CN201655658U - 一种真空负荷开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空负荷开关，包括箱体、负荷开关单元、隔离开关单元、辅助装置；负荷开关单元、隔离开关单元为一独立的模块单元，负荷开关单元设置为永磁机构或弹簧机构；进线端绝缘支柱和出线端绝缘支柱设置在一密封的箱体外部，箱体外部设有二次接线盒、压力表、分合闸指示窗；所述隔离开关单元、负荷开关单元、连接进线绝缘支柱和负荷开关单元的进线端软连接、连接出线绝缘支柱和隔离开关单元的出线端软连接设置在箱体内部；箱体全密封，且内部填充有绝缘气体。本实用新型采用箱体全密封技术，防护等级达到IP67，不受外界环境条件的影响，保证产品运行的可靠性，实现模块化、组合化。

Description

一种真空负荷开关

技术领域

本实用新型涉及一种负荷开关，属于电网中电力输送及控制用途的电器装置，更具体地，涉及一种采用气体绝缘技术、可配置隔离单元的户外真空负荷开关。

背景技术

众所周知，负荷开关在配电网中的运用已比较广泛，在现有技术中，负荷开关主要分为两种，一种是产气灭弧的负荷开关，手动操作，自动化程度低，应用较为局限。另一种是生产真空灭弧的负荷开关，操作机构手动机构和简易弹簧机构，采用空气绝缘敞开式结构或固封极柱形式，体积较大且主导电回路和传动部分全裸露在空气中，受外部环境的影响较大，经常发生拒动现象，自动化程度低，可靠性不高。如FZW16A-12型真空负荷开关，为敞开式结构，手动操作，真空灭弧室并联接入主导电回路中，所有主导电回路和传动部分均暴露在空气中。虽然该结构的真空负荷开关采用了真空灭弧室灭弧，关合负荷电流容量大，结构简单、价格低。但是由于灭弧室只有在分合时起到灭弧作用，所有主导电回路和传动部分暴露在空气中，存在以下缺陷：1：手动操作、自动化程度低；2：主导电回路和传动部件暴露在空气中易氧化，使用周期短、危险性大；3：体积大，不适合城市配网使用；4：本体不带电流互感器，不具备信号采样功能的缺陷。随着电网自动化程度的不断提高，对所使用在电网中开关设备的自动化程度提出了更高的要求，该现有的真空负荷开关已不能满足要求。

另一种实例是SF6负荷开关，如ABB公司生产的NXB型SF6负荷开关，韩国生产的SPG型SF6负荷开关，东芝公司生产的PVS型SF6负荷开关。其结构全部采用箱式，全焊接、全密封，配用手动或电动弹簧机构，箱体内充SF₆气体作为绝缘介质，通过压气式灭弧或旋转式灭弧原理实现灭弧，具有全密封结构设计，户外适应能力强，内装电流互感器，配手动或电动弹簧机构等优点，但是价格昂贵高、结构相对复杂。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷的具备气体绝缘性能的真空负荷开关，采用模块单元设置，所有导电回路和传动部件与外部空气隔离，不受外界环境条件的影响，结构简单经济，运行可靠性高。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种真空负荷开关，其特征在于：所述真空负荷开关具有箱体、负荷开关单元、隔离开关单元和辅助装置；所述负荷开关单元、隔离开关单元并列设置在所述箱体内部且相互独立；所述箱体外部设置有进线端绝缘支柱和出线端绝缘支柱；所述辅助装置设置在箱体外部；所述箱体全密封，且内部填充有绝缘气体。

其中，所述负荷开关单元设置为永磁机构或弹簧操作。

其中，所述进线端绝缘支柱和出线端绝缘支柱均为一体化设置，各具有一组伞裙，其伞裙内置有电流互感器线圈，线圈的二次出线通过绝缘支柱的底部引出。

其中，所述进线端绝缘支柱、进线端软连接、设置在所述负荷开关单元内的真空灭弧室、所述隔离开关单元的隔离刀片、能与连接隔离开关单元相连接的接线座、出线端软连接、出线端绝缘支柱构成导电回路。

其中，所述隔离开关单元设置有手动操作机构，所述手动操作机构连接有操作手柄，其设置在所述箱体外。

其中，所述永磁机构设置为电动控制或手动控制。

其中，所述永磁机构设置有手动分闸机构，所述手动分闸机构连接有操作手柄，其设置在箱体外。

其中，所述辅助装置包括压力表、二次接线盒、分合闸指示窗和分合指示标志板。

其中，所述负荷开关单元和进线绝缘支柱之间间隙滑动连接，所述隔离开关单元和出线绝缘支柱之间间隙滑动连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的真空负荷开关采用箱体全密封技术，防护等级达到IP67，不受外界环境条件的影响，保证产品运行的可靠性，实现模块化、组合化。

附图说明

图1为本实用新型的真空负荷开关主剖视示意图；

图2为图1中本实用新型的真空负荷开关左侧示意图；

图3为图1中本实用新型的真空负荷开关去掉箱体上部后的俯视示意图；

图4为本实用新型的真空负荷开关主视示意图；

图5为本实用新型的真空负荷开关进线端绝缘支柱示意图；

图6为图5中本实用新型的真空负荷开关进线端绝缘支柱的左视示意图；

图7为本实用新型的真空负荷开关中负荷开关单元的正视示意图；

图8为图7中负荷开关单元的左视示意图；

图9为图7中负荷开关单元的显示出安装状况的右视示意图；

图10为本实用新型的真空负荷开关的隔离开关单元合闸状态的主视示意图；

图11为本实用新型的真空负荷开关的隔离开关单元分闸状态的主视示意图；

图12为本实用新型的真空负荷开关的隔离开关单元的俯视示意图；

图13为本实用新型的负荷开关单元的永磁机构剖视示意图。

其中：1：进线端绝缘支柱；2：出线端绝缘支柱；3：箱体；4：隔离开关单元；5：负荷开关单元；10：伞裙；11：进线端软连接；12：互感器二次出线端子；13：导电杆；14：固定嵌件；15：电流互感器；21：出线端软连接；31：二次接线盒；32：压力表；33：分合闸指示窗；34：三角架；40：手动操作机构；41：绝缘座；42：接线座；43：隔离刀片；44：绝缘拉杆；45：驱动拐臂；46：闭锁拐臂；47：转动轴；48：止挡销；50：分闸操作机构；51：固定座；52：绝缘支架；501：凸轮轴；502：轴承座；521：螺栓；53：真空灭弧室；54：螺杆；55：绝缘拉杆；56：压力弹簧；57：销；58：绝缘拐臂；581：螺栓；582：分合指示标志板；59：永磁机构；590：合闸顶杆；591：导向杆；592：螺栓；593：合闸线圈；594：动铁芯；595：磁扼筒；596：永磁体；597：分闸线圈；598：外壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，为本实用新型的真空负荷开关主剖视示意图。本实用新型的真空负荷开关具有的负荷开关单元、隔离开关单元、导电回路、箱体、辅助功能模块，负荷开关单元、隔离开关单元为一独立的模块单元，安装在全密封的箱体内。本实用新型的真空负荷开关具有一箱体3，在箱体3的上面设置有进线端绝缘支柱1、出线端绝缘支柱2，在箱体3的底面设置有二次接线盒31、压力表32、分合闸指示窗33，隔离开关单元4、负荷开关单元5、进线端软连接11、出线端软连接21设置在箱体3内。

如图2、图3和图4所示，隔离开关单元4设有手动操作机构40，手动操作机构40连接的操作手柄设置在箱体3外。负荷开关单元5具有永磁机构59，所述永磁机构59可以电动控制，也可通过手动控制，其具有一手动分闸机构50，所述分闸操作机构50连接的操作手柄也设置在箱体3外，箱体上焊有法兰，手动操作机构40、手动分闸机构50与所述箱体3之间均由密封圈密封。隔离开关单元4、负荷开关单元5用螺栓连接在箱体3内固定座上，隔离开关单元4、负荷开关单元5之间具有机械闭锁机构。在所述箱体3内充零表压的氮气做为外部绝缘，从而有效地压缩了空间，使负荷开关的体积更小。

图5和图6分别为本实用新型的真空负荷开关进线端绝缘支柱示意图和左视图。所述进线端绝缘支柱1与出线端绝缘支柱2的结构相同，在此仅对进线端绝缘支柱1进行说明。绝缘支柱1为一体化设计，由电流互感器15、导电杆13、固定嵌件14、互感器二次出线端子12组成。所述绝缘支柱1具有一组伞裙10，伞裙10内置有电流互感器15，所述电流互感器的二次线通过绝缘支柱1的底部引出。为了能够将绝缘支柱与箱体3连接牢固，在所述绝缘支柱1的底部还设有固定嵌件14。绝缘支柱1可依现有技术采用憎水性户外环氧树脂材料，用压力凝胶APG工艺生产。

如图7至图9所示，图7为本实用新型的真空负荷开关中负荷开关单元5的正视示意图，图8为图7中负荷开关单元的左视示意图；图9为图7中负荷开关单元的显示出安装状况的右视示意图。如图所示，负荷开关单元5主要包括和绝缘支架52连接的固定座51，卡设在固定座51上的真空灭弧室53与进线端绝缘支柱1引下的进线相连的软连接11，构成真空灭弧室动触头驱动机构的螺杆54，绝缘拉杆55，压力弹簧56，销57，绝缘拐臂58。所述绝缘拐臂58的下部与永磁机构59的导向杆591连接，永磁机构59由螺栓592固定到固定座51上，固定座51与绝缘支架52通过螺栓固定连接，真空灭弧室53用螺栓固定在固定座51上，绝缘拐臂58通过销57与绝缘支架52接铰连接，所述绝缘拐臂58的顶部通过螺栓581与绝缘拉杆55的一端相连接，所述绝缘拉杆55的另一端连接所述螺杆54。所述压力弹簧56套设在所述螺栓581上，并设置在绝缘拉杆55的端部与绝缘拐臂58的顶部之间。由永磁机构59的导向杆591的左右运动通过绝缘拐臂58带动真空灭弧室53进行分合操作。负荷开关单元的绝缘支架52通过螺栓521固定在箱体3内的三角架34上。

绝缘拐臂58的下部设有分合指示标志板582，在箱体3的对应位置上设有分合闸指示窗33，可以明显看到分合指示标志板，从而方便操作者了解真空负荷开关是处于合闸位置，还是处于分闸位置。

现说明隔离开关单元，请参见图1和图10、11，其中图10为隔离开关单元合闸状态的主视示意图，图11为隔离开关单元分闸状态的主视示意图。隔离开关单元4主要包括：绝缘座41、接线座42、隔离刀片43、绝缘拉杆44、驱动拐臂45、闭锁拐臂46、转动轴47。绝缘座41固定在图9中的箱体3内的三角架34上，接线座42固定在绝缘座41上，出线端软连接21连接接线座42和出线端绝缘支柱2中的导电杆。隔离刀片43的一端与图7中所示固定座51铰接连接，另一端在合闸状态能与接线座42导通连接。绝缘拉杆44的一端与隔离刀片43的中部铰接连接，另一端与驱动拐臂45相连接，驱动拐臂45和闭锁拐臂46设置在转动轴47上，并与转动轴47固定为一体，转动轴47的一端能转动地固定在绝缘支架52上，所述转动轴47的另一端延伸所述箱体3的外部，密与手动操作机构40相连接。所述转动轴47为能转动地密封支承在所述箱体3。

隔离开关4具有两种工作状态，图10表示的合闸状态和图11表示的分闸状态，分闸可采用手动操作。图12为三相排布的隔离开关俯视图。导电回路模块由进线端绝缘支柱1、进线端软连接11和真空灭弧室53、固定座51和隔离刀片43、接线座42和出线端软连接21、出线端绝缘支柱2构成。辅助功能模块由压力表32、二次接线盒31、分合闸指示窗33、分合指示标志板552构成。

图13为本实用新型的真空负荷开关的永磁机构59的剖视图示意图。永磁机构59具有合闸顶杆590、合闸线圈593、动铁芯594、磁扼筒595、永磁体596、分闸线圈597、导向杆591、端盖595，永磁机构59包括一磁扼筒599，在磁扼筒599内分设有合闸线圈593和分闸线圈597，一永磁体596设置在合闸线圈593和分闸线圈597之间，一动铁芯594位于磁扼筒599中心，并连接有合闸顶杆590和导向杆591，磁扼筒599至少一端为开口端，由端盖595盖合。所述永磁机构59用螺栓592固定在密封的箱体3内，与传动部件相连，具体是，所述合闸顶杆590的伸出端设有能止挡闭锁拐臂46的止挡销48，所述导向杆591与绝缘拐臂58相连接。构成所述永磁机构59的零件数量为公知的弹簧机构的1/15，解决了弹簧机构零部件多、可靠性差、密封不严易锈蚀的问题。

现说明本实用新型的真空负荷开关工作原理。图1中的隔离开关单元4与负荷开关单元5整体安装，具有分和合两个工位，如上所述与负荷开关单元4有强制性的机械闭锁；即负荷开关单元5合闸时，隔离开关单元4不能分闸；隔离开关单元4分闸时，负荷开关5不能合闸。

如图10和图1所示，图10所示的是负荷开关单元4和隔离开关单元5都处在合闸状态，此时闭锁拐臂46被永磁机构59的合闸顶杆590前端设置的挡销48卡止住，隔离开关单元4不能分闸，而负荷开关单元5可以分闸。只有在负荷开关单元5分闸后，隔离开关单元4才能分闸。

图11为分闸时的闭锁状态，此时负荷开关单元5和隔离开关单元4都处在分闸状态。分闸过程是：给分闸信号，永磁机构59的分闸线圈597带电产生磁力，使动铁芯594向左运动，带动绝缘拐臂58以销57为中心顺时针转动，从而带动绝缘拉杆55向右运动，将真空灭弧室53的动端拉出，首先完成负荷开关单元5的分闸动作。当动铁芯594向左运动，带动合闸顶杆590一起向左运动，如图11所示，则设置在合闸顶杆590前端的止挡销48越过所述闭锁拐臂46，解除对闭锁拐臂46的止挡，则此时在转动轴47的带动下，所述闭锁拐臂46、驱动拐臂45、隔离刀片43均逆时针转运，完成分闸动作。当所述隔离开关4完成分闸动作后，所述闭锁拐臂46向下转动，其底部低于设置在所述合闸顶杆590前端的止挡销4S的下表面，则在隔离开关单元4分闸状态下，闭锁拐臂46构成对止挡销48的止挡，阻止了合闸顶杆590向右运动，则使负荷开关单元5不能合闸。在合闸过程中，与上述分闸过程相反，首先在转动轴47的带动下闭锁拐臂46、驱动拐臂45、隔离刀片43均顺时针转运，完成隔离开关的合闸动作，然后，永磁机构59的合闸线圈593带电产生磁力，使动铁芯594向右运动，带动绝缘拐臂58以销57为中心逆时针转动，从而带动绝缘拉杆55向左运动，将真空灭弧室53的动端合上，完成负荷开关单元5的合闸动作。

所述手动分合闸机构50包括一能转动地密封支承在所述箱体3上的凸轮轴501，所述凸轮轴501一端通过轴承座502支承在所述箱体3的内壁上，另一端与设置在所述箱体3外部的手柄相连接。所述凸轮轴501能顶抵所述永磁机构59的导向杆591向所述真空负荷开关5分闸方向移动。手动分合闸机构50的动作过程为，向下拉动图4中的手动分合闸机构50时，凸轮轴501(如图1和图3所示)逆时针旋转，永磁机构59的导向杆591向左运动，则使真空负荷开关5分闸。

通过上述技术方案，本实用新型具有如下明显的优点和特点：

1、本实用新型的真空负荷开关分为负荷开关单元、隔离开关单元、导电回路、箱体、辅助功能模块，负荷开关单元、隔离开关单元为一独立的模块单元，安装在全密封的箱体内，所有导电回路和传动部件与外部空气隔离，适用于户外使用，不受外界环境条件的影响，提供了一个良好的运行环境，保证了产品运行的可靠性，实现了模块化、组合化。

2、本实用新型的真空负荷开关优先采用了永磁机构技术，为全密封、免维护设计，在机构的选用上采用永磁机构技术，来克服弹簧机构零部件多，在使用中出现的腐蚀、变形、卡涉等不稳定的质量问题。永磁机构由于它结构简单、零部件少(为弹簧机构的1/15)可靠性得到了可靠的保证，为全密封、免维护提供了条件。所有导电回路和传动部件与外部空气隔离，不受外界环境条件的影响。

3、本实用新型的真空负荷开关顺应随着新材料、新工艺、新技术的不断出现，真空负荷开关的技术含量得到了很大的提升的状况。采用真空负荷开关，有效降低了整体成本。

4、本实用新型的真空负荷开关在绝缘支柱内置电压传感器和电流互感器，对线路进行电流电压信号采样和为保护提供电流信号。同时配合另外设置的微机综合保护控制器，便于监测三相电流和零序电流，并对负荷开关进行保护。同时，本实用新型对隔离开关配用的机构采用手动机构，与负荷开关有强制性的机械闭锁。

5、本实用新型的真空负荷开关通过结构的优化设计和模块化的组合，采用全密封、全绝缘、免维护设计，箱体采用全密封焊接技术设计，留有二次接线盒、分合指示观察窗、压力表。所有部件被密封在箱体内，不受外界环境的影响，解决现有负荷开关的缺点。在箱体内充零表压的氮气做为外部绝缘，有效地压缩了空间，使负荷开关的体积更小；绝缘支柱一体化结构设计，合理、防凝露性能好。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种真空负荷开关，其特征在于：所述真空负荷开关具有箱体、负荷开关单元、隔离开关单元和辅助装置；所述负荷开关单元、隔离开关单元并列设置在所述箱体内部且相互独立；所述箱体外部设置有进线端绝缘支柱和出线端绝缘支柱；所述辅助装置设置在箱体外部；所述箱体全密封，且内部填充有绝缘气体。

2.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述负荷开关单元设置为永磁机构或弹簧操作。

3.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述进线端绝缘支柱和出线端绝缘支柱均为一体化设置，各具有一组伞裙，其伞裙内置有电流互感器线圈，线圈的二次出线通过绝缘支柱的底部引出。

4.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述进线端绝缘支柱、进线端软连接、设置在所述负荷开关单元内的真空灭弧室、所述隔离开关单元的隔离刀片、能与连接隔离开关单元相连接的接线座、出线端软连接、出线端绝缘支柱构成导电回路。

5.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述隔离开关单元设置有手动操作机构，所述手动操作机构连接有操作手柄，其设置在所述箱体外。

6.如权利要求2所述的真空负荷开关，其特征在于：所述永磁机构设置为电动控制或手动控制。

7.如权利要求6所述的真空负荷开关，其特征在于：所述永磁机构设置有手动分闸机构，所述手动分闸机构连接有操作手柄，其设置在箱体外。

8.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述辅助装置包括压力表、二次接线盒、分合闸指示窗和分合指示标志板。

9.如权利要求1所述的真空负荷开关，其特征在于：所述负荷开关单元和进线绝缘支柱之间间隙滑动连接，所述隔离开关单元和出线绝缘支柱之间间隙滑动连接。

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