CN115967037A - 一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，包括密封气室、电缆室、和机构控制室，所述密封气室包括气箱及泄压装置、安装在所述气箱内的三相三工位组合开关，所述气箱是全密封结构并充有环保绝缘气体；任一所述三相三工位组合开关包括压气筒结构的气筒式动触座和活塞式动触头、静触头、接地静触头和拐臂，所述动触座一端固定，所述拐臂第一端和动触头的触头端两侧以连杆方式连接，所述操动机构通过传动轴连接所述拐臂第二端、驱动所述拐臂旋转的同时，带动所述动触头在所述动触座内作直线运动，实现所述三相三工位组合开关的合闸、分闸和接地操作。有益效果是基于拐臂旋转和压气筒直动的连杆组合，结构简单、操作方便。
Description
【技术领域】
本发明涉及配电电器技术领域，具体涉及一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜。
【背景技术】
目前广泛使用的配电开关(柜)包括负荷开关(柜)、组合电器(柜)和断路器(柜)等，为了提高绝缘和开断性能，较多采用SF6(六氟化硫)气体作为绝缘和开断介质，利用SF6优良的绝缘和灭弧性能，并采用全密封全绝缘方式，使绝缘和开断不受环境影响，并且体积小、安装使用简单、相比常规开关柜经济、可靠，因而在中压配电系统和用户侧得到广泛应用。但是SF6是一种具有强烈温室效应的人工合成气体，其温室效应约为CO2(二氧化碳)的23900倍，而且难以参与自然界的循环，在大气中的存续时间长达3200年，长期使用和排放必然带来严重的后果。
为此，全世界都在努力寻找SF6的理想替代气体，但到目前为止这一目标仍不理想；同时其他的解决方案也在积极进行，如采用传统的产气、压气或相结合的灭弧方式，或采用固体绝缘、常压空气绝缘负荷开关(柜)等，以及像环保气体绝缘充气柜那样，采用氮气、干燥空气或其他环保气体绝缘+真空开合单元的技术路线和结构方式，这些都得到了一定的研究和应用，但也带来另一些问题，如产气、压气式不仅尺寸空间要求较大而且不利于密封环境应用，电弧分解物会影响电寿命；固体绝缘柜采用的环氧树脂本身就是难降解的材料，大量使用后废弃环氧树脂的处理和降解又将成为环保问题；常压空气绝缘实际不是全密封绝缘，长期运行后仍会不同程度地受到凝露和大气污染影响；环保气体绝缘+真空开合单元的方式虽然具有合理性，但目前的结构普遍沿用SF6气体绝缘+真空开合单元的断路器柜结构方式，即隔离开关(或三工位开关)采用闸刀式，而且与真空开合单元是独立分开的，操动机构也是各自配备，使负荷开关(柜)的结构像断路器(柜)那样，甚至可以说就是断路器(柜)用做负荷开关(柜)，而且隔离开关(或三工位开关)普遍沿用闸刀式，既不利于电场优化缩小体积也不利于改进动、热耐受水平，因而结构功能重复、操作复杂、成本高，影响了其在配电和新能源领域的推广应用。
本发明通过旋转、直动组合和压气式、去离子栅结合，并且共用一套动触头、主触头和弧触头分离的综合灭弧技术，对环保气体负荷开关柜作了技术改进。
【发明内容】
本发明的目的是，提供一种基于拐臂旋转和压气筒直动的连杆组合，结构简单、操作方便、成本低的环保气体负荷开关柜。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，包括密封气室、电缆室、和机构控制室，所述密封气室包括气箱及安装在所述气箱外的泄压装置、安装在所述气箱内的三相三工位组合开关，所述气箱是全密封结构并充有环保绝缘气体；所述电缆室包括用于电缆连接的电缆套管；所述机构控制室包括用于电气、机械控制和联锁的操动机构；所述气箱内还包括母线、连接导体和穿越所述气箱的母线套管，所述三相三工位组合开关通过母线套管连接母线实现柜间母线的扩展，所述三相三工位组合开关通过连接导体与所述电缆套管连接实现电缆连接；任一所述三相三工位组合开关包括压气筒结构的气筒式动触座和活塞式动触头、静触头、接地静触头和拐臂，所述动触座一端固定，所述拐臂第一端和动触头的触头端两侧以连杆方式连接，所述操动机构通过传动轴连接所述拐臂第二端、驱动所述拐臂旋转的同时，带动所述动触头在所述动触座内作直线运动，控制所述动触头和所述静触头的合、分，以及控制所述动触头和所述接地静触头的分、合，实现所述三相三工位组合开关的合闸、分闸和接地操作。
进一步地，所述动触头包括触管、固定在所述触管一端的蜂窝孔状动弧触头、喷口和拐臂座、以及固定在所述触管另一端的活塞；所述静触头包括静主触头、静触头弹簧、尖杆状静弧触头、布置在静弧触头正面的缓冲垫和布置在静弧触头背面的去离子栅；所述静弧触头与所述静主触头同轴固定在接线铜排上，并且所述静弧触头在轴向高出所述静主触头，所述静主触头为杯状圆筒结构，杯底与接线铜排固定，杯口为花瓣触头，在所述静触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触；所述触管、所述动弧触头、所述喷口、所述活塞和所述拐臂座同轴固定，所述拐臂座通过两个左右对称布置的轴凸与所述拐臂第一端转动连接，所述动弧触头固定在所述触管内并在轴向高出所述触管、但低于所述喷口；所述活塞式动触头和所述静触头分时、所述静主触头与所述触管先分离、所述静弧触头和所述动弧触头后分离、通过所述喷口和去离子栅熄灭电弧，所述活塞式动触头和所述静触头合时、所述静弧触头先插入所述动弧触头、所述触管后插入所述静主触头、通过所述喷口和缓冲垫缓冲冲击。
进一步地，任一所述三相三工位组合开关还包括金属底架、两块绝缘支撑板、绝缘座、接地短接铜排；所述压气筒结构的气筒式动触座和活塞式动触头由所述绝缘支撑板固定在所述金属底架中间，并且与所述金属底架的轴孔一起让所述传动轴穿越连接所述拐臂第二端以驱动所述拐臂旋转；所述静触头通过所述绝缘座固定在所述金属底架上侧，所述静弧触头低于所述绝缘座外沿钟罩，使所述静触头置于所述绝缘座外沿钟罩内，所述去离子栅安装在所述绝缘座内；所述接地静触头直接与所述接地短接铜排一起固定在所述金属底架下侧；所述拐臂旋转使得所述动触头接触连接所述静触头时是合位置，所述拐臂旋转使得所述动触头接触连接所述接地静触头时是地位置，所述拐臂旋转使得所述拐臂和所述压气筒结构呈直线时是分位置。
进一步地，所述动触座包括气筒、固定座、汇流排、引流排、动触管、触头弹簧、圆柱、弹簧；所述动触管为圆筒结构，一端固定在所述气筒内，另一端做成花瓣触头在所述触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触；所述活塞在所述气筒和所述动触管内上下滑动构成压气筒结构，通过压缩所述气筒内的气体在分闸时通过所述喷口吹灭电弧、在合闸时缓冲冲击；所述气筒使用绝缘材料制成，由两个轴线正交的大圆筒和小圆筒构成，所述小圆筒与所述圆柱同轴固定并随所述圆柱转动，所述大圆筒一端与所述动触管相连、另一端的端面封闭；所述动触管以两侧所述圆柱为转动轴，所述圆柱的凹孔与所述汇流排间安装有所述弹簧，使所述动触管与两侧所述汇流排间通过所述圆柱、所述弹簧构成旋转电接触，同时所述动触管与所述触管构成直线滑动电接触，使所述动触头以两侧所述圆柱为轴转动、以所述动触管为导向进行直线运动并构成导电回路。
优选地，所述固定座设置有限制所述动触头和所述静触头合动作的合闸限位、和限制所述动触头和所述接地静触头地动作的接地限位。
优选地，所述静弧触头、所述动弧触头端部均为耐弧材料；所述去离子栅由若干平行布置的加弯钢板和过滤网组成，所述加弯钢板上布置有若干紊流冲孔、相互间绝缘并保持气隙间距，所述过滤网是网格密度的金属网，固定在所述去离子栅的最上面；所述绝缘座、所述接线铜排、所述静主触头的结合部布置有蜂窝状通气孔，用于将高温电弧气体引导至所述去离子栅冷却和过滤。
优选地，所述动触头、所述动弧触头、所述静触头、所述静弧触头、所述接地静触头、所述动触管均采用圆柱、圆筒、圆头结构及组合，相互间的电接触方式均为同轴圆滑动电接触方式；所述绝缘支撑板、所述固定座、所述绝缘座采用固体绝缘材料浇筑并构成一体。
优选地，所述接地静触头包括接地静主触头、接地静触头弹簧、尖杆状接地静弧触头、和布置在静弧触头正面的接地缓冲垫；所述接地静弧触头与所述接地静主触头同轴固定在接地短接铜排上，并且所述接地静弧触头在轴向高出所述接地静主触头，所述接地静主触头为杯状圆筒结构，杯底与所述接地短接铜排固定，杯口为花瓣触头，在所述接地静触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触。
优选地，
所述动触头从合位置在所述拐臂的驱动下开始分动作时，一方面所述动触头与所述动触管一起以两侧所述圆柱为轴转动，另一方面所述动触头与所述动触管相对直线运动，同时所述静弧触头在分闸开始阶段堵塞所述喷口、所述活塞在所述气筒内预压缩气体，直到所述喷口与所述静弧触头分离时和分离后，预压缩的气体和所述活塞随所述动触头继续分运动压缩的气体一起通过所述喷口吹灭电弧，并随着所述动触头和所述静触头的继续快速分离，最后到达和停留在分位置；
所述动触头从分位置在所述拐臂的驱动下开始合动作时，一方面所述动触头进行转动和直动中与所述静触头快速接近，当所述静弧触头插入所述喷口后，将堵塞所述喷口使所述活塞在所述气筒内压缩气体从而缓冲所述动触头的合冲击，使所述动触头在所述缓冲垫、所述合闸限位联合限制下平缓到达和停留在合位置。
所述动触头从地位置在所述拐臂的驱动下开始分动作时，一方面所述动触头与所述动触管一起以两侧所述圆柱为轴转动，另一方面所述动触头与所述动触管相对直线运动，同时所述接地静弧触头在分闸开始阶段堵塞所述喷口、所述活塞在所述气筒内预压缩气体，直到所述喷口与所述接地静弧触头分离时和分离后，并随着所述动触头和所述接地静触头的继续快速分离，最后到达和停留在分位置；
所述动触头从分位置在所述拐臂的驱动下开始地动作时，一方面所述动触头进行转动和直动中与所述接地静触头快速接近，当所述接地静弧触头插入所述喷口后，将堵塞所述喷口使所述活塞在所述气筒内压缩气体从而缓冲所述动触头的合冲击，使所述动触头在所述缓冲垫、所述接地限位联合限制下平缓到达和停留在地位置。
优选地，所述接地静触头布置在所述金属底架上侧，所述接地静触头布置在所述金属底架下侧，或者只布置所述静触头，或者只布置所述接地静触头；所述母线套管是内锥型的，安装在所述密封气室内上部侧面并通过母线连接器实现开关柜间母线的连接和扩展；或者，所述母线套管是外锥型的，安装在所述密封气室的顶外部并通过绝缘母线实现开关柜间母线的连接和扩展。
本发明一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜有如下有益效果：所述组合开关由旋转、直动组合和压气式、去离子栅相结合的负荷开关和接地开关组成，并且共用一套动触头，采用主触头和弧触头分离运用去离子栅进行综合灭弧；所述操动机构通过传动轴和拐臂驱动所述动触头进行旋转和直线运动，与静触头构成所述负荷开关的合、分，与接地静触头构成所述接地开关的分、地，实现所述负荷开关柜的合闸、分闸(隔离)和接地功能，从而在较小空间内实现配电开关柜环保化、提高电寿命，并通过功能组合简化结构和操作，提升产品可靠性、降低产品成本。
【附图说明】
图1是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜三维立体视图。
图2是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1、电缆室2、机构控制室3左侧板后的左视图。
图3是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜A-A向剖视图。
图4是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜I局部放大视图。
图5是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜II局部放大视图。
图6是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜III局部放大视图。
图7是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的合闸状态示意图。
图8是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的分闸状态示意图。
图9是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的接地状态示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下：1、密封气室，2、电缆室，3、机构控制室，4、气箱，5、泄压装置，6、组合开关，601、负荷开关，602、接地开关，7、电缆套管，8、操动机构，9、母线，10、连接排，11、母线套管，12、连接导体，13、传动轴，14、拐臂，21、金属底架，22、动触座，23、动触头，24、绝缘支撑板，25、绝缘座，26、静触头，27、接地静触头，28、接地短接铜排，31、固定座，311、合闸限位，312、接地限位，32、汇流排，33、引流排，34、动触管，35、触头弹簧，36、圆柱，37、气筒，38、弹簧，41、触管，42、动弧触头，43、喷口，44、拐臂座，45、活塞，51、接线铜排，52、静主触头，53、静弧触头，54、缓冲垫，55、去离子栅，551、加弯钢板，552、过滤网，56、静触头弹簧，61、负荷开关操作孔，62、接地开关操作孔，63、输出轴。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
本实施例实现一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜。
本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其中三相三工位组合开关的负荷开关垂直布置、接地开关水平布置，两者共用同一组动触头、主触头和弧触头分离。
图1是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜三维立体视图。如附图1所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，是三相三工位负荷开关柜(以下简称为柜)，该柜包含密封气室1、电缆室2、机构控制室3。机构控制室3的前面板上设置有负荷开关操作孔61和接地开关操作孔62。
图2是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1、电缆室2、机构控制室3左侧板后的左视图。如图2所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述密封气室1位于所述的柜的后面上部并是完全密封的，所述密封气室1包含气箱4及组合开关6等并充有环保气体(如干燥空气、氮气等)；所述组合开关6为三相结构，分别为A相、B相、C相。
图3是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜A-A向剖视图。如附图2、附图3所示，本实施例所述组合开关6的上面，母线9通过两侧的母线套管11连接并实现柜间母线的扩展，所述组合开关6的下面通过连接导体12与所述的电缆套管7连接实现电缆连接，所述组合开关6的前面通过传动轴13与操动机构8的输出轴63连接；所述电缆室2位于所述的柜的下部，包含用于电缆连接的所述的电缆套管7；所述机构控制室3位于所述的柜的前面上部，包含操动机构8及其电气、机械控制和联锁等装置。
如附图2，附图3所示，所述密封气室1包括气箱4及安装在所述气箱4外的泄压装置5、安装在所述气箱4内的三相三工位组合开关6，所述气箱4是全密封结构并充有环保气体；所述组合开关6由旋转、直动组合的压气式负荷开关601和接地开关602组成；所述电缆室2包括用于电缆连接的电缆套管7；所述机构控制室3包括用于电气、机械控制和联锁的操动机构8；所述气箱4内还包括母线9、连接排10和穿越所述气箱的母线套管11，所述组合开关6通过所述母线套管11连接母线实现柜间母线的扩展，所述组合开关6通过连接导体12与所述电缆套管7连接实现电缆连接；所述操动机构8通过传动轴13和拐臂14控制所述负荷开关601的合、分，和所述接地开关602的分、地，实现所述负荷开关柜的合闸、分闸和接地。
图4是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜I局部放大视图。图5是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜II局部放大视图。图6是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜III局部放大视图。如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述组合开关6包括金属底架21、动触座22、动触头23、所述动触头23两侧的绝缘支撑板24、绝缘座25、静触头26、接地静触头27、接地短接铜排28、所述传动轴13和所述动触头23两侧的所述拐臂14。如附图4、附图6所示，所述动触座22包括与所述绝缘支撑板24一端合成一体或固定的固定座31、汇流排32、引流排33、动触管34、触头弹簧35、圆柱36、气筒37、弹簧38。如附图4、附图5所示，所述动触头23包括触管41、固定在所述触管41一端的动弧触头42、喷口43和拐臂座44、以及固定在所述触管41另一端的活塞45。如附图3、附图5所示，所述静触头26包含接线铜排51、静主触头52、静弧触头53、静触头弹簧56、缓冲垫54和去离子栅55；如附图3所示，所述接地静触头27包括与所述静触头26相同的接地静主触头、接地静弧触头、接地静触头弹簧和接地缓冲垫；如附图1、附图2所示，所述操动机构8的正面包含所述负荷开关601操作孔61、所述接地开关602操作孔62，以及后面的所述输出轴63。
如附图1、附图2、附图3所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述操动机构8的正面有负荷开关操作孔61和接地开关操作孔62，用于手动操作，分别对应所述负荷开关601和所述接地开关602的操作，后面有一个输出轴63，所述输出轴63与所述传动轴13连接传动；操作时所述操动机构8先储存能量，当到达拐点时快速释放能量通过所述输出轴63驱动所述传动轴13、以及所述拐臂14驱动所述动触头23快速运动；所述动触头23在所述拐臂14的驱动下在所述绝缘支撑板24上部进行旋转和直线运动，与所述静触头26构成所述负荷开关601的合、分(隔离)，在所述绝缘支撑板24下部运动，与所述接地静触头27构成所述接地开关602的地、分(隔离)，从而实现所述负荷开关柜的合闸、分闸(隔离)和接地功能。
如图3、图4、图5、图6所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述静触头26通过所述绝缘座25固定在所述金属底架21上侧，所述静弧触头53与所述静主触头52同轴固定在所述接线铜排51上，并且所述静弧触头53在轴向高出所述静主触头52一定距离、但低于所述绝缘座25外沿钟罩一定距离，使所述静触头26置于所述绝缘座25外沿钟罩内；所述静主触头52为杯状圆筒结构，杯底与所述接线铜排51固定，杯口为花瓣触头，在所述静触头弹簧56的收紧应力作用下，或选用自力型触头，与所述动触头23构成滑动电接触；所述接地静触头27直接与所述接地短接铜排28一起固定在所述金属底架21下侧；所述静弧触头53、所述动弧触头42端部均为耐弧材料(如钨或铜钨合金等)；所述动触座22位于所述负荷开关601和所述接地开关602的正中间，由两侧所述绝缘支撑板24固定在所述金属底架21中间，所述固定座31一端与所述绝缘支撑板连成一体或固定，另一端与所述金属底架21固定，并且与所述金属底架21的轴孔一起让所述传动轴13穿越以驱动所述拐臂14实现三相联动；所述动触管34为圆筒结构，一端固定在所述气筒37内，另一端做成花瓣触头在所述触头弹簧35的收紧应力作用下，或选用自力型触头，与所述动触头23构成滑动电接触；所述气筒37由绝缘材料制成，有大、小两个轴线正交的圆筒构成，小圆筒与所述圆柱36同轴固定并随所述圆柱36转动，大圆筒一端与所述动触管34相连、另一端的端面封闭；所述动触管34以两侧所述圆柱36为转动轴，所述圆柱36的凹孔与所述汇流排32间安装有所述弹簧38，使所述动触管34与两侧所述汇流排32间通过所述圆柱36、所述弹簧38构成旋转电接触，同时所述动触管34与所述触管41构成直线滑动电接触，使所述动触头23以两侧所述圆柱36为轴转动、以所述动触管34为导向进行直线运动并构成导电回路；所述触管41、所述动弧触头42、所述喷口43、所述活塞45和所述拐臂座44同轴固定，所述动弧触头42固定在所述触管41内并在轴向高出所述触管41一定距离、但低于所述喷口43一定距离，所述活塞45在所述气筒37和所述动触管34内上下滑动构成所述动触头23的压气筒结构，通过压缩所述气筒37内的气体在分闸中通过所述喷口43吹灭电弧、在合闸中缓冲冲击；所述动触头23两侧的所述拐臂14，一端与所述传动轴13固定相连，另一端与所述拐臂座44两侧对称的轴凸转动相连；所述固定座31有合闸限位311和接地限位312、所述拐臂14与所述拐臂座44两侧的轴凸连接的孔为一定的孔，使所述触管41与所述静主触头52更好接触；所述去离子栅55安装在所述绝缘座25内，由若干平行布置的加弯钢板551和过滤网552组成，安装在所述静触头26上方，各所述加弯钢板551上布置有若干紊流冲孔、相互间绝缘并保持一定气隙间距，所述过滤网552是一定网格密度的金属网，固定在所述去离子栅55的最上面。
如图3、图4、图5、图6所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述动触头23、所述动弧触头42、所述静触头26、所述静弧触头53、所述接地静触头27、所述动触管34均采用圆柱、圆筒、圆头结构及其组合，相互间的电接触方式均为同轴圆滑动电接触方式；所述绝缘支撑板24、所述固定座31、所述绝缘座25采用固体绝缘材料浇筑并构成一体；所述绝缘座25、所述接线铜排51、所述静主触头52的结合部均布置有一定蜂窝状通气孔，将高温电弧气体引导至所述去离子栅55冷却和过滤。
图7是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的合闸状态示意图。图8是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的分闸状态示意图。图9是一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜隐藏密封气室1后板后的接地状态示意图。如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本实施例一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，所述动触头23从合位置在所述拐臂14的驱动下开始所述负荷开关601的分时，一方面所述动触头23与所述动触管34一起以两侧所述圆柱36为轴转动，另一方面所述动触头23与所述动触管34相对直线运动，所述静主触头52与所述触管41先分离、同时所述静弧触头53在分闸开始阶段堵塞所述喷口43、所述活塞45在所述气筒37内预压缩气体，直到所述喷口43与所述静弧触头53分离时和分离后，预压缩的气体和所述活塞45随所述动触头23继续分运动压缩的气体一起通过所述喷口43吹灭电弧，并随着所述动触头23和所述静触头26的继续快速分离，最后到达和停留在分位置；所述动触头23从分位置在所述拐臂14的驱动下开始所述负荷开关601的合时，同样在所述动触头23进行转动和直动中与所述静触头26快速接近，在所述触管41插入所述静主触头52前，所述静弧触头53先插入所述喷口43，从而堵塞所述喷口43使所述活塞45在所述气筒37内压缩气体而缓冲所述动触头23的合冲击，使所述动触头23在所述缓冲垫54、所述合闸限位311联合限制下平缓到达和停留在合闸位置；所述动触头23在所述拐臂14的驱动下进行所述接地开关602的地、分时，除所述动触头23的运动方向不同、所述合闸限位311变成所述接地限位312外，与所述负荷开关601的合、分过程相同。
如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，所述动触头23在所述负荷开关601的合位置时，所述触管41与所述静主触头52间的滑动接触是主导电回路，所述动弧触头42与所述静弧触头53间的滑动接触是辅助燃弧回路，从而提高所述负荷开关601的可靠性和电寿命；分时，由于所述动弧触头42和所述静弧触头53的相对轴向高出而分离较晚，在所述静主触头52与所述触管41分离时和分离后，电弧才在两者间燃烧并在分过程产生的压缩气体和所述喷口43的共同作用下被吹灭，高温电弧气体将受到所述绝缘座25外沿钟罩的约束并向上到达所述去离子栅55进一步被冷却和过滤，从而减少相间影响和气体污染，顺利完成电流开断和分；合时，由于所述动弧触头42和所述静弧触头53的相对轴向高出而接触较早，电弧将先在两者间、在相互接触前产生，并在相互接触后熄灭，然后所述触管41与所述静主触头52接触，从而完成电流关合和合；所述绝缘座25和所述去离子栅55在合、分过程中，通过所述绝缘座25外沿钟罩的烟囱效应分隔、吸排高温电弧气体、和所述去离子栅55的冷却和过滤，减少电弧污染和相间影响；所述动触头23在两侧所述拐臂14的驱动下进行所述接地开关602的地、分时，除所述动触头23的运动方向不同外，与所述负荷开关601的合、分过程相同。
进一步地，所述组合开关6的所述负荷开关601和所述接地开关602可根据需要组合使用，如下面负荷开关上面接地开关、或上面下面都为负荷开关或接地开关，也可简化为单一的负荷开关或接地开关独立使用；所述母线套管11是内锥型的，安装在所述密封气室4内上部侧面并通过母线连接器实现开关柜间母线的连接和扩展；或者，所述母线套管11是外锥型的，安装在所述密封气室4的顶外部并通过绝缘母线实现开关柜间母线的连接和扩展。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，包括密封气室、电缆室、和机构控制室，其特征在于：所述密封气室包括气箱及安装在所述气箱外的泄压装置、安装在所述气箱内的三相三工位组合开关，所述气箱是全密封结构并充有环保绝缘气体；所述电缆室包括用于电缆连接的电缆套管；所述机构控制室包括用于电气、机械控制和联锁的操动机构；所述气箱内还包括母线、连接导体和穿越所述气箱的母线套管，所述三相三工位组合开关通过母线套管连接母线实现柜间母线的扩展，所述三相三工位组合开关通过连接导体与所述电缆套管连接实现电缆连接；任一所述三相三工位组合开关包括压气筒结构的气筒式动触座和活塞式动触头、静触头、接地静触头和拐臂，所述动触座一端固定，所述拐臂第一端和动触头的触头端两侧以连杆方式连接，所述操动机构通过传动轴连接所述拐臂第二端、驱动所述拐臂旋转的同时，带动所述动触头在所述动触座内作直线运动，控制所述动触头和所述静触头的合、分，以及控制所述动触头和所述接地静触头的分、合，实现所述三相三工位组合开关的合闸、分闸和接地操作。
2.根据权利要求1所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述动触头包括触管、固定在所述触管一端的蜂窝孔状动弧触头、喷口和拐臂座、以及固定在所述触管另一端的活塞；所述静触头包括静主触头、静触头弹簧、尖杆状静弧触头、布置在静弧触头正面的缓冲垫和布置在静弧触头背面的去离子栅；所述静弧触头与所述静主触头同轴固定在接线铜排上，并且所述静弧触头在轴向高出所述静主触头，所述静主触头为杯状圆筒结构，杯底与接线铜排固定，杯口为花瓣触头，在所述静触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触；所述触管、所述动弧触头、所述喷口、所述活塞和所述拐臂座同轴固定，所述拐臂座通过两个左右对称布置的轴凸与所述拐臂第一端转动连接，所述动弧触头固定在所述触管内并在轴向高出所述触管、但低于所述喷口；所述活塞式动触头和所述静触头分时、所述静主触头与所述触管先分离、所述静弧触头和所述动弧触头后分离、通过所述喷口和去离子栅熄灭电弧，所述活塞式动触头和所述静触头合时、所述静弧触头先插入所述动弧触头、所述触管后插入所述静主触头、通过所述喷口和缓冲垫缓冲冲击。
3.根据权利要求2所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：任一所述三相三工位组合开关还包括金属底架、两块绝缘支撑板、绝缘座、短接铜排；所述压气筒结构的气筒式动触座和活塞式动触头由两块所述绝缘支撑板固定在所述金属底架中间，并且与所述金属底架的轴孔一起让所述传动轴穿越连接所述拐臂第二端以驱动所述拐臂旋转；所述静触头通过所述绝缘座固定在所述金属底架上侧，所述静弧触头低于所述绝缘座外沿钟罩，使所述静触头置于所述绝缘座外沿钟罩内，所述去离子栅安装在所述绝缘座内；所述接地静触头直接与所述短接铜排一起固定在所述金属底架下侧；所述拐臂旋转使得所述动触头接触连接所述静触头时是合位置，所述拐臂旋转使得所述动触头接触连接所述接地静触头时是地位置，所述拐臂旋转使得所述拐臂和所述压气筒结构呈直线时是分位置。
4.根据权利要求3所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述动触座包括气筒、固定座、汇流排、引流排、动触管、触头弹簧、圆柱、弹簧；所述动触管为圆筒结构，一端固定在所述气筒内，另一端做成花瓣触头在所述触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触；所述活塞在所述气筒和所述动触管内上下滑动构成压气筒结构，通过压缩所述气筒内的气体在分闸时通过所述喷口吹灭电弧、在合闸时缓冲冲击；所述气筒使用绝缘材料制成，由两个轴线正交的大圆筒和小圆筒构成，所述小圆筒与所述圆柱同轴固定并随所述圆柱转动，所述大圆筒一端与所述动触管相连、另一端的端面封闭；所述动触管以两侧所述圆柱为转动轴，所述圆柱的凹孔与所述汇流排间安装有所述弹簧，使所述动触管与两侧所述汇流排间通过所述圆柱、所述弹簧构成旋转电接触，同时所述动触管与所述触管构成直线滑动电接触，使所述动触头以两侧所述圆柱为轴转动、以所述动触管为导向进行直线运动并构成导电回路。
5.根据权利要求4所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述固定座设置有限制所述动触头和所述静触头合动作的合闸限位、和限制所述动触头和所述接地静触头地动作的接地限位。
6.根据权利要求5所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述静弧触头、所述动弧触头端部均为耐弧材料；所述去离子栅由若干平行布置的加弯钢板和或过滤网组成，所述加弯钢板上布置有若干紊流冲孔、相互间绝缘并保持气隙间距，所述过滤网是网格密度的金属网，固定在所述去离子栅的上面；所述绝缘座、所述接线铜排、所述静主触头的结合部布置有蜂窝状通气孔，用于将高温电弧气体引导至所述去离子栅冷却和过滤。
7.根据权利要求6所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述动触头、所述动弧触头、所述静触头、所述静弧触头、所述接地静触头、所述动触管均采用圆柱、圆筒、圆头结构及组合，相互间的电接触方式均为同轴圆滑动电接触方式；所述绝缘支撑板、所述固定座、所述绝缘座采用固体绝缘材料浇筑并构成一体。
8.根据权利要求8所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述接地静触头包括接地静主触头、接地静触头弹簧、尖杆状接地静弧触头、和布置在静弧触头正面的接地缓冲垫；所述接地静弧触头与所述接地静主触头同轴固定在接地短接铜排上，并且所述接地静弧触头在轴向高出所述接地静主触头，所述接地静主触头为杯状圆筒结构，杯底与接地短接铜排固定，杯口为花瓣触头，在所述接地静触头弹簧的收紧应力作用下，与所述动触头构成滑动电接触。
9.根据权利要求8所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：
所述动触头从合位置在所述拐臂的驱动下开始分动作时，一方面所述动触头与所述动触管一起以两侧所述圆柱为轴转动，另一方面所述动触头与所述动触管相对直线运动，同时所述静弧触头在分闸开始阶段堵塞所述喷口、所述活塞在所述气筒内预压缩气体，直到所述喷口与所述静弧触头分离时和分离后，预压缩的气体和所述活塞随所述动触头继续分运动压缩的气体一起通过所述喷口吹灭电弧，并随着所述动触头和所述静触头的继续快速分离，最后到达和停留在分位置；
所述动触头从分位置在所述拐臂的驱动下开始合动作时，一方面所述动触头进行转动和直动中与所述静触头快速接近，当所述静弧触头插入所述喷口后，将堵塞所述喷口使所述活塞在所述气筒内压缩气体从而缓冲所述动触头的合冲击，使所述动触头在所述缓冲垫、所述合闸限位联合限制下平缓到达和停留在合位置。
所述动触头从地位置在所述拐臂的驱动下开始分动作时，一方面所述动触头与所述动触管一起以两侧所述圆柱为轴转动，另一方面所述动触头与所述动触管相对直线运动，同时所述接地静弧触头在分闸开始阶段堵塞所述喷口、所述活塞在所述气筒内预压缩气体，直到所述喷口与所述接地静弧触头分离时和分离后，并随着所述动触头和所述接地静触头的继续快速分离，最后到达和停留在分位置；
所述动触头从分位置在所述拐臂的驱动下开始地动作时，一方面所述动触头进行转动和直动中与所述接地静触头快速接近，当所述接地静弧触头插入所述喷口后，将堵塞所述喷口使所述活塞在所述气筒内压缩气体从而缓冲所述动触头的合冲击，使所述动触头在所述缓冲垫、所述接地限位联合限制下平缓到达和停留在地位置。
10.根据权利要求9所述的一种旋转、直动组合的压气式环保气体负荷开关柜，其特征在于：所述接地静触头布置在所述金属底架上侧，所述接地静触头布置在所述金属底架下侧，或者只布置所述静触头，或者只布置所述接地静触头；所述母线套管是内锥型的，安装在所述密封气室内上部侧面并通过母线连接器实现开关柜间母线的连接和扩展；或者，所述母线套管是外锥型的，安装在所述密封气室的顶外部并通过绝缘母线实现开关柜间母线的连接和扩展。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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