一种开关柜的制作方法

1.本发明涉及一种开关柜，属于气体绝缘开关设备技术领域。


背景技术：

2.柜式气体绝缘金属封闭开关设备(c-gis)是集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品，具有体积小、重量轻、安全性强、可靠性高与适应恶劣环境的特点，在高电压输配送领域运用广泛。
3.电压互感器是c-gis中重要的组成部分，在c-gis中主要起到检测母线电压、功率和电能的作用，以便及时了解设备运行情况。同时，如遇线路发生故障，也可以对设备贵重结构进行保护，减小经济损失。所以在使用过程中及时对其维护、检测与检修并保障其正常工作就显得格外重要。现有技术中，柜式气体绝缘金属封闭开关设备(c-gis)上的母线腔室与电压互感器为联通的通路，缺少隔离装置。在电压互感器发生故障需要维修或进行正常检修时，为保障维修人员的安全，必须将主电路断开，从而会造成整个回路断电，进而影响整个电压输配送系统的运行，造成极大的经济损失。
4.公告号为cn208316171u、公告日期为2019.01.01的中国实用新型专利公开了一种母线隔离室组件及配电设备。其中，母线隔离室组件包括电压互感器隔离室与母线隔离室两部分，该母线隔离室组件可通过电压互感器隔离室中的电压互感器组件，使电压互感器在检修过程中不必断开主线路，即可建立可靠的绝缘间隙，保证了电压输配送系统的正常运行。但其电压互感器隔离室、母线隔离室分体设置，一方面极大的增加了设备的体积，另一方面也使控制电压互感器接地、合闸的第一传动输入接头和控制主线路开合的第二传动输入接头分别位于母线隔离室组件上的不同侧壁上，操作较为繁琐，影响了工作效率，同时也限制了设备的布置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种开关柜，用来解决开关柜的电压互感器隔离室、母线隔离室分体设置而造成的开关柜体积过大、操作不便的问题。
6.为实现上述目的，本发明中的采用如下技术方案：
7.一种开关柜，包括柜体，柜体内具有母线腔室，柜体内安装有三相进线套管以及三相电压互感器，进线套管上在母线腔室内的一端连接有母线排，母线排上连接有母线静触头，电压互感器在母线腔室内的一端连接有互感器静触头，母线腔室内固定安装有接地静触头且活动安装有动触头模块，动触头模块有三个，动触头模块在其运动行程内具有导通对应互感器静触头与母线静触头、断开对应互感器静触头和接地静触头的工作位，以及导通对应互感器静触头和接地静触头、断开对应互感器静触头与母线静触头的隔离位，柜体侧壁上安装有可从外侧进行操作的操作输入机构，操作输入机构与动触头模块通过传动结构传动连接，而实现动触头模块在工作位和隔离位之间切换。母线腔室内设置有对应于每一相进线套管与电压互感器的三工位开关，三工位开关具有传动连接于三工位开关动触头
的操作端，操作端安装于柜体侧壁上且从柜体外侧露出，操作输入机构与操作端处于同一柜体侧壁上。
8.上述技术方案的有益效果在于：将导通互感器静触头与母线静触头、断开对应互感器静触头和接地静触头的工作位，以及导通对应互感器静触头和接地静触头、断开对应互感器静触头与母线静触头的隔离位一同集成于母线腔室内部且位于动触头模块的行程内，最大化的利用了母线腔室内部的空间，达到了缩小开关柜体积的效果，同时操作输入机构与操作端位于同一腔壁上，可使开关柜操作更加便捷，提升了工作效率，同时也使开关柜布置更加灵活便捷。
9.进一步地，三个电压互感器在母线腔室的前后方向并列布置，进线套管与对应的电压互感器在左右方向上位置对应，三个进线套管在前后方向左右错开，三个三工位开关与对应的进线套管在上下方向上位置对应，母线排为l形，水平部分连接进线套管，竖直部分连接三工位开关，母线静触头连接于竖直部分上，且与互感器静触头在左右方向上位置对应。
10.上述技术方案的有益效果在于：使开关柜内构件布置更加规整，最大化利用了母线腔室腔体内部空间，同时母线排竖直部分设置母线静触头，且与互感器静触头在左右方向上位置对应，使母线静触头与互感器静触头间导通更为便利，动触头组结构构架简约，方便加工提升了经济效益。
11.进一步地，接地静触头与对应的互感器静触头在上下方向位置对应，母线静触头、互感器静触头与接地静触头呈三角形布置，动触头模块转动安装在母线腔室内，传动结构带动动触头模块转动动作以实现两个工位之间的切换。
12.上述技术方案的有益效果在于：合理利用了母线腔室内有限的安装空间，将母线静触头、互感器静触头与接地静触头集中在直角三角区域内，进而使母线腔室内线路走向、设备安装更为规整，不用额外增加设备体积，节省制造成本，有着良好的经济效益。
13.进一步地，操作输入机构处于操作端的上侧，所述传动结构为左右延伸的传动四连杆，操作输入机构安装于左侧腔壁上，且为换向传动结构。
14.上述技术方案的有益效果在于：一方面，四连杆结构简单、易加工，降低了制造成本；另一方面，操作输入机构为换向传动结构，保证了操作输入机构与操作端位于母线腔室同一侧壁上，进一步使开关柜布置更加灵活，操作更加便捷。从总体上看，既方便使用，也提升了经济效益。
15.进一步地，传动四连杆的输出端传动连接有转动主轴，三个动触头模块均安装在转动主轴上，且被转动主轴带动而同步动作。
16.上述技术方案的有益效果在于：将三个动触头模块在主轴上并列布置，合理利用了母线腔室内的内部空间，同时减少了传动机构设置数量，进一步达到了缩小了开关柜体积的效果。同时传动四连杆带动三个动触头模块一同转动，实现动触头模块在工作位与隔离位之间的切换，也使得操作更加简单便捷，保证了电压互感器在维护时不影响送电系统正常运行，同时提升了经济效益。
17.进一步地，动触头模块包括与传动结构连接的转动连接板，转动连接板上活动安装有相对布置的两动触头，转动连接板上安装有提供给动触头弹性力以保证与相应静触头压紧的压紧弹性件。
18.上述技术方案的有益效果在于：通过转动连接板实现动触头进行转动并与对应的静触头，同时在压紧弹性件的弹力作用下使动触头与相应静触头连接时刻保持紧密，以此保证了动触头与对应静触头间线路的稳定，提升了开关柜的可靠性。
19.进一步地，动触头转动安装在转动连接板上，三个静触头上分别具有接触段，三个接触段平行布置，互感器静触头接触段的接触面面向动触头模块，两个动触头为条形结构且处于同一直线上，所述压紧弹性件为扭簧。
20.上述技术方案的有益效果在于：一方面，扭簧具有弹性高、复位能力强的特点；另一方面，三个静触头上分别具有接触段，三个接触段平行布置，互感器静触头接触段的接触面面向动触头模块，保证了动触头与对应的静触头接触时，弹力方向朝向静触头接触面。两方面共同作用，使动触头与对应的静触头时刻保持紧贴，保证线路的稳定，提升了开关柜的可靠性。同时，扭簧加工便利、制作工艺成熟、易获取，有利于节约成本，提升了经济效益。
21.进一步地，动触头通过压缩弹簧连接在转动连接板上，三个静触头上分别具有接触段，三个接触段平行布置，互感器静触头接触段的接触面面向动触头模块，两个压缩弹簧处于同一直线上，两动触头分别连接在两压缩弹簧的相背端，以在与对应静触头接触时，通过压缩弹簧弯曲变形以及在轴向上的压缩变形实现压紧。
22.上述技术方案的有益效果在于：压缩弹簧加工便利、制作工艺成熟、易获取，有利于节约成本，提升了经济效益。动触头通过压缩弹簧连接在转动连接板上，可以降低静触头定位难度，通过直接调整压缩弹簧长度，即可使两个动触头间距离与对应的静触头间的距离相适配，进一步降低了生产成本，提升了经济效益。同时，三个静触头上分别具有接触段，三个接触段平行布置，互感器静触头接触段的接触面面向动触头模块，保证了动触头与对应的静触头接触时，压缩弹簧弯曲变形以及在轴向上的压缩变形产生的弹力方向始终朝向静触头接触面，使动触头与对应的静触头时刻保持紧贴，保证线路的稳定，提升了开关柜的可靠性。
23.进一步地，动触头模块包括转动连接板以及活动安装在转动连接板上的两个动触头，两个动触头分别与对应的两个静触头接触，转动连接板上安装有提供给两个动触头弹性力以保证动触头与相应的静触头压紧的压紧弹性件，或者动触头为弹片式动触头。
24.上述技术方案的有益效果在于：通过借助压紧弹性件或弹片式动触头的弹力，使动触头与对应的静触头连接时刻保持紧密，保证了线路的稳定，提升了开关柜的可靠性。
附图说明
25.图1为本发明中开关柜的实施例1中动触头模块处于工作位的结构示意图；
26.图2为本发明中开关柜的实施例1中动触头模块处于隔离位的结构示意图；
27.图3为本发明中开关柜的实施例1中动触头模块的结构示意图；
28.图4为本发明中开关柜的实施例1与实施例2中操作输入结构示意图；
29.图5为本发明中开关柜的实施例1与实施例2中操作输入结构中锥齿轮组锥齿轮咬合端结构示意图；
30.图6为本发明中开关柜的实施例2中动触头模块处于工作位的结构示意图；
31.图7为本发明中开关柜的实施例2中动触头模块处于隔离位的结构示意图；
32.图8为本发明中开关柜的实施例2中动触头模块的结构示意图。
33.图中：1、柜体；2、母线腔室；3、母线；4、进线套管；5、电压互感器；6、固定支架；7、三工位开关；8、三工位开关操作端；9、母线排；10母线静触头；11、互感器静触头；12、接地静触头；13、动触头模块；14、锥齿轮组固定件；15、输入轴；16、输出轴；17、主动曲柄；18、传动杆；19、从动曲柄；20、锥齿轮盒；131、动刀片；132、扭簧；133、旋转连接板；134、固定块；135、动刀片螺栓；136、挡销；137、固定支点；138、弹簧动触头；139、压缩弹簧；140、固定平垫；141、弹簧动触头螺栓；142、弹簧固定板；143、均压块；144、导线。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步地详细描述。
38.本发明中的开关柜的实施例1：
39.开关柜的实施例1，如图1-5所示，包括柜体1，柜体1内具有母线腔室2，母线腔室2的腔壁上安装有三相进线套管4以及与三相进线套管4对应的三相电压互感器5，进线套管4的处于母线腔室2内侧的一端连接有母线排9，电压互感器5的一端伸入母线腔室2内，母线排9上连接有母线静触头10，电压互感器5的伸入母线腔室2内的一端连接有互感器静触头11，母线腔室2内设置有安装在与三相进线套管4对应的三相接地装置上的接地静触头12，母线腔室2内还活动安装有动触头模块13，动触头模块13有三个且分别与三相进线套管4对应，动触头模块13在其运动行程内具有导通互感器静触头11与母线静触头10、断开互感器静触头11和接地静触头12的工作位，以及导通互感器静触头11和接地静触头12、断开互感器静触头11与母线静触头10的隔离位，母线腔室2的腔壁上安装有可从外侧进行操作的操作输入机构，操作输入机构与动触头模块13通过传动四连杆传动连接，而在通过操作输入结构输入动力时，实现动触头模块13在工作位和隔离位之间切换。
40.进线套管4以及电压互感器5安装在母线腔室2的上侧腔壁上，三个电压互感器5在母线腔室2右侧的前后方向并列布置，三个进线套管4与各自对应的电压互感器5在左右方向上位置对应，且三个进线套管4在前后方向上左右错开。母线室腔室2内设置有对应与每一相进线套管4与电压互感器5的三个三工位开关7，三工位开关7具有传动连接于三工位开
关动触头的三工位开关操作端8，三工位开关操作端8安装于背离电压互感器5一端的母线腔室2的腔壁上，且从腔壁一侧漏出。母线排9包括三个并且为l型，水平部分连接各自对应的进线套管4，竖直部分连接各自对应的三工位开关7。
41.操作输入机构为锥齿轮组构成的转向传动结构，锥齿轮组包括锥齿轮组固定件14、输入轴15、输出轴16与锥齿轮盒20。锥齿轮组固定件14包括水平方向设置的u型板以及设置在u型板纵向底部一侧的底板。锥齿轮组通过锥齿轮组固定件14固定在柜体1内侧壁上，输入轴15与输出轴16的锥齿轮端处于锥齿轮盒20内部并相互咬合实现转向传力，锥齿轮盒20固定在锥齿轮组固定件14的底板上。其中，输入轴15转轴端穿过锥齿轮盒20、锥齿轮组固定件14以及柜体1伸出柜体1外部，且与三相开关操作端8处于柜体1同一侧面，输出轴16转轴端穿过锥齿轮盒20和锥齿轮组固定件14并与传动四连杆连接。传动四连杆包括主动曲柄17、传动杆18与从动曲柄19，传动杆18的两端分别安装有主动曲柄17与从动曲柄19，主动曲柄17与输出轴16转轴端连接，从动曲柄19的转动主轴穿过固定支架6与三个动触头模块13实现连接，简化了开关柜内部结构，方便操作，使用一套操作输入机构以及传动四连杆即可实现多个动触头模块13同时在工作位和隔离位之间切换。
42.母线静触头10、互感器静触头11与接地静触头12均包括三个。其中，母线静触头10分别连接在对应的母线排9的竖直部分。互感器静触头11与各自对应的母线静触头10在左右方向上位置对应，接地静触头12与各自对应的互感器静触头11在上下方向上位置对应，最终母线静触头10、互感器静触头11与接地静触头12呈直角三角形布置。母线静触头10、互感器静触头11与接地静触头12上分别具有接触段，三个接触段平行布置，互感器静触头接触段的接触面面向动触头模块13，且母线静触头10、互感器静触头11与接地静触头12的接触段与以从动曲柄19的转动主轴为圆心、从动曲柄19的转动主轴至动触头端部距离为半径的圆形区域的切线相交或重合，确保动触头模块13上的动触头能与对应的静触头贴合接触。
43.动触头模块13包括转动连接板133、动刀片131、扭簧132以及固定块134。转动连接板133呈三角形且其一端与从动曲柄19转动主轴连接，以实现动触头模块13随传动四连杆转动。转动连接板133另外两端各开设有一处孔洞，动刀片螺栓135穿过动刀片131以及转动连接板133后旋拧至固定块134对应的螺孔内，将两片动刀片131分别安装在转动连接板133两端，动刀片131可以动刀片螺栓135为圆心双向旋转。扭簧132包括两个，分别穿套在两动刀片螺栓135上且位于动刀片131与转动连接板133之间。转动连接板133安装动刀片131的两端各设有一处固定支点137，动刀片131上也还设有可随动刀片131转动的挡销136，扭簧132的一端搭接在挡销136上，另一端搭接在固定支点137上。这样在传动四连杆带动动触头模块13转动进行两个工位之间的切换时，动刀片131在复位力的作用下将始终与对应的静触头保持紧密贴合。
44.本实发明中的开关柜的实施例2：
45.开关柜的实施例2，如图4-8所示，实施例2中与实施例1的不同之处在于：动触头模块13包括连接板133、弹簧动触头138、压缩弹簧139、弹簧固定板142以及均压块143。转动连接板133为等腰梯形板且其较短的底边一端与从动曲柄19转动主轴连接，以实现动触头模块13随传动四连杆转动。弹簧固定板142的两端各安装有一条压缩弹簧139，两条压缩弹簧139相背延伸且处于同一条直线上，压缩弹簧139的背离弹簧固定板142的一端均安装有固
定平垫140，弹簧动触头螺栓141穿过固定平垫140将弹簧动触头138固定在压缩弹簧139上，两端弹簧动触头138通过穿过压缩弹簧139以及弹簧固定板142的导线144实现连通。弹簧固定板142通过均压块143固定在旋转连接板133较长底边的一端。这样在旋转连接板133转动并带动两端弹簧动触头138移动时，两端弹簧动触头138与对应静触头接触时，可通过压缩弹簧139的弯曲变形以及在轴向上的压缩变形时刻保持接触面压紧。当然，此时也可降低母线静触头10、互感器静触头11与接地静触头12的定位难度，通过调节压缩弹簧139的长度，使两个弹簧动触头138与对应的静触头相适配以保证贴合。
46.本实发明中的开关柜的实施例3：
47.实施例3中与实施例1的不同之处在于：母线静触头、互感器静触头与接地静触头从左到右依次处于同一水平面上。此时，动触头模块为板状结构，包括滑动板、动触头与压缩弹簧。滑动板水平安装在导轨上。在滑动板左端连接有推拉杆并伸出开关柜柜体。两条压缩弹簧分别固定在滑动板两端朝向静触头的一侧，并通过端部与滑动板固定。两动触头分别安装于压缩弹簧背离滑动板的一端，且两动触头间间距等于母线静触头与互感器静触头、互感器静触头与接地静触头间的间距。动触头模块通过导轨进行水平滑动，实现在两个工位之间的切换，并借由压缩弹簧保证动触头与对顶静触头贴合紧密。其他部位不需要进行调整。
48.本实发明中的开关柜的实施例4：
49.实施例4中与实施例1的不同之处在于：三个电压互感器在母线腔室右侧的前后方向并列布置，三个进线套管与各自对应的电压互感器在左右方向上位置对应，且三个进线套管在前后方向上并列布置。母线腔室内与进线套管对应的母线排为u形，水平部分连接进线套管，左侧竖直部分连接三工位开关，右侧竖直部分连接母线静触头。其他部位不需要进行调整。
50.本实发明中的开关柜的实施例5：
51.实施例5中与实施例1的不同之处在于：操作输入机构为推拉杆件，传动结构为安装在水平导轨上的传动杆件，传动杆件上部设有齿条。动触头模块安装在转动主轴上，转动主轴的端部穿过固定支架并在端部安装有与传动杆件的齿条啮合的齿轮。操作时，通过推拉杆件带动传动杆运动，进而使齿轮带动转动主轴上的动触头模块转动。此时不需设置换向传动结构即可实现操作输入机构与操作端处于柜体同一侧壁上。其他部位不需要进行调整。
52.本实发明中的开关柜的实施例6：
53.实施例6中与实施例1的不同之处在于：转动连接板上两端的动触头为可双向转动的动刀片，动刀片固定在转动连接盘上的一端设置有凸轮，凸轮设置在背向动刀片与对应静触头接触面的一侧。转动连接盘上设置有弹性片，弹性片与凸轮贴合，动刀片与对应静触头贴合时，弹性片发生变形，并对凸轮施加弹性力，使动刀片与对应静触头保持紧贴。
54.本实发明中的开关柜的实施例7：
55.实施例7中与实施例1的不同之处在于：转动连接板上两端的动触头为弹片式动触头，弹片式动触头端部与对应静触头贴合时可产生面向对应静触头的弹性力，保证其与对应静触头的紧贴。
56.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范
围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。