一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置的制作方法

1.本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置。


背景技术：

2.随着输电工程电流等级的提高，以及线路容量日益饱和，三柱水平旋转式隔离开关的最高母线转换电流要求从1600a提升到了4000a，且开断电压也提升50％以上，以往采用隔离开关加固定式辅助触头随主触头同步分闸到最后脱离断弧的方式难以满足工况要求，由于开断电流参数太高，导致强大的电弧电流在隔离开关触头慢速分离过程中烧蚀剧烈且时间过长，甚至会烧蚀到弧触头以外的主触头上，造成固定式辅助触头及主触头烧损烧蚀过于严重，导致隔离开关触头失效。以往三柱水平旋转式隔离开关遇到这类高参数母线转换电流工况时，普遍采用的方案是在原隔离开关静触头上设施一个小型辅助回路断路器，通过隔离开关动静触头的复杂配合驱动辅助回路断路器开断关合回路母转电流，虽然可以满足工况要求，但成本高、设计及制造难度大、装置精密度要求高，且对环境适应能力差，长期运行质量可靠性难以保证，运行维护检修也较为麻烦。
3.鉴于此，有必要提出一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置，旨在解决现有三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置结构复杂、成本高和安装维修难度较高的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置，包括包括辅助触杆组件；其中，所述辅助触杆组件包括：
6.动弧触杆，设置在三柱水平旋转式隔离开关的动刀臂的自由端上，且与所述动刀臂的动触头电连接；
7.与所述三柱水平旋转式隔离开关的静触头的静触片电连接的分闸断弧触杆，所述分闸断弧触杆凸伸于所述静触头上，且通过第一转销转动连接于所述静触头的一侧，所述第一转销上设置有第一扭簧，所述第一扭簧在自然状态下，所述分闸断弧触杆自所述静触头上凸伸出，倾斜的朝向合闸方向延伸，且位于所述动弧触杆的合闸路径上，所述第一转销距离所述静触头的沿水平方向的内壁的距离大于所述分闸断弧触杆的长度；
8.所述三柱水平旋转式隔离开关合闸时，所述动弧触杆接触所述分闸断弧触杆，所述分闸断弧触杆在所述动弧触杆的作用下转动，所述动弧触杆越过所述分闸断弧触杆后，所述分闸断弧触杆在重力的作用下回复至自然状态；所述三柱水平旋转式隔离开关分闸时，所述动弧触杆接触所述分闸断弧触杆，所述分闸断弧触杆在所述动弧触杆的作用下转动，所述动弧触杆越过所述分闸断弧触杆后，所述分闸断弧触杆在第一扭簧的作用下回复
至自然状态。
9.优选地，所述开断关合装置还包括合闸静弧触杆，设置在所述静触头的与所述动弧触杆相配合的位置处，且与所述静触片电连接；所述合闸静弧触杆通过第二转销转动连接于所述静触头的一侧，所述第二转销上设置有第二扭簧，所述第二扭簧在自然状态下，所述合闸静弧触杆自所述静触头上凸出，且倾斜的朝向远离所述静触片的方向延伸，且位于所述动弧触杆的合闸路径上，所述第二转销距离所述静触头的沿水平方向的内壁的距离小于所述合闸静弧触杆的长度；所述三柱水平旋转式隔离开关合闸时，所述动弧触杆接触所述合闸静弧触杆，所述合闸静弧触杆在所述动弧触杆的作用下沿所述合闸方向转动且直至所述动触头与所述静触片接触。
10.优选地，所述合闸静弧触杆和所述分闸断弧触杆的固定端均设置有辅助铜绞线，所述辅助铜绞线用于合闸静弧触杆和所述分闸断弧触杆分别与所述静触头电连接。
11.优选地，所述第一转销的外壁转动连接有第一转动块，所述第一转动块与所述分闸断弧触杆固定连接；所述第二转销的外壁转动连接有第二转动块，所述第二转动块与所述合闸静弧触杆固定连接。
12.优选地，所述第一转销和所述第二转销的外壁均设置有绝缘轴套。
13.优选地，所述第一转销的外壁还设置有用于调节所述分闸断弧触杆位置的调节垫圈，以使所述分闸断弧触杆与所述合闸静弧触杆交错设置。
14.优选地，所述静触头上设置有用于为所述分闸断弧触杆和所述合闸静弧触杆提供限位支点的限位销，在所述限位销的一侧还设置有用于对所述合闸静弧触杆限位的限位螺杆。
15.优选地，所述动刀臂上设置有主动触板，所述动弧触杆固定连接于所述主动触板的沿长度方向的靠外一侧端部的最中间。
16.优选地，所述动弧触杆、所述分闸断弧触杆和所述合闸静弧触杆均为铜钨合金触杆。
17.一种三柱水平旋转式隔离开关，包括动刀臂和静触头，所述静触头包括静触片，所述静触头为c型槽结构，所述静触片设置在c型槽的内壁上，所述动刀臂伸入c型槽与所述静触片接触，优选地，所述三柱水平旋转式隔离开关还包括如上述的开断关合装置。
18.与现有技术相比，本发明所提供的三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置具有如下的有益效果：
19.本发明所提供的一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置，包括动弧触杆和分闸断弧触杆，动弧触杆设置在三柱水平旋转式隔离开关的动刀臂的自由端上，分闸断弧触杆凸伸于静触头上；合闸时，动弧触杆接触分闸断弧触杆，分闸断弧触杆在动弧触杆的作用下转动，动弧触杆越过分闸断弧触杆后，分闸断弧触杆在重力的作用下回复至自然状态；分闸时，动弧触杆接触分闸断弧触杆，分闸断弧触杆在动弧触杆的作用下转动，动弧触杆越过分闸断弧触杆后，分闸断弧触杆在第一扭簧的作用下回复至自然状态。本发明在满足工况要求的基础上对辅助触杆的结构进行改进，实现了结构简单和成本低的效果，还降低了安装维修的难度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明一个实施例中的三柱水平旋转式隔离开关的装配示意图；
22.图2为本发明一个实施例中的开断关合装置的整体装配示意图；
23.图3为本发明一个实施例中的开断关合装置合闸的第一状态图；
24.图4为本发明一个实施例中的开断关合装置合闸的第二状态图；
25.图5为本发明一个实施例中的开断关合装置合闸的第三状态图；
26.图6为本发明一个实施例中的开断关合装置合闸的第四状态图；
27.图7为本发明一个实施例中的开断关合装置分闸的第一状态图；
28.图8为本发明一个实施例中的开断关合装置分闸的第二状态图；
29.图9为本发明一个实施例中的开断关合装置分闸的第三状态图；
30.图10为本发明一个实施例中的开断关合装置分闸的第四状态图；
31.附图标号说明：
32.开断关合装置100；
33.分闸断弧触杆200；第一转销210；第一转动块211；调节垫圈；第一扭簧220；
34.合闸静弧触杆300；第二转销310；第二转动块311；第二扭簧320；
35.三柱水平旋转式隔离开关400；动刀臂410；动触头411；主动触板412；动弧触杆413；静触头420；静触片421；
36.辅助铜绞线510；限位销520；限位螺杆530。
具体实施方式
37.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.请参照附图1
‑
10，本发明提供一种三柱水平旋转式隔离开关的开断关合装置100。开断关合装置100包括辅助触杆组件(图未标识)；其中，所述辅助触杆组件包括：动弧触杆413，设置在三柱水平旋转式隔离开关400的动刀臂410的自由端上，且与所述动刀臂410的动触头411电连接。
41.具体的，在本实施例中，动刀臂410是三柱水平旋转式隔离开关400的主导电臂，也是动弧触杆413的安装载体，动刀臂410的中间旋转连接于绝缘支柱(图未标识)上，动刀臂410的两端为动刀臂410的自由端，两端均安装了动触头411，动弧触杆413安装于动刀臂410
上的动触头411上，且与动触头411电连接，起到辅助回路导电接触以及驱动静触头420侧装置的双重作用，另外，本发明的说明书附图中的箭头为触杆或者其他元件运动的大致方向，仅起到指示作用。
42.与所述三柱水平旋转式隔离开关400的静触头420的静触片421电连接的分闸断弧触杆200，所述分闸断弧触杆200凸伸于所述静触头420上，且通过第一转销210转动连接于所述静触头420的一侧，所述第一转销210上设置有第一扭簧220，所述第一扭簧220在自然状态下，所述分闸断弧触杆200自所述静触头420上凸伸出，倾斜的朝向合闸方向延伸，且位于所述动弧触杆413的合闸路径上，所述第一转销210距离所述静触头420的沿水平方向的内壁的距离大于所述分闸断弧触杆200的长度。
43.应当理解的是，本实施例中的静触头420呈c型槽形状，合闸后起通过正常运行电流的作用，也是分闸断弧触杆200的安装载体，静触片421设置于静触头420的在竖直方向的内壁上，在合闸时，动触头411在动刀臂410的水平旋转带动下进入静触头420，并与静触片421接触，静触头420在竖直方向的两个内壁的外部设置有弹簧(图未标识)，弹簧提供向内部的弹性夹紧力，用于与动触头411保持主回路电接触。
44.需要注意的是，合闸方向指的是动触头411朝向静触头420运动的方向，分闸断弧触杆200转动连接于静触头420的一侧，静触头420的一侧指的是静触头420的沿c型槽方向的侧面，分闸断弧触杆200安装的位置与动弧触杆413相配合地设置，位于动弧触杆413的合闸路径上，即在三柱水平旋转式隔离开关400合闸或者分闸时，动弧触杆413均能与分闸断弧触杆200相接触；同时，分闸断弧触杆200通过第一转销210连接于静触头420的一侧，第一转销210上还设置有第一扭簧220，第一扭簧220的作用是为了分闸断弧触杆200的复位，自然状态指的是不施加任何其他外力的状态，即分闸段弧触杆在不受任何其他外力的状态下，受第一扭簧220的作用，其指向为自静触头420上凸伸出，倾斜的朝向静触片421的方向延伸。
45.所述三柱水平旋转式隔离开关400合闸时，所述动弧触杆413接触所述分闸断弧触杆200，所述分闸断弧触杆200在所述动弧触杆413的作用下转动，所述动弧触杆413越过所述分闸断弧触杆200后，所述分闸断弧触杆200在重力的作用下回复至自然状态；所述三柱水平旋转式隔离开关400分闸时，所述动弧触杆413接触所述分闸断弧触杆200，所述分闸断弧触杆200在所述动弧触杆413的作用下转动，所述动弧触杆413越过所述分闸断弧触杆200后，所述分闸断弧触杆200在第一扭簧220的作用下回复至自然状态。
46.值得注意的是，动弧触杆413设置在动触头411上，在合闸时，动触头411会带动动弧触杆413一起向静触头420方向运动，动弧触杆413先接触分闸断弧触杆200，因为第一转销210距离所述静触头420的在水平方向的内壁距离大于分闸断弧触杆200的长度，所以在合闸进行到一定程度时，动弧触杆413会与分闸断弧触杆200分离，分闸断弧触杆200在重力的作用下回复至自然状态；在分闸时，动触头411开始与静触头420分离，动弧触杆413开始接触分闸断弧触杆200，分闸段弧触杆在动弧触杆413的带动下向远离静触片421方向转动，此时第一扭簧220则会开始积蓄弹性能量，在动弧触杆413越过分闸断弧触杆200后，分闸断弧触杆200能够在第一扭簧220的作用下快速回弹，与动弧触杆413快速分离，实现快速切断大电流工况下的电弧电流，减少了触头的电弧烧蚀时间，减轻了触头的烧损，延长了触头的使用寿命。
47.另外需强调的是，第一转销210和第一扭簧220的设置，结构简单，成本较低，使得分闸断弧触杆200与动弧触杆413能实现开断高参数母线转换电流，能满足工况要求，相比于现有的加装小型真空断路器的电流辅助开断装置来说，具有结构简单、成本低廉、断弧效果良好和安装难度低等众多优点。
48.作为本发明的一优选的实施方式，所述开断关合装置100还包括合闸静弧触杆300，设置在所述静触头420的与所述动弧触杆413相配合的位置处，且与所述静触片421电连接；所述合闸静弧触杆300通过第二转销310转动连接于所述静触头420的一侧，所述第二转销310上设置有第二扭簧320，所述第二扭簧320在自然状态下，所述合闸静弧触杆300自所述静触头420上凸出，且倾斜的朝向远离所述静触片421的方向延伸，且位于所述动弧触杆413的合闸路径上，所述第二转销310距离所述静触头420的沿水平方向的内壁的距离小于所述合闸静弧触杆300的长度；所述三柱水平旋转式隔离开关400合闸时，所述动弧触杆413接触所述合闸静弧触杆300，所述合闸静弧触杆300在所述动弧触杆413的作用下沿所述合闸方向转动且直至所述动触头411与所述静触片421接触。
49.本领域技术人员应当理解的是，合闸静弧触杆300设置在转动连接于静触头420的一侧，静触头420的一侧指的是静触头420的沿c型槽方向的侧面，即合闸静弧触杆300与分闸断弧触杆200设置在同一侧的不同位置，合闸静弧触杆300安装的位置与动弧触杆413相配合地设置，位于动弧触杆413的合闸路径上，即在三柱水平旋转式隔离开关400合闸或者分闸时，动弧触杆413均能与合闸静弧触杆300相接触，合闸静弧触杆300通过第二转销310连接于静触头420的一侧，第二转销310上还设置有第二扭簧320，合闸静弧触杆300在不受任何其他外力的状态下，受第一扭簧220的作用，其指向为自静触头420上凸伸出，倾斜的远离静触片421的方向延伸。
50.具体的，在合闸时，动触头411开始朝向静触头420运动，动弧触杆413先接触合闸静弧触杆300，合闸静弧触杆300在动弧触杆413的作用下沿合闸方向转动，因为所述第二转销310距离静触头420的沿水平方向的内壁的距离小于合闸静弧触杆300的长度，所以在合闸进行完毕后，动触头411与静触片421接触，动弧触杆413与合闸静弧触杆300也一直保持接触，第二转销310和第二扭簧320的设置，结构简单，成本较低，使得合闸静弧触杆300与动弧触杆413能实现关合母线转换电流的作用，且合闸后始终保持可靠导电接触。
51.进一步地，所述合闸静弧触杆300和所述分闸断弧触杆200的固定端均设置有辅助铜绞线510，所述辅助铜绞线510用于合闸静弧触杆300和所述分闸断弧触杆200分别与所述静触头420电连接。
52.应当理解的是，合闸静弧触杆300的固定端指的是合闸静弧触杆300与第二转销310的连接处的端部，分闸断弧触杆200的固定端指的是分闸断弧触杆200与第一转销210的连接处的端部，电连接的方式包括多种，可以根据实际需要进行设置，在本实施例中设置辅助铜绞线510来进行电连接，辅助铜绞线510是软导线，导电的同时能让合闸静弧触杆300和分闸断弧触杆200自由摆动，既简单又实用。
53.作为本发明的一较佳的实施方式，所述第一转销210的外壁转动连接有第一转动块211，所述第一转动块211与所述分闸断弧触杆200固定连接；所述第二转销310的外壁转动连接有第二转动块311，所述第二转动块311与所述合闸静弧触杆300固定连接。详细地，分闸断弧触杆200通过第一转动块211与第一转销210连接，合闸静弧触杆300通过第二转动
块311与第二转销310连接，转动块的设置使得分闸断弧触杆200和合闸静弧触杆300两者的固定能够更加稳定。
54.作为本发明的一优选的实施方式所述第一转销210和所述第二转销310的外壁均设置有绝缘轴套(图未示出)。应当理解的是，为了防止电流通过第一转销210和第二转销310，可以采取多种方式进行绝缘设置，本实施例中，在第一转销210与分闸断弧触杆200之间设置绝缘轴套，以及在在第二转销310与合闸静弧触杆300之间设置绝缘轴套，设置起来较为简单，也更方便拆卸。
55.进一步地，所述第一转销210的外壁还设置有用于调节所述分闸断弧触杆200位置的调节垫圈(图未标识)，以使所述分闸断弧触杆200与所述合闸静弧触杆300交错设置。具体的，分闸断弧触杆200与合闸静弧触杆300两个触杆的朝向为相对的方向，为了使分闸断弧触杆200与合闸静弧触杆300不接触，在第一转销210的外壁设置调节垫圈，根据安装情况选择不同尺寸的调节垫圈能够调节分闸断弧触杆200离静触头420的距离，以使分闸断弧触杆200与合闸静弧触杆300交错设置，设置的调节垫圈的安装和拆卸都较为简单。
56.作为本发明的一较佳的实施方式，所述静触头420上设置有用于为所述分闸断弧触杆200和所述合闸静弧触杆300提供限位支点的限位销520，在所述限位销520的一侧还设置有用于对所述合闸静弧触杆300限位的限位螺杆530。应当理解的是，所述限位销520安装于三柱水平旋转式隔离开关400的隔离静触头420上，位于分闸断弧触杆200和合闸静弧触杆300之间，为分闸断弧触杆200和合闸静弧触杆300提供了限位支点，同时，在限位销520的一侧还设置了限位螺杆530，限位螺杆530用于为合闸静弧触杆300提供限位保持。
57.请参阅附图2，所述动刀臂410上设置有主动触板412，所述动弧触杆413固定连接于所述主动触板412的沿长度方向的靠外一侧端部的最中间。需要注意的是，动刀臂410上设置有动触头411，动触头411包括主动触板412和动弧触杆413，动弧触杆413设置在主动触板412上，其位置可以根据实际情况进行调整，在本实施例中，动弧触杆413的位置设置在主动触板412沿长度方向的靠外一侧端部的最中间，能够使得动弧触杆413的安装更加稳定牢固。
58.进一步地，所述动弧触杆413、所述分闸断弧触杆200和所述合闸静弧触杆300均为铜钨合金触杆。本领域技术人员应当理解的是，分闸断弧触杆200和合闸静弧触杆300的材料可以依据不同的应用场合选择不同的材料，优选地，在本实施例中，选用铜钨合金，铜钨合金具有很好的导电导热性，强度高，密度大，能承受较高的温度，并且具有一定的塑性。
59.本发明提供一种三柱水平旋转式隔离开关400，包括动刀臂410和静触头420，所述静触头420包括静触片421，所述静触头420为c型槽结构，所述静触片421设置在c型槽的内壁上，所述动刀臂410伸入c型槽与所述静触片421接触，所述三柱水平旋转式隔离开关400还包括如上述的开断关合装置100。
60.本实施例的开断关合装置100的动作原理如下：
61.合闸过程请参阅附图3
‑
6：
62.在附图3中，随着三柱水平旋转式隔离开关400动刀臂410往合闸方向转动，附装在三柱水平旋转式隔离开关400的主动触板412上的动弧触杆413首先碰触合闸静弧触杆300,开始导通辅助回路，实现关合母线转换电流，耐电弧高温的触头杆材料发生轻微的电弧烧损，从而保护隔离开关通流主触头避免先接触而烧损；在附图4中，随着动弧触杆413继续往
合闸方向运动，将拨动合闸静弧触杆300继续往合闸方向摆动，过程中将同时拨动分闸断弧触杆200往合闸方向自由摆动；在附图5中，动弧触杆413合闸到位，同时合闸静弧触杆300往合闸方向摆到极限位置，分闸断弧触杆200与动弧触杆413脱离，在重力下开始自由复位；在附图6中，主动触板412随着动刀臂410的翻转运动，即绕动刀臂410轴线的转动，主动触板412翻转合闸到位，主导电回路连通，此时分闸断弧触杆200完全复位，合闸过程完成。
63.分闸过程请参阅附图7
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10：
64.在附图7中，动弧触杆413开始分闸移出，动弧触杆413与合闸静弧触杆300仍保持接触，并且动弧触杆413开始接触分闸断弧触杆200并拨动其一起往分闸方向摆动，分闸方向与合闸方向相反，由于第一扭簧220的顺时针方向扭力，动弧触杆413与分闸断弧触杆200之间接触力逐渐增大；在附图8中，合闸静弧触杆300恢复原始位置后停止往外摆动，动弧触杆413拨动分闸断弧触杆200继续往分闸方向摆动；在附图9中，分闸断弧触杆200与动弧触杆413脱离接触，分闸断弧触杆200在第一扭簧220的作用扭力下快速复位回弹，回弹过程将快速拉断动弧触杆413与分闸断弧触杆200之间的电弧，断开回路；在附图10中，动弧触杆413完全分出，分闸断弧触杆200完全复位，分闸断弧过程完成。
65.以上仅为本发明一个实施例中的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。