CN216530002U - 组合式开关设备及其负荷开关 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种组合式开关设备及其负荷开关，包括柜体、负荷开关、接地开关和熔丝筒。柜体包括气箱，气箱内的填充的气体是空气。负荷开关、接地开关和熔丝筒安装于气箱内，该熔丝筒与负荷开关、接地开关电连接。负荷开关包括静触头和动触头，静触头的外周设置有绝缘筒，以将静触头和动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。

Description

组合式开关设备及其负荷开关

技术领域

本公开涉及电力设备技术领域，特别涉及一种组合式开关设备及其负荷开关。

背景技术

上世纪70年代世界上第一台中压气体绝缘开关设备在德国诞生，采用了SF6气体绝缘。现代中压气体绝缘开关设备在各项技术方面有了很大的发展，被认为是全世界最可靠和最经济的中压开关设备。然而，由于中压气体绝缘开关设备采用的SF6气体是导致地球变暖的温室效应气体之一，被受到广泛质疑。为了保护地球环境，以联合国为中心发布了许多宣言、条约和议定书，特别是中国加入和签署的《联合国气候变化框架公约》第三次缔约国大会《京都议定书》。SF6被列为六种具有温室效应的气体之一。全球生产的SF6约50％用于电力行业，这其中的80％是用于开关设备。我国电力开关行业每年使用的SF6气体超过10000吨，减少SF6的使用已刻不容缓。

目前，多数组合式开关设备(例如，12KV环网柜)采用断路器和三工位开关的组合，断路器利用真空灭弧室来灭弧，虽然真空本身是比较环保的，但是生产真空的过程中却会产生很多污染。并且断路器本身的价格比较昂贵，生产成本较高。

实用新型内容

为了解决相关技术中存在的组合式开关设备不环保且成本高的问题，本公开提供了一种环保型且成本低的组合式开关设备及其负荷开关。

本公开提供一种组合式开关设备，包括：

柜体，其包括气箱，所述气箱内的气体为空气；

负荷开关，其安装于所述气箱内；

接地开关，其安装于所述气箱内；以及

熔丝筒，其安装于所述气箱内，且与所述负荷开关、所述接地开关电连接；

所述负荷开关包括静触头和动触头，所述静触头的外周设置有绝缘筒，以将所述静触头和所述动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。

可选的，所述负荷开关还包括上触座和固定于所述上触座的下端的上屏蔽罩，所述静触头安装在所述上触座内，所述绝缘筒通过所述上屏蔽罩安装于所述上触座上，所述绝缘筒、所述上屏蔽罩和所述上触座形成底部开口四周封闭的半封闭空间，该半封闭空间包围整个所述静触头，且所述绝缘筒的下端超出于所述静触头的下端。

可选的，所述负荷开关还包括固定在所述气箱内壁上的开关框架、固定在所述开关框架上的上支撑绝缘子和固定在所述上触座上的上梅花触头，所述上触头固定于所述上支撑绝缘子上，所述上屏蔽罩包围所述上梅花触头。

可选的，所述负荷开关还包括固定在所述开关框架上的下支撑绝缘子、固定于所述支撑绝缘子的下触座、固定在所述下触座上的下梅花触头和下屏蔽罩，所述下屏蔽罩固定于所述下触座的上端，所述下屏蔽罩包裹所述下梅花触头。

可选的，所述负荷开关还包括固定于所述开关框架上的活塞杆支撑绝缘子和与所述活塞杆支撑绝缘子连接的活塞杆，所述动触头通过套筒安装于所述活塞杆的顶部，并能够随所述套筒沿所述活塞杆向靠近或远离所述静触头的方向往返移动。

可选的，所述熔丝筒设置有与所述负荷开关连接的进线端，所述进线端处设置有支撑绝缘子，所述支撑绝缘子的顶部设置有与所述负荷开关连接的连接部，所述连接部上的电流沿所述支撑绝缘子的高度方向爬向所述熔丝筒的绝缘外壳的表面，所述电流到所述气箱的前板的爬电距离至少为所述支撑绝缘子的高度和从所述支撑绝缘子处到所述前板的长度之和。

可选的，所述支撑绝缘子的高度大于等于29mm。

可选的，所述支撑绝缘子包括绝缘子本体和由所述绝缘子本体向两侧延伸的侧翼，所述侧翼沿所述熔丝筒的轴线方向延伸，电流到所述前板的爬电距离为所述绝缘子本体的高度、所述侧翼的长度和从所述绝缘子本体到所述前板之间的长度的三者之和。

可选的，所述支撑绝缘子为中空结构，内部形成有一容纳腔，连接导体通过螺牙固定于所述容纳腔中，所述连接导体靠近所述熔丝筒的一端部连接高压导电板，所述连接导体的另一端连接所述负荷开关或所述接地开关，所述高压导电板连接所述熔丝筒的内部导电体。

可选的，所述高压导电板朝向所述熔丝筒内部的一端部的外周套有垫片，所述垫片连接所述高压导电板和所述熔丝筒内置的屏蔽网。

可选的，所述高压导电板与所述熔丝筒的绝缘外壳之间设置有密封圈，所述密封圈位于所述垫片的上方，隔断外界气体通过所述熔丝筒进入所述气箱中，保持所述气箱的内外气体压差。

可选的，所述高压导电板具有一凹槽，所述连接导体靠近所述熔丝筒的一端部插入于所述凹槽中，实现连接。

可选的，所述容纳腔内设置有屏蔽环，所述屏蔽环包裹所述连接导体和所述高压导电板的尖端部分。

可选的，所述支撑绝缘子与所述熔丝筒固定的一端设置有环形凸起，所述环形凸起卡入所述熔丝筒内进行定位，在所述支撑绝缘子的另一端通过安装螺母进行锁紧固定。

可选的，所述环形凸起靠近所述支撑绝缘子的外表面的一侧开设有环形槽口，所述环形槽口内设置有环形密封件，所述环形密封件密封所述支撑绝缘子和所述熔丝筒之间的安装面。

可选的，所述柜体还包括电缆室，所述熔丝筒与所述电缆室的出线筒连接，所述电缆室的顶部设置有辅助接地开关，所述辅助接地开关与所述电缆室内部的电路电连接，所述辅助接地开关位于所述气箱内，且通过连杆连接所述接地开关的输入轴，在所述输入轴的带动下进行分闸或合闸。

可选的，所述柜体还包括机构室，所述机构室位于所述气箱的一侧，且与所述气箱相隔离，所述机构室内设置有与所述负荷开关的输入轴传动连接的负荷开关操作机构以及与所述接地开关的输入轴传动连接的接地开关操作机构。

可选的，负荷开关操作机构包括负荷开关操作轴、负荷开关指示杆和负荷开关固定板，所述负荷开关固定板固定于所述气箱的前板上，所述负荷开关指示杆和所述负荷开关操作轴一端暴露出所述负荷开关固定板，另一端与所述负荷开关的输入轴传动连接，以带动所述负荷开关合闸或分闸；

所述接地开关操作机构包括接地开关固定板、接地开关指示杆和接地开关操作轴，所述接地开关固定板固定于所述气箱的前板上，所述接地开关操作轴的一端暴露出所述接地开关固定板，另一端与所述接地开关的输入轴传动连接，以带动所述接地开关合闸或分闸。

可选的，所述负荷开关操作机构还包括负荷开关联锁模块，其一端连接所述负荷开关指示杆，另一端连接所述接地开关固定板，所述负荷开关联锁模块在所述负荷开关指示杆的旋转的带动下发生联动；

所述接地开关操作机构还包括接地开关联锁模块，其一端连接所述接地开关操作轴，另一端连接所述负荷开关固定板，所述接地开关联锁模块在所述接地开关操作轴的旋转的带动下发生联动；

在负荷开关合闸时，所述负荷开关联锁模块遮挡所述接地开关操作轴，阻止接地开关合闸；在所述接地开关合闸时，所述接地开关联锁模块遮挡所述负荷开关操作轴，阻止所述负荷开关合闸。

本公开另提供一种负荷开关，应用于组合式开关设备，所述组合式开关具有一气箱，所述气箱内的气体为空气，所述负荷开关安装于所述气箱内；所述负荷开关包括静触头和动触头，所述静触头的外周设置有绝缘筒，以将所述静触头和所述动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。

可选的，所述负荷开关还包括上触座和固定于所述上触座下端的上屏蔽罩，所述静触头安装在所述上触座内，所述绝缘筒通过所述上屏蔽罩安装于所述上触座上，所述绝缘筒、所述上屏蔽罩和所述上触座形成底部开口四周封闭的半封闭空间，该半封闭空间包围整个所述静触头，且所述绝缘筒的下端超出于所述静触头的下端。

可选的，所述负荷开关还包括固定在所述气箱内壁上的开关框架、固定在所述开关框架上的上支撑绝缘子和固定在所述上触座上的上梅花触头，所述上触头固定于所述上支撑绝缘子上，所述上屏蔽罩包围所述上梅花触头。

可选的，所述负荷开关还包括固定在所述开关框架上的下支撑绝缘子、固定于所述支撑绝缘子的下触座、固定在所述下触座上的下梅花触头和下屏蔽罩，所述下屏蔽罩固定于所述下触座的上端，所述下屏蔽罩包裹所述下梅花触头。

可选的，所述负荷开关还包括固定于所述开关框架上的活塞杆支撑绝缘子和与所述活塞杆支撑绝缘子连接的活塞杆，所述动触头通过套筒安装于所述活塞杆的顶部，并能够随所述套筒沿所述活塞杆向靠近或远离所述静触头的方向往返移动。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开提供一种组合式开关设备，包括柜体、负荷开关、接地开关和熔丝筒。柜体包括气箱，气箱内的填充的气体是空气。负荷开关、接地开关和熔丝筒安装于气箱内，该熔丝筒与负荷开关、接地开关电连接。负荷开关包括静触头和动触头，静触头的外周设置有绝缘筒，以将静触头和动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。因静触头的外周设置有绝缘筒，该绝缘筒将静触头和动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中，如此，电弧而不会去干扰其它相的触头，从而避免短路，增强负荷开关的开断能力，进而可适用于空气环境中的开断，而不必填在气箱中充SF6气体，达到环保的目的。并且相对于断路器和三工位开关的组合柜而言，负荷开关和熔断器的组合柜成本降低了。

本公开提供一种负荷开关，应用于组合式开关设备，该组合式开关具有一气箱，该气箱内的气体为空气，该负荷开关安装于气箱内，负荷开关包括静触头和动触头，静触头的外周设置有绝缘筒，以将静触头和动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。因静触头的外周设置有绝缘筒，该绝缘筒将静触头和动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中，如此，电弧而不会去干扰其它相的触头，从而避免短路，增强负荷开关的开断能力，进而可适用于空气环境中的开断，达到环保的目的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据本公开一实施例示出的组合式开关设备的侧视图。

图2是根据一示例性实施例示出的负荷开关和接地开关的局部剖视图。

图3是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于分闸状态的剖视图。

图4是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于合闸状态的剖视图。

图5是根据本公开一实施例示出的组合式开关设备的后视图。

图6是根据一示例性实施例示出的熔丝筒的结构示意图。

图7是图6中A区的局部放大图。

图8是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于分闸状态和接地开关处于分闸状态时，负荷开关操作机构和接地开关操作机构彼此连锁的结构示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的负荷开关操作机构和接地开关操作机构的部分结构示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于合闸状态和接地开关处于分闸状态时，负荷开关操作机构和接地开关操作机构彼此连锁的结构示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于分闸状态和接地开关处于合闸状态时，负荷开关操作机构和接地开关操作机构彼此连锁的结构示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的负荷开关处于分闸状态和接地开关处于合闸状态时，开门上提联锁模块的结构示意图。

图13是根据本公开一实施例示出的组合式开关设备的正视图。

具体实施方式

为了进一步说明本公开的原理和结构，现结合附图对本公开的优选实施例进行详细说明。

一些传统环网柜也采用负荷开关和熔断器组成的组合电器柜，但由于环网柜在空气的环境下开断能力较弱，故其一般利用SF6气体进行灭弧，但SF6气体并不环保，不满足当下环保要求日益提高的环境。还有一种方式是利用真空灭弧室来增强开断能力，但是用真空灭弧室作为隔离断口目前还很难被接受，因为真空断口在高电压作用下存在NSDD(非保持破坏性放电，non-sustained disruptive discharge)的可能，真空触头的冷焊现象也容易导致冲击水平的下降，直接威胁人身安全。

本公开采用负荷开关和熔断器的组合式开关设备，该组合式开关设备通过优化电场，使得负荷开关在空气的环境下也具有较强的开断能力，适于正常气压下的空气开断，从而达到环保的目的，也满足小型化的要求。

具体的，如图1和图2所示，本公开提供一种组合式开关设备1，可应用于12KV的电压，该组合式开关设备1包括柜体110、负荷开关10、接地开关30和熔丝筒50。

该柜体110包括多个功能室，例如气箱101、低压室102、机构室103和电缆室104。气箱101和机构室103并排设置且均位于电缆室104的上方。机构室103的上方为低压室102，低压室102与该机构室103位于气箱101的相同一侧。气箱101内的气体为正常气压(即101.325kPa)下的空气。

如图2-4所示，负荷开关10、接地开关30和熔丝筒50均设置于该气箱101内。

负荷开关10包括固定在气箱101侧面上的开关框架11、固定在开关框架11上的上触座装配120和下触座装配140。

该上触座装配120包括固定在该开关框架11上的上支撑绝缘子121、固定在上支撑绝缘子121上的上触座122、固定在该上触座122的上梅花触头123、固定于上触座122靠近下触座装配140的下端的上屏蔽罩124和固定于该上触座122顶部且延伸至该上屏蔽罩124的内部的静触头125。上触座122通过螺母固定于该上支撑绝缘子121上。该静触头125位于该上触座122的内部。上屏蔽罩124可通过螺牙固定于该上触座122上。上屏蔽罩124包裹上梅花触头123和静触头125，以屏蔽尖端处的电场，以改善电场分布。

该下触座装配140包括固定在该开关框架11上的下支撑绝缘子141、固定在下支撑绝缘子141上的下触座142、固定在该下触座142的下梅花触头143、固定于下触座142靠近上触座装配120的一侧的下屏蔽罩144和向上突出于该下屏蔽罩144的动触头145。其中，下屏蔽罩144包裹下梅花触头143，以屏蔽尖端处的电场，改善电场分布。

负荷开关10还包括固定于开关框架11上的活塞杆支撑绝缘子161和与活塞杆支撑绝缘子161连接的活塞杆162。动触头145通过套筒163安装于活塞杆162的顶部。该套筒163套于该活塞杆162的外周，动触头143随套筒163沿活塞杆162向靠近或远离静触头125的方向往返移动，以进行分闸或合闸。

该活塞杆162上开设有长槽164，该长槽164沿该活塞杆162的长度方向延伸。结合图1所示，操作拐臂165的一端通过销轴与该长槽164配合，且可在该长槽164内往复移动。如图3所示，该操作拐臂165的另一端与该负荷开关10的输入轴17连接，该输入轴17与机构室103内的负荷开关操作机构20传动连接，在该负荷开关操作机构20的驱动下，该操作拐臂165带动套筒163沿活塞杆162做往返移动，以进行负荷开关的分闸或合闸操作。

该负荷开关10还包括绝缘筒18，该绝缘筒18可由绝缘材料制成。该绝缘筒18设置在静触头125的外周，以将静触头125和动触头145断开时产生的电弧限制在该绝缘筒18中，以防止电弧吸引其它相的触头而产生短路。

该绝缘筒18可以直接安装于上触座122上。或者，该绝缘筒18安装于上屏蔽罩124的外周，即通过上屏蔽罩124间接安装于上触座上，绝缘筒18部分包裹该上屏蔽罩124。绝缘筒18由上触座122或上屏蔽罩124向下触座142的方向延伸。

绝缘筒18、上屏蔽罩124和上触座122形成的空间包围整个静触头125，即缘筒18、上屏蔽罩124和上触座122形成的空间为仅底部开口四周封闭的半封闭空间，该半封闭空间包围整个静触头125，使得动触头145与静触头125断开时所产生的电弧限制在该半封闭空间内，而不会从四周向外扩散，而吸引周边的其它相的静触头，电弧只能从朝向下触座142的底部开口流出。并且绝缘筒18的底端超出于静触头125下端预定的长度，例如，50mm，该预定的长度能够将电弧更长时间地抑制在该绝缘筒18中，进一步抑制电弧的外扩。

该绝缘筒18的上端略高于静触头125的下端，进一步确保大部分电弧抑制在该绝缘筒18中。静触头125和动触头145断开后，在动触头145经过较长时间才能从绝缘筒18中脱出来，因此，静触头125和动触头145断开产生的大部分电弧限制在绝缘筒18中，而不会去干扰其它相的触头，从而避免短路，增强负荷开关10的开断能力。

如图3所示，当负荷开关10处于分闸时，静触头125与动触头145相互分离，动触头145与绝缘筒18之间存在预定的间隙。

如图4所示，当负荷开关10处于合闸时，静触头125与动触头145相互配合，且静触头125与动触头145的配合处位于上屏蔽罩124内。

当负荷开关10断开时，动触头145经过绝缘筒18向下触座142的方向移动，在断开的过程中，大部分电弧抑制在绝缘筒18中。

进一步，如图5所示，该负荷开关10的上端通过铜排181与进线管182连接。该负荷开关10的下端通过铜排183与熔丝筒50电连接。其中，负荷开关10用于切断负荷电流和转移电流，熔丝筒50用于切断短路电流。

在本公开中，该组合式开关设备1可包括三相负荷开关10，即包括三个负荷开关10，三相负荷开关10沿柜体110的前后方向依次排布，且共同由一个输入轴17带动合闸或分闸。

对应的，如图5所示，熔丝筒50也可设置为三个，分别通过铜棒183与三相负荷开关10电连接。各熔丝筒50固定于气箱101内的前板上，且沿柜体110的左右方向呈一字型依次排布。

结合图1、图6和图7所示，各熔丝筒50具有与负荷开关10连接的进线端51，该进线端51处设置有支撑绝缘子52。该支撑绝缘子52的顶部设置有与负荷开关10连接的连接部53，连接部53处的电流沿支撑绝缘子52的高度方向爬向熔丝筒50的表面。由于该支撑绝缘子52的设置，增加了电流的爬电距离。

支撑绝缘子52顶部的连接部53的外周设置有屏蔽罩，以均匀电场。类似的，在支撑绝缘子52的出线端处也设置有屏蔽罩，均匀电场。

该支撑绝缘子52外周表面为绝缘材料制成，内部为中空结构，形成一容纳腔。熔丝筒50的绝缘表面断开一断口，该支撑绝缘子52安装在该断口处。支撑绝缘子52与熔丝筒50固定的一端设置有环形凸起521，该环形凸起521卡入该熔丝筒50的断口内进行定位。在支撑绝缘子52的另一端通过安装螺母523进行锁紧固定。

该环形凸起521靠近支撑绝缘子52的外表面的一侧开设有环形槽口，该环形槽口内设置有环形密封件54，该环形密封件54包围并密封支撑绝缘子52和熔丝筒50之间的安装面，防止电流从该安装面流出。

连接导体59插入于该支撑绝缘子52的容纳腔中，并通过螺牙固定于该容纳腔中，安装螺母523在顶部锁紧该连接导体59。该连接导体59靠近熔丝筒50的一端部连接高压导电板57，另一端连接负荷开关10或接地开关。该高压导电板57连接熔丝筒的内部导电体，如此，连接导体59通过该高压导电板57连接熔丝筒50的内部导电体。高压导电板57具有一凹槽，连接导体59靠近熔丝筒50的一端部具有一凸起部，该凸起部插入于该凹槽中，以实现连接。该高压导电板57的一端插入该支撑绝缘子52的容纳腔中，另一端突出于该容纳腔并延伸至熔丝筒50的内部，与该熔丝筒50内部的导电体连接，如此连接导体59建立与熔丝筒50内部导电体的连接。该高压导电板57大致呈一U字型。

该高压导电板57朝向熔丝筒50内部的一端部的外周套有一圈垫片56，该垫片56连接高压导电板57和熔丝筒50内置的屏蔽网，使得熔丝筒50内置的屏蔽网与高压导电板57紧密连接，进而使熔丝筒50的整体局放值符合标准要求。

高压导电板57与熔丝筒的外壳50之间设置有密封圈55，该密封圈55围绕该高压导电板57一圈，用于隔断外界气体通过熔丝筒50进入气箱101中，保持气箱101的内外气体压差。该密封圈55位于垫片56的上方。

该支撑绝缘子52的容纳腔内还设置有屏蔽环58，该屏蔽环58包裹连接导体59和高压导电板57的尖端部分，即包裹连接导体59的凸起部、螺牙的尖端部分和高压导电板57的凹槽两端的凸起，从而均匀电场，改善绝缘性能。

该支撑绝缘子52顶部的连接部53处的电流到达气箱101的前板的爬电距离至少为支撑绝缘子52的高度和从支撑绝缘子52处到前板的长度之和。如此，电流先从支撑绝缘子52的顶部沿着支撑绝缘子52向下爬电，然后再通过熔丝筒50的绝缘外壳的表面，最后到达气箱101的前板处。由于支撑绝缘子52的设置增加了电流的爬电距离，提高了绝缘性能，大幅度提高了前板在空气下的绝缘水平。

其中，支撑绝缘子52的高度大于等于29mm，以使电流能够沿着支撑绝缘子52的外表面向下走，而不是从支撑绝缘子52的顶部直接到达熔丝筒50的表面。

其中，该支撑绝缘子52包括绝缘子本体525和由该绝缘子本体525向两侧延伸的侧翼522，该侧翼522沿熔丝筒50的轴线方向延伸。该侧翼522的长度可大致等于该支撑绝缘子的高度。如此，通过设置侧翼522增加爬电距离，在此种情况下，电流的爬电距离如图5的虚线L所示，电流到达前板的爬电距离为绝缘子本体525的高度、侧翼522的长度和从绝缘子本体525到前板之间的长度的三者之和。

本公开通过在熔丝筒50上增加支撑绝缘子52增加了爬电距离，有效解决了在空气环境中由于爬电距离不够而产生绝缘击穿的问题。

此外，本公开采用负荷开关和熔断器的组合柜，相对于断路器和三工位开关的组合柜而言，成本降低了，总重量也至少减少了20％,有利于组合柜的小型化和轻量化。

进一步，如图1和图2所示，柜体110还包括电缆室104，熔丝筒50通过铜棒501连接电缆室104的出线筒502。电缆室104的顶部设置有辅助接地开关32，该辅助接地开关32位于气箱101内，与电缆室104内部的电路电连接，实现电缆室104的接地，以确保检修时电缆室104处于接地状态。该辅助接地开关32通过连杆31连接接地开关30的输入轴33，在该输入轴33的带动下进行分闸或合闸，实现辅助接地开关32与接地开关30同步动作。

如图2所示，接地开关30设置于负荷开关10的左侧，其在输入轴33的驱动下，实现分闸或合闸。

上述进线管线182、出线管套502、负荷开关10和熔丝筒50均采用焊接机器人，通过编程配合旋转工装进行焊接，定位准确，焊缝均匀，从而使气箱的精度和强度大幅度提高，同时降低了气箱101的漏气率，保证气箱的气密性。

进一步，如图1所示，该组合式开关设备1还包括与上述负荷开关10的输入轴17传动连接的负荷开关操作机构20和与接地开关30的输入轴33传动连接的接地开关操作机构40。负荷开关操作机构20和接地开关操作机构40安装于机构室103内。机构室103位于气箱101的前侧，且与气箱101相隔离。

结合图8和图9所示，负荷开关操作机构20包括负荷开关操作轴21、负荷开关指示杆22和负荷开关固定板23。负荷开关固定板23固定于气箱101的前板上。负荷开关指示杆22和负荷开关操作轴21一端均暴露出该负荷开关固定板23，另一端均与负荷开关10的输入轴17传动连接，以带动负荷开关10合闸或分闸。

接地开关操作机构40包括接地开关操作轴41、接地开关指示杆42和接地开关固定板43。接地开关固定板43固定于气箱101的前板上，接地开关指示杆42和接地开关操作轴41的一端均暴露出接地开关固定板43，另一端均与接地开关30的输入轴33传动连接，以带动接地开关30合闸或分闸。

负荷开关操作机构20还包括负荷开关联锁模块24，其一端连接负荷开关指示杆22，另一端连接接地开关固定板43，该负荷开关联锁模块24在负荷开关指示杆22的旋转的带动下发生联动。

接地开关操作机构40还包括接地开关联锁模块44，其一端连接接地开关操作轴41，另一端连接负荷开关固定板23，该接地开关联锁模块44在接地开关操作轴41的旋转的带动下发生联动。

在负荷开关10合闸时，负荷开关联锁模块24通过联动遮挡接地开关操作轴41，阻止接地开关合闸，避免带电操作接地；在接地开关30合闸时，接地开关联锁模块44通过联动遮挡负荷开关操作轴21，阻止负荷开关合闸，避免接地状态下强行通电。

本公开通过设置负荷开关联锁模块24和接地开关联锁模块44，通过负荷开关操作机构20与接地开关操作机构40之间的联动和制约，避免带电操作接地或避免接地状态下强行通电。

具体的，负荷开关联锁模块24可为四连杆结构，其包括固定连接接地开关固定板43的负荷开关支撑杆242、与负荷开关支撑杆242活动连接的负荷限位板241、与负荷限位板241活动连接的负荷传动板243以及与负荷传动板243活动连接的负荷联锁拐臂245。

负荷开关支撑杆242的一端固定连接接地开关固定板43上，另一端通过销钉活动连接于负荷限位板241的中间位置，即负荷开关支撑杆242与负荷限位板241的连接位置位于负荷限位板的中部位置，如此，负荷限位板241能够绕负荷开关支撑杆242旋转，使负荷限位板241能够旋转至接地开关操作轴41所在位置上方，遮挡该接地开关操作轴41。负荷限位板241的其中一端为自由端，另一端通过销钉与负荷传动板243的一端活动连接，且该另一端与该负荷传动板243形成一夹角，且该夹角随着负荷限位板241的旋转而发生变化。

负荷传动板243的另一端通过销钉与负荷联锁拐臂245活动连接。负荷联锁拐臂245包括连接臂和夹持部。连接臂与负荷传动板连接，夹持部夹持负荷开关指示杆22并通过紧固件锁定。如此，负荷开关指示杆22转动时会带动负荷联锁拐臂245上提或下移，从而使负荷限位板241能够绕负荷开关支撑杆242旋转。

如图8所示，当负荷开关10和接地开关30均处于分闸状态时，接地开关操作轴41和负荷开关操作轴21均露出，可进行负荷开关的合闸操作。如图10所示，操作手柄插入负荷开关操作轴21中并转动，负荷开关10合闸，带动负荷开关指示杆22由分闸位置逆时针转动90°，连接于负荷开关指示杆22上的负荷联锁拐臂245同时逆时针转动，通过四连杆结构带动负荷限位板241转动一定角度，将接地开关操作轴41挡住，此时操作手柄无法插入接地开关操作轴41，接地开关30无法进行合闸操作，从而有效防止带负荷操作接地。

如图9所示，该接地开关联锁模块44可为四连杆结构，其包括连接接地开关操作轴41的联锁拐臂441、与联锁拐臂441固定连接的拐臂支撑杆442、与拐臂支撑杆442活动连接的传动板443、与传动板443活动连接的接地限位板444和与接地限位板444连接的支撑杆445。

联锁拐臂441包括具有中心孔的环形连接部和两侧板，两侧板呈锐角的一侧面向接地开关固定板43的左侧，该环形连接部套设于接地开关操作轴41上，并可随该接地开关操作轴41顺时针旋转，如此两侧板呈锐角的一侧可以向下旋转。

拐臂支撑杆442的一端与联锁拐臂441固定连接，另一端通过销钉与传动板443的一端活动连接，使得该传动板443可相对于该拐臂支撑杆442扭动。

传动板443的另一端通过销钉与接地限位板444的一端连接。接地限位板444的另一端与支撑杆445连接。支撑杆445固定于负荷开关固定板23上且位于负荷开关操作轴21的右侧。该接地限位板444绕支撑杆445旋转时，其可横跨负荷开关操作轴21而遮挡负荷开关操作轴21。

如图9和11所示，当接地开关从图9所示的分闸位置进行合闸操作时，操作手柄插入接地开关操作轴41中并转动，接地开关操作轴41带动接地开关的输入轴33合闸转动，接地开关30合闸，带动接地荷开关指示杆22由分闸位置顺时针转动90度，连接于接地开关轴41上的接地联锁拐臂441同时逆时针转动，通过四连杆结构带动接地限位板444转动一定角度，将负荷开关操作轴21挡住，此时操作手柄无法插入负荷开关操作轴21上，负荷开关10无法进行合闸操作，从而有效防止接地状态下强行通电。

如此，通过负荷开关联锁模块24和接地开关联锁模块44之间的连锁，避免接地开关30和负荷开关10之间的误操作。

如图9所示，该接地开关固定板43的前侧还设置有开门上提联锁模块47，该开门上提联锁模块47包括上提板471、设置在上提板471顶部的上提限位板472、设置在上提板471下方的上提杆473。上提板471的四个角落位置设置有腰型孔474，腰型孔474内对应装有四根支撑杆475，保证上提板471能顺利上下滑动。上提限位板472、上提杆473分别用螺钉固定于上提板471上。用于与电缆室门连锁的连锁杆476通过螺钉固定于上提板471的下端。上提限位板472突出于该上提板471的顶端。当操作人员拉动上提杆471时，可使上提板471相对于气箱的前板上下移动。如图8所示，当接地开关30处于分闸状态时，联锁拐臂441的侧板处于下移位置阻挡住上提限位板472，阻止上提板471上移。如此，开门上提联锁模块47无法上提操作，联锁杆476升入电缆室内拉住电缆室门，电缆室无法打开。如图12和图13所示，当接地开关30处于合闸状态时，联锁拐臂441逆时针旋转，联锁拐臂441的侧板向上移，解除对上提限位板472的限制，工作人员可以从柜体110的前面板上提上提板471，电缆室门打开，上提板471上提到位后，上提板471遮挡接地开关操作轴41和负荷开关操作轴21，操作手柄无法插入进行操作，从根本上杜绝误操作。

如图13所示，柜体110的前面板对应设置有负荷开关操作旋钮和接地开关操作旋钮，相关工作人员可通过操作相应的旋钮实现合闸或分闸负荷开关或接地开关。

以上仅为本公开的较佳可行实施例，并非限制本公开的保护范围，凡运用本公开说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本公开的保护范围内。

Claims (24)

1.一种组合式开关设备，其特征在于，包括：

柜体，其包括气箱，所述气箱内的气体为空气；

负荷开关，其安装于所述气箱内；

接地开关，其安装于所述气箱内；以及

熔丝筒，其安装于所述气箱内，且与所述负荷开关、所述接地开关电连接；

所述负荷开关包括静触头和动触头，所述静触头的外周设置有绝缘筒，以将所述静触头和所述动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。

2.根据权利要求1所述的组合式开关设备，其特征在于，所述负荷开关还包括上触座和固定于所述上触座的下端的上屏蔽罩，所述静触头安装在所述上触座内，所述绝缘筒通过所述上屏蔽罩安装于所述上触座上，所述绝缘筒、所述上屏蔽罩和所述上触座形成底部开口四周封闭的半封闭空间，该半封闭空间包围整个所述静触头，且所述绝缘筒的下端超出于所述静触头的下端。

3.根据权利要求2所述的组合式开关设备，其特征在于，所述负荷开关还包括固定在所述气箱内壁上的开关框架、固定在所述开关框架上的上支撑绝缘子和固定在所述上触座上的上梅花触头，所述上触头固定于所述上支撑绝缘子上，所述上屏蔽罩包围所述上梅花触头。

4.根据权利要求3所述的组合式开关设备，其特征在于，所述负荷开关还包括固定在所述开关框架上的下支撑绝缘子、固定于所述支撑绝缘子的下触座、固定在所述下触座上的下梅花触头和下屏蔽罩，所述下屏蔽罩固定于所述下触座的上端，所述下屏蔽罩包裹所述下梅花触头。

5.根据权利要求3所述的组合式开关设备，其特征在于，所述负荷开关还包括固定于所述开关框架上的活塞杆支撑绝缘子和与所述活塞杆支撑绝缘子连接的活塞杆，所述动触头通过套筒安装于所述活塞杆的顶部，并能够随所述套筒沿所述活塞杆向靠近或远离所述静触头的方向往返移动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的组合式开关设备，其特征在于，所述熔丝筒设置有与所述负荷开关连接的进线端，所述进线端处设置有支撑绝缘子，所述支撑绝缘子的顶部设置有与所述负荷开关连接的连接部，所述连接部上的电流沿所述支撑绝缘子的高度方向爬向所述熔丝筒的绝缘外壳的表面，所述电流到所述气箱的前板的爬电距离至少为所述支撑绝缘子的高度和从所述支撑绝缘子处到所述前板的长度之和。

7.根据权利要求6所述的组合式开关设备，其特征在于，所述支撑绝缘子的高度大于等于29mm。

8.根据权利要求6所述的组合式开关设备，其特征在于，所述支撑绝缘子包括绝缘子本体和由所述绝缘子本体向两侧延伸的侧翼，所述侧翼沿所述熔丝筒的轴线方向延伸，电流到所述前板的爬电距离为所述绝缘子本体的高度、所述侧翼的长度和从所述绝缘子本体到所述前板之间的长度的三者之和。

9.根据权利要求8所述的组合式开关设备，其特征在于，所述支撑绝缘子为中空结构，内部形成有一容纳腔，连接导体通过螺牙固定于所述容纳腔中，所述连接导体靠近所述熔丝筒的一端部连接高压导电板，所述连接导体的另一端连接所述负荷开关或所述接地开关，所述高压导电板连接所述熔丝筒的内部导电体。

10.根据权利要求9所述的组合式开关设备，其特征在于，所述高压导电板朝向所述熔丝筒内部的一端部的外周套有垫片，所述垫片连接所述高压导电板和所述熔丝筒内置的屏蔽网。

11.根据权利要求10所述的组合式开关设备，其特征在于，所述高压导电板与所述熔丝筒的绝缘外壳之间设置有密封圈，所述密封圈位于所述垫片的上方，隔断外界气体通过所述熔丝筒进入所述气箱中，保持所述气箱的内外气体压差。

12.根据权利要求9所述的组合式开关设备，其特征在于，所述高压导电板具有一凹槽，所述连接导体靠近所述熔丝筒的一端部插入于所述凹槽中，实现连接。

13.根据权利要求9所述的组合式开关设备，其特征在于，所述容纳腔内设置有屏蔽环，所述屏蔽环包裹所述连接导体和所述高压导电板的尖端部分。

14.根据权利要求6所述的组合式开关设备，其特征在于，所述支撑绝缘子与所述熔丝筒固定的一端设置有环形凸起，所述环形凸起卡入所述熔丝筒内进行定位，在所述支撑绝缘子的另一端通过安装螺母进行锁紧固定。

15.根据权利要求14所述的组合式开关设备，其特征在于，所述环形凸起靠近所述支撑绝缘子的外表面的一侧开设有环形槽口，所述环形槽口内设置有环形密封件，所述环形密封件密封所述支撑绝缘子和所述熔丝筒之间的安装面。

16.根据权利要求1至5任一项所述的组合式开关设备，其特征在于，所述柜体还包括电缆室，所述熔丝筒与所述电缆室的出线筒连接，所述电缆室的顶部设置有辅助接地开关，所述辅助接地开关与所述电缆室内部的电路电连接，所述辅助接地开关位于所述气箱内，且通过连杆连接所述接地开关的输入轴，在所述输入轴的带动下进行分闸或合闸。

17.根据权利要求1所述的组合式开关设备，其特征在于，所述柜体还包括机构室，所述机构室位于所述气箱的一侧，且与所述气箱相隔离，所述机构室内设置有与所述负荷开关的输入轴传动连接的负荷开关操作机构以及与所述接地开关的输入轴传动连接的接地开关操作机构。

18.根据权利要求1所述的组合式开关设备，其特征在于，负荷开关操作机构包括负荷开关操作轴、负荷开关指示杆和负荷开关固定板，所述负荷开关固定板固定于所述气箱的前板上，所述负荷开关指示杆和所述负荷开关操作轴一端暴露出所述负荷开关固定板，另一端与所述负荷开关的输入轴传动连接，以带动所述负荷开关合闸或分闸；

所述接地开关操作机构包括接地开关固定板、接地开关指示杆和接地开关操作轴，所述接地开关固定板固定于所述气箱的前板上，所述接地开关操作轴的一端暴露出所述接地开关固定板，另一端与所述接地开关的输入轴传动连接，以带动所述接地开关合闸或分闸。

19.根据权利要求18所述的组合式开关设备，其特征在于，

所述负荷开关操作机构还包括负荷开关联锁模块，其一端连接所述负荷开关指示杆，另一端连接所述接地开关固定板，所述负荷开关联锁模块在所述负荷开关指示杆的旋转的带动下发生联动；

所述接地开关操作机构还包括接地开关联锁模块，其一端连接所述接地开关操作轴，另一端连接所述负荷开关固定板，所述接地开关联锁模块在所述接地开关操作轴的旋转的带动下发生联动；

在负荷开关合闸时，所述负荷开关联锁模块遮挡所述接地开关操作轴，阻止接地开关合闸；在所述接地开关合闸时，所述接地开关联锁模块遮挡所述负荷开关操作轴，阻止所述负荷开关合闸。

20.一种负荷开关，其特征在于，应用于组合式开关设备，所述组合式开关具有一气箱，所述气箱内的气体为空气，所述负荷开关安装于所述气箱内；所述负荷开关包括静触头和动触头，所述静触头的外周设置有绝缘筒，以将所述静触头和所述动触头断开时产生的电弧限制在绝缘筒中。

21.根据权利要求20所述的负荷开关，其特征在于，所述负荷开关还包括上触座和固定于所述上触座下端的上屏蔽罩，所述静触头安装在所述上触座内，所述绝缘筒通过所述上屏蔽罩安装于所述上触座上，所述绝缘筒、所述上屏蔽罩和所述上触座形成底部开口四周封闭的半封闭空间，该半封闭空间包围整个所述静触头，且所述绝缘筒的下端超出于所述静触头的下端。

22.根据权利要求21所述的负荷开关，其特征在于，所述负荷开关还包括固定在所述气箱内壁上的开关框架、固定在所述开关框架上的上支撑绝缘子和固定在所述上触座上的上梅花触头，所述上触头固定于所述上支撑绝缘子上，所述上屏蔽罩包围所述上梅花触头。

23.根据权利要求22所述的负荷开关，其特征在于，所述负荷开关还包括固定在所述开关框架上的下支撑绝缘子、固定于所述支撑绝缘子的下触座、固定在所述下触座上的下梅花触头和下屏蔽罩，所述下屏蔽罩固定于所述下触座的上端，所述下屏蔽罩包裹所述下梅花触头。

24.根据权利要求22所述的负荷开关，其特征在于，所述负荷开关还包括固定于所述开关框架上的活塞杆支撑绝缘子和与所述活塞杆支撑绝缘子连接的活塞杆，所述动触头通过套筒安装于所述活塞杆的顶部，并能够随所述套筒沿所述活塞杆向靠近或远离所述静触头的方向往返移动。

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