CN209766311U - 一种垂直伸缩式气动高压隔离开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垂直伸缩式气动高压隔离开关，包括静触头、支柱绝缘子、导电臂、主导电底座、气动机构部分，所述支柱绝缘子的一端安装有静触头，其另一端安装有主导电底座，所述主导电底座上安装有导电臂和气动机构，所述导电臂由所述气动机构驱动，所述气动机构包括减速器、传动拐臂和气压控制系统，所述气压控制系统与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与传动拐臂一端连接，所述传动拐臂另一端驱动导电臂运动。本实用新型占用空间小、成本低、操作平稳灵活、安全可靠并且维护方便。

Description

一种垂直伸缩式气动高压隔离开关

技术领域

本发明涉及隔离开关领域，更具体地说，特别涉及垂直伸缩式气动高压隔离开关。

背景技术

目前，随着国家经济的快速发展，电力作为一种清洁能源，需求量越来越大。国家电网公司和南方电网公司均加大了电网设施的投入，高压开关行业迎来了新的发展机遇，电力设施向着更高电压等级、更远输电距离方向发展，这就需要配套建设适合更高电压等级、更加智能的电气试验站。以往电气试验站内内使用的高压隔离开关传动方式主要以电动和手动操作两种方式为主，这种常规的传动形式也存在一些问题，具体如下：

1、场地空间要求高

原有的电气试验站内使用的高压隔离开关均采用电动机构箱形式传动，而电压等级越高的隔离开关对地的绝缘距离就越大，电动箱往往安装在设备底部，传动距离较长，需要增设一定的传动部件，占用一定空间。

2、操作方式存在弊端

由于现有试验站内高压隔离开关安装高度较高，手动方式不能够远距离操作，而电动操作如果在站控电源失电的情况下，不能及时对高压隔离开关进行相关的应急操作。

3、维护工作量大

当前的电动高压隔离开关机构箱内电气元器件受到使用条件的影响，另外隔离开关操作比较频繁，机构箱内经常出现元器件故障和损坏的情况，日常维护工作量大，维护成本较高。

发明内容

本发明的是为了解决目前传统操作形式的高压隔离开关对场地空间要求高、操作方式有弊端、维护工作量大等一系列问题，设计研发了一种1200kV垂直伸缩式气动高压隔离开关。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种垂直伸缩式气动高压隔离开关，包括静触头、支柱绝缘子、导电臂、主导电底座、气动机构部分，所述支柱绝缘子的一端安装有静触头，其另一端安装有主导电底座，所述主导电底座上安装有导电臂和气动机构，所述导电臂由所述气动机构驱动，所述气动机构包括减速器、传动拐臂和气压控制系统，所述气压控制系统与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与传动拐臂一端连接，所述传动拐臂另一端驱动导电臂运动。

进一步地，所述气压控制系统包括气动马达、三位五通阀、第一二位三通阀和第二二位三通阀，驱动气源管与三位五通阀的P口连通，三位五通阀的A口与气动马达的A口接口连接，三位五通阀的B口与气动马达的B口连接，所述气动马达的输出轴与减速器的输入轴连接；

所述三位五通阀的X1口与第一二位三通阀的B口连通，所述第一二位三通阀的A口与合闸到位传感器连通，所述第一二位三通阀的P口与合闸控制气源管连通；

所述三位五通阀的X2口与第二二位三通阀的B口连通，所述第二二位三通阀的A口与分闸到位传感器连通，所述第二二位三通阀的P口与分闸控制气源管连通。

进一步地，所述第一二位三通阀和第二二位三通阀均安装在主导电底座，且位于传动拐臂两侧，所述第一二位三通阀和第二二位三通阀均为机械控制阀，当所述传动拐臂上的凸轮板旋转至左极限位置或右极限位置时，传动拐臂上的凸轮板按压第一二位三通阀或第二二位三通阀的控制杆。

进一步地，导电臂分别由上导电臂、下导电臂、推拉杆、第一导电拐臂、支撑座构成，所述下导电臂包括下导电管、第一导电拉杆、齿条、齿轮轴和齿轮盒，所述支撑座安装在主导电底座上，所述下导电管的一端与支撑座连接，其另一端通过齿轮盒与上导电臂铰接，所述传动拐臂的另一端与推拉杆的一端铰接，所述推拉杆的另一端与第一导电拐臂的一端铰接，所述第一导电拐臂的另一端与第一导电拉杆的一端铰接，第一导电拐臂中部与支撑座铰接，所述第一导电拉杆的另一端安装有所述齿条，所述齿条与所述齿轮轴相啮合，所述齿轮轴与所述上导电臂连接。

进一步地，所述下导电臂还包括阻尼杆、弹簧和挡板，所述阻尼杆、弹簧和挡板依次套设在所述第一导电拉杆上，所述挡板与下导电管固定连接。

进一步地，主导电电阻≤300μΩ，触头、触指镀银层厚度≥20μm。

采用气动传动的高压隔离开关，较原来的电动隔离开关有以下优势：

1、占用空间小、成本低

高压隔离开关气动传动机构使用的是气动马达、气控阀、机械阀，较电动机构箱体积大大降低，占用空间仅为电动机构的1/3，占用的空间相对较小。因可直接安装在隔离开关主导电底座上，不需要增设一定的传动部件，节约生产成本，成本仅占电动机构成本的1/2。

2、操作平稳灵活

气动高压隔离开关气动机构，能够无级调速，从零到最大，操作灵活，同时气动马达能够实现急停机、急启动，特别适合频繁操作的场合，且换向非常容易。

3、安全可靠

气动高压隔离开关使用的是气动马达传动，气动马达的适应性较强，并且转速可随负载改变，直至超载停机而不会对气动马达产生损伤。而且气动机构使用时不会有电火花产生、过热、短路等危险因素。同时气动隔离开关使用的压缩空气来驱动，而试验站内都备有储气罐来存储压缩空气，就是在停电的情况下也可对隔离开关进行分合闸操作。

4、维护方便

气动高压隔离开关气动机构结构简单，气动马达为封闭式结构，使用寿命较长，能够在多尘、潮湿等恶劣环境下使用，免维护设计，日常维护方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明垂直伸缩式气动高压隔离开关的结构示意图。

图2为本发明中主导电底座的结构示意图。

图3为本发明气动控制原理图。

图4为本发明中导电臂结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1、图2、图4所示，一种垂直伸缩式气动高压隔离开关，包括静触头1、支柱绝缘子2、导电臂3、主导电底座4、气动机构5部分，支柱绝缘子2主要起通流、隔离带电与非带电部位作用，所述支柱绝缘子2的一端安装有静触头1，其另一端安装有主导电底座4，所述主导电底座4上安装有导电臂3和气动机构5，所述导电臂3由所述气动机构5驱动，动触头311安装在导电臂3上，通过与固定好的静触头之间的配合，实现开关分合，所述气动机构5包括减速器51、传动拐臂52和气压控制系统53，所述气压控制系统53与减速器51的输入轴连接，所述减速器51的输出轴与传动拐臂52一端连接，所述传动拐臂52另一端驱动导电臂3运动。静触头部分和动侧导电部分均设计为可调节方式，满足现场调试要求。分合闸均设有机械闭锁装置，防止操作过程中出现分合闸过位造成设备损坏。主导电部分结构形式可以设计为单臂垂直伸缩式、单臂水平伸缩式、双臂水平伸缩式、侧墙水平伸缩式。优选的，主导电电阻≤300μΩ，触头、触指镀银层厚度≥20μm。

在本实施例中，导电臂3分别由上导电臂31、下导电臂32、推拉杆33、第一导电拐臂34、支撑座35构成，所述下导电臂32包括下导电管322、第一导电拉杆325、齿条326、齿轮轴327和齿轮盒328，所述支撑座35安装在主导电底座4上，所述下导电管322的一端与支撑座35连接，其另一端通过齿轮盒328与上导电臂31铰接，所述传动拐臂52的另一端与推拉杆33的一端铰接，所述推拉杆33的另一端与第一导电拐臂34的一端铰接，所述第一导电拐臂34的另一端与第一导电拉杆325的一端铰接，第一导电拐臂34中部与支撑座35铰接，所述第一导电拉杆325的另一端安装有所述齿条326，所述齿条326与所述齿轮轴327相啮合，所述齿轮轴327与所述上导电臂31连接。气压控制系统53驱动传动拐臂52向左或向右摆动，从而带动推拉杆33移动，推拉杆33带动第一导电拐臂34翻转，从而带动第一导电拉杆325和齿条326移动，齿条326带动齿轮轴327旋转从而带动上导电臂31翻转。

优选的，所述下导电臂32还包括阻尼杆321、弹簧323和挡板324，所述阻尼杆321、弹簧323和挡板324依次套设在所述第一导电拉杆325上，所述挡板324与下导电管322固定连接，弹簧323用于对上导电臂31的复位，阻尼杆321与第一导电拉杆325配合使用压缩弹簧323实现导电分合闸动作。

所述上导电臂31包括依次设置的动触头311、上导电管312、第二导电拐臂313，所述第二导电拐臂313与齿轮轴327固定连接，当齿轮轴327旋转时，驱动上导电臂31翻转。

参阅图3所示，所述气压控制系统53包括气动马达531、三位五通阀532、第一二位三通阀533和第二二位三通阀534，驱动气源管535与三位五通阀532的P口连通，三位五通阀532的A口与气动马达531的A口接口连接，三位五通阀532的B口与气动马达531的B口连接，所述气动马达531的输出轴与减速器51的输入轴连接，

所述三位五通阀532的X1口与第一二位三通阀533的B口连通，所述第一二位三通阀533的A口与合闸到位传感器连通，所述第一二位三通阀533的P口与合闸控制气源管536连通；

所述三位五通阀532的X2口与第二二位三通阀534的B口连通，所述第二二位三通534阀的A口与分闸到位传感器连通，所述第二二位三通534阀的P口与分闸控制气源管537连通。

气管附件部分由气管和气管接头构成，主要为气动机构提供压缩空气，驱动气源管535、合闸控制气源管536和分闸控制气源管537由外部提供压缩空气。

在本实施例中，气压控制系统53最大输出扭矩37.6N·m，操作气压0.4-1Mpa，操作时间40±5S，最大操作力≤120N。减速器速比10×80，气动马达采用五柱活塞式结构，最大输出功率0.37KW，输出扭矩4.7N·m，额定转速750 R.P.M/min，耗气量395L/min，失速扭矩6.5N·m。

进一步地，所述第一二位三通阀533和第二二位三通阀534均安装在主导电底座4，且位于传动拐臂52两侧，所述第一二位三通阀533和第二二位三通阀534均为机械控制阀，当所述传动拐臂52旋转只左极限位置或右极限位置时，传动拐臂按压第一二位三通阀533或第二二位三通阀534的控制杆。

1、操作方法

（1）合闸操作：控制后台给出合闸信号，气动马达动作，带动隔离开关进行合闸动作，当隔离开关合闸到位后，气动机构自动停止运转，并同时给后台合闸到位信号，后台将合闸控制气源切断，合闸操作结束。

（2）分闸操作：控制后台给出分闸信号，气动马达动作，带动隔离开关进行分闸动作，当隔离开关分闸到位后，气动机构自动停止运转，并同时给后台分闸到位信号，后台将分闸控制气源切断，分闸操作结束。

2、机构动作原理

（1）合闸操作动作原理：合闸控制气源给出合闸信号，此时第一二位三通阀533的P口和B口处于连通状态，三位五通阀532的X1口得气，推动阀芯变换到合闸位置，三位五通阀532的P口和A口接通，此时马达P顺时针旋转，当主导电传动拐臂上的挡板触碰到第一二位三通阀533滚轮时，此时第一二位三通阀533的P口和B口断开，三位五通阀532阀芯复位，切断合闸气源，马达停止转动，同时第一二位三通阀533的P口和A口连通给出合闸到位信号，后台停止合闸气源，合闸过程结束。

（2）分闸操作动作原理：分闸控制气源给出分闸信号，此时第二二位三通阀534的P口和B口处于连通状态，三位五通阀532的X2口得气，推动阀芯变换到分闸位置，三位五通阀532的P口和B口接通，此时马达P逆时针旋转，当主导电传动拐臂上的挡板触碰到第二二位三通阀534滚轮时，此时第二二位三通阀534的P口和B口断开，三位五通阀532阀芯复位，切断分闸气源，马达停止转动，同时第二二位三通阀534P口和A口连通给出分闸到位信号，后台停止分闸气源，分闸过程结束。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于，包括静触头、支柱绝缘子、导电臂、主导电底座、气动机构部分，所述支柱绝缘子的一端安装有静触头，其另一端安装有主导电底座，所述主导电底座上安装有导电臂和气动机构，所述导电臂由所述气动机构驱动，所述气动机构包括减速器、传动拐臂和气压控制系统，所述气压控制系统与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与传动拐臂一端连接，所述传动拐臂另一端驱动导电臂运动。

2.根据权利要求1所述的垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于：所述气压控制系统包括气动马达、三位五通阀、第一二位三通阀和第二二位三通阀，驱动气源管与三位五通阀的P口连通，三位五通阀的A口与气动马达的A口接口连接，三位五通阀的B口与气动马达的B口连接，所述气动马达的输出轴与减速器的输入轴连接；

所述三位五通阀的X1口与第一二位三通阀的B口连通，所述第一二位三通阀的A口与合闸到位传感器连通，所述第一二位三通阀的P口与合闸控制气源管连通；

所述三位五通阀的X2口与第二二位三通阀的B口连通，所述第二二位三通阀的A口与分闸到位传感器连通，所述第二二位三通阀的P口与分闸控制气源管连通。

3.根据权利要求2所述的垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于：所述第一二位三通阀和第二二位三通阀均安装在主导电底座，且位于传动拐臂两侧，所述第一二位三通阀和第二二位三通阀均为机械控制阀，当所述传动拐臂上的凸轮板旋转至左极限位置或右极限位置时，传动拐臂上的凸轮板按压第一二位三通阀或第二二位三通阀的控制杆。

4.根据权利要求1所述的垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于：导电臂分别由上导电臂、下导电臂、推拉杆、第一导电拐臂、支撑座构成，所述下导电臂包括下导电管、第一导电拉杆、齿条、齿轮轴和齿轮盒，所述支撑座安装在主导电底座上，所述下导电管的一端与支撑座连接，其另一端通过齿轮盒与上导电臂铰接，所述传动拐臂的另一端与推拉杆的一端铰接，所述推拉杆的另一端与第一导电拐臂的一端铰接，所述第一导电拐臂的另一端与第一导电拉杆的一端铰接，第一导电拐臂中部与支撑座铰接，所述第一导电拉杆的另一端安装有所述齿条，所述齿条与所述齿轮轴相啮合，所述齿轮轴与所述上导电臂连接。

5.根据权利要求4所述的垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于：所述下导电臂还包括阻尼杆、弹簧和挡板，所述阻尼杆、弹簧和挡板依次套设在所述第一导电拉杆上，所述挡板与下导电管固定连接。

6.根据权利要求4所述的垂直伸缩式气动高压隔离开关，其特征在于：主导电电阻≤300μΩ，触头、触指镀银层厚度≥20μm。