CN102368452B - 一种地铁高压隔离接地开关 - Google Patents

Abstract

一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：它包括一可自由转动的主轴（1）、静触头（3）、动触头组件（4）、极组装件（2）、控制机构、操作臂（7）、面板（13）、支撑柱（16）和顶盖（17）；其中：所述的面板(13)经均布的多组多节叠置式支撑柱(16)与顶盖(17)构成高压隔离接地开关主架体，每相邻两节支撑柱(16)之间夹固着静触头（3）；所述的主轴（1）穿套在顶盖（17）和面板（13）的中心孔中，并在顶盖（17）和面板（13）之间的主轴轴杆上叠置穿套着多个极组装件（2），由随主轴（1）转动的极组装件中的动触头组件（4）与固定在支撑柱之间的静触头（3）共同构成地铁高压隔离接地开关的可开闭触接结构。

Description

一种地铁高压隔离接地开关

技术领域

本发明涉及一种高压电器开关设备，特别是一种地铁高压隔离接地开关。

背景技术

随着我国城市地铁行业的发展，对机车设备的保护要求也越来越高，现有技术中，在实现机车设备高压隔离时，通常采用高压隔离开关实现，如用于连接由牵引逆变器和辅助逆变器组成的电路到进线直流电源时需要使用隔离开关，同时安装高压接地开关以方便检修时使用，如用于高压滤波电容放电以便在车间安全的进行例行维护。鉴于地铁机车运行环境的特殊性，通常要求高压开关兼具隔离和接地功能，更进一步地具有多种开关复合功能，并能在恶劣条件下使用。

而现有技术中的高压隔离开关结构简单，动触头组件在设计上存在不可靠因素，在实际使用中动静触头接触时产生的电阻过大，其控制部分和高压部分的轴通常为独立设置，在运行过程稳定性差，增加了安全隐患。联接位置不能满足多种选择的需要，功能单一，不仅存在着一定的安全隐患，而且其适用的范围也具有较大的局限性。因此，提供一种具有较高安全性能、适用性广的新型地铁高压隔离接地开关，就成为相关领域制造厂商和技术人员的课题。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种结构简单、运行可靠能满足地铁机车安全运行的高压隔离接地开关。

这种地铁高压隔离接地开关，它包括一可自由转动的主轴、静触头、动触头组件、极组装件、控制机构、操作臂、面板、支撑柱和顶盖；其中:所述的面板经均布的多组多节叠置式支撑柱与顶盖构成高压隔离接地开关主架体，每相邻两节支撑柱之间夹固着静触头；所述的主轴穿套在顶盖和面板的中心孔中，并在顶盖和面板之间的主轴轴杆上叠置穿套着多个极组装件，由随主轴转动的极组装件中的动触头组件与固定在支撑柱之间的静触头共同构成地铁高压隔离接地开关的可开闭触接结构。

所述的上下设置的两支撑柱之间由螺柱连接，所述的螺柱上套有静触头。

所述的极组装件为由DMC材料制作的、设有中心孔的盒体，所述盒体的左右设有一空腔，所述的空腔内设有与静触头触接的动触头组件。

所述的动触头组件由设置在所述盒体空腔内的极轴、弹簧、垫块以及两片一组的动触头片构成，所述动触头片套置在穿有垫块的极轴的两边,前部伸出盒腔与静触头夹持触接，所述极轴各设有一顶压动触头的弹簧。

所述的主轴在所述顶盖以下、面板以上的轴杆上自上而下叠置着1-5个极组装件，由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的1-5个可用接触极。

所述的主轴经法兰片组成的定位组件与面板固定，所述主轴向下延伸部设有一位于底座中心孔内的轴套组件并且在所述主轴的下端部设有一操作臂。

所述的控制装置设置于底座上部由面板构成的腔体内，它包括限位机构和辅助连锁机构；所述的限位机构由固定在面板下部、主轴上的上部凸轮以及设于上部凸轮上部的设有杠杆组件和拉簧的安装板构成，所述的杠杆组件的一端经一转动支轴固定在安装板，所述杠杆组件的另一端与一端固定在安装板面上的拉簧连接，并在所述杠杆组件上设有一与上部凸轮匹配的挡杆；所述的辅助连锁机构由设于上部凸轮下部主轴轴体上的一下部凸轮、微动开关、插座及线路组成。

所述的主轴自上而下叠置着五个极组装件，由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的五个层状分布的接触极；

其中：

第1层极片为适用于长时间连接牵引电力电路或DC电源用的极片；

第2层极片是可用作连接辅助高压总线和DC电源，或者直接从DC电源给辅助逆变器供电连接用的极片；

第3、4层极片是可用于对逆变器/辅助逆变器的滤波电容放电用极片；

第5层极片是可用于连接本地辅助逆变器或高压总线链接的极片。

本发明的有益效果在于： 

根据以上技术方案提出的这种地铁高压隔离接地开关，集高压隔离和高压接地功能于一体,例如可满足地铁机车中用于连接由牵引逆变器和辅助逆变器组成的电路到进线直流电源的需要，同时也可用于高压滤波电容放电以便在车间安全的进行例行维护，在通常的工作条件下，还可以根据列车控制方式，使滤波电容通过该开关进行放电。由于采用一级一级叠加的结构，使结构紧凑、动作稳定、可靠，提高适用性。

此外，由于外部用环氧树脂做外外部绝缘，依次外部安装的部件能抵御沙、垃圾、落叶堆积、工业污染(SO₂,CO₂)和酸的影响。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为静触头安装示意图；

图3为极组装件结构示意图；

图4为控制部分整体结构示意图；

图5为限位机构结构示意图；

图6为辅助连锁机构结构示意图；

图7为第1层极片组合布局示意图；

图8为第2层极片组合布局示意图；

图9为第3、4层极片组合布局示意图；

图10为第5层极片组合布局示意图。

图中：1-主轴   2-极组装件  3-静触头   4-动触头组件  4.1-极轴   4.2-垫块  4.3-弹簧   4.4-动触头片  5-微动开关A   6-安装板A   7-操作臂   8-轴套组件   9-下部凸轮   10-微动开关B  11-底座   12-安装板B   13-面板   14-上部凸轮   15-母排   16-支撑柱   16.1-螺柱   17-顶盖   18-定位组件  19-杠杆组件  20-杠杆支轴  21-拉簧  22-安装板C  23-挡杆   24-微动开关C   A-第1层极片组  B-第2层极片组   C-第3层极片组   D-第4层极片组   E-第5层极片组  F-盒体  a-公共端  b-车间电源位   c-接地位   d-受电弓位。

具体实施方式

以下结合说明书附图进一步阐述本发明，并给本发明的实施例。

如图1所示的这种地铁高压隔离接地开关，它包括一可自由转动的主轴1、静触头3、动触头组件4、极组装件2、控制机构、操作臂7、面板13、支撑柱16和顶盖17；其中:所述的面板13经均布的多组多节叠置式支撑柱16与顶盖17构成高压隔离接地开关主架体，每相邻两节支撑柱16之间夹固着静触头3；所述的主轴1穿套在顶盖17和面板13的中心孔中，并在顶盖17和面板13之间的主轴轴杆上叠置穿套着多个极组装件2，由随主轴1转动的极组装件中的动触头组件4与固定在支撑柱之间的静触头3共同构成地铁高压隔离接地开关的可开闭触接结构。

所述的上下设置的两支撑柱16之间由螺柱16.1连接，所述的螺柱上套有静触头3（见图2所示）。

所述的极组装件2为由DMC材料制作的、设有中心孔的盒体F，所述盒体F的左右设有一空腔，所述的空腔内设有与静触头3触接的动触头组件4（见图3所示）。

所述的动触头组件4由设置在所述盒体空腔内的极轴4.1、弹簧4.3、垫块4.2以及两片一组的动触头片4.4构成，所述动触头片4.4套置在穿有垫块4.2的极轴4.1的两边,前部伸出盒腔与静触头夹持触接，所述极轴4.1各设有一顶压动触头的弹簧4.3（见图3所示）。

所述的主轴1在所述顶盖17以下、面板13以上的轴杆上自上而下叠置着1-5个极组装件2，由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的1-5个可用接触极。

所述的主轴1经法兰片组成的定位组件18与面板13固定，所述主轴1向下延伸部设有一位于底座中心空内的轴套组件8并且在所述主轴1的下端部设有一操作臂7。

所述的控制装置设置于底座11上部由面板13构成的腔体内，它包括限位机构和辅助连锁机构；所述的限位机构由固定在面板13下部主轴1上部凸轮14以及设于上部凸轮上部的设有杠杆组件19和拉簧21的安装板C构成，所述的杠杆组件19的一端经一转动支轴20固定在安装板C，所述杠杆组件19的另一端与一端固定在安装板面上的拉簧21连接，并在所杠杆组件19上设有一与上部凸轮匹配的挡杆23；所述的辅助连锁机构由设于上部凸轮14下部主轴1轴体上的一下部凸轮9、微动开关C、插座及线路组成（见图4、5、6所示）。

所述的主轴1自上而下叠置着五个极组装件2，由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的五个层状分布的接触极；见图7-10所示。

其中：

第1层极片为适用于长时间连接牵引电力电路或DC电源用的极片。

第2层极片是可用作连接辅助高压总线和DC电源，或者直接从DC电源给辅助逆变器供电连接用的极片。

第3、4层极片是可用于对逆变器/辅助逆变器的滤波电容放电用极片。

第5层极片是可用于连接本地辅助逆变器或高压总线链接的极片。

根据以上技术方案提出的这种地铁高压隔离接地开关，不仅结构简单，而且具有较高的使用安全性。

在实际使用中：通过旋转操作臂7使主轴1转动，利用设置在面板13下腔体内固定在主轴1下部控制装置中的上部凸轮和下部凸轮的转动位置的变化，导致由上述两凸轮组成的辅助连锁机构和限位机构进入工作状态。其中的辅助连锁机构的作用是：随着主轴1的转动，通过下部凸轮9接通或者断开微动开关，输出信号，确定地铁高压隔离接地开关所处工作状态。而由上部凸轮14、杠杆组件和拉簧组成的限位机构则起到限制主轴转动、保证动触头与定触头接触到位的作用。此外，在实际使用中可以根据需要将该地铁高压隔离接地开关设计成拥有3个或者5个极组的高压隔离接地开关。本实施例中介绍的属于具有5个极组的高压隔离接地开关。

根据以上技术方案提出的这种地铁高压隔离接地开关，用环氧树脂作为极与极之间的外绝缘，因而具有环境稳定性好，憎水性好、抗污能力强、绝缘性能高的优点。

根据以上技术方案提出的这种地铁高压隔离接地开关，其动触头组件

可随主轴转动，并与固定在支撑柱之间的静触头共同构成可开闭接触结构，使动触头与静触头接触时面积较大，受力均匀，接触压力适度，在实际使用中可避免产生动静触头接触时电阻过大的现象，避免发生触头烧损、烧毁现象。

本发明的地铁高压隔离接地开关其控制部分和高压部分的轴同轴设置，在运行过程稳定性好，消除操作过程中所造成的安全隐患。

本发明通过设置分别处于绝缘材料制成的盒体中叠置式的多极组装件，提供了多个联接位，不仅实现了高压隔离和高压接地功能的复合，更进一步地可与多个开关功能复合，可实现多个联接位同时操作，使同一个地铁高压隔离接地开关适用于多种工况、不同使用场合的工作要求，适应地铁机车的实际使用需要。总之，由于本发明的地铁高压隔离接地开关设计合理，结构简单紧凑，具有环境稳定性好，憎水性好、抗污能力强、绝缘性能高的优点，能在以下环境条件下能正常工作：

最高海拔：    1400m

最高室外气温：   +50°C

最小室外气温： -25°C

最高内部温度： +70°C

最低内部温度： -25°C

热冲击(外部气流)：  +/-40°C，超过30s

相对湿度：    33°C达到100%，40°C达到95%

外部安装的部件能抵御沙、垃圾、落叶堆积、工业污染(SO₂,CO₂)和酸的影响。

Claims (7)

1.一种地铁高压隔离接地开关，它包括一可自由转动的主轴（1）、静触头（3）、动触头组件（4）、极组装件（2）、控制装置、操作臂（7）、面板（13）、支撑柱（16）和顶盖（17）；其中:所述的面板(13)经均布的多组多节叠置式支撑柱(16)与顶盖(17)构成高压隔离接地开关主架体，每相邻两节支撑柱(16)之间夹固着静触头（3）；所述的主轴（1）穿套在顶盖（17）和面板（13）的中心孔中，并在顶盖（17）和面板（13）之间的主轴轴杆上叠置穿套着多个极组装件（2），由随主轴（1）转动的极组装件中的动触头组件（4）与固定在支撑柱之间的静触头（3）共同构成地铁高压隔离接地开关的可开闭触接结构，其特征在于：控制装置设置于底座（11）上部面板（13）构成的腔体内，它包括限位机构和辅助连锁机构；所述的限位机构由固定在面板（13）下部、主轴（1）上的上部凸轮（14）以及设于上部凸轮上部的设有杠杆组件（19）和拉簧（21）的安装板（22）构成，所述的杠杆组件（19）的一端经一转动支轴（20）固定在安装板（22）上，所述杠杆组件（19）的另一端与一端固定在安装板面上的拉簧（21）连接，并在所述杠杆组件（19）上设有一与上部凸轮匹配的挡杆（23）；所述的辅助连锁机构由设于上部凸轮（14）、下部主轴（1）轴体上的一下部凸轮（9）、微动开关（24）、插座及线路组成。

2.根据权利要求1所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：上下设置的两支撑柱（16）之间由螺柱（16.1）连接，所述的螺柱上套有静触头（3）。

3.根据权利要求1所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：所述的极组装件(2)为由DMC材料制作的、设有中心孔的盒体(F)，所述盒体(F)的左右设有一空腔，所述的空腔内设有与静触头(3)触接的动触头组件(4)。

4.根据权利要求3所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：所述的动触头组件（4）由设置在所述盒体空腔内的极轴(4.1)、弹簧(4.3)、垫块（4.2）以及两片一组的动触头片（4.4）构成，所述动触头片（4.4）套置在穿有垫块（4.2）的极轴（4.1）的两边,前部伸出盒腔与静触头夹持触接，所述极轴（4.1）各设有一顶压动触头的弹簧（4.3）。

5.根据权利要求1所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：所述的主轴（1）在所述顶盖（17）以下、面板（13）以上的轴杆上自上而下叠置着3-5个极组装件（2），由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的3-5个可用接触极。

6.如权利要求1所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：所述的主轴（1）经法兰片组成的定位组件（18）与面板（13）固定，所述主轴（1）向下延伸部设有一位于底座中心孔内的轴套组件（8）并且在所述主轴（1）的下端部设有一操作臂（7）。

7.如权利要求1所述的一种地铁高压隔离接地开关，其特征在于：所述的主轴（1）自上而下叠置着五个极组装件（2），由此构成地铁高压隔离接地开关所包含的五个层状分布的接触极；其中：

第1层极片为适用于长时间连接牵引电力电路或DC电源用的极片；

第2层极片是可用作连接辅助高压总线和DC电源，或者直接从DC电源给辅助逆变器供电连接用的极片；

第3、4层极片是可用于对逆变器/辅助逆变器的滤波电容放电用极片；

第5层极片是可用于连接本地辅助逆变器或高压总线链接的极片。

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