一种用于不停电扩建的隔离开关的制作方法

1.本实用新型属于高压开关技术领域，尤其是涉及一种用于不停电扩建的隔离开关。


背景技术：

2.为降低基建成本及运维成本，gis设备是指“气体绝缘金属封闭开关设备”，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，目前gis产品一般都是分期建设。gis产品在一期建设时，有预留的扩建接口。按照国网十八项反措文件要求，对于计划扩建的间隔，应将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。因此，一期设备预留的扩建接口都包含主母线及常规的隔离开关和接地开关等设备，在二期扩建时，扩建单元与运行母线之间仅有一个隔离开关。当隔离开关处于分闸位置时，在动触头与静触头之间形成一个断口，实现内部电气绝缘。然而，隔离开关只能实现对接工作面与带电运行的母线之间有单个隔离断口，此时一旦发成从带电运行部位至对接部位的断口击穿，可能会对施工人员造成人身伤害；因此目前常规预留间隔扩建时，都是将原运行母线停电。另外，随着电网负荷的不断增加，导致gis设备的扩建工程也在逐渐增加，但每个预留间隔的扩建都会导致gis整条运行母线的停电，必然会导致电网质量下降以及运行成本的增加，因此，需要一种能在不停电的情况下实现扩建的隔离开关。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于不停电扩建的隔离开关，以解决能在不停电的情况下实现扩建的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种用于不停电扩建的隔离开关，包括：
6.隔离本体，所述隔离本体分别与操动机构、可拆卸结构相连接，所述隔离本体内部用于放置三相开关；
7.操动机构，所述操动机构安装至所述隔离本体顶部，所述操动机构用于实现隔离开关的分合操作；
8.可拆卸结构，所述可拆卸结构安装至所述隔离本体一侧；
9.所述隔离本体内部设有隔离断口a1，所述可拆卸结构内部设有可拆卸断口b1，隔离断口a1与可拆卸断口b1串联布置且相互独立。
10.进一步的，所述隔离本体包括本体壳体、三相开关、轴密封件、绝缘传动轴，所述本体壳体内部安装有三相开关，三相开关之间通过绝缘传动轴相连，所述绝缘传动轴一端连接至轴密封件一端，所述轴密封件另一端穿过本体壳体内壁连接至操动机构的输出轴。
11.进一步的，所述本体壳体内部设有第一密封压力气室。
12.进一步的，所述三相开关的每相开关分别包括动触头单元、静触头和支撑件，所述动触头单元安装至本体壳体内部，所述动触头单元一侧设有静触头，所述动触头单元另一
侧设有支撑件，所述静触头、支撑件均安装至本体壳体内壁。
13.进一步的，所述动触头单元包括齿轮、齿条、动触头杆，所述齿轮安装至绝缘传动轴，所述齿轮一侧啮合传动至齿条，所述齿条安装至动触头杆，所述动触头杆的轴心方向与静触头的中心线处于同一轴线上。
14.进一步的，所述隔离断口a1的长度为60mm。
15.进一步的，所述可拆卸结构包括可拆卸外壳、密封盖板、可拆卸导体、固定导体和定位销，所述可拆卸外壳安装至本体壳体一侧，所述可拆卸外壳上方安装密封盖板，所述可拆卸外壳内壁一侧安装固定导体，所述固定导体与支撑件结构相同，且二者对称设置，所述固定导体一侧通过定位销安装至可拆卸导体，所述可拆卸导体可拆卸安装至可拆卸外壳内壁。
16.进一步的，所述可拆卸外壳内部设有第二密封压力气室。
17.进一步的，所述可拆卸外壳上方开设手孔，手孔上安装有密封盖板。
18.进一步的，所述可拆卸断口b1的长度为160mm。
19.相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于不停电扩建的隔离开关具有以下优势：
20.(1)本实用新型所述的一种用于不停电扩建的隔离开关，采用本隔离开关的gis预留间隔在扩建二期设备的全过程当中(安装对接过程和交接试验过程)，均没有停电，保证了变电站正常运行，具体的，本实用新型的隔离开关在gis扩建时，能够在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置且相互独立的断口，一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的断口，而靠近停电侧的断口不会被击穿；而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地，即使一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响，从而最大限度的保证施工人员以及带电运行设备的安全。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例所述的整体结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例所述的整体结构横剖示意图；
24.图3为本实用新型实施例所述的整体结构竖剖示意图；
25.图4为本实用新型实施例所述的隔离断口a1与可拆卸断口b1示意图；
26.图5为本实用新型实施例所述的本结构的使用位置示意图。
27.附图标记说明：
28.1、隔离本体；11、本体壳体；12、三相开关；121、动触头单元；1211、齿轮；1212、齿条；1213、动触头杆；122、静触头；123、支撑件；13、轴密封件；14、绝缘传动轴；15、第一密封压力气室；2、操动机构；3、可拆卸结构；31、可拆卸外壳；311、手孔；32、密封盖板；33、可拆卸导体；34、固定导体；35、定位销；36、第二密封压力气室；4、下母；5、上母；6、接地开关。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
33.本实用新型为一种用于不停电扩建的带可拆卸断口的隔离开关结构，如图1所示，隔离开关包括隔离本体1、操动机构2以及可拆卸结构3，隔离本体1为三相共箱结构，三相开关12均置于同一个本体壳体11内部。本体壳体11内部为第一密封压力气室15，产品运行时，充入额定气压的sf6气体。隔离本体1通过本体壳体11上的轴密封件13与操动机构2相连。每相开关包含动触头单元121、静触头122，以及相关的支撑件123，三相开关12之间通过绝缘传动轴14相连，保证三相开关12之间传动的同期性。操动机构2为现有技术，采用现有的铸造金属外壳结构，且操动机构2使用金属盖板密封，保证产品的防水防尘要求，操动机构2内部主要包括现有的电动机、机芯以及控制组件，控制组件控制电动机的启动以及信号的传输，电动机为本隔离开关分合操作提供所需的动力。操动机构2通过机构外壳固定在本体壳体11上，并通过输出轴与本体壳体11上的轴密封件13相连，轴密封件13能够转动，同时与本体壳体11之间形成气密性，保证本体壳体11内sf6气体压力的稳定。操动机构2操动时，带动输出轴旋转，从而带动绝缘传动轴14旋转，以实现隔离开关的分合操作。可拆卸结构3固定在隔离开关的支撑件123一侧，独立于隔离开关的第一密封压力气室15。
34.本实用新型技术主要解决的技术问题是提供一种结构合理、绝缘性能稳定、能够在不停电的情况下实现预留间隔扩建的一种隔离开关结构。此种结构已经通过西安高压电器设备研究所相关绝缘、温升、动热稳定的所有试验项目。取得了相关的试验项目合格通过的证书。现在已有多个工程在国家电网相关项目中已经投入运行，如国赣天玉、国赣汪家等。
35.本实用新型与现有技术不同之处在于：
36.本实用新型的隔离开关使gis扩建时，在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置且相互独立的断口，一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的断口，而靠近停电侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接
地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从带电运行部位到停电对接部位的断口击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。
37.同时在gis扩建设备的现场交接试验时，能够在二期扩建设备与带电运行设备之间形成两个串联布置的隔离断口，一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，只会击穿靠近试验侧的断口，而靠近带电运行侧的断口不会被击穿。而且，配合所设置的接地开关，当断口一侧带电，另一侧可利用接地开关将本侧设备接地。即使一旦发生从试验部位到带电运行部位的断口击穿时，产生的击穿电流直接通过接地开关接地释放，不会对另一个断口造成影响。从而保证带电运行设备的安全。
38.如图2所示，隔离开关的每相开关均包含动触头单元121、静触头122以及相关的支撑件123。动触头单元121与静触头122通过分合形成一个隔离断口a1，另外，在动触头单元121的支撑件123侧增设一个可拆卸断口b1。两个断口相对独立，互不受影响。隔离断口a1的分合实现方式为：操动机构2动作时，先带动操动机构2输出轴转动，输出转矩(具体的，当隔离开关需要分合时，操动机构2内部的电动机首先启动，通过机芯的传动，经电动机输出的转矩传导至操动机构2的输出轴，输出转矩)，从而带动与其相连的本体壳体11的轴密封件13及绝缘传动轴14转动。然后，绝缘传动轴14带动动触头单元121内部的齿轮1211转动，操动机构2的输出轴与轴密封件13之间、轴密封件13与绝缘传动轴14之间、绝缘传动轴14与齿轮1211之间都是通过同规格的花键配合，实现转矩的传动；齿轮1211与固定在动触头杆1213上的齿条1212相互啮合，通过齿轮齿条配合，将齿轮1211的转动转化成齿条1212的直动，从而实现动触头杆1213的直动滑动，实现隔离断口a1的分合。隔离断口a1的距离为60mm。
39.可拆卸断口b1在支撑件123一侧，也置于独立的壳体之内，形成第二密封压力气室36，但独立于隔离开关的第一密封压力气室15。将两个断口分成两个独立的、互不受影响的气室，主要是方便工程现场的气体处理，减少回收气体的工作量。可拆卸结构3的可拆卸外壳31上带手孔311，产品运行时，手孔311处安装密封盖板32，通过密封盖板32充入额定气压的sf6气体，形成第二密封压力气室36。当需要使用可拆卸断口b1时，首先将气体回收，将密封盖板32拆除，即可通过手孔311处拆卸内部导体，以形成独立断口(可拆卸断口b1)；可拆卸导体33与固定导体34之间通过单颗m16螺钉连接，保证两者之间的接触电阻，同时相比较常规部位的3颗m12螺栓的连接，使用单颗m16螺栓也更方便拆卸，为了防止单颗m16螺栓紧固时带动可拆卸导体33转动，在可拆卸导体33与固定导体34之间增加定位销35，定位销35不仅能够在紧固m16螺栓时防止可拆卸导体33转动，同时还能起到可拆卸导体33与固定导体34之间定位对中的作用。可拆卸断口b1的距离不受操动机构2行程的限制，可自由设定可拆卸断口b1的距离，参考现有结构及电场计算，并考虑产品的经济性，取可拆卸断口b1的距离为160mm。可拆卸断口b1使用完毕后，再通过此手孔311回装内部导体，恢复密封盖板32的安装，最后向第二密封压力气室36充入额定气压的sf6气体，设备恢复至正常运行的形态。如图3-图4所示。
40.如图5所示为本隔离开关使用位置，虚线框内为一期预留结构，框外为二期扩建新增的设备。
41.当需要扩建二期设备时，先将下母4带电、上母5不带电；并将隔离断口a2分闸、隔
离断口a1分闸，接地开关6合闸，此时在带电侧与需要对接的工作面间形成第一个断口(隔离断口a1)，然后通过下母线的手孔拆除可拆卸断口b1，则会在带电侧与需要对接的工作面间形成第二个断口(可拆卸断口b1)；而且，隔离断口a1断口与可拆卸断口b1之间的部位是通过接地开关6刀闸接地。由于上母5不带电，可拆卸断口b2可以不拆除。此时即可开始二期设备的对接，且变电站的下母4是带电运行，在带电运行部位与对接作业面之间有两个串联布置的隔离断口(隔离断口a1和可拆卸断口b1)。当二期设备对接过程中，一旦发生下母线与停电对接部位的断口击穿时，只会击穿靠近带电侧的隔离断口a1断口，而靠近停电侧的可拆卸断口b1不会被击穿。而且，由于接地开关6已经接地，即使隔离断口a1断口被击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关6接地释放，不会对可拆卸断口b1造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。
42.二期设备对接完成之后就需要单独对新安装的设备进行工频耐电压试验，此时仍是下母4带电、上母5不带电；并且隔离2分闸、隔离断口a1分闸，接地开关6合闸，可拆卸断口b1为断开状态。对新安装的设备进行工频耐电压试验时，下母4是带电运行状态，在带电母线与试验单元之间有两个串联布置的隔离断口(隔离断口a1和可拆卸断口b1)。当耐电压试验过程中，一旦发生试验单元与带电运行部位的断口击穿时，只会击穿靠近试验单元的可拆卸断口b1，而靠近带电运行母线侧的隔离断口1不会被击穿。而且，由于接地开关6已经接地，即使可拆卸断口b1被击穿，产生的击穿电流直接通过接地开关6接地释放，不会对隔离断口1造成影响。从而最大限度的保证施工人员安全。
43.当现场试验完成后，进行倒闸操作，将下母4不带电、上母5带电；并将隔离2分闸、隔离断口a1分闸，接地开关6合闸，且将断路器分闸；在此形态下，即可通过手孔将可拆卸断口b1回装至运行形态，随后，断路器、隔离断口a1、接地开关6和隔离2均按照变电站的实际工况调整至相应状态。
44.通过上述分析可知，采用此种隔离开关的gis预留间隔在扩建二期设备的全过程当中(安装对接过程和交接试验过程)，均没有停电，保证了变电站正常运行。并且耐压试验范围包含了所有新安装的二期设备，实现耐压试验范围全覆盖、无盲区。
45.本设计旨在满足国网公司提出的gis预留间隔在二期扩建安装及现场交接试验全过程不停电的要求。原有单断口隔离开关的设计已不满足需要，设计出一种结构合理、性能稳定、制造成本低、安装便捷、运行安全可靠的产品，以技术服务社会，满足国家电网对产品的要求。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。