CN114512364B - 一种三相共箱式三工位隔离接地开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三相共箱式三工位隔离接地开关，包括：壳体，壳体内设有三相隔离静触头、三相接地静触头、三相支撑导体和三相动触头，动触头上均设有齿条；壳体外设有操动机构，操动机构输出端传动连接有主轴；支撑导体内通过轴承转动安装有齿轮轴，齿轮轴上设有与齿条相啮合的齿轮；三个绝缘杆，其中两个绝缘杆传动连接在相邻两相齿轮轴之间，剩余一个绝缘杆传动连接在齿轮轴与主轴之间，绝缘杆与齿轮轴之间、绝缘杆与主轴之间分别通过止转连接结构止转配合。绝缘杆与齿轮轴和主轴之间为分体设置，可以方便安装，弥补加工和安装误差，同时，齿轮轴采用轴承安装保证了转动平稳性，进而能保证齿轮和齿条之间正确配合，提高动触头的运动精度。

Description

一种三相共箱式三工位隔离接地开关

技术领域

本发明涉及三工位隔离接地开关技术领域，具体涉及一种三相共箱式三工位隔离接地开关。

背景技术

高压隔离/接地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，它在电力系统中的作用如下：1、隔离、接地作用。2、换接作用，换接线路和母线。3、关合和开断作用。目前220kV以上的隔离/接地开关大多采用分箱结构，分箱结构外部采用相间连杆连接，此结构受断路器等主设备影响，相间距较大，连杆传动环节较多，有连接的部位都会存在间隙，间隙势必导致角度损失，所以机构相和远离离机构相角度偏差较大，导致三相动触杆合闸或分闸时同期性不好。且外部传动环节受气候影响，腐蚀现象较为严重，为解决腐蚀现象，需选用较好的材料和严苛的工艺来解决，这样将导致成本较高。

对此，授权公告号为CN211182013U的中国实用新型专利公开了一种三位置开关，包括共箱壳体和操作机构，共箱壳体内设置有多个依次纵向连通的密封腔室，每个密封腔室内安装有由操作机构控制的双断口开关装置，操作机构通过一个贯穿多个密封腔室的绝缘轴来操作每个密封腔室内的双断口开关装置，绝缘轴由绝缘杆和连接轴浇注成整体结构，连接轴上设置有外齿圈，共箱壳体内固定有支撑块，支撑块内设置有动触头，外齿圈与动触头上的齿条啮合，带动动触头上下直线运动，实现对双断口开关装置的操作。

上述三位置开关的绝缘轴为一根整体轴，其中连接轴转动支撑在支撑块上，支撑块上设置有润滑槽，润滑槽内添加糊状润滑脂，以此减小连接轴在转动过程中与支撑块之间的摩擦力。

但是在实际应用时，由于加工误差和安装误差的存在，一体式的绝缘轴很难保证与三相动触头上的齿条都精准啮合，并且绝缘轴通过糊状润滑脂实现与支撑块之间的转动配合，而仅在绝缘轴的与操动机构传动配合的一端设置有轴承，这样一方面无法有效保证绝缘轴的转动平稳性，会影响到齿轮和齿条之间的配合，进而影响动触头的运动精度，另一方面若糊状润滑脂在绝缘轴的转动下产生飞溅或滴漏，将会存在安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够保证齿轮和齿条之间的正确配合、保证转动平稳性、提高动触头运动精度的三相共箱式三工位隔离接地开关。

为实现上述目的，本发明中的三相共箱式三工位隔离接地开关采用如下技术方案：

一种三相共箱式三工位隔离接地开关，包括：

壳体；

三相隔离静触头，间隔安装在壳体内；

三相接地静触头，与三相隔离静触头一一对应的间隔安装在壳体内；

三相支撑导体，间隔安装在壳体内且分别位于每一相的隔离静触头和接地静触头之间；

三相动触头，分别安装在三相支撑导体上，每一相动触头上均设置有齿条；

操动机构，设置在壳体外部；

操动机构的输出端传动连接有主轴；

三相共箱式三工位隔离接地开关还包括：

三相齿轮轴，分别通过轴承转动安装在每一相的支撑导体内，齿轮轴上设置有与所述齿条相啮合的齿轮；

绝缘杆，设有三个，其中两个绝缘杆分别传动连接在相邻两相齿轮轴之间，剩余一个绝缘杆传动连接在齿轮轴与主轴之间，绝缘杆与齿轮轴之间、绝缘杆与主轴之间分别通过止转连接结构止转配合；齿轮轴呈阶梯轴结构，定义齿轮轴的轴线沿左右方向延伸，齿轮轴包括中部的大径段以及位于大径段左右两侧的小径段，两个小径段与大径段之间分别形成有轴肩，齿轮轴通过两个所述的轴承转动安装在支撑导体内，两个轴承分别安装在齿轮轴的小径段上且一侧均抵顶在轴肩上，支撑导体上安装有用于对轴承的另一侧进行挡止的弹性挡圈。

上述技术方案的有益效果在于：绝缘杆有三个，其中两个绝缘杆分别传动连接在相邻两相齿轮轴之间，剩余一个绝缘杆传动连接在齿轮轴与主轴之间，也就是说，绝缘杆与齿轮轴和主轴之间为分体设置，这样可以方便安装，且能弥补加工误差和安装误差，保证齿轮和齿条之间的正确配合，提高动触头的运动精度；同时，三相齿轮轴分别通过轴承转动安装在每一相的支撑导体内，采用轴承一方面保证了单个齿轮轴的转动平稳性，进而有助于齿轮和齿条之间的正确配合，提高动触头的运动精度，另一方面能够有效降低摩擦系数，提高齿轮轴的回转精度，并且摒弃了现有技术中的糊状润滑脂，降低了安全风险，方便齿轮轴的安装，提高其转动平稳性。进一步的，为了使轴承具有一定的轴向位移量，进而使齿轮轴具有一定的轴向位移量，保证齿轮和齿条之间的良好配合，弥补加工误差引起的齿轮齿条之间的啮合错位现象，所述弹性挡圈为螺旋弹性挡圈，以使轴承具有一定的轴向位移量。

进一步的，为了方便绝缘杆与齿轮轴的加工制造，绝缘杆与齿轮轴之间的止转连接结构包括设置在齿轮轴上的插孔以及设置在绝缘杆端部的插头，插孔为方孔，插头为与插孔插接匹配的方头。

进一步的，为了使绝缘杆有一定的轴向位移量，弥补加工误差和安装误差，方便绝缘杆的安装，插头的端面上设置有凹槽，凹槽内安装有弹簧，弹簧的一端顶压在凹槽的槽底、另一端顶压在插孔的孔底。

进一步的，为了方便装配，所述弹簧为锥形弹簧，锥形弹簧的大头端过盈装配在凹槽内。

进一步的，为了保证插头的结构强度，保证插头和插孔的配合效果，绝缘杆包括绝缘杆本体以及一体浇注固定在绝缘杆本体端部的金属头，所述插头由金属头构成。

进一步的，为了保证主轴的转动平稳，提高传动精度，壳体和操动机构之间设置有支撑座，支撑座的两端分别设置有与壳体和操动机构固定连接的连接法兰，主轴的两端分别通过轴承转动装配在支撑座内。

进一步的，为了方便绝缘杆与主轴的加工制造，绝缘杆与主轴之间的止转连接结构包括设置在主轴上的插孔以及设置在绝缘杆端部的插头，插孔为方孔，插头为与插孔插接匹配的方头。

进一步的，为了使绝缘杆有一定的轴向位移量，弥补加工误差和安装误差，方便绝缘杆的安装，插头的端面上设置有凹槽，凹槽内安装有弹簧，弹簧的一端顶压在凹槽的槽底、另一端顶压在插孔的孔底。

附图说明

图1为本发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的主视图（接地开关处于合闸状态）；

图2为本发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的俯视图；

图3为图2中的局部放大图；

图4为图1~图3中支撑座的结构图；

图5为本发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的侧视图（隔离开关和接地开关均处于分闸状态）；

图6为图5中的局部放大图；

图7为发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的主视图（隔离开关处于合闸状态）。

图中：1-壳体；2-隔离静触头；3-接地静触头；4-支撑导体；5-动触头；51-齿条；6-绝缘杆；61-绝缘杆本体；62-金属头；7-支撑座；71-连接法兰；72-轴承安装槽；73-密封圈槽；74-卡簧槽；8-齿轮轴；81-齿轮；9-主轴；10-操动机构；11-第一轴承；12-第二轴承；13-密封圈；14-弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的一个实施例如图1所示，包括壳体1，壳体1内通过三个盆式绝缘子间隔安装有三相隔离静触头2，壳体1内还间隔安装有与三相隔离静触头2一一对应的三相接地静触头3，结合图5和图6所示，壳体1内还通过三个盆式绝缘子间隔安装有三相支撑导体4，支撑导体4位于每一相的隔离静触头2和接地静触头3之间。支撑导体4为一体式结构，每一相支撑导体4内均安装有动触头5，形成三相动触头，每一相动触头5上均设置有齿条51，如图3、图5和图6所示。

三相共箱式三工位隔离接地开关还包括设置在壳体1外部的操动机构10，如图3所示，操动机构10的输出端传动连接有主轴9，具体的，壳体1和操动机构10之间设置有支撑座7，定义主轴9的轴线沿左右方向延伸，主轴9的左右两端分别设置有轴肩，主轴9通过两个第二轴承12转动安装在支撑座7内，第二轴承12的一侧抵顶在主轴9的轴肩上，支撑座7上安装有用于对第二轴承12的另一侧进行挡止的C型卡簧（图中未标示）。

结合图3和图4所示，支撑座7的左右两端分别设置有与壳体1和操动机构10固定连接的连接法兰71，支撑座7的左右两端还分别设置有轴承安装槽72以及卡簧槽74，另外支撑座7内的中部靠左位置设置有两道密封圈槽73，密封圈槽73中安装有密封圈13，也即密封圈13位于两个第二轴承12之间。

如图2和图3所示，三相共箱式三工位隔离接地开关还包括三相齿轮轴8，三相齿轮轴8分别通过第一轴承11转动安装在每一相的支撑导体4内，齿轮轴8上设置有与齿条51相啮合的齿轮81。具体的，齿轮轴8呈阶梯轴结构，齿轮轴8包括中部的大径段以及位于大径段左右两侧的小径段，两个小径段与大径段之间分别形成有轴肩，齿轮轴8通过两个第一轴承11转动安装在支撑导体4内，两个第一轴承11分别安装在齿轮轴8的小径段上且一侧均抵顶在轴肩上，支撑导体4上安装有用于对第一轴承11的另一侧进行挡止的弹性挡圈（图中未标示）。并且，弹性挡圈为螺旋弹性挡圈，以使第一轴承11具有一定的轴向位移量，进而使齿轮轴8具有一定的轴向位移量，保证齿轮81和齿条51之间的良好配合，弥补加工误差引起的齿轮齿条之间的啮合错位现象。

如图1和图2所示，三相共箱式三工位隔离接地开关还包括三个绝缘杆6，其中两个绝缘杆6分别传动连接在相邻两相齿轮轴8之间，结合图3所示，剩余一个绝缘杆6传动连接在齿轮轴8与主轴9之间，绝缘杆6与齿轮轴8之间、绝缘杆6与主轴9之间分别通过止转连接结构止转配合。

具体的，绝缘杆6与齿轮轴8之间的止转连接结构包括设置在齿轮轴8上的插孔以及设置在绝缘杆6端部的插头，同样的，绝缘杆6与主轴9之间的止转连接结构包括设置在主轴9上的插孔以及设置在绝缘杆6端部的插头，上述插孔均为六方孔，插头为与六方孔插接匹配的六方头。

具体的，绝缘杆6包括绝缘杆本体61以及一体浇注固定在绝缘杆本体61两端的金属头62，上述插头由金属头62构成。金属头62的端面上设置有凹槽，凹槽内安装有弹簧14，弹簧14的一端顶压在凹槽的槽底、另一端顶压在插孔的孔底，使得绝缘杆6有一定的轴向位移量，可以弥补加工误差和安装误差，方便绝缘杆6的安装。并且，弹簧14为锥形弹簧，锥形弹簧的大头端过盈装配在凹槽内，这样可以先将弹簧14固定在绝缘杆6上，在安装绝缘杆6的过程中弹簧14不会掉出，从而方便安装。

本发明中三相共箱式三工位隔离接地开关的工作原理是：

在操动机构10的驱动下，主轴9带动三个绝缘杆6以及三相齿轮轴8同步转动，进而使与齿轮轴8啮合传动的动触头5上下直线运动，当动触头5向下移动到与接地静触头3插接配合时，如图1所示，此时接地开关处于合闸状态。当动触头5向上移动且完全位于支撑导体4内部时，如图5和图6所示，此时隔离开关和接地开关均处于分闸状态。当动触头5继续向上移动到与隔离静触头2插接配合时，如图7所示，此时隔离开关处于合闸状态，实现三个工位之间的切换。

本发明中的绝缘杆6与齿轮轴8和主轴9之间为分体设置，这样可以方便安装，且能弥补加工误差和安装误差，保证齿轮和齿条之间的正确配合，提高动触头的运动精度；同时，三相齿轮轴8分别通过第一轴承转动安装在每一相的支撑导体内，采用轴承安装一方面保证了单个齿轮轴8的转动平稳性，进而有助于齿轮和齿条之间的正确配合，提高动触头的运动精度，另一方面能够有效降低摩擦系数，提高齿轮轴8的回转精度，并且摒弃了现有技术中的糊状润滑脂，降低了安全风险。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，凹槽内的弹簧也可以采用普通的圆柱螺旋弹簧；或者也可以不设置弹簧，此时无需加工凹槽。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，方孔也可以是四方孔，此时方头是四方头。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，也可以在主轴上设置插头，而在绝缘杆端部设置插孔，同理也可以在齿轮轴上设置插头，同时在绝缘杆端部设置插孔。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，止转连接结构可以不是方形的插孔和插头配合实现止转连接，而是圆孔和圆头，此时可以设置顶丝或者是设置插销来实现固定连接。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，可以不设置支撑座。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，绝缘杆可以全部由绝缘材料制成。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，弹性挡圈也可以是C型弹性挡圈。

在三相共箱式三工位隔离接地开关的其他实施例中，齿轮轴可以不是阶梯轴结构，例如齿轮轴上不设置轴肩，可以安装轴用挡圈来实现轴承的安装，另外在齿轮轴比较短的情况下，齿轮轴上安装的轴承也可以只有一个。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种三相共箱式三工位隔离接地开关，包括：

壳体；

三相隔离静触头，间隔安装在壳体内；

三相接地静触头，与三相隔离静触头一一对应的间隔安装在壳体内；

三相支撑导体，间隔安装在壳体内且分别位于每一相的隔离静触头和接地静触头之间；

三相动触头，分别安装在三相支撑导体上，每一相动触头上均设置有齿条；

操动机构，设置在壳体外部；

其特征在于，操动机构的输出端传动连接有主轴；

三相共箱式三工位隔离接地开关还包括：

三相齿轮轴，分别通过轴承转动安装在每一相的支撑导体内，齿轮轴上设置有与所述齿条相啮合的齿轮；

绝缘杆，设有三个，其中两个绝缘杆分别传动连接在相邻两相齿轮轴之间，剩余一个绝缘杆传动连接在齿轮轴与主轴之间，绝缘杆与齿轮轴之间、绝缘杆与主轴之间分别通过止转连接结构止转配合；齿轮轴呈阶梯轴结构，定义齿轮轴的轴线沿左右方向延伸，齿轮轴包括中部的大径段以及位于大径段左右两侧的小径段，两个小径段与大径段之间分别形成有轴肩，齿轮轴通过两个所述的轴承转动安装在支撑导体内，两个轴承分别安装在齿轮轴的小径段上且一侧均抵顶在轴肩上，支撑导体上安装有用于对轴承的另一侧进行挡止的弹性挡圈。

2.根据权利要求1所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，所述弹性挡圈为螺旋弹性挡圈，以使轴承具有一定的轴向位移量。

3.根据权利要求1或2所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，绝缘杆与齿轮轴之间的止转连接结构包括设置在齿轮轴上的插孔以及设置在绝缘杆端部的插头，插孔为方孔，插头为与插孔插接匹配的方头。

4.根据权利要求3所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，插头的端面上设置有凹槽，凹槽内安装有弹簧，弹簧的一端顶压在凹槽的槽底、另一端顶压在插孔的孔底。

5.根据权利要求4所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，所述弹簧为锥形弹簧，锥形弹簧的大头端过盈装配在凹槽内。

6.根据权利要求3所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，绝缘杆包括绝缘杆本体以及一体浇注固定在绝缘杆本体端部的金属头，所述插头由金属头构成。

7.根据权利要求1或2所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，壳体和操动机构之间设置有支撑座，支撑座的两端分别设置有与壳体和操动机构固定连接的连接法兰，主轴的两端分别通过轴承转动装配在支撑座内。

8.根据权利要求1或2所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，绝缘杆与主轴之间的止转连接结构包括设置在主轴上的插孔以及设置在绝缘杆端部的插头，插孔为方孔，插头为与插孔插接匹配的方头。

9.根据权利要求8所述的三相共箱式三工位隔离接地开关，其特征在于，插头的端面上设置有凹槽，凹槽内安装有弹簧，弹簧的一端顶压在凹槽的槽底、另一端顶压在插孔的孔底。