一种垂直布置双断口三工位隔离接地开关的制作方法

1.本实用新型属于隔离接地开关领域，特别涉及一种垂直布置双断口三工位隔离接地开关。


背景技术：

2.目前，国内外针对不停电扩建、检修及耐压实施方案研究较少，综合业内研究现状，主要集中在缩小停电范围与停电时间等方面的研究。现业内主要采用同频同相加压法，使试验电压与运行电压的频率和相位处于同频同相状态，解决耐压试验不停电问题，但在进行gis间隔扩建与检修时仍需停电，且需要通过倒闸操作调整变电站的运行方式。通过优化接线方式，缩减扩建步骤，缩小停电时间和停电范围，无法彻底解决不停电问题。现有主要技术及实施方案无法真正意义上实现gis间隔扩建、检修和耐压试验过程中的母线不停电。另现有双断口隔离开关技术，仅能实现双隔离断口机械联锁，无法实现接地与隔离机械联锁功能；现场扩建、检修与耐压试验时人员与设备安全性较弱；且接地结构独立于隔离开关结构，需设置独立的接地操动机构，二者之间通过电气控制实现联锁功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种具有双断口的三工位隔离接地开关，解决了目前的双断口隔离开关无法实现接地与隔离机械联锁的问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
5.一种垂直布置双断口三工位隔离接地开关，包括外壳，位于外壳内部的第一隔离静触头装置、第一动触头装置、动触头支撑座、第二隔离静触头装置、第二动触头装置、接地静触头装置、支撑筒装置及齿轮传动装置；第二隔离静触头装置和接地静触头装置位于水平方向，第一隔离静触头装置和支撑筒装置别位于竖直方向；
6.动触头支撑座固定于支撑筒装置上；第一动触头装置和第二动触头装置垂直布置于动触头支撑座内，第一动触头装置位于第一隔离静触头装置和支撑筒装置之间；第二动触头装置位于第二隔离静触头装置和接地静触头装置之间；
7.齿轮传动装置位于动触头支撑座内部，齿轮传动装置包括传动杆、第一齿条和第二齿条，传动杆连接有驱动机构，在传动杆上设有第一齿轮和第二齿轮；第二齿条与第一齿条方向垂直；第一齿轮与第一齿条啮合；第二齿轮与第二齿条啮合；
8.第一动触头装置上沿其轴向方向设有用于传动杆贯穿的长条孔，第一齿条设置在第一动触头装置的内壁上，第一齿条与长条孔方向平行，第二齿条设置在第二动触头装置外表面；
9.第一动触头装置轴线与第二动触头装置的轴线为偏心垂直关系。
10.进一步，传动杆包括依次连接的第一传动段、第二传动段和第三传动段，第一传动段的直径大于第二传动段，第二传动段的直径大于第三传动段；
11.第一齿轮安装在第三传动段上，第二齿轮安装在第二传动段上，第一传动段与驱
动机构连接。
12.进一步，驱动机构连接有花键轴，第一传动段通过绝缘杆和花键轴连接。
13.进一步，传动杆与动触头支撑座接触处安装有转动轴承，转动轴承固定于动触头支撑座内。
14.进一步，第一齿轮和第二齿轮采用相同的结构及尺寸，并设置在同一转轴上。
15.进一步，动触头支撑座上设有水平通道和竖直通道，第一动触头装置位于竖直通道中，第二动触头装置位于水平通道中，水平通道和竖直通道轴线为非共面垂直关系；第一动触头装置轴线与第一隔离静触头装置轴线共线，第二动触头装置轴线与第二隔离静触头装置轴线共线。
16.进一步，外壳上设有两对相互垂直的接口，第一隔离静触头装置位于上接口，支撑筒装置位于下接口，第二隔离静触头装置位于左接口，接地静触头装置位于右接口。
17.进一步，上接口处设有第一绝缘隔板，左接口处设有第二绝缘隔板；
18.第一隔离静触头装置固定在第一绝缘隔板上，第二隔离静触头装置固定在第二绝缘隔板上。
19.进一步，第一动触头装置与第一隔离静触头装置间断口为第一断口，第二动触头装置与第二隔离静触头装置间的断口为第二断口；
20.当第一断口和第二断口均为分闸状态时，第一动触头装置位于动触头支撑座竖直中心位置，第二动触头装置位于动触头支撑座水平中心位置；
21.当第一断口和第二断口均为合闸状态时，第一动触头装置与第一隔离静触头装置处于导通状态，第二动触头装置与第二隔离静触头装置处于导通状态；
22.当第一断口和第二断口均为分闸且接地合闸状态时，第一动触头装置位于动触头支撑座与支撑筒装置之间，第二动触头装置作为接地动触头与接地静触头装置处于导通状态。
23.进一步，第一动触头装置与第二动触头装置均通过弹簧触头与动触头支撑座电连接，当第二动触头装置与接地静触头装置接触时，动触头支撑座及第一动触头装置与接地静触头装置处于导通状态。
24.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
25.本实用新型公开了一种垂直布置双断口三工位隔离接地开关，包括外壳，设置在外壳内的第一隔离静触头装置、第一动触头装置、动触头支撑座、第二隔离静触头装置、第二动触头装置、接地静触头装置、支撑筒装置和齿轮传动装置；第二隔离静触头装置和接地静触头装置位于水平方向，第一隔离静触头装置和支撑筒装置别位于竖直方向；齿轮传动装置位于动触头支撑座内；齿轮传动装置包含了两套齿轮齿条机构，因第二动触头装置既为隔离动触头，也作为接地动触头，同时驱动第一动触头装置及第二动触头装置往复直线运动，实现隔离合闸、隔离接地分闸和接地合闸三种工况。在双断口隔离开关的基础上复合了接地开关，隔离与接地之间具有可靠机械联锁功能，防止误操作，确保不停电扩建、检修和耐压试验设备及人员的安全。双断口隔离开关和接地开关为机械互锁结构，仅采用一套驱动机构就可以实现三工位切换；同时双断口隔离开关采用同一套齿轮传动装置，其将操动机构的转动转换为两动触头装置的直线运动，驱动简单，且传动效率高，较现有接地联动型的双断口隔离开关可节省接地开关操动机构的成本和安装空间，整体经济性更高。该双
断口隔离开关动触头装置采用偏心垂直结构，有利于动触头传动齿条结构布置，确保双动触头传动齿条和齿轮啮合位置一致，从而保证双触头结构布置更紧凑更合理，整体隔离接地开关结构更紧凑，占用空间更小，经济性更高。
26.进一步，将传动杆设计为阶梯轴，末端直径最小，使得在第一动触头上开设长条孔的宽度最小，在保证第三传动段能通过长条孔的前提下，还能保证第一动触头装置的通流能力。
27.进一步，驱动机构连接有花键轴，第一传动段通过绝缘杆和花键轴连接，正常工作情况下，隔离接地开关内部导体带有高电压，花键轴通过绝缘杆连接可确保驱动机构与隔离接地开关内部导体安全电隔离，从而保证了外部驱动机构等设备的安全。
28.进一步，传动杆与动触头支撑座间安装有转动轴承，转动轴承不仅可以实现对传动杆的支撑，同时避免了传动杆转动时对动触头支撑座的磨损，还大大降低传动杆转动过程中的摩擦系数，从而减小功率消耗。
29.进一步，第一齿轮和第二齿轮结构尺寸一样，并设置于同一转轴上，确保双齿轮和第一齿条及第二齿条同时啮合，即第一动触头装置及第二动触头装置同时动作，保证双触头装置运动同步性和同期性。
30.进一步，第二动触头装置既是第二断口动触头，亦是接地动触头，从而实现隔离与接地功能的机械联锁功能，可防止现场误操作，确保现场设备及作业人员的安全。
31.进一步，第一动触头装置和第二动触头装置通过弹簧触头与动触头支撑座实现电连接，确保双隔离合闸后主回路导通，隔离分闸接地合闸后，第一动触头装置和第二动触头装置同时接地，确保内部导体同电位。
附图说明
32.图1为本实用新型的垂直布置双断口三工位隔离接地开关处于隔离接地均分闸位置的结构示意图；
33.图2为图1俯视图；
34.图3为双隔离断口的垂直布置双断口三工位隔离接地开关处于隔离合闸时的结构示意图；
35.图4为双隔离断口的垂直布置双断口三工位隔离接地开关处于接地合闸时的结构示意图；
36.图5为本实用新型的垂直布置双断口三工位隔离接地开关的内部结构爆炸图。
37.其中：1-第一绝缘隔板；2-第一隔离静触头装置；3-第一动触头装置；4-动触头支撑座；5-接地静触头装置；6-第二动触头装置；7-支撑筒装置；8-第二隔离静触头装置；9-第二绝缘隔板；10-齿轮传动装置；11-外壳；12-驱动机构；13-盖板；14-长条孔；15-第二齿条；16-传动杆，17-第二齿轮。
具体实施方式
38.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部实
施例。
39.以下附图中提供的本实用新型实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而仅仅是表示本实用新型选定的一种实施例。基于本实用新型的附图及实施例，本领域技术人员在没有做出创造性唠叨的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
40.需要说明的是：术语“第一”和“第二”等之类的关系术语，仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或暗示这些实体存在任何这种实际的关系或者逻辑关系。术语“包含”、“包括”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、元素、方法、物品或者设备不仅仅只包括那些要素，还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括该其过程、元素、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“水平”“竖直”是基于附图所示装置或部件的方位和位置关系，仅是为了更好的描述本实用新型，而不是要求所示的装置、部件或设备必须具有该特定方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能进一步详细说明。
42.如图1所示，本实用新型公开了一种垂直布置双断口三工位隔离接地开关，包括外壳11，设置在外壳11内的第一隔离静触头装置2、第一动触头装置3、动触头支撑座4、第二隔离静触头装置8、第二动触头装置6、接地静触头装置5、支撑筒装置7、第一绝缘隔板1、第二绝缘隔板9及齿轮传动装置10。
43.外壳11沿其水平轴线和竖直轴线方向分别设置开口，使得其上有两对相互垂直开口，且水平开口与竖直开口的轴向线为非共面垂直。
44.第一绝缘隔板1和第二绝缘隔板9垂直布置于外壳11开口处，其中第一绝缘隔板1位于外壳11竖直方向的上开口处，第二绝缘隔板9位于外壳11的水平方向的左侧开口处。
45.第一隔离静触头装置2固定于第一绝缘隔板1上，第一隔离静触头装置2轴线与第一绝缘隔板1轴线共线，该隔离断口为竖直方向；第二隔离静触头装置8位于第二绝缘隔板9上，且第二隔离静触头装置8的轴线与第二绝缘隔板9的轴线共线，其隔离断口为水平方向；第一隔离静触头装置2的轴线与第二隔离静触头装置8的轴线为非共面垂直关系。
46.支撑筒装置7及接地静触头装置5分别位于外壳11另两个垂直开口处，其中支撑筒装置7位于外壳11竖直方向的下开口处，接地静触头装置5位于外壳11水平方向的右开口处，即接地断口为水平方向，支撑筒装置7轴线与第一绝缘隔板1轴线共线，接地静触头装置5轴线与第二绝缘隔板9轴线共线。
47.第一动触头装置3及第二动触头装置6位于外壳11内部，第一动触头装置3上沿其轴向方向设有长条孔14，并在与长条孔14垂直方向的内壁上设有齿条结构，第二动触头装置6外表面设有齿条结构；第一动触头装置3轴线与第一隔离静触头装置2轴线共线，第二动触头装置6轴线与第二隔离静触头装置8轴线共线，如图2所示，第一动触头装置3轴线与第二动触头装置6的轴线为非共面垂直关系。
48.动触头支撑座4固定于支撑筒装置7上，动触头支撑座4上设有水平和竖直相互垂直的两通道；第一动触头装置3位于第一隔离静触头座与支撑筒装置7之间的动触头支撑座4上的竖直通道中，其可沿第一隔离静触头装置2轴向往复直线运动；第二动触头装置6位于第二隔离静触头座与接地静触头座之间的动触头支撑座4上的水平通道中，可沿第二隔离
静触头装置8轴向往复直线运动。
49.齿轮传动装置10位于动触头支撑座4内部，齿轮传动装置10与第一动触头装置3的齿条及第二动触头装置6的齿条同时啮合，因此齿轮传动装置10转动时可同时驱动第一动触头装置3及第二动触头装置6沿各自轴线方向往复运动。
50.如图2所示，齿轮传动装置10包括传动杆16、第一齿条和第二齿条15，传动杆16连接有驱动机构12，驱动机构12与外壳11之间设有盖板13；在传动杆16上设有第一齿轮和第二齿轮17；第一动触头装置3上沿其轴向方向设有用于传动杆16贯穿的长条孔14，第一齿条设置在第一动触头装置3的内壁上，第一齿条与长条孔14方向平行，第二齿条15设置在第二动触头装置6外表面；第二齿条15与第一齿条方向垂直；第一齿轮与第一齿条啮合；第二齿轮17与第二齿条15啮合。
51.更优地，如图5所示，传动杆16包括依次连接的第一传动段、第二传动段和第三传动段，第一传动段的直径大于第二传动段，第二传动段的直径大于第三传动段；第一齿轮安装在第三传动段上，第二齿轮17安装在第二传动段上，第一传动段与驱动机构12连接。将传动杆16设计为阶梯轴，末端直径最小，使得长条孔14的宽度最小，保证第一动触头装置3的通流能力。
52.更优地，第二传动段与第三传动段可以为分体式设计，第二传动段与第三传动段采用齿轮传动，第二传动段带动第三传动段运动。
53.驱动机构连接有花键轴，第一传动段通过绝缘杆和花键轴连接。驱动机构12带动花键轴转动，花键轴经绝缘杆带动第一传动段转动，从而带动整个传动杆16运动。设计绝缘杆可确保驱动机构与隔离接地开关内部导体安全电隔离，从而保证了外部驱动机构等设备的安全。
54.具体地，传动杆16与动触头支撑座4接触处安装有转动轴承，转动轴承固定于动触头支撑座4内。
55.具体地，第一齿轮和第二齿轮17结构和尺寸一致，并设置在同一转轴上。
56.具体地，第二动触头装置6既是第二断口动触头，亦是接地动触头。
57.如图1所示可知，第一动触头装置3和第二动触头装置6处于隔离与接地均分闸状态，当接到隔离合闸指令后，驱动机构12驱动传动杆16逆时针转动时，带动第一齿轮和第二齿轮17同时转动，第一齿轮驱动第一动触头装置3向第一隔离静触头装置2运动，同时，第二齿轮17驱动第二动触头装置6向第二隔离静触头装置8同步运动，实现双隔离同步合闸操作，合闸到位后各部件位置状态见图3所示，驱动机构12停止驱动。
58.如图3所示，双隔离断口的三工位隔离接地开关处于隔离合闸时，当接到隔离分闸指令后，驱动机构12驱动传动杆16顺时针转动，带动第一齿轮和第二齿轮17转动，第一齿轮驱动第一动触头装置3远离第一隔离静触头装置2运动，同时，第二齿轮17驱动第二动触头装置6远离第二隔离静触头装置8同步运动，实现双隔离同步分闸操作，待第一动触头装置3和第二动触头装置6分闸到位后，各部件位置恢复图1所示状态，驱动机构12停止驱动。
59.如图1所示，第一动触头装置3和第二动触头装置6处于隔离与接地均分闸状态，当接到接地合闸指令后，驱动机构12驱动齿轮传动装置10顺时针转动，则第一动触头装置3远离第一隔离静触头装置2运动，同时，第二动触头装置6继续远离第二隔离静触头装置8同步运动，第一动触头装置3朝支撑筒装置7运动，第二动触头装置6往接地静触头装置5方向运
动，从而实现接地合闸，各部件位置如图4所示，驱动机构12停止驱动。
60.齿轮传动装置10将其转动转换为动触头装置进行直线往复运动，驱动简单，传动效率高；且第一动触头装置3和第二动触头装置6通过齿轮传动装置10实现机械联锁，从而实现双隔离同步合闸操作、双隔离同步分闸操作，同时因第二动触头装置6既为隔离动触头，也作为接地动触头，因此通过第二动触头装置6运动至不同位置实现隔离合闸、隔离接地分闸和接地合闸三种工况。