CN106409549B - 一种卧式条形组合式真空有载分接开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卧式条形组合式真空有载分接开关，头部驱动装置包括电动机构和转轴，真空切换装置包括真空管和直线移动凸轮；切换开关装置包括切换开关变换动作机构和切换控制触头机构；分接选择装置包括分接选择器传动机构、单数分接选择器触头机构和双数分接选择器触头机构；电动机构通过转轴驱动切换开关变换动作机构和分接选择器传动装置；驱动切换开关变换动作机构带动直线移动凸轮，控制真空管的开闭，并驱动切换控制触头机构的直线往复运动；本发明结构简单，成本低。

Description

一种卧式条形组合式真空有载分接开关

技术领域

本发明涉及一种有载调压分接开关，尤其涉及一种卧式条形组合式真空有载分接开关。

背景技术

早期传统的配电变压器，为单一无励磁调压类型，无励磁调压必须将配电变压器从网路中切除，即不带电调压，所采用的分接开关称为无励磁分接开关，其中用量最大的无励磁分接开关是条形无励磁分接开关。条形无励磁分接开关最大优点是卧装在变压器本体的顶部，占位少，其技术经济性能较高。无励磁调压的缺点是存在着不能解决带电调压的问题，只能在停电后手动操作，停电时间长，既影响供电可靠性，又无适时可调性；为了克服无励磁调压存在着局限性。就出现有载分接开关。

国内早期配电变压器所配的有载调压分接开关是靠铜钨电弧触头在油中进行负载转换的。由于分接变换操作频繁，电弧触头烧损相应比较严重，油的碳化和污染速度较快。由此增加了日常维护和定期检修工作量。为了减少有载分接开关维修工作量，满足智能配电网发展的需要，国内外分接开关制造企业相继地推出大中容量真空熄弧的有载分接开关。目前，采用真空有载分接开关不仅在油浸式大中容量电力变压器中获得推广及应用，而且在小容量干式配电变压器中也广泛地获得应用。但在小容量的油浸式配电变压器上，由于未能突破制造技术的难点，大多数有载分接开关采用铜钨电弧触头油中切换作为电压的调节。为了减少油的污染，有的配电变压器有载分接开关就采用在线滤油装置。采用在线滤油装置，虽解决油质污染问题，但却增加设备投资和在线滤油装置的维修工作量，仍无法实现免维修。由于真空管熄弧可靠，触头寿命长，无油污染与免维护。因而少数有载分接开关探索采用真空管切换作为电压的调节，但目前市场上真空有载分接开关在结构性能上仍存在有不尽人意之处。筒式安装方式的真空调压，采用是弹簧储能快速释放的机械传动机构，结构多为复合式选择开关结构，调压范围虽可满足±4×2.5%(即线性9个分接位置)要求，但不足之处是多用一个开关油室，制造成本较高，另外它立装在变压器一侧，占位较大。卧式安装方式的真空调压，虽然它在变压器内部安装占位少，也可以采用永磁机构切换，但受永磁机构只能往复操作方式的限制，调压分接位置数目太少，仅3个分接位置 (即为±5%)，无法满足GB/T6451标准的调压范围要求。因此，现有真空调压分接开关较难满足配电变压器智能化发展的需要。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、免维护、卧式安装占位小、调压级数多、性能可靠性更高的条形组合式真空有载分接开关。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种卧式条形组合式真空有载分接开关，包括由上至下依次安装在壳体内的头部驱动装置、真空切换装置、切换开关装置和分接选择装置；所述头部驱动装置包括电动机构和转轴，所述真空切换装置包括真空管和直线移动凸轮；所述切换开关装置包括切换开关变换动作机构和切换控制触头机构；所述分接选择装置包括分接选择器传动机构、单数分接选择器触头机构和双数分接选择器触头机构；所述电动机构通过转轴驱动切换开关变换动作机构和分接选择器传动机构；所述切换开关变换动作机构带动直线移动凸轮，控制真空管的开闭，并驱动切换控制触头机构的直线往复运动；切换触头每相均包括M触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头、K触头、Ⅲ触头和Ⅳ触头，切换开关装置每相均包括第一双向开关和第二双向开关，所述Ⅰ触头与单数档位的调压电路的输出端相连接，所述Ⅱ触头与双数档位的调压电路的输出端相连接，所述K触头与Ⅳ触头相串联，所述Ⅰ触头与Ⅲ触头通过过渡电阻R相互串联，所述Ⅲ触头和Ⅳ触头之间并联有真空管，所述M触头与输出电路相连接，所述第一双向开关的固定端与K触头连接，所述第一双向开关的选择端接入Ⅰ触头和Ⅱ触头之间，所述第二双向开关的固定端与M触头连接，所述第二双向开关的选择端接入Ⅲ触头和Ⅳ触头之间。

作为优选方案：所述切换开关装置包括一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第三绝缘板和带第三绝缘板直线往复运动的切换开关变换动作机构，所述K触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头以及一个跨接动触头构成第一双向开关，所述M触头、Ⅲ触头、Ⅳ触头以及另一个跨接动触头构成第二双向开关。

作为优选方案：所述分接选择器传动机构包括带有180º空域的机械耦合器和分接选择器双滚柱条形槽轮机构，所述机械耦合器带动拨槽件双滚柱，交替拨动上下条形槽轮，使得分接选择器单数与双数触头依照级进工作原理在无载下交替选择分接抽头。

作为优选方案：所述双数分接选择器触头机构包括一根安装有三相双数分接头的第一绝缘杆、一根安装有引出触头的第二绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第一绝缘板，所述第一绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构带动。

作为优选方案：所述单数分接选择器触头机构包括一根安装有三相单数分接头的第三绝缘杆、一根安装有引出触头的第四绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第二绝缘板，所述第二绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构带动。

作为优选方案：所述切换开关变换动作机构采用永磁机构或者弹簧储能快速释放的枪机式机构。

作为优选方案：所述真空切换装置还包括与一端与真空管相连接的操作杆，且操作杆的另一端设有滚轮，所述操作杆上还设有复位弹簧，所述滚轮受直线移动凸轮的轨迹控制来完成真空管的分合变换动作。

本发明通过采用组合式开关，将档位的选择与电路的切换相互独立，并且根据档位信号来进行电路切换，提高了开关性能的可靠性；本发明每相采用一个过渡电阻和一个真空管，并采用双向开关在多个触头间切换，通过真空管闭合控制以及多个触头间的切换配合完成准确切换触头变换程序，实现档位调节，结构简单，成本低。

同时由于档位的选择采用类似条形无励磁分接开关分接抽头布置方式，分为单双数分接头两层排列布置，便于增大调压级数及调压范围，除满足GB/T6451标准要求线性9个分接位置(±4×2.5%)外，最大可达13个分接位置(±6×2.5%)，适于较大调压范围要求。另外本发明取消油室，整体开关采用类似条形无励磁分接开关卧装在变压器本体的顶部，占位少，其经济性高。

本发明针对现有油浸式配电变压器有载分接开关中的不尽人意之处，突破制造技术的难点，创新式发明一种结构简单、免维护、卧式安装占位小、调压级数多、性能可靠性更高的智能型真空切换组合式有载调压分接开关，填补了智能配电网用的油浸式真空切换的有载调压分接开关的“空白”。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的A-A剖面视图。

图3是图1的B-B剖面视图。

图4是图1的C-C剖面视图。

图5是图1的E-E剖面视图。

图6是本发明在单数调压档位时的电路原理图。

图7是本发明在双数调压档位时的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图7所示的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，包括由上至下依次安装在壳体内的头部驱动装置1、真空切换装置、切换开关装置和分接选择装置，所述头部驱动装置1包括电动机构和转轴11，电动机构采用带减速装置的电动机，所述真空切换装置包括真空管31、直线移动凸轮33和过渡电阻34，所述切换开关装置包括切换开关变换动作机构4和切换控制触头机构5，所述分接选择装置包括分接选择器传动机构2、单数分接选择器触头机构7和双数分接选择器触头机构8，所述电动机构通过转轴11驱动切换开关变换动作机构4和分接选择器传动机构2；所述切换开关变换动作机构带动直线移动凸轮33，控制真空管31的开闭，并驱动切换控制触头机构5的直线往复运动；所述分接选择器传动机构2交替驱动单数分接选择器触头机构7与双数分接选择器触头机构8直线运动。

所述分接选择器传动机构2包括带有180º空域的机械耦合器和分接选择器双滚柱条形槽轮机构6，所述机械耦合器带动拨槽件双滚柱，交替拨动上下条形槽轮，使得分接选择器单数与双数触头依照级进工作原理在无载下交替选择分接抽头。

所述双数分接选择器触头机构包括一根安装有三相双数分接头的第一绝缘杆、一根安装有引出触头的第二绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第一绝缘板，所述第一绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构6带动。

所述单数分接选择器触头机构包括一根安装有三相单数分接头的第三绝缘杆、一根安装有引出触头的第四绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第二绝缘板，所述第二绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构6带动。

所述切换开关变换动作机构4采用永磁机构或者弹簧储能快速释放的枪机式机构。所述真空切换装置还包括与一端与真空管31相连接的操作杆，且操作杆的另一端设有滚轮32，所述操作杆上还设有复位弹簧，所述滚轮32受直线移动凸轮33的轨迹控制来完成真空管的分合变换动作。

所述头部驱动机构1还包括头部法兰、头部罩盖，分接位置指示发送器和分接变换过程位置发送器。头部驱动机构借助头部法兰安装配电变压器箱盖的一侧上。头部驱动机构传动轴穿过变压器箱盖，传至分接选择器传动机构，进行分接抽头预选。若分接开关带有快速机构时，同时也带动快速机构的弹簧储能。所述头部罩盖保护头部驱动机构内部不受恶厉大气环境的污染。分接变换过程位置发送器主要为永磁式切换开关发出动作指令而设置信号发送装置。当分接开关每完成一级调压后，分接位置指示发送器向位置显示器发送一次分接位置信号。

带减速传动装置的电动机构可用分开型或一体式均可，主要通过变速，让传动主轴每变换一级化为转动半圈(180º)。分接开关每完成一级调压后，向所述分接位置指示发送器发送一次分接位置信号。所述分接变换过程位置发送器主要为永磁式切换开关发出动作指令而设置信号发送装置。

所述切换触头每相均包括M触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头、K触头、Ⅲ触头和Ⅳ触头，所述开关装置每相均包括第一双向开关和第二双向开关，所述Ⅰ触头与单数档位的调压电路的输出端相连接，所述Ⅱ触头与双数档位的调压电路的输出端相连接，所述K触头与Ⅳ触头相串联，所述Ⅰ触头与Ⅲ触头通过过渡电阻R相互串联，所述Ⅲ触头和Ⅳ触头之间并联有真空管，所述M触头与输出电路相连接，所述第一双向开关的固定端与K触头连接，所述第一双向开关的选择端接入Ⅰ触头和Ⅱ触头之间，所述第二双向开关的固定端与M触头连接，所述第二双向开关的选择端接入Ⅲ触头和Ⅳ触头之间。

所述开关装置包括一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第三绝缘板和带第三绝缘板直线往复运动的切换开关变换动作机构4，所述K触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头以及一个跨接动触头构成第一双向开关，所述M触头、Ⅲ触头、Ⅳ触头以及另一个跨接动触头构成第二双向开关。当分接抽头连续朝一个方向前进(如3→4选择)时，耦合器就推动拨槽件往同一方向转动，带动条形槽轮继续向前移动，于是分接选择器动触头就预择相邻的4号分接抽头，随后切换开关往双数侧方向变换动作。若分接抽头需要反向(如4→3)选择时，耦合器空转180º，分接选择器触头不动，只要切换开关向单数侧方向变换动作即可。

当切换开关变换动作机构4接收到分接变换过程位置发送器发出的信号时带动第三绝缘板直线运动，第三绝缘板的两个动触头由M触头、Ⅲ触头和Ⅰ触头、K触头变换为M触头、Ⅳ触头和K触头、Ⅱ触头，在此过程中真空管受直线移动凸轮轨迹控制来完成分合变换动作，与直线往返运动的切换控制触头系统配合，实现档位的单电阻过渡单真空调节。

真空管卧装固定不动，其操作杆上的滚轮受直线移动凸轮轨迹控制来完成分合变换动作。本发明每相只设置单一真空管切换。它可延伸至每相采用主(弧)与过渡双真空切换。本发明特征是直线往返运动的切换控制触头系统是用于与真空切换系统配合，完成准确切换触头变换程序。

本发明特征是分接选择器触头选择采用直线往复运动，分接选择器由设置变压器箱盖的驱动机构半转轴经机械耦合器带动拨槽件双滚柱，交替拨动上下条形槽轮，使得分接选择器单数与双数触头依照级进工作原理在无载下交替选择分接抽头。

本发明的条形组合式真空有载分接开关总体布置结构：分接选择器在下，切换开关在上。分接选择器分为两层布置，单数分接选择器在下，双数分接选择器在上。切换开关也采用两层布置，切换控制触头布置在下层，真空切换系统布置在上层。真空管切换的凸轮由切换控制动触头绝缘板带动。选择触头与切换开关通过电气引线连结。所有直线运动绝缘板带有直线运动导向件控制。

本发明的条形组合式真空有载分接开关是卧装变压器线圈顶部与箱盖的空间内，安装占位少。由于配电变压器容量不大，有载分接开关额定通过电流相应较小，长期载流直接由真空管承担，无须设置旁路主触头载流。因而，本发明条形真空有载分接开关具有结构简单、安装占位小、调压级数多、触头寿命高、免维修和可靠性高的特点。

本发明真空有载分接开关采用组合式结构，由分接选择器与切换开关两部分组成，分接选择器触头在配电变压器分接抽头上不带负载进行预选，随后切换开关变换动作，将负载转至己预选的分接头上，实现有载调压。它不同于复合式选择开关结构，工作可靠性更高；

本发明分接选择器触头选择采用直线往复运动，分接选择器由设置变压器箱盖的驱动机构半转轴经机械耦合器带动拨槽件双滚柱，交替拨动上下条形槽轮，使得分接选择器单双数触头依照级进工作原理在无载下交替选择分接抽头；

本发明切换开关为单电阻过渡、单真空(每相设置一个真空管)切换方式。当分接选择器预选分接抽头完成后，切换开关触头系统转换到预选分接位置上，完成一级电压调节；

本发明组合式切换开关只有单双数往复直线动作，便于设置永磁机构操作真空管切换方式，但也不排除设置弹簧储能快速释放的枪机式机构来完成变换操作。变换动作机构供两择一。受直线移动凸轮轨迹控制的真空管与设置直线运动的切换程序控制触头正确配合后，方能完成准确变换操作；

本发明条形真空有载分接开关适用于额定电压为10kV、额定通过电流最大200A、接线为D/Y方式配电变压器、自动调压器与特种变压器的电压调节，能复盖5000kVA容量及以下变压器供电；

本发明真空有载分接开关可带有自动调压控制器。自动电压控制器与真空有载分接开关驱动机构配合使用，组成自动调压系统。经取样、检测、比较、延时后，指令真空有载分接开关调压操作。

应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：包括由上至下依次安装在壳体内的头部驱动装置（1）、真空切换装置、切换开关装置和分接选择装置；所述头部驱动装置（1）包括电动机构和转轴（11）；所述真空切换装置包括真空管（31）、直线移动凸轮（33）和过渡电阻（34）；所述切换开关装置包括切换开关变换动作机构（4）和切换控制触头机构（5）；所述分接选择装置包括分接选择器传动机构（2）、单数分接选择器触头机构（7）和双数分接选择器触头机构（8）；所述电动机构通过转轴（11）驱动切换开关变换动作机构（4）和分接选择器传动机构（2）；所述切换开关变换动作机构带动直线移动凸轮（33），控制真空管（31）的开闭，并驱动切换控制触头机构（5）的直线往复运动；所述分接选择器传动机构（2）交替驱动单数分接选择器触头机构（7）与双数分接选择器触头机构（8）直线运动；所述切换开关变换动作机构（4）驱动切换控制触头机构（5）的直线往复运动；切换触头每相均包括M触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头、K触头、Ⅲ触头和Ⅳ触头；切换开关装置每相均包括第一双向开关和第二双向开关；所述Ⅰ触头与单数档位的调压电路的输出端相连接；所述Ⅱ触头与双数档位的调压电路的输出端相连接；所述K触头与Ⅳ触头相串联；所述Ⅰ触头与Ⅲ触头通过过渡电阻R相互串联；所述Ⅲ触头和Ⅳ触头之间并联有真空管；所述M触头与输出电路相连接，所述第一双向开关的固定端与K触头连接，所述第一双向开关的选择端接入Ⅰ触头和Ⅱ触头之间，所述第二双向开关的固定端与M触头连接；所述第二双向开关的选择端接入Ⅲ触头和Ⅳ触头之间。

2.根据权利要求1所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述切换开关装置包括一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第三绝缘板和带第三绝缘板直线往复运动的切换开关变换动作机构（4）；所述K触头、Ⅰ触头、Ⅱ触头以及一个跨接动触头构成第一双向开关；所述M触头、Ⅲ触头、Ⅳ触头以及另一个跨接动触头构成第二双向开关。

3.根据权利要求1所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述分接选择器传动机构（2）包括带有180º空域的机械耦合器和分接选择器双滚柱条形槽轮机构（6）；所述机械耦合器带动拨槽件双滚柱，交替拨动上下条形槽轮，使得分接选择器单数与双数触头依照级进工作原理在无载下交替选择分接抽头。

4.根据权利要求3所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述双数分接选择器触头机构包括一根安装有三相双数分接头的第一绝缘杆、一根安装有引出触头的第二绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第一绝缘板；所述第一绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构（6）带动。

5.根据权利要求3所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述单数分接选择器触头机构包括一根安装有三相单数分接头的第三绝缘杆、一根安装有引出触头的第四绝缘杆和一根往返直线运动且每相装有两个跨接动触头的第二绝缘板；所述第二绝缘板由分接选择器双滚柱条形槽轮机构（6）带动。

6.根据权利要求1所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述切换开关变换动作机构（4）采用永磁机构或者弹簧储能快速释放的枪机式机构。

7.根据权利要求1所述的一种卧式条形组合式真空有载分接开关，其特征在于：所述真空切换装置还包括与一端与真空管（31）相连接的操作杆，且操作杆的另一端设有滚轮（32），所述操作杆上还设有复位弹簧；所述滚轮（32）受直线移动凸轮（33）的轨迹控制来完成真空管的分合变换动作。