CN212230948U - 开关柜 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种开关柜，包括：壳体；断路器，由能够在壳体中移动的基座支撑；接地开关，包括用于切换其分合闸状态的转轴；以及联动机构，用于同时调节断路器的位置以及接地开关的状态。联动机构包括：螺杆；第一螺母，耦接至螺杆以形成第一丝杠结构，并且耦接至基座，以在螺杆转动时驱动基座相对于壳体移动；操作臂，耦接至转轴；以及第二螺母，耦接至螺杆以形成第二丝杠结构，并且耦接至操作臂，以在螺杆转动时驱动操作臂和转轴一起转动。在根据本公开的实施例中，通过将对断路器和接地开关进行操作的两个操作机构合二为一，能够实现断路器和接地开关的联动操作，即在将断路器移入移出开关柜的同时能够实现接地开关的分合闸切换。

Description

开关柜

技术领域

本公开的实施例总体上涉及电气设备领域，并且更具体地，涉及一种开关柜。

背景技术

开关柜(switchgear)的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜中有两个重要元件，一个是断路器，其负责控制回路的开断，另一个是接地开关，其负责在对设备进行维护时提供接地保护。在维护过程中或正常检修过程中需要对断路器和接地开关进行对应的操作。例如，需要将断路器相对于开关柜摇进摇出，并且在将断路器摇出开关柜之后再对接地开关进行操作，以实现对接地开关的分合闸切换。

在常规的开关柜中，存在两个完全独立的操作界面，以分别对断路器和接地开关进行操作，例如如图1和图2所示。参考图1，第一调节装置30用于对断路器进行操作，以将断路器摇进摇出开关柜。参考图2，第二调节装置31用于对接地开关2进行操作，以切换接地开关2的分合闸状态。采用第一调节装置30和第二调节装置31对断路器和接地开关的操作需要按照严格的顺序进行，因此需要在第一调节装置30和第二调节装置31之间有一个机械联锁装置，以便提供联锁机制。例如，必须在采用第一调节装置30将断路器摇出开关柜之后，才能采用第二调节装置31操作接地开关；反之亦然。常规的开关柜中存在的两种操作界面比较繁琐，导致对断路器和接地开关的操作过程复杂；另外，由于需要机械联锁设计，如果在实际应用过程中出现联锁机制失效的情况，会给操作者以及设备带来很大的安全隐患。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种开关柜，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种开关柜，包括：壳体；断路器，由设置在所述壳体中的基座支撑，并且能够与所述基座一起相对于所述壳体移动；接地开关，设置在所述壳体中，并且包括被配置用于在转动时切换所述接地开关的分合闸状态的转轴；以及联动机构，被配置用于同时调节所述断路器相对于所述壳体的位置以及所述接地开关的分合闸状态。所述联动机构包括：螺杆，能够相对于所述壳体转动；第一螺母，耦接至所述螺杆以形成第一丝杠结构，并且耦接至所述基座，以在所述螺杆转动时驱动所述基座相对于所述壳体移动；操作臂，耦接至所述转轴；以及第二螺母，耦接至所述螺杆以形成第二丝杠结构，并且耦接至所述操作臂，以在所述螺杆转动时驱动所述操作臂和所述转轴一起转动。

在根据本公开的实施例中，通过将对断路器和接地开关进行操作的两个操作机构合二为一，能够实现断路器和接地开关的联动操作，即在将断路器移入移出开关柜的同时能够实现接地开关的分合闸切换。以此方式，只需要采用结构简单的联动机构，就可以容易地同步实现对断路器和接地开关的操作，因而不再需要设置单独的机械联锁机构。此外，由于避免了机械联锁的设计，因而能够提高整个开关柜的稳定性。

在一些实施例中，所述螺杆包括：第一螺纹部分，靠近所述螺杆的驱动端，其中所述第一螺母耦接至所述第一螺纹部分；以及第二螺纹部分，远离所述螺杆的驱动端，其中所述第二螺母耦接至所述第二螺纹部分。在这样的实施例中，通过第一螺纹部分和第二螺纹部分与第一螺母和第二螺母之间的配合，能够稳定可靠地同步实现对断路器和接地开关的操作。

在一些实施例中，所述操作臂包括：安装部，固定连接至所述转轴；以及操作部，从所述安装部沿着远离所述转轴的方向延伸，并且与所述第二螺母活动连接。在这样的实施例中，利用结构简单的操作臂能够实现与第二螺母之间的可靠传动。

在一些实施例中，所述操作部上设置有操作孔，并且所述第二螺母上设置有与所述操作孔活动配合的凸出部，所述凸出部被容纳在所述操作孔中。在这样的实施例中，通过操作孔与凸出部的配合，能够实现操作臂与第二螺母之间的稳定可靠的配合。

在一些实施例中，所述操作孔为腰形孔，并且所述凸出部为柱状。在这样的实施例中，腰形操作孔与柱状凸出部易于制造且配合稳定。

在一些实施例中，针对所述开关柜的每一相，所述断路器包括：输入触头，所述输入触头上设置有适于滑动连接至分支母线的第一电连接件；以及输出触头，所述输出触头上设置有适于滑动连接至馈线的第二电连接件。在这样的实施例中，在将断路器移出开关柜时，第一电连接件和第二电连接件能够与分支母线和馈线容易地分离，而在将断路器移入开关柜时，第一电连接件和第二电连接件能够与分支母线和馈线稳定接触，从而实现可靠的电连接。

在一些实施例中，所述开关柜还包括多个触头盒，每个触头盒包围设置在对应相中的所述第一电连接件和所述第二电连接件，以与相邻相中的所述第一电连接件和所述第二电连接件电绝缘。在这样的实施例中，通过采用上下连通的触头盒来包围对应相中的第一电连接件和第二电连接件，使得在空间上有条件将断路器朝向分支母线和馈线进一步移动，从而缩短了回路长度。以此方式，能够使得开关柜在经受电动力时稳定性更好、性能更可靠且成本更低。

在一些实施例中，所述开关柜还包括电流互感器，所述电流互感器设置在所述壳体中并且被配置用于测量所述馈线中的电流。在这样的实施例中，能够利用电流互感器检测馈线中的电流，以便及时了解回路的运行状况。

在一些实施例中，所述电流互感器与所述馈线一体形成。在这样的实施例中，通过将电流互感器与馈线一体形成，能够降低断路器的馈线侧的成本。

在一些实施例中，所述馈线包括铜管，并且所述电流互感器围绕所述铜管设置。在这样的实施例中，电流互感器围绕铜管设置，其结构简单，且稳定可靠。

提供实用新型内容部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开内容的关键特征或主要特征，也无意限制本公开内容的范围。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了常规开关柜中的用于对断路器进行操作的第一调节装置的结构示意图；

图2示出了常规开关柜中的用于对接地开关进行操作的第二调节装置的结构示意图；

图3示出了根据本公开的一个实施例的开关柜的结构示意图；

图4示出了图3中所示的开关柜中的断路器、接地开关以及联动机构的示例性相对布置；

图5示出了图4的局部放大示意图；

图6示出了图4中所示的开关柜中的断路器、接地开关以及联动机构的主视示意图；

图7示出了图3中所示的开关柜中的断路器、分支母线以及馈线的示例性相对布置；以及

图8示出了图3中所示的开关柜中的断路器和电流互感器的示例性相对布置。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。

如在上文中所描述的，常规的开关柜中存在的两种操作界面比较繁琐，导致对断路器和接地开关的操作过程复杂；另外，由于需要机械联锁设计，如果在实际应用过程中出现联锁机制失效的情况，会给操作者以及设备带来很大的安全隐患。本公开的实施例通过将对断路器和接地开关进行操作的两个操作机构合二为一，能够实现断路器和接地开关的联动操作，即在将断路器移入移出开关柜的同时能够实现接地开关的分合闸切换；因此，不再需要设置单独的机械联锁机构。在下文中将参考附图结合示例性实施例来详细描述本公开的原理。

图3示出了根据本公开的一个实施例的开关柜的结构示意图。如图3所示，总体上，在此描述的开关柜200包括壳体100、断路器1和接地开关2。断路器1负责控制回路的开断，并且可以具有各种常规或未来可用的布置。断路器1由设置在壳体100中的基座3支撑，并且能够与基座3一起相对于壳体100移动。在需要对断路器1进行操作时，可以将断路器1与基座3一起移出开关柜200的壳体100。在完成对断路器1的操作之后，可以将断路器1与基座3一起移入开关柜200的壳体100。接地开关2设置在壳体100中，用于在对设备进行维护时提供接地保护。接地开关2包括用于在转动时切换接地开关2的分合闸状态的转轴21。通过使转轴21转动，能够将接地开关2在分闸状态与合闸状态之间实现切换。

如在上文中结合图1和图2所述，在常规的开关柜中，存在两个完全独立的操作界面，以分别对断路器和接地开关进行操作，这样的操作界面比较繁琐，导致对断路器和接地开关的操作过程复杂。在根据本公开的实施例中，如图3所示，提供了联动机构4，用于同时调节断路器1相对于壳体100的位置以及接地开关2的分合闸状态。下面将进一步结合图4至图6对联动机构4的示例性结构和操作原理进行说明。

在一个实施例中，如图4至图6所示，联动机构4耦接至断路器1和接地开关2，并且包括螺杆40、第一螺母(未示出)、操作臂42和第二螺母41。螺杆40是联动机构4的操作杆，其具有驱动端403。在操作时，用户可以通过驱动端403来转动螺杆40，以分别通过第一螺母和第二螺母41对断路器1和接地开关2进行调节。

第一螺母耦接至螺杆40以形成第一丝杠结构。利用第一丝杠结构，可以将螺杆40的转动转换成第一螺母的平移运动。第一螺母还耦接至基座3，以用于调节基座3相对于壳体100的位置。在螺杆40转动时，第一螺母能够相对于螺杆40平移，从而带动基座3相对于壳体100移动。因此，可以通过转动螺杆40来使断路器1和基座3一起移入或移出壳体100。

操作臂42设置在转轴21上，并且耦接至第二螺母41。第二螺母41耦接至螺杆40以形成第二丝杠结构。与第一丝杠结构类似，利用第二丝杠结构，可以将螺杆40的转动转换成第二螺母41的平移运动。通过第二螺母41与操作臂42的配合，可以实现对接地开关2的分合闸状态的调节。在螺杆40转动时，第二螺母41能够相对于螺杆40平移，从而驱动操作臂42以及转轴21一起转动。因此，可以通过转动螺杆40来使接地开关2在分闸状态与合闸状态之间切换。

在根据本公开的实施例中，通过将对断路器1和接地开关2进行操作的两个操作机构合二为一，能够实现断路器1和接地开关2的联动操作，即在将断路器1移入和移出壳体100的同时能够实现接地开关2的分合闸切换。以此方式，只需要采用结构简单的联动机构4，就可以容易地同步实现对断路器1和接地开关2的操作，因而不再需要设置单独的机械联锁机构。此外，由于避免了机械联锁的设计，因而能够提高整个开关柜200的稳定性。

在一些实施例中，如图4至图6所示，螺杆40包括第一螺纹部分401和第二螺纹部分402。第一螺纹部分401靠近螺杆40的驱动端403。第一螺母耦接至第一螺纹部分401。第二螺纹部分402相对于第一螺纹部分401远离螺杆40的驱动端403。第二螺母41耦接至第二螺纹部分402。在其他实施例中，可以在螺杆40上设置完整的螺纹，或者可以在螺杆40上设置其他形式的分段螺纹，本公开的范围在此方面不受限制。

在一些实施例中，如图4至图6所示，操作臂42包括安装部421和操作部422。安装部421可以通过各种方式固定连接至转轴21，例如焊接、组装或一体成型。操作部422从安装部421沿着远离转轴21的方向延伸，并且活动连接至第二螺母41。利用这种结构简单的操作臂42就能够实现与第二螺母41之间的可靠传动。

在一些实施例中，如图4至图6所示，操作部422上设置有操作孔423。相应地，第二螺母41上设置有与操作孔423活动配合的凸出部411。凸出部411被容纳在操作孔423中，并且能够在操作孔423中移动。利用这样的布置，当第二螺母41由于被螺杆40驱动而平移时，第二螺母41上的凸出部411能够通过与操作孔423的配合而使操作臂42转动，从而实现对接地开关2的分合闸状态的调节。

在一些实施例中，如图4至图6所示，操作孔423为腰形孔，并且凸出部411为柱状。通过腰形操作孔423与柱状凸出部411的配合，能够实现操作臂42与第二螺母41之间的稳定可靠的配合。在其他实施例中，操作孔423和凸出部411还可以为其他形式，本公开的范围在此方面不受限制。

返回图3，开关柜200还包括处于断路器1的进线侧的分支母线5以及处于断路器1的馈线侧的馈线6。分支母线5电连接至断路器1的输入触头11。馈线6电连接至断路器1的输出触头12。在开关柜200运行时，电流从分支母线5进入断路器1，并且随后从断路器1流入馈线6中。

在常规的开关柜200中，通常在断路器1与分支母线5以及馈线6之间设置有附加的触臂，并且分别通过单独的绝缘盒包围相应触臂来实现电绝缘。附加的触臂会增加整个电路回路的长度，因而会增加成本。另外，在回路中通入很大的短路电流时，电路回路将会承受很大的电动力，因此附加的触臂与断路器1、分支母线5以及馈线6之间的连接需要制作得在结构上比较强壮，这也会增加电路的成本。

在一些实施例中，为了缩短回路长度，对断路器1、分支母线5和馈线6的布置进行了调整。图7示出了图3中所示的开关柜中的断路器、分支母线以及馈线的示例性相对布置。

在一些实施例中，如图3和图7所示，输入触头11上设置有适于滑动连接至分支母线5的母线端子51的第一电连接件71，并且输出触头12上设置有适于滑动连接至馈线6的第二电连接件72。在将断路器1移出开关柜200时，第一电连接件71和第二电连接件72能够与分支母线5和馈线6容易地分离，而在将断路器1移入开关柜200时，第一电连接件71和第二电连接件72能够与分支母线5和馈线6稳定接触，从而实现可靠的电连接。

通常，开关柜200包括三相，其中每一相包括输入触头11和输出触头12以及相应的第一电连接件71和第二电连接件72。为了实现相与相之间的电绝缘，如图3和图7所示，开关柜200还包括多个绝缘的触头盒8。每个触头盒8包围设置在对应相中的第一电连接件71和第二电连接件72，以与相邻相中的第一电连接件71和所述第二电连接件72电绝缘。触头盒8的面向断路器1的一侧可以是敞开结构，以便于断路器1在移入移出壳体100时其输入端子11和输出端子12与分支母线5以及馈线6进行连接。

在上述实施例中，由于每一相中的第一电连接件71和第二电连接件72之间的距离基本上满足绝缘要求，因此二者之间不需要提供额外的绝缘。这样，可以使触头盒8具有上下打通的结构，使得在空间上有条件将断路器1朝向分支母线5和馈线6进一步移动，从而可以省掉附加的触臂，缩短了回路长度。以此方式，能够使得开关柜200在经受电动力时稳定性更好、性能更可靠且成本更低。

返回图3，在一些实施例中，开关柜200还包括电流互感器9，电流互感器9设置在壳体100中并且被配置用于测量馈线6中的电流。通过利用电流互感器9检测馈线6中的电流，能够及时了解回路的运行状况。

图8示出了图3中所示的开关柜中的断路器和电流互感器的示例性相对布置。在一些实施例中，如图8所示，电流互感器9与馈线6一体形成。例如，馈线6可以由铜管制成，并且电流互感器9围绕铜管设置。利用这样的布置，能够降低断路器1的馈线侧的成本。而且，通过将电流互感器9设置在由铜管制成的馈线6上，使得整个结构稳定可靠。

在一些实施例中，如图8所示，用于连接电缆的第三电连接件90也可以与电流互感器9一体形成。利用这种布置，外部电缆可以直接连接到第三电连接件90上。附加地，开关柜200中还可以设置有绝缘支撑件91，以用于支撑第三电连接件90以及电流互感器9，从而保证整个结构的稳定可靠。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种开关柜(200)，其特征在于，包括：

壳体(100)；

断路器(1)，由设置在所述壳体(100)中的基座(3)支撑，并且能够与所述基座(3)一起相对于所述壳体(100)移动；

接地开关(2)，设置在所述壳体(100)中，并且包括被配置用于在转动时切换所述接地开关(2)的分合闸状态的转轴(21)；以及

联动机构(4)，被配置用于同时调节所述断路器(1)相对于所述壳体(100)的位置以及所述接地开关(2)的分合闸状态，所述联动机构(4)包括：

螺杆(40)，能够相对于所述壳体(100)转动；

第一螺母，耦接至所述螺杆(40)以形成第一丝杠结构，并且耦接至所述基座(3)，以在所述螺杆(40)转动时驱动所述基座(3)相对于所述壳体(100)移动；

操作臂(42)，耦接至所述转轴(21)；以及

第二螺母(41)，耦接至所述螺杆(40)以形成第二丝杠结构，并且耦接至所述操作臂(42)，以在所述螺杆(40)转动时驱动所述操作臂(42)和所述转轴(21)一起转动。

2.根据权利要求1所述的开关柜(200)，其特征在于，所述螺杆(40)包括：

第一螺纹部分(401)，靠近所述螺杆(40)的驱动端(403)，其中所述第一螺母耦接至所述第一螺纹部分(401)；以及

第二螺纹部分(402)，远离所述螺杆(40)的驱动端(403)，其中所述第二螺母(41)耦接至所述第二螺纹部分(402)。

3.根据权利要求1所述的开关柜(200)，其特征在于，所述操作臂(42)包括：

安装部(421)，固定连接至所述转轴(21)；以及

操作部(422)，从所述安装部(421)沿着远离所述转轴(21)的方向延伸，并且与所述第二螺母(41)活动连接。

4.根据权利要求3所述的开关柜(200)，其特征在于，所述操作部(422)上设置有操作孔(423)，并且所述第二螺母(41)上设置有与所述操作孔(423)活动配合的凸出部(411)，所述凸出部(411)被容纳在所述操作孔(423)中。

5.根据权利要求4所述的开关柜(200)，其特征在于，所述操作孔(423)为腰形孔，并且所述凸出部(411)为柱状。

6.根据权利要求1所述的开关柜(200)，其特征在于，针对所述开关柜(200)的每一相，所述断路器(1)包括：

输入触头(11)，所述输入触头(11)上设置有适于滑动连接至分支母线(5)的第一电连接件(71)；以及

输出触头(12)，所述输出触头(12)上设置有适于滑动连接至馈线(6)的第二电连接件(72)。

7.根据权利要求6所述的开关柜(200)，其特征在于，所述开关柜(200)还包括多个触头盒(8)，每个触头盒(8)包围设置在对应相中的所述第一电连接件(71)和所述第二电连接件(72)，以与相邻相中的所述第一电连接件(71)和所述第二电连接件(72)电绝缘。

8.根据权利要求6所述的开关柜(200)，其特征在于，所述开关柜(200)还包括电流互感器(9)，所述电流互感器(9)设置在所述壳体(100)中并且被配置用于测量所述馈线(6)中的电流。

9.根据权利要求8所述的开关柜(200)，其特征在于，所述电流互感器(9)与所述馈线(6)一体形成。

10.根据权利要求9所述的开关柜(200)，其特征在于，所述馈线(6)包括铜管，并且所述电流互感器(9)围绕所述铜管设置。

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