CN220400433U - 一种吊笼式开关单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吊笼式开关单元，包括：吊笼结构，内部形成一容纳腔；卡接组件，设于容纳腔内部，并在容纳腔内形成用于固定电气元件的第一工位和第二工位；断路器，固定于第一工位；三工位开关，固定于第二工位，所述三工位开关具有接线端、隔离端和接地端，所述接线端接入电路，所述隔离端与断路器电连接，所述接地端与地连接，所述三工位开关的三个工位分别对应隔离端合闸工位、隔离端/接地端分闸工位以及接地端合闸工位。本实用新型结构简单，无多余的过渡、转接零件，可大幅减少开关设备的体积以及相关绝缘材料、导电材料(铜)的使用量；并且采用了可自愈的空气绝缘结构，绝缘可恢复，有效保证设备安全和人身安全。

Description

一种吊笼式开关单元

技术领域

本实用新型涉及配电开关设备技术领域，具体而言，涉及一种吊笼式开关单元。

背景技术

在配电开关设备中，需要断路器开关、隔离开关和接地开关配合实现对电路的控制，在常规的配电开关设备中，三者均为独立结构，非一体化设计。如断路器开关VS1、VD4、ZN28；隔离开关GN19；接地开关JN15等等，均为独立个体。传统开关设备通过外壳的设计将多个功能开关(断路器开关、隔离开关、接地开关)拼凑在一起，实现整体配电开关设备的功能及性能。上述断路器开关采用手车式结构，采用环氧树脂固体绝缘的方式达成开关设备的绝缘性能，绝缘一旦遭到破坏，将为永久性事故，绝缘不可恢复。采用多个功能单元拼凑在一起的开关设备的优点是检修维护时可更换的元件较容易找到，但其外形尺寸较大，需要占用较大的安装空间。

三工位开关是一种集成了隔离开关和接地开关功能的开关元件，其具有合闸位置、分闸位置和接地位置；三工位开关整合了隔离开关和接地开关两者的功能，并由一把刀来完成，这样就可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀。除上述实现功能外，将三工位开关应用在配电开关设备中，还可有效缩小配电开关设备的外形尺寸。然而现有应用三工位开关的配电开关设备仍然存在集成度较低，占用安装空间大，结构复杂且使用耗材较多的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在集成度较低，占用安装空间大，结构复杂且使用耗材较多的技术问题之一。

为此，本实用新型提供了一种吊笼式开关单元。

本实用新型提供了一种吊笼式开关单元，包括：

吊笼结构，内部形成一容纳腔；

卡接组件，设于容纳腔内部，并在容纳腔内形成用于固定电气元件的第一工位和第二工位；

断路器，固定于第一工位；

三工位开关，固定于第二工位，所述三工位开关具有接线端、隔离端和接地端，所述接线端接入电路，所述隔离端与断路器电连接，所述接地端与地连接，所述三工位开关的三个工位分别对应隔离端合闸工位、隔离端/接地端分闸工位以及接地端合闸工位。

本实用新型提出的吊笼式开关单元，断路器和三工位开关吊装在吊笼结构内部的容纳腔内，从而提高开关单元的集成度。具体地，通过卡接组件将断路器限制在第一工位、将三工位开关限制在第二工位，第一工位和第二工位在竖直方向上进行排布，即第一工位位于第二工位上方，也可以是第二工位位于第一工位上方；卡接组件可以为任意具有限位功能的构件，如限位板、限位螺栓、固定夹等，通过夹持、托载、螺栓固定等方式实现对电气元件的固定，电气元件即指断路器和三工位开关。三工位开关的接线端与隔离端导通时即对应三工位开关的隔离端合闸工位，三工位开关的接线端与接地端导通时即对应三工位开关的接地端合闸工位，三工位开关的接线端与隔离端和接地端均不导通时即对应三工位开关的隔离端/接地端分闸工位。

根据本实用新型上述技术方案的吊笼式开关单元，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述卡接组件包括：

第一卡件，固定于吊笼结构，与断路器相连；

第二卡件，固定于吊笼结构，与三工位开关相连；

第三卡件，固定于吊笼结构，设于第一卡件和第二卡件之间，并分别与断路器和三工位开关相连；

所述第一卡件与第三卡件配合将断路器限制在第一工位，所述第二卡件与第三卡件配合将三工位开关限制在第二工位。

在该技术方案中，第一卡件靠近吊笼结构的上端设置，第二卡件靠近吊笼结构的下端设置，第三卡件设于第一卡件和第二卡件之间，第一卡件、第二卡件、第三卡件均与吊笼结构的内壁面固定连接，断路器可直接放置在第一卡件与第三卡件之间形成的限位空间内，也可分别与第一卡件和第三卡件通过螺栓、卡扣等进行连接，从而实现断路器的定位；三工位开关的接线端与第二卡件固定连接，三工位开关的隔离端与第三卡件固定连接，三工位开关的接地端可设置在容纳腔内部，也可以设置在容纳腔外部。

在上述技术方案中，所述吊笼结构包括：

吊笼顶板，设于吊笼结构的一端；

吊笼底板，设于吊笼结构的另一端；

吊笼边板，分别与吊笼顶板和吊笼底板固定连接；

所述吊笼顶板、吊笼边板和吊笼底板围合成一包围结构或半包围结构，所述容纳腔设于包围结构或半包围结构内。

在该技术方案中，采用组装式结构形成吊笼结构，吊笼顶板设于吊笼结构的上端，吊笼底板设于吊笼结构的下端，吊笼边板设于吊笼底板和吊笼顶板之间，具体地，吊笼顶板、吊笼底板和吊笼边板采用可拆卸的装配方式进行组装，如螺栓连接、卡接等，组装简单，方便维护人员进行检修操作。

在上述技术方案中，所述吊笼边板采用具备支撑能力的绝缘材料制成。

在该技术方案中，采用绝缘的吊笼边板实现吊笼顶板与吊笼底板之间的绝缘，吊笼边板的材质可选用聚四氟乙烯、云母、玻璃等，也可以采用套有绝缘护套的金属材料，且应至少能够阻隔吊笼顶板与吊笼底板之间的电传导。

在上述技术方案中，还包括：

第一驱动轴，用于控制断路器分合闸；

传动件，设于第一驱动轴和断路器之间，操作第一驱动轴产生的机械能经传动件传递至断路器，从而实现断路器的分合闸操作。

在该技术方案中，第一驱动轴具备转动的能力，传动件与断路器内的分合机构直接相连，第一驱动轴向合闸位转动时，将对传动件产生挤压，从而使传动件向下动作控制断路器合闸，第一驱动轴向分闸位转动时，拉动传动件向上动作控制断路器分闸，当接入电流为三相电时，第一驱动轴同步控制三个传动件同时实现三相电路的分合闸操作。传动件可以为具有弹性伸缩能力的构件，在具体实施时，可在第一驱动轴上设置凸轮，也可以在第一驱动轴和传动件之间设置传动杆，实现传动件的向上或向下动作。

在上述技术方案中，所述传动件采用绝缘材料制成。

在该技术方案中，采用绝缘材料制成的传动件用于保障开关单元的绝缘性能。

在上述技术方案中，所述三工位开关包括：

隔离开关静触头，所述三工位开关的隔离端设于隔离开关静触头，所述隔离开关静触头和断路器分别与第三卡件固定连接；

接地开关静触头，所述三工位开关的接地端设于接地开关静触头；

动触头，所述三工位开关的接线端设于动触头；所述动触头通过摆动实现与隔离开关静触头和接地开关静触头的切换连接，以及与隔离开关静触头和接地开关静触头的同时断开。

在该技术方案中，隔离开关静触头与断路器电连接，接地开关静触头与地连接，隔离开关静触头与接地开关静触头的位置保持不动，动触头位于隔离开关静触头和接地开关静触头之间，且动触头与电线连接；动触头摆动至与隔离开关静触头接触时，三工位开关处于隔离端合闸工位，动触头摆动至与接地开关静触头接触时，三工位开关处于。

在上述技术方案中，还包括：第二驱动轴，所述第二驱动轴与动触头传动连接，以实现动触头的摆动。

在该技术方案中，第二驱动轴通过连杆结构与动触头相连，并通过转动控制动触头在隔离开关静触头和接地开关静触头之间进行摆动。

在上述任一技术方案中，所述容纳腔内填充有流动的空气。

在该技术方案中，通过空气实现容纳腔内各电气元件的绝缘性能，具有流动性空气表明容纳腔并非密闭的空间，即容纳腔内空气无需人为补充，容纳腔内的绝缘具有良好的自愈性。

在上述任一技术方案中，所述开关单元接入三相电流，一个三工位开关和一个断路器构成一个组合开关，所述开关单元包括三个组合开关，每个组合开关控制一相电流。

综上所述，由于采用了上述技术特征，本实用新型的有益效果是：

开关单元的各功能单元直接连接，结构巧妙简单，无多余的过渡、转接零件，可大幅减少开关设备的体积以及相关绝缘材料、导电材料(铜)的使用量；采用可自愈的空气绝缘结构，绝缘可恢复，无SF6等气体绝缘开关设备在漏气后绝缘性能下降进而引发绝缘事故的风险，同时也没有固体绝缘开关设备由于局放等因素造成的绝缘下降累积效应，最后致使绝缘失效引发绝缘事故的潜在风险。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一个实施例的吊笼式开关单元的正视结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的吊笼式开关单元的侧视结构示意图；

图3是图2所示吊笼式开关单元去除吊笼边板后的结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、吊笼结构；2、卡接组件；3、断路器；4、三工位开关；5、电线；6、第一驱动轴；7、传动件；8、第二驱动轴；

11、吊笼顶板；12、吊笼边板；13、吊笼底板；14、容纳腔；

141、第一工位；142、第二工位；

21、第一卡件；22、第二卡件；23、第三卡件；

41、隔离开关静触头；42、接地开关静触头；43、动触头。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3来描述根据本实用新型一些实施例提供的吊笼式开关单元。

本申请的一些实施例提供了一种吊笼式开关单元。

如图1至图3所示，本实用新型第一个实施例提出了一种吊笼式开关单元，包括：

吊笼结构1，内部形成一容纳腔14；

卡接组件2，设于容纳腔14内部，并在容纳腔14内形成用于固定电气元件的第一工位141和第二工位142；

断路器3，固定于第一工位141；

三工位开关4，固定于第二工位142，所述三工位开关4具有接线端、隔离端和接地端，所述接线端接入电路，所述隔离端与断路器3电连接，所述接地端与地连接，所述三工位开关4的三个工位分别对应隔离端合闸工位、隔离端/接地端分闸工位以及接地端合闸工位。

本实施例提出的吊笼式开关单元，断路器3和三工位开关4吊装在吊笼结构1内部的容纳腔14内，从而提高开关单元的集成度。具体地，通过卡接组件2将断路器3限制在第一工位141、将三工位开关4限制在第二工位142，第一工位141和第二工位142在竖直方向上进行排布，即第一工位141位于第二工位142上方，也可以是第二工位142位于第一工位141上方；卡接组件2可以为任意具有限位功能的构件，如限位板、限位螺栓、固定夹等，通过夹持、托载、螺栓固定等方式实现对电气元件的固定，电气元件即指断路器3和三工位开关4。三工位开关4的接线端与隔离端导通时即对应三工位开关4的隔离端合闸工位，三工位开关4的接线端与接地端导通时即对应三工位开关4的接地端合闸工位，三工位开关4的接线端与隔离端和接地端均不导通时即对应三工位开关4的隔离端/接地端分闸工位。

本实用新型第二个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在第一个实施例的基础上，如图1至图3所示，所述卡接组件2包括：

第一卡件21，固定于吊笼结构1，与断路器3相连；

第二卡件22，固定于吊笼结构1，与三工位开关4相连；

第三卡件23，固定于吊笼结构1，设于第一卡件21和第二卡件22之间，并分别与断路器3和三工位开关4相连；

所述第一卡件21与第三卡件23配合将断路器3限制在第一工位141，所述第二卡件22与第三卡件23配合将三工位开关4限制在第二工位142。

在该实施例中，第一卡件21靠近吊笼结构1的上端设置，第二卡件22靠近吊笼结构1的下端设置，第三卡件23设于第一卡件21和第二卡件22之间，第一卡件21、第二卡件22、第三卡件23均与吊笼结构1的内壁面固定连接，断路器3可直接放置在第一卡件21与第三卡件23之间形成的限位空间内，也可分别与第一卡件21和第三卡件23通过螺栓、卡扣等进行连接，从而实现断路器3的定位；三工位开关4的接线端与第二卡件22固定连接，三工位开关4的隔离端与第三卡件23固定连接，三工位开关4的接地端可设置在容纳腔14内部，也可以设置在容纳腔14外部。

本实用新型第三个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述吊笼结构1包括：

吊笼顶板11，设于吊笼结构1的一端；

吊笼底板13，设于吊笼结构1的另一端；

吊笼边板12，分别与吊笼顶板11和吊笼底板13固定连接；

所述吊笼顶板11、吊笼边板12和吊笼底板13围合成一包围结构或半包围结构，所述容纳腔14设于包围结构或半包围结构内。

在该实施例中，采用组装式结构形成吊笼结构1，吊笼顶板11设于吊笼结构1的上端，吊笼底板13设于吊笼结构1的下端，吊笼边板12设于吊笼底板13和吊笼顶板11之间，具体地，吊笼顶板11、吊笼底板13和吊笼边板12采用可拆卸的装配方式进行组装，如螺栓连接、卡接等，组装简单，方便维护人员进行检修操作。

本实用新型第四个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述吊笼边板12采用具备支撑能力的绝缘材料制成。

在该实施例中，采用绝缘的吊笼边板12实现吊笼顶板11与吊笼底板13之间的绝缘，吊笼边板12的材质可选用聚四氟乙烯、云母、玻璃等，也可以采用套有绝缘护套的金属材料，且应至少能够阻隔吊笼顶板11与吊笼底板13之间的电传导。

本实用新型第五个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，还包括：

第一驱动轴6，用于控制断路器3分合闸；

传动件7，设于第一驱动轴6和断路器3之间，操作第一驱动轴6产生的机械能经传动件7传递至断路器3，从而实现断路器3的分合闸操作。

在该实施例中，第一驱动轴6具备转动的能力，传动件7与断路器3内的分合机构直接相连，第一驱动轴6向合闸位转动时，将对传动件7产生挤压，从而使传动件7向下动作控制断路器3合闸，第一驱动轴6向分闸位转动时，拉动传动件7向上动作控制断路器3分闸，当接入电流为三相电时，第一驱动轴6同步控制三个传动件7同时实现三相电路的分合闸操作。传动件7可以为具有弹性伸缩能力的构件，在具体实施时，可在第一驱动轴6上设置凸轮，也可以在第一驱动轴6和传动件7之间设置传动杆，实现传动件7的向上或向下动作；在一些实施例中，第一驱动轴6通过一固定结构(图中未示出)与吊笼顶板11固定连接，该固定结构用于限制第一驱动轴的位置，并与第一驱动轴转动配合，具体地，该固定结构可以为轴套等，固定结构可以进一步提高吊笼式开关单元内各部件连接的稳固性。

本实用新型第六个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述传动件7采用绝缘材料制成。

在该实施例中，采用绝缘材料制成的传动件7用于保障开关单元的绝缘性能。

本实用新型第七个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述三工位开关4包括：

隔离开关静触头41，所述三工位开关4的隔离端设于隔离开关静触头41，所述隔离开关静触头41和断路器3分别与第三卡件23固定连接；

接地开关静触头42，所述三工位开关4的接地端设于接地开关静触头42；

动触头43，所述三工位开关4的接线端设于动触头43；所述动触头43通过摆动实现与隔离开关静触头41和接地开关静触头42的切换连接，以及与隔离开关静触头41和接地开关静触头42的同时断开。

在该实施例中，隔离开关静触头41与断路器3电连接，接地开关静触头42与地连接，隔离开关静触头41与接地开关静触头42的位置保持不动，动触头43位于隔离开关静触头41和接地开关静触头42之间，且动触头43与电线5连接；动触头43摆动至与隔离开关静触头41接触时，三工位开关4处于隔离端合闸工位，动触头43摆动至与接地开关静触头42接触时，三工位开关4处于。

本实用新型第八个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，还包括：第二驱动轴8，所述第二驱动轴8与动触头43传动连接，以实现动触头43的摆动。

在该实施例中，第二驱动轴8通过连杆结构与动触头43相连，并通过转动控制动触头43在隔离开关静触头41和接地开关静触头42之间进行摆动。

本实用新型第九个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述容纳腔14内填充有流动的空气。

在该实施例中，通过空气实现容纳腔14内各电气元件的绝缘性能，具有流动性空气表明容纳腔14并非密闭的空间，即容纳腔14内空气无需人为补充，容纳腔14内的绝缘具有良好的自愈性。

本实用新型第十个实施例提出了一种吊笼式开关单元，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述开关单元接入三相电流，一个三工位开关4和一个断路器3构成一个组合开关，所述开关单元包括三个组合开关，每个组合开关控制一相电流。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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)

1.一种吊笼式开关单元，其特征在于，包括：

吊笼结构(1)，内部形成一容纳腔(14)；

卡接组件(2)，设于容纳腔(14)内部，并在容纳腔(14)内形成用于固定电气元件的第一工位(141)和第二工位(142)；

断路器(3)，固定于第一工位(141)；

三工位开关(4)，固定于第二工位(142)，所述三工位开关(4)具有接线端、隔离端和接地端，所述接线端接入电路，所述隔离端与断路器(3)电连接，所述接地端与地连接，所述三工位开关(4)的三个工位分别对应隔离端合闸工位、隔离端/接地端分闸工位以及接地端合闸工位。

2.根据权利要求1所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述卡接组件(2)包括：

第一卡件(21)，固定于吊笼结构(1)，与断路器(3)相连；

第二卡件(22)，固定于吊笼结构(1)，与三工位开关(4)相连；

第三卡件(23)，固定于吊笼结构(1)，设于第一卡件(21)和第二卡件(22)之间，并分别与断路器(3)和三工位开关(4)相连；

所述第一卡件(21)与第三卡件(23)配合将断路器(3)限制在第一工位(141)，所述第二卡件(22)与第三卡件(23)配合将三工位开关(4)限制在第二工位(142)。

3.根据权利要求2所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述吊笼结构(1)包括：

吊笼顶板(11)，设于吊笼结构(1)的一端；

吊笼底板(13)，设于吊笼结构(1)的另一端；

吊笼边板(12)，分别与吊笼顶板(11)和吊笼底板(13)固定连接；

所述吊笼顶板(11)、吊笼边板(12)和吊笼底板(13)围合成一包围结构或半包围结构，所述容纳腔(14)设于包围结构或半包围结构内。

4.根据权利要求3所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述吊笼边板(12)采用具备支撑能力的绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的吊笼式开关单元，其特征在于，还包括

第一驱动轴(6)，用于控制断路器(3)分合闸；

传动件(7)，设于第一驱动轴(6)和断路器(3)之间，操作第一驱动轴(6)产生的机械能经传动件(7)传递至断路器(3)，从而实现断路器(3)的分合闸操作。

6.根据权利要求5所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述传动件(7)采用绝缘材料制成。

7.根据权利要求2所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述三工位开关(4)包括：

隔离开关静触头(41)，所述三工位开关(4)的隔离端设于隔离开关静触头(41)，所述隔离开关静触头(41)和断路器(3)分别与第三卡件(23)固定连接；

接地开关静触头(42)，所述三工位开关(4)的接地端设于接地开关静触头(42)；

动触头(43)，所述三工位开关(4)的接线端设于动触头(43)；所述动触头(43)通过摆动实现与隔离开关静触头(41)和接地开关静触头(42)的切换连接，以及与隔离开关静触头(41)和接地开关静触头(42)的同时断开。

8.根据权利要求6所述的吊笼式开关单元，其特征在于，还包括：

第二驱动轴(8)，所述第二驱动轴(8)与动触头(43)传动连接，以实现动触头(43)的摆动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述容纳腔(14)内填充有流动的空气。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的吊笼式开关单元，其特征在于，所述开关单元接入三相电流，一个三工位开关(4)和一个断路器(3)构成一个组合开关，所述开关单元包括三个组合开关，每个组合开关控制一相电流。