专利名称：三工位隔离开关和接地开关复合模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压开关，特别是一种126kVGIS用三工位隔离开关和接地开关复合模块。
背景技术：
原126kVGIS用隔离开关、接地开关分别装于不同金属壳体内，并由不同的操动机构驱动而实现开关的分、合闸操作功能。它结构复杂，体积大，占地面积大，成本高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种126kVGIS用三工位隔离开关和接地开关复合模块，它结构简单，体积小，成本低。
本实用新型的技术方案是，设计一种三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是在同一壳体内固定有隔离开关和接地开关，两端式动触头固定在隔离开关和接地开关两静触头之间，动触头与操动机构连接。
所述的隔离开关的弹簧触头3在隔离开关静触头1内，隔离开关静触头1通过螺栓与盆式绝缘子2固定；轴密封12密封套在绝缘操作杆10上，轴密封12通过螺栓固定密封在壳体13上，开关输入齿轮11通过平键固定在绝缘操作杆10伸出轴密封12的一端上；导体5、导体5a、导体5b通过螺栓与盆式绝缘子2固定，齿条7通过螺钉镶入动触头8并与齿轮6同时放入导体5、导体5a、导体5b中，三个齿轮6通过带键的绝缘操作杆9、绝缘操作杆10相互连接。
所述的接地开关的弹簧触头3在接地开关静触头4内，接地开关静触头4通过螺栓固定在盆式绝缘子2a上，盆式绝缘子2a通过螺栓密封固定在壳体13上；轴密封12密封套在绝缘操作杆10上，轴密封12通过螺栓固定密封在壳体13上，开关输入齿轮11通过平键固定在绝缘操作杆10伸出轴密封12的一端；导体5、导体5a、导体5b通过螺栓与盆式绝缘子2固定，通过螺钉将动触头8与齿条7连接，三个齿轮6分别放入导体5、导体5a、导体5b中，齿轮6与齿条7啮合，三个齿轮6之间通过带键的绝缘操作杆9、绝缘操作杆10固定并相互连接。
所述的壳体两侧有相对应的两个盆式绝缘子2，在相对应的两个盆式绝缘子2上分别连接有隔离开关静触头18和母线导体19，隔离开关静触头18和母线导体19对接在一起；母线导体19通过螺栓与盆式绝缘子2连接，当盆式绝缘子2与壳体13连接时，母线导体19与隔离开关静触头18动态连接，并与其相连的盆式绝缘子2中的中心导体构成了母线。
所述的导体5、导体5a、导体5b与隔离开关静触头1间的最小距离为隔离开关断口距离，导体5、导体5a、导体5b与接地开关静触头4间的最小距离为接地开关断口距离，导体5、导体5a、导体5b中动触头8一端合闸时连接隔离开关静触头1，另一端合闸时连接接地开关静触头4。
所述的操动机构通过螺栓固定在壳体13上，操动机构的输出齿轮与隔离开关/接地开关的开关输入齿轮11啮合。
本实用新型的特点是在同一壳体内固定有隔离开关和接地开关，可实现三种工况隔离开关合+接地开关分；隔离开关分+接地开关分(中间工位)；隔离开关分+接地开关合。采用隔离开关和接地开关共用一个两端式触头，并与同一台操动机构传动连接，实现隔离开关和接地开关的机械联锁功能；用弹簧触头可靠接触的插入式触头和滑动式电气连接；连接简化，零件少、通流能力强；壳体上可安装防爆装置；可实现不用打开开关即可在外部分段进行主回路电阻测量和测取开关信号；轴密封结构采用单道X形密封圈，具有双向密封效果佳，轴向尺寸短，从而使轴密封结构加工装配简单、体积小、摩擦力小、寿命长等特点。接地开关静触头系统通过绝缘子中心导体引出充气密封的壳体外，可方便地测量主回路电阻和测取开关信号。它的齿轮、齿条将绝缘操作杆的旋转运动转化为触头的直线运动。
下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。
图1是实施例1直角型三工位隔离/接地开关复合模块内部结构示意图；图1a是实施例1A-A方向剖视图；图2是实施例2直线型三工位隔离/接地开关复合模块内部结构示意图；图2a是实施例2A-A方向剖视图；图3是实施例3三工位隔离/接地开关与母线复合模块内部结构示意图；图3a是实施例3A-A方向剖视图；图4是实施例1局部空腔导体连接结构示意图；图5是已知126kVGIS技术中原导体连接结构示意图。
图中1、隔离开关静触头；2、盆式绝缘子；2a、盆式绝缘子；3、弹簧触头；4、接地开关静触头；5、导体；5a、导体；5b、导体；6、齿轮；7、齿条；8、动触头；9、绝缘操作杆；10、绝缘操作杆；11、开关输入齿轮；12、轴密封；13、壳体；14、盆式绝缘子；15、屏蔽罩；16、导体；17、隔离开关静触头；18、隔离开关静触头；19、母线导体。
具体实施方式
实施例1图1、1a是实施例1直角型三工位隔离/接地开关复合模块内部结构示意图，该种结构特点是当隔离开关合闸时可将主回路电流方向旋转90°。
如图1、图1a所示，隔离开关由隔离开关静触头1、盆式绝缘子2、弹簧触头3、导体5、导体5a、导体5b、齿轮6、齿条7、动触头8、绝缘操作杆9、绝缘操作杆10、开关输入齿轮11、轴密封12及壳体13组成；接地开关由接地开关静触头4、弹簧触头3、盆式绝缘子2、盆式绝缘子2a、导体5、导体5a、导体5b、齿轮6、齿条7、动触头8、绝缘操作杆9、绝缘操作杆10、开关输入齿轮11、轴密封12及壳体13组成；弹簧触头3直接放入接地开关静触头4、隔离开关静触头1内，隔离开关静触头1通过螺栓与下端盆式绝缘子2固定；接地开关静触头4通过螺栓固定在盆式绝缘子2a上，盆式绝缘子2a通过螺栓密封固定在壳体13上；绝缘操作杆10一端装入并密封在伸出轴密封12上，轴密封12通过螺栓固定密封在壳体13上，开关输入齿轮11通过平键固定在绝缘操作杆10伸出轴密封12的一端；导体5、导体5a、导体5b通过螺栓与盆式绝缘子2固定，齿条7通过螺钉镶入动触头8后，与齿轮6同时放入导体5、导体5a、导体5b中，用带键的绝缘操作杆9、绝缘操作杆10将三个齿轮6间相互连接起来，这样就完成了绝缘拉杆与动触头间的传动连接。
从图中可以看出盆式绝缘子2，导体5、导体5a、导体5b，齿轮6，齿条7，动触头8，绝缘操作杆9，绝缘操作杆10，开关输入齿轮11，轴密封12，壳体13为隔离开关、接地开关公用部分。
如图3所示隔离开关及接地开关均为分闸位置，导体5、导体5a、导体5b与隔离开关静触头1间的最小距离为隔离开关断口距离，导体5、导体5a、导体5b与接地开关静触头4间的最小距离为接地开关断口距离，导体5、导体5a、导体5b中动触头8一端合闸时连接隔离开关静触头1，另一端合闸时连接接地开关静触头4。
当开关输入齿轮11带动绝缘操作杆10传到齿轮6时，如图3所示，齿轮6逆时针旋转时，由绝缘操作杆10、绝缘操作杆9同时带动三极齿轮6，齿轮6带动齿条7和动触头8同时做直线运动，插入隔离开关静触头1中与弹簧触头3可靠接触，完成隔离开关的合闸；使齿轮6顺时针旋转时，齿条7和动触头8回到图3所示隔离开关及接地开关均为分闸的位置，齿轮6继续顺时针旋转时，齿条7和动触头8插入接地开关静触头4中与弹簧触头3可靠接触，完成接地开关的合闸；使齿轮6逆时针旋转时，齿条7和动触头8回到图3所示隔离开关及接地开关均为分闸的位置。
隔离开关及接地开关公用一台操动机构。操动机构通过螺栓固定在壳体13时，使操动机构的输出齿轮与隔离开关/接地开关的输入齿轮11啮合。那么，机构的输出扭矩会通过开关输入齿轮11、轴密封12、绝缘操作杆10、绝缘操作杆9、齿轮6、齿条7传至动触头8，从而带动动触头8进行隔离开关及接地开关的分合闸操作。
隔离开关静触头1、接地开关静触头4、导体5分别固定于2a盆式绝缘子2上，2a盆式绝缘子2通过螺栓与壳体13连接，轴密封12固定于壳体13上，并通过绝缘操作杆9、绝缘操作杆10上的花键将齿轮6分别固定于导体5、导体5a、导体5b中，动触头8内镶嵌上齿条7后分别装在导体5、导体5a、导体5b内，通过齿轮6、齿条7啮合转动带动动触头8做直线的合、分运动。动触头8为整体两端式触头，内镶嵌齿条7，由绝缘操作杆9带动齿轮6驱动，可向两边运动，实现隔离开关和接地开关开合。由于动触头8是公用的，所以不可能使隔离开关和接地开关同时合闸，从机械上实现了它们之间的联锁功能；每相动触头8采用在壳体内斜角方向布置，可充分利用有限的空间来满足触头的运动距离和隔离开关、接地开关静触头4的布置；三相动触头8及相关部件采用并排布置的形式，通过一个轴密封12与密封壳体13外的操动机构相连，使得机构输出齿轮与开关本体输入齿轮11啮合便可实现三相触头的三工位操作；壳体13采用局部方形结构来满足因三相并排布置带来的绝缘距离要求，但没有扩大壳体13法兰直径，从而保证整体尺寸不放大；隔离开关静触头1、导体5、导体5a、导体5b和接地开关静触头4内腔开槽镶嵌有弹簧触头3，通过动触头8的运动，实现具有电气上可靠接触的插入式触头和滑动式电气连接；如图4所示，隔离开关静触头1、导体5、导体5a、导体5b采用局部空腔结构的铸件导体，内部凹下处用于导体与盆式绝缘子2的螺栓连接，外腔具有导电和电场屏蔽作用，且根据电的集肤效应，这种结构有利于通过较大电流，这种空腔结构不同于已知126kVGIS技术中原导体连接结构，如图5所示，原导体连接方式是中心导体16通过螺栓与屏蔽罩15和盆式绝缘子14导体相连。本实用新型具有连接简化，零件少、通流能力强等特点；壳体上设置用于安装防爆装置的圆孔；另外壳体有一个局部平面且开三个小圆孔，用于安装椭圆型绝缘子，它在壳体13内通过螺栓装接地开关静触头4，导电回路通过该绝缘子中心导体16引出充气密封的壳体13外，并用可拆式接地板接地，此结构可实现不用打开开关即可在外部分段进行主回路电阻测量和测取开关信号。轴密封12结构采用单道X形密封圈，具有双向密封效果佳，轴向尺寸短，从而使轴密封12结构加工装配简单，体积小，摩擦力小寿命长等特点。
隔离/接地开关三工位复合模块将隔离开关、接地开关复合在同一壳体内，配用一台操动机构；在同一壳体内两端式动触头固定在隔离开关和接地开关两静触头之间，动触头与操动机构连接，在同一台机构驱动下，可分别实现隔离开关的分合和接地开关的分合。具有可明显缩小了布置空间，大大减少零部件种类和个数，可降低产品投入成本，提高产品运行可靠性等特点。
现将上述两种开关复合在同一金属壳体内由同一台操动机构驱动实现隔离开关及接地开关的分、合闸操作功能。
工作原理隔离开关或接地开关的触头系统均采用弹簧触头。通过齿轮一齿条传动带动公用的动触头完成隔离开关或接地开关合、分操作功能。
如图3a所示，操作隔离开关合闸时，操动机构输出齿轮与开关输入齿轮11啮合，逆时针带动绝缘操作杆10旋转，通过绝缘操作杆9、绝缘操作杆10上的花键连接齿轮6转动，从而带动开关动触头中齿条7，将旋转运动变为直线运动，齿条7使动触头8直线运动插入隔离开关静触头1中，实现隔离开关合闸。隔离开关分闸操作过程同上，但方向相反。
操作接地开关时，操动机构输出齿轮与开关输入齿轮11啮合，顺时针带动绝缘操作杆10旋转，通过绝缘操作杆9、绝缘操作杆10上的花键连接齿轮6转动，从而带动动触头中齿条7，将旋转运动变为直线运动，齿条7使动触头8直线运动插入接地开关静触头4中，实现接地开关合闸。接地开关分闸操作过程同上，但方向相反。
运动特点动触头8动作时，一端向闭合方向运动时，另一端向断开方向运动。从而实现隔离开关、接地开关问的机械联锁。
实施例2图2、2a是实施例2直线型三工位隔离/接地开关复合模块内部结构示意图，该种结构特点是当隔离开关合闸时不改变主回路电流方向。
实施例2中弹簧触头3、接地开关静触头4、导体5、导体5a、导体5b、齿轮6、齿条7、动触头8、绝缘操作杆9、绝缘操作杆10、开关输入齿轮11、轴密封12、壳体13的连接关系与实施例1完全相同，安装、工作原理也完全相同。实施例2具有实施例1中除电流方向外的所有特点。
实施例2与实施例1的不同点是，将隔离开关静触头1改换为隔离开关静触头17。隔离开关静触头17和与其相连的盆式绝缘子2的位置与实施例1中隔离开关静触头1和其相连的盆式绝缘子2的位置相比旋转了90°。这种改变只是为了满足直线性隔离开关合闸时不改变主回路电流方向的要求。
实施例3图3、3a是实施例3三工位隔离/接地开关与母线复合模块内部结构示意图，该模块结构特点是，将母线复合进三工位隔离/接地开关模块，当隔离开关合闸时可实现主回路电流的分流或合流。
实施例3中弹簧触头3、接地开关静触头4、导体5、导体5a、导体5b、齿轮6、齿条7、动触头8、绝缘操作杆9、绝缘操作杆10、开关输入齿轮11、轴密封12、壳体13的连接关系与实施例1完全相同，安装、工作原理也完全相同。实施例2具有实施例1中除电流方向外的所有特点。
实施例3与实施例1的不同点是，隔离开关静触头18通过螺栓与盆式绝缘子2连接，隔离开关静触头18与实施例1中的隔离开关静触头1相比改变了形状。隔离开关静触头1为铸件，其形状主要满足与盆式绝缘子2、动触头8的安装连接关系，所以其形状基本是直线型(局部略带弯曲)，在导流方面，不具有分流功能；而隔离开关静触头18也为铸件，除了具备隔离开关静触头1的功能外，由于要兼做母线，所以在隔离开关静触头1的基础上要多伸出一分支用于连接母线，其形状为三叉形，在导流方面，具有分流功能。在壳体13两侧有相对应的两个盆式绝缘子2，在相对应的两个盆式绝缘子2上分别连接有隔离开关静触头18和母线导体19，隔离开关静触头18和母线导体19对接在一起。母线导体19通过螺栓与盆式绝缘子2连接，当盆式绝缘子2与壳体13连接时，保证母线导体19插入隔离开关静触头18中，使隔离开关静触头18、母线导体19固定导通，则隔离开关静触头18、母线导体19及与其相连的盆式绝缘子2中的中心导体就组成了母线。因此实施例3兼有母线功能。
由图3、3a可知，盆式绝缘子2有3个，当动触头8运动插入隔离开关静触头18时，隔离开关合闸。此时，无论电流从哪一个盆式绝缘子2的中心导体流入时，都会从其他2个盆式绝缘子2的中心导体流出；或者无论电流从哪两个盆式绝缘子2的中心导体流入时，都会从其第三个盆式绝缘子2的中心导体流出。即当隔离开关合闸时，此模块可实现电流的分流或合流。
权利要求1.三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是在同一壳体(13)内固定有隔离开关和接地开关，两端式动触头固定在隔离开关和接地开关两静触头之间，动触头与操动机构连接。
2.根据权利要求1所述的三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是所述的隔离开关中的弹簧触头(3)在隔离开关静触头(1)内，隔离开关静触头(1)通过螺栓与盆式绝缘子(2)固定；轴密封(12)密封套在绝缘操作杆(10)上，轴密封(12)通过螺栓固定密封在壳体(13)上，开关输入齿轮(11)通过平键固定在绝缘操作杆(10)伸出轴密封(12)的一端上；导体(5)、导体(5a)、导体(5b)通过螺栓与盆式绝缘子(2)固定，齿条(7)通过螺钉镶入动触头(8)并与齿轮(6)同时放入导体(5)、导体(5a)、导体(5b)中，三个齿轮(6)通过带键的绝缘操作杆(9)、绝缘操作杆(10)相互连接。
3.根据权利要求1所述的三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是所述的接地开关中的弹簧触头(3)在接地开关静触头(4)内，接地开关静触头(4)通过螺栓固定在盆式绝缘子(2a)上，盆式绝缘子(2a)通过螺栓密封固定在壳体(13)上；轴密封(12)密封套在绝缘操作杆(10)上，轴密封(12)通过螺栓固定密封在壳体(13)上，开关输入齿轮(11)通过平键固定在绝缘操作杆(10)伸出轴密封(12)的一端；导体(5)、导体(5a)、导体(5b)通过螺栓与盆式绝缘子(2)固定，通过螺钉将动触头(8)与齿条(7)连接，齿轮(6)与齿条(7)连接，三个齿轮(6)分别放入导体(5)、导体(5a)、导体(5b)中，齿轮(6)与齿条(7)啮合，三个齿轮(6)之间通过带键的绝缘操作杆(9)、绝缘操作杆(10)固定并相互连接。
4.根据权利要求1所述的三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是所述的壳体(13)两侧有相对应的两个盆式绝缘子(2)，在相对应的两个盆式绝缘子(2)上分别连接有隔离开关静触头(18)和母线导体(19)，隔离开关静触头(18)和母线导体(19)对接在一起；母线导体(19)通过螺栓与盆式绝缘子(2)连接，当盆式绝缘子(2)与壳体(13)连接时，母线导体(19)与隔离开关静触头(18)动态连接，并与其相连的盆式绝缘子(2)中的中心导体构成了母线。
5.根据权利要求1所述的三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是所述的导体(5)、导体(5a)、导体(5b)与隔离开关静触头(1)间的最小距离为隔离开关断口距离，导体(5)、导体(5a)、导体(5b)与接地开关静触头(4)间的最小距离为接地开关断口距离，导体(5)、导体(5a)、导体(5b)中动触头(8)一端合闸时连接隔离开关静触头(1)，另一端合闸时连接接地开关静触头(4)。
6.根据权利要求1所述的三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是所述的操动机构通过螺栓固定在壳体(13)上，操动机构的输出齿轮与隔离开关/接地开关的开关输入齿轮(11)啮合。
专利摘要本实用新型涉及一种高压开关，特别是一种126kV GIS用三工位隔离开关和接地开关复合模块，其特征是在同一壳体(13)内固定有隔离开关和接地开关，两端式动触头固定在隔离开关和接地开关两静触头之间，动触头与操动机构连接。它具有双向密封效果佳，轴向尺寸短，从而使轴密封结构加工装配简单、体积小、摩擦力小、寿命长等特点，并连接简化，零件少、通流能力强，明显缩小了布置空间，大大减少零部件种类和个数，可降低产品投入成本，提高产品运行可靠性。
文档编号H01H3/40GK2896491SQ20062007903
公开日2007年5月2日 申请日期2006年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者申春红, 王传川, 苏菊芳, 刘 英 申请人:西安西开高压电气股份有限公司