CN103903901B - 三工位高压开关的触头机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三工位高压开关的触头机构，包括主轴、与所述主轴连接的动触头，还包括绝缘支架、设置在所述绝缘支架上的两个定触头和一中心触头；其特点是，两个定触头和一中心触头呈三点式布置在所述绝缘支架上；动触头包括集气筒、导电筒、活塞以及一与活塞连接的触头连接部件；集气筒通过第一连接轴可转动的固定在绝缘支架上，与主轴连接，该集气筒并通过第一连接轴与中心触头连接；活塞上设有与集气筒贯通的通孔；触头机构还包括一连杆，通过第二连接轴可转动的固定在绝缘支架的一侧，该连杆的另一端通过第三连接轴可转动的与动触头的触头连接部件连接，与动触头形成一曲柄连杆机构。具有触头连接方便、可靠和灭弧效果好的优点。

Description

三工位高压开关的触头机构

技术领域

本发明涉及三工位高压开关的触头机构。

背景技术

三工位高压开关的主要功能是完成设备的合闸、分闸、接地的三个工位的操作，因此是各配电所、箱式配电站等高压电气设备使用的主要元件之一。现有的三工位高压开关的结构一般如图1所示（其中图1的a是分闸断电的动作示意图），包括设置在壳体10内的动触头11、一通电定触头12、一接地定触头13以及一中心触头14，动触头是棒状结构，固定在所述开关的主轴上。当接通时，转动动触头，将动触头连接在通电的定触头与中心触头之间，完成接通的合闸动作（如图1的b所示）；当接地时，转动动触头，将动触头连接在通地线的定触头与中心触头之间，完成接地的合闸动作（如图1的c所示）。该三工位高压开关输入能达到，合闸、分闸、接地的三个工位的操作，但由于触头结构的原因，还是存在以下的问题：

1、由于动触头是棒状的，其两端与动触头和中心触头的连接是搭接式，容易产生接触不良的问题；

2、在开关转换时容易产生电弧，对安全使用带来影响；

3、现有的三工位高压开关只能适应3.6KV~24KV的设备使用，对于超过24KV以上的用电设备，则没有相应的开关产品，因此对电力系统的设备的发展带来制约。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题，而提供的一种在任何情况下触头都保持接触良好、转换时不会产生电弧的、可用于24KV~36KV甚至更高电压场合的一种三工位高压开关的触头机构。

本发明采取的技术方案是：三工位高压开关的触头机构，包括主轴、与所述主轴连接的动触头，还包括绝缘支架、设置在所述绝缘支架上的两个定触头和一中心触头；其特点是，所述的两个定触头和一中心触头呈三点式布置在所述绝缘支架上，其中，所述的两个定触头上下对称布置在绝缘支架的一侧，其垂直投影在一条直线上；所述的中心触头设置在绝缘支架的另一侧；所述的动触头包括一集气筒、一设置在所述集气筒内的导电筒、一设置在所述导电筒内的活塞以及一与所述活塞连接的触头连接部件；所述集气筒通过第一连接轴可转动的设置在位于中心触头一侧的绝缘支架上，与所述主轴连接，该集气筒并通过第一连接轴与中心触头连接；所述的活塞上设有与所述集气筒贯通的通孔；所述的触头机构还包括一连杆，所述连杆一端通过第二连接轴可转动的设置在位于所述两个定触头的绝缘支架的一侧，并位于所述两个定触头的垂直投影线的中点；该连杆的另一端通过第三连接轴可转动的与所述动触头的触头连接部件连接，与所述动触头形成一曲柄连杆机构。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，所述的触头连接部件包括一连接座、与所述连接座连接的触头夹持部，所述的连接座固定在所述活塞的内壁，该连接座上设有与所述集气筒贯通的通孔；所述的触头夹持部包括至少两个相对设置的用于卡住定触头的爪部；所述的触头连接部件受活塞的驱动伸出或缩回，完成其爪部与定触头的接触或断开。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，所述的爪部的内壁相对的部位设有凸筋。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架的一侧，所述的中心触头设置在所述绝缘支架的另一侧，与所述动触头的一端转动连接；各定触头倾斜的角度与所述动触头动作时倾斜的角度一致，当所述的动触头转到需接触的工位时，所述动触头与该工位的所述定触头相对，所述的爪部在活塞的推动下推抓在所述定触头上。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，还包括一喷口套，套设在所述活塞的端部，该喷口套的外壁与所述连杆的另一端通过第三连接轴可转动连接，其口部恰可容纳所述定触头进出；所述的定触头的后段设有一圈挡圈，当所述的动触头与一定触头完全闭合时，所述的喷口套的头部完全贴合在所述挡圈的内壁。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，所述的绝缘支架呈反“E”字形，所述的动触头和连杆组成的曲柄连杆机构通过两个支点横向设置在所述绝缘支架的中部；所述的动触头的集气筒通过第一连接轴可转动的设置在所述绝缘支架位于设置中心触头的一侧，所述的连杆的一端通过第二连接轴设置在绝缘支架位于两定触头的一侧；所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架一侧的上下两端，所述的第一连接轴到两定触头之间的距离相等，所述的第二连接轴到两定触头之间的距离也相等；当处于合闸或接地工位时，所述的动触头的活塞伸出，与连杆呈曲柄状态，所述动触头的爪部与该工位的相应的定触头连接；当处于分闸位置时，该动触头的活塞缩回，与连杆呈水平状态。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，还包括一拉簧，其一端与连杆连接，另一端与绝缘支架连接。

上述三工位高压开关的触头机构，其中，所述的集气筒内储有SF6气体。

由于本发明采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：

1、由于将动触头与中心触头设计为连为一体的曲柄连杆的形式，在任何工作状态下，该动触头始终与中心触头连接，减少了接触不良的几率；

2、由于将动触头设计为活塞和触头连接部件构成，触头连接部件主要为爪部结构，因此与定触头连接时，该爪部结构可在活塞的推动下抓在所述定触头上，使接触牢靠，避免了接触不良的隐患；

3、由于触头连接部件的触头夹持部与连接座之间采用扭簧定位，既可让爪部在活塞的推动下轻易的抓在定触头上，又防止了爪部与定触头之间的松动，进一步提高了开关的可靠性；

4、由于集气筒内储有SF6气体，当当转换开关位置时，动触头的活塞机构先缩回爪部，同时喷出SF6气体，然后再转换位置，因此防止了电弧的产生。

附图说明

图1是现有技术高压开关触头机构的结构示意图，其中a是断开状态的结构示意图；b是接通状态的结构示意图；c是接地状态的结构示意图。

图2是本发明高压开关触头机构的一种实施例的整体结构示意图。

图3是本发明高压开关触头机构的动触头和连杆组成的曲柄连机构与其中一个定触头接触时的结构示意图。

图4是本发明高压开关触头机构在几个工作状态时的结构示意图，其中a是开关合闸状态的结构示意图；b是开关分闸状态的结构示意图；c是接地状态的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体特征、性能由以下的实施例并结合附图作进一步的详细的说明。

请参阅图2，图2是本发明高压开关触头机构的一种实施例的整体结构示意图。本发明三工位高压开关的触头机构，包括主轴（未图示）、与所述主轴连接的动触头22，还包括绝缘支架23、设置在所述绝缘支架上的两个定触头24、25和一中心触头26；所述的两个定触头和一中心触头呈三点式布置在所述绝缘支架上，其中，所述的两个定触头24、25上下对称布置在绝缘支架的一侧，其垂直投影在一条直线上；所述的中心触头26设置在绝缘支架的另一侧，与所述的两个定触头的垂直投影的中点相对。所述的动触头22包括一集气筒221、一设置在所述集气筒内的导电筒222、一设置在所述导电筒内的活塞223以及一与所述活塞连接的触头连接部件224；所述的集气筒内储有SF6气体。该集气筒221通过第一连接轴2211可转动的设置在位于中心触头一侧的绝缘支架上，与所述主轴连接，该集气筒并通过第一连接轴与中心触头26连接。所述的活塞223上设有与所述集气筒贯通的通孔2231，用于透进SF6气体。所述的触头机构还包括一连杆27，所述连杆一端通过第二连接轴271可转动的设置在位于连接所述两个定触头的绝缘支架的一侧，并位于所述两个定触头的垂直投影线的中点；该连杆27的另一端通过第三连接轴272可转动的与所述动触头的触头连接部件连接，与所述动触头形成一曲柄连杆机构。所述的第三连接轴272例如为花键轴。本实施例中，所述的绝缘支架23呈反“E”字形，所述的动触头和连杆组成的曲柄连杆机构通过两个支点横向设置在所述绝缘支架的中部；所述的动触头的集气筒通过第一连接轴可转动的设置在所述绝缘支架位于设置中心触头的一侧，所述的连杆的一端通过第二连接轴可转动的设置在绝缘支架的位于连接两定触头的一侧；所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架一侧的上下两端，例如上方的定触头为电源进线触头，下方的定触头为接地触头。所述的第一连接轴到两定触头之间的距离相等，所述的第二连接轴到两定触头之间的距离也相等。所述的中心触头设置在所述绝缘支架的另一侧，与所述动触头的一端转动连接；各定触头倾斜的角度与所述动触头动作时倾斜的角度一致，当所述的动触头转到需接触的工位时，所述动触头与该工位的一所述定触头相对，所述的爪部在活塞的推动下推抓在所述定触头上，处于合闸或接地工位，动触头与连杆呈曲柄状态，如图3所示；当处于分闸位置时，该动触头的活塞缩回，与连杆呈水平状态，如图2所示。

所述的触头连接部件224包括一连接座2241、与所述连接座连接的触头夹持部2242，所述的连接座固定在所述活塞的内壁。所述的触头夹持部2242包括至少两个相对设置的用于卡住定触头的爪部；所述的触头连接部件受活塞的驱动伸出或缩回，完成其爪部与定触头的接触或断开。所述的爪部的内壁相对的部位设有凸筋22421。

本发明工位高压开关的触头机构中，还包括一喷口套28，套设在所述活塞的端部，该喷口套的外壁与所述连杆的另一端通过第三连接轴可转动连接，其口部恰可容纳所述定触头进出；所述的定触头的后段设有一圈挡圈281，当所述的动触头与某定触头完全闭合时，所述的喷口套的头部完全贴合在所述挡圈的内壁。

本发明工位高压开关的触头机构中，还包括一拉簧29，其一端与连杆连接，另一端与绝缘支架连接。

本发明所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架的上下两端，所述的中心触头设置在所述绝缘支架的的中部，位于所述两定触头之间，与所述的动触头转动连接；当处于分闸位置时，该动触头的活塞缩回，与中心触头呈水平状态；当处于合闸或接地工位时，所述的动触头的活塞伸出，与中心触头呈曲柄状态，所述动触头的触头连接部与该工位的相应的定触头连接。

请参阅图4，图4是本发明高压开关触头机构在几个工作状态时的结构示意图，其中a是开关分闸状态的结构示意图；b是接通状态的结构示意图；c是接地状态的结构示意图。

开关合闸状态（如图4中a所示），合闸时顺时针驱动旋转花键轴，带动连杆沿着花键轴顺时针转动，从而带动喷口套逆时针转动，转动过程喷口套带动导电筒向电源进线触头方向移动，带动导电筒内的活塞跟着移动，活塞的移动使集气筒吸入SF6气体并充满，直至导电筒内部的动触头的爪部套入电源进线触头，这时电源进线触头通过动触头以及导电筒与出线触头导通，完成电源进线到出线之间的合闸过程。

分闸过程：分闸时逆时针驱动旋转花键轴。带动连杆做逆时针转动，从而带动喷口套离开电源进线触头并进行顺时针转动，在喷口套离开电源进线触头并插入集气筒的过程中，集气筒内的SF6气体在活塞的作用下造成压缩，压缩后的气体沿着导电筒内部由喷口套的喷气口喷出，高速的SF6压缩气体迅速喷灭电源进线触头与动触头之间分离所产生的电弧，达到安全可靠的切断电源的目的，直至运动到使电源进线触头与出线触头完全断开，完成分闸过程。达到图4中b所示位置。

接地合闸过程与负荷开关合闸过程原理相同，但方向相反，当动触头插入接地触头后完成接地合闸过程(如图4中c所示)。

接地分闸原理与负荷开关分闸原理相同，方向相反，接地触头与动触头完全分离后完成接地分闸过程。达到图4中b所示位置。

本发明三工位高压开关的触头机构由操控机构操控，所述操控机构与所述主轴的输出端连接，用于控制所述动触头的动作。

本发明的触头机构具有触头连接可靠和灭弧效果好的优点，既可使用在3.6KV~24KV的高压开关上，也可使用于直至36KV或45KV的高压开关中，为开发更高电压的输电、配电设备提供了可靠的元件。

Claims (8)

1.三工位高压开关的触头机构，包括主轴、与所述主轴连接的动触头，还包括绝缘支架、设置在所述绝缘支架上的两个定触头和一中心触头；其特征在于，

所述的两个定触头和一中心触头呈三点式布置在所述绝缘支架上，其中，所述的两个定触头上下对称布置在绝缘支架的一侧，其垂直投影在一条直线上；所述的中心触头设置在绝缘支架的另一侧；

所述的动触头包括一集气筒、一设置在所述集气筒内的导电筒、一设置在所述导电筒内的活塞以及一与所述活塞连接的触头连接部件；所述集气筒通过第一连接轴可转动的设置在位于中心触头一侧的绝缘支架上，与所述主轴连接，该集气筒并通过第一连接轴与中心触头连接；所述的活塞上设有与所述集气筒贯通的通孔；

所述的触头机构还包括一连杆，所述连杆一端通过第二连接轴可转动的设置在位于所述两个定触头的绝缘支架的一侧，并位于所述两个定触头的垂直投影线的中点；该连杆的另一端通过第三连接轴可转动的与所述动触头的触头连接部件连接，与所述动触头形成一曲柄连杆机构。

2.根据权利要求1所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，所述的触头连接部件包括一连接座、与所述连接座连接的触头夹持部，所述的连接座固定在所述活塞的内壁，该连接座上设有与所述集气筒贯通的通孔；所述的触头夹持部包括至少两个相对设置的用于卡住定触头的爪部；所述的触头连接部件受活塞的驱动伸出或缩回，完成其爪部与定触头的接触或断开。

3.根据权利要求2所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，所述的爪部的内壁相对的部位设有凸筋。

4.根据权利要求3所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架的一侧，所述的中心触头设置在所述绝缘支架的另一侧，与所述动触头的一端转动连接；各定触头倾斜的角度与所述动触头动作时倾斜的角度一致，当所述的动触头转到需接触的工位时，所述动触头与该工位的所述定触头相对，所述的爪部在活塞的推动下推抓在所述定触头上。

5.根据权利要求1所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，还包括一喷口套，套设在所述活塞的端部，该喷口套的外壁与所述连杆的另一端通过第三连接轴可转动连接，其口部恰可容纳所述定触头进出；

所述的定触头的后段设有一圈挡圈，当所述的动触头与一定触头完全闭合时，所述的喷口套的头部完全贴合在所述挡圈的内壁。

6.根据权利要求5所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，所述的绝缘支架呈反“E”字形，所述的动触头和连杆组成的曲柄连杆机构通过两个支点横向设置在所述绝缘支架的中部；所述的动触头的集气筒通过第一连接轴可转动的设置在所述绝缘支架位于设置中心触头的一侧，所述的连杆的一端通过第二连接轴设置在绝缘支架位于两定触头的一侧；所述的两定触头对称倾斜设置在所述绝缘支架一侧的上下两端，所述的第一连接轴到两定触头之间的距离相等，所述的第二连接轴到两定触头之间的距离也相等；当处于合闸或接地工位时，所述的动触头的活塞伸出，与连杆呈曲柄状态，所述动触头的爪部与该工位的相应的定触头连接；当处于分闸位置时，该动触头的活塞缩回，与连杆呈水平状态。

7.根据权利要求1所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，还包括一拉簧，其一端与连杆连接，另一端与绝缘支架连接。

8.根据权利要求1所述的三工位高压开关的触头机构，其特征在于，所述的集气筒内储有SF6气体。