CN104377063A - 隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离开关，包括一个静触头、一个前导电臂和一个引弧装置；所述引弧装置包括一个引弧板、一个引弧杆、一个引弧框和一个弹性构件；所述引弧板安装在所述静触头上；所述引弧框安装在所述前导电臂上；所述引弧杆可滑动地设置在所述引弧框中；所述弹性构件设置在所述引弧杆上并可使所述引弧杆朝向所述引弧板运动。本发明一实施例中的隔离开关通过采用引弧装置，利用弹性构件驱动引弧杆与引弧板接触，在分闸和合闸操作过程中，静触头与触指之间均不会产生燃弧烧损，可保证电力系统的安全运行。

Description

隔离开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，特别涉及一种隔离开关。

背景技术

隔离开关是电力系统中用来分合无负荷或轻负荷电路、转换运行方式及隔离检修设备的电气设备。合闸时，能够长时间通过正常的负荷电流及短时间通过短路故障电流；分闸时，有明显的断开点以便于检修和保护。由于隔离开关是电力系统中用量较大的电气设备且隔离开关所使用的环境大部分在户外而易受到户外的气候条件如雨雪、灰尘等的影响，因此，降低隔离开关的成本并提高其可靠性有利于降低变电所、电厂等的成本并提高运行安全。

发明内容

本发明意欲提供一种成本低且可靠性高的隔离开关。为此，本发明实施例提供了一种隔离开关，包括一个静触头、一个前导电臂和一个引弧装置；所述引弧装置包括一个引弧板、一个引弧杆、一个引弧框和一个弹性构件；所述引弧板安装在所述静触头上；所述引弧框安装在所述前导电臂上；所述引弧杆可滑动地设置在所述引弧框中；所述弹性构件设置在所述引弧杆上并可使所述引弧杆朝向所述引弧板运动。

根据一种实施方式，所述隔离开关还包括一个基座组件和一个后导电臂；所述后导电臂包括一个驱动轴、一个齿条和一个齿轮；所述后导电臂和所述驱动轴分别安装在所述基座组件的两个平行的转动轴上；所述齿条安装在所述驱动轴上；所述齿轮安装在所述前导电臂上并与所述齿条啮合。

根据一种实施方式，所述后导电臂还包括一个管体以及位于所述管体中的一个限位件、一个关节轴承和一个弹性元件；所述驱动轴位于所述管体中；所述限位件套设在所述驱动轴上并与所述管体连接；所述关节轴承套设在所述驱动轴上并与所述驱动轴连接；所述弹性元件套设在所述驱动轴上并位于所述关节轴承和所述限位件之间。

根据一种实施方式，所述关节轴承包括一个调节块和一个调节碗；所述调节块与所述驱动轴连接，而所述调节碗套设在所述驱动轴上并与所述调节块相互配合。

根据一种实施方式，所述后导电臂还包括一个关节壳和一个齿轮轴；所述关节壳安装在所述管体上；所述齿轮通过所述齿轮轴设置在所述关节壳中并与所述齿条啮合；所述齿轮轴穿过所述关节壳后与所述前导电臂连接。

根据一种实施方式，所述后导电臂还包括一个限位轴；所述限位轴设置在所述关节壳中；所述齿条夹设在所述限位轴与所述齿轮之间。

根据一种实施方式，所述限位轴上形成一个弧形导向部；所述齿条具有一个齿部和一个导引部；所述齿部与所述齿轮啮合，而所述导引部与所述弧形导向部配合。

根据一种实施方式，所述基座组件包括两个基架、两个联动板和一个支架；所述支架安装在所述两个基架之间；所述支架上间隔设有一个第一转轴和一个第二转轴；所述两个联动板通过所述第一转轴安装在所述支架的两侧上；所述两个联动板与所述后导电臂连接；所述驱动轴与所述第二转轴连接。

根据一种实施方式，所述基座组件还包括一个支撑板和一个限位器；所述支撑板横跨在所述两个基架上；所述限位器设置在所述支撑板上并位于所述支撑板与所述后导电臂之间。

根据一种实施方式，所述引弧杆上设有卡环；所述弹性构件为套设在所述引弧杆上的弹簧；所述弹性构件设置在所述卡环与所述引弧框之间。

根据一种实施方式，所述隔离开关还包括多片触指；所述触指安装在所述前导电臂上；所述引弧框安装在所述前导电臂中并与所述触指相邻。

根据本发明一实施例中的隔离开关通过采用引弧装置，利用弹性构件驱动引弧杆与引弧板接触，在分闸和合闸操作过程中，静触头与触指之间均不会产生燃弧烧损，可保证电力系统的安全运行。此外，各种限位装置也保证了隔离开关的可靠运行，且前导电臂、后导电臂以及基座组件的结构简单、可靠，从而有效地降低了成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例中隔离开关的局部结构示意图。

图2为图1中隔离开关的俯视图。

图3为图1中隔离开关的基座组件的放大示意图。

图4为沿图3中平面IV-IV的剖视示意图。

图5为沿图3中基座组件的俯视图。

图6为图1中后导电臂放大后的剖视示意图。

图7为图6中后导电臂的俯视示意图。

图8为图1中前导电臂放大后的示意图。

图9为图8中前导电臂的俯视图。

图10为隔离开关处于合闸状态时触头组件与前导电臂之间的关系示意图。

图11为图10的俯视示意图。

图12为分离状态下的触头组件与前导电臂之间的关系示意图。

图13为图12的俯视示意图。

图14为沿图1中平面I-I的剖面示意图。

其中，附图标记包括：

100隔离开关                110基座组件                1101基架

1102接线板                 1103法兰                   1104曲柄

11042转轴                  1105连杆                   11052转轴

1106联动板                 11062第一转轴              1107支架

11072第二转轴              1108限位器                 1109支撑板

130后导电臂                1301管体                   1302端板

1303驱动轴                 1304连接杆                 1305齿条

13052齿部                  13053导引部                1306关节壳

1307齿轮                   13072齿轮轴                1308限位件

1309关节轴承               13092调节块                13093调节碗

1310限位轴                 13102弧形导向部            1312弹性元件

150前导电臂                1501管件                   1502连接部

1503触指                   1504保护罩                 170触头组件

1701座体                   1702静触头                 182软辫

183软辫                    190引弧装置                1901引弧板

1902引弧框                 1903引弧杆                 1904卡环

1905弹性构件

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。在图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部件，且其中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地描绘了其中的一个，或仅标出了其中的一个。为使图面简洁，图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。本文中“连接”表示直接的“连接”，或是经由第三者的“连接”。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示为本发明一实施例中隔离开关100的局部结构示意图。图2所示为图1中隔离开关100的俯视图。如图1和图2中所示，隔离开关100包括一个基座组件110、一个后导电臂130、一个前导电臂150和一个触头组件170。其中，后导电臂130可活动地安装在基座组件110上；前导电臂150可活动地安装在后导电臂130上，并可在后导电臂130带动下相对于触头组件170运动，从而实现合闸、分闸操作。需要说明的是，隔离开关100还包括其他元件，图1和图2中只示出了与本发明相关的部分。

具体地，如图3至图5所示，基座组件110包括两个基架1101、一个接线板1102、一个法兰1103、一个曲柄1104、一个连杆1105、两个联动板1106、一个支架1107和一个限位器1108。其中，两个基架1101可由角铝等制成。在图5所示的实施例中，两个基架1101大致平行且间隔设置。接线板1102可用于安装电源母线。接线板1102设置在两个基架1101的一侧如右侧（当基座组件110处于图3所示位置时），并可通过螺栓连接等方式分别安装在两个基架1101上。法兰1103可通过螺栓等安装在两个基架1101之间。曲柄1104的一端与穿设在法兰1103中的驱动轴（图中未示）连接，另一端通过一个转轴11042与连杆1105连接。连杆1105进一步通过一个转轴11052与两个联动板1106中的一个连接。

支架1107可通过螺栓连接等方式如图4所示安装在两个基架1101之间。支架1107可用于安装一个第一转轴11062和一个第二转轴11072。第一转轴11062和第二转轴11072间隔设置，即支架1107的第一转轴11062和第二转轴11072为两个平行的转动轴。两个联动板1106通过第一转轴11062安装在支架1107的两侧上，并可通过螺栓连接等方式与后导电臂130连接。第一转轴11062与转轴11052间隔设置，即第一转轴11062与转轴11052为两个平行的转动轴。这样，曲柄1104、连杆1105，以及安装有转轴11052的联动板1106共同组成一个曲柄连杆机构，可稳定、可靠地驱动后导电臂130。

限位器1108可通过一个支撑板1109设置在两个基架1101之间。支撑板1109可通过螺栓连接等方式安装在两个基架1101上。在图5所示的实施例中，支撑板1109横跨在两个基架1101上。如图3所示，限位器1108设置在支撑板1109、基架1101与后导电臂130之间，可对后导电臂130起到限位作用，确保后导电臂130的稳定、可靠运行（下文中将作进一步说明）。

如图6和图7所示，后导电臂130包括一个管体1301、一个端板1302、一个驱动轴1303、一个连接杆1304、一个齿条1305、一个关节壳1306、一个齿轮1307、一个限位件1308、一个关节轴承1309和一个弹性元件1312。本文中“齿条”指的是零件上具有齿且起到“齿条”功能的部分，而不是该零件本身。本领域技术人员将理解，“齿条”与驱动轴连接的位置是可选择的且可因选择而变化，故在本文中与驱动轴连接而不起到“齿条”功能的部分均被视为驱动轴的一部分。

其中，端板1302形成在管体1301的端部，并沿着管体1301的端缘向外延伸。端板1302可通过螺栓等与联动板1106连接，从而将管体1301与联动板1106连接在一起。此外，如图2所示，端板1302可通过多根软辫182与基架1101连接。

驱动轴1303穿设在管体1301中。在图6所示的实施例中，驱动轴1303可以为中空的轴。连接杆1304安装在驱动轴1303的一端如右端（当后导电臂130处于图6所示位置时）。如图5所示，连接杆1304进一步穿设在第二转轴11072中。连接杆1304大致垂直于第二转轴11072。在其他实施例中，连接杆1304也可以与驱动轴1303一体形成。

齿条1305安装在驱动轴1303的另一端如左端（当后导电臂130处于图6所示位置时）。如图14所示，一个限位轴1310设置在关节壳1306中，齿条1305夹设在限位轴1310与齿轮1307之间。齿条1305具有一个齿部13052和一个导引部13053。齿部13052和导引部13053形成在齿条1305的两侧。齿部13052用于与齿轮1307配合，而导引部13053用于与限位轴1310配合。为了减小导引部13053与限位轴1310之间的摩擦，导引部13053的表面可大致呈弧形，而限位轴1310上相应形成一个弧形导向部13102。

关节壳1306可通过螺栓连接等方式安装在管体1301上，并临近齿条1305。齿轮1307通过一个齿轮轴13072设置在关节壳1306中，并与齿条1305啮合。如图2所示，齿轮轴13072穿过关节壳1306并延伸到关节壳1306之外后与前导电臂150连接。这样，通过齿轮1307与齿条1305之间的传动，后导电臂130可带动前导电臂150运动从而实现合闸、分闸操作。

限位件1308可通过螺栓连接等方式设置在管体1301中且与管体1301连接，并套设在驱动轴1303上。

如图7所示，关节轴承1309包括一个调节块13092和一个调节碗13093。调节块13092可套设在驱动轴1303上，并与驱动轴1303连接。在图6和7所示的实施例中，调节块13092夹设在将齿条1305连接到驱动轴1303连接处。调节碗13093套设在驱动轴1303上，并与调节块13092相互配合。本领域技术人员将理解，调节块也可连接在驱动轴1303上的其它适当位置。

弹性元件1312如弹簧等套设在驱动轴1303上，并位于调节碗13093与限位件1308之间。位于调节碗13093与限位件1308之间的弹性元件1312处于被压缩状态，因而，弹性元件1312将会对限位件1308施加一个作用力。由于限位件1308安装在管体1301上，因此，该作用力弹性元件1312通过限位件1308施加于管体1301。如图3中所示，连杆1105通过联动板1106对管体1301施加一个驱动力使得管体1301以第一转轴11062为转动轴沿着图3中箭头A所示的方向转动。由于弹性元件1312对管体1301施加的作用力的方向与连杆1105对管体1301施加的驱动力的方向相同，因此，使后导电臂130转动更容易，即使得连杆1105及其相关传动元件的受力较小，从而可减小各传动元件的尺寸，降低材料使用量，达到降低成本的目的。另外，在后导电臂130转动过程中，管体1301与驱动轴1303之间产生相对运动，使得弹性元件1312被进一步压缩或拉伸使得后导电臂130始终自动达到新的平衡。此外，在管体1301与驱动轴1303之间产生相对运动时，通过关节轴承1309中调节块13092与调节碗13093之间的摆动或倾斜运动，可改善驱动轴1303和弹性元件1312的受力。

如图8和图9所示，前导电臂150包括一个管件1501、两个连接部1502、多片触指1503和一个保护罩1504。

如图2所示，连接部1502可通过螺栓连接等方式安装在管件1501的一端。连接部1502还与齿轮轴13072连接。此外，连接部1502可通过多根软辫183与后导电臂130连接。多片触指1503和保护罩1504可通过螺栓连接等方式安装在管件1501的另一端。保护罩1504可起到保护触指1503的作用。触指1503可用于与触头组件170接触。

如图10所示，触头组件170包括一个座体1701和一个静触头1702。静触头1702设置在座体1701上，可用于与触指1503配合。在一实施例中，当隔离开关100处于合闸状态时，如图10和图11所示，静触头1702大致垂直于管件1501的轴线。

此外，如图10和图11所示，隔离开关100可进一步包括一个引弧装置190。引弧装置190包括一个引弧板1901、一个引弧杆1903、一个引弧框1902、一个卡环1904和一个弹性构件1905。其中，引弧板1901可通过螺栓连接等方式安装在静触头1702上。在图10所示的实施例中，引弧板1901与静触头1702大致平行且相互间隔设置。引弧框1902可通过螺栓连接等方式安装在管件1501中，并与触指1503相邻。引弧杆1903可滑动地设置在引弧框1902中。引弧杆1903可沿着大致平行于管件1501的轴线的方向相对于引弧框1902滑动。卡环1904套设并固定在引弧杆1903上。卡环1904也可以与引弧杆1903一体形成，如可以为引弧杆1903上的凸起等结构。弹性构件1905设置在卡环1904与引弧框1902之间，可使引弧杆1903朝向引弧板1901运动。在一实施例中，弹性构件1905可以为套设在引弧杆1903上的弹簧。弹性构件1905的一端与引弧框1902接触，另一端可抵靠在套设并固定在引弧杆1903上的卡环1904上。

上述为本发明一实施例中隔离开关100的具体结构，下面简述其操作过程。

如图1-2和图10-11所示，隔离开关100处于合闸状态。此时，静触头1702与触指1503接触，引弧杆1903与引弧板1901接触；电流通过接线板1102→基架1101→软辫182→后导电臂130→软辫183→前导电臂150→静触头1702的方式传递。

当需要进行分闸操作时，可通过现有的传动结构驱动连杆1105运动。运动的连杆1105可驱动两个联动板1106以第一转轴11062为转动轴沿着图3中箭头A所示的方向转动。由于联动板1106与后导电臂130的管体1301连接，因此，管体1301也一同以第一转轴11062为转动轴沿着图3中箭头A所示的方向转动。由于齿条1305安装在驱动轴1303上并夹设在齿轮1307与限位轴1310之间，因此，伴随着管体1301的转动，驱动轴1303将以第二转轴11072为转动轴沿着图3中箭头A所示的方向转动。由于第二转轴11072与第一转轴11062间隔地设置在支架1107上，即驱动轴1303与管体1301的转动轴不同，使得齿条1305与齿轮1307之间产生相对运动，从而令齿轮1307转动。在此过程中，弹性元件1312对管体1301施加的作用力的方向与连杆1105对管体1301施加的驱动力的方向相同，使后导电臂130转动更容易，即使得连杆1105及其相关传动元件的受力较小；同时，通过关节轴承1309中调节块13092与调节碗13093之间的摆动或倾斜运动，可改善驱动轴1303和弹性元件1312的受力。转动的齿轮1307通过齿轮轴13072进一步带动前导电臂150以齿轮轴13072为转动轴大致沿着箭头A所示的方向的反方向运动进而调节前导电臂150与后导电臂130之间的夹角，从而便于静触头1702与触指1503分离。当静触头1702与触指1503完全分离时，即完成了分闸操作。

当需要进行合闸操作时，反向转动连杆1105，即可令后导电臂130通过齿轮1307与齿条1305之间的反向运动带动前导电臂150反向运动，直至，静触头1702与触指1503接触，即可完成合闸操作。

在上述分闸过程中，当静触头1702与触指1503分开时，引弧杆1903在弹性构件1905作用下与引弧板1901保持接触，在引弧杆1903与引弧板1901上产生燃弧。当引弧杆1903与引弧板1901完全分离时，如图12和图13所示，燃弧熄灭，即完成了分闸操作。在上述合闸过程中，引弧杆1903在弹性构件1905作用下先与引弧板1901接触，在引弧杆1903与引弧板1901上产生燃弧。由于引弧杆1903、引弧板1901分别与前导电臂150、静触头1702导电连通，在弹性构件1905及运动的前导电臂150的作用下，引弧杆1903与引弧板1901紧密接触，燃弧熄灭。这样，在分闸和合闸操作过程中，静触头1702与触指1503之间均不会产生燃弧烧损，可保证电力系统的安全运行。

此外，隔离开关100处于合闸状态时，后导电臂130抵靠在限位器1108上，并通过连杆1105等锁定，即后导电臂130夹设在限位器1108与连杆1105等之间，因而可防止后导电臂130晃动，即将后导电臂130定位。

如上所述，本发明一实施例中隔离开关100利用齿轮1307与齿条1305啮合传动实现后导电臂130与前导电臂150之间的传动，并可使得后导电臂130与前导电臂150之间的夹角发生变化从而便于静触头1702与触指1503的分离。而且，通过在关节轴承1309与限位件1308之间设置弹性元件1312，可使后导电臂130转动更容易，即使得连杆1105及其相关传动元件的受力较小，可减小各传动元件的尺寸，降低材料使用量，达到降低成本的目的。另外，在后导电臂130转动过程中，管体1301与驱动轴1303之间产生相对运动，使得弹性元件1312被进一步压缩或拉伸使得后导电臂130始终自动达到新的平衡。此外，通过采用引弧装置190，在分闸和合闸操作过程中，静触头1702与触指1503之间均不会产生燃弧烧损，可保证电力系统的安全运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种隔离开关（100），包括一个静触头（1702）、一个前导电臂（150）和一个引弧装置（190）；所述引弧装置（190）包括一个引弧板（1901）、一个引弧杆（1903）、一个引弧框（1902）和一个弹性构件（1905）；

所述引弧板（1901）安装在所述静触头（1702）上；

所述引弧框（1902）安装在所述前导电臂（150）上；

所述引弧杆（1903）可滑动地设置在所述引弧框（1902）中；

所述弹性构件（1905）设置在所述引弧杆（1903）上并可使所述引弧杆（1903）朝向所述引弧板（1901）运动。

2.根据权利要求1所述的隔离开关（100），其特征在于，所述隔离开关（100）还包括一个基座组件（110）和一个后导电臂（130）；所述后导电臂（130）包括一个驱动轴（1303）、一个齿条（1305）和一个齿轮（1307）；

所述后导电臂（130）和所述驱动轴（1303）分别安装在所述基座组件（110）的两个平行的转动轴上；

所述齿条（1305）安装在所述驱动轴（1303）上；

所述齿轮（1307）安装在所述前导电臂（150）上并与所述齿条（1305）啮合。

3.根据权利要求2所述的隔离开关（100），其特征在于，所述后导电臂（130）还包括一个管体（1301）以及位于所述管体（1301）中的一个限位件（1308）、一个关节轴承（1309）和一个弹性元件（1312）；

所述驱动轴（1303）位于所述管体（1301）中；

所述限位件（1308）套设在所述驱动轴（1303）上并与所述管体（1301）连接；

所述关节轴承（1309）套设在所述驱动轴（1303）上并与所述驱动轴（1303）连接；

所述弹性元件（1312）套设在所述驱动轴（1303）上并位于所述关节轴承（1309）和所述限位件（1308）之间。

4.根据权利要求3所述的隔离开关（100），其特征在于，所述关节轴承（1309）包括一个调节块（13092）和一个调节碗（13093）；所述调节块（13092）与所述驱动轴（1303）连接，而所述调节碗（13093）套设在所述驱动轴（1303）上并与所述调节块（13092）相互配合。

5.根据权利要求3所述的隔离开关（100），其特征在于，所述后导电臂（130）还包括一个关节壳（1306）和一个齿轮轴（13072）；所述关节壳（1306）安装在所述管体（1301）上；所述齿轮（1307）通过所述齿轮轴（13072）设置在所述关节壳（1306）中并与所述齿条（1305）啮合；所述齿轮轴（13072）穿过所述关节壳（1306）后与所述前导电臂（150）连接。

6.根据权利要求5所述的隔离开关（100），其特征在于，所述后导电臂（130）还包括一个限位轴（1310）；所述限位轴（1310）设置在所述关节壳（1306）中；所述齿条（1305）夹设在所述限位轴（1310）与所述齿轮（1307）之间。

7.根据权利要求6所述的隔离开关（100），其特征在于，所述限位轴（1310）上形成一个弧形导向部（13102）；所述齿条（1305）具有一个齿部（13052）和一个导引部（13053）；所述齿部（13052）与所述齿轮（1307）啮合，而所述导引部（13053）与所述弧形导向部（13102）配合。

8.根据权利要求2至7中任何一项所述的隔离开关（100），其特征在于，所述基座组件（110）包括两个基架（1101）、两个联动板（1106）和一个支架（1107）；

所述支架（1107）安装在所述两个基架（1101）之间；所述支架（1107）上间隔设有一个第一转轴（11062）和一个第二转轴（11072）；

所述两个联动板（1106）通过所述第一转轴（11062）安装在所述支架（1107）的两侧上；所述两个联动板（1106）与所述后导电臂（130）连接；

所述驱动轴（1303）与所述第二转轴（11072）连接。

9.根据权利要求8所述的隔离开关（100），其特征在于，所述基座组件（110）还包括一个支撑板（1109）和一个限位器（1108）；所述支撑板（1109）横跨在所述两个基架（1101）上；所述限位器（1108）设置在所述支撑板（1109）上并位于所述支撑板（1109）与所述后导电臂（130）之间。

10.根据权利要求1所述的隔离开关（100），其特征在于，所述引弧杆（1903）上设有卡环（1904）；所述弹性构件（1905）为套设在所述引弧杆（1903）上的弹簧；所述弹性构件（1905）设置在所述卡环（1904）与所述引弧框（1902）之间。

11.根据权利要求1所述的隔离开关（100），其特征在于，所述隔离开关（100）还包括多片触指（1503）；所述触指（1503）安装在所述前导电臂（150）上；

所述引弧框（1902）安装在所述前导电臂（150）中并与所述触指（1503）相邻。