CN106710947B - 直动式三工位负荷开关及使用该负荷开关的开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了直动式三工位负荷开关及使用该负荷开关的开关柜，以解决直动式三工位负荷开关长度尺寸较大的问题。所述直动式三工位负荷开关包括可沿直线往复运动的动触头，还包括用于驱动动触头的拐臂结构，所述动触头沿运动方向的中间部分设有用于与所述拐臂结构连接的连接结构，拐臂结构通过与所述连接结构配合可实现驱动动触头沿直线往复运动。拐臂结构连接在动触头的中间部分来驱动动触头沿直线方向往复运动，与现有的用于驱动动触头往复运动的驱动机构连接在动触头的一端端部相比，动触头的端部不需要增加额外的结构用来与驱动机构进行连接，减小了负荷开关长度方向的尺寸，实现了小型化的设计。
Description
技术领域
本发明涉及直动式三工位负荷开关及使用该负荷开关的开关柜。
背景技术
近年来，随着城网建设的快速发展，负荷开关设备在12kV配网领域应用不断增多。目前的负荷开关有两种形式，一种是负荷开关与接地开关分开布置，需要配两种操动机构，负荷开关与接地开关之间靠联锁来防止误操作，此种结构不仅占用空间大，而且连锁结构复杂，成本高，可靠性低；另一种是集负荷、隔离、接地功能为一体的三工位负荷开关，配置三工位操动机构，如授权公告日为2013年10月9日、授权公告号为CN203232840U的一篇实用新型专利公开了一种三工位负荷开关，该三工位负荷开关包括连接块、接地触头和上静触头，连接块上有动触头，驱动机构与所述连接块相连，驱动机构驱动连接块的动触头在不同工作状态分别与接地触头或上静触头接触，实现负荷、隔离和接地三个功能之间的切换。但是上述的三工位负荷开关中灭弧室的开断过程采用灭弧罩切割电弧来熄灭电弧，开断过程中，灭弧罩烧蚀严重，开断次数少，随着开断电流的增加，灭弧室结构也相应增大，不利于小型化设计。
授权公告日为1997年4月2日、授权公告号为CN2251195Y的一篇的实用新型专利公开了一种三工位真空负荷开关，该负荷开关采用真空负荷开关灭弧室，占用空间小，开断可靠，但是接地开关采用闸刀式结构，同时负荷开关和操作机构采用横向布置的方式，大大增加了负荷开关的宽度尺寸，不利于小型化设计。
申请公开日为2016年7月27日、申请公布号为CN105810495A的一篇发明专利公开了一种直动型三工位负荷开关，该负荷开关采用直线布置结构，负荷开关布置在一端，接地开关布置在另一端，在两者之间布置沿直线移动的动触头，通过动触头的移动实现负荷、隔离和接地三个功能的切换，在动触头的一端连接操作机构，对动触头的移动进行驱动。该直动型三工位负荷开关结构简单紧凑，解决了高电压等级负荷开关外形尺寸大，尤其是负荷开关宽度尺寸大的问题。
但是上述的直动型三工位负荷开关中对动触头的驱动为操作机构，操作机构与动触头的一端端部进行连接，而动触头为了能够与操作机构进行连接，在动触头的端部设有绝缘拉杆，虽然上述的直动型三工位负荷开关解决了宽度较大的问题，但是同时也增加了负荷开关的长度，仍然没有解决小型化设计的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直动式三工位负荷开关，以解决直动式三工位负荷开关长度尺寸较大的问题；目的还在于提供一种使用该负荷开关的开关柜。
为实现上述目的，本发明直动式三工位负荷开关的技术方案是：直动式三工位负荷开关，包括可沿直线往复运动的动触头，还包括用于驱动动触头的拐臂结构，所述动触头沿运动方向的中间部分设有用于与所述拐臂结构连接的连接结构，拐臂结构通过与所述连接结构配合可实现驱动动触头沿直线往复运动。
拐臂结构设有用于与动触头连接的连接端，所述连接结构包括设于动触头上的沿动触头运动方向间隔设置的两个用于对拐臂结构连接端进行挡止的挡止面，所述两个挡止面形成了供拐臂结构连接端伸入的空间。
动触头的外部沿动触头运动方向间隔设置有两个凸起，两个凸起相对应的两面即为所述的挡止面。
所述拐臂结构连接端为绝缘连接端。
负荷开关还包括转轴，所述转轴上止转配合连接有所述的拐臂结构。
负荷开关还包括用于对拐臂结构的摆动行程进行限位的限位结构。
负荷开关还包括旋转灭弧室，所述旋转灭弧室包括负荷静触头，负荷静触头中用于与动触头连接的一端的径向外部设有绝缘支架，绝缘支架上缠绕有线圈，所述线圈一端与负荷静触头导通。
线圈另一端连接有消弧盘，消弧盘包括沿负荷静触头轴向间隔分布且相互连通的多段。
旋转灭弧室还包括绝缘罩，所述消弧盘的一端靠近负荷静触头上用于与动触头连接的一端而形成电弧引入端，另一端上固定有所述绝缘罩。
本发明开关柜的技术方案是：开关柜，包括柜体和直动式三工位负荷开关，直动式三工位负荷开关的结构与上述直动式三工位负荷开关的结构一致。
本发明的有益效果是：拐臂结构连接在动触头的中间部分来驱动动触头沿直线方向往复运动，与现有的用于驱动动触头往复运动的驱动机构连接在动触头的一端端部相比，动触头的端部不需要增加额外的结构用来与驱动机构进行连接，减小了负荷开关长度方向的尺寸，实现了小型化的设计。
附图说明
图1为本发明直动式三工位负荷开关实施例中旋转灭弧室的外部示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明直动式三工位负荷开关实施例中一次主回路的示意图；
图4为本发明直动式三工位负荷开关实施例中单极的示意图；
图5为本发明直动式三工位负荷开关实施例中合闸状态的示意图；
图6为本发明直动式三工位负荷开关实施例中分闸状态的示意图；
图7为本发明直动式三工位负荷开关实施例中接地状态的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明直动式三工位负荷开关的具体实施例，如图1至图7所示，其中，1为静触座，2为触指，3为绝缘支架，4为消弧盘，5为绝缘罩，6为线圈，7为气箱，8为并柜套管，9为主母排，10为负荷开关单极，负荷开关单极10包括绝缘支撑筒101、灭弧室102、动触头103、触座104、接地静触头105、接地排106、静触头安装板107、绝缘筒安装板108和凸起109，11为绝缘拐臂，12为转轴，13为异形母线，14为出线套管,15为第一限位块，16为第二限位块。
本实施例中，灭弧室102为旋转灭弧室，旋转灭弧室的整体结构呈盆状，一端开设有供动触头103伸入的孔，另一端为静触座1。静触座1上安装有触指2，触指2的径向外部固定有绝缘支架3，绝缘支架3固定在静触座1上，绝缘支架3的外部缠绕有线圈6，线圈6为柔性线圈，线圈6在绝缘支架3的外部缠绕一定的圈数后，一端固定在静触座1上并与静触座1连通，另一端固定在消弧盘4上并与消弧盘4连通。消弧盘4为梯形结构，沿静触座1轴向间隔设有多段，多段之间互相连通。消弧盘4固定在绝缘支架3上，另一端固定有绝缘罩5。图示2中消弧盘4的上端为电弧引入端，电弧引入端靠近触指2，消弧盘4为环状结构，电弧引入端所在的环状开口需要能使动触头103通过但动触头并不与消弧盘4接触，在实际使用过程中，当动触头和触指分离时，触指2上的电弧会引至消弧盘4上，避免了电弧长时间在触指2上而造成触指被烧坏。
工作时，当动触头和触指分离时，在动触头和触指分离处产生的电弧传递至消弧盘4上，消弧盘4与线圈6连通，线圈6产生磁场，伴随着磁场的产生，引起电弧在消弧盘4上高速旋转，此时没有电流在触指上流过，电弧在高度旋转后弧长被拉长，电弧在电流过零点时被熄灭，完成灭弧。而消弧盘沿触指轴向分为多段且互相连通，更加有利于动触头和触指分离时，将动触头上的电弧引至消弧盘上。本实施例中，静触座和触指共同构成了负荷静触头，线圈为柔性线圈，线圈在绝缘支架上缠绕的圈数可以根据实际情况进行增减。
气箱7是由3mm厚的不锈钢板采用激光工艺切割、焊接而成，气密性好，并柜套管8用于负荷开关的功能扩展，便于与其他的开关柜进行连通。负荷开关单极10包括绝缘支撑筒101、灭弧室102、动触头103、触座104、接地静触头105、接地排106、静触头安装板107和绝缘筒安装板108。负荷开关的三相采用绝缘支撑筒101支撑安装并隔离开，可以有效的防止相间和相对地的短路故障的发生，绝缘支撑筒101通过绝缘筒安装板108安装在气箱7内。触座104内安装有弹簧触指，动触头103可以在触座内上下滑动并与弹簧触指导通。接地静触头105通过接地排106实现短接，并安装在静触头安装板107上，静触头安装板107固定在气箱上，固定方式可以为螺纹连接或者直接焊接。
在动触头103的中间部分设有两个凸起109，两个凸起109沿动触头运动方向间隔设置，两者之间有一定的距离，能够使绝缘拐臂11伸入，两个凸起相对应的两个面即为挡止面（图中未标示），两个挡止面之间形成了能够使绝缘拐臂11伸入的空间。
转轴12与气箱外的三工位操作机构相连，转轴上设置有一个限位挡板（图中未标记），限位挡板上设有两个限位挡止面，分别与气箱上的第一限位块15和第二限位块16对应。转轴12上固定有绝缘拐臂11，绝缘拐臂11的一端固定在转轴12上，另一端卡在动触头103的两个凸起109之间，通过转轴的转动，可以带动绝缘拐臂11进行摆动，绝缘拐臂11按压凸起109的挡止面，进一步转化为动触头的上下运动，带动动轴头发生直动，实现合闸、分闸和接地三种状态的切换。异形母线13采用铜棒加工制作，既保证稳定的通流能力，又可以在空间上进行优化，满足相间绝缘的同时，可缩小产品尺寸。
图5示出了三工位负荷开关合闸状态，此时通过转轴带动绝缘拐臂，使动触头向下运动，完成分闸，即图6示出的分闸状态；继续向下运动，动触头的下端与接地触头连通，实现接地，即图7示出的接地状态。整个过程操作简单、安全可靠。
本实施例中，两个凸起即构成了连接结构，第一限位块15和第二限位块16即构成了限位结构，绝缘拐臂即为拐臂结构，绝缘拐臂卡入凸起之间的部分即为拐臂结构连接端。
在其他实施例中，可以在动触头径向开设凹槽、盲孔或通孔，使绝缘拐臂结构的连接端卡入其中实现连接，此时凹槽、盲孔或通孔即为连接结构。
在其他实施例中，可以在动触头上开设单个凸起，拐臂结构的连接端安装拨叉结构，使凸起卡入拨叉结构的中间来驱动动触头沿直线往复运动。
在其他实施例中，灭弧室的结构可以根据实际情况进行选择。
本发明开关柜的具体实施例，开关柜包括直动式三工位负荷开关，其结构与上述的直动式三工位负荷开关的结构一致，其内容在此不再赘述。
Claims (8)
1.直动式三工位负荷开关，包括可沿直线往复运动的动触头，其特征在于：还包括用于驱动动触头的拐臂结构，所述动触头沿运动方向的中间部分设有用于与所述拐臂结构连接的连接结构，拐臂结构通过与所述连接结构配合可实现驱动动触头沿直线往复运动，负荷开关还包括旋转灭弧室，所述旋转灭弧室包括负荷静触头，负荷静触头中用于与动触头连接的一端的径向外部设有绝缘支架，绝缘支架上缠绕有线圈，所述线圈一端与负荷静触头导通，线圈另一端连接有消弧盘，消弧盘包括沿负荷静触头轴向间隔分布且相互连通的多段，消弧盘为梯形结构，消弧盘的上端为电弧引入端，电弧引入端靠近触指，工作时，当动触头和触指分离时，在动触头和触指分离处产生的电弧传递至消弧盘上，消弧盘与线圈连通，线圈产生磁场，伴随着磁场的产生，引起电弧在消弧盘上高速旋转，此时没有电流在触指上流过，电弧在高度旋转后弧长被拉长，电弧在电流过零点时被熄灭，完成灭弧。
2.根据权利要求1所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：拐臂结构设有用于与动触头连接的连接端，所述连接结构包括设于动触头上的沿动触头运动方向间隔设置的两个用于对拐臂结构连接端进行挡止的挡止面，所述两个挡止面形成了供拐臂结构连接端伸入的空间。
3.根据权利要求2所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：动触头的外部沿动触头运动方向间隔设置有两个凸起，两个凸起相对应的两面即为所述的挡止面。
4.根据权利要求2所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：所述拐臂结构连接端为绝缘连接端。
5.根据权利要求1所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：负荷开关还包括转轴，所述转轴上止转配合连接有所述的拐臂结构。
6.根据权利要求5所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：负荷开关还包括用于对拐臂结构的摆动行程进行限位的限位结构。
7.根据权利要求1所述的直动式三工位负荷开关，其特征在于：旋转灭弧室还包括绝缘罩，所述消弧盘的一端靠近负荷静触头上用于与动触头连接的一端而形成电弧引入端，另一端上固定有所述绝缘罩。
8.开关柜，包括柜体，其特征在于：开关柜还包括权利要求1-7任一项的直动式三工位负荷开关。
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