CN203690782U - 一种断路器组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种断路器组件，所述断路器组件包括支架、断路器、操作件以及密封件；所述断路器、密封件和操作件依次通过支架连接，所述密封件使所述断路器组件置于开关柜内时所述断路器于一密封状态下运行。与现有技术相比，本实用新型提供的断路器组件，可移出拆卸，维修简单；在断路器正常使用的情况下，配合开关柜为断路器提供一与外界环境隔绝的工作空间，免受灰尘、潮湿空气影响性能，满足电力系统对断路器的经济性、可靠性高要求，大大的提高了供电运行的连续性。

Description

一种断路器组件
技术领域
本实用新型涉及一种开关柜内设备，具体说是涉及一种用于开关柜的断路器组件，属于电气设备技术领域。
背景技术
高压开关柜是用于实现电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电器产品。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。然而断路器是整个开关柜关键部分，且开关柜的分类也与断路器在开关柜中的位置有关。
目前国内外6～40.5KV的高压开关柜（断路器开关柜）主要有固定式开关柜（固定柜）、中置式或移开式开关柜（手车柜）、充气式柜（充气柜）和固体绝缘开关柜，上述各种高压开关柜各有优缺点。
固定柜为第一代高压开关柜产品，其柜体即内部部件均采用固定连接，结构简单，元件少，散热好，导电母线连接可靠，稳定性比较高，柜体尺寸较小且占地面积小；但发生故障需要检测维修，因其固定连接的方式导致需整个线路需断电，且拆卸麻烦，使固定柜的检修时间长而从导致停电时间长，给输电用电带来了极大的不便。
为了改进固定柜存在的问题，手车式开关柜调整了断路器在柜体内的位置，将断路器与一车体整合成一可移动的手车断路器，检修时可将断路器部分抽出柜体，更换方便；但由于导电体间净距的要求，使得手车柜的尺寸较固定柜大且辅助绝缘体多。根据断路器在柜体内的位置可分为中置柜和移开柜；这些开关柜中断路器手车的定位和锁紧装置均设在手车的底部，受其自身结构的限制，这类定位和锁紧装置一般适用于小电流开关柜，不能抵御较大的电动力力矩。因为当开关柜短路电流达到50kA及以上时，产生的电动力非常大，且该电动力产生在手车动触头与开关柜静触头的连接处。由于电动力作用点距手车底部距离较大，因此相对底部手车定位装置容易产生较大的力矩，进而易发生手车松动移位，导致动、静触头脱开。中置式手车柜，由于一次插头滑动连接不可靠，导致接触发热，而且其结构散热性差，常因过热引起绝缘老化、爆炸等事故。所以现有手车定位、锁紧方式很难满足开关柜大电流、高开断的要求。为了提升手车开关柜在合闸通路工作中的稳定性，现有技术有大量关于手车固定方式及装置的改进，如中国专利申请CN102983524公开了一种开关柜断路器手车，包括车体，车体头部设有动触头，车体两侧分别设有定位板；定位板上设有与手车定位装置的轨道凹槽相适配的导向轮，以及与手车定位装置的试验位锁孔和工作位锁孔相适配的弹性锁杆。该申请公开的定位装置及其应用而得的开关柜断路器手车能够实现手车的准确导向和左右限位，并能满足不同位置状态下手车的稳固定位，可有效减小电动力产生的作用力矩，进而能够克服较大电动力；但仍无法实现与固定柜相同或相近的稳定性能；此外中置柜的柜内断路器一般采用VS1或VD4真空断路器，动静触头对位准确与否无法监测，触头盒的结构使得不利于触头散热，绝缘组件易老化，发生绝缘击穿放电事故。
上述两种开关柜均有两个缺点：占地空间大和一次回路带电主元件未完全封闭在开关柜内。此两类的开关柜的发展也主要是根据这两个特点为方向。此外，无论是固定柜还是手车柜均为开放式，即柜内开关设备、断路器和连接部件均直接暴露于大气中，外壳防护等级低，适用性差，对环境空气质量比较敏感，很难适用我国南方、沿海地区以及地下场所凝露污秽严酷场所的运行条件。同时因为设有散热孔或散热风扇，空气在配电柜内流通，容易受灰尘、潮湿空气影响性能，更容易造成设备氧化及表面绝缘性能降低，从而缩短设备的使用寿命，因此需要给断路器提供一个与周围环境隔绝的工作空间。
为了解决环境对开关柜影响大和给断路器提供密封工作空间这一问题，后续研发出了一种密封式充气柜，如C-GIS；该开关柜整个柜体为密封式，且可通过对柜内充入SF6提高柜内压力以保证绝缘性能，且可以通过缩小绝缘净距而减小柜体尺寸，且防护等级IP高，解决了环境影响对设备的问题；但仍有漏气现象发生，当漏气时便出现因绝缘距离不够使得设备将无法正常运行使用且安全隐患极大，极易发生事故；此外，因其结构元件与柜体成一体式，当设备需要检修或者更换时，无法实现针对零件或个别组件的检测和维修更换，使其仅能作为一次性配电柜使用，维修成本极高；整体更换也大大增加停电范围和时间，降低了供电的连续性；此外，充气柜的另一缺陷是柜内充入的SF6已被列为温室气体，属于应当减排之列，与我国现大力推进节能减排相悖。
近年来，新推出的固体绝缘开关柜，与上述开关柜不同的是采用了固体绝缘方式进行绝缘。所谓固体绝缘，与固封极柱不同的是其不仅仅固封每项的真空灭弧室，而是将灭弧室和与之相关的部件采用环氧树脂进行整体浇注，这样一来使得开关内部相间即对地的安全绝缘距离从空气绝缘的125mm缩短到了毫米级，虽然大大的减小了开关柜的尺寸体积；该开关柜绿色环保，适合配网自动化，抗环境污染强；但由于其采用了固体绝缘方式形成固体绝缘件，该固体绝缘件易受潮老化，绝缘性能降低且无法实时监控监管，反而易发生绝缘击穿放电事故；制作工艺复杂，且高性能及稳定性佳的绝缘材料是固体绝缘开关柜的一大难关，此外此类开关柜同样具有固定柜的缺点，发生故障需要检测维修极其不便；国内企业还在进一步的研发中，而国外进口价格昂贵成本高。
因此，如何通过改进开关柜内断路器的结构以及在开关柜内的工作模式，同时使开关柜的体积减小和维修方便灵活，但又使断路器在密封环境中工作运行是一个亟需解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种断路器组件，该断路器组件应用在开关柜中，配合开关柜以为断路器提供一与外界环境隔绝的空间又能保证断路器的运行，延长断路器的使用寿命。
为实现上述发明目的，本实用新型提供一种断路器组件，所述断路器组件包括支架、断路器、操作件以及密封件；所述断路器、密封件和操作件依次通过支架连接，所述密封件使所述断路器组件置于开关柜内时所述断路器与开关柜外环境隔离状态下运行。
为了进一步说明该断路器组件应用于开关柜中的工作原理，以本发明人的另一专利申请的开关柜为例说明。该开关柜呈落地式组装柜体结构，包括母线室、仪表室（低压室）、机构室、电缆室、开关室和泄压通道；其中仪表室、机构室和电缆室组成开关柜的前柜A，在前柜A中由上至下依次为仪表室、机构室和电缆室；母线室、开关室和泄压通道组成开关柜的后柜B，在后柜B中，由上至下依次为母线室、开关室和泄压通道；开关室内由上至下依次为上进线绝缘子组、断路器组件、接地开关和下出线绝缘子组；其中，开关柜的前柜A和后柜B中的各功能室区优选呈阶梯式分布。开关柜的开关室与机构室间设有一开口，机构室与后柜B相对的平面设有第一开口，开关室与前柜A相对的平面设有第二开口，第二开口的底端高于第一开口的底端且第二开口的顶端不高于第一开口的顶端，第一开口的底端与第二开口的底端形成一个台阶。开关室与机构室通过第一开口和第二开口相通；断路器组件内置于开关室和机构室内，且贯穿第一开口和第二开口。当开关柜内成通路时，断路器位于开关室内，操作件位于机构室内，密封件将第二开口封闭，此时开关室呈密封状态。但本实用新型提供的断路器组件并不限于用于上述开关柜结构。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁和/或前壁形成。
更优选地，第二开口由开关室的前壁去除材料而成。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁折叠面板后与开关室的顶壁和底壁围绕形成。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁折叠面板后与开关室的前壁去除材料围绕形成。
优选地，断路器为三相真空断路器极柱；且三相真空断路器极柱两端分别设有一对动触头。
优选地，密封件包括密封板和密封传动轴，其中当开关柜内成通路（合闸）时，密封板将第二开口封闭。作为一种较佳的实施方式，密封板的面积不小于第二开口的面积且不大于第一开口的面积。
更优选地，密封板的面积大于第二开口的面积且小于第一开口的面积。
优选地，密封传动轴包括法兰、操作传动轴和波纹管。
更优选地，操作传动轴依次贯穿波纹管和法兰。
更优选地，法兰螺接于密封板，且密封板的两侧分别为法兰和波纹管。
更优选地，法兰与密封板的相对面分别设有形状匹配O型垫圈槽；优选为在O型垫圈槽内放置O型垫圈后再将法兰与密封板经螺接固定密封。
更优选地，操作传动轴分为转动部和固定部，转动部和固定部间设有轴承，优选为无油轴承。
更优选地，操作传动轴的固定部穿过波纹管、密封板和法兰，且与操作件连接以传递操作件的动作。
更优选地，操作传动轴的转动部通过传动元件与转轴连接传动，传动元件用于控制断路器的分合闸。
更优选地，波纹管两端分别密封连接法兰和固定部外壁。
更优选地，固定部的部分轴体为实心体。
更优选地，波纹管密封连接固定部实心体部分的外壁，优选为焊接。
值得一提的是，波纹管为可压缩的且其两端分别密封连接法兰和固定部外壁，当操作传动轴传动断路器分合闸动作时，操作传动轴为左右移动，波纹管因其密封焊接于法兰和操作传动轴之间而形成了一个位于密封板左侧的密封缓冲区域。
优选地，为了使得密封件可牢固的将开关室封闭，开关室的第二开口外周焊接一环形金属固定件，优选为一环形金属板；用于连接固定密封件，优选为密封板；此外用于防止第二开口的外周缘变形以及与其他部件连接并稳固此连接用。
更优选地，该金属固定件与第二开口的焊接方式取决于第二开口的形成工艺，该金属固定件可选择性的焊接开关室的两侧壁、前壁和\或顶壁以及底壁。作为一种较佳的焊接方式，该金属固定件焊接在开关室侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
更优选地，当密封件将开关室封闭时，密封板和环形金属板螺接固定，且环形金属板和密封板相对面均设有形状匹配的O型垫圈槽，用于固定O型垫圈后再经螺接固定密封。
更优选地，环形金属固定件上的螺孔不贯穿环形金属板。
更优选地，环形金属固定件上设有至少两个定位销，且密封板上设有与定位销位置匹配的定位孔。
更优选地，操作件中设有控制断路器以90°正反旋转以实现隔离开关分合闸的控制元件，控制元件分别连接操作件和操作传动轴；控制元件的运动可通过一与转轴同轴心的拨叉的运动实现，控制元件设置于密封板的左侧。
更优选地，控制元件通过一金属固定板以及相应的连接件与密封板和支架固定连接，拨叉位于金属固定板和密封板之间；操作件中操控该控制元件的控制杆穿过密封板与操作件联动。
更优选地，操作件中操控控制元件的控制杆穿过密封板与操作件联动，且控制杆贯穿密封板处设有O型垫圈槽，并放置O型垫圈后，再通过螺接固定以确保密封。
优选地，支架包括移动架和转轴，三相真空断路器极柱从左至右平行排列固定于转轴上。
优选地，移动架包括支架部和连接部。
更优选地，连接部为一对，且平行设置分别独立的连接支架部的两端。
更优选地，支架部为一对平行设置的水平臂，水平臂分别位于断路器组件的两侧；连接部包括一个倒U型弯臂和两个平行的立臂；弯臂的两端分别连接两个水平臂的同侧，两个立臂分别独立的连接两个水平臂的另一侧。
更优选地，两个立臂分别螺接于密封件的两侧。
更优选地，转轴一端与弯臂活动连接。
更优选地，转轴的一端设有一旋转销，弯臂与转轴的活动连接处设有一旋转孔，旋转销与旋转孔位置匹配，且旋转销可在旋转孔内旋转，从而实现三相真空断路器极柱从左至右平行排列固定于转轴上且可随转轴以90°正反旋转。
本实用新型的另一目的是提供一种断路器组件，以实现应用该断路器组件的开关柜同时具有手车柜的灵活性以及密封开关柜的高防护等级，断路器组件还包括一平移组件（亦可成为断路器组件阶梯式支架），平移组件用于实现断路器在遇到不同高度的台阶面时仍维持在同一水平面上移动。
优选地，平移机构设于支架上，其中：平移装置设于支架上并且包括至少两个定位臂，分别设于支架部的水平臂上；定位臂的一端与水平臂通过第一导轨定位轴枢转连接并可以绕第一导轨定位轴而转动，在每个定位臂上设有定位臂锁定销，每个定位臂配有一个摆动臂，摆动臂通过水平臂上的第二导轨定位轴而与水平臂枢转连接，每个摆动臂上设有滑动槽，每个定位臂上的定位臂锁定销的销套设在对应的摆动臂的滑动槽中。
作为另一种优选方式，平移装置设于支架上并且包括至少两个定位臂，分别设于支架部的水平臂上；定位臂为两个金属臂组成，定位臂配有一个摆动臂，摆动臂位于两个金属臂之间，定位臂的一端与水平臂通过第一导轨定位轴枢转连接并可以绕第一导轨定位轴而转动，摆动臂通过水平臂上的第二导轨定位轴而与水平臂枢转连接，每个摆动臂上设有滑动槽，且定位臂锁定销贯穿两个金属臂以及摆动臂的滑动槽并分别焊接或铆接两个金属臂，滑动槽的靠近滚轮的一端分别设有卡位槽。
更优选地，每个定位臂的另一端连接有滚轮，定位臂的长度（高度）不小于开关柜的第二开口与第一开口形成的台阶长度（高度）；优选为相等，即与台阶等高。
更优选地，滑动槽的靠近滚轮的一端分别设有卡位槽。
更优选地，定位臂和摆动臂均为4个，且每个水平臂上设两个定位臂和摆动臂。
更优选地，第一轨定位轴和第二导轨定位轴处均设有一弹簧。
值得一提的是，平移装置配置地用于当断路器组件需拖出开关柜检测时，断路器组件经平移装置首先在开关室内的导轨上移动，所有的定位臂和摆动臂在断路器组件的重力作用和导轨固定支撑力的作用下均收纳在水平臂内，当最靠近密封板的一组定位臂上的滚轮离开开关室的导轨时，定位臂的滚轮将失去导轨的固定支撑力；即在断路器组件的重力作用下，定位臂和摆动臂将沿垂直方向放下离开水平臂，定位臂将从水平方向变为垂直方向，同时定位臂的长度将弥补上述阶梯式导轨高度差通过定位臂的滚轮使得断路器组件仍在同一水平面移动，即继续在机构室的导轨上移动，反之，当需要将断路器组件推入开关柜室中时，操作人员需要推动断路器组件通过支架移动，此时定位臂仍呈垂直方向，当该平移组件中最靠近开关室与机构室的台阶处的一组摆动臂将与阶梯直角端面相接触而产生挤压力，在挤压力的作用下，摆动臂向上转动，同时带动定位臂上的定位臂锁定销在滑动槽内滑动，从而带动定位臂向上转动，并最终使定位臂锁定销移动至滑动槽的另一端，此时该组的定位臂和摆动臂均收纳在水平臂内，定位臂的滚轮将在开关柜的导轨上滚动；此时继续向前推动断路器组件，则当所有定位臂和摆动臂均收于水平臂内时，水平臂内的滚轮能完全在开关柜的导轨上移动。
与现有技术相比，本实用新型提供的断路器组件，可移出拆卸，维修简单；在断路器正常使用的情况下，配合开关柜为断路器提供一与外界环境隔绝的工作空间，免受灰尘、潮湿空气影响性能，满足电力系统对断路器的经济性、可靠性高要求，大大的提高了供电运行的连续性。
附图说明
图1为本实用新型提供的断路器组件应用在开关柜的剖视图；
图2为本实用新型提供的断路器组件的剖视图；
图3为本实用新型提供的开关柜中的密封板和环形金属板连接时（A-A）局部放大图；
图4为本实用新型提供的开关柜中的密封传动轴的立体图；
图5为本实用新型提供的断路器组件将开关室密封时的主视图；
图6为本实用新型提供的断路器组件在开关柜中的透视图；
图7为本实用新型提供的断路器组件中平移组件的工作原理及结构示意图；
图8为本实用新型提供的断路器组件中平移组件的工作原理及结构示意图；
图9为本实用新型提供的断路器组件中平移组件（B-B）局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本实用新型作进一步详细、完整地说明。
本实用新型提供了一种断路器组件，该断路器组件应用在开关柜中时，可使得断路器组件中的断路器部分在一密封状态下运行，实现断路器密封工作环境。为了进一步说明该断路器组件在开关柜中的实现密封工作环境的工作原理，以本发明人的另一专利申请的开关柜结构为例进行说明，但本实用新型提供的断路器组件不仅局限于该开关柜中使用。开关柜为一户内开关柜，如图1所示，开关柜呈落地式组装柜体结构，其包括母线室0、仪表室1（低压室）、机构室2、电缆室3、开关室4和泄压通道5，具体地，仪表室1、机构室2和电缆室3组成开关柜的前柜A，母线室0、开关室4和泄压通道5组成开关柜的后柜B；前柜A和后柜B的底部齐平并放置于地面或其他平面上，且前柜A和后柜B的相对面柜壁贴合且活动连接成该开关柜使用状态或出厂状态；为了清楚并简要描述该开关柜的进一步结构，将前柜A与后柜B贴合的相对面称为前柜A的后面（该面的柜壁简称为后壁），将后柜B与前柜A贴合的相对面称为后柜B的前面（该面的柜壁简称为前壁）。贴合优选为无缝贴合，活动组件优选为螺栓。在前柜A中，由上至下依次为仪表室1、机构室2和电缆室3，在后柜B中，由上至下依次为母线室0、开关室4和泄压通道5。作为一种较佳的实施方式，前柜A采用框架柜体与隔板和面板组合安装或通过面板拼合各功能室区柜体后再组合安装而成，且前柜A的后面呈开放状态；后柜B中的母线室0和开关室4采用封闭或非封闭式柜体组合安装。开关室4内由上至下依次为上进线绝缘子组6、断路器组件7、接地开关8和下出线绝缘子组9。隔离开关的上静触头10（或动触头）分别独立的与上进线绝缘子组6的一端连接，下静触头11（或动触头）分别独立的与接地开关组8连接，隔离开关的动触头12（或静触头）分别独立的连接断路器组件7的两端；此处隔离开关的动静触头的具体分布并非固定，可根据实际需求选择。支母线分别连接下出线绝缘子和接地开关（图中省略此处连接）。当一个极柱两端的动触头分别与上静触头和下静触头闭合时，隔离开关合闸，即开关柜内隔离开关呈通路状态（当断路器合闸时，即柜内回路呈通路状态）。开关柜的前柜A和后柜B中的各功能室区呈阶梯式分布，换言之，如图1所示，母线室0的顶面与仪表室1的顶面齐平，母线室0的底面（开关室4的顶面）高于仪表室1的底面，开关室4的顶面低于仪表室1的顶面但高于仪表室的1底面（机构室的2顶面），开关室4的底面（泄压通道5的顶面）低于机构室2的底面（电缆室3的顶面），泄压通道5的底面（后柜B的底面）与电缆室3的底面（前柜A的底面）齐平。为了降低开关柜成本并简化结构，泄压通道5可通过安装于开关室4内底面或顶面的泄压阀实现；且优选为不锈钢材质制成金属支架。
为说明本实用新型提供的断路器组件结构和工作原理，以上述断路器组件7应用在上述开关柜中为例，以实现配合开关柜给断路器组件7提供一与外界环境隔绝的空间，免受灰尘、潮湿空气影响性能。开关室4与机构室2间设有一开口14，即机构室2与后柜B相对的平面设有一第一开口（图中未标出），开关室4与前柜A相对的平面设有一第二开口（图中未标出），第二开口的底端高于第一开口的底端且第二开口的顶端不低于第一开口的顶端，即第一开口的面积大于第二开口的面积；换言之，第一开口的底端和第二开口的底端形成一个台阶15，即开关室4与机构室2通过第一开口和第二开口相通。如图1所示，断路器组件7内置于开关室4和机构室2内，且贯穿第一开口和第二开口。
作为一种优选实施方式，以实现较少的生产工序，即减少焊接工序，为了更进一步说明第二开口的生产工艺是配合开关柜的成型方式而定，如开关柜可选用面板拼接，或折叠面板（折叠面板至多形成4个面）后与面板拼接形成时；第二开口由开关室4的侧壁和/或前壁形成。第二开口的一种成型方式是，开关室4的相对侧壁折叠面板后与开关室的顶壁和底壁围绕形成第二开口，即开关室4的左侧壁向右折叠形成，开关室4的右侧壁向左折叠，同时配合开关室4的顶壁和底壁围绕，这样形成第二开口。第二开口的一种形成方式是，开关室4的前壁去除材料形成，去除材料的面积即为第二开口的大小。第二开口也可由上述两种方式结合形成。为了防止第二开口的外周缘变形以及与其他部件连接并稳固此连接，在第二开口的外周缘焊接有一环形金属固定件，环形金属固定件即为金属环形板。该金属固定件与第二开口的焊接方式取决于第二开口的形成工艺，该金属固定件可选择性的焊接开关室的两侧壁、前壁和\或顶壁以及底壁。作为一种较佳的焊接方式，该金属固定件焊接在开关室侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
与现有技术中的断路器组件不同的是，本实用新型提供的断路器组件7除了包括其支架701、断路器702和操作件703外，还包括一密封件704；图2为该断路器组件7的结构示意图（剖视图），如图1和2所示，以Y方向为从左至右，断路器组件7从左至右依次通过支架701连接断路器702、密封件704和操作件703。断路器702优选为三相真空断路器极柱且极柱两端分别设有一对或两对动触头12。
支架701包括移动架7011和转轴7012，移动架7011包括支架部70111和连接部70112，连接部70112为一对，平行设置且分别独立的连接支架部70111的两端。支架部70111为一对平行设置的水平臂701111，水平臂701111分别位于断路器组件7的两侧。连接部70112包括一倒U型弯臂701121和两个平行的立臂701122；弯臂701121的两端分别连接两个水平臂701111的同侧，两个立臂701122分别独立的连接两个水平臂701111的另一侧；两个立臂701122分别螺接于密封件704的两侧。转轴7012一端与弯臂701121活动连接；实现活动连接的一种较佳的实施方式是通过配套的旋转销和旋转孔实现（图中未表示），转轴7012的一端设有一旋转销，弯臂701121与转轴7012的活动连接处设有一旋转孔，旋转销与旋转孔位置匹配，且旋转销可在旋转孔内旋转，从而实现三相真空断路器极柱从左至右平行排列固定于转轴7012上且可随转轴7012以90°正反旋转。
密封件704包括密封板7041和密封传动轴7042，其中当开关柜内成通路（合闸）时，断路器702位于开关室4内，操作件703位于机构室2内，密封件704（密封板7041）将第二开口封闭，此时开关室4呈密封状态。作为其中一种优选方式，密封板7041的面积大于第二开口的面积且小于第一开口的面积。为了使得密封件704可牢固将开关室4封闭，开关室的第二开口外周焊接环形金属固定板，该环形金属固定板即为环形金属固定件401；图3为密封板和环形金属板连接时的A-A局部放大图，如图3所示，当密封件704将开关室4封闭时，密封板7041和环形金属板401螺接固定，且环形金属板401和密封板7041相对面均设有形状匹配的O型垫圈槽16，用于固定O型垫圈后再经螺接固定密封。
更值得一提的是，为了进一步确保密封效果，发明人进一步改进了密封件704的结构，尤其是密封传动轴7042，图4为密封传动轴7042的立体图，如图4所示，密封传动轴7042包括法兰70421、操作传动轴70422和波纹管70423。法兰70421螺接密封板7041，且优选的在法兰70421与密封板7041的相对面依次设有形状匹配O型垫圈槽，再放置O型垫圈后再经螺接固定密封（此处垫圈槽同现有技术，图中未画出）。操作传动轴70422分为转动部704221和固定部704222，其中为了保证操作传动轴70422的转动和传动，转动部704221和固定部704222间设有轴承704223，优选为无油轴承。操作传动轴70422的一端（固定部704222）穿过波纹管70423、密封板7041和法兰70421与操作件703连接以传递操作件703的动作；操作传动轴70422的另一端通过传动元件7031与转轴7012连接传动，传动元件7031（优选为一拐臂，如七字拐臂）通过传动作用使得断路器702的分合闸，即三相真空断路器极柱的灭弧室（真空泡或真空管）的分合闸。固定部704222中部分轴体为实心体，波纹管70423为一非刚性波纹管70423，即可压缩的波纹管70423且其两端分别密封连接（焊接）法兰70421和固定部704222外壁，其中优选为焊接于固定部704222实心部分外壁。所以，当操作传动轴70422传动断路器分合闸动作时，操作传动轴70422为左右移动（操作件中实现操作传动轴70422左右移动为现有技术，在此不做赘述），波纹管70423因其密封焊接于法兰70421和操作传动轴70422之间而形成了一个位于密封板7041左侧的密封缓冲区域，在该密封缓冲区域的左侧（开关室4内）仍能保持密封状态，尤其是保证在极大的气压作用下也能保持密封，而波纹管70423的可压缩性又不影响操作传动轴70422的左右移动实现断路器的分合闸；换言之，通过法兰70421和波纹管70423的配合使用即可实现密封件704将开关室密闭保持密封状态下，断路器702的分合闸和隔离开关的分合闸均不受影响。
图5为当密封件704将开关室4密封时的开关柜主视图（为了更好的表达密封状态，图中省略了密封件704右侧的操作件703和机构室2的室门21），如图5所示，为了更好的使得密封件704与开关室4配合密闭，开关室4的第二开口外延设有至少两个定位销17，且密封板7041设有匹配的定位孔18，定位销优选设置于环形金属板上；还加设一组定位元件19，具体为分别设一对在开关室的靠墙一侧的柜壁上的定位孔1901和孔径、形状和位置均匹配且设在断路器组件7上的定位栓20。
为了更合理的分配结构，发明人进一步改进了断路器组件7的结构，操作件703中控制断路器702以90°正反旋转以实现隔离开关分合闸的控制元件7032，控制元件7032分别连接操作件703和操作传动轴70422，其运动可通过与转轴7012同轴心的拨叉70311的运动实现。而拨叉70311的运动可采用现有技术中通用方式实现，如通过一定位器在丝杆上来回移动的传动实现拨叉70311转动从而实现，在此不做赘述。但该控制元件7032不同于现有技术的是，控制元件7032设置于密封板7041的左侧，而非设置在操作件703中，如图2所示，控制元件7032通过一金属固定板70312以及相应的连接件，与密封板7041和支架701固定连接，拨叉70311位于金属固定板70312和密封板7041之间；但是，操作件703中操控该控制元件7032的控制杆7033穿过密封板7041与操作件703联动，为了保证密封件704的密封效果，同样地，控制杆7303贯穿密封板7041处应当设有O型垫圈再通过螺接固定以确保密封，也可通过一小型法兰以及相应的O型垫圈槽实现。此外，控制元件7032分别与操作传动轴70422和操作件703的连接且不影响隔离开关的分合闸的原理同现有技术，在此不做赘述。
图6为该断路器组件在开关柜中的透视图；如图1和图6所示，当上静触头10、一对动触头12和下静触头11的中心线成一垂直于地面的直线时，开关柜内隔离开关呈合闸通路状态；上进线绝缘子组6贯穿开关室4的顶面或侧壁，并置于母线室0中；下出线绝缘子组9贯穿开关室4和电缆室3的侧壁，即下出线绝缘子组9部分位于开关室4内，另一部分位于电缆室3内，且下出线绝缘子组9的中心线优选为与该开关柜（电缆室3的底面）平行；进线绝缘子组6的数量可与下出线绝缘子组9的数量可根据实际需求设定。作为一种较佳的实施方式，上进线绝缘子组6的数量可与下出线绝缘子组9的数量相同，或上进线绝缘子组6的数量可为下出线绝缘子组9的两倍；例如开关室4内的上进线绝缘子组6可为六个，即下出线绝缘子组9为三个，因此母线可选用一通一或一通二安装来满足传输不同母线电流大小需求。为了保证母线间的空间净距符合规定（空气介质中不小于125mm），三个下出线绝缘子9成三角形排布，优选为等腰三角形或等边三角形。仪表室1、机构室2和电缆室3均配有室门，仪表室1的室门上设有具有控制和显示用的二次元件，如功能按钮和显示屏等。
更值得一提的是，为了实现实时观察断路器组件7工作状态，尤其是动触头12和静触头（10，11）间的隔离断口，本开关柜还设有隔离开关观察窗22，如图6所示，隔离开关观察窗22由两个分别设于仪表室1的观察窗A2201和开关室4的观察窗B2202组成，观察窗A2201与B2202优选为同心且面积递增，或观察窗A2201的面积小于观察窗B2202；此外，为了保持开关柜的密封状态，观察窗B2202通过分别在开关室4与仪表室1相对的平面开口2203，且在开关室4的开口内侧设有透明密封窗23，密封窗23选用耐高压性能稳定的透明材质，如透明玻璃或塑料。同样的，为了实现接地开关的实时监控，开关柜还设有接地开关观察窗24，接地开关观察窗24的结构可参考隔离开关观察窗22，但与隔离开关观察窗22不同的是，接地开关观察窗24分别设于电缆室3和开关室4，其他结构及位置关系可根据接地开关8的具体位置参考隔离开关观察窗22的结构位置进行调整。
为了保证开关柜的安全性，开关室4中增加了可靠接地元件25，具体为分别设置在开关室4侧壁上设有接地静触头2501和与接地静触头位置匹配的接地动触头2502，接地动触头2502可设置在断路器组件7上；其中接地动、静触头可互换位置，将静触头安装在断路器组件7上将更便于检修更换。
此外，为了更进一步缩小开关柜的体积，接地开关8在保留原有功能的前提下可通过一L型金属连接件801将下静触头11与接地开关8连接，从而使得接地开关8与下静触头11之间的连接中减少了一组支柱绝缘子和导线，从而减小了开关室4的尺寸及体积。金属连接件801的垂直部8011的一侧与接地开关8的绝缘子连接，另一端与母线连接；水平部8012与下静触头11连接。
值得一提的是，断路器组件在开关柜中实现手车式移动功能，可通过在支架701中支架部70111的水平臂701111加设滚轮27以及设置于开关柜中的导轨实现，优选地，导轨（402，201）设置在开关室4和机构室2的两侧壁上；作为一种优选实施方式，开关室4的导轨402同中置柜，位于整个开关柜的中部。但由于阶梯式柜体排布和断路器组件7的密封功能，开关室4和机构室2间存在一台阶15，因此断路器组件7移出开关柜时克服阶梯式移动。因此，为了配合断路器组件7在不同阶梯的导轨上的平稳推进拉出，发明人研究并开发了用于断路器组件7的平移组件26，该平移组件26可实现断路器组件7中尤其是断路器702部分在遇到不同高度的台阶面时仍可维持在同一水平面移动。为了不使得该开关柜的结构复杂化，发明人将断路器组件的支架701和平移组件26的结构进行了整合。平移组件26设于支架701上，其中：支架701的一对水平臂701111间的间距与开关室4两侧壁上导轨402（机构室2两侧壁上导轨201）的间距均等宽，即水平臂701111上设的滚轮27可分别沿导轨（402，201）移动。图7和图8为平移组件26的工作原理及结构示意图。平移组件26包括至少两个定位臂2061，分别设于水平臂701111上（作为一种较佳的实施方式，定位臂2601为4个，每个水平臂701111上设两个定位臂2601），定位臂2601的一端与水平臂701111通过一第一导轨定位轴2602枢转连接并可以绕第一导轨定位轴2602而转动，在每个定位臂2601上设有定位臂锁定销2603，每个定位臂2601配有一个摆动臂2604，摆动臂2604通过水平臂701111上的一第二导轨定位轴2605而与水平臂701111枢转连接，每个摆动臂2604上设有滑动槽2606，每个定位臂2601上的定位臂锁定销2603销套设在对应的摆动臂2604的滑动槽2606中，每个定位臂2601的一端连接有滚轮27，定位臂2601的长度（高度）与第二开口与第一开口形成的台阶长度（高度）相等，即与台阶15等高。当断路器组件7需拖出开关柜检测时，断路器组件7经平移组件26首先在开关室4内的导轨402上移动，所有的定位臂260和摆动臂2604在断路器组件7的重力作用和导轨固定支撑力的作用下均收纳在水平臂701111内。而当最靠近密封板7041的一组定位臂2601上的滚轮27离开开关室4的导轨402时，定位臂2601的滚轮27将失去导轨402的固定支撑力；即在断路器组件7的重力作用下，定位臂2601和摆动臂2604将沿垂直方向放下离开水平臂701111，定位臂2601将从水平方向变为垂直方向，同时定位臂2601的长度将弥补上述阶梯式导轨高度差通过定位臂2601的滚轮27使得断路器组件7仍在同一水平面移动，即继续在机构室2的导轨201上移动。反之，当需要将断路器组件7推入开关柜室中时，操作人员需要推动断路器组件7通过支架701移动，此时定位臂260仍呈垂直方向，当该平移组件7中最靠近开关室4与机构室2的台阶15处的一组摆动臂2604将与阶梯拐角端面相接触而产生挤压力，在挤压力的作用下，摆动臂2604向上转动，同时带动定位臂2601上的定位臂锁定销2603在滑动槽2606内滑动，从而带动定位臂2601向上转动，并最终使定位臂锁定销2603移动至滑动槽2606的另一端，此时该组的定位臂2601和摆动臂2604均收纳在水平臂701111内，定位臂2601的滚轮27将在开关柜4的导轨402上滚动；此时继续向前推动断路器组件7，则当所有定位臂2601和摆动臂2604均收于水平臂701111内时，水平臂701111内的滚轮27能完全在开关柜的导轨402上移动。
作为一种更佳的实施方式，图9为本实用新型提供的一种开关柜中平移组件26的B-B局部放大图，如图9所示，为了简化断路器平移组件26的结构，定位臂2601为两个金属臂组成，摆动臂2604位于两个金属臂之间，且定位臂锁定销2603贯穿两个金属臂以及摆动臂2604的滑动槽2606并分别焊接或铆接两个金属臂；为了更好的固定平移组件的支撑且移动方向固定，即定位臂2601仅能从水平臂701111内向下运动90度成垂直或反方向运动回到水平臂701111内，滑动槽2606的靠近第一导轨定位轴2602的一端分别设有卡位槽2607，且第一和第二导轨定位轴（2602，2603）均设有一弹簧（图中未表现出来）以实现平移组件26在失去开关室4内的导轨401支承力的同时使得定位臂2601和摆动臂2604能自动弹出；且为了维持定位臂2601与机构室2内的导轨201垂直，定位臂锁定销2603位于滑动槽2606的卡位槽2607处；反之，当定位臂2601和摆动臂2604位于水平臂701111内时，定位臂锁定销2603位于滑动槽2606的另一端。
此外，为了进一步保证平移组件26的移动平衡性，平移组件26还包括一对固定连接于操作件703两侧的辅助支架28，每个辅助支架28上均设有滚轮27，其中辅助支架28滚轮27的轴心与定位臂2601滚轮27的轴心处于同一水平面，从而实现断路器组件7无论是在开关室4和/或机构室2内移动始终保持水平状态。
此外，为了实现更佳的工作运行环境，可在开关室4上设有一充气阀（图中未表示），因此可根据需要电气设备的额定电压或具体情况下的不同需求以确定充气的压力和气体介质。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (38)

1.一种断路器组件，其特征在于：所述断路器组件包括支架、断路器、操作件以及密封件；所述断路器、密封件和操作件依次通过支架连接，所述密封件使所述断路器组件置于一开关柜内时所述断路器于与开关柜外环境隔离状态下运行。 
2.如权利要求1所述的断路器组件，其特征在于：所述密封件包括密封板和密封传动轴。 
3.如权利要求2所述的断路器组件，其特征在于：所述密封传动轴包括法兰、操作传动轴和波纹管。 
4.如权利要求3所述的断路器组件，其特征在于：所述法兰螺接所述密封板，且所述密封板的两侧分别为所述法兰和波纹管。 
5.如权利要求3所述的断路器组件，其特征在于：所述操作传动轴依次贯穿所述波纹管和法兰。 
6.如权利要求3所述的断路器组件，其特征在于：所述法兰与密封板的相对面依次设有形状匹配的O型垫圈槽。 
7.如权利要求3所述的断路器组件，其特征在于：所述操作传动轴分为转动部和固定部，所述转动部和固定部间设有轴承。 
8.如权利要求7所述的断路器组件，其特征在于：所述轴承为无油轴承。 
9.如权利要求7所述的断路器组件，其特征在于：所述操作传动轴的固定部穿过所述波纹管、密封板和法兰，且与所述操作件连接以传递所述操作件的动作。 
10.如权利要求7所述的断路器组件，其特征在于：所述操作传动轴的转动部通过一传动元件与转轴连接传动。 
11.如权利要求7所述的断路器组件，其特征在于：所述波纹管的两端分别密封连接所述法兰和固定部外壁。 
12.如权利要求11所述的断路器组件，其特征在于：所述固定部的部分轴体为实心体，且所述波纹管密封连接所述固定部实心体部分的外壁。 
13.如权利要求3-12中任一所述的断路器组件，其特征在于：所述波纹管为可压缩的且其两端分别密封连接法兰和固定部外壁，当操作传动轴传动断路器分合闸动作时，操作传动轴为左右移动，波纹管因其密封焊接于法兰和操作传动轴之间而形成了一个位于密封板左侧的密封缓冲区域。 
14.如权利要求1所述的断路器组件，其特征在于：所述支架包括移动架和转轴。 
15.如权利要求14所述的断路器组件，其特征在于：所述断路器为三相真空断路器极柱。 
16.如权利要求15所述的断路器组件，其特征在于：所述三相真空断路器极柱从左至右平行排列所述固定于所述转轴上。 
17.如权利要求15所述的断路器组件，其特征在于：每一组隔离开关的一对动触头分别位于所述三相真空断路器极柱两端。 
18.如权利要求14所述的断路器组件，其特征在于：所述移动架包括支架部和连接部。 
19.如权利要求18所述的断路器组件，其特征在于：所述连接部为一对，且平行设置分别独立的连接所述支架部的两端。 
20.如权利要求18所述的断路器组件，其特征在于：所述支架部为一对平行设置的水平臂，所述水平臂分别位于所述断路器组件的两侧；所述连接部包括一个倒U型弯臂和两个平行的立臂；所述弯臂的两端分别连接两个所述水平臂的同侧，两个所述立臂分别独立的连接两个水平臂的另一侧。 
21.如权利要求20所述的断路器组件，其特征在于：两个所述立臂分别螺接于所述密封件的两侧。 
22.如权利要求20所述的断路器组件，其特征在于：所述转轴一端与所述弯臂活动连接。 
23.如权利要求20所述的断路器组件，其特征在于：所述转轴的一端设有一旋转销，所述弯臂与转轴的活动连接处设有一旋转孔，所述旋转销与旋转孔位置匹配，且所述旋转销可在旋转孔内旋转。 
24.如权利要求1所述的断路器组件，其特征在于：所述操作件中设有控制断路器以90°正反旋转以实现隔离开关分合闸的控制元件。 
25.如权利要求2或3所述的断路器组件，其特征在于：所述操作件中设有控制断路器以90°正反旋转以实现隔离开关分合闸的控制元件。 
26.如权利要求24所述的断路器组件，其特征在于：所述控制元件分别连接操作件和密封传动轴。 
27.如权利要求25所述的断路器组件，其特征在于：所述控制元件分别连接操作件和密封传动轴的操作传动轴。 
28.如权利要求24所述的断路器组件，其特征在于：所述控制元件的运动可通过一与所述转轴同轴心的拨叉的运动实现，所述控制元件设置于所述密封板的左侧。 
29.如权利要求28所述的断路器组件，其特征在于：所述控制元件通过一金属固定板以及相应的连接件与所述密封板和支架固定连接，所述拨叉位于所述金属固定板和密封板之间；所述操作件中操控该控制元件的控制杆穿过所述密封板与操作件联动。 
30.如权利要求28所述的断路器组件，其特征在于：所述控制杆贯穿密封板处设有O型垫圈槽，并放置O型垫圈后再通过螺接固定。 
31.如权利要求1所述的断路器组件，其特征在于：所述断路器组件还包括一平移装置。 
32.如权利要求31所述的断路器组件，其特征在于：所述平移装置设于支架上并且至少包括两个定位臂，分别设于支架部的两个水平臂上；所述定位臂的一端与水平臂通过第一导轨定位轴枢转连接并可以绕第一导轨定位轴而转动，在每个所述定位臂上设有定位臂锁定销，每个所述定位臂配有一个摆动臂，所述摆动臂通过水平臂上的第二导轨定位轴而与水平臂枢转连接，每个所述摆动臂上设有滑动槽，每个所述定位臂上的定位臂锁定销的销套设在对应的所述摆动臂的滑动槽中。 
33.如权利要求31所述的断路器组件，其特征在于：所述平移装置设于支架上并且包括至少两个定位臂，分别设于支架部的两个水平臂上；所述定位臂为两个金属臂组成，所述定位臂配有一个摆动臂，所述摆动臂位于两个金属臂之间，所述定位臂的一端与水平臂通过第一导轨定位轴枢转连接并可以绕第一导轨定位轴而转动，所述摆动臂通过水平臂上的第二导轨定位轴而与水平臂枢转连接，每个所述摆动臂上设有滑动槽，且所述定位臂锁定销贯穿两个金属臂以及摆动臂的滑动槽并分别焊接或铆接两个所述金属臂。 
34.如权利要求32或33所述的断路器组件，其特征在于：所述第一和第二导轨定位轴均设有一弹簧。 
35.如权利要求32或33所述的断路器组件，其特征在于：所述定位臂和摆动臂均为4个，且每个所述水平臂上设两个所述定位臂和摆动臂。 
36.如权利要求31所述的断路器组件，其特征在于：所述平移装置还包括一对固定连接于操作件两侧的辅助支架，每个所述辅助支架上均设有滚轮。 
37.如权利要求36所述的断路器组件，其特征在于：所述滑动槽的靠近所述滚轮的一端分别设有卡位槽。 
38.如权利要求36所述的断路器组件，其特征在于：所述辅助支架滚轮的轴心与定位臂垂直于所述开关室内的导轨时的滚轮的轴心处于同一水平面。 
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