CN113571374A - 一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器 - Google Patents
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Abstract
一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其中断路器包括固封极柱组件隔离开关组件、隔离刀静触头支柱、出线套管、进线套管、壳体、弹簧操动机构和传动组件；出线套管、进线套管设置于壳体的外部，并穿过壳体分别与固封极柱组件、所述隔离刀静触头支柱连接；弹簧操动机构分别与传动组件和隔离开关组件连接，并通过传动组件驱动绝缘拉杆以及直接驱动所述隔离开关组件定向移动；在定向移动过程中分别带动真空灭弧室动触头和隔离刀的移动，并实现了真空灭弧室的动触头与静触头之间、隔离刀与隔离刀静触头支柱上进线导电杆之间的分闸与合闸操作。本发明中的柱上断路器，结构简单、体积小、元器件数量少、可靠性高，且具有较长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电网设备领域，更具体地，涉及一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器。
背景技术
现有技术中，通常采用的断路器体积过大、元件结构复杂，包括多层隔离壳结构，并且元件与元件之间需要较大的空间才能实现较方便和准确的组装。例如，背景技术文件CN109065402A中，为了避免电流泄露，就设置了包括铝合金罩壳13、绝缘盒28、以及专门用于设置刀座和旋转刀闸的第一绝缘盒、专门用于设置刀闸触头和右导电件17的第二绝缘盒等等的断路器结构。这种结构对于减小断路器的体积造成了巨大的阻力。
另外，为了实现隔离刀与刀座之间的精确的分合状态，在组装背景技术文件CN109065402A中设置于罩壳底部的带动隔离刀定向运动的绝缘拉杆等元件时，若断路器的体积过小，就会给组装过程造成巨大的麻烦，不仅浪费时间，而且浪费人力成本。组装过程中，可能存在多次重复拆装，仍然难以确保断路器的有效工作状态。可见，减小断路器的体积同时也给安装带来了不便且成本会急剧上升。
为了解决现有技术中的问题，亟需一种新的内置旋转式隔离开关的柱上断路器。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，通过固封极柱组件、隔离开关组件、传动组件以及弹簧操动机构等之间的连接关系，实现真空灭弧室对额定电流、短路电流的关合与开断，以及隔离开关对高电压的隔离。
本发明采用如下的技术方案。
一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，断路器包括固封极柱组件、隔离开关组件、隔离刀静触头支柱、出线套管、进线套管、壳体、弹簧操动机构和传动组件；其中，出线套管、进线套管设置于壳体的外部，并穿过壳体分别与设置于壳体内部的固封极柱组件、隔离刀静触头支柱连接；弹簧操动机构分别与传动组件和隔离开关组件连接，并通过传动组件驱动固封极柱组件内的绝缘拉杆定向移动，以及直接驱动隔离开关组件定向移动；固封极柱组件内的绝缘拉杆和隔离开关组件在定向移动过程中分别带动真空灭弧室的动触头和隔离刀的移动，并实现了真空灭弧室的动触头与静触头之间、隔离刀与隔离刀静触头支柱上进线导电杆之间的分闸与合闸操作。
优选地，断路器还包括电流互感器，电流互感器套设于出线套管位于壳体内部的部分，并固定于壳体上。
优选地，固封极柱组件包括上出线、下出线、软连接、绝缘拉杆、环氧树脂浇注壳体、真空灭弧室和导电杆；其中，真空灭弧室中设置有动触头和静触头，动触头从真空灭弧室的顶部穿出，静触头从真空灭弧室的底部穿出；上出线经过螺栓与静触头固定连接，绝缘拉杆穿过软连接一端的孔并与动触头固定连接；下出线通过螺栓与软连接的另一端连接以设置于真空灭弧室与绝缘拉杆的侧面，从而支持导电杆的接入；环氧树脂浇注壳体包裹真空灭弧室，并部分包裹上出线和下出线。
优选地，上出线远离真空灭弧室的一个端部设置为中空扁平形，以实现与隔离开关组件中隔离刀一端的铰接；固封极柱组件中绝缘拉杆基于定向移动驱动真空灭弧室内动触头和静触头的分合闸操作。
优选地，绝缘拉杆的顶端位于环氧树脂浇注壳体外部，穿过传动组件中三相拐臂的销，用于在传动组件的传动下实现定向移动。
优选地，隔离开关组件包括对称设置的多组隔离刀、操作轴、限位块、均压螺栓和压簧；其中，多组隔离刀通过固定于操作轴上实现与壳体的相对位置固定；隔离刀中的每一组中包括两片呈对称结构放置的隔离刀，对称放置的隔离刀通过设置于首尾两端的均压螺栓和压簧实现对称成组设置；其中，首端的均压螺栓穿过对称放置的隔离刀以及放置在隔离刀之间的限位块；尾端的均压螺栓穿过对称放置的隔离刀以及隔离刀之间的上出线的端部。
优选地，操作轴通过两个轴端卡设于壳体上；操作轴的顶部设置有多个内部中空的梯形腔体，每组对称放置的隔离刀穿过一个梯形腔体。
优选地，出线套管包括出线导电芯体、出线环氧树脂浇注件、出线硅橡胶外套、出线高压屏蔽网和出线低压屏蔽网；其中，出线导电芯体靠近壳体的一端上设置为杯状结构，用于容纳固封极柱组件上与导电杆一端连接的触指。
优选地，隔离刀静触头支柱包括电压传感器、进线导电杆和环氧支柱；其中，环氧支柱固定于壳体的底部；进线导电杆的一端横向设置在环氧支柱内部，另一端固定于进线套管的内部，并设置为当隔离刀移动至最接近环氧支柱时，作为静触头与隔离刀接触连接。电压传感器封装在环氧支柱内部，并通过导线与进线导电杆连接。
优选地，进线套管包括进线导电芯体，进线环氧树脂浇注件、进线硅橡胶外套、进线低压屏蔽网；其中，进线导电芯体靠近壳体的一端设置为杯状结构，用于容纳隔离刀静触头支柱上的进线导电杆及其触指。
优选地，传动组件包括花键主轴、三相传动拐臂、分闸弹簧拐臂、分闸弹簧、支架、销；其中，花键主轴通过支架固定于壳体上，花键主轴上依次交替套设有三相传动拐臂和分闸弹簧拐臂；三相传动拐臂上的销用于穿过固封极柱组件上的绝缘拉杆；分闸弹簧拐臂的销穿过分闸弹簧，分闸弹簧的另一端挂接在壳体上。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，能够通过固封极柱组件、隔离开关组件、传动组件以及弹簧操动机构等之间的连接关系，实现真空灭弧室对额定电流、断路短路电流的关合与开断，以及隔离开关对高电压的隔离。本发明中的柱上断路器，结构简单、体积小、元器件数量少、可靠性高，且具有较长的使用寿命。
本发明的有益效果还包括：
1、本发明中通过调节传动组件及绝缘拉杆的连接螺栓，可以快速的对断路器的开距和超行程进行调节，提升了断路器装配调整的效率，降低了断路器的维护与使用成本。另外，隔离开关组件的操作轴采用一体化设计，也能够避免采用分体设计时出现的尺寸误差及强度较弱的问题，提升产品的装配效率。
2、本发明中出线套管中内置一层或多层屏蔽网，例如高压屏蔽网及低压屏蔽网，降低了断路器局部电场强度，减小了断路器壳体的尺寸，使得小尺寸的断路器也能具有良好的工作性能，降低了产品的制造成本。
3、本发明中隔离刀静触头支柱内置了电压传感器，壳体内部无需再单独安装电压传感器，从而降低了壳体内部电气元件的空间占比，并降低了产品的制造成本。通过将电压传感器内置在隔离刀静触头支柱的方式实现了对于电压传感器的集成，不仅能够保护电压传感器不受外界电磁辐射的干扰，也能为电压传感器提供良好的工作环境，从而提高电压传感器的测试精度。
4、本发明中隔离刀与隔离刀静触头支柱的两侧上都设置有接地点。例如，隔离刀一侧通过固封极柱组件接入设备壳体，而隔离刀静触头支柱一侧也通过环氧支柱接设备壳体，由于设备壳体上的电荷可以接地导出，从而在分合闸操作过程中防止了隔离刀与隔离刀静触头支柱安装在同一绝缘体上所造成的“假断口”问题，提高了断路器的安全性。
5、现有技术中，绝缘拉杆通常横向布置，这使得断路器在装配过程中需要进行参数调整。而本发明中，绝缘拉杆垂直布置，且绝缘拉杆的一端设置在壳体内部空间的顶部。因此，安装人员只可以方便、准确的获得绝缘拉杆、真空灭弧室、等元件的相对位置，从而通过一次安装实现断路器的正常工作，大幅降低了运维人员和安装人员的劳动成本，使批量生产称为可能。
附图说明
图1为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器的总体装配结构的示意图；
图2为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器的主回路装配结构示意图；
图3为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中固封极柱组件的结构示意图；
图4为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中隔离开关组件的结构示意图；
图5为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中出线套管的结构示意图；
图6为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中隔离刀静触头支柱的结构示意图；
图7为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中进线套管的结构示意图；
图8为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中传动组件的结构示意图。
附图标记：
1-固封极柱组件，2-隔离开关组件，3-弹簧操动机构，4-出线套管，5-隔离刀静触头，6-壳体，7-进线套管，8-电流互感器，9-传动组件；
11-上出线，12-下出线，13-软连接，14-绝缘拉杆，15-环氧树脂浇注壳体，16-真空灭弧室，17-导电杆；
21-隔离刀，22-操作轴，23-限位块，24-均压螺栓，25-压簧；
41-出线导电杆，42-出线环氧树脂浇注件，43-出线硅橡胶外套，44-出线高压屏蔽网，45-出线低压屏蔽网；
51-电压传感器，52-导电杆，53-环氧支柱；
71-进线导电杆，72-进线环氧树脂浇注件，73，进线硅橡胶外套，74-进线屏蔽网；
91-花键主轴，92-三相传动拐臂，93-分闸弹簧拐臂，94-分闸弹簧，95-隔套，96-支架，97-销，98-螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
图1为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器的总体装配结构的示意图。图2为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器的主回路装配结构示意图。如图1和图2所示，一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其中，断路器包括固封极柱组件1、隔离开关组件2、隔离刀静触头支柱5、出线套管4、进线套管7、壳体6、弹簧操动机构3和传动组件9；其中，出线套管4、进线套管7设置于壳体6的外部，并穿过壳体6分别与设置于壳体6内部的固封极柱组件1、隔离刀静触头支柱5固定连接；弹簧操动机构3分别与传动组件9和隔离开关组件2连接，并通过传动组件9驱动固封极柱组件1内的绝缘拉杆14定向移动，以及直接驱动隔离开关组件2定向移动；固封极柱组件1内的绝缘拉杆14和隔离开关组件2在定向移动过程中分别带动真空灭弧室的动触头和隔离刀21的移动，并实现了真空灭弧室的动触头与静触头之间、隔离刀21与隔离刀静触头支柱5上的进线导电杆52之间的分闸与合闸操作。
可以理解的是，本发明中所采用的柱上断路器可以集成柱上断路器与隔离开关的功能与一体，从而能够实现断路器对额定电流和短路电流的开合操作，以及隔离开关对于高电压的隔离操作。
具体来说，本发明中可以将组成断路器以及隔离开关的相关元件均设置于壳体结构内部。本发明中所采用的壳体6可以是组装或一体成型的结构。具体来说，可以采用不易变形且具有导电功能的金属制作本发明中的壳体6。其中，如图2所示，壳体6的外部，例如一个侧面的外部，还可以固定安装弹簧操动机构3，以实现对壳体内部中传动机构9和隔离开关组件2的控制。壳体的底部可以设置有底座支架，以设定壳体的高度或是壳体与地面或其他设备之间的接触方式。
为了实现本发明中断路器的功能，可以在壳体6的两个相对的侧面上分别设置一个或多个套管，分别作为进线套管7和出线套管4。其中，如图2中所示，位于壳体左侧面的套管为进线套管，位于壳体右侧面的套管为出线套管。两个套管分别穿过壳体后，与壳体内部的元件连接。
可以理解的是，本发明中的弹簧操动机构3主要由断路器操作机构和隔离操作机构两部分组成。其中，断路器操作机构可以通过密封法兰与传动组件9中的花键主轴91连接，并带动花键主轴91和传动组件9中的其他结构定向旋转，隔离机构则可以通过密封法兰与隔离开关组件2中的操作轴22连接，并带动其定向旋转。
具体来说，上述两个操作机构中都包括有储能弹簧和弹簧保持系统，该储能弹簧可以在手动或者电机的带动下压缩储存能能量，储能结束后在弹簧保持系统的作用下使储能弹簧保持在压缩状态，当断路器需要合闸时，弹簧保持系统转动将储能弹簧储存的能量释放出来。
需要注意的是，在弹簧操动机构3中的两个操作机构之间通过结构设计实现了特定的操作顺序。例如，只有当隔离操作机构中的隔离刀执行了合闸操作之后，断路器操作机构才能执行合闸；同时也只有当断路器操作机构执行了分闸操作之后，隔离操作机构才能执行隔离刀分闸。
对于断路器操作机构来说，当断路器需要合闸时，储能弹簧释放能量时，操作机构会在储能弹簧的作用下带动传动组件9定向运动，此时传动组件中的分闸弹簧94将会处于拉伸状态。当断路器需要分闸时，弹簧保持系统会实现转动，传动部件9会在分闸弹簧94的拉力作用下，恢复到分闸状态。
对于隔离操作机构来说，其内部设有一个弹簧，当合闸操作或者分闸操作发生时，可以通过合分闸轴旋转，带动焊接在合分闸轴上的拐臂缩弹簧储存能力，并使弹簧绕拐臂转动，当弹簧转动到一定的角度，拐臂无法再压缩弹簧时，弹簧释放能力，带动密封法兰转动，密封法兰带动隔离开关组件的操作轴转动，实现了隔离开关的合闸及分闸。本发明中，进线套管7与设置在壳体内部，且固定在壳体底部的隔离刀静触头支柱5固定连接。而出线套管4与固封极柱组件1固定连接。其中，出线套管4穿过壳体进入壳体内部的部分结构上还可以套设有电流互感器8。
优选地，断路器还包括电流互感器8，电流互感器8套设于出线套管4位于壳体6内部的部分，并固定于壳体6上。
通过这种方式固定电流互感器和出线套管，可以实现电流互感器8对出线套管4内部的导电芯中电流大小的测量。
图3为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中固封极柱组件的结构示意图。如图3所示，优选地，固封极柱组件1包括上出线11、下出线12、软连接13、绝缘拉杆14、环氧树脂浇注壳体15、真空灭弧室16和导电杆17；其中，真空灭弧室16中设置有动触头和静触头，动触头从真空灭弧室16的顶部穿出，静触头从真空灭弧室16的底部中心位置穿出；上出线11经过螺栓与真空灭弧室16底部穿出的静触头固定连接，绝缘拉杆14穿过软连接13一端的孔并与动触头固定连接；下出线12通过螺栓与软连接13的另一端连接以设置于真空灭弧室16与绝缘拉杆14的侧面，从而支持导电杆17的接入；环氧树脂浇注壳体15包裹真空灭弧室16，并部分包裹上出线11和下出线12。
具体来说，环氧树脂浇注壳体15可以将其内部的元件与外部的环境中的干燥空气或氮气之间实现隔离，由于该环氧树脂浇注壳体15的内部包括可能发生漏电的上出线11、下出线12、绝缘拉杆14等元件，因此，通过这种方式也可以将该固封极柱组件1内部产生的漏电隔离在环氧树脂浇注壳体15内。
需要注意的是，这里所说的包裹并非真空密闭的包裹，环氧树脂浇注壳体15的内部还可以包括与其内部元件不接触的空腔。具体的，软连接13以及绝缘拉杆14位于环氧树脂浇注壳体15浇注时形成的腔体内部的，而不是被环氧树脂浇注壳体15包裹的。由于软连接的位置，当绝缘拉杆14带动灭弧室的动触头发生移动时，软连接也会执行定向移动，即软连接可以实现上下移动。
可以理解的是，由于绝缘拉杆14和真空灭弧室16之间具有一个软连接13，这使得当绝缘拉杆14、真空灭弧室16的动触头-在传动组件9的作用下发生定向移动。并且此时，软连接可以发生弯曲，从而保证下出线固定于环氧树脂浇注壳体15上，且其相对于出线套管4的相对位置不变。
本发明中，由于绝缘拉杆14和真空灭弧室16的作用，使得断路器内电气元件对壳体6绝缘，确保了设备的安全性，和出线信号的准确性。
优选地，上出线11远离真空灭弧室16的一个端部设置为中空扁平形，以实现与隔离开关组件2中隔离刀21一端的铰接；固封极柱组件1中绝缘拉杆14的定向移动驱动真空灭弧室16内动触头和静触头的分合闸操作。
具体来说，当绝缘拉杆14向下运动时，其底端的一侧所连接的真空灭弧室16中的动触头随之向下移动，从而与真空灭弧室16内的静触头接触，从而实现断路器的合闸。另一方面，当绝缘拉杆14带动真空灭弧室内的动触头向上移动时，从而实现了真空灭弧室内动触头与静触头的分离，此时断路器分闸。
优选地，绝缘拉杆14的顶端位于环氧树脂浇注壳体15外部，穿过传动组件9中三相拐臂92的销97，用于在传动组件9的传动下实现定向移动。
可以理解的是，绝缘拉杆14与传动组件9固定，随着传动组件9的传动而实现了真空灭弧室16动触头上下方向的移动，从而实现断路器的分闸与合闸的操作。隔离开关组件2在定向移动过程中实现了隔离刀静触头支柱5上进线导电杆52与隔离开关组件2上的隔离刀21之间的分闸与合闸操作。
图4为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中隔离开关组件的结构示意图。如图4所示，优选地，隔离开关组件2包括对称设置的多组隔离刀21、操作轴22、限位块23、均压螺栓24和压簧25；其中，多组隔离刀21通过固定于操作轴22上实现与壳体6的相对位置固定；隔离刀21中的每一组中包括两片呈对称结构放置的隔离刀21，对称放置的隔离刀21通过设置于首尾两端的均压螺栓24和压簧25实现对称成组设置；首端的均压螺栓24穿过对称放置的隔离刀21以及放置在隔离刀21之间的限位块23；尾端的均压螺栓24穿过对称放置的隔离刀21以及隔离刀21之间的上出线11的端部。
每一组隔离刀21中包括两个刀片，两个刀片平行且对称放置。由于每组刀片的相同位置上，通常在首端和尾端各设置一个开口，因此可以在该开口上放置均压螺栓从而将两个刀片设置为一组。为了提供两个刀片之间的预紧力，可以在每个刀片外侧上各设置一个压簧25。
同时，刀片靠近固封极柱组件1的一端可以被称为刀片尾端，靠近隔离刀静触头支柱5的一端可以被称为刀片首端。由于刀片的首端应当用于容纳隔离刀静触头支柱5上的进线导电杆52，因此可以将首端的刀片之间设置一个限位块，该限位块使得两个对称设置的隔离刀之间的距离略小于进线导电杆的厚度，使隔离刀在合闸位置时隔离刀与进线导电杆在压簧作用下有足够的接触压力。而在刀片的尾端，可以在两个隔离刀之间设置上出线11的端部。隔离刀与上出线铰接部位还可以设置突起，以使得在压簧作用下隔离刀与上出线之间保持足够的接触压力。由于上出线11的端部被设置为中空的扁平形状，因此，隔离刀尾端的均压螺栓可以穿过刀片之间的上出线端部，而使得隔离刀和上出线实现铰接状态。
通常，由于上出线的端部较薄，所以为了配合限位块的宽度，可以在刀片位于尾端的开口周围设置弧形突起结构，从而实现对于上出线端部位置的相对固定。当实现铰接后，隔离开关组件2可以绕着上出线端部的孔进行旋转。当隔离刀旋转至与隔离刀静触头支柱5接触时，实现合闸，旋转至分离状态时，实现分闸。
优选地，操作轴22通过两个轴端卡设于所述壳体6上；操作轴22的顶部设置有多个内部中空的梯形腔体，每组对称放置的隔离刀21穿过一个梯形腔体。
通过设置多个梯形腔体，并使得多组隔离刀穿过梯形腔体，不仅可以增加操作轴的强度，还可以实现阻隔隔离刀21在定向运动过程中与壳体6之间的接触，另外也可以增加多个隔离刀之间的屏蔽，从而加强隔离刀之间的绝缘特性。通过这种方式，保证了隔离刀的绝缘性能，简化了现有技术中将隔离刀设置在绝缘外壳内的技术方案，使得隔离刀便于安装，并且可以有效的缩小设备的整体体积。
图5为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中出线套管的结构示意图。如图5所示，优选地，出线套管4包括出线导电芯体41、出线环氧树脂浇注件42、出线硅橡胶外套43、出线高压屏蔽网44和出线低压屏蔽网45；其中，出线导电芯体41靠近壳体6的一端上设置为杯状结构，用于容纳固封极柱组件1上与导电杆17一端连接的触指。
本发明中出线套管7区别于现有技术的特征主要在于其具有两层结构的屏蔽网。具体的，屏蔽网包括高压屏蔽网和低压屏蔽网，高压屏蔽网和低压屏蔽网均呈筒状结构，并均由环氧树脂结构件包裹；高压屏蔽网的筒状一端固定于导电芯上，低压屏蔽网与低压屏蔽网嵌件焊接固定，同时通过环氧树脂结构件的浇注固定于出线套管7的内部。另外，低压屏蔽网嵌件可以部分被环氧树脂结构件包裹，通过这种方式，低压屏蔽网嵌件中未被包裹的部分能够与法兰盘的内侧接触，从而实现低压屏蔽网中电荷的释放。当然，也可以采用导线将低压屏蔽网、壳体连接的方式实现电荷释放。
可以理解的是，由于双层屏蔽网的结构使得套管具备较好的隔离电磁辐射和均匀电场的性能，因此，本发明中的套管之间的允许间隔距离更小，使得套管能够应用于尺寸更小的断路器中。
本发明一实施例中，高压屏蔽网的筒状结构的半径小于低压屏蔽网的筒状结构的半径；高压屏蔽网16部分套设于低压屏蔽网的内部。低压屏蔽网可以通过低压屏蔽网嵌件实现固定和与套管外部的连接。为了确保低压屏蔽网能够对导电芯的各个方向起到均匀且良好的屏蔽效果，应当保证低压屏蔽网的筒状结构与导电芯的轴心重合。高压屏蔽网的筒状结构的内端套设于低压屏蔽网的内部；高压屏蔽网的筒状结构的外端超过低压屏蔽网的外沿设置，通过这种方式可以降低环氧树脂结构件的沿面电场强度。
另外，低压屏蔽网的筒状结构的两端均设置有朝向筒外侧的卷边，从而使得套管内部的电场更加均匀，从而降低了套管内部的场强。高压屏蔽网的筒状结构的内端在焊接于导电芯末端的杯状结构之前，还设置有朝向筒内侧的弧形收口；高压屏蔽网的筒状结构的外端设置有朝向筒内侧的卷边，如此可以增加高压屏蔽网的内腔体积，从而增加了高压屏蔽网与低压屏蔽网之间的距离，增加了套管耐受高电压的能力，降低了导电杆对环氧树脂结构件表面放电所造成的辐射。
图6为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中隔离刀静触头支柱的结构示意图。如图6所示，隔离刀静触头支柱5包括电压传感器51、进线导电杆52和环氧支柱53；其中，环氧支柱53设置于壳体6的底部，进线导电杆52的一端横向设置在环氧支柱53内部，另一端固定于进线套管4的内部，并设置为当隔离刀21移动至最接近环氧支柱53时，作为静触头与隔离刀21接触连接，电压传感器51封装与环氧支柱53内部，并通过导线与进线导电杆52连接。
可以理解的是，通过环氧支柱，可以固定导电杆52在壳体内部的位置，从而使得导电杆52作为静触头，接收来自隔离刀21的分合信号。
图7为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中进线套管的结构示意图。如图7所示，优选地，进线套管7包括进线导电芯体71，进线环氧树脂浇注件72、进线硅橡胶外套73、进线低压屏蔽网74；其中，进线导电芯体71靠近壳体6的一端设置为杯状结构，用于容纳隔离刀静触头支柱5上的进线导电杆52及其触指。本发明中的进线套管的结构可以和出线套管的结构类似，但是由于进线套管对于屏蔽的要求没有出线套管的高，因此也可以只为进线套管设置一层屏蔽网就能满足对于电力信号的屏蔽需求了。
图8为本发明一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器中传动组件的结构示意图。如图8所示，优选地，传动组件9包括花键主轴91、三相传动拐臂92、分闸弹簧拐臂93、分闸弹簧94、隔套95和支架96、销97；其中，花键主轴91通过支架96固定于壳体6上，花键主轴91上依次交替套设有三相传动拐臂92和分闸弹簧拐臂93；三相传动拐臂92上的销97用于穿过固封极柱组件1上的绝缘拉杆14；分闸弹簧拐臂93的销97穿过分闸弹簧94，分闸弹簧的另一端挂接在壳体6上。
具体的，分闸弹簧94穿过分闸弹簧拐臂93的销97后通过螺母98实现固定。随着花键主轴91的旋转，主轴91上固定设置的三相传动拐臂92和分闸弹簧拐臂93也会随之旋转。当弹簧操动机构3发出合闸指令时，如图8中所述的主轴91会发生逆时针旋转。同时，分闸弹簧拐臂93会拉伸分闸弹簧94，从而使分闸弹簧94储存能量。绝缘拉杆14在三相传动拐臂92的带动下向下运动。另一方面，当弹簧操动机构3发出分闸指令时，主轴91会在分闸弹簧94的作用下顺时针转动，从而使得三相传动拐臂92带动绝缘拉杆14向上运动。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，能够通过固封极柱组件、隔离开关组件、传动组件以及弹簧操动机构等之间的连接关系，实现真空灭弧室对额定电流、短路电流的关合与开断，以及隔离开关对高电压的隔离。本发明中的柱上断路器，结构简单、体积小、元器件数量少、可靠性高，且具有较长的使用寿命。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述断路器包括固封极柱组件(1)、隔离开关组件(2)、隔离刀静触头支柱(5)、出线套管(4)、进线套管(7)、壳体(6)、弹簧操动机构(3)和传动组件(9)；其中，
所述出线套管(4)、进线套管(7)设置于所述壳体(6)的外部，并穿过壳体(6)分别与设置于所述壳体(6)内部的所述固封极柱组件(1)、所述隔离刀静触头支柱(5)连接；
所述弹簧操动机构(3)分别与所述传动组件(9)和隔离开关组件(2)连接，并通过所述传动组件(9)驱动所述固封极柱组件(1)内的绝缘拉杆(14)定向移动，以及直接驱动所述隔离开关组件(2)定向移动；
所述固封极柱组件(1)内的绝缘拉杆(14)和隔离开关组件(2)在定向移动过程中分别带动真空灭弧室的动触头和隔离刀(21)的移动，并实现了所述真空灭弧室的动触头与静触头之间、所述隔离刀(21)与隔离刀静触头支柱(5)上的进线导电杆(52)之间的分闸与合闸操作。
2.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述断路器还包括电流互感器(8)，所述电流互感器(8)套设于所述出线套管(4)位于所述壳体(6)内部的部分，并固定于所述壳体(6)上。
3.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述固封极柱组件(1)包括上出线(11)、下出线(12)、软连接(13)、绝缘拉杆(14)、环氧树脂浇注壳体(15)、真空灭弧室(16)和导电杆(17)；其中，
所述真空灭弧室(16)中设置有动触头和静触头，所述动触头从真空灭弧室(16)的顶部穿出，所述静触头从真空灭弧室(16)的底部穿出；所述上出线(11)经过螺栓与所述静触头固定连接，所述绝缘拉杆(14)穿过软连接(13)一端的孔并与动触头固定连接；所述下出线(12)通过螺栓与软连接(13)的另一端连接以设置于所述真空灭弧室(16)与绝缘拉杆(14)的侧面，从而支持导电杆(17)的接入；
所述环氧树脂浇注壳体(15)包裹真空灭弧室(16)，并部分包裹上出线(11)和下出线(12)。
4.根据权利要求3中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述上出线(11)远离所述真空灭弧室(16)的一个端部设置为中空扁平形，以实现与所述隔离开关组件(2)中隔离刀(21)一端的铰接；
所述固封极柱组件(1)中所述绝缘拉杆(14)基于定向移动驱动所述真空灭弧室(16)内动触头和静触头的分合闸操作。
5.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述绝缘拉杆(14)的顶端位于所述环氧树脂浇注壳体(15)外部，穿过所述传动组件(9)中三相拐臂(92)的销(97)，用于在所述传动组件(9)的传动下实现定向移动。
6.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述隔离开关组件(2)包括对称设置的多组隔离刀(21)、操作轴(22)、限位块(23)、均压螺栓(24)和压簧(25)；其中，
所述多组隔离刀(21)通过固定于操作轴(22)上实现与壳体(6)的相对位置固定；
所述隔离刀(21)中的每一组中包括两片呈对称结构放置的隔离刀(21)，对称放置的隔离刀(21)通过设置于首尾两端的均压螺栓(24)和压簧(25)实现对称成组设置；
其中，首端的均压螺栓(24)穿过所述对称放置的隔离刀(21)以及放置在隔离刀(21)之间的限位块(23)；尾端的均压螺栓(24)穿过所述对称放置的隔离刀(21)以及隔离刀(21)之间的上出线(11)的端部。
7.根据权利要求6中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述操作轴(22)通过两个轴端卡设于所述壳体(6)上，
所述操作轴(22)的顶部设置有多个内部中空的梯形腔体，每组对称放置的隔离刀(21)穿过一个梯形腔体。
8.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述出线套管(4)包括出线导电芯体(41)、出线环氧树脂浇注件(42)、出线硅橡胶外套(43)、出线高压屏蔽网(44)和出线低压屏蔽网(45)；
其中，所述出线导电芯体(41)靠近壳体(6)的一端上设置为杯状结构，用于容纳所述固封极柱组件(1)上与导电杆(17)一端连接的触指。
9.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述隔离刀静触头支柱(5)包括电压传感器(51)、进线导电杆(52)和环氧支柱(53)；其中，
所述环氧支柱(53)固定于所述壳体(6)的底部；
所述进线导电杆(52)的一端横向设置在所述环氧支柱(53)内部，另一端固定于所述进线套管(4)的内部，并设置为当所述隔离刀(21)移动至最接近环氧支柱(53)时，作为静触头与所述隔离刀(21)接触连接。
所述电压传感器(51)封装在所述环氧支柱(53)内部，并通过导线与所述进线导电杆(52)连接。
10.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述进线套管(7)包括进线导电芯体(71)，进线环氧树脂浇注件(72)、进线硅橡胶外套(73)、进线低压屏蔽网(74)；
其中，所述进线导电芯体(71)靠近壳体(6)的一端设置为杯状结构，用于容纳所述隔离刀静触头支柱(5)上的进线导电杆(52)及其触指。
11.根据权利要求1中所述的一种内置旋转式隔离开关的柱上断路器，其特征在于：
所述传动组件(9)包括花键主轴(91)、三相传动拐臂(92)、分闸弹簧拐臂(93)、分闸弹簧(94)、支架(96)、销(97)；其中，
所述花键主轴(91)通过支架(96)固定于所述壳体(6)上，所述花键主轴(91)上依次交替套设有三相传动拐臂(92)和分闸弹簧拐臂(93)；
所述三相传动拐臂(92)上的销(97)用于穿过所述固封极柱组件(1)上的绝缘拉杆(14)；
所述分闸弹簧拐臂(93)的销(97)穿过所述分闸弹簧(94)，所述分闸弹簧的另一端挂接在壳体(6)上。
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