直动式固体柜开关的制作方法

1.本发明涉及高压开关设备技术领域，尤指一种直动式固体柜开关。


背景技术：

2.中压开关用量大、应用范围广，是配电网系统不可或缺的电力设备。以往主要以sf6气体作为绝缘介质。将母线、断路器、隔离开关等电气部件集中密闭在充满sf6气体的气室中。sf6气体凭借良好的电气绝缘和灭弧特性在电力行业应用十分广泛，电力行业的使用量占其总产量80％以上。然而sf6气体温室效应潜在值高达co2的23900倍，且分解物大多为有毒气体。1997年《京都议定书》将sf6等6种气体列为需全球限制使用的温室效应气体，并提出2020年基本限制sf6气体使用。由于泄漏、回收处理不当等原因，使用中不可避免地伴随着sf6气体的排放。
3.随着人们对环境保护问题的日益重视，减少或杜绝sf6气体使用已经刻不容缓。12kv电压等级产品基数大，对介质绝缘强度要求相对较低，进行该电压等级环保型气体绝缘开关设备的关键技术研究可迅速降低sf6气体的总用量，具有较高的社会与经济意义。
4.近年来，固体绝缘产品受到越来越多的关注和使用，其产品优势在应用中得到更多用户的认可。随着越来越多的开关生产厂家加入到固体柜的产品竞争中，其价格优势逐渐缩小，如何在保证产品功能性使用、前景应用的前提下，降低其加工、生产、维护成本是各个厂家当下要解决的主要问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种直动式固体柜开关，其结构新颖紧凑体积小，单元模块化设计，零部件少，安装操作简单，加工方便，安全性高，耐压效果好。
6.为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种直动式固体柜开关，其中包括三个绝缘筒，三个所述绝缘筒安装于绝缘筒安装板上，各所述绝缘筒上设有进线管和出线管，所述进线管和出线管内分别设有第一导电件和第二导电件，所述第一导电件与所述绝缘筒内设置的真空灭弧室一端连接，所述真空灭弧室另一端通过软连接与绝缘拉杆、接地螺栓连接，三个所述绝缘拉杆的另一端伸出所述绝缘筒安装板后与断路器机构连接，各所述绝缘筒内设有隔离组件和接地杆，三个所述隔离组件的一端穿过所述绝缘筒安装板后与隔离传动机构连接，三个所述接地杆的一端穿过所述绝缘筒安装板后与接地传动机构连接，三个所述接地杆的另一端连接有接地触头，各所述隔离组件在所述隔离传动机构的带动下可与对应所述第二导电件连接，从而实现隔离开关的合、分闸，各所述接地触头在所述接地传动机构的带动下可与对应所述接地螺栓连接，从而实现接地开关的接地通断，所述隔离传动机构、接地传动机构安装于支撑架上，所述支撑架安装于所述绝缘筒安装板上。
7.优选地，所述支撑架上安装有接地操作轴和隔离操作轴，所述接地操作轴与所述接地传动机构的输入端连接，所述接地传动机构的输出端与三个所述接地杆连接，所述隔离操作轴与所述隔离传动机构的输入端连接，所述隔离传动机构的输出端与三个所述隔离
组件连接，当转动所述接地操作轴时，可带动所述接地传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而带动三个所述接地触头与对应所述接地螺栓连接或断开，实现接地开关的接地通断，当转动所述隔离操作轴时，可带动所述隔离传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而带动三个所述隔离组件与对应所述第二导电件连接或断开，实现隔离开关的合、分闸。
8.优选地，所述接地传动机构包括与所述接地操作轴连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮安装于齿轮传动轴上，所述齿轮传动轴可滑动的穿置在所述支撑架上，所述齿轮传动轴与所述接地操作轴垂直，所述齿轮传动轴的一端安装有第一直齿轮，所述第一直齿轮与第二直齿轮啮合，所述第二直齿轮中心与接地拐臂的一端连接，所述接地拐臂的另一端与接地行程板连接，三个所述接地杆安装于所述接地行程板上。
9.优选地，所述支撑架上安装有至少一个第一导向杆，所述第一导向杆滑动安装在所述支撑架上，所述第一导向杆与所述接地操作轴平行，所述接地行程板滑动安装于所述第一导向杆上。
10.优选地，所述隔离传动机构包括与所述隔离操作轴连接的第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，所述第四锥齿轮的中心与隔离拐臂的一端连接，所述隔离拐臂的另一端与隔离行程板连接，三个所述隔离组件安装于所述隔离行程板上。
11.优选地，所述支撑架上安装有至少一个第二导向杆，所述第二导向杆滑动安装于所述支撑架上，所述第二导向杆与所述隔离操作轴平行，所述隔离行程板滑动安装于所述第二导向杆上。
12.优选地，所述隔离组件包括隔离绝缘拉杆，所述隔离绝缘拉杆的一端安装于所述隔离行程板上，所述隔离绝缘拉杆的另一端与隔离动触头连接，所述隔离动触头通过所述隔离传动机构带动可与所述第二导电件连接。
13.优选地，所述隔离动触头安装于隔离动触头支撑架上，所述隔离动触头支撑架与所述软连接连接，所述隔离动触头与所述隔离动触头支撑架之间设置有弹簧触指。
14.优选地，所述绝缘拉杆包括绝缘拉杆本体，所述绝缘拉杆本体的一端通过所述软连接与所述真空灭弧室连接，所述绝缘拉杆本体的另一端通过弹性组件与所述断路器机构连接，所述绝缘拉杆本体的外表面设有伞裙。
15.优选地，还包括联锁装置，所述联锁装置包括安装于所述支撑架上的分合闸指示轴，所述分合闸指示轴与第一凸轮的一端连接，所述第一凸轮的另一端通过凸柱滑动安装于第一联锁片的第一长孔内，所述第一长孔为水平向设置的长条形孔，当所述分合闸指示轴转动时，可带动所述第一联锁片移动至其挡在所述接地操作轴和隔离操作轴的前端。
16.优选地，所述第一联锁片包括u形第一联锁片本体，所述第一联锁片本体的左、右部上端向外延伸有两个第一凸耳，所述第一联锁片通过两个所述第一凸耳可挡在所述接地操作轴和隔离操作轴的前端，所述第一联锁片本体的下端向下延伸有连接部，所述第一长孔设置于所述连接部上。
17.优选地，所述连接部上位于所述第一长孔的上方设有长条形第二长孔，所述第一联锁片本体的左、右部分别设有长条形第三长孔，所述第二长孔、第三长孔平行，所述第二长孔、第三长孔与所述第一长孔垂直，所述支撑架上与所述第二长孔、第三长孔位置对应的部位设有三个凸柱，三个所述凸柱分别穿过所述第二长孔和两个第三长孔。
18.优选地，所述联锁装置还包括与所述隔离操作轴连接的第二凸轮及与所述接地操作轴连接的第三凸轮，所述第三凸轮与拐臂连接，所述第二凸轮与第三凸轮之间设有第二联锁片和第三联锁片，所述第二联锁片固定于所述支撑架上，所述第三联锁片可沿水平向左右滑动的安装于所述第二联锁片上，所述第二联锁片与第三联锁片之间设有弹性机构，当接地进行合闸操作时，所述接地操作轴带动所述第二凸轮转动，进而带动所述第三联锁片向左移动，使所述第三联锁片挡在接地操作轴的前端，当接地进行分闸操作时，所述第三联锁片在弹性机构作用下回到原始平衡位置，当隔离进行合闸操作时，所述第三凸轮带动拐臂转动与所述第三联锁片接触后，进而带动所述第三联锁片向右移动，使所述第三联锁片挡在所述隔离操作轴的前端，当隔离进行分闸操作时，所述第三联锁片在弹性机构作用下回到原始平衡位置。
19.优选地，所述第二联锁片上设有两个长条形第一开孔和两个第一螺孔，设置为两排，两个所述第一开孔与两个所述第一螺孔呈交叉设置，两个所述第一螺孔上分别安装有第一螺栓，所述第三联锁片上设有两个长条形第二开孔和两个第二螺孔，两个所述第二开孔与两个所述第一螺孔位置对应，两个所述第二螺孔与两个所述第一开孔位置对应，两个所述第一螺栓穿过两个所述第二开孔，两个所述第二螺孔上分别安装有第二螺栓，两个所述第二螺栓穿过两个所述第一开孔，所述第三联锁片可在所述第二凸轮或拐臂带动下相对所述第二联锁片向左或向右移动。
20.优选地，所述第三联锁片的左、右侧上端分别向外上侧延伸有第二凸耳，所述第二凸轮或拐臂通过带动其中一个所述第二凸耳使所述第三联锁片向左或向右移动。
21.优选地，所述弹性机构包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧安装于位于上一排的所述第一螺栓与第二螺栓之间，所述第二弹簧安装于位于下一排的所述第一螺栓与第二螺栓之间。
22.优选地，还包括第四联锁片，所述第四联锁片活动安装于所述支撑架上，所述第四联锁片与所述支撑架之间安装有第三弹簧，所述第二联锁片与和第三联锁片上分别设有第三开孔和第四开孔，所述第四联锁片的上端在所述第三联锁片位于原始平衡位置时可穿过所述第三开孔和第四开孔，所述第四联锁片的下端与断路器合闸轴上的拨片抵接，所述断路器合闸轴与所述绝缘拉杆连接，当所述第三联锁片在所述第三弹簧带动下离开原始平衡位置，所述第四开孔被所述第二联锁片阻挡，使所述第四联锁片不能向上移动，从而使所述断路器合闸轴不能实现合闸操作。
23.优选地，还包括第五联锁片，所述第五联锁片位于所述第一联锁片的右侧，所述第五联锁片活动安装于所述支撑架上，所述第五联锁片与所述支撑架之间设置有第四弹簧，所述第二凸轮上固定有连锁片，当做接地分闸操作时，所述第二凸轮顺时针转动，带动所述连锁片转动使所述第五联锁片向下运动，当做接地合闸操作时，所述第二凸轮逆时针转动，使所述连锁片与所述第五联锁片分离，所述第五联锁片在所述第四弹簧作用下向上运动。
24.采用上述方案后，本发明直动式固体柜开关具有以下有益效果：
25.1、将三相开关分装在三个绝缘筒，并将断路器机构及隔离、接地机构的传动机构全部设置于绝缘安装板上连接的支撑架上，实现了单元模块化设计，其零部件少，加工方便，材料成本低，绝缘筒易于成型,各传动机构结构简单，实现三相同步，速度快，省时省力；
26.2、本发明的隔离开关、接地开关通过隔离传动机构、接地传动机构的设置，分别应
用多组齿轮的连接方式，将隔离操作轴、接地操作轴的动作转化为隔离行程板、接地行程板的直线动作，从而带动隔离动触头、接地触头运动，实现隔离、接地的合闸与分闸；
27.3、将绝缘筒采用绝缘材料制成的特殊结构，起到了很好的耐压作用；
28.4、本发明设置联锁装置，通过机构带动各联锁片动作，使其相互制约，各个联锁片之间环环相扣，达到防止带负荷分、合隔离开关，防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器，防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关，防止在带电时误合接地开关，防止误入带电隔室的五防目的，提高了操作的安全性，其整体采用纯机械结构，结构设计简单巧妙，成本相对较低，可靠性高，防护性好，检修工作量小，操作方便。
附图说明
29.图1是本发明直动式固体柜开关的立体结构示意图一；
30.图2是本发明直动式固体柜开关的立体结构示意图二；
31.图3是本发明直动式固体柜开关的右视剖视结构示意图；
32.图4是本发明直动式固体柜开关的主视结构示意图。
33.下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步的说明；
具体实施方式
34.如图1至图4所示，本发明直动式固体柜开关包括三个由绝缘材料制成的绝缘筒1，三个绝缘筒1安装于绝缘筒安装板2上，各绝缘筒1上分别设有进线管3和出线管4。进线管3和出线管4内分别设置有第一导电件5和第二导电件6。
35.参考图3所示，第一导电件3与绝缘筒1内设置的真空灭弧室7的静端通过螺栓连接。真空灭弧室7的动端通过软连接8与绝缘拉杆9、接地螺栓10连接。三个绝缘拉杆9的另一端伸出绝缘筒安装板2后与断路器机构连接。具体地，绝缘拉杆9包括绝缘拉杆本体32，绝缘拉杆本体32的一端通过软连接8与真空灭弧室7连接，绝缘拉杆本体32的另一端通过弹性组件与断路器机构连接，该弹性组件采用弹簧结构33。绝缘拉杆本体32的外表面设有伞裙34。各绝缘筒1内设有隔离组件和接地杆11。三个隔离组件的一端穿过绝缘筒安装板2后与隔离传动机构连接。三个接地杆11的一端穿过绝缘筒安装板2后与接地传动机构连接。三个接地杆11的另一端连接有接地触头12。各隔离组件在隔离传动机构的带动下可与对应的第二导电件6连接，从而实现隔离开关的合、分闸。各接地触头12在接地传动机构的带动下可与对应的接地螺栓10连接，从而实现接地开关的接地通断，隔离传动机构、接地传动机构安装于支撑架13上，支撑架13安装于绝缘筒安装板2上。
36.支撑架13上安装有水平向设置的接地操作轴14和隔离操作轴15。接地操作轴14与接地传动机构的输入端连接，接地传动机构的输出端与三个接地杆11连接。具体地，接地传动机构包括与接地操作轴14连接的第一锥齿轮16，第一锥齿轮16与第二锥齿轮17啮合，第二锥齿轮17安装于齿轮传动轴18上，齿轮传动轴18可滑动的穿置在支撑架13上，齿轮传动轴18与接地操作轴14呈垂直。齿轮传动轴18的一端安装有第一直齿轮19，第一直齿轮19与第二直齿轮20啮合，第二直齿轮20的中心与接地拐臂21的一端连接，接地拐臂21的另一端与接地行程板21连接，三相开关的三个接地杆11均安装于接地行程板21上。支撑架13上安装有至少一个第一导向杆22，本实施例第一导向杆22设置有两个，两个第一导向杆22滑动
安装在支撑架13上。第一导向杆22与接地操作轴14平行，接地行程板21滑动安装于第一导向杆22上，第一导向杆22的设置目的是导向作用，保证接地杆11在预定方向上的移动。
37.隔离操作轴15与隔离传动机构的输入端连接，隔离传动机构的输出端与三个隔离组件连接。具体地，隔离传动机构包括与隔离操作轴15连接的第三锥齿轮23，第三锥齿轮23与第四锥齿轮24啮合，第四锥齿轮24的中心与隔离拐臂25的一端连接，隔离拐臂25的另一端与隔离行程板26连接。
38.隔离组件包括隔离绝缘拉杆27，三相开关的三个隔离绝缘拉杆27的一端均安装于隔离行程板26上。各隔离绝缘拉杆27的另一端分别与对应的隔离动触头28连接。隔离动触头28安装于隔离动触头支撑架29上，隔离动触头支撑架29与软连接8通过螺栓连接在一起，隔离动触头28与隔离动触头支撑架29之间设置有弹簧触指30。隔离动触头28通过隔离传动机构的带动，可与第二导电件6连接。三相开关的三个隔离绝缘拉杆27均安装于隔离行程板26上。支撑架13上安装有至少一个第二导向杆31，本实施例第二导向杆31设置有两个，两个第二导向杆31滑动安装于支撑架13上。第二导向杆31与隔离操作轴15平行，隔离行程板26滑动安装于第二导向杆31上，第二导向杆31的设置目的是导向作用，保证隔离绝缘拉杆27在预定方向上的移动。
39.当转动接地操作轴14时，可带动接地传动机构的输出端接地行程板21向外伸出或缩回，从而带动三个接地触头12与对应接地螺栓10连接或断开，实现接地开关的接地通断。而当转动隔离操作轴15时，可带动隔离传动机构的输出端隔离行程板26向外伸出或缩回，从而带动三个隔离绝缘拉杆27与对应的第二导电件6连接或断开，实现隔离开关的合、分闸。
40.本发明直动式固体柜开关还包括联锁装置，联锁装置包括安装于支撑架13上的分合闸指示轴35，分合闸指示轴35与第一凸轮36的一端连接，第一凸轮36的另一端通过凸柱滑动安装于第一联锁片37的第一长孔38内，第一长孔38为水平向设置的长条形孔。第一联锁片37包括u形第一联锁片本体39，第一联锁片本体39的左、右部上端向外延伸有两个第一凸耳40，第一联锁片37通过两个第一凸耳40可挡在接地操作轴14和隔离操作轴15的前端，第一联锁片本体39的下端向下延伸有连接部41，第一长孔38设置于连接部41上。连接部41上位于第一长孔39的上方设有长条形第二长孔42，第一联锁片本体29的左、右部分别设有长条形第三长孔43，第二长孔42、第三长孔43平行，第二长孔42、第三长孔43与第一长孔39垂直，支撑架13上与第二长孔42、第三长孔43位置对应的部位设有三个凸柱，三个凸柱分别穿过第二长孔42和两个第三长孔43。
41.当断路器处于合闸状态时，分合闸指示轴35顺时针转动带动第一凸轮36转动，第一凸轮36带动第一联锁片37向上移动，直至第一联锁片37上的两个第一凸耳40挡在接地操作轴14和隔离操作轴15的前端，这时不能操作接地操作轴14和隔离操作轴15；当断路器分闸后，分合闸指示轴35逆时针转动带动第一凸轮36转动，第一凸轮36带动第一联锁片37向下移动，这时第一联锁片37的两个第一凸耳40不再挡住接地操作轴14和隔离操作轴15，此时可以对接地操作轴14或隔离操作轴15进行操作，达到防止带负荷分、合隔离开关及防止带电时误合接地开关的效果。
42.联锁装置还包括与隔离操作轴15连接的第二凸轮44及与接地操作轴15连接的第三凸轮45，第三凸轮45与拐臂46的一端连接，第二凸轮44与第三凸轮45之间设有第二联锁
片47和第三联锁片48，本实施例和第二联锁片47和第三联锁片48基本呈矩形板状。第二联锁片47通过螺栓固定于支撑架13上。第三联锁片48可沿水平向左右滑动的安装于所述第二联锁片上。具体地：第二联锁片47上设有两个长条形第一开孔49和两个第一螺孔，设置为两排，两个第一开孔49与两个第一螺孔呈交叉设置，两个第一螺孔上分别安装有第一螺栓50，第三联锁片48上设有两个长条形第二开孔51和两个第二螺孔，两个第二开孔51与两个第一螺孔位置对应，两个第二螺孔与两个第一开孔49位置对应。两个第一螺栓50穿过支撑架13及两个第二开孔51，两个第二螺孔上分别安装有第二螺栓52，两个第二螺栓52穿过支撑架13及两个第一开孔49。第三联锁片48的左、右侧上端分别向外上侧延伸有第二凸耳53。
43.第三联锁片48的一个第二凸耳53可在第二凸轮44带动下相对第二联锁片47向左移动，使第三联锁片48挡在接地操作轴14前端；第三联锁片48的另一个第二凸耳53也可在拐臂46带动下相对第二联锁片47向右移动，使第三联锁片48挡在隔离操作轴15的前端。
44.第二联锁片47与第三联锁片48之间设有弹性机构。弹性机构包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧安装于位于上一排的第一螺栓50与第二螺栓52之间，第二弹簧安装于位于下一排的第一螺栓50与第二螺栓52之间。
45.在隔离机构上，由于其具有控制隔离的分合及控制接地的分合两个功能，当接地进行合闸操作时，接地操作轴14带动第二凸轮44转动，进而带动第三联锁片48向左移动，使第三联锁片48挡在隔离操作轴15的前端使之不能操作；当接地进行分闸操作时，第三联锁片48在第一弹簧和第二弹簧作用下回到原始平衡位置即中间位置，处于动平衡状态；当隔离进行合闸操作时，第三凸轮45带动拐臂46逆时针转动与第三联锁片48接触后，进而带动第三联锁片48向右移动，使第三联锁片48挡住接地操作轴14使之不能操作；当隔离进行分闸操作时，第三联锁片48在第一弹簧和第二弹簧作用下回到原始平衡位置即中间位置，处于动平衡状态；当接地处于合闸状态，接地处于分闸状态时，第三联锁片48处于左边位置；当隔离处于合闸状态，接地处于分闸状态时，第三联锁片48处于右边位置。
46.本发明直动式固体柜开关还包括第四联锁片54，本实施例第四联锁片54呈竖直向的长条状。第四联锁片54活动安装于支撑架13上。第四联锁片54与支撑架13之间安装有第三弹簧55，第二联锁片47与和第三联锁片48上分别设有第三开孔56和第四开孔57，第四联锁片54的上端在第三联锁片48位于中间位置时可穿过第三开孔56和第四开孔57。第四联锁片54的下端与断路器合闸轴58上的拨片59抵接，断路器合闸轴58与绝缘拉杆9连接。当第三联锁片48在第三弹簧55带动下离开中间位置时，第四开孔57被第二联锁片47阻挡，使第四联锁片54不能向上移动，从而使断路器合闸轴58上的拨片59无法转动，进而导致断路器不能进行合闸操作；当第三联锁片48处于左、右位置时，第二联锁片47上的第三开孔56正好与第三联锁片48上的第四开孔57相对，此时第四联锁片54可以穿过第三开孔56和第四开孔57向上移动，此时断路器合闸轴58可以带动拨片59转动进行合闸操作。这一部分的连锁设置可以达到防止误分、合断路器、负荷开关、接触器及防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。
47.本发明直动式固体柜开关还包括第五联锁片60，第五联锁片60位于第一联锁片37的右侧，第五联锁片60活动安装于支撑架13上。第五联锁片60与支撑架13之间设置有第四弹簧61，第二凸轮44上固定有连锁片62，当第二凸轮44带动接地操作轴14转动时，同时带动连锁片62转动，当接6地分闸时，第二凸轮44顺时针转动，带动连锁片62转动与第五联锁片
60接触，然后会压着第五联锁片60向下运动，当接地合闸时，第二凸轮44逆时针转动带动连锁片62逆时针转动，使连锁片62与第五联锁片60分离，这时第五联锁片60在第四弹簧61的作用下向上运动。
48.在断路器处于分合闸时，对应第一联锁片37和第五联锁片60有四种位置组合方式：下下、上上、下上、上下，当第一联锁片37和第五联锁片60均处于下位置时，会与电缆舱门的挡板接触，此时无法打开电缆舱门，因此只有第一联锁片37和第五联锁片60均处于上位置时，即断路器处于合闸位置，隔离机构、接地机构均处于合闸状态时，此时整个回路处于接地状态，此时可打开电缆舱门，这有效起到了防止误入带电隔室的作用。
49.以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。