CN103137371B - 接地开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接地开关装置，其可在分闸状态和合闸状态之间转换并包括：底架(1)；至少一对静触头(2)和动触头(3)；可转动安装在该底架(1)上的主轴(4)；拐臂件(7)，用于将所述动触头(3)固定安装在该主轴(4)上；屏蔽件(6)，该屏蔽件的形状和/或布置允许在该接地开关装置处于分闸状态时相对于所述静触头至少遮蔽该拐臂件(7)。这种接地开关装置可至少消除静触头和拐臂件之间的尖端电场，提高接地开关装置的电场均匀性。

Description

接地开关装置

技术领域

本发明涉及户内高压交流接地开关领域，尤其涉及电场更均匀的接地开关装置。

背景技术

配电柜是用来接通、断开和保护供电线路并与继电保护配合实现切断故障线路的设备。配电柜内通常装配有接地开关，当供电线路或设备出现故障以及在正常的检修时，必须将接地开关合闸，从而保证人身安全。在供电线路中，只有在接地开关合闸后才认为是安全的。

现有技术中，尽管已知的接地开关能够正确执行所需的功能，但仍然存在缺点和需要改进的地方。实际上在很多情形中，它们具有不适用于确保接地开关最优化功能的结构。例如，现有的一些户内高压交流接地开关装置存在电场不均匀，导致尖端放电现象，这尤其是因为拐臂件在分闸状态下面向静触头的一端具有尖端结构所造成的。而且，在现有的接地开关装置中，如果底架件具有薄壁结构，则其也容易导致在分闸时产生静触头针对该薄壁结构的尖端电场，由此减弱了电场均匀性。

因此，当前对电场均匀性、结构紧凑性且耐压水平提高的接地开关装置存在需要。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电场均匀的接地开关装置，其能在分闸时消除至少在拐臂件与静触头之间所产生的尖端电场。

为实现上述目的，本发明提供一种接地开关装置，其可在分闸状态和合闸状态之间转换，且包括：底架；至少一对静触头和动触头；可转动安装在该底架上的主轴；拐臂件，用于将动触头固定安装在该主轴上，其中，该接地开关装置还包括屏蔽件，该屏蔽件的形状和/或布置允许在该接地开关装置处于分闸状态时相对于该静触头遮蔽该拐臂件，由此避免在分闸状态下至少在该静触头和该拐臂件之间产生的尖端电场，从而提高该接地开关装置的耐压水平。

按照本发明的一个优选方案，该屏蔽件被构造成U型板，该U型板具有底板和两个侧板并且配置成当该接地开关装置处于分闸状态时该底板的外表面朝向该静触头，而拐臂件位于U型板的两个侧板之间。应当理解，屏蔽件也可以具有其它结构形式，只要其朝向静触头的部分能够相对于静触头遮蔽住拐臂件即可。

按照本发明的一个方案，接地开关装置为适用于三相交流的接地开关，其为此包括三对静触头和动触头，其中，该底架可包括布置成分别靠近三个动触头中的至少两个动触头布置的至少两个底架单元，各底架单元包括布置在拐臂件两侧的第一底架件和第二底架件，第一底架件和第二底架件均具有基板，在该基板的一端设有适于该主轴穿过的开孔，并且该基本的该端具有弯折部，该弯折部构造成其在该接地开关装置处于分闸状态时以其外侧面朝向所述静触头。本领域技术人员应当明白，本发明中的底架并不局限于这种结构，只要该底架的朝向静触头的一侧的边缘具有较大的表面以免产生尖端电场即可。

在本发明的一个优选方案中，第一底架件和第二底架件在结构上是相互轴向对称的，并且对称布置在拐臂件的两侧，该弯折部有利地垂直于该基板延伸。弯折部在主轴轴线方向上的延伸长度为20mm至30mm。

按照本发明的一个优选方案，该底架包括布置成分别靠近在三个动触头中位于两侧的两个动触头布置的两个底架单元。本领域技术人员应当明白，对于适用于三相交流的接地开关装置来说，底架具有一个底架单元，或者三个底架单元也是可行的。例如，设置一个底架单元时，该底架单元可靠近中间的动触头布置。

优选的是，每个底架件和每个U型板配置成，当该接地开关装置处于分闸状态时，每个所述底架件的弯折部的面向静触头的外侧面和每个U型板的基板的面向静触头的外侧面处于同一平面内。这样的配置能使接地开关装置的电场更均匀。

为使电场更均匀，在本发明的一个优选方案中，U型板的底板的未与其两侧板相连的两端分别设有朝向U型板的敞开端弯折的延伸部段，所述延伸部段与底板的夹角为155°-165°，优选为160°。有利的是，该延伸部段的长度可以为15mm-25mm，优选为20mm。

按照本发明的一个方案，弯折部沿主轴轴线的方向的长度为20mm-30mm，优选为20mm，而弯折部沿垂直于主轴轴线的方向的长度可选择成与U型板的底板沿垂直于所述主轴的轴线方向的长度基本一致。

为了增加本发明中的接地开关装置的耐压水平，在本发明的一个优选方案中，在每个底架件的弯折部的至少面向所述静触头的外侧面上涂覆有环氧树脂。

根据本发明的一个优选方案，在每个屏蔽件例如U型板的底板的至少面向所述静触头的外侧面上，涂覆有环氧树脂。

在一个更优选的方案中，每个底架件的弯折部的至少面向所述静触头的外侧面上和每个屏蔽件如U型板的底板的至少面向所述静触头的外侧面上均涂覆有环氧树脂。本领域普通技术人员应当明白，为了使涂覆的环氧树脂更牢固，而不会在使用一段时间后剥离，可以在涂覆环氧树脂时将环氧树脂的涂覆面积延伸到与弯折部和底板的外侧面相邻接的表面上。在本发明中，环氧树脂可通过加热反复涂刷方式涂覆到相应表面上，涂层厚度一般为1.5mm-2mm。涂覆后耐压等级可增加30kV-40kV。应当理解，其它合适的涂覆方式也是可行的。

在本发明中，和现有技术中的接地开关装置相比，通过在动触头处增设屏蔽件如U型板并且或许还改变接地开关的底架外形即在底架的朝向静触头的一侧增加弯折部，改变并控制动触头处的电场形状，将尖端电场改变成平板电场，起到了均匀电场、提升接地开关装置的绝缘水平和增加耐压水平的作用。更进一步地，通过在底架件的弯折部以及U型板的底板的面向静触头的侧面上涂覆环氧树脂，起到进一步增强绝缘能力和耐压效果的作用。

附图说明

以下将结合附图来详细描述本发明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的接地开关装置的透视图，其中动触头和静触头处于合闸状态；

图2是图1所示的接地开关装置在动触头和静触头处于分闸状态的示意图；

图3是用于根据本发明的接地开关装置的底架和U型板的组合示意图，其中为清楚起见未示出接地开关装置的其它部件。

在本说明书和附图中，以相同的附图标记表示相同的或相似的特征或元件。

附图标记一览表

1-底架；1a-第一底架件；1b-第二底架件；1c-底架件的基板；1d-底架件的弯折部；11-底架件的安装部段；2-静触头；3-动触头；4-主轴；5-弹簧；6-U型板；6a-U型板的底板；6b-U型板的侧板；6c-U型板的延伸部段；7-拐臂件；8-短接套管；9-接地软铜线。

具体实施方式

现参考以下的说明以及附图，详细说明本发明的示范实施例。本申请的附图不完全是按具体实施例的实际尺寸绘制的，在尺寸方面的变化都不应解释为使对本发明的限制。

本说明书中提到具体尺寸范围仅仅是针对现有技术中常用的接地开关装置的示例性范围，但并不构成对本发明的保护范围的限制，根据具体应用场合和需要，可以使用这些数值范围之外的尺寸。

图1示出了根据本发明的接地开关装置的一个示例性实施例的透视图，在这里，动触头3和静触头2如图1所示处于合闸状态。为了清楚起见，在图1中没有绘出用于固定安装静触头2的结构，因为这对本领域普通技术人员来说是公知的，所以，在本文中将不再赘述。另外，在图1所示的实施例中的接地开关装置为分体式接地开关，适合用在三相交流电力***中。虽然如图所示的接地开关装置是水平安装的，但应当理解这种接地开关装置也可竖直安装或倾斜安装，并且与接地开关装置配套的操纵机构应使主轴转动角度不小于95度。

如图1所示，该接地开关装置包括配对的三个静触头2和三个动触头3，即三对静触头和动触头。底架1固定安装在例如开关柜中，一个主轴4可转动安装在底架1上，三个动触头3彼此间隔开地分别通过一个拐臂件7被固定安装在主轴4上从而能随主轴4自由转动，并且通过两条固定在短接套管8端头的铜软线9被接地。但本领域技术人员应当明白，在本申请要应用于单相电流时，接地开关装置可包括一对静触头和动触头，这也在本发明的保护范围之内。

在本发明中，有利的是，接地开关装置还包括屏蔽件6。在这个实施例中，各动触头3处分别设有一屏蔽件6，用于在分闸状态下相对于静触头2遮挡住拐臂件7，以免在分闸状态下在拐臂件和静触头之间产生尖端电场。在本实施例中，屏蔽件6优选呈U型板6的形式，该U型板具有底板6a和两个侧板6b，并且在各侧板上设有开孔，通过所述开孔将U型板固定穿装在主轴4上，从而在合闸操作时U型板6能随主轴4和动触头3一起转动。当安装至主轴4之后，在图2所示的接地开关装置的分闸状态下，底板6a的外侧面朝向静触头4，而拐臂件7位于该U型板的两个侧板6b之间。

但本领域技术人员应当明白，屏蔽件可以具有其它结构形式，只要该屏蔽件的在安装于接地开关装置上时面向静触头的侧面能避免在静触头和拐臂件之间产生尖端电场。例如，代替U型板，屏蔽件可构造成具有底板，而两侧板替换为从底板延伸出去钩形部，该屏蔽件通过钩形部安装例如在主轴上，在此情况下，屏蔽件可通过主轴或在其它部件的带动下转动。另外，虽然在所示出的实施例中该屏蔽件是安装到主轴4，但其它的变型也是可行的，例如屏蔽件可与拐臂件一体制成，或者以任何合适的方式附接至拐臂件，或者以合适的方式附接到接地开关装置的其它部件，这些屏蔽件的形状和/或布置以及安装方式都被本发明的保护范围所涵盖。

在本实施例中，U型板6的底板6a的尺寸如此选择，当该接地开关装置处于分闸状态时，U型板6能相对于静触头4遮挡住拐臂件7，例如底板6a的宽度(即安装之后沿主轴方向的长度)为约46mm到约48mm，长度为约80mm。

在一个更优选的实施例中，在底板6a的、未与其两侧板6b相连的两端分别设有朝向U型板6的敞开端弯折的延伸部段6c，延伸部段6c与底板6a的夹角为155°-165°，优选为160°。延伸部段6c的长度为15mm-25mm。本领域技术人员应当明白，U型板6的敞开端是与底板6a相对的那一端。延伸部段6c被构造成与底板6a平滑过渡并最好在各角处倒圆角，以减小尖端放电现象。

如图3所示，底架1优选包括分别布置在位于两侧的动触头3处的两个底架单元，每个底架单元包括两个底架件。为了便于描述，将这两个底架件分别称为第一底架件1a和第二底架件1b，每个底架件具有长条形的基板1c，基板1c的较宽的一端设有开孔，通过该开孔，主轴2可转动穿装在底架件上。两个底架件最好在结构上是彼此轴向对称的。另外，第一底架件1a和第二底架件1b均具有垂直于基板1c并沿基板1c的纵向从其边缘处垂直延伸出来的安装部段11，各底架件通过该安装部段安装就位到例如开关柜壁上。

如图1所示，在组装好的状态下，拐臂件7和动触头3位于第一底架件1a和第二底架件1b的基板1c之间。此外，在拐臂件7与底架单元之间还设有弹簧5，该弹簧的一端连接到拐臂件7且另一端连接到底架单元，即第一底架件1a和第二底架件1b之间的连接件上。在根据本实施例的接地开关装置中，通过装在底架1上的主轴4和快速弹簧5来传递分闸和合闸过程中的力，从而顺利实现接地开关装置的分闸和合闸。

在接地开关领域一般用到的底架件在安装后面向静触头的一端通常具有较薄的边缘，这容易在静触头和底架件之间产生尖端电场，导致电场不均和尖端放电现象。为了消除上述缺陷，在本发明中，对现有的底架件结构进行改进以控制动触头处的电场形状，即，在底架件1a、1b的基板1c的设有开孔的较宽一端设有弯折部1d，弯折部1d在与设有安装部段11相对的另一边缘垂直于基板1c延伸，从而当该接地开关装置装配好时，弯折部1d靠近静触头并且其外侧面朝向静触头2，并且弯折部1d最好平行于各静触头2所在的平面。在该实施例中，弯折部1d的尺寸选择在要考虑对电场影响的同时，还要考虑容易加工，因此，弯折部1d的延伸长度，即在安装状态下沿主轴4方向的长度为约20mm-约30mm，优选为约25mm。并且弯折部1d优选与基板1c一体制成。底架件的弯折部的高度(即沿基板的纵向的长度)可以选择成与U型板6的底板6a的长度基本一致，或者略小于U型板6的底板6a的长度。为了防止出现尖端放电现象，在弯折部1d与基板1c之间的连接处最好被倒圆角，以实现平滑过渡，并且弯折部的各角处进行倒圆角处理。

如上所述，通过在动触头处增设U型板和在底架件的静触头侧增加弯折部来改变及控制动触头处的电场形状，将尖端电场转换为平板电场，起到均匀电场/提升接地开关装置的绝缘水平和提高耐压水平的作用。

优选的是，在分闸状态下，每个底架件1a、1b的弯折部1d的面向静触头4的外侧面和每个U型板6的基板6a的面向静触头4的外侧面基本上处于同一平面内。

为了进一步增强根据本发明的接地开关装置的绝缘能力和耐压等级，在一个优选的实施例中，在每个底架件的弯折部1d的面向静触头的侧面上，涂覆有环氧树脂。应当理解，为了使涂覆的环氧树脂更牢固，环氧树脂的涂覆面积可以延伸到与弯折部1d的涂覆表面的相邻表面的一部分上。

在另一个优选的实施例中，在每个U型板的底板6a的面向静触头2的侧面上，涂覆有环氧树脂，并且在延伸部段6c的面向静触头的外表面上，也涂覆有环氧树脂。应当理解，为了使涂覆的环氧树脂更牢固，环氧树脂的涂覆面积可以延伸到与底板6a的涂覆表面的相邻表面的一部分上。

在一个更优选的实施例中，每个底架件的弯折部1d的面向静触头2的侧面上，每个U型板的底板6a的面向静触头4的侧面上以及延伸部段6c的面向静触头的侧面上均涂覆有环氧树脂。

在本发明中，环氧树脂的涂覆厚度可以为1.5mm-2mm，并且这里的环氧树脂可以为任何合适的电气用环氧树脂。另外，环氧树脂可通过加热反复涂刷方式涂覆到相应表面上，但任何其它合适的涂覆方式都是可行的。

当操作接地开关装置合闸时，操作机构(未示出)带动接地开关装置的拐臂件7沿合闸方向(从图1中看为逆时针方向)转动，而拐臂件7又带动主轴4及动触头3沿合闸方向转动，压缩快速弹簧使之储能，当主轴转动90℃时弹簧储能结束，并通过死点，弹簧释放储能，使接地开关快速合闸，在合闸位置，动触头3通过碟型弹簧和静触头2的凸缘部牢固可靠地接触，以使关合短路电流通过短接套管8及接地软铜线9接地。

当操作接地开关装置分闸时，操作机构带动接地开关装置的拐臂件7沿分闸方向(从图1中看为顺时针方向)转动，而该拐臂件7又带动主轴4及动触头3沿分闸方向转动，压缩快速弹簧至终点，弹簧储能结束，使接地开关装置分闸。本领域普通技术人员应当明白，与本接地开关装置配合使用的操作机构，其手柄分、合闸操作转动角度不得小于90℃。

本领域技术人员应当明白，虽然图1-图3所示出的是用于三相交流的接地开关装置，但本发明中的具有弯折部的底架件和U型板同样适用于单相接地开关装置，此时只需设有一对动触头和静触头，底架件U型板的配置方式不变，同样能达到针对在三相交流接地开关装置中使用时所描述的相同的效果和作用。

在本发明中，和现有技术中的接地开关装置相比，通过在动触头处增设U型板并改变接地开关的底架外形，即在底架的静触头侧增加弯折部，改变并控制动触头处的电场形状，将尖端电场变成平板电场，能有效地均匀动触头处的电场，提升接地开关装置的绝缘水平和耐压水平。更有利的是，通过在底架件的弯折部以及U型板的底板的面向静触头的侧面上涂覆环氧树脂，起到进一步增强绝缘能力和耐压效果的作用。通过上述改进，根据本发明的接地开关装置能在外形尺寸不变的前提下，能够应用于更高的电压等级，例如现有技术中的接地开关能达到12kV的电压等级，而尺寸与所述现有技术中的接地开关相同的根据本发明的接地开关装置可达到17.5kV的电压等级。也就是说，本发明中的接地开关装置在实现更高电压等级的同时，仍然具有较小的体积尺寸。

尽管本发明公开了多个实施例，且同时通过这些实施例描述了本发明的许多细节，但申请人不打算将本发明的范围局限于或以任何形式限制到这些细节。在阅读本发明的公开内容之后，本发明其它的优点和改变对于本领域技术人员来说很容易明白。因此，可以在不脱离申请人所要求的本发明的思想和范围的情况下做出改变，例如实施例的特征可互换、结合、改变和增加。本发明范围不是参考上述说明进行确定，而应参照所附权利要求书及其所有等同范围确定。

Claims (12)

1.一种接地开关装置，其可在分闸状态和合闸状态之间转换并包括：底架(1)；至少一对静触头(2)和动触头(3)；可转动安装在该底架(1)上的主轴(4)；拐臂件(7)，用于将所述动触头(3)固定安装在该主轴(4)上；屏蔽件(6)，该屏蔽件的形状和/或布置允许在该接地开关装置处于分闸状态时相对于所述静触头至少遮挡住该拐臂件(7)；所述底架(1)包括底架单元，所述底架单元包括布置在所述拐臂件(7)两侧的第一底架件(1a)和第二底架件(1b)，该第一底架件(1a)和该第二底架件(1b)均具有基板(1c)，该基板的一端设有适于该主轴(4)穿过的开孔，并且在该端具有弯折部(1d)，该弯折部配置成当该接地开关装置处于分闸状态时位于所述静触头侧并且其外侧面朝向所述静触头(2)。

2.根据权利要求1所述的接地开关装置，其特征是，所述屏蔽件(6)为U型板(6)，该U型板具有底板(6a)和两个侧板(6b)并且配置成，当该接地开关装置处于分闸状态时，该底板(6a)的外侧面面向所述静触头(2)，而该拐臂件(7)位于该U型板的两个侧板(6b)之间。

3.根据权利要求2所述的接地开关装置，其特征是，包括三对静触头(2)和动触头(3)，其中该底架(1)包括分别靠近在三个动触头(3)中的至少两个动触头布置的至少两个所述底架单元。

4.根据权利要求3所述的接地开关装置，其特征是，该第一底架件(1a)和该第二底架件(1b)在结构上彼此轴向对称，并对称布置在该拐臂件(7)的两侧，且所述弯折部(1d)垂直于该基板(1c)延伸。

5.根据权利要求4所述的接地开关装置，其特征是，所述弯折部(1d)沿所述主轴(4)的轴线方向的延伸长度为20mm至30mm。

6.根据权利要求3所述的接地开关装置，其特征是，该底架(1)包括分别靠近在所述三个动触头(3)中位于两侧的两个动触头布置的两个底架单元。

7.根据权利要求3所述的接地开关装置，其特征是，每个所述底架件(1a,1b)和每个所述U型板(6)布置成当该接地开关装置处于分闸状态时，每个所述底架件的弯折部(1d)的面向所述静触头(2)的外侧面和每个所述U型板(6)的基板(6a)的面向所述静触头(2)的外侧面处于同一平面内。

8.根据权利要求2所述的接地开关装置，其特征是，该U型板(6)的底板(6a)的未与其两侧板(6b)相连的两端分别设有朝向该U型板(6)的敞开端弯折的延伸部段(6c)，该延伸部段(6c)与该底板(6a)的夹角为155°到165°。

9.根据权利要求8所述的接地开关装置，其特征是，该延伸部段(6c)的长度为15mm至25mm。

10.根据权利要求1所述的接地开关装置，其特征是，在每个所述屏蔽件(6)的至少面向所述静触头的侧面上，涂覆有环氧树脂。

11.根据权利要求3所述的接地开关装置，其特征是，在每个所述底架件的弯折部(1d)的至少面向所述静触头的侧面上，涂覆有环氧树脂。

12.根据权利要求3所述的接地开关装置，其特征是，每个所述底架件的弯折部(1d)的至少面向所述静触头(2)的外侧面上和每个所述屏蔽件(6)的至少面向所述静触头的侧面上均涂覆有环氧树脂。