一种气体绝缘开关柜用一体式真空断路器的制作方法

本发明属于高中压开关设备领域，涉及一种气体绝缘开关柜用一体式真空断路器。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，人类对配电产品的要求越来越高，环保、节能、智能、免维护、高可靠和低成本等成为开关设备的发展方向。在此背景下，气体绝缘开关柜成为重要的发展方向之一。

三工位开关是气体绝缘开关柜最重要的元件之一，现有的气体绝缘开关柜三工位开关分两种，一种是采用接通和隔离的触座分别支撑于接地的绝缘件上，以保证隔离断口的可靠性，但装配定位要求高，原因在于绝缘件是分别固定在气箱的不同位置，气箱变形会造成定位误差，造成三工位开关操作困难，操作可靠性大大降低；另一种接通和隔离的触座支撑在整体绝缘件上，虽然提高了定位可靠性，但无法避免出现泄漏电流的可能性，存在巨大的安全隐患。气体绝缘开关柜绝缘介质采用sf6气体，进一步有采用干燥空气或氮气等环保气体，有效提升了开关柜的环境适应性的同时，各种绝缘气体也在密封的气箱和发热的主导电回路间形成了巨大的热量传递瓶颈，此设备有效地解决了这种问题。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种气体绝缘开关柜用一体式真空断路器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种气体绝缘开关柜用一体式真空断路器,其特征在于：包括气箱、散热装置、断路器组件和三工位组件，所述散热装置、断路器组件和三工位组件安装在气箱上，所述断路器组件包括断路器机构、固封极柱和屏蔽环，所述屏蔽环安装于固封极柱上，用于隔离电流，所述三工位组件包括开关切换组件和控制开关切换组件的三工位机构，所述开关切换组件包括接地触座、中间触座、传动丝杆、动触头以及合闸触座，所述三工位机构通过驱动传动丝杆控制动触头与合闸触座或接地触座的连通。

进一步的；所述气箱两侧对称固设有铝基板，所述气箱内固设有安装设备的安装腔，所述固封极柱以及开关切换组件安装于安装腔，所述固封极柱两侧分别与两组铝基板固设进行横向固定，所述固封极柱与气箱间连接有用于纵向固定的上连接铜排和下连接铜排，所述上连接铜排和下连接铜排分别位于固封极柱的上下侧，所述上连接铜排和下连接铜排设置为l型结构，所述断路器机构安装于铝基板侧面且与固封极柱连接,所述三工位机构装于铝基板侧面且与开关切换组件连接，所述三工位组件位于断路器组件上侧。

进一步的；所述断路器组件设置有三组，所述固封极柱包括绝缘外壳和浇注在绝缘外壳内的真空灭弧室、上出线座以及下出线座，所述真空灭弧室两侧分别设置有静导电杆和动导电杆，所述真空灭弧室内设置有触头系统，所述真空灭弧室的动导电杆经触头系统以及静导电杆与下出线座连接，所述真空灭弧室的动导电杆与上出线座通过连接件软连接，所述连接件设置为l型结构，所述连接件竖直成型面与动导电杆连接，所述连接件水平成型面与上出线座连接，所述真空灭弧室与断路器机构间通过绝缘拉杆连接，所述屏蔽环设置于固封极柱外侧。

进一步的；还包括接地缓冲块和连接缓冲块，所述接地缓冲块用于连接固封极柱与气箱，所述连接缓冲块用于对不同组的屏蔽环进行连接，所述接地缓冲块、连接缓冲块将屏蔽环与接地的气箱导通，消除隔离断口间的泄漏电流。

进一步的；所述三工位组件设置有三组，所述合闸触座固设于上连接铜排，所述中间触座与上出线座固设连接，所述动触头位于中间触座内且与中间触座滑动贯穿连接，所述接地触座安装在铝基板上，所述传动丝杆一端与三工位机构连接，另一端贯穿接地触座并与动触头螺旋连接，所述接地触座、中间触座、传动丝杆、动触头以及合闸触座设置为同轴结构，使断路器组件和三工位组件形成稳固的开关模块，所述三工位机构通过驱动传动丝杆促使动触头轴向移动进而切换设备的开关状态，所述动触头轴向移动与合闸触座连接，所述合闸触座与中间触座导电接触使设备处于合闸状态，所述动触头轴向移动与接地触座连接，所述接地触座与中间触座导电接触使设备处于接地状态，所述三工位机构通过传动丝杆进而控制设备的开关状态。

进一步的；所述三工位机构通过传动装置为控制设备的开关状态提供动力，所述三工位机构上设置有动杆，所述传动丝杆固设有连杆，所述传动装置包括固设于连杆上的从动轮以及固设于动杆上的主动轮，所述主动轮与从动轮以及不同的从动轮间通过皮带或同步带或链条连接，所述三工位机构控制主动轮的转动进而对设备的开关状态进行切换。

进一步的；所述散热装置包括两种散热方式，一种通过散热器，所述散热器密封安装于气箱上，同时作为一个整体与开关模块连接，所述散热器与位于安装腔内部的固封极柱之间连接有导热缓冲垫，另一种是在气箱侧板对称设置内凹的拔风腔，开关柜并柜时在两组气箱间设置一定的间隙与侧板上的拔风腔形成整个侧板的拔风通道，使气箱的温度分布趋向均匀，散热均匀，同时固封极柱后端及侧面分别与散热器及侧板形成的热量传导路径将热量传递到散热器和气箱表面，通过散热器及气箱表面进行散热。

进一步的；所述接地缓冲块和连接缓冲块两端面中心分别设置第一内腔和第二内腔，所述接地缓冲块和连接缓冲块通过第一内腔和第二内腔与气箱和屏蔽环连接，所述导热缓冲垫、接地缓冲块和连接缓冲块材质采用硅橡胶、三元乙丙橡胶或具有合适弹性和导热性能的功能橡胶材料，所述接地缓冲块和连接缓冲块设置有半导电层，其半导电层接触可靠，连接回路表面电阻的稳定性高，所述导热缓冲垫中心位置设置有凸起，所述固封极柱上固设有相配的孔装结构，通过凸起和孔装结构的安装实现导热缓冲垫与固封极柱的固定连接，所述导热缓冲垫、接地缓冲块和连接缓冲块设置有合适的压缩量，保证所连接结构搭接面接触可靠以及导热路径连续，所述导热缓冲垫、接地缓冲块对气箱和真空断路器之间例如因温度条件变化、焊接变形、装配变形产生的相对运动进行补偿，所述连接缓冲块对固封极柱之间例如装配误差产生的相对运动进行补偿。

进一步的；所述断路器组件还包括标识组件，所述标识组件包括固设于断路器机构上的操作界面，所述操作界面固设有位于上侧的隔离开关位置指示和接地开关位置指示，所述隔离开关位置指示和接地开关位置指示显示了设备的状态，当所述隔离开关位置指示显示“i”，所述接地开关位置指示显示“o”，表明设备处于合闸状态，当所述隔离开关位置指示显示“o”，所述接地开关位置指示显示“o”，表明设备处于分闸状态，当所述隔离开关位置指示显示“o”，所述接地开关位置指示显示“i”，表明设备处于接地状态，所述操作界面上固设有储能指示牌、计数器显示界面以及状态指示界面，所述储能指示牌根据弹簧示意的拉伸状态表示已储能和未储能状态，所述计数器显示界面显示真空断路器的已使用次数，所述状态指示界面显示合闸和分闸状态。

进一步的；所述三工位机构还包括指示组件，所述指示组件包括与动杆连接的旋转杆，所述旋转杆外接转动手柄，所述手柄设置为多圈旋转式结构，所述旋转杆外侧设置有顺时针及逆时针箭头，箭头方向指示相应的开关状态，根据箭头方向调整手柄的旋转方向。

综上所述，本发明的有益之处在于：

1)、本发明在固封极柱上设置合闸触座和中间触座，保证三工位开关的合闸触座、中间触座、接地触座的同轴定位，从而将断路器和三工位开关形成稳固的开关模块，杜绝三工位开关因气箱变形等因素引起的同轴度偏差过大导致的主回路卡滞甚至卡死，三工位开关和断路器的机械操作特性不会受后续总装的影响而发生变化，降低了三工位开关装配的调试困难，从而提高了操作的可靠性。

2)、本发明的屏蔽环通过接地缓冲块以及连接缓冲块141与接地的气箱导通，实现在隔离断口间形成可靠的接地结构，泄漏电流就不可能从合闸触管流到中间触管，彻底消除了隔离断口间的泄漏电流，真正发挥三工位开关的隔离功能，实现了安全可靠的隔离。

3)、本发明采用外置散热器散热，同时通过在气箱上设置内凹的拔风腔，开关柜并柜时在两组气箱间设置一定的间隙与侧板上的拔风腔155形成整个侧板的拔风通道进行散热，通过双重散热结构，有效地利用散热器及气箱表面的散热作用，从而提高设备的散热效果。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图2为本发明的装置俯视图。

图3为本发明的装置右视图。

图4为图3中a的放大示意图。

图5为本发明中接地缓冲块的示意图。

图6为本发明中连接缓冲块的示意图。

图7为本发明中导热缓冲垫的示意图。

图中标识：三工位机构100、铝基板101、断路器机构102、气箱103、上出线座104、绝缘拉杆105、连接件106、下连接铜排107、屏蔽环108、真空灭弧室109、下出线座110、固封极柱111、导热缓冲垫112、绝缘外壳113、散热器114、上连接铜排116、合闸触座117、动触头118、中间触座119、传动丝杆120、接地触座121、操作界面131、计数器显示界面132、状态指示界面133、隔离开关位置指示134、接地开关位置指示135、储能指示牌136、连接缓冲块141、接地缓冲块142、安装腔150、第一内腔151、第二内腔152、拔风腔155、连杆160、从动轮161、主动轮162、动杆163、旋转杆170。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态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。

实施例一：

如图1-7所示，一种气体绝缘开关柜用一体式真空断路器，包括气箱103、散热装置、断路器组件和三工位组件，所述散热装置、断路器组件和三工位组件安装在气箱103上，所述断路器组件包括断路器机构102、固封极柱111和屏蔽环108，所述屏蔽环108安装于固封极柱111上，用于隔离电流，所述三工位组件包括开关切换组件和控制开关切换组件的三工位机构100，所述开关切换组件包括接地触座121、中间触座119、传动丝杆120、动触头118以及合闸触座117，所述三工位机构100通过驱动传动丝杆120控制动触头118与合闸触座117或接地触座121的连通。

如图1所示，所述气箱103左右两侧对称固设有铝基板101，所述气箱103内固设有安装设备的安装腔150，所述固封极柱111安装于安装腔150，所述固封极柱111两侧分别与两组铝基板101固设，从而对固封极柱111在横向进行固定，而所述固封极柱111为长条型结构，为避免发生变形的问题，所述固封极柱111与气箱103间连接有用于纵向固定的上连接铜排116和下连接铜排107，所述上连接铜排116和下连接铜排107分别位于固封极柱111的上下侧保证固封极柱111固定的稳定性，所述上连接铜排116和下连接铜排107设置为l型结构，所述上连接铜排116和下连接铜排107的水平成型面分别与绝缘外壳113固设连接，所述上连接铜排116和下连接铜排107的竖直成型面分别与气箱103侧面固设连接，所述断路器机构102安装于铝基板101外侧面且与固封极柱111连接,所述三工位组件的开关切换组件安装于安装腔150内，所述三工位机构100装于铝基板101外侧面且与开关切换组件连接，所述三工位组件位于断路器组件上侧。

如图1-2所示，所述断路器组件设置有三组，所述固封极柱111包括绝缘外壳113和浇注在绝缘外壳113内的真空灭弧室109、上出线座104以及下出线座110，所述真空灭弧室109左右两侧分别设置有静导电杆(图未标识)和动导电杆(图未标识)，所述真空灭弧室109内设置有触头系统(图未显示)，所述真空灭弧室109的动导电杆经触头系统以及静导电杆与下出线座110连接，所述真空灭弧室109的动导电杆与上出线座104通过连接件106连接，具体来说，本实施例中，所述连接件106设置为l型结构，所述连接件106竖直成型面与动导电杆连接，所述连接件106水平成型面与上出线座104连接，所述连接件106与动导电杆以及上出线座104的连接采用软连接方式，在保证动导电杆的平稳运动的同时保证回路通畅，通过上述结构，所述上出线座104与下出线座110通过动导电杆、触头系统以及静导电杆导通，所述真空灭弧室109与断路器机构102间通过绝缘拉杆105连接，所述屏蔽环108设置于固封极柱111上真空灭弧室109位置的外侧，所述屏蔽环108完全包裹固封极柱111，实现了在隔离断口间形成可靠的接地结构，从而使泄漏电流不能从合闸触座117流到中间触座119，实现了安全可靠的隔离。

所述断路器组件还包括接地缓冲块142和连接缓冲块141，所述接地缓冲块142和连接缓冲块141左右两端面中心分别设置第一内腔151和第二内腔152，所述接地缓冲块142和连接缓冲块141通过第一内腔151和第二内腔152与气箱103和屏蔽环108连接，具体来说，所述接地缓冲块142用于连接固封极柱111与气箱103，所述连接缓冲块141用于对不同组的屏蔽环108进行连接，通过接地缓冲块142、连接缓冲块141将屏蔽环108与接地的气箱导通，彻底消除了隔离断口间的泄漏电流，真正发挥三工位开关的隔离功能。

本实施例中所述接地缓冲块142和连接缓冲块141材质采用硅橡胶、三元乙丙橡胶或具有合适弹性和导热性能的功能橡胶材料，所述接地缓冲块142和连接缓冲块141设置有半导电层，其半导电层接触可靠，提高连接回路表面电阻的稳定性，所述接地缓冲块142和连接缓冲块141设置有合适的压缩量，保证所连接结构搭接面接触可靠以及导热路径连续，所述接地缓冲块142对气箱和真空断路器之间例如因温度条件变化、焊接变形、装配变形产生的相对运动进行补偿，所述连接缓冲块141对固封极柱之间例如装配误差产生的相对运动进行补偿。

如图3所示，所述断路器组件还包括标识组件，所述标识组件包括固设于断路器机构102上的操作界面131，所述操作界面131固设有位于上侧的隔离开关位置指示134和接地开关位置指示135，所述隔离开关位置指示134和接地开关位置指示135显示了设备的状态，具体来说，当所述隔离开关位置指示134显示“i”，所述接地开关位置指示135显示“o”，表明设备处于合闸状态，当所述隔离开关位置指示134显示“o”，所述接地开关位置指示135显示“o”，表明设备处于分闸状态，当所述隔离开关位置指示134显示“o”，所述接地开关位置指示135显示“i”，表明设备处于接地状态，所述操作界面131上固设有储能指示牌136、计数器显示界面132以及状态指示界面133，所述储能指示牌136根据弹簧示意的拉伸状态表示已储能和未储能状态，所述计数器显示界面132显示真空断路器的已使用次数，所述状态指示界面133显示合闸和分闸状态。

如图1-2所示，所述三工位组件设置有三组，所述合闸触座117以及接地触座121设置有内腔，所述合闸触座117固设于上连接铜排116竖直水平面上，所述中间触座119与上出线座104固设连接，所述动触头118位于中间触座119内且与中间触座119滑动贯穿连接，所述接地触座121安装在铝基板101上，所述传动丝杆120一端与三工位机构100连接，另一端贯穿接地触座121并与所述动触头118螺旋连接，所述接地触座121、中间触座119、传动丝杆120、动触头118以及合闸触座117设置为同轴结构，上述结构将断路器组件和三工位组件形成稳固的开关模块，杜绝三工位开关因气箱变形等因素引起的同轴度偏差过大导致的主回路卡滞甚至卡死，断路器组件和三工位组件的机械操作特性不会受后续总装的影响而发生变化，从而提高了操作的可靠性，降低了三工位开关装配的调试困难，在实施过程中，所述动触头118处于中间静止位置时，此时设备处于分闸状态，所述三工位机构100驱动传动丝杆120促使动触头118轴向移动时，设备处于开关切换状态，具体来说，所述动触头118轴向移动至与合闸触座117内腔时，所述合闸触座117与中间触座119导电接触使设备处于合闸状态，所述动触头118轴向移动至接地触座121内腔时，所述接地触座121与中间触座119导电接触使设备处于接地状态，所述三工位机构100通过传动丝杆120进而控制设备的开关状态。

本实施例中，所述三工位机构100通过传动装置为控制设备的开关状态提供动力，具体来说，所述三工位机构100上设置有动杆163，所述传动丝杆120固设有连杆160，所述传动装置包括固设于连杆160上的从动轮161以及固设于动杆163上的主动轮162，所述主动轮162与从动轮161通过皮带或同步带或链条连接，所述不同组的从动轮161间通过皮带或同步带或链条连接，所述三工位机构100驱动主动轮162转动，进而在皮带或同步带或链条作用下，所述从动轮161带动传动丝杆120转动，从而实现对设备开关状态的切换，所述三工位机构100还包括指示组件，所述指示组件包括与动杆163连接的旋转杆170，所述旋转杆170外接转动手柄，所述手柄设置为多圈旋转式结构，所述旋转杆170外侧设置有顺时针及逆时针箭头，箭头方向指示相应的开关状态，根据箭头方向调整手柄的旋转方向，所述指示组件还包括位于旋转杆170一侧的状态指示界面，本实施例中，所述状态指示界面包括两组，分别对应隔离开关和接地开关的状态指示，表示合闸和分闸状态。

如图1-2、5-7所示，所述散热装置包括两部分，其一是增加外部的设备进行散热，本实施例中采用散热器114进行散热，所述散热器114密封安装于气箱103上，同时作为一个整体与开关模块连接，所述散热器114与位于安装腔150内部的固封极柱111之间连接有导热缓冲垫112，所述导热缓冲垫112材质采用硅橡胶、三元乙丙橡胶或具有合适弹性和导热性能的功能橡胶材料，所述导热缓冲垫112设置有合适的压缩量，保证所连接结构搭接面接触可靠，导热路径连续，所述导热缓冲垫112中心位置设置有凸起，所述固封极柱111上固设有相配的孔装结构，通过凸起和孔装结构的安装实现导热缓冲垫112与固封极柱111的固定连接，所述导热缓冲垫112对气箱和真空断路器之间例如因温度条件变化、焊接变形、装配变形产生的相对运动进行补偿；其二是对自身设备进行改进增加散热通道，本实施例中，所述气箱103左右侧板对称设置有内凹的拔风腔155，开关柜并柜时在两组气箱间设置一定的间隙与侧板上的拔风腔155形成整个侧板的拔风通道，当开关柜的载流回路长期通过工作电流时，会引起发热，根据热气流上升的原理，可以使气箱的温度分布趋向均匀，充分利用整个气箱向外散热，同时固封极柱后端及侧面分别与散热器及侧板形成的热量传导路径可以更多地将热量传递到散热器和气箱表面，更有效地利用散热器及气箱表面的散热作用，从而提高设备的散热效果。

在其他实施例中，所述上连接铜排116和合闸触座117可采用相同的结构和尺寸。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。