CN206432192U - 三工位开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三工位开关(2)，包括刀闸动触头(31)、母排、旋转静触头(33)、塑料主轴(21)、支架(22)、接地静触头(23)和隔离套管(24)。该三工位开关在隔离合闸操作时刀闸动触头(31)直接夹紧母排，母排的刀闸接触面(322)作为隔离静触头，不需要辅助的隔离静触头，从而使每个母线室节省了三个隔离静触头、节省了空间、降低了主回路电阻。另外，本实用新型的管形母线三工位开关以及旋转静触头和隔离套管合并一体的三工位开关更进一步简化了加工工艺、节省铜材料、节省了三工位开关的体积。

Description

三工位开关

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及高压电器上的一种控制保护装置，特别是涉及一种高压开关设备的三工位开关。

背景技术

在高压电器设备中，隔离开关是指在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。接地开关是指用于将回路接地的一种机械开关装置，在异常条件(如短路)下，可在规定时间内承载规定的异常电流，但在正常回路条件下，不要求承载电流。如果隔离开关和接地开关共用动触头，则两者组合在一起称为三工位开关。

不同开关柜产品中的三工位开关结构可以不一样，如图1所示是现有的一种三工位开关12在隔离合闸位置的示意图，该三工位开关包括金属主轴121、绝缘拉杆122、刀闸动触头123、旋转静触头124、隔离静触头125、接地静触头126等部件；该三工位开关12的工作原理是：进行隔离合闸操作时，安装在开关柜隔室11外的三工位开关操作机构带动金属主轴121逆时针旋转，金属主轴拉动绝缘拉杆122，绝缘拉杆122拉动刀闸动触头123围绕旋转静触头124逆时针旋转，刀闸动触头123旋转到适当角度时，其刀头1231夹紧隔离静触头125，从而使三工位开关12处于隔离合闸位置，实现了隔离合闸操作；进行隔离分闸/接地分闸操作时，金属主轴121顺时针旋转驱动刀闸动触头 123分离开隔离静触头，当刀闸动触头123旋转到介于隔离静触头125 和接地静触头126的中间位置时，三工位开关12处于隔离分闸/接地分闸位置；进行接地合闸操作时，刀闸动触头123顺时针旋转到夹紧接地静触头126时，三工位开关12处于接地合闸位置。

如图1中所示的三工位开关，存在以下问题：

1)单独的隔离静触头125零件，原理上隔离静触头125的功能是过度连接刀闸动触头123和母线套管127，属于辅助零件；而且该隔离静触头125的结构复杂、加工成本高、占用空间，故可以通过优化设计节省该隔离静触头125。

2)四连杆机构复杂、零件数目较多、体积大。该三工位开关的支架13、金属主轴121、拐臂1211、绝缘拉杆122、刀闸动触头123、旋转静触头124构成四连杆机构，由于该四连杆机构的功能是将金属主轴121的旋转运动传输给刀闸动触头123，中间连接的拐臂1211、绝缘拉杆122等为辅助零件，这些辅助零件占用体积、装配复杂、影响生产效率、机械传动效率和合分闸操作的可靠性。

因此，本实用新型优化设计了一种三工位开关，以解决上述的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种三工位开关，包括刀闸动触头、母排和旋转静触头，刀闸动触头包括左右对称的左刀片和右刀片，每个刀片包括刀片基部和刀头；母排同时作为隔离静触头；当左刀片和右刀片的刀头连接并夹紧母排时，实现三工位开关的隔离合闸；当左刀片和右刀片的刀头脱离开母排时，实现三工位开关的隔离分闸和接地分闸。

根据本实用新型的一最佳实施例，所述母排为矩形母排；矩形母排包括母排主体、刀闸接触面；矩形母排的刀闸接触面作为隔离静触头。

根据本实用新型的一最佳实施例，左刀片和右刀片的每个刀片包括刀片基部、刀片中间部和刀头；其中刀片基部包括外凸球形接触面、刀片基部连接孔；刀头包括刀头外凸球形接触面和刀头纵向切槽。

根据本实用新型的一最佳实施例，还包括塑料主轴，主轴包括前支撑轴、后支撑轴和拐臂。

根据本实用新型的一最佳实施例，所述母排为铜管母排。

根据本实用新型的一最佳实施例，铜管母排包括铜管母排圆形接触面和压扁面；铜管母排圆形接触面作为隔离静触头。

根据本实用新型的一最佳实施例，铜管母排还包括至少一个散热孔。

根据本实用新型的一最佳实施例，刀闸动触头的刀头为平面刀头。

根据本实用新型的一最佳实施例，还包括隔离套管，该隔离套管包括导体外伸部位，其上有内凹球形接触面；导体外伸部位作为旋转静触头。

根据本实用新型的一最佳实施例，所述导体外伸部位和隔离套管的导体为一体结构。

本实用新型的三工位开关节省了旋转静触头、节省将旋转静触头装配到隔离套管的工作量、节省了三工位开关的体积；也大幅节约了成本。

附图说明

图1是一种现有的三工位开关的结构示意图；

图2是本实用新型的三工位开关的示意图；

图3是本实用新型的三工位开关的刀闸动触头、旋转静触头、矩形母排的爆炸示意图；

图4A-4B是本实用新型的铜管母排三工位开关的示意图；其中图 4A是剖面图，图4B是立体图；

图5是本实用新型的旋转静触头和隔离套管合并一体的三工位开关的示意图。

具体实施方式

下面结合参考附图，更详细地描述本实用新型的结构、功能、装配过程和工作原理。

根据本实用新型的一最佳实施例，如图2是本实用新型的三工位开关的示意图，该三工位开关2包括刀闸动触头31、母排32、旋转静触头33、塑料主轴21、支架22、接地静触头23、隔离套管24等零件。

为了便于详细描述图2中的刀闸动触头31、矩形母排32、旋转静触头33之间的关系，将这三者从图2中的三相中提取出其中一相并分解成爆炸示意图，如图3所示。

在图3中，刀闸动触头31包括左右对称的左刀片、右刀片，每个刀片包括刀片基部311、刀片中间部312和刀头313；其中刀片基部 311包括外凸球形接触面3111、刀片基部连接孔3112；其中刀头313 包括刀头外凸球形接触面3131、刀头纵向切槽3132、刀头连接孔3133。

如图3所示，矩形母排32包括母排主体321、刀闸接触面322、限位销孔323等，其中母排主体321与刀闸接触面322是为一体的光滑平面。

如图3所示，旋转静触头33包括旋转静触头基座331、旋转静触头内凹球形接触面332、旋转静触头销钉连接孔333等。

如图3所示，刀闸动触头31与旋转静触头33预装配时，首先将左右刀片的基部外凸球形接触面3111分别对准旋转静触头的左右内凹球形接触面332，再使用销钉、垫片、弹簧片、卡圈等紧固件将左右刀片的基部外凸球形接触面3111贴紧旋转静触头的左右内凹球形接触面332，使得左右刀片构成的刀闸动触头31可以绕着旋转静触头销钉连接孔333顺利旋转；然后再使用销钉、限位环、垫片、弹簧片、卡圈等零件穿过刀头连接孔3133，使得左右刀头的两片的两外凸球形接触面3131的最近距离等于或稍微小于矩形母排32的厚度，以满足刀头313与矩形母排的刀闸接触面322的夹紧力要求。

如图2所示，塑料主轴21包括前支撑轴211、后支撑轴212、拐臂213、相间连接段214；其中拐臂包括的中空部位构成刀闸动触头穿孔2131。

图2中所示的塑料主轴21可以由一种或多种绝缘材料加工而成，比如PA66或其它材料。

如图2所示，该三工位开关装配过程是：首先，将图3所示的刀闸动触头31与旋转静触头33组装成预装配件；其次，将该预装配件装在A、B、C三相隔离套管24上并保持A、B、C三相的刀闸动触头31统一对齐竖直向上；然后，将塑料主轴21放进开关柜隔室内并使A、B、C三相刀闸动触头31穿过对应的塑料主轴上的刀闸动触头穿孔2131；再然后，将塑料主轴的前支撑轴211、后支撑轴212分别固定在主轴支架22的前板、后板上；最后将A、B、C三相矩形母排 32锁紧在母线套管上。

如图2所示，该三工位开关2的工作原理是：进行隔离合闸操作时，安装在开关柜隔室外的三工位操作机构带动塑料主轴21顺时针旋转，塑料主轴21拐臂213推动刀闸动触头31顺时针旋转，使得左右两片刀头外凸球形接触面3131夹紧矩形母排32，从而实现了隔离合闸操作，三工位开关2处于隔离合闸位置；进行隔离分闸操作时，塑料主轴21逆针旋转带动刀闸动触头31移开矩形母排32，当刀闸动触头31旋转到介于矩形母排32和接地静触头23的中间位置时，三工位开关2处于隔离分闸/接地分闸位置；当刀闸动触头31继续逆时针旋转到夹紧接地静触头23时，三工位开关2处于接地合闸位置。

如图2所示，本实用新型三工位开关2的优点是：隔离合闸时刀闸动触头31直接夹紧矩形母排32，矩形母排32的刀闸接触面322作为隔离静触头，不需要辅助的隔离静触头，与图1的现有三工位开关相比较，每个母线室节省了A、B、C三相共三个隔离静触头125、节省了空间、降低了主回路电阻。

如图2所示，本实用新型三工位开关2的另一个优点是：本实用新型三工位开关2通过塑料主轴21驱动三工位刀闸动触头31顺时针、逆时针旋转，与图1的现有三工位开关相比较，塑料主轴21代替了金属主轴121，节省中间连接的绝缘拉杆122、拐臂1211等辅助零件、节省了空间、提高了装配效率、机械传动效率和合分闸操作的可靠性。

根据本实用新型的进一步最佳实施例，如图4A-4B是本实用新型的铜管母排三工位开关4的示意图，该示意图仅仅显示了刀闸动触头 41、铜管母排42，其它的零件如塑料主轴21、支架22、接地静触头 23、隔离套管24等零件与图2中的类似，在图4A-4B中不重复显示出来，以便于描述图4A-4B和图2的区别。

如图4A所示，刀闸动触头41的刀头为平面刀头411。该三工位开关的工作原理是：合闸操作时，平面刀头411夹紧铜管母排圆形接触面421，从而实现了隔离合闸操作，三工位开关处于隔离合闸位置。在本实施例中，铜管母排圆形接触面421作为隔离静触头，起隔离静触头的作用，不再需要额外的隔离静触头辅件。

图4A所示的铜管母排三工位开关4的优点是：一方面，刀闸动触头4刀头部为平面刀头411，不需要加工成图3所示的刀头外凸球形接触面3131，简化了加工工艺、节省成本；另一方面，由于交流电的集肤效应，相同横截面积的铜管母排42的承载电流能力比矩形铜排32大，使图4A-图4B中的铜管母排相对于图3中的铜排节省30％左右的铜材料、降低了成本。

如图4B所示，铜管母排42包括圆形接触面421、散热孔422、压扁面423等，其中散热孔422可以为两个或一个或多个，本实用新型中以铜管母排两端各为一个为例。

铜管母排上设计散热孔422的优点是：一方面，开关柜在换气时，可以使铜管母排内部的气体(如空气)通过铜管母排散热孔422快速地抽成真空，然后更换成开关柜所需的绝缘气体(如SF6)，使得铜管母排内部也充满绝缘气体，避免开关柜内混杂气体而造成绝缘性能下降；另一方面，开关柜因通电流而造成铜管母排温度升高时，铜管母排内外的绝缘气体将通过铜管母排散热孔422进行循环流动，有利于铜管母排内部的热量与铜管母排外部的热量进行热对流，提高了铜管母排的散热性能和承载电流的能力。

图4A-4B中所示的铜管母排不限于铜管母排，对于其他具有的圆形外凸接触面421的母线仍然适应，比如铝管、铝棒、铜棒等。

根据本实用新型的进一步最佳实施例，如图5是本实用新型的旋转静触头和隔离套管合并为一体的三工位开关5的示意图。该示意图仅仅显示了刀闸动触头31、隔离套管51，其它的零件如矩形母排32、塑料主轴21、支架22、接地静触头23零件与图2中的类似，在图5 中不重复显示出来，以便于描述图2和图5的区别。

如图5所示，该隔离套管51有导体外伸部位511作为旋转静触头。导体外伸部位511上有包括内凹球形接触面5111、销钉连接孔 5112。所述导体外伸部位511和隔离套管51的导体为一体结构。本最佳实施例中，导体外伸部位511作为旋转静触头，不再其他需要额外的旋转静触头。

如图5所示，刀闸动触头31与隔离套管51装配时，首先将左右刀片的基部外凸球形接触面3111分别对准隔离套管的左右内凹球形接触面5111，再使用销钉、垫片、弹簧片、卡圈等零件将左右刀片的基部外凸球形接触面3111贴紧隔离套管的左右内凹球形接触面5111，使得刀闸动触头31可以绕着隔离套管的销钉连接孔5112顺利旋转。

图5所示的三工位开关将旋转静触头与隔离套管的导体合并一体，相对于图2所示的带有旋转静触头33的三工位开关2而言，节省了旋转静触头33、节省将旋转静触头装配到隔离套管的工作量、节省了三工位开关的体积。

根据本实用新型的进一步最佳实施例，将图3所示的矩形铜排32 与图5所示的隔离套管51同时使用；

根据本实用新型的进一步最佳实施例，将图4A-图4B所示的铜管母排与图5所示隔离套管51同时使用。

尽管为说明目的公开了本实用新型的较佳实施例和附图，但是熟悉本领域技术的人员，在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，可作各种替换、变化和润饰。因此，本实用新型不应局限于较佳实施例和附图所公开的内容，本实用新型的保护范围以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种三工位开关，包括刀闸动触头(31)、母排和旋转静触头(33)，其特征在于：刀闸动触头(31)包括左右对称的左刀片和右刀片，每个刀片包括刀片基部(311)和刀头(313)；母排同时作为隔离静触头；当左刀片和右刀片的刀头(313)连接并夹紧母排(32)时，实现三工位开关的隔离合闸；当左刀片和右刀片的刀头(313)脱离开母排时，实现三工位开关的隔离分闸和接地分闸。

2.根据权利要求1所述的三工位开关，其特征在于：所述母排为矩形母排(32)；矩形母排(32)包括母排主体(321)、刀闸接触面(322)；矩形母排(32)的刀闸接触面(322)作为隔离静触头。

3.根据权利要求2所述的三工位开关，其特征在于：左刀片和右刀片的每个刀片包括刀片基部(311)、刀片中间部(312)和刀头(313)；其中刀片基部(311)包括外凸球形接触面(3111)、刀片基部连接孔(3112)；刀头(313)包括刀头外凸球形接触面(3131)和刀头纵向切槽(3132)。

4.根据权利要求1所述的三工位开关，其特征在于：还包括塑料主轴(21)，主轴(21)包括前支撑轴(211)、后支撑轴(212)和拐臂(213)。

5.根据权利要求1所述的三工位开关，其特征在于：所述母排为铜管母排(42)。

6.根据权利要求5所述的三工位开关，其特征在于：铜管母排(42)包括铜管母排圆形接触面(421)和压扁面(423)；铜管母排圆形接触面(421)作为隔离静触头。

7.根据权利要求5所述的三工位开关，其特征在于：铜管母排(42)还包括至少一个散热孔(422)。

8.根据权利要求5所述的三工位开关，其特征在于：刀闸动触头(41)的刀头为平面刀头(411)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的三工位开关，其特征在于：还包括隔离套管(51)，该隔离套管(51)包括导体外伸部位(511)，其上有内凹球形接触面(5111)；导体外伸部位(511)作为旋转静触头。

10.根据权利要求9所述的三工位开关，其特征在于：所述导体外伸部位(511)和隔离套管(51)的导体为一体结构。