该螺纹部分连接到位于电缆105的端部处的对应螺纹部分。

第二避雷器插座107-2包括第四导体部分，以及由绝缘固体材料形成的第四模制外壳部分107-2d，用于使得第一导体部分与外界绝缘。第一导体部分包括：由导电材料形成的第四突起连接器(未指定参考数字，参考图13A中的类似部分107-1a)；第四中心凹入连接器(未指定参考数字，参考图13A中的类似部分107-1b)，其连接到第二避雷器106-2并且由连接到第四突起连接器的导电材料形成；以及第四凹入连接器(未指定参考数字，参考图13A中的类似部分107-1c)，其设置在第四突起连接器的面对侧并且由导电材料形成以便连接到另一个插座。

螺纹部分提供第四中心凹入连接器上，该第四中心凹入连接器连接到第二避雷器插座107-2的第二避雷器106-2的导体上，因而该螺纹部分连接到位于第二避雷器106-2的端部处的对应螺纹部分。

馈电单元具有与主要单元相同的结构，除了电缆105和电缆插座104-2的数量不同，因此省略对其的详细而重复的解释说明。

如图14B所示的馈电单元的电路图与图13B所示的主要单元的电路图相同，因此省略对其的解释说明。

馈电单元具有与主要单元相同的操作，因此省略对其的解释说明。

参考图15A和15B解释说明根据本发明的固体绝缘开关设备的测量单元。

图15A是示出了根据本发明的测量单元的截面图，图15B是示出了根据本发明的测量单元的电路图。

根据本发明的固体绝缘开关设备的测量单元用于测量第一和第二主母线每个的电动势。

测量单元包括：与第一主母线相连的第五主母线连接部分81-5；与第二主母线相连的第六主母线连接部分81-6；第五隔离开关100-5和第六隔离开关100-6，分别连接到第五主母线连接部分81-5和第六主母线连接部分81-6，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分；以及电连接到第五隔离开关100-5和第六隔离开关100-6的电压互感器(PT)，用于分别测量第一主母线和负载侧之间以及第二主母线和负载侧之间的电动势。

执行电压互感器(下文简称PT)作为插入型PT，该插入型PT具有设置在突起连接部分13上的电压测量电路，用于当第五隔离开关100-5和第六隔离开关100-6的每个底架(未指定参考数字，参考图13A中的类似部分11)的突起连接部分13插入其内时测量电压。

由测量单元的PT测量出来的第一和第二主母线的电动势输出到控制器，并且可以显示出来。

参考图15B，两个隔离开关是指第五隔离开关100-5和第六隔离开关100-6，并且分别连接到PT。

将参考图16A和16B解释包含在说明根据本发明的固体绝缘开关设备中的切断单元。

切断单元用来将主母线的一条从电路中分离出来。固体绝缘开关设备包括2组的一个隔离开关和一个接地开关，并且该2组在其下侧互相连接。切断单元具有与主要单元、馈电单元和测量单元长度的两倍所对应的长度。也即，在根据本发明的优选实施例中，主要单元、馈电单元以及测量单元的长度是600毫米，而切断单元的长度是1200毫米。

固体绝缘开关设备的切断单元包括与第二主母线相连的第七主母线连接部分81-7；第七隔离开关100-7，电连接到第七主母线连接部分81-7或者与其分离，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分；电连接到第七隔离开关100-7的第三接地开关110-3，可切换到接地的位置和与地隔离的位置，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分，其中与第一隔离开关100-1的固定触头(参考图13A的33)相对应的部分连接到地；电连接到第五隔离开关100-7的第三断路器101-3，用于连接或断开第五隔离开关100-7的导电路径；第三驱动机构103-3，用于驱动第三断路器101-3转到连接或断开电路的位置；与第三断路器101-3相连的第八主母线连接部分81-8；与第二主母线相连的第九主母线连接部分81-9；第八隔离开关100-8，电连接到第九主母线连接部分81-9或者与其分离，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分；电连接到第八隔离开关100-8的第四接地开关110-4，可切换到接地位置和与地隔离的位置，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分，其中与第一隔离开关100-1的固定触头(参考图13A的33)相对应的部分连接到地；以及第十主母线连接部分81-10，电连接到第八隔离开关100-8并且电连接到第八主母线连接部分81-8。

参考图16A，尽管为了方便示出了第八主母线连接部分81-8和第十主母线连接部分81-10相互分离，但是实际上它们总是通过连接导体例如汇流条(未示出)而相互电连接。

参考图16A，连接到第八隔离开关100-8的下部的部分或部件是导电连接部分而不是断路器。导电连接部分执行作为固体绝缘外壳，该外壳在其内没有真空断续器，而是其内具有导体部分。导体部分的外表面由固体绝缘材料例如环氧树脂模制。如果导体部分由物理尺寸和形状与真空断续器相同的导体形成，则对于固体绝缘外壳而言，由于用于导体部分的固体绝缘外壳的模具也可以用作断路器的固体绝缘外壳的模具，因此有可能将代替断路器的导电连接部分制造成物理尺寸和形状与断路器相同的标准化部分。因而，可以以低成本快速地制造导电连接部分，并且可以简单制造切断单元和固体绝缘开关设备。

连接到导电连接部分的下部的主要单元的图13A的导体102没有与其下部连接的其它组件。因此，该导体由绝缘盖11C覆盖，用于使得导体与另一部件绝缘。

第七隔离开关100-1、第八隔离开关100-8、第三接地开关110-3以及第四接地开关110-4的较详细的结构可以参考上述参考图3-10B的关于本发明的隔离开关100的详细描述，所以为了避免重复，省略对其的详细描述。

由于第三隔离开关101-3和驱动机构在主要单元中已经叙述过了，所以为了避免重复，省略对其的详细描述。

参考图16B，第二主母线、切断单元的第七隔离开关100-7、第三接地开关110-3、第三隔离开关101-3、第八隔离开关100-8、以及第四接地开关110-4依次互相连接。当第七隔离开关100-7、第八隔离开关100-8以及第三断路器101-3运转到断开电路的位置处时，第二主母线被断开，因此与电路隔离。

切断单元的操作，也即操作切断单元到用于连接或断开电路的位置，操作接地开关转动连接或接地位置，以及操作断路器到用于断开电路的位置已经在主要单元中叙述过了，因此为了避免重复，省略对其的详细描述。

参考图16B，左侧的DS/ES表示第七隔离开关100-7和第三接地开关110-3，右侧的DS/ES表示第八隔离开关100-8和第三接地开关110-4，并且CB表示第三断路器101-3。

参考图17A和17B解释说明可以包含在根据本发明的固体绝缘开关设备内的联结单元。

联结单元具有两组隔离开关和接地开关，并且该两组在其下侧互相连接。两个主母线通过联结单元互相连接，联结单元具有与主要单元、馈电单元或测量单元长度的两倍所对应的长度。也即，在根据本发明的优选实施例中，主要单元、馈电单元、或者测量单元的长度是600毫米，而联结单元的长度是1200毫米。

根据本发明的联结单元包括与第二主母线相连的第十一主母线连接部分81-11；第九隔离开关100-9，电连接到第十一主母线连接部分81-11或者与其分离，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分；电连接到第九隔离开关100-9的第五接地开关110-5，可切换到接地的位置和与地隔离的位置，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分，其中与第一隔离开关100-1的固定触头(参考图13A的33)相对应的部分连接到地；电连接到第九隔离开关100-9的第四断路器101-4，用于连接或断开第九隔离开关100-7的导电路径；第四驱动机构103-4，用于驱动第四断路器101-4到连接位置或断开电路的位置；与第四断路器103-4相连的第十二主母线连接部分81-12；与第一主母线相连的第十三主母线连接部分81-13；第十隔离开关100-10，电连接到第十三主母线连接部分81-13或者与其分离，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分；电连接到第十隔离开关100-10的第六接地开关110-6，可切换到接地位置和与地隔离的位置，并且具有与第一隔离开关100-1的部分可互换的部分，其中与第一隔离开关100-1的固定触头(参考图13A的33)相对应的部分连接到地；以及第十四主母线连接部分81-14，电连接到第六接地开关110-6并且电连接到第十二主母线连接部分81-12。

参考图17A，尽管为了描述方便，所示的第十二主母线连接部分81-12和第十四主母线连接部分81-14相互分离，但是实际上它们总是通过连接导体例如汇流条(未示出)而相互电连接。

参考图17A，连接到第六隔离开关110-6的下部的部件是导电连接部分101a而不是断路器。导电连接部分101a执行作为固体绝缘外壳，该外壳在其内没有真空断续器，而是其内具有导体部分。导体部分的外表面由固体绝缘材料例如环氧树脂模制。如果导体部分由物理尺寸和形状与真空断续器相同的导体形成，则由于用于导体部分的固体绝缘外壳的模具也可以用作断路器的固体绝缘外壳的模具，因此有可能将代替断路器的导电连接部分制造成物理尺寸和形状与断路器相同的标准化部分。因而，可以以低成本快速地制造导电连接部分101a，并且可以简单制造联结单元和固体绝缘开关设备。

连接到导电连接部分101a的主要单元中的上述导体102不具有位于其下部的其它连接组件。因此，该导体102由绝缘盖11C覆盖，用于使得导体102与另一组件绝缘。

导体部分和模制外壳部分连接在导体连接部分101a和第六接地开关110-6之间。导体部分包括导电凹入连接器(未示出)，以及连接到导电凹入连接器的导电突起连接器(未示出)。围绕导体部分外侧的模制外壳部分由绝缘固体材料例如环氧树脂形成。

第九隔离开关100-9、第十隔离开关100-10、第五接地开关110-5、以及第六接地开关110-6的较详细的结构可以参考上述参考图3-10B的关于本发明的隔离开关100的详细描述，所以为了避免重复，省略对其的详细描述。

由于第四断路器101-4和第四驱动机构103-4在主要单元中已经叙述过了，所以为了避免重复，省略对其的详细描述。

参考图17B，右侧的DS/ES表示每个都连接到第二主母线的第九隔离开关100-9和第五接地开关110-5，左侧的DS/ES表示每个都连接到第十隔离开关100-10和第六接地开关110-6，并且CB表示第四断路器101-4。

包含在根据本发明的固体绝缘开关设备联结单元中的联结单元用来使得第一主母线和第二主母线互相电连接。将要解释说明用于相互连接或分离第一和第二主母线的操作。

第五接地开关110-5和第六接地开关110-6内部的可动接触器(参考图13A的数字21)与处于连接电路的位置的固定触头(参考图13A的33a)分离。第九隔离开关100-9被操作以至于可动接触器(参考图13A的21)可以与该固定触头(参考图13A的数字33)接触，因此电连接到第二主母线。第四断路器101-4被操作以至于可动接触器与固定接触器接触。因此，第一主母线和第二主母线互相电连接。

另一方面，如果第九隔离开关100-9或第十隔离开关100-10的可动触头与固定触头分离，或者如果第四断路器101-4的可动触头与固定触头分离，则第一主母线和第二主母线互相分离。

联结单元的操作，也即操作隔离开关到用于连接或断开电路的位置，操作接地开关到连接或接地位置，以及操作断路器到用于断开电路的位置已经在主要单元中叙述过了，因此为了避免重复，省略对其的详细描述。

图18是示出了根据本发明的由一个主要单元、一个馈电单元、一个测量单元、两个切断单元以及一个联结单元组成的开关设备的透视图。

参考图18，测量单元与切断单元或联结单元一样宽的原因是由于用于第一主母线的隔离开关和用于第二主母线的隔离开关没有沿图15A所示那样在上部方向和下部方向上设置，而是沿水平方向也即沿右和左方向设置。

如上所述，根据本发明的固体绝缘开关设备由绝缘固体材料形成。因此，即使绝缘固体材料的直线长度变短，表面绝缘距离也会增加。而且，由于主要部分制造成组件形式，所以固体绝缘型开关设备可以具有较高的兼容性和可靠性，并且可以提高生态环境友好特性。

使用固体绝缘隔离开关的固体绝缘开关设备通过固体绝缘每个单元以及组成每个单元的隔离开关和接地开关可以具有生态环境友好特性和较小的尺寸。

在根据本发明的固体绝缘开关设备中，组成每个单元的每个单元和每个部分是标准化的以便可以互换，因此实现了制造简单化。

而且，可以根据安装环境和用户不同的要求制造固体绝缘开关设备，并且可以改善维护/维修特性。

当在不脱离本发明的精神或者本质特征的情况下本发明可以以几种形式具体化的时候，可以理解，除非特别指出，上述实施例不限于前述任何细节，而是应该在其所附权利要求所定义的精神和范围内作出宽泛的解释，因此落入权利要求范围内的所有变化和修改或者该范围的等同物意图被所附权利要求包括。

Claims (16)

1.一种固体绝缘开关设备，具有用于接收电力的主要单元，该主要单元包括：

第一主母线连接部分，连接有用于一个电源的第一主母线；

第二主母线连接部分，连接有用于另一个电源的第二主母线；

第一隔离开关，电连接到第一主母线连接部分或与其分离，其中第一隔离开关包括以下部件：底架，该底架沿一个方向隧穿，具有用于电连接到负载的负载连接部分，并且由绝缘固体材料形成以包围负载连接部分，

驱动源组件，提供旋转力，

绝缘轴，由绝缘材料形成，由从驱动源组件提供的旋转力旋转，并且具有位于其外圆周面上的螺纹，

固定接触器，电连接到第一主母线连接部分，并且具有由绝缘固体材料所包围的固定触头，

可动接触器，与绝缘轴以啮合方式连接，电连接到底架的负载连接部分，并且根据绝缘轴的旋转可以线性地移动到与固定接触器的固定触头接触的位置或者与固定接触器的固定触头分离的位置，

绝缘隔离片，设置在底架和固定接触器之间以确保电绝缘，并且由绝缘固体材料形成，其内具有空腔以允许可动接触器移动穿过，以及

动力传送组件，布置在驱动源组件和绝缘轴之间，用于将从驱动源组件产生的旋转力传送到绝缘轴，并且将驱动源组件和底架彼此电绝缘；

第二隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且电连接到第二主母线连接部分或者与其分离；

第一接地开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到与地连接的位置或与地隔离的位置，用于将第一隔离开关和第二隔离开关互相电连接；

断路器，电连接到第二隔离开关，用于连接或断开从第二隔离开关的导电路径；

驱动机构，用于驱动断路器到连接位置或断开位置；以及

电缆插座，电连接到断路器，并且具有电连接到负载侧电缆的插座部分。

2.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，其中主要单元还包括：

第一避雷器插座，电连接到电缆插座；以及

第一避雷器，具有电连接到第一避雷器插座的一端，以及用于将闪电接地的另一个接地端。

3.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，其中主要单元还包括连接器，该连接器具有：

导体部分，用于电连接断路器和电缆插座，以及

模制外壳部分，由绝缘材料形成，用于使得导体部分与外界绝缘，

其中电缆插座包括：

第一导体部分；以及

第一模制外壳部分，由绝缘固体材料形成，用于使得该导体部分与外界绝缘，

其中第一导体部分包括以下部分：

第一突起连接器，由电连接到连接器的导体部分的导电材料形成；

第一中心凹入连接器，电连接到第一突起连接器，并且由连接到电缆的导体的导电材料形成；以及

第一凹入连接器，设置在第一中心凹入连接器的面对侧以便另外连接到另一个插座，并且电连接到第一中心凹入连接器。

4.如权利要求3所述的固体绝缘开关设备，其中螺纹部分设置在电缆插座的第一中心凹入连接器上，该电缆插座连接到电缆的导体，并且螺纹部分与位于电缆的端部处的相应螺纹部分啮合。

5.如权利要求2所述的固体绝缘开关设备，其中第一避雷器插座包括：

导体部分；以及

模制外壳部分，由绝缘固体材料形成，用于使得导体部分与外界绝缘，

其中导体部分包括：

突起连接器，由导电材料形成；

中心凹入连接器，电连接到第一避雷器，并且由电连接到突起连接器的导电材料形成；以及

凹入连接器，设置在突起连接器的面对侧并且由导电材料形成以便另外连接到另一个插座。

6.如权利要求5所述的固体绝缘开关设备，其中螺纹部分位于第一避雷器插座的中心凹入连接器上，该第一避雷器插座连接到第一避雷器的导体，并且螺纹部分与位于第一避雷器的端部的对应螺纹部分啮合。

7.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，其中断路器包括：

真空断续器，具有电连接到第二隔离开关的固定连接器和连接到驱动机构的可动接触器，该可动接触器通过由驱动机构所产生的动力可以移动到与该固定接触器接触或者分离的位置；以及

固体绝缘外壳，通过模制由绝缘固体材料形成以封装真空断续器。

8.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，还包括馈电单元，用于将主要单元接收的电力提供给负载，

其中馈电单元包括：

第三主母线连接部分，与第一主母线相连；

第四主母线连接部分，与第二主母线相连；

第三隔离开关，与第四主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第四隔离开关，与第三主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第二接地开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到接地的位置或与地隔离的位置，用于将第三隔离开关和第四隔离开关互相电连接，其中与固定接触器对应的部分连接到地；

第二断路器，电连接到第三隔离开关，用于连接或断开从第三隔离开关的导电路径；

第二驱动机构，用于驱动第二断路器到连接位置或断开位置；以及

第二电缆插座，电连接到第二断路器，并且具有电连接到负载侧电缆的插座部分。

9.如权利要求8所述的固体绝缘开关设备，其中馈电单元还包括：

第二避雷器插座，电连接到第二电缆插座；以及

第二避雷器，具有电连接到第二避雷器插座的一端和另一个接地端。

10.如权利要求8所述的固体绝缘开关设备，其中馈电单元还包括第二连接器，用于电连接第二断路器和第二电缆插座，

其中该第二电缆插座具有：

导体部分；以及

模制外壳部分，由绝缘材料形成，用于使得导体部分与外界绝缘，

其中导体部分包括：

突起连接器，由连接到第二连接器的导电材料形成；

中心凹入连接器，电连接到突起连接器并且由电连接到电缆的导体的导电材料形成；以及

凹入连接器，设置在突起连接器的面对侧以便另外连接到另一个插座，并且电连接到中心凹入连接器。

11.如权利要求10所述的固体绝缘开关设备，其中螺纹部分设置在第二电缆插座的中心凹入连接器上，该第二电缆插座连接到电缆的导体，并且该螺纹部分与位于电缆的端部处的对应螺纹部分啮合。

12.如权利要求9所述的固体绝缘开关设备，其中第二避雷器插座包括：

导体部分；以及

模制外壳部分，由绝缘固体材料形成，用于使得导体部分与外界绝缘，

其中导体部分包括：

突起连接器，由导电材料形成；

中心凹入连接器，电连接到第二避雷器并且由电连接到突起连接器的导电材料形成；以及

凹入连接器，设置在突起连接器的面对侧并且由导电材料形成以便另外连接到另一个插座。

13.如权利要求12所述的固体绝缘开关设备，其中螺纹部分位于第二避雷器插座的中心凹入连接器上，该第二避雷器插座连接到第二避雷器的导体，并且该螺纹部分连接到位于第二避雷器的端部处的对应螺纹部分。

14.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，还包括测量单元，用于测量第一和第二主母线每个的电势，其中测量单元包括：

第五主母线连接部分，与第一主母线相连；

第六主母线连接部分，与第二主母线相连；

第五隔离开关和第六隔离开关，分别连接到第五主母线连接部分和第六主母线连接部分，并且每一个具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；以及

电压互感器，电连接到第五和第六隔离开关，用于测量第一主母线和负载侧之间以及第二主母线和负载侧之间的电动势。

15.如权利要求1所述的固体绝缘型开关设备，还包括切断单元，用于将第一和第二主母线中的至少一个与电路分离，其中切断单元包括：

第七主母线连接部分，与第一和第二主母线中的一个相连；

第七隔离开关，与第七主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第三接地开关，电连接到第七隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到接地的位置或与地隔离的位置，其中与第一隔离开关的固定接触器对应的部分连接到地；

第三断路器，电连接到第七隔离开关，用于连接或断开从第七隔离开关的导电路径；

第三驱动机构，用于驱动第三断路器到连接位置或断开位置；

第八主母线连接部分，电连接到第三断路器；

第九主母线连接部分，与第一和第二主母线中的一个相连，即与第七隔离开关相连的那个；

第八隔离开关，与第九主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第四接地开关，电连接到第八隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到接地的位置或与地隔离的位置，其中与第一隔离开关的固定接触器对应的部分连接到地；

第十主母线连接部分，电连接到第八隔离开关，并且电连接到第八主母线连接部分。

16.如权利要求1所述的固体绝缘开关设备，还包括联结单元，用于连接第一主母线和第二主母线，其中联结单元包括：

第十一主母线连接部分，与第一和第二主母线中的一个相连；

第九隔离开关，与第十一主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第五接地开关，电连接到第九隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到接地的位置或与地隔离的位置，其中与第一隔离开关的固定接触器对应的部分连接到地；

第四断路器，电连接到第九隔离开关，用于连接或断开从第九隔离开关的导电路径；

第四驱动机构，用于驱动第四断路器到连接位置或断开位置；

第十二主母线连接部分，电连接到第四断路器；

第十三主母线连接部分，与第一和第二主母线中的一个相连，即第十一隔离开关没有相连的那个；

第十隔离开关，与第十三主母线连接部分电连接或分离，并且具有与第一隔离开关的部件可互换的部件；

第六接地开关，电连接到第十隔离开关，具有与第一隔离开关的部件可互换的部件，并且可切换到接地的位置或与地隔离的位置，其中与第一隔离开关的固定接触器对应的部分连接到地；

第十四主母线连接部分，电连接到第六隔离开关，并且电连接到第十二主母线连接部分。

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