CN109192594B - 一种免维护隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免维护隔离开关，包括主机箱、对称设在主机箱上的绝缘子和设在主机箱内的开合装置和操作装置。绝缘子包括设在主机箱上的绝缘套管和与绝缘套管滑动连接的外引线。开合装置包括设在主机箱内的支架、设在支架上的导轨、与导轨滑动连接的动触头、设在右侧外引线上的静触头和设在导轨另一端的软连接线。操作装置包括与主机箱转动连接的操作轴、与操作轴固定连接的摆臂和开在摆臂上的连接孔。本发明通过在箱体内冲入保护性气体和多道密封，实现了与外界的隔离，避免了水分和灰尘等对零件的侵蚀，有效的提高了本发明工作的稳定性和使用寿命。

Description

一种免维护隔离开关

技术领域

本发明涉及电力开关技术领域，具体涉及一种免维护隔离开关。

背景技术

高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压电器设备。为了保证高压设备装置检修时的安全，在需检修的设备和其他带电部分之间，用隔离开关形成一个明显的断开间隔，所以隔离开关不开合负载电流和故障电流，长期处于合闸状态而较少进行操作，并且其结构相对简单、易于制造，因此隔离开关又是最不受重视的电器设备。在长期的运行中隔离开关经常容易出现一些故障，通常需要进行维护，例如更换零部件，清洁内部灰尘等。特别是与母线相连的隔离开关在检修时要停母线，这样就扩大了停电范围。

因此，需要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种免维护的隔离开关。

本发明采用如下技术方案：

一种免维护隔离开关，包括主机箱、对称设在主机箱上的绝缘子和设在主机箱内的开合装置和操作装置；

所述绝缘子包括设在主机箱上的绝缘套管和与绝缘套管滑动连接的外引线；

所述外引线穿过绝缘套管上的孔；

所述开合装置包括设在主机箱内的支架、设在支架上的导轨、与导轨滑动连接的动触头、设在右侧外引线上的静触头和设在导轨另一端的软连接线；

所述软连接线的另一端与左侧的外引线连接；

所述操作装置包括与主机箱转动连接的操作轴、与操作轴固定连接的摆臂和开在摆臂上的连接孔；

所述动触头上设有连杆；

所述连杆插入到连接孔内。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上设有观察窗；

透过所述观察窗能够观察到开合装置的工作状态。

作为进一步的解决方案：所述主机箱包括箱体、设在箱体上的密封件A、开在密封件A上的凹槽、放置在凹槽内的密封圈A、放置在密封件A上的密封板、放置在密封板上的角铁和顺序穿过角铁、密封板和密封件A并将三者连接在一起的螺栓；

所述密封圈A位于凹槽和密封板之间。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上固定有法兰盘；所述法兰盘内放置有橡胶圈；所述法兰盘上设有与之螺纹连接的圆盖；

所述绝缘套管顺序穿过法兰盘、橡胶圈和圆盖；

所述绝缘套管设有凸起；

所述凸起位于法兰盘和圆盖之间；

所述橡胶圈位于法兰盘和凸起之间。

作为进一步的解决方案：所述外引线上顺序设有左锁紧铜螺母、密封橡胶套和右锁紧铜螺母；

所述左锁紧铜螺母位于靠近静触头的一侧；

所述左锁紧铜螺母和右锁紧铜螺母将外引线固定到绝缘套管上；

所述密封橡胶套与外引线固定连接；

所述外引线还设有与其螺纹连接的尼龙圆盖；

所述右锁紧铜螺母位于尼龙圆盖和绝缘套管之间；

所述尼龙圆盖的外表面和绝缘套管的一端上包裹有热缩管。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上固定有圆盘法兰；所述圆盘法兰上固定有铜套；

所述圆盘法兰上设有密封槽A；所述密封槽A内放置有密封圈B；所述密封圈B位于圆盘法兰和铜套之间；

所述操作轴穿过铜套上的孔；

所述操作轴上设有密封槽B；所述密封槽B内放置有密封圈C；

所述密封圈C位于操作轴和铜套之间。

作为进一步的解决方案：还包括合闸装置；

所述合闸装置包括与操作轴固定连接的小摆臂、与操作轴转动连接的大摆臂、与大摆臂转动连接的弹簧柱、套在弹簧柱上的弹簧、开在弹簧柱上的滑槽、固定在小摆臂上的压杆和开在大摆臂上的滑槽；

所述压杆插入到滑槽内；

所述摆臂通过滑槽与大摆臂滑动连接。

作为进一步的解决方案：所述操作轴上设有手柄。

作为进一步的解决方案：还包括辅助合闸装置；

所述辅助合闸装置包括设在主机箱内的合闸电磁铁、锁扣与跳闸电磁铁；

所述合闸电磁铁的动作端与大摆臂连接；

所述跳闸电磁铁的动作端与锁扣连接。

作为进一步的解决方案：还包括状态显示装置；

所述状态显示装置包括与主机箱转动连接的状态显示盘、开在主机箱上且与状态显示盘相对应的状态观察窗和与状态显示盘铰接的连杆；

所述连杆的另一端与大摆臂铰接。

本发明产生的积极效果如下：

本发明的工作部分包括动触头、静触头和导轨部件均位于主机箱的内部，能够有效隔绝粉尘、水蒸气等。同时还可以对主机箱进行抽真空后注入干燥空气或者氮气等保护性气体的手段，给工作部分提供一个稳定的工作环境，避免氧化，延长各零件的使用寿命。

本发明使用了可拆式主机箱，方便维护与检修。需要维修时，拧下角铁上的螺栓，去下角铁，移开密封板，就能够看到箱体内的全部零件。同时，箱体上的密封件和密封板之间还安装有密封圈，当密封板被压紧时，密封圈变形，能够起到良好的密封作用，将箱体内部与外界隔绝，避免氧气、水蒸气和灰尘进入。

绝缘子和主机箱之间同样增加了密封。法兰盘上设有橡胶圈，转动圆盖时，圆盖向绝缘套管施加压力，绝缘套管上的凸起向靠近法兰盘的方向移动，二者将橡胶圈压紧，将箱体和绝缘套管之间的缝隙填充。避免外部氧气、水蒸气和灰尘进入。

外引线通过左锁紧铜螺母和右锁紧铜螺母固定到绝缘套管上，将绝缘套管内孔与外界隔绝。外引线上位于绝缘套管内的部分上固定有密封橡胶套，密封橡胶套的外壁与绝缘套管的内孔接触，其上有多道凹槽，这样相当于在二者之间增加了多道密封，能够阻止进入到绝缘套管内的污染源进入箱体内。外引线上还设有尼龙圆盖，外引线拧紧时将右锁紧铜螺母压紧，起锁紧作用，同样能够起到一定的密封作用。最后，在尼龙圆盖和绝缘套管的连接处上套有热缩管，该热缩管将尼龙圆盖的外表面和绝缘套管的一部分包裹住，将二者之间的缝隙与外界隔绝，同时热缩管还能够起到绝缘作用，避免工作过程中的漏电、电击等安全事故。

本发明通过操作轴控制通断，在操作轴与箱体的连接处同样增加了密封。箱体上的圆盘法兰和铜套之间设有密封圈，操作轴和铜套的连接处同样设有密封圈；两组密封圈均起密封作用。铜套的作用是通过自身的磨损保护圆盘法兰，因为圆盘法兰焊接在箱体上，维修较为困难，而更换铜套则十分方便。同时铜套还能够自润滑，降低摩擦阻力。

本发明采用了电动开合与手动开合的操作方式，日常动作采用电动模式，发生故障时使用手动操作控制开合，可以根据实际的使用环境选择合适的操作方式，更加灵活。

手动操作的状态下，本发明增加了助力装置，能够有效降低开合阻力，避免操作失败。手动闭合时，小摆臂首先动作，通过压杆对弹簧施加压力，弹簧开始蓄能。当小摆臂转过大摆臂中线时，弹簧释放能量同时推动大摆臂转动。大摆臂转动时拉动摆臂移动，导轨同时动作，动触头与静触头连接在一起。手动断开与手动闭合的内容相同，顺序相反。开合过程中，弹簧存储并释放能量，能够保证开合一次成功。

本发明在主机箱上增加了观察窗，够使工作人员透过观察直接观察到主机箱内各零件的工作状态，清楚直观。

本发明还设有状态显示装置，状态显示盘上印有“开“合”文字或者颜色标志，随着工作状态转动，通过状态观察窗能够直接并且清楚的观察到本发明的工作状态，方便工作人员做出判断或者后续的工作安排。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的内部结构详图；

图3为箱体与密封板连接处的结构示意图；

图4为绝缘子的结构示意图；

图5为操作轴与箱体连接处的结构示意图；

图6为合闸装置的结构示意图；

图7为手柄的与操作轴的连接示意图；

图8为合闸时大摆臂、小摆臂和传动轴的位置关系图；

图9为分闸时大摆臂、小摆臂和传动轴的位置关系图；

其中：11箱体、12密封件A、13凹槽、14密封圈A、15密封板、16角铁、17螺栓、2观察窗、21绝缘套管、22外引线、23法兰盘、24橡胶圈、25圆盖、26凸起、27左锁紧铜螺母、28密封橡胶套、29右锁紧铜螺母、210尼龙圆盖、211热缩管、31支架、32导轨、33动触头、34静触头、35软连接线、36连杆、41操作轴、42摆臂、43连接孔、51圆盘法兰、52铜套、53密封槽A、54密封圈B、55密封槽B、56密封圈C、61小摆臂、62大摆臂、63弹簧柱、64弹簧、65滑槽、66压杆、67滑槽、68手柄、71合闸电磁铁、72锁扣、73跳闸电磁铁、81状态显示盘、82状态观察窗、83连杆。

具体实施方式

下面结合图1-9来对本发明进行进一步说明。

本发明采用如下技术方案：

一种免维护隔离开关，包括主机箱、对称设在主机箱上绝缘子和设在主机箱内的开合装置和操作装置；

所述绝缘子包括设在主机箱上的绝缘套管21和与绝缘套管21滑动连接的外引线22；

所述外引线22穿过绝缘套管21上的孔；

所述开合装置包括设在主机箱内的支架31、设在支架31上的导轨32、与导轨32滑动连接的动触头33、设在右侧外引线22上的静触头34和设在导轨32另一端的软连接线35；

所述软连接线35的另一端与左侧的外引线22连接；

所述操作装置包括与主机箱转动连接的操作轴41、与操作轴41固定连接的摆臂42和开在摆臂42上的连接孔43；

所述动触头33上设有连杆36；

所述连杆36插入到连接孔43内。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上设有观察窗2；

透过所述观察窗2能够观察到开合装置的工作状态。

作为进一步的解决方案：所述主机箱包括箱体11、设在箱体11上的密封件A12、开在密封件A12上的凹槽13、放置在凹槽13内的密封圈A14、放置在密封件A12上的密封板15、放置在密封板15上的角铁16和顺序穿过角铁16、密封板15和密封件A12并将三者连接在一起的螺栓17；

所述密封圈A14位于凹槽13和密封板15之间。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上固定有法兰盘23；所述法兰盘23内放置有橡胶圈24；所述法兰盘23上设有与之螺纹连接的圆盖25；

所述绝缘套管21顺序穿过法兰盘23、橡胶圈24和圆盖25；

所述绝缘套管21设有凸起26；

所述凸起26位于法兰盘23和圆盖25之间；

所述橡胶圈24位于法兰盘23和凸起26之间。

作为进一步的解决方案：所述外引线22上顺序设有左锁紧铜螺母27、密封橡胶套28和右锁紧铜螺母29；

所述左锁紧铜螺母27位于靠近静触头34的一侧；

所述左锁紧铜螺母27和右锁紧铜螺母29将外引线22固定到绝缘套管21上；

所述密封橡胶套28与外引线22固定连接；

所述外引线22还设有与其螺纹连接的尼龙圆盖210；

所述右锁紧铜螺母29位于尼龙圆盖210和绝缘套管21之间；

所述尼龙圆盖210的外表面和绝缘套管21的一端上包裹有热缩管211。

作为进一步的解决方案：所述主机箱上固定有圆盘法兰51；所述圆盘法兰51上固定有铜套52；

所述圆盘法兰51上设有密封槽A53；所述密封槽A53内放置有密封圈B54；所述密封圈B54位于圆盘法兰51和铜套52之间；

所述操作轴41穿过铜套52上的孔；

所述操作轴41上设有密封槽B55；所述密封槽B55内放置有密封圈C56；

所述密封圈C56位于操作轴41和铜套52之间。

作为进一步的解决方案：还包括合闸装置；

所述合闸装置包括与操作轴41固定连接的小摆臂61、与操作轴41转动连接的大摆臂62、与大摆臂62转动连接的弹簧柱63、套在弹簧柱63上的弹簧64、开在弹簧柱63上的滑槽65、固定在小摆臂61上的压杆66和开在大摆臂62上的滑槽67；

所述压杆66插入到滑槽65内；

所述摆臂42通过滑槽67与大摆臂62滑动连接。

作为进一步的解决方案：所述操作轴41上设有手柄68。

作为进一步的解决方案：还包括辅助合闸装置；

所述辅助合闸装置包括设在主机箱内的合闸电磁铁71、锁扣72与跳闸电磁铁73；

所述合闸电磁铁71的动作端与大摆臂62连接；

所述跳闸电磁铁73的动作端与锁扣72连接。

作为进一步的解决方案：还包括状态显示装置；

所述状态显示装置包括与主机箱转动连接的状态显示盘81、开在主机箱上且与状态显示盘81相对应的状态观察窗82和与状态显示盘81铰接的连杆83；

所述连杆83的另一端与大摆臂62铰接。

下面结合实际的工作过程对本发明做进一步的说明和解释。

本发明一共有闭合和断开两个工作状态，电动操作和手动操作两个工作模式，下面分别对其进行描述。

手动闭合的动作过程为：

工作人员握住手柄68并转动，手柄68时带动操作轴41转动，与操作轴41固定连接的小摆臂61随之转动。小摆臂61转动时其上的在压杆66在弹簧柱63、上的滑槽65内滑动，并向弹簧64施加一个向下的压力，弹簧64开始缩短并蓄能，当小摆臂61转至大摆臂62中线时，弹簧64达到最大值。

小摆臂61转过大摆臂62中线，弹簧64开始释放能量，推动与之接触的弹簧柱63移动，弹簧柱63与大摆臂62铰接，因此大摆臂62随之移动。大摆臂62与摆臂42滑动连接，转动时拉动摆臂42转动。大摆臂62上的滑槽67与摆臂42与之连接一端的运动轨迹相匹配，保证摆臂42转动的稳定与流畅。

摆臂42转动时拉动与之连接的导轨32滑动。导轨32的一端固定有动触头33，最终动触头33插入到静触头34内，闭合动作完成。

闭合完成后，电流从一端的绝缘子流入，顺序经过软连接线35、导轨32、动触头33和静触头34后从另一端的绝缘子流出。

手动断开的过程就是手动闭合的反向过程，此处不再赘述。

电动闭合时，合闸电磁铁71首先动作，推动大摆臂62转动。大摆臂62转动时拉动与之连接的摆臂42，完成闭合动作。大摆臂62转动时，同时对弹簧64压缩，弹簧64存储能量。转动到位后，跳闸电磁铁73动作，推动锁扣72将大摆臂62锁死。

电动断开时，跳闸电磁铁73动作，锁扣72松开，弹簧64释放能量，推动大摆臂62反向转动，大摆臂62同时拉动摆臂42转动，摆臂42拉动导轨32反向滑动，将动触头33和静触头34分开，断开动作完成。

状态显示盘81通过连杆83与大摆臂62连接，闭合和断开的过程中，大摆臂62在转动的同时会通过连杆83拉动状态显示盘81围绕其轴心转动。状态显示盘81印有“开”“合”的文字或者两种不同的颜色（比如红色或者绿色），工作人员通过状态观察窗82能够直接看到，并据此了解本发明的工作状态。

为了进一步提高本发明的免维护工作时间，需要在箱体11上安装气孔盖和压力检测传感器。通过气孔盖抽空箱体11内部的空气并注入干燥空气或者氮气等惰性气体，用以保护箱体11内部的零件。注入的气体具备一定的压力，用以满足绝缘需要。压力检测传感器主要是检测箱体11内部的气压值，当其低于阈值时向与之相连接的报警装置发出电信号，报警装置接收到后发出报警信号。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种免维护隔离开关，其特征在于：包括主机箱、对称设在主机箱上的绝缘子和设在主机箱内的开合装置和操作装置；

所述绝缘子包括设在主机箱上的绝缘套管（21）和与绝缘套管（21）滑动连接的外引线（22）；

所述外引线（22）穿过绝缘套管（21）上的孔；

所述开合装置包括设在主机箱内的支架（31）、设在支架（31）上的导轨（32）、与导轨（32）滑动连接的动触头（33）、设在右侧外引线（22）上的静触头（34）和设在导轨（32）另一端的软连接线（35）；

所述软连接线（35）的另一端与左侧的外引线（22）连接；

所述操作装置包括与主机箱转动连接的操作轴（41）、与操作轴（41）固定连接的摆臂（42）和开在摆臂（42）上的连接孔（43）；

所述动触头（33）上设有连杆（36）；

所述连杆（36）插入到连接孔（43）内；

所述主机箱包括箱体（11）、设在箱体（11）上的密封件A（12）、开在密封件A（12）上的凹槽（13）、放置在凹槽（13）内的密封圈A（14）、放置在密封件A（12）上的密封板（15）、放置在密封板（15）上的角铁（16）和顺序穿过角铁（16）、密封板（15）和密封件A（12）并将三者连接在一起的螺栓（17）；

所述密封圈A（14）位于凹槽（13）和密封板（15）之间。

2.根据权利要求1所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：所述主机箱上设有观察窗（2）；

透过所述观察窗（2）能够观察到开合装置的工作状态。

3.根据权利要求1所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：所述主机箱上固定有法兰盘（23）；所述法兰盘（23）内放置有橡胶圈（24）；所述法兰盘（23）上设有与之螺纹连接的圆盖（25）；

所述绝缘套管（21）顺序穿过法兰盘（23）、橡胶圈（24）和圆盖（25）；

所述绝缘套管（21）设有凸起（26）；

所述凸起（26）位于法兰盘（23）和圆盖（25）之间；

所述橡胶圈（24）位于法兰盘（23）和凸起（26）之间。

4.根据权利要求1所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：所述外引线（22）上顺序设有左锁紧铜螺母（27）、密封橡胶套（28）和右锁紧铜螺母（29）；

所述左锁紧铜螺母（27）位于靠近静触头（34）的一侧；

所述左锁紧铜螺母（27）和右锁紧铜螺母（29）将外引线（22）固定到绝缘套管（21）上；

所述密封橡胶套（28）与外引线（22）固定连接；

所述外引线（22）还设有与其螺纹连接的尼龙圆盖（210）；

所述右锁紧铜螺母（29）位于尼龙圆盖（210）和绝缘套管（21）之间；

所述尼龙圆盖（210）的外表面和绝缘套管（21）的一端上包裹有热缩管（211）。

5.根据权利要求1所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：所述主机箱上固定有圆盘法兰（51）；所述圆盘法兰（51）上固定有铜套（52）；

所述圆盘法兰（51）上设有密封槽A（53）；所述密封槽A（53）内放置有密封圈B（54）；所述密封圈B（54）位于圆盘法兰（51）和铜套（52）之间；

所述操作轴（41）穿过铜套（52）上的孔；

所述操作轴（41）上设有密封槽B（55）；所述密封槽B（55）内放置有密封圈C（56）；

所述密封圈C（56）位于操作轴（41）和铜套（52）之间。

6.根据权利要求1所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：还包括合闸装置；

所述合闸装置包括与操作轴（41）固定连接的小摆臂（61）、与操作轴（41）转动连接的大摆臂（62）、与大摆臂（62）转动连接的弹簧柱（63）、套在弹簧柱（63）上的弹簧（64）、开在弹簧柱（63）上的滑槽（65）、固定在小摆臂（61）上的压杆（66）和开在大摆臂（62）上的滑槽（67）；

所述压杆（66）插入到滑槽（65）内；

所述摆臂（42）通过滑槽（67）与大摆臂（62）滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：所述操作轴（41）上设有手柄（68）。

8.根据权利要求6所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：还包括辅助合闸装置；

所述辅助合闸装置包括设在主机箱内的合闸电磁铁（71）、锁扣（72）与跳闸电磁铁（73）；

所述合闸电磁铁（71）的动作端与大摆臂（62）连接；

所述跳闸电磁铁（73）的动作端与锁扣（72）连接。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的一种免维护隔离开关，其特征在于：还包括状态显示装置；

所述状态显示装置包括与主机箱转动连接的状态显示盘（81）、开在主机箱上且与状态显示盘（81）相对应的状态观察窗（82）和与状态显示盘（81）铰接的连杆（83）；

所述连杆（83）的另一端与大摆臂（62）铰接。