CN104409273B - 极柱式高压电器组合开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有五防联锁功能的极柱式高压电器组合开关，为解决现有同类产品一体化和模块化程度较低的技术问题而设计的。该高压电器组合开关包括极柱支架、固封极柱、弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构；其要点是所述固封极柱三个一排设置于极柱支架的，弹簧操动机构与隔离接地开关操动机构通过室门联锁件、机构联锁件连为一体；室门联锁件、机构联锁件、门锁锁板连为一体，门锁锁板与弹簧操动机构的分闸半轴扣板相对，门锁锁板设有门锁销。室门联锁件上下运动时分别用于隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔打开或关闭，并对应弹簧操动机构的合闸半轴扣板开启合闸操作和限位合闸，以及弹簧操动机构的分闸半轴、电缆室门的限位和打开。

Description

极柱式高压电器组合开关

技术领域

本发明涉及一种高压电器组合开关，是一种极柱式高压电器组合开关。

背景技术

高压电器组合开关是指一种用于高压开关设备的组合单元模块，其一般设有操动机构、隔离开关、负荷开关、断路器、工位开关等涉及高压开关的机构和部件。同时，一些高压电器组合开关还采用了固封极柱的结构和功能，固封极柱是一种将真空灭弧室和断路器相关的导电零件同时嵌入到环氧树脂这类容易固化的固体绝缘材料中形成极柱，使整个断路器极柱成为一个整体的部件。此类固封极柱的高压电器组合开关，如中国专利文献刊载的专利号ZL200820095411.3，授权公告日2009年5月13日，实用新型名称为“大电流浇注极柱式真空断路器”，该真空断路器的电气部分包括三个极柱，每一极柱包括真空灭弧室、上导电件及下导电件，其特征在于：所述真空灭弧室、上导电件及下导电件通过树脂浇注成一体而形成极柱，而且相邻两极柱的中心距为230mm；由于通过树脂浇注来成型极柱，使得极柱尺寸大为缩小，相应地，即可大大缩小相邻两极柱的中心距，从而也可缩小装载所述断路器的高压开关柜的柜体宽度，进而最终实现了高压开关柜小型化。但上述高压电器组合开关功能和组合方式还是较为单一，结构一体化和模块化程度较低，较难应用于多种功能同时需求的高压开关设备中。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种具有五防联锁功能的极柱式高压电器组合开关，使其解决现有同类产品一体化和模块化程度较低，装卸、使用、维修不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种极柱式高压电器组合开关，该高压电器组合开关包括极柱支架、固封极柱、弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构；所述固封极柱的丝杆和绝缘拉杆分别伸出密封底座，丝杆和绝缘拉杆分别引出上出线杆和下出线杆，固封极柱内设有真空灭弧室；上述固封极柱的丝杆为负荷拉杆，绝缘拉杆为隔离拉杆，上出线杆为连接母线，下出线杆为连接出线。固封极柱三个一排设置于极柱支架，极柱支架呈三角形柱体框架，固封极柱的底座固定于极柱支架的孔口处设有密封法兰，该侧的极柱支架设有内嵌式三角形槽口，三角形槽口内设有弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构，隔离接地开关操动机构的输出轴分别与对应固封极柱的丝杆连接；从而固封极柱、弹簧操动机构、隔离接地开关操动机构通过极柱支架连接装配为一个整体，作为开关设备用组合单元模块用于高压设备中。其结构设计要点是所述弹簧操动机构的安装底板设有操动轴，操动轴设有两两对称的拐臂，两两对称的拐臂通过轴销与两侧的座耳连接，座耳设有耳滑孔，固封极柱的绝缘拉杆分别伸出对称拐臂与轴销之间构成的限位孔；隔离接地开关操动机构通过弹簧操动机构的安装底板设置于极柱支架的三角形槽口内，隔离接地开关操动机构设置于弹簧操动机构的安装底板上部，弹簧操动机构与隔离接地开关操动机构通过室门联锁件、机构联锁件连为一体；室门联锁件与弹簧操动机构、隔离接地开关操动机构连接处设有板滑孔，室门联锁件的拉簧销处内侧设有向上拉的拉簧，室门联锁件的一端位于隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔处，室门联锁件的另一端位于弹簧操动机构的合闸半轴扣板处；室门联锁件的合闸半轴扣板端处设有转盘联锁件，转盘联锁件的一侧外沿凸起与室门联锁件相抵，转盘联锁件的外沿设有凸出的转钮，室门联锁件通过与转盘联锁件的外沿凸起相抵带动向上运动。固封极柱作为真空断路器或真空负荷开关，与弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构组成工位隔离组合开关，作为工位组合开关或隔离组合开关使用，隔离接地开关操动机构采用三工位开关或二工位开关结构。从而该高压电器组合开关即可具有负荷开关+三工位组合开关、断路器+三工位组合开关、隔离组合开关、断路器+隔离组合开关、负荷开关+隔离组合开关五种组合方式。同时，通过转盘联锁件与室门联锁件相抵，以及室门联锁件的板滑孔和拉簧带动室门联锁件上下运动，从而使室门联锁件在上下位置时，分别用于隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔打开或关闭，并对应弹簧操动机构的合闸半轴扣板开启合闸操作和限位合闸。

所述室门联锁件的摇柄操作孔端与机构联锁件的一端连为一体，机构联锁件的另一端与门锁锁板的一端连接，门锁锁板的底部通过对称设置的导向销轴与极柱支架连接，连接处分别设有压簧，门锁锁板的另一端与弹簧操动机构的分闸半轴扣板相对。即室门联锁件通过上下运动带动机构联锁件同步运动的同时，门锁锁板通过机构联锁件带动上下运动；具体为：室门联锁件位于隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔端时，门锁锁板同时向上运动，挡住弹簧操动机构的分闸半轴扣板，不能分闸；室门联锁件位于弹簧操动机构的合闸半轴扣板端时，门锁锁板同时向下运动，离开弹簧操动机构的分闸半轴扣板，可以分闸。

所述门锁锁板的导向销轴之间设有门锁销，门锁销伸出极柱支架的底部。即门锁锁板通过机构联锁件带动上下运动的同时，门锁销通过门锁锁板带动上下运动；具体为：室门联锁件位于隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔端时，门锁销通过门锁锁板带动同时向上运动，电缆室门才可以打开；室门联锁件位于弹簧操动机构的合闸半轴扣板端时，门锁销通过门锁锁板带动同时向下运动，电缆室门不能打开。从而使上述该高压电器组合开关带有完整的“五防联锁”功能。

所述固封极柱的上腔室与下腔室呈长短叠加设置，所述上下腔室内的静动触头组件通过导电座相连，真空灭弧室设置于固封极柱的下腔室内，固封极柱的上出线杆垂直引出固封极柱，下出线杆90度拐弯水平引出固封极柱，固封极柱呈枪形。上述枪形结构即为“F”字形结构，同时上述结构为一种既可作为真空断路器，又可作为真空负荷开关使用的固封极柱结构；此结构的上下出线杆便于线路的连接，以及该高压电器组合开关的装卸和维修。在进行隔离合闸、隔离分闸、接地合闸三工位转换之前，必须先使真空灭弧室处于分闸状态，保持主开关断开；当达到隔离合闸、隔离分闸、接地合闸任意工位后，再使真空灭弧室处于合闸状态或分闸状态。

所述固封极柱的密封底座顶部设有接地排连接螺母，接地排连接螺母分别用于接地母排联接。

所述隔离接地开关操动机构的上方设有工位转换开关，工位转换开关的接线通过安装于极柱支架的集线器与辅助开关连接，辅助开关通过弹簧操动机构的通孔设置于弹簧操动机构内，弹簧操动机构的电机、合闸电磁铁、分闸电磁铁通过线路与辅助开关连接；合闸电磁铁、分闸电磁铁分别与弹簧操动机构的合闸半轴、分闸半轴驱动端扣板相对，弹簧操动机构设有分合闸旋钮和指示牌，分合闸旋钮分别设置于分闸摆杆、合闸摆杆，弹簧操动机构的夹板，以及夹板与安装底板之间设有合闸弹簧、储能齿轮、储能凸轮、连杆组件和分合闸挈子，夹板一侧储能齿轮的储能轴伸出夹板的外侧。上述合闸电磁铁和分闸电磁铁采用线圈结构带动动铁芯往复运动，实现电动操控合闸和开闸；辅助开关用于手动储能，并通过工位转换开关、集线器等线路实现控制和信号传递。同时，上述弹簧操动机构具有真空灭弧室操动机构的功能。

所述隔离接地开关操动机构为锁定式隔离三工位机构，锁定式隔离三工位机构的安装板之间设有过渡轴齿轮和输出轴齿轮，以及工位板组件和螺母板组件，工位板组件的解锁轴与安装板外侧解锁组件的解锁杆连接，连接处设有复位弹簧和限位螺钉柱，解锁组件的解锁杆、解锁件通过导向罩壳与导向杆、解锁板依次相连，解锁组件的解锁板与螺母板组件的限位杆侧滚子相抵，螺母板组件的板体通过螺杆和导杆在夹板之间移动，并带动螺母板组件的解锁销与工位板组件的工板定位孔套合锁定或脱离解锁，解锁件的钩端穿过导向罩壳设置于其中一输出轴的摇柄限位槽。上述结构为隔离接地开关操动机构采用锁定式隔离三工位机构的一种结构，其亦可采用同类开关操动机构。该锁定式隔离三工位机构在工位被锁定时，转动摇柄，螺杆带动螺母板组件的板体位移，螺母板组件的解锁销与工位板组件的工板定位孔套合锁定；螺母板组件上限位杆的滚子位于解锁板的锁定槽位置，解锁板被抬起，此时，摇柄可以拔出，但不能转动，工位切换后被锁定。解工位锁定时，解锁件向外侧移动，并通过解锁杆带动解锁轴顺时针转动，螺母板组件的解锁销与工位板组件的工板定位孔套合锁定；螺杆带动螺母板组件的板体位移，限位杆的滚子移动至解锁板的解锁槽位置，解锁板下落，解锁组件的解锁杆、解锁件、导向杆、解锁板之间相互锁紧；此时，摇柄不能拔出，但可以转动，根据上述工位被锁定时的操作。如再次向外侧移动松开解锁件，继续摇动摇柄，即进行工位的切换。

本发明结构设计合理、紧凑、体积小，装卸、使用、维修方便，一体化、模块化程度高，安全性、稳定性好；适合作为带真空断路器或真空负荷开关，以及三工位开关、操动机构功能的高压开关模块使用，以及同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明的后部结构示意图一，图中省略摇杆、解锁杆、解锁件和合闸电磁铁等结构。

图2是图1的后部结构示意图二。

图3是本发明的部分爆炸结构示意图一，图中包括极柱支架、固封极柱和密封法兰。

图4是图1的后视结构示意图，图中省略门锁锁板、门锁销等结构。

图5是本发明的部分爆炸结构示意图二，图中包括弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构。

图6是图5的装配状态结构示意图，图中设有摇杆。

图7是图6左侧视图部分结构示意图。

图中序号的名称为：1、极柱支架，2、固封极柱，201、密封底座，3、弹簧操动机构，301、安装底板，302、拐臂，303、操动轴，304、合闸电磁铁，305、分闸电磁铁，306、合闸弹簧，4、隔离接地开关操动机构，401、摇柄，402、解锁轴，403、解锁杆，404、解锁件，405、导向罩壳，406、导向杆，407、解锁板，408、限位杆，5、室门联锁件，501、拉簧销，6、机构联锁件，7、密封法兰，8、电机，9、辅助开关，10、工位转换开关,11、接地排连接螺母，12、转盘联锁件，13、门锁锁板，14、门锁销。

具体实施方式

现结合附图，对本发明作进一步描述。如图1～7所示，该高压电器组合开关包括极柱支架1、固封极柱2、弹簧操动机构3和隔离接地开关操动机构4，固封极柱的丝杆和绝缘拉杆分别伸出密封底座201，固封极柱的密封底座顶部设有接地排连接螺母11，丝杆和绝缘拉杆分别引出上出线杆和下出线杆，固封极柱内设有真空灭弧室；固封极柱的上腔室与下腔室呈长短叠加设置，所述上下腔室内的静动触头组件通过导电座相连，真空灭弧室设置于固封极柱的下腔室内，固封极柱的上出线杆垂直引出固封极柱，下出线杆90度拐弯水平引出固封极柱，固封极柱呈枪形。固封极柱三个一排设置于极柱支架，极柱支架呈三角形柱体框架，固封极柱的底座固定于极柱支架的孔口处设有密封法兰7；该侧的极柱支架设有内嵌式三角形槽口，三角形槽口内设有弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构，隔离接地开关操动机构的输出轴分别与对应固封极柱的丝杆连接。弹簧操动机构的安装底板301设有操动轴303，操动轴设有两两对称的拐臂302，两两对称的拐臂通过轴销与两侧的座耳连接，座耳设有耳滑孔，固封极柱的绝缘拉杆分别伸出对称拐臂与轴销之间构成的限位孔；隔离接地开关操动机构通过弹簧操动机构的安装底板设置于极柱支架的三角形槽口内，隔离接地开关操动机构设置于弹簧操动机构的安装底板上部，弹簧操动机构与隔离接地开关操动机构通过室门联锁件5、机构联锁件6连为一体。室门联锁件与弹簧操动机构、隔离接地开关操动机构连接处设有板滑孔，室门联锁件的拉簧销501处内侧设有向上拉的拉簧，室门联锁件的一端位于隔离接地开关操动机构的摇柄401操作孔处，室门联锁件的另一端位于弹簧操动机构的合闸半轴扣板处；室门联锁件的合闸半轴扣板端处设有转盘联锁件12，转盘联锁件的一侧外沿凸起与室门联锁件相抵，转盘联锁件的外沿设有凸出的转钮。

上述结构中，室门联锁件通过与转盘联锁件的外沿凸起相抵带动向上运动挡住隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔，使隔离接地开关操动机构的摇杆无法插入；室门联锁件的另一端与离开弹簧操动机构的合闸半轴扣板，弹簧操动机构可以合闸。通过转盘联锁件的转钮转动转盘联锁件，使转盘联锁件的外沿凸起与室门联锁件脱离，室门联锁件通过拉簧复位，隔离接地开关操动机构的摇柄操作孔打开，室门联锁件的另一端与挡住弹簧操动机构的合闸半轴扣板，弹簧操动机构无法合闸。

同时，室门联锁件的摇柄操作孔端与机构联锁件的一端连为一体，机构联锁件的另一端与门锁锁板13的一端连接，门锁锁板的底部通过对称设置的导向销轴与极柱支架连接，连接处分别设有压簧，门锁锁板的另一端与弹簧操动机构的分闸半轴扣板相对；门锁锁板的导向销轴之间设有门锁销14，门锁销伸出极柱支架的底部。这样，隔离接地开关操动机构处于接地位置时，室门联锁件往上运动，离开门锁锁板；且断路器机构处于合闸位置时，转盘联锁件也会处于该位置；此时门锁锁板由于机构联锁板的带动，会带动门锁销往上运动，电缆室门即可打开；同时当门锁锁板往上运动后，门锁锁板会挡住弹簧操动机构的分闸半轴扣板，弹簧操动机构不能分闸；上述结构中门锁销通过压簧和门锁锁板带动复位。即实现该高压电器组合开关中的弹簧操动机构处于合闸位置时，不准操作隔离接地开关操动机构；隔离接地开关操动机构处于隔离合或接地合位时，弹簧操动机构可以合、分闸；隔离接地开关操动机构处于接地位置，且弹簧操动机构处于合闸位置时，电缆室门可以打开；打开电缆室门后，弹簧操动机构不能分闸；隔离接地开关操动机构在工位转换过程中，弹簧操动机构不准合闸的“五防联锁”功能。

除此之外，隔离接地开关操动机构的上方设有工位转换开关10，工位转换开关的接线通过安装于极柱支架的集线器与辅助开关9连接，辅助开关通过弹簧操动机构的通孔设置于弹簧操动机构内，弹簧操动机构的电机8、合闸电磁铁304、分闸电磁铁305通过线路与辅助开关连接；合闸电磁铁304、分闸电磁铁305分别与弹簧操动机构的合闸半轴、分闸半轴驱动端扣板相对，弹簧操动机构设有分合闸旋钮和指示牌，分合闸旋钮分别设置于分闸半轴、合闸半轴，弹簧操动机构的夹板，以及夹板与安装底板之间设有合闸弹簧306、储能齿轮、储能凸轮、连杆组件和分合闸挈子，夹板一侧储能齿轮的储能轴伸出夹板的外侧。隔离接地开关操动机构为锁定式隔离三工位机构，锁定式隔离三工位机构的安装板之间设有过渡轴齿轮和输出轴齿轮，以及工位板组件和螺母板组件，工位板组件的解锁轴402与安装板外侧解锁组件的解锁杆403连接，连接处设有复位弹簧和限位螺钉柱，解锁组件的解锁杆、解锁件404通过导向罩壳405与导向杆406、解锁板407依次相连，解锁组件的解锁板与螺母板组件的限位杆408侧滚子相抵，螺母板组件的板体通过螺杆和导杆在夹板之间移动，并带动螺母板组件的解锁销与工位板组件的工板定位孔套合锁定或脱离解锁，解锁件的钩端穿过导向罩壳设置于其中一输出轴的摇柄限位槽。

使用时，该高压电器组合开关安装于对应高压开关设备的机柜内，固封极柱的上出线杆与母线连接，下出线杆与出线电缆连接，接地母排螺母与接地母排联接，极柱支架的外侧斜面设有面板，面板窗孔分别与手动储能孔、摇柄插孔、分合闸旋钮和指示牌对应。需要手动储能时，操动手动储能轴；需要手动对三工位隔离操作时，通过摇柄插入隔离接地开关操动机构，摇动摇柄，进行工位切换即可；需要电动分合闸，旋转对应的分合闸旋钮即可。

终上所述，本发明的三只固封极柱、一体化操动联锁机构前后安装在极柱支架上，具体为：三只固封极柱呈平行方式布置；弹簧操动机构和隔离接地开关操动机构组合为一台上下布置的一体化操动联锁机构，两者之间联锁控制操作；极柱支架为型材焊接构成的一体化支撑支架。本发明为高压开关中的一个整体的组合单元模块，具有真空断路器或真空负荷开关，以及三工位开关、操动机构的功能；上述功能状态下外形尺寸完全相同，通过不同的机构，不同功能的极柱组合的更换即可实现。具体分为：负荷开关+三工位组合开关、断路器+三工位组合开关、隔离组合开关、断路器+隔离组合开关、负荷开关+隔离组合开关五种组合方式，并带有完整的五防联锁，使开关柜不需装任何联锁。同时，极柱完全密封，三工位为空气绝缘，达到环保及安全的目的。其适用于固体绝缘开关设备、气体绝缘开关设备、复合绝缘开关设备等产品或相似产品中，作为组合单元模块使用。

Claims (7)

1.一种极柱式高压电器组合开关，该高压电器组合开关包括极柱支架(1)、固封极柱(2)、弹簧操动机构(3)和隔离接地开关操动机构(4)；所述固封极柱的丝杆和绝缘拉杆分别伸出密封底座(201)，丝杆和绝缘拉杆分别引出上出线杆和下出线杆，固封极柱内设有真空灭弧室；固封极柱三个一排设置于极柱支架，极柱支架呈三角形柱体框架，固封极柱的底座固定于极柱支架的孔口处设有密封法兰(7)，密封法兰侧的极柱支架设有内嵌式三角形槽口，三角形槽口内设有弹簧操动机构(3)和隔离接地开关操动机构(4)，隔离接地开关操动机构的输出轴分别与对应固封极柱的丝杆连接；其特征在于所述弹簧操动机构(3)的安装底板(301)设有操动轴(303)，操动轴设有两两对称的拐臂(302)，两两对称的拐臂通过轴销与两侧的座耳连接，座耳设有耳滑孔，固封极柱(2)的绝缘拉杆分别伸出对称拐臂与轴销之间构成的限位孔；隔离接地开关操动机构(4)通过弹簧操动机构的安装底板设置于极柱支架(1)的三角形槽口内，隔离接地开关操动机构设置于弹簧操动机构的安装底板上部，弹簧操动机构与隔离接地开关操动机构通过室门联锁件(5)、机构联锁件(6)连为一体；室门联锁件与弹簧操动机构、隔离接地开关操动机构连接处设有板滑孔，室门联锁件的拉簧销(501)处内侧设有向上拉的拉簧，室门联锁件的一端位于隔离接地开关操动机构的摇柄(401)操作孔处，室门联锁件的另一端位于弹簧操动机构的合闸半轴扣板处；室门联锁件的合闸半轴扣板端处设有转盘联锁件(12)，转盘联锁件的一侧外沿凸起与室门联锁件相抵，转盘联锁件的外沿设有凸出的转钮，室门联锁件通过与转盘联锁件的外沿凸起相抵带动向上运动。

2.根据权利要求1所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述室门联锁件(5)的摇柄操作孔端与机构联锁件(6)的一端连为一体，机构联锁件的另一端与门锁锁板(13)的一端连接，门锁锁板的底部通过对称设置的导向销轴与极柱支架(1)连接，连接处分别设有压簧，门锁锁板的另一端与弹簧操动机构(3)的分闸半轴扣板相对。

3.根据权利要求2所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述门锁锁板(13)的导向销轴之间设有门锁销(14)，门锁销伸出极柱支架的底部。

4.根据权利要求1所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述固封极柱(2)的上腔室与下腔室呈长短叠加设置，所述上下腔室内的静动触头组件通过导电座相连，真空灭弧室设置于固封极柱的下腔室内，固封极柱的上出线杆垂直引出固封极柱，下出线杆90度拐弯水平引出固封极柱，固封极柱呈“F”字形。

5.根据权利要求4所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述固封极柱(2)的密封底座(201)顶部设有接地排连接螺母(11)。

6.根据权利要求1所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述隔离接地开关操动机构(4)的上方设有工位转换开关(10)，工位转换开关的接线通过安装于极柱支架(1)的集线器与辅助开关(9)连接，辅助开关通过弹簧操动机构(3)的通孔设置于弹簧操动机构内，弹簧操动机构的电机(8)、合闸电磁铁(304)、分闸电磁铁(305)通过线路与辅助开关连接；合闸电磁铁、分闸电磁铁分别与弹簧操动机构的合闸半轴、分闸半轴驱动端扣板相对，弹簧操动机构设有分合闸旋钮和指示牌，分合闸旋钮分别设置于分闸摆杆、合闸摆杆，弹簧操动机构的夹板，以及夹板与安装底板之间设有合闸弹簧(306)、储能齿轮、储能凸轮、连杆组件和分合闸挈子，夹板一侧储能齿轮的储能轴伸出夹板的外侧。

7.根据权利要求1所述的极柱式高压电器组合开关，其特征在于所述隔离接地开关操动机构(4)为锁定式隔离三工位机构，锁定式隔离三工位机构的安装板之间设有过渡轴齿轮和输出轴齿轮，以及工位板组件和螺母板组件，工位板组件的解锁轴(402)与安装板外侧解锁组件的解锁杆(403)连接，连接处设有复位弹簧和限位螺钉柱，解锁组件的解锁杆、解锁件(404)通过导向罩壳(405)与导向杆(406)、解锁板(407)依次相连，解锁组件的解锁板与螺母板组件的限位杆(408)侧滚子相抵，螺母板组件的板体通过螺杆和导杆在夹板之间移动，并带动螺母板组件的解锁销与工位板组件的工板定位孔套合锁定或脱离解锁，解锁件的钩端穿过导向罩壳设置于其中一输出轴的摇柄(401)限位槽内。