CN115579781A - 一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，包括柜体，设置在柜体中并排设置的机构室和断路器室，以及设置在断路器室下端的电缆室，所述断路器室内设置有隔离开关组件，隔离开关组件包括两个隔离开关，所述机构室和所述断路器室之间还连接有同一个真空断路器组件，所述机构室内设置有同时与隔离开关组件和真空断路器组件连接的隔离开关操作机构，所述机构室内设置有同时与隔离开关组件和隔离开关操作机构连接的隔离开关操作机构。本发明通过各组部件位置的合理布局，将各单元相互连接实现了系统功能，同时具有布局紧凑合理，防误功能完善的特点，机械式直流断路器配合本发明的使用将会拓展出直流输电的新模式。

Description

一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备

技术领域

本发明涉及配电柜设备技术领域，尤其是一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备。

背景技术

高压金属封闭开关设备作为户内配电装置广泛应用在中压系统中作为接受和分配电能之用，带电体被与接地系统连接的金属导体完全封闭，对人体形成安全防护的屏障，其安全性得到广泛认可。随着大功率半导体器件的成熟与直流调控难题的技术突破，各电压等级的直流系统以其固有的优点成为新能源输电的新选择，直流金属封闭开关设备日益受到各方关注。

高压直流输电相对交流输电有总体投资低，输送距离远，输电损耗低的特点，随着光伏和风电等可再生能源的推广应用，在中低压应用领域，微电网应用逐渐增多。采用直流微网输电除了比交流输电供电容量大，损耗小外，供电可靠性、电能质量、可控性和经济效益更好，更适合负荷的灵活组网。其还具有异步互联的特性，可以将不同频率的电网连接在一起，因而是当今智能电网的重要组成部分。

由于中低压领域的直流微网应用处于刚起步阶段，成熟的金属封闭开关设备并不适用于机械式直流断路器的安装，目前的金属封闭开关设备具备以下问题：

传统的交流配电柜均为三相系统，而直流为单极，故不能直接用于直流系统的输配电。且直流配电中需要安装高压电容、电感、高压电阻等原件，必须设计专用柜体，作为保证检修安全必备的元件高压隔离开关，需要重新进行设计布局，满足新型柜体的需求。

传统的配电柜根据操作机构的不同连锁的设计也不同，传统的连锁是“硬性”的，即当断路器合闸时与断路器主轴联动的拐臂会直接推出一个机械的连锁件，阻挡住隔离的操作，由于断路器合闸需要的能量比较大，比较容易造成连锁零件的损坏而导致连锁装置的失效。

为此我们提出一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，采用直流断路器固定安装，电缆进出线方式，具备进出线双向隔离开关，进出线同步动作，在隔离打开后接地开关同时合闸，使柜内导体可靠接地以保护进入间隔的人员的安全。

本发明所采用的技术方案如下：

一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，包括柜体，设置在柜体中并排设置的机构室和断路器室，以及设置在断路器室下端的电缆室；

所述断路器室内设置有隔离开关组件，隔离开关组件包括用于出线侧隔离和进线侧隔离的两个隔离开关，且两个隔离开关延伸至电缆室中连接对应线缆；

所述机构室和所述断路器室之间还连接有同一个真空断路器组件，真空断路器组件包括多个用于控制不同通路开闭的断路器；

所述机构室内设置有同时与隔离开关组件和真空断路器组件连接的联锁组件，用于控制隔离开关组件和真空断路器组件的运行；

所述机构室内设置有同时与隔离开关组件和隔离开关操作机构连接的操作联锁装置，操作联锁装置用于控制真空断路器组件的运行、显示真空断路器组件的状态，以及间歇隔开隔离开关组件。

其进一步特征在于：

所述柜体内还设置有高压电容室、低压电容室，以及仪表室，且在柜体内的机构室、电缆室、断路器室、高压电容室、低压电容室，以及仪表室呈逆时针分布；

所述高压电容室和低压电容室并排设置并位于断路器室上部，仪表室位于机构室的上部，仪表室的内部安装整流装置和电容充电机等电器元件，柜后设计泄压通道，各功能单元发生故障后的压力向后释放，然后沿通道上行泄出，保证柜后的人身安全。

其高压电容器上的端子延伸至断路器室中。

所述断路器室与机构室之间设置封板隔板，封板隔板上设置观察窗以便观察高压室电器元件状态，高压电容室、低压电容室和断路器室之间均通过隔板形成封闭隔室。

所述真空断路器组件包括设置在机构室内的机构箱，以及设置在断路器室内的换流断路器、主断路器和充电断路器，机构箱内设置有斥力永磁机构，用于控制断路器室内的换流断路器、主断路器和充电断路器的开闭；

所述换流断路器、主断路器和充电断路器的下端连接有同一个机箱，机箱内设置有拉杆，拉杆与斥力永磁机构的驱动轴相连接，同时拉杆还分别控制连接换流断路器传动支架、主断路器传动支架和充电断路器传动支架，且换流断路器传动支架、主断路器传动支架和充电断路器传动支架分别对应控制换流断路器、主断路器和充电断路器的开闭。

所述机构箱的上端插接有手动分闸轴，手动分闸轴的转动能够控制斥力永磁机构的工作，同时在机构箱的侧壁上还插接有套在手动分闸轴上的分合闸状态拐臂用于控制斥力永磁机构的工作。

所述隔离开关组件包括底架，底架上设置有两组均由穿墙套管、支柱绝缘子和拉杆绝缘子组成的单级隔离开关，两组隔离开关分别控制进线隔离和出线隔离，且在底架上设置有用于接地的接地支架；

两个所述隔离开关上插接有同一个主轴，拉杆绝缘子的一端通过连杆铰接在主轴上，拉杆绝缘子的下端铰接触刀，随着主轴的装能够带动连杆转动，通过连杆再带动拉杆绝缘子转动，触刀的一端铰接在穿墙套管的下端，且触刀的另一端随着拉杆绝缘子的转动间歇与支柱绝缘子上的动触头接触，实现开闭；

所述主轴上通过联动拐臂与联动板形成的曲柄结构连接接地轴，接地轴活动插接在底架上，且接地轴上连接有两个与隔离开关相对应的接地刀，且接地刀的活动端随着接地轴的转动间歇与穿墙套管下端连接的接地触头连接，控制间歇控制接地；

所述触刀和接地刀的运动方向永远都相反。

所述隔离开关组件的底架与多个断路器的底面通过金属封板封闭。

所述隔离开关操作机构包括平行相对设置的后夹板和前夹板，以及将后夹板和前夹板连接在一起的多个呈矩阵分布的支撑柱；

所述前夹板上活动连接有主动凸轮组件，主动凸轮组件由操作轴、偏心轮和主动凸轮连接而成，操作轴活动插接在前夹板上，前夹板靠近后夹板的一侧连接有主动凸轮，且在前夹板和主动凸轮之间固定套接有偏心轮；

所述在后夹板上活动插接有与主动凸轮相匹配的被动轮，被动轮的侧壁上开设有两个定位槽，定位槽上间歇卡接有对被动轮进行限位的定位爪，定位爪通过活动贯穿插接的销轴连接在后夹板和前夹板之间，销轴穿过后夹板的一端套接有弯板，且弯板的另一端触碰第一微动开关，并控制第一微动开关的开闭；

所述被动轮随着主动凸轮的转动能够自动跟转，主动凸轮包括凸块和连接在凸块上并呈环形分布的多个主动牙崁，凸块能够间歇推动定位爪，使定位爪与定位槽脱离，被动轮上连接有与主动牙崁相对应的被动牙崁，同时主动牙崁和被动牙崁存在间歇；

所述输出轴上套接有输出拐臂，输出拐臂连接在隔离开关组件的主轴上，并控制隔离开关组件的分开和接通；

所述定位爪上还固定连接有套在销轴上的扭簧芯套，扭簧芯套上套接有扭簧，扭簧的一端固定在定位爪上，扭簧的另一端固定在前夹板上；

所述前夹板的一侧上端固定连接有滑套安装板，滑套安装板的上端连接有滑套，滑套内能够插接有手分推杆组件，手分推杆组件上连接有断路器手动分闸拐臂，断路器手动分闸拐臂与机构箱的上端插接的手动分闸轴相连接，手动分闸轴的转动能够控制斥力永磁机构的工作，手分推杆组件同时还连接在联锁组件中。

所述联锁组件包括操作面板，操作面板的内侧设置有可水平滑动的联锁挡板组件，联锁挡板组件包括活动板，操作面板靠近活动板的一侧连接有至少两个导向螺母，且导向螺母滑动在活动板上水平设置的导向孔中，操作面板上还连接有可以滑动的顶板，顶板与活动板相连接，随着活动板带动顶板的移动，能够间歇触碰分合闸状态拐臂，同样可以控制斥力永磁机构的工作，继而控制多个断路器；

所述手分推杆组件插接在操作面板上，手分推杆组件的一端穿过操作面板的一端连接有手动分闸按钮，手分推杆组件的另一端穿过滑套连接导向轴和连接螺母，且导向轴位于断路器手动分闸拐臂和隔离开关操作机构之间的一段上套接有复位弹簧，断路器手动分闸拐臂上还设置有方便导向轴滑动的滑道，通过设置复位弹簧能够对按压后的手分推杆组件进行伸缩调节；

所述手分推杆组件包括相互连接的前凸台、凹陷部、后凸台和手分接杆，形成阶梯状结构，且在不同阶梯状厚度不同，同时活动板上设置有相互连接的窄槽、圆槽和宽槽，凹陷部的宽度与活动板的厚度相同，在活动板沿宽槽的周向连接有垫块，增加宽槽的厚度，能够限制凹陷部向宽槽内移动；

所述活动板上开设有第一滑动孔，第一滑动孔内滑动连接有支架，支架通过其上连接的滑块滑动在第一滑动孔中，滑块穿过第一滑动孔的一端连接有定位板，且定位板延伸至操作面板上开设的第二滑动孔中，定位板与第二滑动孔的长度相同，且定位板上连接有多个第一固定孔，支架靠近活动板一侧的上端开设有球面通孔，且球面通孔内连接有抵触活动板的钢珠，同时支架上还连接对钢珠施加压力的板簧，使得钢珠以一定的作用力卡合在活动板上开设的定位孔中，同时在活动板上还设置有多个斜面的定位孔；

所述活动板上连接有延伸至第二滑动孔的拨片，拨片的长度小于第二滑动孔，拨片能够在第二滑动孔左右移动；

操作面板上设置有方便插入操作手柄操作圆孔，且活动板上设置有与操作圆孔相对应的操作孔；

所述定位孔的数量为三个，且在对应拨片在第二滑动孔移动到最右端、中间端和最左端，且分别对应隔离操作位置、手动分闸位置和运行位置。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过各组部件位置的合理布局，将各单元相互连接实现了系统功能，同时具有布局紧凑合理，防误功能完善的特点，机械式直流断路器配合本发明的使用将会拓展出直流输电的新模式。

同时，本发明还具备如下优点：

(1).通过在柜体5内设置有呈逆时针分布机构室A、电缆室C、断路器室B、高压电容室D、低压电容室E，以及仪表室F，能够根据各电器元件的功能特点合理安装在不同的区域，以到达安全、稳定运行的目的。

(2).通过简单的结构组合可以实现隔离操作机构在分闸和合闸两个位置间的自动解锁和锁定功能，除非在操作轴上施加带有操作意向的力，否则开关会被可靠的锁定在分闸或者合闸位置，并在分闸和合闸的位置给出机械(指示拐臂)和电气(微动开关)两种指示状态的信号，体型小，更美观，具有很强的实用性。

(3).通过设置联锁组件，只能按步骤进行操作选择，选定的操作位置只能进行允许操作，其他的操作在当前位置不具备操作的必要条件，本操作没有完成时无法切换至其他操作模式，从而避免蛮力操作导致的装置失效，操作方便，安全性高。

(4).本发明具有功能齐全，体积紧凑，操作安全可靠，可使直流开关柜体积减小，结构简单，完全满足通常的五防连锁要求。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1中A-A截面的剖视图。

图3为本发明联锁组件、隔离开关操作机构、真空断路器组件和隔离开关组件连接结构示意图。

图4为本发明联锁组件侧视图。

图5为本发明联锁组件立体结构示意图。

图6为本发明联锁组件主视图。

图7为本发明联锁组件中联锁挡板组件、手动分闸按钮和手分推杆组件连接结构示意图。

图8为本发明联锁组件中联锁挡板组件结构示意图。

图9为本发明真空断路器组件立体结构示意图。

图10为本发明真空断路器组件剖视示意图。

图11为本发明隔离开关操作机构立体结构示意图。

图12为本发明隔离开关操作机构侧视图。

图13为本发明隔离开关操作机构中偏心轮、主动凸轮、被动轮和定位爪连接结构示意图。

图14为本发明隔离开关组件立体结构示意图。

图15为本发明隔离开关组件中触刀打开状态下结构示意图。

其中：

1、联锁组件；2、隔离开关操作机构；3、真空断路器组件；4、隔离开关组件；5、柜体；A、机构室；B、断路器室；C、电缆室；D、高压电容室；E、低压电容室；F、仪表室；

101、手动分闸按钮；102、联锁挡板组件；103、操作面板；104、连接螺母；105、复位弹簧；106、断路器手动分闸拐臂；107、手分推杆组件；108、第二微动开关；109、导向螺母；110、顶板；111、支架；112、定位板；1021、垫块；1022、拨片；1023、推杆；1024、操作孔；1025、窄槽；1026、圆槽；1027、宽槽；1028、导向孔；1029、活动板；10210、定位孔；10211、第一滑动孔；1031、第二滑动孔；

201、支撑板；202、后夹板；203、支撑柱；204、滑套；205、滑套安装板；206、安装架；207、前夹板；208、指示拐臂；209、第一微动开关；210、弯板；211、销轴；212、输出拐臂；213、操作轴；214、偏心轮；215、主动凸轮；216、被动轮；217、定位爪；218、扭簧；219、扭簧芯套；

301、机构箱；302、机箱；303、换流断路器；304、主断路器；305、充电断路器；3011、手动分闸轴；3012、分合闸状态拐臂；3013、斥力永磁机构；3021、拉杆；3031、换流断路器控制开关；3041、主断路器控制开关；3051、充电断路器控制开关；

401、接地支架；402、穿墙套管；403、支柱绝缘子；404、底架；405、联动拐臂；406、主轴；407、接地刀；408、动触头；409、联动板；410、拉杆绝缘子；411、接地轴；412、触刀；413、接地触头。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图15所示，本实施例公开了一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，包括柜体5，柜体5内设置有呈逆时针分布机构室A、电缆室C、断路器室B、高压电容室D、低压电容室E，以及仪表室F，能够根据各电器元件的功能特点合理安装在不同的区域，以到达安全、稳定运行的目的。

特征在于设备具有不同的功能隔室，如图1所示，机构室A和断路器室B并排设置在柜体5的中部位置，断路器室B与机构室A之间设置封板隔板，封板隔板上设置观察窗以便观察高压室电器元件状态，机构室A内设置有相互连接的联锁组件1和隔离开关操作机构2，

断路器室B内设置有隔离开关组件4，且机构室A和断路器室B之间还连接有同一个真空断路器组件3，联锁组件1同时与隔离开关操作机构2和真空断路器组件3相连，并控制真空断路器组件3的驱动，以及显示真空断路器组件3的运行状态，隔离开关操作机构2同时与真空断路器组件3和隔离开关组件4相连，并控制隔离开关组件4和真空断路器组件3的开闭；

电缆室C位于断路器室B的下部，可连接进线和出线电缆，隔离开关组件4穿过断路器室B并延伸至电缆室C中，方便电缆进、出线直接连接在隔离开关组件4的触座上，

高压电容室D和低压电容室E并排设置并位于断路器室B上部，高压电容室D、低压电容室E和断路器室B之间均通过隔板形成封闭隔室。

仪表室F位于机构室A的上部，低压电容室E的前部，仪表室F的内部安装整流装置和电容充电机等电器元件，柜后设计泄压通道，各功能单元发生故障后的压力向后释放，然后沿通道上行泄出，保证柜后的人身安全。

高压电容室D内的高压电容器倒装，其高压电容器上的端子延伸至断路器室B中，通过铜排与主母线连接，断路器室B的侧壁上装有高压电抗器，通过铜排与高压电容器和主母线连接。

真空断路器组件3包括设置在机构室A内的机构箱301，以及设置在断路器室B内的换流断路器303、主断路器304和充电断路器305，机构箱301内设置有斥力永磁机构3013，用于控制断路器室B内的换流断路器303、主断路器304和充电断路器305的开闭，具体的，换流断路器303、主断路器304和充电断路器305的下端连接有同一个机箱302，机箱302内设置有拉杆3021，拉杆3021与斥力永磁机构3013的驱动轴相连接，同时拉杆3021还分别控制连接换流断路器传动支架3031、主断路器传动支架3041和充电断路器传动支架3051，且换流断路器传动支架3031、主断路器传动支架3041和充电断路器传动支架3051分别对应控制换流断路器303、主断路器304和充电断路器305的开闭，同时在机构箱301的上端插接有手动分闸轴3011，手动分闸轴3011的转动能够控制斥力永磁机构3013的工作，同时在机构箱301的侧壁上还插接有与斥力永磁机构3013输出轴连接的分合闸状态拐臂3012，可以指示斥力永磁机构3013的工作状态；

如图14-图15所示，隔离开关组件4包括底架404，底架404上设置有两组均由穿墙套管402、支柱绝缘子403和拉杆绝缘子410组成的单级隔离开关，两组隔离开关分别控制进线隔离和出线隔离，且在底架404上设置有用于接地的接地支架401；

两个单级的隔离开关上插接有同一个主轴406，拉杆绝缘子410的一端通过连杆铰接在主轴406上，拉杆绝缘子410的下端铰接触刀412，随着主轴406的转动能够带动连杆转动，通过连杆再带动拉杆绝缘子410转动，触刀412的一端铰接在穿墙套管402的下端，且触刀412的另一端随着拉杆绝缘子410的转动间歇与支柱绝缘子403上的动触头408接触，实现开闭；

主轴406上通过联动拐臂405与联动板409形成的曲柄结构连接接地轴411，接地轴411活动插接在底架404上，且接地轴411上连接有两个与隔离开关相对应的接地刀407，且接地刀407的活动端随着接地轴411的转动间歇与穿墙套管402下端连接的接地触头413连接，控制间歇控制接地。

同时主轴406、联动拐臂405与联动板409的结构，触刀412和接地刀407的运动方向永远都相反，即触刀412和接地刀407不会同时与相应的触头闭合，确保主回路切断后安全接地保护的及时投入。

隔离开关组件4的底架404与多个断路器的底面通过金属封板封闭，配合底架404上同时设置有接地支架401，满足充电断路器305对充电回路的接通和隔离之用。

穿墙式带接地的隔离开关组件4加上封板的辅助完成了隔离功能、接地功能和隔室的封闭功能。

为了方便驱动隔离开关组件4，隔离开关组件4的主轴406上连接隔离开关操作机构2；

如图11-图13所示，隔离开关操作机构2包括平行相对设置的后夹板202和前夹板207，以及将后夹板202和前夹板207连接在一起的多个呈矩阵分布的支撑柱203；

前夹板207上活动连接有主动凸轮组件，主动凸轮组件由操作轴213、偏心轮214和主动凸轮215连接而成，操作轴213活动插接在前夹板207上，前夹板207靠近后夹板202的一侧连接有主动凸轮215，且在前夹板207和主动凸轮215之间固定套接有偏心轮214，操作轴213上设置有非圆形孔洞，方便操作手柄带动操作轴213转动；

在后夹板202上活动插接有与主动凸轮215相匹配的被动轮216，被动轮216的侧壁上开设有两个定位槽，定位槽上间歇卡接有对被动轮216进行限位的定位爪217，定位爪217通过活动贯穿插接的销轴211连接在后夹板202和前夹板207之间，销轴211穿过后夹板202的一端套接有弯板210，且弯板210的另一端触碰第一微动开关209，并控制第一微动开关209的开闭，通过第一微动开关209的开闭能够给予电气信号，提醒操作人员隔离开关是否已到达指定位置；

被动轮216随着主动凸轮215的转动能够自动跟转，主动凸轮215包括凸块和连接在凸块上并呈环形分布的多个主动牙崁，凸块能够间歇推动定位爪217，使定位爪217与定位槽脱离，被动轮216上连接有与主动牙崁相对应的被动牙崁，同时主动牙崁和被动牙崁存在一定的间歇，能够预留出主动凸轮215推动定位爪217与被动轮216分离的时间。

被动轮216穿过后夹板202的一端插接有输出轴，且输出轴上套接有输出拐臂212，输出拐臂212连接在隔离开关组件4的主轴406上，并控制隔离开关组件4的分开和接通；

定位爪217上还固定连接有套在销轴211上的扭簧芯套219，扭簧芯套219上套接有扭簧218，扭簧218的一端固定在定位爪217上，扭簧218的另一端固定在前夹板207上，通过扭簧218能够提供一个将定位爪217靠近被动轮216的扭力，方便定位爪217能够卡接到被动轮216上的定位槽中。

偏心轮214抵触并推动指示拐臂208转动，指示拐臂208的转动，能够对操作轴213的转动角度可视化，方便后续查看定位爪217与定位槽的卡接位置，指示拐臂208铰接在前夹板207上；

为了方便对输出轴进行限位，提高输出拐臂212的稳定性，在输出轴的另一端活动连接支撑板201，支撑板201通过多个支撑柱203与后夹板202相互连接；

通过外部操作手柄插入操作轴213内驱动偏心轮214和主动凸轮215进行顺时针或逆时针的转动，偏心轮214驱动指示拐臂208运动完成分合位置的指示，同时凸块抬起或离开定位爪217，带动固定在销轴211上的弯板210进行转动，从而控制第一微动开关209的开闭，随着第一微动开关209的开闭能够指示隔离开关是否已到达指定位置。

同时随着定位爪217抬起，主动牙崁会继续驱动被动轮216运动，带动与其联结的输出拐臂212运动，输出拐臂212与隔离开关组件4相连接，进而实现隔离开关组件4的分开和接通功能。

通过上述特征描述，即可实现隔离操作机构在分闸和合闸两个位置间的自动解锁和锁定功能，除非在操作轴213上施加带有操作意向的力，否则开关会被可靠的锁定，并在分闸和合闸的位置给出机械(指示拐臂208)和电气(第一微动开关209)的状态信号。

后夹板202和前夹板207的下端两侧还分别连接有安装架206，安装架206呈C型结构，安装架206通过螺栓组件将后夹板202和前夹板207卡合并连接在一起，且在安装架206上开设有安装孔，方便与柜体5相互固定。

前夹板207的一侧上端固定连接有滑套安装板205，滑套安装板205的上端连接有滑套204，滑套204内能够插接有手分推杆组件107，手分推杆组件107上连接有断路器手动分闸拐臂106，断路器手动分闸拐臂106与机构箱301的上端插接的手动分闸轴3011相连接，手动分闸轴3011的转动能够控制斥力永磁机构3013的工作，从而控制多个断路器的启闭，手分推杆组件107同时还连接在联锁组件1中。

如图3-图8所示，联锁组件1包括操作面板103，操作面板103的内侧设置有可水平滑动的联锁挡板组件102，联锁挡板组件102包括活动板1029，操作面板103靠近活动板1029的一侧连接有至少两个导向螺母109，且导向螺母109滑动在活动板1029上水平设置的导向孔1028中，能够确保联锁挡板组件102和操作面板103相对稳定的滑动，操作面板103上还连接有可以滑动的顶板110，顶板110与活动板1029相连接，随着活动板1029带动顶板110的移动，能够间歇触碰分合闸状态拐臂3012，这样可以对斥力永磁机构3013的工作状态做出指示。

手分推杆组件107插接在操作面板103上，手分推杆组件107的一端穿过操作面板103的一端连接有手动分闸按钮101，手分推杆组件107的另一端穿过滑套204连接导向轴和连接螺栓104，且导向轴位于断路器手动分闸拐臂106和隔离开关操作机构2之间的一段上套接有复位弹簧105，断路器手动分闸拐臂106上还设置有方便导向轴滑动的滑道，通过设置复位弹簧105能够对按压后的手分推杆组件107进行伸缩调节，通过手分推杆组件107能够控制直流真空断路器的分闸操作，当按动手动分闸按钮101之后，手分推杆组件107会推动断路器手动分闸拐臂106进行移动，断路器手动分闸拐臂106移动后带动手动分闸轴3011转动，从而能够能控制多个直流真空断路器。

手分推杆组件107包括相互连接的前凸台、凹陷部、后凸台和手分接杆，形成阶梯状结构，且在不同阶梯状厚度不同，同时活动板1029上设置有相互连接的窄槽1025、圆槽1026和宽槽1027，凹陷部的宽度与活动板1029的厚度相同，在活动板1029沿宽槽1027的周向连接有垫块1021，增加宽槽1027的厚度，能够限制凹陷部向宽槽1027内移动，凹陷部只能在圆槽1026和窄槽1025之间滑动，当且仅当，凹陷部移动到圆槽1026中，然后按住手动分闸按钮101，使前凸台移动到垫块1021后侧，才能使手分推杆组件107向宽槽1027内移动。

活动板1029上开设有第一滑动孔10211，第一滑动孔10211内滑动连接有支架111，支架111通过其上连接的滑块滑动在第一滑动孔10211中，滑块穿过第一滑动孔10211的一端连接有定位板112，且定位板112延伸至操作面板103上开设的第二滑动孔1031中，定位板112与第二滑动孔1031的长度相同，且定位板112上连接有多个第一固定孔，支架111靠近活动板1029一侧的上端开设有球面通孔，且球面通孔内连接有抵触活动板1029的钢珠，同时支架111上还连接对钢珠施加压力的板簧，使得钢珠以一定的作用力卡合在活动板1029上开设的定位孔10210中，同时在活动板1029上还设置有多个斜面的定位孔10210，通过设置斜面的定位孔10210，方便卡接，也能方便钢珠与定位孔10210脱离，当钢珠在板簧的施压下卡合到定位孔10210中，能够提高卡接效果，如要再次移动需要施加的力大于钢珠与定位孔10210卡接的力，才能移出斜面的定位孔10210，达到定位效果；

活动板1029上连接有延伸至第二滑动孔1031的拨片1022，拨片1022的长度小于第二滑动孔1031，拨片1022能够在第二滑动孔1031左右移动，通过拨片1022能够方便带动活动板1029移动，同时由于定位板112延伸在第二滑动孔1031中，且定位板112与第二滑动孔1031的长度相同，因此活动板1029移动后，定位板112相对于操作面板103是固定不动的，而定位板112相对于活动板1029是移动的，从而使得定位板112后侧连接的支架111在活动板1029上滑动，因此钢珠会卡合到不同的定位孔10210中进行定位，提高连接效果，另外拨片1022上开设有与第一固定孔相对应的第二固定孔，当拨片1022带动活动板1029移动到指定位置后，可以通过挂锁将两个固定孔进行固定，当需要改变状态，需要开锁才能移动活动板1029，再次提高连接效果。

联锁挡板组件102上连接有推杆1023，且推杆1023随着联锁挡板组件102的移动能够间歇触碰第二微动开关108，将第二微动开关108的合闸回路切断，控制第二微动开关108的开闭，第二微动开关108连接在操作面板103的侧壁上，因此当通过拨片1022带动联锁挡板组件102移动时，当联锁挡板组件102移动到特定位置后，会触动第二微动开关108将合闸回路切断，这就实现了电气闭锁功效，满足了五防要求中隔离开关不能带负荷操作的要求。

操作面板103上设置有操作圆孔，且活动板1029上设置有与操作圆孔相对应的操作孔1024；

定位孔10210的数量为三个，钢珠移动到三个定位孔10210中，对应拨片1022在第二滑动孔1031移动到最右端、中间端和最左端，且分别对应隔离操作位置、手动分闸位置和运行位置；

工作原理如下：

当拨片1022移动到第二滑动孔1031上的最右端时，操作孔1024与操作圆孔正对，且在该位置下，此时才可以插入操作手柄进行控制隔离开关操作机构2的转动，继而控制隔离开关组件4的开闭，而且同时活动板1029会触动第二微动开关108将合闸回路切断，这就实现了电气闭锁功效；

完成操作拔出操作手柄后，可将拨片1022移动到手动分闸位置，此时手动分闸按钮101复位，此位置可进行电动分合闸和手动分闸操作，但由于联锁挡板组件102已将操作圆孔阻挡，无法进行隔离开关的分、合操作，也就不会出现带负荷分、合隔离开关的误操作出现。

当拨片1022移动到运行位置时，表示断路器可以合闸进入运行状态，此时只能进行电动的分合操作，不能手动分闸，分合闸状态拐臂3012将推动顶板110对断路器的状态做出指示，操作人员根据指示做出判断进行下一步操作。紧急情况下如要进行手动分闸操作，必须将拨片1022移动到手动分闸位置，此位置联锁挡板组件102将操作圆孔阻挡，无法进行隔离开关的操作。前述每个位置均可加挂锁明确锁定，确保安全操作。

基于前述，本发明通过各组部件位置的合理布局，将各单元相互连接实现了系统功能，同时具有布局紧凑合理，防误功能完善的特点，机械式直流断路器配合本发明的使用将会拓展出直流输电的新模式。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于，包括柜体(5)，设置在柜体(5)中并排设置的机构室(A)和断路器室(B)，以及设置在断路器室(B)下端的电缆室(C)；

所述断路器室(B)内设置有隔离开关组件(4)，隔离开关组件(4)包括用于出线侧隔离和进线侧隔离的两个隔离开关，且两个隔离开关延伸至电缆室(C)中连接对应线缆；

所述机构室(A)和所述断路器室(B)之间还连接有同一个真空断路器组件(3)，真空断路器组件(3)包括多个用于控制不同通路开闭的断路器；

所述机构室(A)内设置有同时与隔离开关组件(4)和真空断路器组件(3)连接的隔离开关操作机构(2)，用于控制隔离开关组件(4)和真空断路器组件(3)的运行；

所述机构室(A)内设置有同时与隔离开关组件(4)和隔离开关操作机构(2)连接的联锁组件(1)，联锁组件(1)用于控制真空断路器组件(3)的运行、显示真空断路器组件(3)的状态，以及间歇隔开隔离开关组件(4)。

2.如权利要求1所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述柜体(5)内还设置有高压电容室(D)、低压电容室(E)，以及仪表室(F)，且在柜体(5)内的机构室(A)、电缆室(C)、断路器室(B)、高压电容室(D)、低压电容室(E)，以及仪表室(F)呈逆时针分布；

所述高压电容室(D)和低压电容室(E)并排设置并位于断路器室(B)上部，仪表室(F)位于机构室(A)的上部，仪表室(F)的内部安装整流装置和电容充电机等电器元件，柜后设计泄压通道，各功能单元发生故障后的压力向后释放，然后沿通道上行泄出，保证柜后的人身安全；

所述高压电容室(D)内的高压电容器倒装，其高压电容器上的端子延伸至断路器室(B)中。

3.如权利要求2所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述断路器室(B)与机构室(A)之间设置封板隔板，封板隔板上设置观察窗以便观察高压室电器元件状态，高压电容室(D)、低压电容室(E)和断路器室(B)之间均通过隔板形成封闭隔室。

4.如权利要求1所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述真空断路器组件(3)包括设置在机构室(A)内的机构箱(301)，以及设置在断路器室(B)内的换流断路器(303)、主断路器(304)和充电断路器(305)，机构箱(301)内设置有斥力永磁机构(3013)，用于控制断路器室(B)内的换流断路器(303)、主断路器(304)和充电断路器(305)的开闭；

所述换流断路器(303)、主断路器(304)和充电断路器(305)的下端连接有同一个机箱(302)，机箱(302)内设置有拉杆(3021)，拉杆(3021)与斥力永磁机构(3013)的驱动轴相连接，同时拉杆(3021)还分别控制连接换流断路器传动支架(3031)、主断路器传动支架(3041)和充电断路器传动支架(3051)，且换流断路器传动支架(3031)、主断路器传动支架(3041)和充电断路器传动支架(3051)分别对应控制换流断路器(303)、主断路器(304)和充电断路器(305)的开闭。

5.如权利要求4所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述机构箱(301)的上端插接有手动分闸轴(3011)，手动分闸轴(3011)的转动能够控制斥力永磁机构(3013)的工作，同时在机构箱(301)的侧壁上还插接有与斥力永磁机构(3013)输出轴相连分合闸状态拐臂(3012)用于斥力永磁机构(3013)的分合状态输出之用。

6.如权利要求1所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述隔离开关组件(4)包括底架(404)，底架(404)上设置有两组均由穿墙套管(402)、支柱绝缘子(403)和拉杆绝缘子(410)组成的单级隔离开关，两组隔离开关分别控制进线隔离和出线隔离，且在底架(404)上设置有用于接地的接地支架(401)；

两个所述隔离开关上插接有同一个主轴(406)，拉杆绝缘子(410)的一端通过连杆铰接在主轴(406)上，拉杆绝缘子(410)的下端铰接触刀(412)，随着主轴(406)的装能够带动连杆转动，通过连杆再带动拉杆绝缘子(410)转动，触刀(412)的一端铰接在穿墙套管(402)的下端，且触刀(412)的另一端随着拉杆绝缘子(410)的转动间歇与支柱绝缘子(403)上的动触头(408)接触，实现开闭；

所述主轴(406)上通过联动拐臂(405)与联动板(409)形成的曲柄结构连接接地轴(411)，接地轴(411)活动插接在底架(404)上，且接地轴(411)上连接有两个与隔离开关相对应的接地刀(407)，且接地刀(407)的活动端随着接地轴(411)的转动间歇与穿墙套管(402)下端连接的接地触头(413)连接，控制间歇控制接地；

所述主轴(406)、联动拐臂(405)与联动板(409)的结构，触刀(412)和接地刀(407)的运动方向永远都相反。

7.如权利要求1所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述隔离开关组件(4)的底架(404)与多个断路器的底面通过金属封板封闭。

8.如权利要求1所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述隔离开关操作机构(2)包括平行相对设置的后夹板(202)和前夹板(207)，以及将后夹板(202)和前夹板(207)连接在一起的多个呈矩阵分布的支撑柱(203)；

所述前夹板(207)上活动连接有主动凸轮组件，主动凸轮组件由操作轴(213)、偏心轮(214)和主动凸轮(215)连接而成，操作轴(213)活动插接在前夹板(207)上，前夹板(207)靠近后夹板(202)的一侧连接有主动凸轮(215)，且在前夹板(207)和主动凸轮(215)之间固定套接有偏心轮(214)；

在所述后夹板(202)上活动插接有与主动凸轮(215)相匹配的被动轮(216)，被动轮(216)的侧壁上开设有两个定位槽，定位槽上间歇卡接有对被动轮(216)进行限位的定位爪(217)，定位爪(217)通过活动贯穿插接的销轴(211)连接在后夹板(202)和前夹板(207)之间，销轴(211)穿过后夹板(202)的一端套接有弯板(210)，且弯板(210)的另一端触碰第一微动开关(209)，并控制第一微动开关(209)的开闭；

所述被动轮(216)随着主动凸轮(215)的转动能够自动跟转，主动凸轮(215)包括凸块和连接在凸块上并呈环形分布的多个主动牙崁，凸块能够间歇推动定位爪(217)，使定位爪(217)与定位槽脱离，被动轮(216)上连接有与主动牙崁相对应的被动牙崁，同时主动牙崁和被动牙崁存在间歇；

所述被动轮(216)穿过后夹板(202)的一端插接有输出轴，且输出轴上套接有输出拐臂(212)，输出拐臂(212)连接在隔离开关组件(4)的主轴(406)上，并控制隔离开关组件(4)的分开和接通；

所述定位爪(217)上还固定连接有套在销轴(211)上的扭簧芯套(219)，扭簧芯套(219)上套接有扭簧(218)，扭簧(218)的一端固定在定位爪(217)上，扭簧(218)的另一端固定在前夹板(207)上；

所述前夹板(207)的一侧上端固定连接有滑套安装板(205)，滑套安装板(205)的上端连接有滑套(204)，滑套(204)内能够插接有手分推杆组件(107)，手分推杆组件(107)上连接有断路器手动分闸拐臂(106)，断路器手动分闸拐臂(106)与机构箱(301)的上端插接的手动分闸轴(3011)相连接，手动分闸轴(3011)的转动能够控制斥力永磁机构(3013)的工作，手分推杆组件(107)同时还连接在联锁组件(1)中。

9.如权利要求8所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述联锁组件(1)包括操作面板(103)，操作面板(103)的内侧设置有可水平滑动的联锁挡板组件(102)，联锁挡板组件(102)包括活动板(1029)，操作面板(103)靠近活动板(1029)的一侧连接有至少两个导向螺母(109)，且导向螺母(109)滑动在活动板(1029)上水平设置的导向孔(1028)中，操作面板(103)上还连接有可以滑动的顶板(110)，顶板(110)与活动板(1029)相连接，随着活动板(1029)带动顶板(110)的移动，分合闸状态拐臂(3012)间歇触碰顶板(110)，从而对断路器的状态给出机械的指示；

所述手分推杆组件(107)插接在操作面板(103)上，手分推杆组件(107)的一端穿过操作面板(103)的一端连接有手动分闸按钮(101)，手分推杆组件(107)的另一端穿过滑套(204)连接导向轴和连接螺母(104)，且导向轴位于断路器手动分闸拐臂(106)和隔离开关操作机构(2)之间的一段上套接有复位弹簧(105)，断路器手动分闸拐臂(106)上还设置有方便导向轴滑动的滑道，通过设置复位弹簧(105)能够对按压后的手分推杆组件(107)进行伸缩调节；

所述手分推杆组件(107)包括相互连接的前凸台、凹陷部、后凸台和手分接杆，形成阶梯状结构，且在不同阶梯状厚度不同，同时活动板(1029)上设置有相互连接的窄槽(1025)、圆槽(1026)和宽槽(1027)，凹陷部的宽度与活动板(1029)的厚度相同，在活动板(1029)沿宽槽(1027)的周向连接有垫块(1021)，增加宽槽(1027)的厚度，能够限制凹陷部向宽槽(1027)内移动；

所述活动板(1029)上开设有第一滑动孔(10211)，第一滑动孔(10211)内滑动连接有支架(111)，支架(111)通过其上连接的滑块滑动在第一滑动孔(10211)中，滑块穿过第一滑动孔(10211)的一端连接有定位板(112)，且定位板(112)延伸至操作面板(103)上开设的第二滑动孔(1031)中，定位板(112)与第二滑动孔(1031)的长度相同，且定位板(112)上连接有多个第一固定孔，支架(111)靠近活动板(1029)一侧的上端开设有球面通孔，且球面通孔内连接有抵触活动板(1029)的钢珠，同时支架(111)上还连接对钢珠施加压力的板簧，使得钢珠以一定的作用力卡合在活动板(1029)上开设的定位孔(10210)中，同时在活动板(1029)上还设置有多个斜面的定位孔(10210)；

所述活动板(1029)上连接有延伸至第二滑动孔(1031)的拨片(1022)，拨片(1022)的长度小于第二滑动孔(1031)，拨片(1022)能够在第二滑动孔(1031)左右移动；

所述操作面板(103)上设置有方便插入操作手柄操作圆孔，且活动板(1029)上设置有与操作圆孔相对应的操作孔(1024)。

10.如权利要求9所述的一种铠装固定式户内高压直流金属封闭开关设备，其特征在于：所述定位孔(10210)的数量为三个，且在对应拨片(1022)在第二滑动孔(1031)移动到最右端、中间端和最左端，且分别对应隔离操作位置、手动分闸位置和运行位置。

Images