CN114664591A - 一种摆臂传动式双断口隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摆臂传动式双断口隔离开关，包括壳体和绝缘支撑轴，绝缘支撑轴上装配有动触头，动触头包括第一摆臂和第二摆臂，壳体内安装有在同一周向上间隔布置的第一隔离静触头、第二隔离静触头和接地静触头，动触头的转动行程中具有与两个隔离静触头接触的合闸工位、不与触头接触的分闸工位、与接地静触头和第一隔离静触头接触的接地工位；双断口隔离开关还包括穿过壳体设置的辅助接地动触头；新设备扩建或耐压试验时，动触头处于分闸工位、辅助接地动触头与动触头接触导通；新设备检修时，动触头处于接地工位。本发明传动结构简单，结构紧凑，可节省长度方向上的空间；同时能保证新设备扩建或耐压试验时作业人员的安全，安全性更高。

Description

一种摆臂传动式双断口隔离开关

技术领域

本发明涉及隔离开关技术领域，具体涉及一种摆臂传动式双断口隔离开关。

背景技术

目前，大型GIS电站一般分期建设，一期设备部分只预留有扩建接口，扩建时需要母线停电，同时当某个间隔在GIS运行过程中出现故障时，需要对该间隔单独进行检修，也需要母线停电，停电意味着延误工程施工进度、浪费人力物力，会造成直接或间接的经济损失。

GIS无法实现不停电扩建、检修及试验的主要原因是：扩建结构设计中，备用间隔与运行母线之间仅有一个隔离断口，若这一个隔离断口突然放电击穿，将会危及人员的生命安全或者是对运行设备造成损害，因此必须要对原运行母线进行停电处理。

对此，现有技术中有采用双断口隔离开关来实现不停电扩建、检修、耐压试验的方案，例如授权公告号为CN206331958U的中国实用新型专利公开的双断口隔离开关模块，包括动触头座、一对动触头和一对静触头，动触头座设在腔体中部，两个静触头分别设在动触头座的相对两旁，两个动触头设在动触头座内部且相互错开，两个动触头由驱动机构带动作同步的往复直线运动，与静触头同时接触或同时分离，实现两个断口同时处于合闸位置或同时处于分闸位置。

上述双断口隔离开关模块包含两个断口，即使一个断口突然放电击穿，还有一个断口可以确保安全，因此应用在GIS电站的扩建、检修及试验中时，原运行母线无需停电。但是，上述双断口隔离开关模块采用齿轮齿条传动结构，传动结构比较复杂、成本较高，且两个静触头分别布置在动触头座的两侧，位于动触头直动方向上的两端，占用较多的长度空间，不利于紧凑化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摆臂传动式双断口隔离开关，以解决现有双断口隔离开关传动结构复杂、触头布置占用较多长度空间而导致结构不紧凑的问题。

为实现上述目的，本发明中的摆臂传动式双断口隔离开关采用如下技术方案：

一种摆臂传动式双断口隔离开关，包括壳体和转动安装在壳体内的绝缘支撑轴，绝缘支撑轴上止转装配有动触头，动触头包括呈V形布置的第一摆臂和第二摆臂，壳体内还安装有在同一圆周方向上间隔布置的第一隔离静触头、第二隔离静触头和接地静触头，第一隔离静触头用于连接扩建新设备，第二隔离静触头用于连接主母线，动触头的转动行程中具有两个摆臂分别与两个隔离静触头接触的合闸工位，还具有两个摆臂不与两个隔离静触头和接地静触头中的任何一个触头接触的分闸工位，还具有两个摆臂分别与接地静触头和第一隔离静触头接触的接地工位；摆臂传动式双断口隔离开关还包括辅助接地开关，辅助接地开关包括穿过壳体设置的辅助接地动触头；当进行新设备扩建或新设备耐压试验时，动触头处于分闸工位、辅助接地动触头与第一摆臂或第二摆臂接触导通；当进行新设备检修时，动触头处于接地工位。

上述技术方案的有益效果在于：壳体内转动安装有绝缘支撑轴，动触头止转装配在绝缘支撑轴上，可以随绝缘支撑轴同步转动；动触头包括呈V形布置的第一摆臂和第二摆臂，壳体内安装有处于同一圆周方向上的第一隔离静触头、第二隔离静触头和接地静触头，第一隔离静触头用于连接扩建新设备，第二隔离静触头用于连接主母线，动触头的转动行程中具有三个工位，当两个摆臂分别与两个隔离静触头接触时，设备正常带电运行，动触头处于合闸工位；当两个摆臂不与两个隔离静触头和接地静触头中的任何一个触头接触时，动触头处于分闸工位，形成两个断口；当两个摆臂分别与接地静触头和第一隔离静触头接触时，动触头处于接地工位，扩建新设备一侧接地。

同时，摆臂传动式双断口隔离开关还包括辅助接地开关，辅助接地开关包括穿过壳体设置的辅助接地动触头，当进行新设备扩建或新设备耐压试验时，动触头处于分闸工位、辅助接地动触头与第一摆臂或第二摆臂接触导通，这样不仅形成了两个断口，保证主母线不停电，而且即使与主母线之间的断口突然放电击穿，由于辅助接地动触头与第一摆臂或第二摆臂接触导通，也即辅助接地开关合闸，因此可以将故障电流导走，保证作业人员的人身安全。当进行新设备检修时，动触头处于接地工位，可以实现新设备一侧接地，保证检修人员的人身安全。

综上所述，本发明的摆臂传动式双断口隔离开关采用绝缘支撑轴直接带动动触头旋转，传动结构简单，成本低；并且，两个隔离静触头和接地静触头在同一圆周方向上间隔布置，动触头通过转动与它们配合，实现合闸、分闸以及接地三个工位之间的切换，结构紧凑，可节省长度方向上的空间；同时，辅助接地动触头可在动触头处于分闸工位时与之接触导通，保证新设备扩建或新设备耐压试验时作业人员的人身安全，安全性更高。

进一步地，第一摆臂和第二摆臂分体设置且两者对接固定，第一摆臂和第二摆臂的对接端分别设置有用于避让绝缘支撑轴的避让凹槽。

上述技术方案的有益效果在于：方便了动触头的制造和安装。

进一步地，避让凹槽为矩形槽，绝缘支撑轴包括与避让凹槽止转配合的方轴段。

上述技术方案的有益效果在于：矩形槽和方轴段可以直接实现止转配合，方便绝缘支撑轴带动动触头旋转。

进一步地，绝缘支撑轴还包括两个以上的柱形段，方轴段连接在相邻两个柱形段之间，方轴段的横截面积小于柱形段的横截面积。

上述技术方案的有益效果在于：柱形段的横截面积大，保证了绝缘支撑轴的整体结构强度，方轴段的横截面积小，使得摆臂的对接端尺寸无需设置太大，方便摆臂与方轴段之间的连接。

进一步地，柱形段的外周面为光滑曲面，且柱形段呈两头小、中间大的形状。

上述技术方案的有益效果在于：外周面光滑曲面过渡，且两头小、中间大，有利于减少局部放电。

进一步地，第一摆臂和第二摆臂通过螺栓固定连接在一起。

上述技术方案的有益效果在于：方便制造和装配。

进一步地，第一摆臂和第二摆臂的对接端均呈半圆柱形。

上述技术方案的有益效果在于：半圆柱形的对接端方便两个摆臂之间的固定，能够保证固定效果，同时圆柱形外表面可以减少局部放电。

进一步地，第一摆臂和第二摆臂之间的夹角为120°，第一隔离静触头、第二隔离静触头和接地静触头在同一圆周方向上均匀分布。

上述技术方案的有益效果在于：充分利用周向上的空间，且能够保证足够的分闸距离。

进一步地，辅助接地动触头的端部设置有两个用于夹持第一摆臂或第二摆臂的夹持臂。

上述技术方案的有益效果在于：方便与第一摆臂或第二摆臂接触导通。

进一步地，第一摆臂和第二摆臂均包括摆杆和与摆杆相连的接触头，接触头呈扁平状且宽度大于摆杆的宽度。

上述技术方案的有益效果在于：能够保证接触面积，且方便辅助接地动触头与第一摆臂或第二摆臂的接触导通。

附图说明

图1为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1的结构图(动触头处于合闸工位)；

图2为图1中摆臂传动式双断口隔离开关的俯视图；

图3为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1的结构图(动触头处于分闸工位)；

图4为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1的结构图(动触头处于接地工位)；

图5为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1的结构图(动触头处于分闸工位、辅助接地动触头处于合闸工位)；

图6为图1～图5中绝缘支撑轴和动触头的装配立体图；

图7为图1～图6中动触头的爆炸结构图；

图8为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1的应用状态图；

图9为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例2的结构图；

图10为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例3的结构图；

图11为图10中摆臂传动式双断口隔离开关的俯视图；

图12为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例3的应用状态图；

图13为图12的俯视图；

图14为本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例4的结构图。

图中：1、壳体；2、绝缘支撑轴；21、方轴段；22、柱形段；3、动触头；31、第一摆臂；32、第二摆臂；321、摆杆；322、半圆柱形对接端；323、接触头；324、避让凹槽；4、第二隔离静触头；5、第一隔离静触头；6、接地静触头；7、辅助接地动触头；8、主母线先导体；9、过渡气室；10、操动机构；11、断路器；12、主母线；13、扩建母线。

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了，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，可能出现的术语如“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实际的关系或者顺序。而且，术语如“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……”等限定的要素，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。

本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例1如图1、图2、图3、图4以及图5所示，包括壳体1和转动安装在壳体1内的绝缘支撑轴2，绝缘支撑轴2上止转装配有三相动触头3。结合图6和图7所示，动触头3包括呈V形布置且夹角为120°的第一摆臂31和第二摆臂32，第一摆臂31和第二摆臂32分体设置且两者对接固定，第一摆臂31和第二摆臂32的对接端均呈半圆柱形，且分别设置有用于避让绝缘支撑轴2的避让凹槽。第一摆臂31和第二摆臂32的结构相同且对称固定在绝缘支撑轴2的外部，以第二摆臂32为例，第二摆臂32包括摆杆321，摆杆321的一端设有半圆柱形对接端322、另外一端设有接触头323，接触头323呈扁平状且宽度大于摆杆321的宽度。

如图7所示，半圆柱形对接端322上设置有避让凹槽324，避让凹槽324为矩形槽，因此如图2所示，绝缘支撑轴2包括与避让凹槽324匹配的方轴段21，实现绝缘支撑轴2和动触头3之间的止转配合。绝缘支撑轴2还包括四个柱形段22，方轴段21设有三个，且方轴段21连接在相邻两个柱形段22之间，用于连接三相动触头3。绝缘支撑轴2为一体式，由绝缘材料直接浇注成型，方轴段21的横截面积小于柱形段22的横截面积，这样既保证了绝缘支撑轴2的整体结构强度，也使得两个摆臂的对接端无需设置太大的避让凹槽，方便两个摆臂与方轴段21之间的连接。为了减少局部放电，柱形段22的外周面为光滑曲面，且柱形段22呈两头小、中间大的形状。

另外，为了方便两个摆臂的半圆柱形对接端之间的固定，使两个半圆柱形对接端通过螺栓(图中未示出)固定连接，因此在两个半圆柱形对接端上分别加工有螺栓安装孔(图中未示出)。

如图1～图5所示，壳体1内还安装有在同一圆周方向上均匀间隔布置的第一隔离静触头5、第二隔离静触头4和接地静触头6，也即三者中两两触头之间的夹角均为120°。其中，第二隔离静触头4用于连接主母线，壳体1内设置有与第二隔离静触头4相连的主母线先导体8，主母线先导体8连接主母线。第一隔离静触头5用于连接扩建新设备，摆臂传动式双断口隔离开关还包括设置在壳体1和扩建新设备之间的过渡气室9。

摆臂传动式双断口隔离开关还包括与绝缘支撑轴2传动连接以驱动绝缘支撑轴2转动的操动机构10，绝缘支撑轴2转动时带动三相动触头3同步转动，动触头3的转动行程中具有两个摆臂分别与两个隔离静触头接触的合闸工位(如图1所示)，还具有两个摆臂不与两个隔离静触头和接地静触头6中的任何一个触头接触的分闸工位(如图3所示，是从合闸工位逆时针旋转60°，此时形成双断口)，还具有两个摆臂分别与接地静触头6和第一隔离静触头5接触的接地工位(如图4所示，是从分闸工位逆时针旋转60°)。

此外，如图1、图3、图4以及图5所示，摆臂传动式双断口隔离开关还包括辅助接地开关，辅助接地开关包括穿过壳体1设置的辅助接地动触头7，辅助接地动触头7为直动式动触头，辅助接地动触头7的端部设置有两个用于夹持第一摆臂31的夹持臂(图中未标记)，以与第一摆臂31接触导通，实现辅助接地开关的合闸，或者是远离第一摆臂31，实现辅助接地开关的分闸。

本实施例中的摆臂传动式双断口隔离开关在应用时，如图8所示为断路器11的远期扩建，在一期建设时，应将图中方框A内的设备安装到位，为远期扩建提供接口。在远期扩建时，主母线正常带电运行，动触头3处于分闸工位，辅助接地开关处于合闸位置(如图5所示)，过渡气室9内的压力降低，然后开始对接远期设备。由于双断口隔离开关形成了两个断口，不仅保证了主母线不停电，而且即使双断口隔离开关与主母线间的断口突然放电击穿，辅助接地动触头7与第一摆臂31接触导通，可以将故障电流导走，保证作业人员的人身安全。

远期设备安装完成后，在进行远期设备耐压试验时，同样的，动触头3处于分闸工位，辅助接地开关处于合闸位置，双断口隔离开关形成两个断口，保证主母线不停电，以及作业人员的人身安全。

在间隔正常带电运行时，动触头3处于合闸工位。双断口隔离开关具备常规三工位隔离开关的功能，即当断路器11故障检修时，动触头3从合闸位置逆时针旋转120°到达接地工位，此时主母线不停电，断路器侧接地，可以保证检修人员的人身安全。

综上所述，本发明的摆臂传动式双断口隔离开关采用绝缘支撑轴直接带动动触头旋转，传动结构简单，成本低；并且，两个隔离静触头和接地静触头在同一圆周方向上间隔布置，动触头通过转动与它们配合，实现合闸、分闸以及接地三个工位之间的切换，结构紧凑，可节省长度方向上的空间；同时，辅助接地动触头可在动触头处于分闸工位时与之接触导通，保证新设备扩建或新设备耐压试验时作业人员的人身安全，安全性更高。

本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例2如图9所示，与实施例1不同的是，本实施例中为单相布置，此时绝缘支撑轴2的柱形段有两个，方轴段仅有一个。

本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例3如图10、图11、图12以及图13所示，本实施例中也为三相布置，与实施例1中不同的是，扩建新设备是扩建母线13，且没有设置主母线先导体，第二隔离静触头4与主母线12的连接方式不同于实施例1，但在新设备的扩建、耐压试验以及检修过程中，双断口隔离开关的相应控制操作是一样的。

本发明中摆臂传动式双断口隔离开关的实施例4如图14所示，与实施例3不同的是，本实施例中为单相布置。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：第一摆臂和第二摆臂可以不包括接触头，摆杆的端部直接形成与其他触头接触的接触部。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：辅助接地动触头的端部不设置两个夹持臂，而是在第一摆臂或第二摆臂上设置一个夹槽，辅助接地动触头插入该夹槽中，实现与第一摆臂或第二摆臂的接触导通。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：第一摆臂和第二摆臂之间的夹角为90度，此时两个隔离静触头之间的夹角为90度，第一隔离静触头与接地静触头之间的夹角也为90度；当然，根据实际使用需求，第一摆臂和第二摆臂之间的夹角也可以为其他度数。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：第一摆臂和第二摆臂的对接端不是半圆柱形，也即摆杆的端部不设置半圆柱，两个摆杆的端部直接对接固定。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：第一摆臂和第二摆臂也可以焊接固定。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：柱形段也可以是圆柱形。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：绝缘支撑轴可以不是一体式，而是由柱形段和方轴段粘接固定而成。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：绝缘支撑轴可以不包括柱形段，全部由方轴段构成。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：避让凹槽可以是半圆弧槽，此时绝缘支撑轴上与避让凹槽相匹配的是圆柱段，此时为了实现绝缘支撑轴和动触头之间的止转装配，可以利用紧固件穿过动触头与绝缘支撑轴进行安装。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：第一摆臂和第二摆臂可以是一体设置，此时动触头上需设置供绝缘支撑轴贯穿的穿孔，然后再利用紧固件将二者实现止转装配。

在摆臂传动式双断口隔离开关的其他实施例中：根据辅助接地开关的安装位置，辅助接地动触头也可以是用于与第二摆臂接触导通。

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 (10)

1.一种摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，包括壳体(1)和转动安装在壳体(1)内的绝缘支撑轴(2)，绝缘支撑轴(2)上止转装配有动触头(3)，动触头(3)包括呈V形布置的第一摆臂(31)和第二摆臂(32)，壳体(1)内还安装有在同一圆周方向上间隔布置的第一隔离静触头(5)、第二隔离静触头(4)和接地静触头(6)，第一隔离静触头(5)用于连接扩建新设备，第二隔离静触头(4)用于连接主母线，动触头(3)的转动行程中具有两个摆臂分别与两个隔离静触头接触的合闸工位，还具有两个摆臂不与两个隔离静触头和接地静触头(6)中的任何一个触头接触的分闸工位，还具有两个摆臂分别与接地静触头(6)和第一隔离静触头(5)接触的接地工位；摆臂传动式双断口隔离开关还包括辅助接地开关，辅助接地开关包括穿过壳体(1)设置的辅助接地动触头(7)；当进行新设备扩建或新设备耐压试验时，动触头(3)处于分闸工位、辅助接地动触头(7)与第一摆臂(31)或第二摆臂(32)接触导通；当进行新设备检修时，动触头(3)处于接地工位。

2.根据权利要求1所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)分体设置且两者对接固定，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)的对接端分别设置有用于避让绝缘支撑轴(2)的避让凹槽(324)。

3.根据权利要求2所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，避让凹槽(324)为矩形槽，绝缘支撑轴(2)包括与避让凹槽(324)止转配合的方轴段(21)。

4.根据权利要求3所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，绝缘支撑轴(2)还包括两个以上的柱形段(22)，方轴段(21)连接在相邻两个柱形段(22)之间，方轴段(21)的横截面积小于柱形段(22)的横截面积。

5.根据权利要求4所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，柱形段(22)的外周面为光滑曲面，且柱形段(22)呈两头小、中间大的形状。

6.根据权利要求2～5任意一项所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)通过螺栓固定连接在一起。

7.根据权利要求2～5任意一项所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)的对接端均呈半圆柱形。

8.根据权利要求1～5任意一项所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)之间的夹角为120°，第一隔离静触头(5)、第二隔离静触头(4)和接地静触头(6)在同一圆周方向上均匀分布。

9.根据权利要求1～5任意一项所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，辅助接地动触头(7)的端部设置有两个用于夹持第一摆臂(31)或第二摆臂(32)的夹持臂。

10.根据权利要求9所述的摆臂传动式双断口隔离开关，其特征在于，第一摆臂(31)和第二摆臂(32)均包括摆杆(321)和与摆杆(321)相连的接触头(323)，接触头(323)呈扁平状且宽度大于摆杆(321)的宽度。

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