CN218548303U - 一种带双隔离断口的隔离开关结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带双隔离断口的隔离开关结构，包括：本体结构，若干第一操动机构，若干接地结构，若干第二操动机构，每个接地结构一侧分别安装一个第二操动机构，第二操动机构为接地结构的驱动源。本实用新型有益效果：基于市场的需求，研制出一种新型的带双隔离断口的隔离开关结构，满足GIS预留间隔在二期扩建安装及现场交接试验全过程不停电的要求。设计此种新型的带双隔离断口的隔离开关结构，目的是为了提供一款满足国网用户的市场需求产品，同时该设计结构合理、性能稳定、制造成本低、安装便捷、运行安全可靠。

Description

一种带双隔离断口的隔离开关结构

技术领域

本实用新型属于高压开关技术领域，尤其是涉及一种带双隔离断口的隔离开关结构。

背景技术

为降低基建成本及运维成本，目前GIS产品一般都是分期建设。GIS产品在一期建设时，有预留的扩建接口。对于计划扩建出线间隔，应将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。因此，一期设备预留的扩建接口都包含主母线及常规的隔离开关和接地开关等设备，在二期扩建时，扩建单元与运行母线之间仅有一个隔离开关，而目前行业内主流的隔离开关均为单断口隔离开关，单断口隔离开关主要由隔离开关本体及其操动机构组成，隔离开关动触头、静触头等所有带电部件均安装在金属外壳中，操动机构的输出轴与隔离开关本体相连、带动实现隔离开关的分合操作。当隔离开关处于分闸位置时，在动触头与静触头之间形成一个断口，实现内部电气绝缘。然而，单断口隔离开关只能实现对接工作面与带电运行的母线之间有单个隔离断口，此时一旦发成从带电运行部位至对接部位的断口击穿，可能会对施工人员造成人身伤害；因此目前常规预留间隔扩建时，都是将原运行母线停电。另外，随着电网负荷的不断增加，导致GIS设备的扩建工程也在逐渐增加，但每个预留间隔的扩建都会导致GIS整条运行母线的停电，必然会导致电网质量下降以及运行成本的增加，因此，需要一种结构合理、绝缘性能稳定、能够在不停电的情况下实现预留间隔扩建的一种带双隔离断口的隔离开关结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种带双隔离断口的隔离开关结构，以解决现有技术中的GIS设备绝缘性能不稳定以及无法能够在不停电的情况下实现预留间隔扩建的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带双隔离断口的隔离开关结构，包括：

本体结构，所述本体结构与第一操动机构相连接，所述本体结构内部用于放置三相开关；

若干第一操动机构，每个所述第一操动机构均安装至所述本体结构一侧，所述操动机构用于实现隔离开关的分合操作；

若干接地结构，每个接地结构均安装至所述本体结构顶部，所述接地结构用于实现接地开关的分合操作；

若干第二操动机构，每个接地结构一侧分别安装一个第二操动机构，第二操动机构为接地结构的驱动源。

进一步的，所述本体结构包括开关壳体、三相开关、轴密封件和绝缘传动轴，所述开关壳体内部安装有三相开关，三相开关之间通过绝缘传动轴相连，所述绝缘传动轴一端连接至轴密封件一端，所述轴密封件另一端穿过开关壳体内壁连接至第一操动机构的输出轴。

进一步的，所述开关壳体为三相铸造壳体。

进一步的，所述开关壳体内部为密封压力气室。

进一步的，所述三相开关的每相开关分别包括第一动触头、第一静触头、第二动触头、第二静触头和支撑件，所述支撑件一端安装至第一动触头，所述支撑件另一端安装至第二静触头，所述第一动触头远离支撑件的一端设有第一静触头，所述第二静触头远离支撑件的一端设有第二动触头，所述第一动触头、第二动触头分别安装一个绝缘传动轴。

进一步的，所述第一动触头、第一静触头、第二动触头、第二静触头和支撑件五者位于同一轴线上。

进一步的，所述第一动触头包括齿轮、齿条、动触头杆，所述齿轮安装至绝缘传动轴，所述齿轮一侧啮合传动至齿条，所述齿条安装至动触头杆，所述动触头杆的轴心方向与第一静触头的中心线处于同一轴线上。

进一步的，所述第一动触头与第一静触头通过分合形成隔离断口I，所述第二动触头与第二静触头通过分合形成隔离断口II，所述隔离断口I与隔离断口II二者相对独立。

进一步的，所述接地结构包括接地动触头和接触静触头座，所述接地动触头一端连接至第二操动机构，所述接地动触头另一端设有接触静触头座，所述接地动触头与接触静触头座配合使用。

进一步的，所述支撑件为盆式绝缘子。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，本实用新型的双断口隔离开关使GIS扩建时，在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置的隔离断口，一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的断口，而靠近停电侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。

(2)本实用新型所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，在GIS扩建设备的现场交接试验时，能够在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置的隔离断口，一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，只会击穿靠近试验侧的断口，而靠近带电运行侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而保证带电运行设备的安全。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的整体结构剖视示意图；

图3为图2的A-A向剖视示意图；

图4为本实用新型实施例所述的B-B向剖视示意图；

图5为本实用新型实施例所述的整体结构使用位置示意图。

附图标记说明：

1、本体结构；11、开关壳体；12、三相开关；121、第一动触头；1211、齿轮；1212、齿条；1213、动触头杆；122、第一静触头；123、第二动触头； 124、第二静触头；125、支撑件；13、轴密封件；14、绝缘传动轴；2、第一操动机构；3、接地结构；31、接地动触头；32、接触静触头座；4、第二操动机构；5、上母；6、下母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-图3所示，一种带双隔离断口的隔离开关结构，包括本体结构1 和第一操动机构2，本体结构1为三相共箱结构，也即三相开关12均置于同一个开关壳体11内部。开关壳体11内部为密封压力气室，产品运行时，充入额定气压的SF6气体。本体结构1通过开关壳体11上的轴密封件13与第一操动机构2相连。每相开关包含第一动触头121、第一静触头122、第二动触头123、第二静触头124，以及相关的支撑件125，三相开关12之间通过绝缘传动轴14相连，保证三相开关12之间传动的同期性。第一操动机构 2为现有技术，采用现有的铸造金属外壳结构，且第一操动机构2使用金属盖板密封，保证产品的防水防尘要求，第一操动机构2内部主要包括现有的电动机、机芯以及控制组件，控制组件控制电动机的启动以及信号的传输，电动机为本隔离开关分合操作提供所需的动力，第一操动机构2通过机构外壳固定在本体外壳11上，并通过输出轴与开关壳体11上的轴密封件13相连。轴密封件13能够转动，同时与机构外壳之间保持气密性，保证轴密封部位3内SF6气体压力的稳定。第一操动机构2操动时，第一操动机构2的输出轴旋转(具体的，当隔离开关需要分合时，第一操动机构2内部的电动机首先启动，通过机芯的传动，经电动机输出的转矩传导至第一操动机构2 的输出轴，输出转矩)，从而带动绝缘传动轴14旋转，保证三相开关12之间传动的同期性，以实现隔离开关的分合操作。所述第一动触头121、第二动触头123二者原理相同，所述第二动触头123内部也设有齿轮、齿条以及动触点杆，第二动触头123内部也设有齿轮、齿条以及动触点杆的工作原理与第一动触头121的工作原理相同。

此结构能够满足国网公司提出的预留间隔在二期扩建安装及现场交接试验全过程不停电的要求。此种结构已经通过西安高压电器设备研究所相关绝缘、温升、动热稳定的所有试验项目。取得了相关的试验项目合格通过的证书。现在已有多个工程在国家电网相关项目中已经投入运行，如国皖流鞍河、国冀红旗等。

本实用新型与现有技术不同之处在于：

本实用新型的双断口隔离开关使GIS扩建时，在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置的隔离断口，一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的断口，而靠近停电侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。

同时在GIS扩建设备的现场交接试验时，能够在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置的隔离断口，一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，只会击穿靠近试验侧的断口，而靠近带电运行侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而保证带电运行设备的安全。

本体结构1均置于开关壳体11内部，开关壳体11为三相铸造壳体，也即三相开关12共用一个壳体，三相开关12及相间传动部件均置于同一个壳体内，减少传动部件外漏，减少其受环境的影响，提高产品的稳定性。开关壳体11选用铸造结构，三相之间间距的尺寸由铸造并机加工工艺直接保证，此种工艺增加了开关壳体11尺寸的精确度，减少了产品装配的误差，降低产品调试的工作量。三相铸造壳体直接保证了产品相间距的对中，为与其他模块的对接提供了很好的尺寸基础。结构上经过了电场、强度、水压方面的仿真计算，均能满足国家相关标准和规定。

支撑件125选用现有的盆式绝缘子，零部件通用性好，制造工艺成熟，产品性能稳定可靠。

如图2所示，隔离开关的每相开关包含第一动触头121、第一静触头122、第二动触头123、第二静触头124。第一动触头121与第一静触头122通过分合形成隔离断口I，第二动触头123与第二静触头124通过分合形成隔离断口II。隔离断口I与隔离断口II相对独立，互不受影响。隔离断口I与隔离断口II的实现方式相同，隔离断口的实现方式为：第一操动机构2动作时，先带动第一操动机构2的输出轴转动，输出转矩，从而带动与其相连的本体部分的轴密封件13及绝缘传动轴14转动。然后，绝缘传动轴14带动动触头(第一动触头121或第二动触头123)内部的齿轮1211转动。第一操动机构2的输出轴与轴密封件13之间、轴密封件13与绝缘传动轴14之间、绝缘传动轴14与齿轮1211之间都是通过同规格的花键配合，实现转矩的传动；齿轮1211与固定在动触头杆1213上的齿条1212相互啮合，通过齿轮齿条配合，将齿轮1211的转动转化成齿条1212的直动，从而实现动触头杆1213的直动滑动，实现隔离断口的分合。

隔离开关的每组断口配备各自的操动机构，两台第一操动机构2之间通过现有的二次回路实现同时动作；也可以通过更改二次回路，实现两组断口之间的联锁。具体方式可根据实际工况以及变电站不同要求而调整。

另外，在隔离开关本体内可以根据工程需求布置接地结构3，每个接地结构3包括接地动触头31、接触静触头座32。接地动触头31由各自的第二操动机构4(第二操动机构4可以与第一第一操动机构2结构相同)带动，实现接地开关的分合。所述接地动触头31与接触静触头座32配合使用，具体的，第二操动机构4的输出轴转动带动接地动触头31在接触静触头座32 方向上上下移动(接地动触头31的结构可以与第一动触头121的结构相同)，从而实现本接地开关的开合。

如图5所示为本隔离开关使用位置，虚线框内为一期预留间隔结构，框外为二期扩建新增的设备。

当需要扩建二期设备时，将下母6和上母5均带电(或者单母带电亦可，根据变电站实际工况调整)；将隔离断口A1分闸、隔离断口A2分闸、隔离断口A3分闸、隔离断口A4分闸；将接地开关B1合闸、接地开关B2合闸、接地开关B3合闸。此时在对接作业面与带电运行的两条母线之间均形成有两个串联布置的隔离断口(隔离断口A1断口和隔离断口A2断口串联、隔离断口A3和隔离断口A4断口串联)，而且，隔离断口A1断口与隔离断口A2 断口之间的部位是通过接地开关B1刀闸接地，隔离断口A3断口与隔离断口 A4断口之间的部位是通过接地开关B3刀闸接地，对接操作面是通过接地开关B2接地。此时即可开始二期设备的对接，且变电站是带电运行。在对接作业面与带电运行的两条母线之间均有有两个串联布置的隔离断口(隔离断口A1断口和隔离断口A2断口串联、隔离断口A3和隔离断口A4断口串联)。当二期设备对接过程中，一旦发生任一母线与停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的隔离断口A1断口(或者隔离断口A3断口)，而靠近停电侧的隔离断口2(和隔离断口4)不会被击穿。而且，由于接地开关B1 (和接地开关B3)已经接地，即使隔离断口A1断口(或者隔离断口A3断口) 被击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关B1(或接地开关B3)接地释放，不会对隔离断口2(和隔离断口4)造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。

二期设备对接完成之后就需要单独对新安装的设备进行工频耐电压试验，此时仍是下母和上母均带电(或者单母带电亦可，根据变电站实际工况调整)；并且隔离断口A1分闸、隔离断口A2分闸、隔离断口A3分闸、隔离断口A4分闸；将接地开关B1合闸、接地开关B2分闸、接地开关B3合闸。对新安装的设备进行工频耐电压试验时，下母和上母均可是带电运行状态 (或者单母带电亦可，根据变电站实际工况调整)，在带电母线与试验单元之间分别有两个串联布置的隔离断口(隔离断口A1断口和隔离断口A2断口串联、隔离断口A3和隔离断口A4断口串联)。当耐电压试验过程中，一旦发生试验单元与带电运行部位的断口击穿时，只会击穿靠近试验单元的隔离断口2(或隔离断口4)，而靠近带电运行母线侧的隔离断口1(和隔离断口 3)不会被击穿。而且，由于接地开关B1(和接地开关B3)已经接地，即使隔离断口2(或隔离断口4)被击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关B1 (或接地开关B3)接地释放，不会对隔离断口1(和隔离断口3)造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。

当现场试验完成后，即可按照变电站的实际工况将各隔离开关和接地开关调整至相应状态。

通过上述分析可知，采用此种隔离开关的GIS预留间隔在扩建二期设备的全过程当中(安装对接过程和交接试验过程)，均没有停电，保证了变电站正常运行。并且耐压试验范围包含了所有新安装的二期设备，实现耐压试验范围全覆盖、无盲区。

本设计旨在满足国网公司提出的GIS预留间隔在二期扩建安装及现场交接试验全过程不停电的要求。原有单断口隔离开关的设计已不满足需要，设计出一种结构合理、性能稳定、制造成本低、安装便捷、运行安全可靠的产品，以技术服务社会，满足国家电网对产品的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：包括：

本体结构(1)，所述本体结构(1)与第一操动机构(2)相连接，所述本体结构(1)内部用于放置三相开关(12)；

若干第一操动机构(2)，每个所述第一操动机构(2)均安装至所述本体结构(1)一侧，所述操动机构用于实现隔离开关的分合操作；

若干接地结构(3)，每个接地结构(3)均安装至所述本体结构(1)顶部，所述接地结构(3)用于实现接地开关的分合操作；

若干第二操动机构(4)，每个接地结构(3)一侧分别安装一个第二操动机构(4)，第二操动机构(4)为接地结构(3)的驱动源。

2.根据权利要求1所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述本体结构(1)包括开关壳体(11)、三相开关(12)、轴密封件(13)和绝缘传动轴(14)，所述开关壳体(11)内部安装有三相开关(12)，三相开关(12)之间通过绝缘传动轴(14)相连，所述绝缘传动轴(14)一端连接至轴密封件(13)一端，所述轴密封件(13)另一端穿过开关壳体(11)内壁连接至第一操动机构(2)的输出轴。

3.根据权利要求2所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述开关壳体(11)为三相铸造壳体。

4.根据权利要求2所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述开关壳体(11)内部为密封压力气室。

5.根据权利要求2所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述三相开关(12)的每相开关分别包括第一动触头(121)、第一静触头(122)、第二动触头(123)、第二静触头(124)和支撑件(125)，所述支撑件(125)一端安装至第一动触头(121)，所述支撑件(125)另一端安装至第二静触头(124)，所述第一动触头(121)远离支撑件(125)的一端设有第一静触头(122)，所述第二静触头(124)远离支撑件(125)的一端设有第二动触头(123)，所述第一动触头(121)、第二动触头(123)分别安装一个绝缘传动轴(14)。

6.根据权利要求5所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述第一动触头(121)、第一静触头(122)、第二动触头(123)、第二静触头(124)和支撑件(125)五者位于同一轴线上。

7.根据权利要求5所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述第一动触头(121)包括齿轮(1211)、齿条(1212)、动触头杆(1213)，所述齿轮(1211)安装至绝缘传动轴(14)，所述齿轮(1211)一侧啮合传动至齿条(1212)，所述齿条(1212)安装至动触头杆(1213)，所述动触头杆(1213)的轴心方向与第一静触头(122)的中心线处于同一轴线上。

8.根据权利要求5所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述第一动触头(121)与第一静触头(122)通过分合形成隔离断口I，所述第二动触头(123)与第二静触头(124)通过分合形成隔离断口II，所述隔离断口I与隔离断口II二者相对独立。

9.根据权利要求1所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述接地结构(3)包括接地动触头(31)和接触静触头座(32)，所述接地动触头(31)一端连接至第二操动机构(4)，所述接地动触头(31)另一端设有接触静触头座(32)，所述接地动触头(31)与接触静触头座(32)配合使用。

10.根据权利要求5所述的一种带双隔离断口的隔离开关结构，其特征在于：所述支撑件(125)为盆式绝缘子。

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