CN105405703B - 一种三工位隔离接地开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三工位隔离接地开关，包括：软连接(25)的顶端焊接在隔离接地动触头(21)的底端，从而构成一组动触头电气连接结构；三组动触头电气连接结构并排固定于绝缘壳体(5)内，并且隔离接地动触头(21)顶端均由绝缘壳体(5)顶部伸出；驱动主轴(4)固定于绝缘壳体(5)的两端，并带动隔离接地动触头(21)在隔离开关静触头(11)、悬空隔离位以及接地开关静触头(61)之间进行投切；隔离开关静触头(11)和软连接(25)的底端连接到一次主回路中，而接地开关静触头(61)连接到接地回路中。本发明减少了“面接触”环节和连接部件，提高了电气连接的安全性、可靠性和稳定性，降低了发生故障的几率，节约了成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及开关柜技术领域，尤其涉及一种三工位隔离接地开关。
背景技术
在开关柜中，隔离开关和接地开关都是一次电气回路中的重要元件，尤其是隔离开关，它不仅需要承载额定持续电流、额定短时耐受电流和额定关合电流，而且需要满足连接可靠、稳定性高、接触电阻小等要求。
在传统的开关柜中，隔离开关和接地开关大多是独立刀闸结构。如图1所示，隔离开关的具体结构可以包括：静触头11、静触头接线端12、静触头支撑绝缘子13、动触头21、动触头接线端22、动触头支撑绝缘子23、动触头安装座24和底座3；静触头支撑绝缘子13和动触头支撑绝缘子23均固定在底座3上；静触头11固定于静触头支撑绝缘子13的顶部，而静触头接线端12固定于静触头11上，静触头11通过静触头接线端12连接到一次电气回路；动触头21的尾端与动触头安装座24铰接，而动触头安装座24固定于动触头支撑绝缘子23的顶部，动触头接线端22固定于动触头安装座24上，动触头21的铰接端经由动触头安装座24和动触头接线端22连接到一次电气回路。为了使隔离开关能够同时对ABC三相电进行投切，开关柜中通常设有隔离开关驱动主轴，ABC三相电分别通过不同的动触头进行投切，并且三个动触头21均通过一系列的传动装置连接到隔离开关驱动主轴上，从而只需转动隔离开关驱动主轴就可以实现同时对ABC三相电进行投切。
随着科技的发展，现有的开关柜中大多采用三工位隔离接地开关，它整合了隔离开关和接地开关两者的功能，能够通过一个隔离接地动触头运动到三个不同的工位来实现隔离开关合闸、隔离开关分闸和接地三项功能。现有三工位隔离接地开关的隔离接地动触头大多是由两个对称的闸刀片组成；隔离接地动触头的两个闸刀片将动触头安装座夹在中间，一根双头螺柱穿过这两个闸刀片和动触头安装座，从而将隔离接地动触头的尾端与动触头安装座铰接；双头螺柱的两端通常设有由压紧弹簧和压紧螺母构成的弹性压紧机构，从而能够使隔离接地动触头的两个闸刀片能够与动触头安装座较好的接触。但现有三工位隔离接地开关的这一电气连接结构中，隔离接地动触头的铰接端需要依次经由动触头安装座和动触头接线端才能连接到一次电气回路，并且隔离接地动触头的两个闸刀片与动触头安装座之间采用了“面接触”的电连接方式，这至少存在以下缺点：
第一，隔离接地动触头的闸刀片与动触头安装座之间的接触压力会受到闸刀片外侧压紧弹簧的严重影响；如果压紧弹簧本身弹性较差、或者在装配时压紧弹簧的压缩程度过小、或者压紧弹簧因受热而弹性下降，那么隔离接地动触头与动触头安装座之间容易出现接触不良，接触电阻增加、发热变大等问题，尤其是在通过或关合短路电流时，这种接触不良可能会严重危及设备和人员安全。
第二，隔离接地动触头与一次电气回路之间存在的零部件较多，而每个零部件相连接的部位都有可能成为故障点，这提高了发生故障的几率，安全隐患大。
第三，现有三工位隔离接地开关的动触头安装座加工精度要求高，加工效率较低。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种三工位隔离接地开关，不仅减少了隔离接地动触头与一次电气回路之间的“面接触”环节，而且减少了隔离接地动触头与一次电气回路之间的连接部件，从而提高了该三工位隔离接地开关电气连接的安全性、可靠性和稳定性，降低了隔离接地开关发生故障的几率，节约了材料成本和加工成本，提高了生产效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种三工位隔离接地开关，连接到开关柜的一次主回路和接地回路中，包括：隔离开关静触头11、隔离接地动触头21、软连接25、驱动主轴4、绝缘壳体5和接地开关静触头61；软连接25的顶端焊接在隔离接地动触头21的底端，从而构成一组动触头电气连接结构；三组动触头电气连接结构并排固定于绝缘壳体5内，并且每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头21的顶端由绝缘壳体5的顶部伸出，软连接25的底端由绝缘壳体5的底部伸出；驱动主轴4固定于绝缘壳体5的两端，并带动三组动触头电气连接结构的隔离接地动触头21在隔离开关静触头11、悬空隔离位以及接地开关静触头61之间进行投切；隔离开关静触头11和软连接25的底端连接到一次主回路中，而接地开关静触头61连接到接地回路中。
优选地，所述的隔离接地动触头21包括闸刀夹211、双头螺柱212、压紧螺母213和压紧弹簧214；闸刀夹211的底端与软连接25焊接在一起，而闸刀夹211的顶端用于与隔离开关静触头11和接地开关静触头61接触；闸刀夹211的顶端包括两个对称的闸刀片211；双头螺柱212穿过两个对称的闸刀片211，并且双头螺柱212的两端各设有一组压紧螺母213和压紧弹簧214，从而构成了闸刀夹211的弹性压紧机构。
优选地，软连接25的两端、软连接25与隔离接地动触头21的焊点以及整个隔离接地动触头21均镀银或镀锡。
优选地，软连接25的底端直接与一次电气回路中的母线、断路器、负荷开关、电压互感器、电流互感器或套管内的导体电连接。
优选地，所述的软连接25采用裸铜线或锡铜编织线冷压而成。
优选地，隔离开关静触头11直接与一次主回路中的母线或套管内的导体电连接；而接地开关静触头61直接与接地回路中的接地母线电连接。
优选地，所述的绝缘壳体5包括三个动触头壳体51和两个轴盘52；每组动触头电气连接结构各固定于不同的动触头壳体51内，并且每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头21的顶端由动触头壳体51的顶部伸出，软连接25的底端由动触头壳体51的底部伸出；每个动触头壳体51的左右两端均设有连接头53；三个动触头壳体51通过连接头53串连在一起，并且最左端的动触头壳体51通过其左端的连接头53与一个轴盘52连接固定，而最右端的动触头壳体51通过其右端的连接头53与另一个轴盘52连接固定；驱动主轴4包括两段，分别与两个轴盘52的外侧同轴固装。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关将三个隔离接地动触头21直接并排固定在了绝缘壳体5内，并且将驱动主轴4固定于绝缘壳体5的两端，因此当旋转控制驱动主轴4时，绝缘壳体5可以带动隔离接地动触头21在隔离开关静触头11、悬空隔离位以及接地开关静触头61之间进行投切；这不仅可以提高该三工位隔离接地开关在隔离开关合闸、隔离开关分闸、接地三个工位之间的切换精度和切换速度，而且所需的零部件较少、结构简单、操作方便、减少了故障点，降低了故障发生几率。同时，该三工位隔离接地开关采用软连接25与隔离接地动触头21焊接的方式替代了现有技术中以动触头安装座和动触头接线端为主的电气连接结构，这减少了隔离接地动触头21与一次电气回路之间的双头螺柱、压紧弹簧、压紧螺母、动触头安装座24、动触头接线端22等连接部件，而且软连接25与隔离接地动触头21之间避免了采用“面接触”的诸多缺点，从而不仅可以在隔离接地动触头21进行分合闸动作时，有效减少对一次电气回路的机械冲击，而且可以减少了故障点的数目，降低了故障发生几率，提高了连接可靠性和稳定性，节约了材料成本和加工成本，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有技术中隔离开关的结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的结构示意图一。
图3为本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的结构示意图二。
图4为本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的结构示意图三。
图5为本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的动触头电气连接结构示意图一。
图6为本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的动触头电气连接结构示意图二。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
首先需要说明的是，本申请文件中描述的“左”、“右”、“顶”、“底”等带有方向性的词句仅是为了更加清晰地表示出部件间的相对位置关系，当放置方向发生改变时，“左”、“右”、“顶”、“底”等方向也会随之发生改变，但这仍属于本申请的保护范围。下面对本发明所提供的三工位隔离接地开关进行详细描述。
实施例一
如图2至图6所示，一种三工位隔离接地开关，连接到开关柜的一次主回路和接地回路中，其具体结构包括：隔离开关静触头11、隔离接地动触头21、软连接25、驱动主轴4、绝缘壳体5和接地开关静触头61；软连接25的顶端焊接在隔离接地动触头21的底端，从而构成一组动触头电气连接结构；三组动触头电气连接结构并排固定于绝缘壳体5内，并且各组动触头电气连接结构之间互不导电；在每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头21的顶端由绝缘壳体5的顶部伸出，软连接25的底端由绝缘壳体5的底部伸出；驱动主轴4固定于绝缘壳体5的两端，并带动三组动触头电气连接结构的隔离接地动触头21在隔离开关静触头11、悬空隔离位以及接地开关静触头61之间进行投切；隔离开关静触头11和软连接25的底端连接到一次主回路中，而接地开关静触头61连接到接地回路中。
具体地，该三工位隔离接地开关可以包括如下实施方案：
(1)隔离开关静触头11直接与开关柜的一次主回路中的母线或套管内的导体电连接，而接地开关静触头61直接与开关柜的接地回路中的接地母线电连接。由于该三工位隔离接地开关将隔离接地动触头21直接并排固定在了绝缘壳体5内，而且驱动主轴4固定于绝缘壳体5的两端，因此当旋转控制驱动主轴4时，绝缘壳体5也会随之转动，并带动隔离接地动触头21在隔离开关静触头11、悬空隔离位以及接地开关静触头61之间进行投切；例如：如图2所示，当隔离接地动触头21与隔离开关静触头11接触时，该三工位隔离接地开关处于隔离开关合闸工位；如果此时逆时针转动驱动主轴4，那么绝缘壳体5也会带动隔离接地动触头21逆时针转动，当隔离接地动触头21运动到悬空隔离位时，该三工位隔离接地开关进入隔离开关分闸工位；如果此时继续逆时针转动驱动主轴4，那么绝缘壳体5也会带动隔离接地动触头21继续逆时针转动，当隔离接地动触头21运动到与接地开关静触头61接触时，该三工位隔离接地开关进入接地工位。驱动主轴4、绝缘壳体5与隔离接地动触头21的这种连接结构，不仅可以提高该三工位隔离接地开关在隔离开关合闸、隔离开关分闸、接地三个工位之间的切换精度和切换速度，而且所需的零部件较少、结构简单、操作方便、减少了故障点，降低了故障发生几率。
(2)如图2、图3和图4所示，绝缘壳体5包括三个动触头壳体51和两个轴盘52；每组动触头电气连接结构各固定于不同的动触头壳体51内，并且每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头21的顶端由动触头壳体51的顶部伸出，软连接25的底端由动触头壳体51的底部伸出；每个动触头壳体51的左右两端均设有连接头53；三个动触头壳体51通过连接头53串连在一起，并且最左端的动触头壳体51通过其左端的连接头53与一个轴盘52连接固定，而最右端的动触头壳体51通过其右端的连接头53与另一个轴盘52连接固定；驱动主轴4包括两段，其中一段为驱动主轴4的主动段轴，另一端为驱动主轴4的从动段轴，这两段轴分别与两个轴盘52的外侧同轴固装。这种先将一组动触头电气连接结构与一个动触头壳体51加工为一体，再将动触头壳体51、轴盘52和驱动主轴4组装成一个完整三工位隔离接地开关的加工方式，不仅可以在批量生产中提高加工效率，而且可以使该三工位隔离接地开关便于运输、安装和维护。
(3)由于软连接25具有柔软的特性，因此在隔离接地动触头21随驱动主轴4转动时，与隔离接地动触头21焊接的软连接25只需不同程度的弯曲即可，这克服了现有技术中动触头铰接方式所存在的零部件过多、对一次电气回路机械冲击过大等问题，从而可以减少故障点、降低该三工位隔离接地开关发生故障的几率、延长使用寿命。
在实际应用中，软连接25最好采用铜箔或锡铜编织线冷压而成，这不仅可以使软连接25能够承载较大负荷的电流，而且可以保证软连接25具有良好的柔软性，从而在隔离接地动触头21进行分合闸动作时，可以有效减少对一次电气回路的机械冲击，降低隔离开关发生故障的几率、延长使用寿命。
(4)如图4、图5和图6所示，软连接25的顶端焊接在隔离接地动触头21的底端(此处的顶端和底端是以图4中所示内容描述的相对位置关系)，这不仅可以保证软连接25与隔离接地动触头21的连接可靠性，而且能够有效避免软连接25与隔离接地动触头21之间出现“面接触”的诸多缺点。在实际应用中，软连接25的两端、软连接25与隔离接地动触头21的焊点以及整个隔离接地动触头21最好均镀银或镀锡，这不仅可以提高隔离接地动触头21和软连接25的导电性能，有效降低接触电阻，而且可以大幅提高隔离接地动触头21和软连接25的抗氧化能力，从而降低故障发生几率、延长使用寿命。
(5)如图4、图5和图6所示，软连接25的底端(此处的底端是以图4中所示内容描述的相对位置关系)可以先进行压实处理，并镀银或镀锡，再直接与一次电气回路中的母线、断路器、负荷开关、电压互感器、电流互感器或套管内的导体电连接；软连接25的底端与一次电气回路之间的电连接可以采用焊接，也可以采用“面接触”的连接方式，例如：软连接25的底端可以直接与一次电气回路中的母线、断路器、负荷开关、电压互感器、电流互感器或套管内的导体焊接(例如：采用现有技术中的氩弧焊或铜焊技术进行焊接)，从而可以与其它一次电气元件一起构成一次电气回路。
(6)如图4、图5和图6所示，隔离接地动触头21可以包括闸刀夹211、双头螺柱212、压紧螺母213和压紧弹簧214(该压紧弹簧214可以采用压缩弹簧或碟簧)；闸刀夹211的底端与软连接25焊接在一起，而闸刀夹211的顶端用于与隔离开关静触头11和接地开关静触头61接触；闸刀夹211的顶端包括两个对称的闸刀片211；双头螺柱212穿过两个对称的闸刀片211，且双头螺柱212的两端各设有一组压紧螺母213和压紧弹簧214，从而构成了闸刀夹211的弹性压紧机构；当压紧螺母213向双头螺柱212的中部旋进时，压紧弹簧214传递给闸刀片211的压力增大，这两个闸刀片211的夹持力增强，从而可以提高闸刀夹211的夹持力。
在实际应用中，当该三工位隔离接地开关处于隔离开关合闸工位时，闸刀夹211前端的两个对称的闸刀片211可以将隔离开关静触头11夹在中间，这两个闸刀片211在压紧螺母213和压紧弹簧214的向内压紧作用下可以与隔离开关静触头11较好的接触，从而能够提高隔离接地动触头21与隔离开关静触头11之间连接的可靠性。当该三工位隔离接地开关处于接地开关合闸工位时，闸刀夹211前端的两个对称的闸刀片211可以将接地开关静触头61夹在中间，这两个闸刀片211在压紧螺母213和压紧弹簧214的向内压紧作用下可以与接地开关静触头61较好的接触，从而能够提高隔离接地动触头21与接地开关静触头61之间连接的可靠性。
进一步地，本发明实施例所提供的三工位隔离接地开关的原理如下：
(1)该三工位隔离接地开关将三个隔离接地动触头21直接并排固定在了绝缘壳体5内，并且将驱动主轴4固定于绝缘壳体5的两端，因此当旋转控制驱动主轴4时，绝缘壳体5会带动隔离接地动触头21在隔离开关静触头11、悬空隔离位以及接地开关静触头61之间进行投切；这不仅可以提高该三工位隔离接地开关在隔离开关合闸、隔离开关分闸、接地三个工位之间的切换精度和切换速度，而且所需的零部件较少、结构简单、操作方便、减少了故障点，降低了故障发生几率。
(2)该三工位隔离接地开关采用软连接25与隔离接地动触头21焊接的方式替代了现有技术中以动触头安装座和动触头接线端为主的电气连接结构，由于软连接25具有柔软的特性，因此在隔离接地动触头21随驱动主轴4运动时，与隔离接地动触头21焊接的软连接25只需不同程度的弯曲即可；这减少了隔离接地动触头21与一次电气回路之间的双头螺柱、压紧弹簧、压紧螺母、动触头安装座24、动触头接线端22等连接部件，而且软连接25与隔离接地动触头21之间避免了采用“面接触”的诸多缺点，从而不仅可以在隔离接地动触头21进行分合闸动作时，有效减少对一次电气回路的机械冲击，而且可以减少了故障点的数目，降低了故障发生几率，提高了连接可靠性和稳定性，对加工精度的要求大幅下降，节约了材料成本和加工成本，提高了生产效率。
综上可见，本发明实施例不仅减少了隔离接地动触头与一次电气回路之间的“面接触”环节，而且减少了隔离接地动触头与一次电气回路之间的连接部件，从而提高了该三工位隔离接地开关电气连接的安全性、可靠性和稳定性，降低了隔离接地开关发生故障的几率，节约了材料成本和加工成本，提高了生产效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种三工位隔离接地开关，连接到开关柜的一次主回路和接地回路中，其特征在于，包括：隔离开关静触头(11)、隔离接地动触头(21)、软连接(25)、驱动主轴(4)、绝缘壳体(5)和接地开关静触头(61)；
软连接(25)的顶端焊接在隔离接地动触头(21)的底端，从而构成一组动触头电气连接结构；
三组动触头电气连接结构并排固定于绝缘壳体(5)内，并且每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头(21)的顶端由绝缘壳体(5)的顶部伸出，软连接(25)的底端由绝缘壳体(5)的底部伸出；
驱动主轴(4)固定于绝缘壳体(5)的两端，并带动三组动触头电气连接结构的隔离接地动触头(21)在隔离开关静触头(11)、悬空隔离位以及接地开关静触头(61)之间进行投切；
隔离开关静触头(11)和软连接(25)的底端连接到一次主回路中，而接地开关静触头(61)连接到接地回路中；
所述的绝缘壳体(5)包括三个动触头壳体(51)和两个轴盘(52)；
每组动触头电气连接结构各固定于不同的动触头壳体(51)内，并且每组动触头电气连接结构中，隔离接地动触头(21)的顶端由动触头壳体(51)的顶部伸出，软连接(25)的底端由动触头壳体(51)的底部伸出；
每个动触头壳体(51)的左右两端均设有连接头(53)；三个动触头壳体(51)通过连接头(53)串连在一起，并且最左端的动触头壳体(51)通过其左端的连接头(53)与一个轴盘(52)连接固定，而最右端的动触头壳体(51)通过其右端的连接头(53)与另一个轴盘(52)连接固定；
驱动主轴(4)包括两段，分别与两个轴盘(52)的外侧同轴固装。
2.根据权利要求1所述的三工位隔离接地开关，其特征在于，所述的隔离接地动触头(21)包括闸刀夹(211)、双头螺柱(212)、压紧螺母(213)和压紧弹簧(214)；
闸刀夹(211)的底端与软连接(25)焊接在一起，而闸刀夹(211)的顶端用于与隔离开关静触头(11)和接地开关静触头(61)接触；
闸刀夹(211)的顶端包括两个对称的闸刀片(211)；双头螺柱(212)穿过两个对称的闸刀片(211)，并且双头螺柱(212)的两端各设有一组压紧螺母(213)和压紧弹簧(214)，从而构成了闸刀夹(211)的弹性压紧机构。
3.根据权利要求1或2所述的三工位隔离接地开关，其特征在于，软连接(25)的两端、软连接(25)与隔离接地动触头(21)的焊点以及整个隔离接地动触头(21)均镀银或镀锡。
4.根据权利要求1或2所述的三工位隔离接地开关，其特征在于，软连接(25)的底端直接与一次主回路中的母线、断路器、负荷开关、电压互感器、电流互感器或套管内的导体电连接。
5.根据权利要求1或2所述的三工位隔离接地开关，其特征在于，所述的软连接(25)采用裸铜线或锡铜编织线冷压而成。
6.根据权利要求1或2所述的三工位隔离接地开关，其特征在于，隔离开关静触头(11)直接与一次主回路中的母线或套管内的导体电连接；而接地开关静触头(61)直接与接地回路中的接地母线电连接。
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