CN106558444B - 一种新型高压开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压开关电气领域中应用的一种新型高压开关，特别是带有隔离开关的真空开关。该真空开关包括：带有两个绝缘子、两个绝缘筒的并把灭弧室浇注在一起的绝缘体(17)；支撑所有零部件的底座(2)；开关的传动主轴(4)；绝缘旋杆(9)；灭弧室静端支架(12)；下隔离开关触臂(14)；上隔离开关触臂(36)；真空灭弧室(16)；动触头保护罩(27)；弹簧触指(18)、(21)；导向限位板(20)；螺纹带(29)；蜗杆(31)；蜗轮(23)。该开关与上、下隔离开关组合，隔离开关触臂上、下垂直伸缩移动，收回时又藏在绝缘护套内，该两个绝缘护套与固封极柱又是一体的，极大程度地减小了占用的空间，也缩短了导电回路的长度。

Description

一种新型高压开关

技术领域

本发明涉及高压(3.6kV～40.5kV)开关，特别是户内高压真空开关。

背景技术

目前，公知的高压开关特征如下：

①开关(可以是断路器，也可是负荷开关或接触器)作为在开关柜内的独立元件不与隔离开关组合，使用时用母线再连接起来。这就带来了如下问题：

a.由于各个元件独立，在柜内连接后占用的体积非常庞大；

b.由于各个元件独立，在柜内连接后形成的导电回路非常长、连接点多，增加了发热量，降低了载流能力；

c.隔离开关大多采用单臂旋转式，占用的空间也很大。

②为了减小体积，大量使用有机绝缘材料。这就带来了如下问题：

a.有机绝缘材料随时间推移要老化，尤其在高温时加速老化，绝缘强度降低，容易引发击穿事故；

b.绝缘材料一般都是热的不良导体，影响散热，增加温升；

③移开式开关柜隔离触头与开关虽然组合在一起，但操作时要使整个手车移动，十分笨重。另外，动、静触头的接触情况在柜外无法观察，不利于安全运行；

④开关灭弧室与隔离开关上、下触臂及其驱动机构组合在一起，隔离开关触臂上、下伸缩运动，导电零部件外露。虽然与以往的结构方式比较可以节省很大的空间，但开关灭弧室、触臂的外绝缘筒、导电部件等并未一次固封浇注在一起，占用的空间还是比较大。

⑤也有采用上下伸缩式隔离开关，但上、下触臂为例避免分闸时相互干涉，都采用交错式布置，即上、下触臂的中心线不在一条垂直直线上，分别安放在平行的两个绝缘筒内，占用的空间大，而且隔离开关合闸时因受力不在一条直线上，会造成整个极柱倾斜。

⑥由于体积大、质量重，操作十分困难，也不利于电动操作隔离开关。

技术方案

本发明的目的在于为解决上述缺陷而提供一种新型高压开关。

该新型高压开关包括：直接把开关灭弧室与隔离开关触臂筒以及导电零部件一次浇注成形的绝缘体；一个触臂可以插入到另一个触臂的内孔内的上、下隔离开关触臂及其驱动零部件；分别安装在上、下隔离开关传动轴与上、下隔离开关触臂之间的两级锥齿轮、绝缘旋杆；上、下隔离开关触臂上的外螺纹；插到触臂沟槽内的止转杆；内孔带有螺纹的锥齿轮。

上述的一种新型高压开关，其特征在于，该高压开关还包括：外径不等的圆管形上、下隔离开关触臂，即螺纹外径小于导电接触部分的外径。其中，上、下隔离开关触臂在分闸时被一个绝缘筒包裹，以减小占用空间。

有益效果

①把开关与隔离开关组合为一个元件，把灭弧室、隔离触臂绝缘筒以及导电零部件一次浇注成一个绝缘体，同时尽量避免导电体很少外露。这样，在柜内使用时不再组合多个元件，大幅度地减小体积、降低造价；

②隔离开关触臂采用上、下伸缩式运动，尤其上、下隔离开关触臂共用一个绝缘筒，一个触臂可以插入到另一个触臂的内孔内，减少了占用的体积。另外，在运行时，绝缘护套并不承受高电压，对安全影响很小；

③减少了有机绝缘材料的使用，降低了绝缘老化的风险；

④可以观察到触头的接触状况，保证运行安全；

⑤加大了带电体之间、带电体对地之间的空气距离，更加保证安全；

⑥省力的传动方式，使操作十分轻便，更便于实现电动操作隔离开关。

附图说明

图1为高压开关当隔离开关分闸时的状态(只画出一极，可以多极)；

图2为高压开关当隔离开关合闸时的状态；

图3为A-A向剖视图。

图中：1-滚轮；2-框架；3-主动锥齿轮；4-下隔离开关传动轴；5-被动锥齿轮；6-主轴拐臂；7-开关主轴；8-拐臂；9-极柱绝缘体；10-真空灭弧室；11-上隔离开关传动轴；12-锥齿轮盒；13-热缩套；14-连接套；15-绝缘旋杆；16-导向板；17-上二级主动锥齿轮；18-止转杆；19-上隔离开关动触头；20-上二级被动锥齿轮；21-上夹板；22-滚珠；23-下夹板；24-上锥齿轮架；25-上导电板；26-弹簧触指；27-上隔离开关触臂；28-灭弧室导向板；29-灭弧室出线端；30-导电排；31-关节轴承；32-下隔离开关触臂；33-绝缘支腿；34-绝缘连杆；35-下导电板；36-下二级被动锥齿轮；37-安装面；38-下隔离开关动触头；39-下二级主动锥齿轮；40-下锥齿轮架；41-轴承；42-拐臂(分闸位)；43-绝缘拉杆；44-触头压簧。

具体实施例

该高压开关包括：

(1)滚轮1-支撑整个高压开关，并可在平面(37)上移动；

(2)框架2-各零部件直接或间接安装在框架(2)上，形成一个高压开关整体；

(3)主动锥齿轮3-隔离开关操作传动用；

(4)下隔离开关传动轴4-操作下隔离开关用。接受传来的扭矩，再通过主动锥齿轮(3)传递给被动锥齿轮(5)、绝缘旋杆(15)、二级主动锥齿轮(39)、二级被动锥齿轮(36)，最后到下隔离开关触臂(32)，通过丝杠原理，使其能上下伸缩运动；

(5)被动锥齿轮5-接受主动锥齿轮(3)传递扭矩给绝缘旋杆(15)；

(6)主轴拐臂6-开关操作传动用；

(7)开关主轴7-把操动机构的动力传给主轴拐臂(6)、开关操作绝缘拉杆(43)、拐臂(8)，最后传给真空灭弧室(10)的动触头，使其动作；

(8)拐臂8-改变来自绝缘拉杆(43)的力的方向，带动关节轴承(31)上、下运动，同时带动真空灭弧室(10)动触头上、下运动；

(9)极柱绝缘体9-把真空灭弧室(10)及其附件浇注在一起或固定在一起，同时形成两个绝缘子(与框架(2)固定用)、一个绝缘筒(上下隔离开关触臂收缩后(分闸位置)放置在其中)以及遮挡体。遮挡体可以遮挡带电体，以减小相间及对地的空气距离；

(10)真空灭弧室10-起到开断和关合正常电流、非正常电流的作用；

(11)上隔离开关传动轴11-接受外部传递来的扭矩，再通过主动锥齿轮(3)传递给被动锥齿轮(5)、绝缘旋杆(15)、二级主动锥齿轮(17)、二级被动锥齿轮(20)，最后到上隔离开关触臂(27)，通过丝杠原理，使其能上下伸缩运动；

(12)锥齿轮盒12-安装固定锥齿轮(3、5)用；

(13)热缩套13-固定连接套(14)传动销用；

(14)连接套14-连接被动锥齿轮(5)与绝缘旋杆(15)、二级锥齿轮(17、39)同步转动用；

(15)绝缘旋杆15-绝缘并传递扭矩到二级锥齿轮(17、39)；

(16)导向板16-给隔离开关触臂导向用；

(17)上二级主动锥齿轮17-传递扭矩用；

(18)止转杆18-防止隔离开关触臂转动用；

(19)上隔离开关动触头19-与开关柜上的静触头配合，起到接通和隔离导电回路的作用；

(20)上二级被动锥齿轮20-传递扭矩并通过丝杠原理把旋转运动变成触臂的直线运动；

(21)上夹板21-与下夹板(23)夹住滚珠(22)，使二级被动锥齿轮(20、36)可以自由转动；

(22)滚珠22-夹在上夹板(21)与下夹板(23)之间并能滚动，起到轴承支撑的作用；

(23)下夹板23-与上夹板(21)夹住滚珠(22)，使二级被动锥齿轮(20、36)可以自由转动；

(24)上锥齿轮架24-支撑锥齿轮(17、20)用；

(25)上导电板25-连接真空灭弧室(10)静端与上隔离触臂(27)之间的电连接用；

(26)弹簧触指26-起到运动部件与静止部件之间的的滑动电连接的作用；

(27)上隔离开关触臂27-通过外壁的外螺纹，接受上、下作用力的驱动，起到导电及隔离的作用；

(28)灭弧室导向板28-给灭弧室动触头导向用；

(29)灭弧室出线端29-通过弹簧触指(26)引出线用；

(30)导电排30-灭弧室与下隔离开关电连接用；

(31)关节轴承31-传动给灭弧室用；

(32)下隔离开关触臂32-通过外壁的外螺纹，接受上、下作用力的驱动，起到导电及隔离的作用；

(33)绝缘支腿33-起到绝缘及支撑的作用；

(34)绝缘连杆34-连接三相各个绝缘支腿(33)，提高强度及稳定性；

(35)下导电板35-一端通过导电排(30)与灭弧室(10)动导杆连接，一端通过弹簧触指(26)与下隔离开关触臂(32)连接，保证真空灭弧室(10)动触头与下隔离开关触臂(32)在隔离开关合闸时保持电连接；

(36)下二级被动锥齿轮36-驱动下隔离开关触臂(32)用；

(37)安装面37-开关安装的平面；

(38)下隔离开关动触头38-与开关柜上的静触头配合，起到接通和隔离导电回路的作用；

(39)下二级主动锥齿轮39-与下二级被动锥齿轮(36)啮合，驱动下隔离开关触臂(32)用；

(40)下锥齿轮架40-支撑锥齿轮(36、39)用；

(41)轴承41-支撑下二级主动锥齿轮(39)用；

(42)拐臂(分闸位)42-带动真空灭弧室(10)动触头上、下运动；

(43)绝缘拉杆43-传递来自操动机构的力矩以控制真空灭弧室(10)动触头的动作，同时起到带电体与接地体之间的绝缘作用；

(44)灭弧室触头压簧44-让真空灭弧室(10)的动、静触头间在合闸时保持有足够的压力。

图中未示出的上、下隔离开关静触头，这是本领域公知的一种部件，其安装在开关柜触头盒内。

下面结合附图1～附图3及实施例对本发明作进一步说明：

1.开关合、分闸过程：

①开关操动机构合闸开始动作后带动开关主轴(7)逆时针转动(见附图1)；

②开关主轴(7)通过主轴拐臂(6)带动开关操作绝缘拉杆(43)向右运动；

③绝缘拉杆(43)推动拐臂(8)再带动真空灭弧室(10)动触头向上运动，最后合闸到位；

④合闸后灭弧室触头压簧(44)继续被压缩到一定的程度，使真空灭弧室(10)动、静触头间保持一定的压力；

⑤分闸过程与此相反。

2.隔离开关合、分闸过程

①当上隔离开关传动轴(11)或下隔离开关传动轴(4)(上、下隔离开关一般同步合、分闸)，受到来自操动机构的扭矩驱动后转动(参见附图1)，其上安装的主动锥齿轮(3)驱动被动锥齿轮(5)转动；

②被动锥齿轮(5)通过绝缘旋杆(15)带动上、下二级主动锥齿轮(17、39)转动；

③上、下二级主动锥齿轮(17、39)驱动上、下二级被动锥齿轮(20、36)转动；

④上、下二级被动锥齿轮(20、36))内孔的T型内螺纹与上、下隔离开关触臂(27、32)上的T型外螺纹的啮合，推动上、下隔离开关触臂(27、32)上、下移动，完成合、分闸的过程。

⑤上、下隔离开关触臂(27、32)的尾部有一个台肩，该台肩直径大于螺纹外径一定量。合闸到位时台肩被上、下锥齿轮架(24、40)限制不能再上移、下移。同时，当上、下隔离动触头(19、38)与开关柜上的静触头刚接触时，该台肩也刚好与弹簧触指(26)接触，而之前该台肩不会与弹簧触指(26)接触。这就保证了：在没有必要接通回路时，弹簧触指(26)并不与隔离开关触臂(27、32)的外螺纹接触，需要接通回路时，弹簧触指(26)才与上、下隔离开关触臂(27、32)的尾部台肩接触。这样既避免了镀层磨损，也会省很大的驱动力。

⑥止转杆(18)的顶部插入到上隔离开关触臂(27)的沟槽内(见附图3)，当上二级被动锥齿轮(20)转动时，就不会带动上隔离开关触臂(27)转动，而只能通过螺纹的丝杠原理驱动上隔离开关触臂(27)上、下移运动。下隔离开关动作原理与此相同。

Claims (5)

1.一种新型高压开关，其特征在于，包括：带有两个绝缘子、一个绝缘筒的并把真空灭弧室(10)及附件浇注在一起的极柱绝缘体(9)；分闸时收缩在极柱绝缘体(9)上的一个绝缘筒内的上隔离开关触臂(27)和下隔离开关触臂(32)；所述上隔离开关触臂(27)和所述下隔离开关触臂(32)具有不同的直径，分闸时，一个隔离开关触臂插入到另一个隔离开关触臂内，合闸时，上隔离开关触臂(27)和下隔离开关触臂(32)相互离开，并且上隔离开关触臂(27)和下隔离开关触臂(32)的尾部分别与设置在绝缘筒两端的弹簧触指(26)接触；绝缘筒的两端设置有导向板(16)，止转杆(18)与导向板(16)连接并插入到上隔离开关触臂(27)和下隔离开关触臂(32)的沟槽内。

2.根据权利要求1所述的一种新型高压开关，其特征在于，该高压开关还包括：驱动上隔离开关触臂(27)和下隔离开关触臂(32)上、下伸缩运动的主动锥齿轮(3)、被动锥齿轮(5)、上二级主动锥齿轮(17)、上二级被动锥齿轮(20)、下二级被动锥齿轮(36)、下二级主动锥齿轮(39)。

3.根据权利要求1所述的一种新型高压开关，其特征在于，该高压开关还包括：既起到绝缘作用又起到传动作用的绝缘旋杆(15)。

4.根据权利要求1所述的一种新型高压开关，其特征在于，该高压开关还包括：中心带有螺纹的上二级被动锥齿轮(20)、下二级被动锥齿轮(36)。

5.根据权利要求1所述的一种新型高压开关，其特征在于，该高压开关还包括：螺纹外径小于导电接触部位外径的上隔离开关触臂(27)、下隔离开关触臂(32)。