CN102543548B - 三相本体品字形分布的高压开关及高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三相本体品字形分布的高压开关，包括三相本体，操作机构、传动机构，所述三相本体呈品字形分布；任一本体包括一隔离静触头、一隔离拐臂、一隔离动触头、一进线软连接以及一开关本体；所述隔离静触头位于本体的顶部，所述隔离动触头设在隔离拐臂的内端，所述隔离拐臂枢接在隔离静触头的下方，并且在隔离拐臂旋转至预定位置处与隔离静触头接触闭合，所述开关本体位于隔离动触头的下方，并通过进线软连接与所述拐臂的外端连接。本发明采用三相本体品字形分布的结构，以实现高压开关电场强度分布均匀，并且设计了合理的传动机构，使操作更加方便、可靠。

Description

三相本体品字形分布的高压开关及高压开关柜

【技术领域】

本发明涉及一种高压开关及高压开关柜。

【背景技术】

高压开关属于电力技术领域中高压等级配电产品范畴，其可包含高压负荷开关、断路器、隔离开关、接地开关等高压开关元件产品。其高压开关柜可为空气绝缘介质的金属开关柜及固体绝缘开关柜，也可分为气体绝缘的密封或半密封开关柜。

现有市面上的高压开关产品均采用一字形或直线形分布三相独立带电本体，根据电场分布原理，其电场分布分界线为三相连接直线，电场轨迹为直线脉动，会导致电场强度分布不均匀。

公开日为2011.05.11，公开号为CN102054618A的中国发明申请，提出了一种三相共箱式快速接地开关装置，包括：端盖、连板、拐臂、拨动轴、导电杆、导向杆、动触头、弹簧触指、导电杆和接地座，导向杆和三个接地座分别与端盖固定连接，三个导电杆分别设置于各自对应的接地座上，三个弹簧触指分别设置于各自对应的导电杆上，拨动轴穿过导向杆且两端分别与连板和拐臂相连，三个动触头分别与连板固定连接且通过各自的弹簧触指与导电杆实现电连接。该发明三相共箱式快速接地开关装置中的通三个弹簧触指和三个动触头过采用三角形布置的形式，从而达到开关装置的小型化。

公开日为2010-3-10，公开号为CN101667503的中国发明申请，提出了一种用于高压开关设备中的小型化接地开关。它包括有安装在框架上的三相支柱绝缘子、安装在支柱绝子上的三相静触头以及与静触头配合的三相动触刀；三相支柱绝缘子的底部沿直线排列安装在框架上，其中位于中间的一相支柱绝缘子的整体高度大于两侧的两个支柱绝缘子，使得安装在三相支柱绝缘顶部的三相静触头中心分布在一个等腰三角形的三个角上；所述三相动触刀中位于中间的一相动触刀长度大于两侧的触刀，使得其与三相静触头的位置相对应。本发明在保证相间绝缘距离的同时，可以缩短接地开关宽度方向的尺寸，减小的其安装面积，因而可以适用于上些小型化的高压开关设备中。

公开日为2006-06-07，公开号为CN2786766的中国实用新型专利，提出了一种三相共箱式断路器，自能式灭弧室按等腰三角形的分布安装在支架上，弹簧操动机构安装在支架内部的支架底座上，外拐臂装在拐臂盒内通过连杆将弹簧操动机构和自能式灭弧室连接成一个整体安装在底架上满足了Z型连接，将断路器壳体上部盘式绝缘子和密度断电器的位置互换就满足了U型连接，实现三相机械联动，并为间隔和汇控柜的布置提供了良好的结构单元，具有小型化、连接方便、结构简单、操作稳定性好、使用寿命长等特点，方便大家使用。

公开日为1988-5-25，公开号为CN87107750的中国发明申请，提出了一种三相共箱式气体绝缘开关装置，其金属容器内的高压导体大致通过直角等腰三角形的各顶点平行设置，且上述高压导体分别用单柱式绝缘支架支承；具有以相对于上述金属容器中心和上述各高压导体中心的连线所定的支承角度安装在上述金属容器中的上述单柱式绝缘支架。

上述几个专利提出了几种触头呈三角形分布的开关，多为三相共箱式高压开关，其属于40.5kV以上的超高压等级范畴，但还未检索到12kV～40.5kV中高压等级三相独立本体呈品字形分布的高压开关及高压开关柜，所谓的三相独立本体品字形分布是指三相高压带电本体呈等边三角形位置排列分布于高压开关产品中。而且上述几种触头呈三角形分布的开关解决的问题也大致是如何达到体积的小型化的问题，并没有考虑到电场的分布情况。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种三相本体品字形分布的高压开关，采用三相本体品字形分布的结构，以实现高压开关电场强度分布均匀，并且设计了合理的传动机构，使高压开关控制及操作更加合理。

本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种三相本体品字形分布的高压开关，包括三相本体，操作机构、传动机构，所述三相本体呈品字形分布；任一本体包括一隔离静触头、一隔离拐臂、一隔离动触头、一进线软连接以及一开关本体；所述隔离静触头位于本体的顶部，所述隔离动触头设在隔离拐臂的外端内侧，所述隔离拐臂的内端枢接在隔离静触头的下方，并且所述隔离动触头在隔离拐臂旋转至预定位置处与隔离静触头接触闭合，所述开关本体位于隔离动触头的下方，并通过进线软连接与所述拐臂的外端连接；所述操作机构包括隔离操作单元和开关操作单元，隔离操作单元包括一连接器、一隔离推杆、一导套、一驱动拐臂、一隔离操作轴；所述连接器包括一中心孔及三个向外延伸的连接端，该中心孔固定地套设在隔离推杆的上端，所述隔离拐臂枢接于连接器的连接端；所述隔离推杆和导套纵向设在三相本体的中心位置，且导套卡设在三相本体的三个开关本体之间，隔离推杆的中段以可上下滑动的方式套设在导套内，下端则连接所述驱动拐臂，驱动拐臂与隔离操作轴连接；隔离操作轴再连接一外部操作手柄，所述开关操作单元为手动或电动的弹簧操作机构；所述传动机构包括依次连接的一转轴、一摆臂、一传动臂以及一凸轮，所述转轴由所述操作机构的开关操作单元驱动，所述凸轮位于本体的底部。

进一步的，所述开关本体进一步包括一外壳，以及设在外壳内的一灭弧元件和绝缘拉杆、触头压簧、连接螺杆、出线软连接，且所述进线软连接由所述外壳的顶部进入外壳的内部与灭弧元件的静端连接，所述绝缘拉杆通过触头压簧和连接螺杆、出线软连接连接在灭弧元件的动端与所述传动机构的凸轮之间，所述的出线软连接与开关出线母线连接。

进一步的，所述操作机构还包括一开关框架，该开关框架包括第一箱体和第二箱体，所述第一箱体的上方具有一固定平台，所述三相本体设在固定平台上，所述传动机构设在第一箱体内，所述操作机构的开关操作单元设在第二箱体内。

进一步的，三相所述开关本体的绝缘拉杆组合成为整体绝缘拉杆，该整体绝缘拉杆包括三相品字形分布的所述绝缘拉杆、一连接座以及一金属嵌件，所述绝缘拉杆通过连接座连接，所述金属嵌件固定于所述连接座的下方并连接所述传动机构的凸轮。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种含有三相本体品字形分布的高压开关的高压开关柜，采用三相本体品字形分布的结构的高压开关，以实现高压开关电场强度分布均匀，并且为高压开关设计了合理的传动机构，使高压开关控制及操作更加合理。

本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种高压开关柜，包括一金属柜以及安装在该金属柜内的进线电缆、电缆安装支架、高压开关、开关安装梁、连接母线、套管、套管固定架，所述进线电缆通过电缆安装支架固定在所述金属柜的内壁，所述高压开关通过开关安装梁固定在所述金属柜的内壁，所述套管设在套管固定架上，所述套管固定架与开关安装梁连接(套管的作用为隔离带电母线与金属柜体和金属安装梁之间的安全距离)；所述高压开关为所述的三相本体品字形分布的高压开关，且所述连接母线与该高压开关的出线母线连接，高压开关的开关本体内的灭弧元件动端通过出线软连接与连接母线相连，再通过连接母线、套管连接到金属柜的下端，最后由电缆连接引出金属柜之外。

进一步的，所述开关本体进一步包括一外壳，以及设在外壳内的一灭弧元件和绝缘拉杆、触头压簧、连接螺杆、出线软连接，且所述进线软连接连接在外壳的顶部、灭弧元件、绝缘拉杆、所述传动机构的凸轮上下依次连接，所述的出线软连接与开关出线母线连接。

进一步的，所述开关框架还包括第一箱体和第二箱体，所述第一箱体的上方具有一固定平台，所述三相本体设在固定平台上，所述传动机构设在第一箱体内，所述操作机构的开关操作单元设在第二箱体内。

进一步的，三相所述开关本体的绝缘拉杆组合成为整体绝缘拉杆，该整体绝缘拉杆包括三相品字形分布的所述绝缘拉杆、一连接座以及一金属嵌件，所述绝缘拉杆通过连接座连接，所述金属嵌件固定于所述连接座的下方并连接所述传动机构的凸轮。

本发明具有如下优点：采用三相本体品字形分布的结构，以实现高压开关及其高压开关柜中电源进线和出线均为品字形分布的电场结构，其电场分布分界线为等边三角形的外接圆，在圆形轨迹任意方向上电场强度和脉动幅度均相同，电场强度分布均匀。因此，采用品字分布三相带电本体，更符合电场强度分布均匀要求。而且本发明还专门为此结构设计了合理的传动机构，使高压开关及其高压开关柜的控制及操作更加合理。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明高压开关的外形结构示意图。

图2为本发明高压开关的操作机构的结构示意图。

图3为本发明高压开关的传动机构的结构示意图，此时高压开关处于关合状态。

图4为本发明高压开关的开关本体的内部结构示意图。

图5为本发明高压开关隔离触头处于关合状态的结构示意图。

图6为本发明高压开关隔离触头处于打开状态的结构示意图。

图7为本发明高压开关隔离触头处于关合和打开状态的俯视结构示意图。

图8为本发明高压开关整体绝缘拉杆的结构示意图。

图9和图10为本发明高压开关柜的内部结构示意图。

【具体实施方式】

实施例一、为本发明的高压开关

请参阅图1至图7所示，本发明的高压开关10，包括三相本体1，操作机构2、传动机构3，所述三相本体1呈品字形分布。

任一本体1包括一隔离静触头11、一隔离拐臂12、一隔离动触头13、一进线软连接14以及一开关本体15；所述隔离静触头11位于本体1的顶部，所述隔离动触头13设在隔离拐臂12的外端内侧，所述隔离拐臂12的内端枢接在隔离静触头11的下方，并且所述隔离动触头13在隔离拐臂12旋转至预定位置处与隔离静触头11接触闭合，所述开关本体15位于隔离动触头13的下方，并通过进线软连接14与所述隔离拐臂12的外端连接；所述开关本体15进一步包括一外壳151，以及设在外壳151内的一灭弧元件152和绝缘拉杆153、触头压簧154、连接螺杆155以及出线软连接156，且所述进线软连接14由所述外壳151的顶部进入外壳151的内部与灭弧元件152的静端连接，所述绝缘拉杆153通过触头压簧154、连接螺杆155和出线软连接156连接在灭弧元件152的动端与所述传动机构3，所述的出线软连接156与开关出线母线16连接。且所述进线软连接14由所述外壳151的顶部进入外壳151的内部与灭弧元件152的静端连接，所述缘拉杆153的上端与灭弧元件152的动端连接，下端连接传动机构3。隔离拐臂12的旋转即可实现隔离动触头与隔离静触头分开或扣合，从而形成隔离断口或闭合。

如图8所示，三相所述开关本体的绝缘拉杆153组合成为整体绝缘拉杆150，该整体绝缘拉杆150包括三相品字形分布的所述绝缘拉杆153、一连接座1531以及一金属嵌件1532，所述绝缘拉杆153通过连接座1531连接，所述金属嵌件1532固定于所述连接座1531的下方并连接所述传动机构3的凸轮314。

所述操作机构2包括隔离操作单元和开关操作单元26，隔离操作单元包括一连接器21、一隔离推杆22、一导套23、一驱动拐臂24、一隔离操作轴25；所述隔离推杆22和导套23纵向设在三相本体1的中心位置，且导套23卡设在三相本体1的三个开关本体15之间，隔离推杆22的中段以可上下滑动的方式套设在导套23内，下端则连接所述驱动拐臂24、驱动拐臂24与隔离操作轴25连接；隔离操作轴25再连接一外部操作手柄(未图示)，所述开关操作单元26为手动或电动的弹簧操作机构，与隔离操作单元按照一定的操作顺序和联锁方式进行操作。所述连接器21包括一中心孔211及三个向外延伸的连接端212，该中心孔211固定地套设在隔离推杆22的上端，所述隔离拐臂12枢接于连接器21的连接端212；所述开关框架27包括第一箱体271和第二箱体272，所述第一箱体271的上方具有一固定平台273，所述三相本体1设在固定平台273上，所述传动机构3设在第一箱体271内，所述操作机构2的操作单元26设在第二箱体272内。

所述传动机构3包括依次连接的一转轴311、一摆臂312、一传动臂313以及一凸轮314，所述转轴311支撑在框架上，由开关操作单元26驱动，所述凸轮314位于本体的底部、具体是设在缘拉杆153金属嵌件1532的底部。即所述绝缘拉杆153通过触头压簧154、连接螺杆155和出线软连接156连接在灭弧元件152的动端与所述传动机构3的凸轮314之间。

请主要参考图3至图7，其中，图7包括两个状态，虑线为开断状态时隔离拐臂12的位置，本发明的高压开关其工作原理为：所述开关操作单元26输出机械操作功，通过传动机构3连接至三相本体1的各绝缘拉杆153，从而带动本体1的的灭弧元件152的动端动作进而灭弧元件152用于开断、关合电流的动作。同时所述操作机构2旋转隔离操作轴25带动驱动拐臂24使隔离推杆22上下运动，通过连接器21联动三相本体1的各隔离拐臂12进行隔离高压开关断口的合分操作，其中导套23起引导隔离推杆22作上下直线运动。

1、当本发明的高压开关处于开断状态，要将其进行关合时，具体操作是：所述隔离拐臂12、连接器21、隔离推杆22、导套23构成一类似雨伞的伞骨的结构，首先，通过外部操作手柄顺时针旋转操作隔离操作轴25，带动驱动拐臂24顺时针旋转，使隔离推杆22以及连接器21向下直线运动，连接器21连接端驱使隔离拐臂12的外端向内旋转，从而将隔离动触头13扣合在隔离静触头11上，实现高压开关隔离动、静触头的关合。其次，操作所述开关操作单元26输出机械操作功传给传动机构3，传动机构3的转轴311逆时针转动带动摆臂312按逆时针方向摆动，再通过传动臂313驱使凸轮314旋转，凸轮314旋转至最高点与绝缘拉杆153连接，使绝缘拉杆153向上运动，将灭弧元件152的动端向上顶，进而与灭弧元件152静端接触，实现高压开关主触头的关合。

2、反之，当本发明的高压开关处于关合状态，要将其进行开断时，具体操作是：首先，所述操作单元26输出机械操作功传给传动机构3，传动机构3的转轴311顺时针转动带动摆臂312按顺时针方向摆动，再通过传动臂313驱使凸轮314旋转，凸轮314旋转至最低点与绝缘拉杆153连接，拉动绝缘拉杆153向下运动，灭弧元件152的动端向下拉，进而与灭弧元件152静端分开，现高压开关主触头的开断。其次，逆时针旋转操作隔离操作轴25，带动驱动拐臂24逆时针旋转，使隔离推杆22以及连接器21向上直线运动，驱使隔离拐臂12的外端向外旋转，从而将隔离动触头13远离隔离静触头11，实现高压开关隔离动、静触头的开断。

实施例二、为本发明的高压开关柜

如图1至图10所示，本发明的高压开关柜100包括一金属柜20以及安装在该金属柜20内的进线电缆201、电缆安装支架202、高压开关10、开关安装梁203、连接母线204、套管205以及套管固定架206，所述进线电缆201通过电缆安装支架202固定在所述金属柜20的内壁，所述高压开关10通过开关安装梁203固定在所述金属柜20的内壁，所述套管205设在套管固定架206上，用于为隔离带电母线与金属柜体和金属安装梁之间的形成一安全距离，所述套管固定架，206与开关安装梁203连接；所述高压开关10为实施例一中的所述的三相本体品字形分布的高压开关10，其高压开关10的具体结构及工作原理详见实施例一，所述进线电缆201与该高压开关10的隔离静触头11连接，高压开关10的开关本体15内的灭弧元件152动端通过出线软连接156与开关出线母线16连接，所述开关出线母线16与连接母线30相连，再通过连接母线30、套管205连接到金属柜20的下端，最后由电缆连接引出金属柜20之外。

高压开关柜送电操作过程为：

1)送电前安全检查，确保关好金属柜20的柜门、隔离带电体；

2)操作隔离轴25带动三相联动隔离断口合闸。(具体为顺时针旋转操作隔离操作轴25，带动驱动拐臂24顺时针旋转，使隔离推杆22以及连接器21向下直线运动，连接器21连接端驱使隔离拐臂12的外端向内旋转，从而将隔离动触头13扣合在隔离静触头11上，实现高压开关隔离触头的关合；

3)操作机构合闸使高压开关三相主触头合闸(具体为操作所述开关操作单元26输出机械操作功传给传动支路31，传动支路31的转轴311逆时针转动带动摆臂312按逆时针方向摆动，再通过传动臂313驱使凸轮314旋转，凸轮314旋转至最高点与绝缘拉杆153连接，使绝缘拉杆153向上运动，将灭弧元件152的动端向上顶，进而与灭弧元件152静端接触，实现高压开关主触头的关合。

高压开关柜断电操作过程：

1)操作机构分闸使高压开关三相主触头分闸，具体为所述操作单元26输出机械操作功传给传动支路31，传动支路31的转轴311顺时针转动带动摆臂312按顺时针方向摆动，再通过传动臂313驱使凸轮314旋转，凸轮314旋转至最低点与绝缘拉杆153连接，拉动绝缘拉杆153向下运动，灭弧元件152的动端向下拉，进而与灭弧元件152静端分开，现高压开关主触头的开断；

2)操作隔离轴打开联动三相隔离断口，具体为逆时针旋转操作隔离操作轴25，带动驱动拐臂24逆时针旋转，使隔离推杆22以及连接器21向上直线运动，驱使隔离拐臂12的外端向外旋转，从而将隔离动触头13远离隔离静触头11，实现高压开关隔离触头的开断；

3)停电检查。

综上所述：采用三相本体品字形分布的结构，以实现高压开关及其高压开关柜中电源进线和出线均为品字形分布的电场结构，其电场分布分界线为等边三角形的外接圆，在圆形轨迹任意方向上电场强度和脉动幅度均相同，电场强度分布均匀。因此，采用品字分布三相带电本体，更符合电场强度分布均匀要求。而且本发明还专门为此结构设计了合理的传动机构，使高压开关及其高压开关柜的控制及操作更加合理。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种三相本体品字形分布的高压开关，包括三相本体，操作机构、传动机构，其特征在于：所述三相本体呈品字形分布；

任一本体包括一隔离静触头、一隔离拐臂、一隔离动触头、一进线软连接以及一开关本体；所述隔离静触头位于本体的顶部，所述隔离动触头设在隔离拐臂的外端内侧，所述隔离拐臂的内端枢接在隔离静触头的下方，并且所述隔离动触头在隔离拐臂旋转至预定位置处与隔离静触头接触闭合，所述开关本体位于隔离动触头的下方，并通过进线软连接与所述隔离拐臂的外端连接；

所述操作机构包括隔离操作单元和开关操作单元，隔离操作单元包括一连接器、一隔离推杆、一导套、一驱动拐臂、一隔离操作轴；所述连接器包括一中心孔及三个向外延伸的连接端，该中心孔固定地套设在隔离推杆的上端，所述隔离拐臂枢接于连接器的连接端；所述隔离推杆和导套纵向设在三相本体的中心位置，且导套卡设在三相本体的三个开关本体之间，隔离推杆的中段以可上下滑动的方式套设在导套内，下端则连接所述驱动拐臂，驱动拐臂与隔离操作轴连接；隔离操作轴再连接一外部操作手柄，所述开关操作单元为手动或电动的弹簧操作机构；

所述传动机构包括依次连接的一转轴、一摆臂、一传动臂以及一凸轮，所述转轴由所述操作机构的开关操作单元驱动，所述凸轮位于本体的底部。

2.根据权利要求1所述的三相本体品字形分布的高压开关，其特征在于：所述开关本体进一步包括一外壳，以及设在外壳内的一灭弧元件和绝缘拉杆、触头压簧、连接螺杆、出线软连接，且所述进线软连接由所述外壳的顶部进入外壳的内部与灭弧元件的静端连接，所述绝缘拉杆通过触头压簧和连接螺杆、出线软连接连接在灭弧元件的动端与所述传动机构的凸轮之间，所述的出线软连接与开关出线母线连接。

3.根据权利要求2所述的三相本体品字形分布的高压开关，其特征在于：所述操作机构还包括一开关框架，该开关框架包括第一箱体和第二箱体，所述第一箱体的上方具有一固定平台，所述三相本体设在固定平台上，所述传动机构设在第一箱体内，所述操作机构的开关操作单元设在第二箱体内。

4.根据权利要求2所述的三相本体品字形分布的高压开关，其特征在于：三相所述开关本体的绝缘拉杆组合成为整体绝缘拉杆，该整体绝缘拉杆包括三相品字形分布的所述绝缘拉杆、一连接座以及一金属嵌件，所述绝缘拉杆通过连接座连接，所述金属嵌件固定于所述连接座的下方并连接所述传动机构的凸轮。

5.一种高压开关柜，包括一金属柜以及安装在该金属柜内的进线电缆、电缆安装支架、高压开关、开关安装梁、连接母线、套管、套管固定架，所述进线电缆通过电缆安装支架固定在所述金属柜的内壁，所述高压开关通过开关安装梁固定在所述金属柜的内壁，所述套管设在套管固定架上，所述套管固定架与开关安装梁连接；其特征在于：所述高压开关为如权利要求1至4任一项所述的三相本体品字形分布的高压开关，且所述连接母线与该高压开关的出线母线连接，高压开关的开关本体内的灭弧元件动端通过出线软连接与连接母线相连，再通过连接母线、套管连接到金属柜的下端，最后由电缆连接引出金属柜之外。

6.根据权利要求5所述的高压开关柜，其特征在于：所述开关本体进一步包括一外壳，以及设在外壳内的一灭弧元件和绝缘拉杆、触头压簧、连接螺杆、出线软连接，且所述进线软连接连接在外壳的顶部、灭弧元件、绝缘拉杆、所述传动机构的凸轮上下依次连接，所述的出线软连接与开关出线母线连接。

7.根据权利要求6所述的高压开关柜，其特征在于：所述开关框架还包括第一箱体和第二箱体，所述第一箱体的上方具有一固定平台，所述三相本体设在固定平台上，所述传动机构设在第一箱体内，所述操作机构的开关操作单元设在第二箱体内。

8.根据权利要求7所述的高压开关柜，其特征在于：三相所述开关本体的绝缘拉杆组合成为整体绝缘拉杆，该整体绝缘拉杆包括三相品字形分布的所述绝缘拉杆、一连接座以及一金属嵌件，所述绝缘拉杆通过连接座连接，所述金属嵌件固定于所述连接座的下方并连接所述传动机构的凸轮。

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