一种立式气体绝缘金属封闭开关设备的制作方法

1.本实用新型涉及电力开关设备，具体涉及一种立式气体绝缘金属封闭开关设备。


背景技术：

2.气体绝缘金属封闭开关设备是将断路器、隔离/接地开关、电流互感器或电压互感器集中在一个设备上的气体绝缘金属复合式组合器。由于该开关设备集成的功能单元较多，各个功能单元的位置关系以及连接方式设计的不同，就突显出所设计的开关设备体积大小差异。目前，市场上已有的气体绝缘金属封闭开关分为卧式结构和立式结构，前者横向占位面积较大，后者主要在竖向上布局，因此其占地面积较小，结构布局上更加紧凑。
3.现有的立式气体绝缘金属封闭开关设备中的三相隔离接地开关各自配备一个操动机构，不能实现三相机械联动，所使用的机构及零部件数量多，连接关系相对复杂。有的开关设备上的隔离接地开关采用三相共箱式结构，因壳体空间狭小并不利于安装和维修，有鉴于此，发明人对现有立式气体绝缘金属封闭开关设备结构进行了改进，本案由此产生。


技术实现要素：

4.本实用新型公开一种立式气体绝缘金属封闭开关设备，具有占用空间小、结构紧凑、安装和调试方便、传动环节少、三相分合闸同步的特点。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
6.一种立式气体绝缘金属封闭开关设备，包括位于顶部的三工位操作机构、与三工位操作机构下部连接的三相同步机构、位于三相同步机构下方横向设置的三个独立单相壳体内的三工位隔离接地开关、每个三工位隔离接地开关下部连接竖向布设的断路器、断路器底部连接断路器传动机构、断路器传动机构一侧连接弹簧电动操作机构、设置在断路器一侧竖向排布的电气汇控柜、设置在断路器另一侧的支架及电流互感器、与三工位隔离接地开关连接的一体式套管；三相同步机构通过布设在单相壳体内的竖向绝缘轴与三工位隔离接地开关连接，一体式套管的一端连接三工位隔离接地开关的隔离端，另一端连接三工位隔离接地开关的接地端，弹簧电动操作机构安装在电气汇控柜内部，断路器、断路器传动机构、电气汇控柜、电流互感器均固定在支架上。
7.进一步，所述单相壳体内还包括水平布设的动触头以及分别位于动触头两端的隔离静触头和接地静触头，绝缘轴上部连接三相同步机构，绝缘轴下部连接齿轮，动触头上安装齿条，绝缘轴上的齿轮与动触头上的齿条啮合。
8.进一步，所述单相壳体内还设有导电座，导电座下部设有过渡导体，导电座与过渡导体连接固定，导电座内设有导向环，动触头设置在导向环内部，绝缘轴下部的齿轮设置在导电座内部且与动触头上的齿条啮合。
9.进一步，所述接地静触头安装在单相壳体法兰上，隔离静触头安装在单相壳体内部的导电杆上，一体式套管的一端与导电杆连接。
10.进一步，所述隔离静触头靠近动触头的端部设有渐开线光滑过渡圆弧，圆弧处安
装弹簧触指；动触头与导电座之间通过弹簧触指连接。
11.进一步，所述动触头采用铜材质，且动触头表面和弹簧触指表面均镀银。
12.进一步，所述断路器传动机构包括设置在横梁内的花键轴，花键轴的两端套设在轴承上，轴承固定在横梁内部；花键轴上安装有主拐臂、分相拐臂和弹簧拐臂，弹簧电动操作机构驱动主拐臂同步摆动，弹簧拐臂与安装在弹簧筒内的分闸弹簧连接，分相拐臂带动分相连板做直线往复运动实现分合闸。
13.进一步，所述弹簧筒内装有大小不同的两根弹簧，两根弹簧叠加安装。
14.进一步，所述花键轴采用45号钢材质，花键轴表面被磷化处理。
15.进一步，所述横梁下部设有两个弹簧筒，花键轴上安装两个弹簧拐臂，每个弹簧拐臂各自连接一个弹簧筒内的分闸弹簧。
16.本实用新型所公开的立式气体绝缘金属封闭开关设备，具有占用空间小、结构紧凑、安装和调试方便、传动环节少、三相分合闸同步的特点。其中，三相同步机构共用一个三工位操作机构，其传动环节简单，三相同步机构能够实现三相分合闸的同步；三工位隔离接地开关内的动触头与导电座采用弹簧触指连接，周围压力均匀，动触头与导电座有效接触面积大，接触牢固稳定，通流能力强；隔离开关和接地开关采用一个动触头，从机械结构上实现闭锁，避免隔离开关和接地开关同时导通，提高系统的可靠性，防止操作失误。整个三工位隔离接地开关在结构设计上，综合考虑了安装和维修的便利性，采用了各机构独立壳体分项安装结构；进一步为了结构上的紧凑，减小占位空间，将三工位操作机构、三相同步传动机构以及绝缘轴竖向设置，使得整体占位面积变小。在对断路器传动机构的驱动设计上，三相共用一个花键轴驱动，再由弹簧电动操作机构驱动花键轴，整体传动结构得以简化，传动环节少，安装方便，便与调试，三相分合闸同步性能优良，系统的稳定性与可靠性均得到了提升。
附图说明
17.图1为实施例中立式气体绝缘金属封闭开关设备主视图；
18.图2为图1的左视图；
19.图3为图1的俯视图；
20.图4为图1中断路器传动机构与弹簧电动操作机构主视图；
21.图5为图4中断路器传动机构的左视图；
22.图6为图1中三工位隔离接地开关的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
24.本实施例公开一种立式气体绝缘金属封闭开关设备，如图1至图6所示，整个开关设备包括一个三工位操作机构1、被三工位操作机构1所驱动的三相同步机构10、由三相同步机构10实现三相分合闸同步的三个单相壳体内的三工位隔离接地开关2（2a、2b、2c）、每个三工位隔离接地开关2下部连接的竖向排布的断路器4（4a、4b、4c）、断路器4底部连接的断路器传动机构5、驱动断路器传动机构5的弹簧电动操作机构6。其中，为了整体结构上更
加紧凑及占位面积小，将电气汇控柜3立式设置，且布设在断路器4的其中一侧，弹簧电动操作机构6安装在电气汇控柜3内部。断路器4、断路器传动机构5、电气汇控柜3、电流互感器7均通过螺栓固定在支架8上，电流互感器7位于断路器4的另一侧，与电气汇控柜3相对设置。
25.其中，每个三工位隔离接地开关2内部结构如图6所示，为了安装和维修方便，将三相壳体分为水平排布的三个独立的单相壳体，三相同步机构10和三工位操作机构1均设置在单相壳体外部，方便分项安装。三相间的传动是通过三相同步机构10实现三相间的机械联动的，三工位操作机构1与三相同步机构10连接，用一个三工位操作机构1控制三相联动。上述结构传动环节简单，三相分合闸同步性能优良。
26.每个单相壳体内设有导电座21，导电座21底部设有过渡导体22，两者与壳体上绝缘件通过螺栓固定连接。导电座21的内部设置导向环（图上未标出），导向环内设置动触头23，导向环可以避免动触头23与导电座21之间摩擦产生金属粉末。为了令动触头23与导电座21之间接触良好，本实施例中动触头23与导电座21之间通过弹簧触指（图中未画出）连接，并且，动触头23选用铜材质，动触头23和弹簧触指表面均进行镀银处理，以确保具有良好的通流能力。动触头23上用螺栓固定安装齿条（图中未画出），动触头23上部垂直设置绝缘轴24，绝缘轴24的底部固定安装齿轮（图中未画出），令齿轮和齿条啮合。绝缘轴24顶部与三相同步机构10连接，三工位操作机构1带动三相同步机构10运动，三相同步机构10带动绝缘轴24转动，齿轮随绝缘轴24同步转动，齿轮沿齿条转动带动动触头23沿水平方向做直线往复运动。动触头23的两端分别设有隔离静触头25和接地静触头26，接地静触头26固定安装在单相壳体的法兰上，隔离静触头25安装在单相壳体内部的导电杆27上。一体式套管9与三工位隔离接地开关2连接，连接时，一体式套管9的一端连接三工位隔离接地开关2的隔离端，即连接导电杆27，另一端连接三工位隔离接地开关2的接地端，从而实现隔离和接地功能。为了令动触头23与隔离静触头25更好的接触，隔离静触头25靠近动触头23的端部设有渐开线光滑过渡圆弧，圆弧处安装弹簧触指，该弹簧触指也进行镀银处理。
27.上述三工位隔离开关2通电工作时，三工位操作机构1通过传动结构（即三相同步机构10）带动各相的绝缘轴24转动，绝缘轴24上的齿轮与动触头23上的齿条啮合，进而实现动触头23与三工位操作机构1的同步运动，将三工位操作机构1的旋转运动，转换为动触头23的直线往复运动，从而实现接地开关、隔离开关的分合闸动作。即动触头23与隔离静触头25接触，实现隔离开关的合闸动作；动触头23与接地静触头26接触，实现接地开关的合闸动作；动触头23处于中间位置，与隔离静触头25和接地静触头26均不接触，即为隔离、接地同时分闸状态。
28.在对每个断路器4的传动控制设计上，也是考虑到结构尽量简化、传动环节尽量少以及断路器4三相分合闸能够同步控制，因此本实施例中的三相共用一个花键轴驱动，该花键轴再由一个弹簧电动操作机构来驱动，具体结构介绍如下。
29.如图4和图5所示，断路器传动机构5包括设置在横梁11内的花键轴13，其中，花键轴13的两端各套设一轴承12，轴承12被固定安装在横梁11内部，轴承12可有效减少转动阻力使花键轴13转动更加灵活，避免被卡死。花键轴13采用高强度45号钢材质，能够保证系统的刚性要求，且花键轴13表面被磷化处理，可有效增强表面的抗腐蚀性。花键轴13上安装有主拐臂14、分相拐臂18和两个弹簧拐臂17，上述拐臂通过套筒被固定在花键轴13的指定位置上。横梁11的下部设有两个弹簧筒16，每个弹簧筒16内安装分闸弹簧15，每个弹簧筒16内
的分闸弹簧15各自连接一个弹簧拐臂17。每个弹簧筒16内装有大小不同的两根弹簧，两根弹簧叠加安装，这样既保证了系统力学性能要求，又降低了分闸系统的空间。弹簧电动操作机构6和断路器传动机构5均安装在支撑架20上，弹簧电动操作机构6驱动主拐臂14同步摆动，利用主拐臂14带动花键轴13进行同步转动，花键轴13带动三相分相拐臂18同步转动，分相拐臂18带动分相连板19做直线往复运动实现三相分合闸控制，从而有效保证三相分合闸的同步性。花键轴13同时带动弹簧拐臂17转动，弹簧拐臂17可以有效拉伸分合闸弹簧。
30.上述断路器传动机构5中的横梁11内部用一根花键轴13控制断路器分闸和合闸，工作时，弹簧电动操作机构6通过主拐臂14带动花键轴13同步旋转运动，花键轴13带动三相分相拐臂18同步旋转运动，三相分相拐臂18将旋转运动转化为三相分相连板19的直线往复运动，进而实现断路器4的合闸、分闸动作。当电力系统正常运行时，弹簧电动操作机构6驱动花键轴13旋转一定的角度，花键轴13上的三相分相拐臂18带动三相分相连板19竖直向上动作，即为断路器合闸；合闸动作的同时弹簧拐臂17与花键轴13同步旋转运动，弹簧筒16中的弹簧被有效的拉伸，分闸弹簧15储能，为断路器4的分闸提供动力。弹簧电动操作机构6驱动花键轴13反向旋转一定的角度，花键轴13上的三相分相拐臂18带动三相分相连板19竖直向下动作，分闸弹簧15释放分闸能量，断路器4实现分闸动作。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。