CN103996990B - 一种充气开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充气开关柜，包括柜体，柜体后侧设置气箱，柜体前侧上部设置控制室，柜体前侧下部设置电缆室，气箱上部装有真空断路器，气箱中部装有隔离开关，气箱下部设置主回路，控制室内装有隔离开关操作机构和真空断路器操作机构；隔离开关操作机构通过操作第一操作轴和第二操作轴实现刀闸的合闸、分闸和接地，可电动操作；所述真空断路器包括绝缘支座、真空泡和操作主轴，真空泡以动触点朝上的方式装在绝缘支座内，绝缘支座的下部固定有导电触点和导电件与真空泡下端静触点相固接，导电触点与刀闸相配合实现合闸，操作主轴带动真空泡上端动触点上下移动实现真空断路器的合闸和分闸；本发明结构紧凑，动作可靠，使用安全，维护方便。

Description

一种充气开关柜

技术领域

本发明涉及开关柜制造技术领域，尤其是一种充气开关柜。

背景技术

开关柜是一种电气设备，开关柜的主要作用是在电力***进行发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合、控制和保护用电设备。现有开关柜其动作是否可靠，绝缘水平，体积是否小型化，通流容量的大小、维护性能是重要技术指标，动作的可靠性和绝缘水平直接影响开关柜的安全性能，体积是否小型化会影响开关柜的安装，占地面积和适用范围，通流容量的大小直接决定开关柜的工作能力，维护性能的好坏直接影响开关柜的使用成本和使用效率。

2013年12月25日公开一项专利号为ZL201320406833.9、名称为“风电专用35kV、SF6充气开关柜”的发明专利，其包括：电缆转接柜、负荷开关柜和真空断路器柜，前述真空断路器柜中部设置有SF6气箱，前述SF6气箱内从上至下依次连接有断路器、隔离开关、接地开关，前述断路器上连接有预装式电缆头，前述接地开关通过电缆母线与电缆室内的电缆头连接；前述真空断路器柜上设置有光电转换接口。这种开关柜的有益之处在于：由于将真空断路器、隔离开关、接地开关放置到SF6充气箱中，使开关柜体积小巧，可直接通过塔筒门整体安装，无需拆卸，方便安装，并可通过光纤网络，实现整个风电场的35kV***的远程监视和控制。但其未涉及解决新型充气开关柜动作可靠性、通流能力、相间绝缘水平和维护性能的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种充气开关柜，其结构紧凑，动作可靠，使用安全，维护方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种充气开关柜，包括柜体，柜体后侧设置气箱，柜体前侧上部设置控制室，柜体前侧下部设置电缆室，电缆室前面装有开关柜门，气箱的上部装有真空断路器，气箱的中部装有隔离开关，气箱的下部设置主回路，控制室内装有隔离开关操作机构和真空断路器操作机构；

所述隔离开关包括机架、三个刀闸、三个静触头、三个接地触头，机架与柜体相固定，机架上固定有三个绝缘支架，三个静触头固接在三个绝缘支架中间，三个刀闸的一端分别连接在三个静触头上，三个接地触头固定在机架一侧与三个刀闸相配合，机架另一侧枢接一根转轴，转轴上固接三个第一拐臂，三个第一拐臂通过三个绝缘拉杆分别连接在三个刀闸的中部；

所述隔离开关操作机构包括壳体，壳体上枢接有相互平行的第一操作轴和第二操作轴，第一操作轴与所述转轴相固接；第一操作轴上固接有第一齿轮和一隔离限位板，隔离限位板上设有沿第一操作轴径向分布的长条形通孔，长条形通孔上穿有第一定位销轴，第一定位销轴的两端分别与两个拉簧的一端相连接，两个拉簧的另一端连接在第一操作轴上，壳体上设置有第一弧形孔，第一弧形孔上依次设置有合闸凹槽、分闸凹槽和接地凹槽，所述合闸凹槽、分闸凹槽和接地凹槽分别与穿在隔离限位板长条形通孔上的第一定位销轴相配合；第二操作轴上固接有第二齿轮且与一拐臂的一端相固接，拐臂另一端通过第二定位销轴连接一压缩弹簧的一端，压缩弹簧的另一端连接在壳体上，壳体上还设置有第二弧形孔与第二定位销轴相配合；第一齿轮在整个外周面上均布有啮合齿，第二齿轮在部分外周面上设置啮合齿，隔离开关的刀闸处于合闸和分闸状态时，第二齿轮的啮合齿与第一齿轮的啮合齿不相配合，隔离开关的刀闸处于接地状态时，第二齿轮的啮合齿才与第一齿轮的啮合齿相配合；

所述真空断路器包括三个相同结构的绝缘支座、三个分别装在三个绝缘支座上的真空泡、一根操作主轴，所述绝缘支座包括一圆柱形筒体，圆柱形筒体内孔的下部设有横隔板，横隔板内嵌有一导电件，导电件的部分上端面和部分下端面露出横隔板，真空泡以动触点朝上的方式装在圆柱形筒体的内孔里，导电件露出横隔板的部分上端面与真空泡的静触点利用螺栓相固紧，导电件露出横隔板的部分下端面与一导电触点相固接，圆柱形筒体下部前侧设有导电触点与隔离开关刀闸相配合的下让位缺口，圆柱形筒体上部设有真空泡动触点与母线连接的上让位缺口，圆柱形筒体外周面中部前后侧延伸有安装凸起，三个绝缘支座利用圆柱形筒体外周面中部前后侧延伸的安装凸起固定在柜体上；所述操作主轴枢接在柜体上，三个真空泡上端动触点分别与三个第二绝缘拉杆一端相连接，三个第二绝缘拉杆的另一端分别通过三个第二拐臂连接操作主轴，所述操作主轴通过真空断路器操作机构带动；

所述主回路通过三根母线连接隔离开关三个静触头的下端，所述气箱的侧面固定有至少三个绝缘子，每个绝缘子上固定有导电柱，导电柱靠外一侧连接外部母线，导电柱靠内一侧通过软母线与真空泡上端的动触点相连接。

进一步改进，隔离开关操作机构上的所述拐臂与第二操作轴固接一端外表面上设有一接地限位凸起，所述隔离限位板上也设有限位凸起，所述隔离限位板上的限位凸起与拐臂的接地限位凸起相配合。当所述第一操作轴顺时针转动到分闸位置时，由于隔离限位板上的限位凸起触碰拐臂的接地限位凸起被限位不能继续顺时针转动，因此单纯操作第一操作轴不能实现接地，防止隔离开关误操作。

进一步改进，隔离开关操作机构上的所述第一操作轴上还固接一驱动凸轮，壳体装有一可左右移动的驱动板，驱动板上连接有与真空断路器操作机构相配合可上下移动的第一联锁板，第一操作轴转动到合闸位置时，驱动凸轮使驱动板左移，驱动板使第一联锁板下移，第一联锁板使真空断路器操作机构能够合闸；第一操作轴转动到分闸或接地位置时，驱动凸轮脱离驱动板，驱动板在复位弹簧作用下右移并推动第一联锁板上移，第一联锁板锁定真空断路器操作机构；

所述第一操作轴的前面设有第一挡板，第一挡板与一个第二联锁板的一端相连接，第二联锁板的另一端连接在真空断路器操作机构上，真空断路器处于合闸状态时，第二联锁板带动第一挡板挡住第一操作轴的前端，真空断路器处于分闸状态时，第二联锁板带动第一挡板移出第一操作轴的前端；

所述第二操作轴的前面设有第二挡板，第一操作轴转动到分闸或接地位置时，所述驱动凸轮驱动第二挡板移出第二操作轴的前端；第一操作轴转动到合闸位置时，所述驱动凸轮脱离第二挡板，第二挡板复位挡住第二操作轴的前端。

通过上述机构设置，可实现真空断路器和隔离开关互锁功能，进一步提高开关柜使用的安全性。

进一步改进，隔离开关操作机构上的所述第二操作轴上还固接一开关柜门的联锁拐臂，第二操作轴转动到接地位置时，所述联锁拐臂对开关柜门进行解锁，第二操作轴转动到非接地位置时，所述联锁拐臂闭锁开关柜门。进一步实现隔离开关与开关柜门的互锁，提高开关柜使用的安全性。

进一步改进，隔离开关操作机构上的所述壳体上装有第一电机和第二电机，第一操作轴上还固接有第一链轮，第一电机通过一主动链轮和一链条连接第一链轮，第二操作轴上还固接有第二链轮，第二电机也通过一主动链轮和一链条连接第二链轮；

壳体上装有合闸按钮、分闸按钮、接地合按钮、接地分按钮以及第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关和第四微动开关；

第一定位销轴与第一弧形孔上的合闸凹槽相配合时触碰第一微动开关，第一定位销轴与第一弧形孔上的接地凹槽相配合时触碰第二微动开关，第一定位销轴与第一弧形孔上的分闸凹槽相配合时通过一摇杆触碰第三微动开关；第二定位销轴处于所述第二弧形孔的下部时触碰第四微动开关；

在分闸状态按合闸按钮，合闸按钮通过第一继电器启动第一电机反转，第一电机通过主动链轮、链条、第一链轮带动第一操作轴逆时针转动，第一定位销轴在合闸位置触碰第一微动开关，第一微动开关常闭触点断开切断第一电机反转回路电源，同时第三微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第一电机的正转回路；

在合闸状态按分闸按钮，分闸按钮通过第二继电器K2启动第一电机正转，第一电机通过主动链轮、链条、第一链轮带动第一操作轴顺时针转动，第一定位销轴在分闸位置触碰第三微动开关，第三微动开关常闭触点断开切断第一电机正转回路电源，同时第一微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第一电机的反转回路；

在合闸状态按接地合按钮，接地合按钮通过第三继电器启动第二电机反转，第二电机通过主动链轮、链条、第二链轮带动第二操作轴逆时针转动，第一定位销轴在接地位置触碰第二微动开关，第二微动开关的常闭触点断开切断第二电机反转回路电源，同时第四微动开关脱离第二定位销轴控制常闭触点闭合接通第二电机的正转回路；

在接地状态按接地分按钮，接地分按钮通过第四继电器启动第二电机正转，第二电机通过主动链轮、链条、第二链轮带动第二操作轴顺时针转动，第二定位销轴在合闸位置触碰第四微动开关，第四微动开关的常闭触点断开切断第二电机正转回路电源，第二微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第二电机的反转回路，同时第一定位销轴在合闸位置触碰第一微动开关，第一微动开关的常闭触点断开切断第一电机反转回路。

通过以上机构设置，较简单实现隔离开关的电动操作。

再进一步改进，所述第三微动开关通过第五继电器控制第二电机电源，第三微动开关常闭触点断开时切断第二电机电源；所述第四微动开关带有一常开触点，所述常开触点串接在第一电机的电源回路中，所述常开触点闭合时才能接通第一电机电源；所述开关柜门边装有第五微动开关，第五微动开关设有常开触点串接在第一电机和第二电机的电源回路上，所述开关柜门关闭时触碰第五微动开关使得第五微动开关的常开触点闭合。以进一步防止隔离开关的误操作。

进一步改进，所述软母线上装有无线测温装置，所述无线测温装置包括温度传感器、无线测温发射模块、CT取电线圈，所述温度传感器贴附在软母线上，温度传感器用信号线连接无线测温发射模块，一软磁合金带穿过CT取电线圈并缠绕在软母线的外周面上，CT取电线圈通过电源线连接无线测温发射模块；无线测温发射模块把温度传感器检测到的软母线温度信息进行数据处理后用无线方式传递给控制室上的接收模块，所述接收模块通过设置于控制室上的显示器显示软母线的工作温度；软母线的外周面上扣有一绝缘带把所述无线测温发射模块、CT取电线圈、软磁合金带捆绑在软母线上。可实现母线工作温度的实时监测，进一步提高开关柜使用安全性。

进一步改进，所述柜体后侧气箱的下面设置有泄压室，气箱和泄压室之间设置有防爆器，控制室上还装有气箱的气压监测装置。可以防止气箱出现***现象，提高开关柜安全性。在气箱的前侧可设置隔离开关接地和分闸的透明观察窗。方便监测隔离开关的工作状态。

进一步改进，所述刀闸包括两个夹板，隔离开关的静触头具有与两个夹板内侧面相连接的两个平行的外侧面，一根枢接螺栓穿过两个夹板和静触头把两者连接在一起，枢接螺栓的一端旋有锁紧螺母，枢接螺栓两侧套有碟簧组压紧在两个夹板的外侧面上，每个夹板与静触头相连接的内侧面上设有环形凹槽，所述环形凹槽上装有圆圈形弹簧触指，所述弹簧触指夹在静触头外侧面与夹板的环形凹槽之间；所述导电触点的两侧还固定有两个辅助触点，所述辅助触点与隔离开关的刀闸相配合。可以确保隔离开关刀闸与隔离开关上静触点和真空断路器绝缘支座上导电触点的可靠接触，提高隔离开关的通流能力，减少刀闸与隔离开关上静触点和真空断路器绝缘支座上导电触点接触面的发热。延长使用寿命。

再进一步改进，所述两个夹板除夹口外由一硅胶套所包覆，硅胶套还包覆枢接螺栓、锁紧螺母和所述的碟簧组；所述主回路的三根母线上套有绝缘套；所述电缆室内电缆通过电缆插接件和绝缘套管与主回路上的母线相连接。通过这些措施，增强相间的绝缘强度，有利于提高开关柜使用安全性，也能缩少相间距离，有利于开关柜的小型化。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明把真空断路器、隔离开关和主回路设置于气箱内，把真空断路器操作机构和隔离开关操作机构设置于控制室，形成模块化连接、装配，结构紧凑，体积较小，减少占地，易于布置，同时真空断路器操作机构和隔离开关操作机构整体拆卸和装配较为简单，改善维护性能，可以提高开关柜的使用效率，减少停电时间；

2、本发明隔离开关操作机构采用双轴操作，且设置第一操作轴和第二操作轴的限位机构，确保隔离开关合闸、分闸和接地动作的可靠性，确保供电安全；

3、本发明的真空泡和绝缘支座可分离，真空泡和绝缘支座可分开制造然后再进行装配，简化了制造工艺，降低了制造成本；且如果真空泡出现故障，可把真空泡拆下来维修，或者更换一个真空泡，维护性能较好，相比较采用固封极柱有效降低真空断路器的使用成本；

4、本发明进一步在真空断路器、隔离开关和主回路均采用分相绝缘结构，减少相间短路和***危险，并能进一步缩小开关柜尺寸；

5、本发明隔离开关操作机构可较为简单实现电动操作，再进一步设置母线无线测温装置、气箱的气压在线监测装置、监测真空断路器操作机构操作主轴转动位置的角位移传感器可以较为方便实现远程监控，助力智能电网；

6、本发明可通过在气箱的左右侧设置绝缘子，在绝缘子上固定导电柱，导电柱靠外一侧连接外部母线，导电柱靠内一侧通过软母线与真空泡上端的动触点相连接，可以方便实现开关柜的左右扩展，满足各类配网要求；

7、本发明通过确保隔离开关刀闸与隔离开关上的静触点和真空断路器绝缘支座上导电触点的可靠接触，提高隔离开关的通流能力，减少刀闸与隔离开关上静触点和真空断路器绝缘支座上导电触点接触面的发热，延长使用寿命；

8、本发明可实现微正压非SF6气体绝缘，低碳、环保。

附图说明

图1是本发明隐藏柜体后板的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是本发明后视立体图；

图5是本发明隔离开关立体图；

图6是本发明隔离开关操作机构隐藏部分壳体的俯视图；

图7是图6处于合闸状态的D-D剖视图；

图8是图6处于分闸状态的D-D剖视图；

图9是图6处于接地状态的D-D剖视图；

图10是图6的后视图；

图11是本发明隔离开关操作机构中第一电机控制电路图；

图12是本发明隔离开关操作机构中第二电机控制电路图；

图13是本发明隔离开关刀闸与静触头连接主视放大图；

图14是图13的E-E剖视图；

图15是图14的F处放大图

图16是本发明绝缘支座、真空泡、导电触点相互连接立体放大图；

图17是本发明绝缘支座、真空泡、导电触点相互连接主视放大图；

图18是图17的G-G剖视图；

图19是图1的C-C剖视图；

图20是本发明隔离开关操作机构和真空断路器操作机构相互连接后视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1至图20所示，一种充气开关柜，包括柜体100，柜体100后侧设置气箱101，气箱101四周与外部形成密封，柜体100后侧气箱101的下面设置泄压室102，气箱101和泄压室102之间设置有防爆器1021，柜体100前侧上部设置控制室103，柜体100前侧下部设置电缆室104，电缆室104前面装有开关柜门1041，控制室103上还装有气箱101的气压监测装置1011。

所述气箱101的上部装有真空断路器200，气箱101的中部装有隔离开关300，气箱101的下部设置主回路400，控制室103内装有隔离开关操作机构3001和真空断路器操作机构2001，在气箱101的前侧可设置隔离开关300接地和分闸的透明观察窗1012；

所述隔离开关300包括机架10、三个刀闸20、三个静触头30、三个接地触头40，机架10与柜体100相固定，机架10上固定有三个绝缘支架60，三个静触头30固接在三个绝缘支架60中间，三个刀闸20的一端分别连接在三个静触头30上，三个接地触头40固定在机架10一侧与三个刀闸20相配合，机架10另一侧枢接一根转轴70，转轴70上固接三个第一拐臂80，三个第一拐臂80通过三个绝缘拉杆90分别连接在三个刀闸20的中部；

所述隔离开关操作机构3001包括壳体1，壳体1上枢接有相互平行的第一操作轴2和第二操作轴3，第一操作轴2通过联轴器701与转轴70相固接；

第一操作轴2上固接有第一齿轮21和一隔离限位板22，隔离限位板22上设有沿第一操作轴2径向分布的长条形通孔221，长条形通孔221上装有第一定位销轴4，第一定位销轴4的两端分别与两个拉簧41的一端相连接，两个拉簧41的另一端连接在第一操作轴2上，壳体1上设置有第一弧形孔11，第一弧形孔11上依次设置有合闸凹槽111、分闸凹槽112和接地凹槽113与穿在隔离限位板22长条形通孔221上的第一定位销轴4相配合；

第二操作轴3上固接有第二齿轮31且与一拐臂32的一端相固接，拐臂32另一端通过第二定位销轴5连接一压缩弹簧6的一端，压缩弹簧6的另一端连接在壳体1上，壳体1上设置有第二弧形孔12与第二定位销轴5相配合；

拐臂32与第二操作轴3固接一端外表面上设有一接地限位凸起321，所述隔离限位板22上也设有限位凸起222与拐臂32的接地限位凸起321相配合；

图7至图9进一步显示，第一齿轮21在整个外周面上均布有啮合齿，第二齿轮31在部分外周面上设置啮合齿，隔离开关的刀闸20处于合闸和分闸状态时，第二齿轮31的啮合齿与第一齿轮21的啮合齿不相配合，隔离开关的刀闸20处于接地状态时，第二齿轮31的啮合齿才与第一齿轮21的啮合齿相配合。

所述第一操作轴2上还固接一驱动凸轮7，壳体1装有一可左右移动的驱动板8，驱动板8上连接有与真空断路器操作机构相配合可上下移动的第一联锁板81，第一操作轴2转动到合闸位置时，驱动凸轮7使驱动板8左移，驱动板8使第一联锁板81下移，第一联锁板81使真空断路器操作机构能够合闸；第一操作轴2转动到分闸或接地位置时，驱动凸轮7脱离驱动板8，驱动板8在复位弹簧作用下右移并推动第一联锁板81上移，第一联锁板81锁定真空断路器操作机构。以确保在隔离开关处于合闸状态下真空断路器才能合闸。

所述第一操作轴2的前面设有第一挡板9，第一挡板9与一个第二联锁板91的一端相连接，第二联锁板91的另一端连接在真空断路器操作机构上，真空断路器处于合闸状态时，第二联锁板91带动第一挡板9挡住第一操作轴2的前端，真空断路器处于分闸状态时，第二联锁板91带动第一挡板9移出第一操作轴2的前端。以确保真空断路器处于合闸状态时，隔离开关不能进行分闸。

所述第二操作轴3的前面设有第二挡板16，第一操作轴2转动到分闸或接地位置时，所述驱动凸轮7驱动第二挡板16移出第二操作轴3的前端；第一操作轴2转动到合闸位置时，所述驱动凸轮7脱离第二挡板16，第二挡板16复位挡住第二操作轴3的前端。使得刀闸20只有在分闸或接地状态下才能操作第二操作轴3，进一步防止误操作。

所述第二操作轴3上还固接一开关柜门1401的联锁拐臂13，第二操作轴3转动到接地位置时，所述联锁拐臂13对开关柜门1401进行解锁，第二操作轴3转动到非接地位置时，所述联锁拐臂13闭锁开关柜门1401；所述第二操作轴3的前面设置第三挡板34，开关柜门1401打开时驱动第三挡板34挡住第二操作轴3，开关柜门1401关闭时使第三挡板34移出第二操作轴3的前端。确保在接地状态才能打开开关柜门1401，开关柜门1401打开时不能操作第二操作轴3。

所述壳体1上装有第一电机14和第二电机15，第一操作轴2上还固接有第一链轮23，第一电机14通过一主动链轮和一链条连接第一链轮23，第二操作轴3上还固接有第二链轮33，第二电机15也通过一主动链轮和一链条连接第二链轮33；

壳体1上装有合闸按钮SB1、分闸按钮SB2、接地合按钮SB3、接地分按钮SB4以及第一微动开关S1、第二微动开关S2、第三微动开关S3和第四微动开关S4；

第一定位销轴4与第一弧形孔11上的合闸凹槽111相配合时触碰第一微动开关S1，第一定位销轴4与第一弧形孔11上的接地凹槽113相配合时触碰第二微动开关S2，第一定位销轴4与第一弧形孔11上的分闸凹槽112相配合时通过一摇杆42触碰第三微动开关S3；第二定位销轴5在处于所述第二弧形孔12的下部时触碰第四微动开关S4；

图11、图12的电路图所示，在分闸状态按合闸按钮SB1，合闸按钮SB1通过第一继电器K1启动第一电机14反转，第一电机14通过主动链轮、链条、第一链轮23带动第一操作轴2逆时针转动，第一定位销轴4在合闸位置触碰第一微动开关S1切断第一电机14反转回路电源，同时第三微动开关S3脱离第一定位销轴4控制常闭触点闭合接通第一电机14的正转回路；

在合闸状态按分闸按钮SB2，分闸按钮SB2通过第二继电器K2启动第一电机14正转，第一电机14通过主动链轮、链条、第一链轮23带动第一操作轴2顺时针转动，第一定位销轴4在分闸位置触碰第三微动开关S3，第三微动开关S3常闭触点断开切断第一电机14正转回路电源，同时第一微动开关S1脱离第一定位销轴4控制常闭触点闭合接通第一电机14的反转回路；

在合闸状态按接地合按钮SB3，接地合按钮SB3通过第三继电器K3控制第二电机15反转，第二电机15通过主动链轮、链条、第二链轮33带动第二操作轴3逆时针转动，第一定位销轴4在接地位置触碰第二微动开关S2，第二微动开关S2常闭触点断开切断第二电机15反转回路电源，同时第四微动开关S4脱离第二定位销轴5控制常闭触点闭合接通第二电机15的正转回路；

在接地状态按接地分按钮SB4，接地分按钮SB4通过第四继电器K4控制第二电机15正转，第二电机15通过主动链轮、链条、第二链轮33带动第二操作轴3顺时针转动，第二定位销轴5在合闸位置触碰第四微动开关S4，第四微动开关S4的常闭触点断开切断第二电机15正转回路电源，第二微动开关S2脱离第一定位销轴4控制常闭触点闭合接通第二电机15的反转回路，同时第一定位销轴4在合闸位置触碰第一微动开关S1，第一微动开关S1的常闭触点断开切断第一电机14反转回路。

所述第三微动开关S3通过第五继电器K5控制第二电机15电源，第三微动开关S3常闭触点断开时切断第二电机15电源。确保在分闸状态下不能启动第二电机15，避免在分闸时误接地。

所述第四微动开关S4带有一常开触点，所述常开触点S4串接在第一电机14的电源回路中，所述常开触点S4闭合时才能接通第一电机14的电源。确保在接地状态时防止误操作分闸和合闸。

所述开关柜门1401边装有第五微动开关S5，第五微动开关S5设有常开触点串接在第一电机14和第二电机15的电源回路上，所述开关柜门1401关闭时触碰第五微动开关S5使得第五微动开关S5的常开触点闭合。确保只有开关柜门1401关闭时才能操作第一电机14和第二电机15。

所述驱动凸轮7还通过一连杆连接隔离开关工作状态指示板17。

图13至图15进一步所示，所述刀闸20包括两个夹板201、202，静触头30具有与两个夹板201、202内侧面相连接的两个平行的外侧面，一根枢接螺栓301穿过两个夹板201、202和静触头30把两者连接在一起，枢接螺栓301的一端旋有锁紧螺母302，枢接螺栓301两侧套有碟簧组303压紧在两个夹板201、202的外侧面上，两个夹板201、202与静触头30相连接的内侧面上均设有环形凹槽，所述环形凹槽上装有圆圈形弹簧触指304，两个弹簧触指304夹在静触头30两个外侧面与两个夹板201、202的环形凹槽之间。

两个夹板201、202除夹口203外由一硅胶套204所包覆，硅胶套204还包覆枢接螺栓301、锁紧螺母302和所述的碟簧组303。

静触头30远离两个夹板201、202的一端的端面上设有螺纹孔305。方便与外接母线相连接。

所述绝缘支架60上部外周面设有一方形凸缘601，方形凸缘601的四个角设有安装孔，方便与机架10通过螺栓相固定。

图1、图2、图16、图17、图18进一步所示，所述真空断路器200包括三个相同结构的绝缘支座3a、三个分别装在三个绝缘支座3a上的真空泡3b、一根操作主轴3c，所述绝缘支座3a包括一圆柱形筒体31a，圆柱形筒体31a内孔的下部设有横隔板32a，横隔板32a内嵌有一导电件3d，导电件3d的部分上端面和部分下端面露出横隔板32a，真空泡3b以动触点朝上的方式装在圆柱形筒体31a的内孔里，导电件3d露出横隔板32a的部分上端面与真空泡3b的静触点利用螺栓3e相固紧，导电件3d露出横隔板32a的部分下端面与一导电触点3f也利用螺栓相固接，圆柱形筒体31a下部前侧设有导电触点3f与隔离开关刀闸20相配合的下让位缺口311a，圆柱形筒体31a上部前后侧设有真空泡3b动触点与母线连接的上让位缺口312a，圆柱形筒体31a外周面中部前后侧延伸有安装凸起33a，所述安装凸起33a上设有两个装配孔331a，三个绝缘支座利用圆柱形筒体31a外周面中部前后侧延伸的安装凸起33a固定在柜体100上，为进一步使导电触点3f与隔离开关的刀闸20接合更紧密、牢靠，所述导电触点3f的两侧还固定有两个辅助触点3g，所述辅助触点3g与隔离开关刀闸20配合时夹在隔离开关刀闸20两侧。

所述操作主轴3c枢接在柜体100上，三个真空泡3b上端动触点分别与三个第二绝缘拉杆3h一端相连接，三个第二绝缘拉杆3h的另一端分别通过三个第二拐臂3i连接操作主轴3c，所述操作主轴3c通过真空断路器操作机构2001带动，所述操作主轴3c还穿有一根分闸拐臂3k，分闸拐臂3k一端与一根分闸拉簧3p的一端相连接，分闸拉簧3p另一端连接在柜体上，分闸拐臂3k的另一端与装在柜体100上的缓冲器3q相配合，所述操作主轴3c前部装有角位移传感器3r。

所述主回路400通过三根母线连接隔离开关三个静触头30的下端，所述主回路400的三根母线上套有绝缘套4a；所述电缆室104内电缆通过电缆插接件1042和绝缘套管1043与主回路400上的母线相连接。

所述气箱101的两个侧面各固定有三个绝缘子5a，每个绝缘子5a上固定有导电柱51a，导电柱51a靠外一侧可通过母线连接器连接外部母线，导电柱51a靠内一侧通过软母线5b与真空泡3b上端的动触点相连接。

图1、图19进一步显示，所述软母线5b上装有无线测温装置5d，所述无线测温装置包括温度传感器51d、无线测温发射模块52d、CT取电线圈53d，所述温度传感器51d贴附在软母线5b上，温度传感器51d用信号线连接无线测温发射模块52d，一软磁合金带54d穿过CT取电线圈53d并缠绕在软母线5b的外周面上，CT取电线圈53d通过电源线连接无线测温发射模块52d；无线测温发射模块52d把温度传感器51d检测到的软母线5b温度信息进行数据处理后用无线方式传递给控制室103上的接收模块，所述接收模块通过设置于控制室103上的显示器显示软母线5b的工作温度；软母线5b的外周面上扣有一绝缘带55d把所述无线测温发射模块52d、CT取电线圈53d、软磁合金带54d捆绑在软母线5b上。

本发明隔离开关的动作过程如下：

一、手动操作状态时：

图7、图6所示，刀闸20处于合闸状态时，连接拐臂32和压缩弹簧6的第二定位销轴5与壳体1上第二弧形孔12的下部相配合，第二操作轴3、拐臂32在压缩弹簧6压缩力作用下被定位；同时两个拉簧41拉住第一定位销轴4配合在第一弧形孔11上的合闸凹槽111上，隔离限位板22被定位在合闸位置上，第一操作轴2也跟着被定位，第一操作轴2带动转轴70定位，转轴70通过第一拐臂80和绝缘拉杆90带动刀闸20转动到合闸位置；

此时如果需要把隔离开关刀闸20从合闸位置转动到分闸位置时，如图8所示，可利用手柄套住第一操作轴2顺时针转动第一操作轴2，到达分闸位置时，两个拉簧41又拉住第一定位销轴4配合在第一弧形孔11上的分闸凹槽112上，隔离限位板22被定位在分闸位置上，同样，第一操作轴2也跟着被定位，第一操作轴2带动转轴70定位，转轴70带动刀闸20转动到分闸位置；另外，由于在分闸状态下，隔离限位板22上的限位凸起222顶到拐臂32的接地限位凸起321，第一操作轴2被限位，无法继续再顺时针转动，不能进行接地操作；

如果需要把隔离开关刀闸20从分闸位置转动到接地位置时，如图9所示，可利用手柄套住第二操作轴3逆时针转动第二操作轴3并通过拐臂32、第二定位销轴5挤压压缩弹簧6，当压缩弹簧6过拐点后，压缩弹簧6迅速释放推动第二操作轴3、第二齿轮31快速逆时针转动，第二齿轮31就带动第一齿轮21和第一操作轴2快速顺时针转动，到达接地位置时，两个拉簧41又拉住第一定位销轴4配合在第一弧形孔11上的接地凹槽113上，隔离限位板22被定位在接地位置上，同时第一操作轴2带动转轴70迅速顺时针转动，转轴70带动刀闸20迅速顺时针转动接合到接地触头40上，隔离开关刀闸20就处于接地位置；

如果需要把隔离开关刀闸20从接地位置又切换到合闸位置时，可利用手柄套住第二操作轴3顺时针转动第二操作轴3并通过拐臂32、第二定位销轴5挤压压缩弹簧6，当压缩弹簧6过拐点后，压缩弹簧6迅速释放推动第二操作轴3、第二齿轮31快速顺时针转动，第二齿轮31就带动第一齿轮21和第一操作轴2快速逆时针转动，第一操作轴2带动三工位隔离开关的转轴70迅速逆时针转动，转轴70带动隔离开关的刀闸20迅速逆时针转动到合闸位置，此时两个拉簧41拉住第一定位销轴4配合在第一弧形孔11上的合闸凹槽111上，隔离限位板22被定位在合闸位置上，回到图7合闸状态。

二、电动操作状态时：

开关柜门1041处于关闭状态，第五微动开关的常开触点闭合，第一电机14和第二电机15可闭合。

如图10、图11、图12所示，隔离开关刀闸20处于合闸状态时，第一定位销轴4触碰第一微动开关S1，第一微动开关S1的常闭触点断开，第二定位销轴5触碰第四微动开关S4，第四微动开关S4的常闭触点断开、常开触点接通使得第一电机14能够操作，同时第二微动开关S2和第三微动开关S3脱离第一定位销轴4控制，常闭触点闭合；

此时如需要把隔离开关刀闸20从合闸位置转动到分闸位置时，按下分闸按钮SB2，第二继电器K2得电启动第一电机14正转，第一电机14通过主动链轮、链条、第一链轮23带动第一操作轴2顺时针转动，第一操作轴2就能通过转轴70带动刀闸20转动到分闸位置，此时第一定位销轴4脱离第一微动开关S1，第一微动开关S1的常闭触点闭合接通第一电机14的反转回路，同时第一定位销4通过摇杆42触碰第三微动开关S3，第三微动开关S3的常闭触点断开切断第一电机14的电源，同时第三微动开关S3使第五继电器K5失电切断第二电机15电源，防止误操作接地；

此时如要重新合闸，只要按下合闸按钮SB1，第一继电器K1得电，启动第一电机14反转，第一电机14通过主动链轮、链条、第一链轮23带动第一操作轴2逆时针转动，第一操作轴2就通过转轴70带动刀闸20又转动到合闸位置，第一定位销轴4又触碰第一微动开关S1，第一微动开关S1的常闭触点断开切断第一电机14电源，同时第一定位销轴4脱离第三微动开关S3后，第三微动开关S3常闭触点闭合，通过第五继电器K5使得第二电机15能够操作；

此时如需要把隔离开关刀闸20从合闸位置转动到接地位置时，按下接地合按钮SB3，第三继电器K3得电启动第二电机15反转，第二电机15通过主动链轮、链条、第二链轮33带动第二操作轴3逆时针转动，第二操作轴3通过拐臂32、第二定位销轴5挤压压缩弹簧6，当压缩弹簧6过拐点后，压缩弹簧6迅速释放推动第二操作轴3、第二齿轮31快速逆时针转动，第二齿轮31就带动第一齿轮21和第一操作轴2快速顺时针转动，第一操作轴2带动转轴70迅速顺时针转动，转轴70带动刀闸20迅速顺时针转动接合到接地触头40上，隔离开关刀闸20就处于接地位置；此时第二定位销轴5脱离第四微动开关S4，S4的常闭触点闭合接通第二电机的正转回路，同时S4的常开触点断开切断第一电机14电源，防止误操作。此时第一定位销轴4触碰第二微动开关S2，第二微动开关S2常闭触点断开切断第二电机15电源。

当需要把隔离开关刀闸20从接地位置又切换到合闸位置时，按下接地分按钮SB4，第四继电器K4得电启动第二电机15正转，第二电机15通过主动链轮、链条、第二链轮33带动第二操作轴3顺时针转动，第二操作轴3通过拐臂32、第二定位销轴5挤压压缩弹簧6，当压缩弹簧6过拐点后，压缩弹簧6迅速释放推动第二操作轴3、第二齿轮31快速顺时针转动，第二齿轮31就带动第一齿轮21和第一操作轴2快速逆时针转动，第一操作轴2带动转轴70迅速逆时针转动，转轴70就带动刀闸20迅速合闸。此时第二定位销轴5触碰第四微动开关S4，S4的常闭触点断开切断第二电机15电源、常开触点闭合使得第一电机14能够操作，同时第一定位销轴4触碰第一微动开关S1，第一微动开关S1的常闭触点断开切断第一电机14的反转回路。确保操作安全。

本发明真空断路器的动作过程为：

图1、图2、图20所示，隔离开关的刀闸20与真空断路器上的导电触点3f和辅助触点3g相接合后合闸，所示驱动凸轮7使驱动板8左移，驱动板8使第一联锁板81下移，第一联锁板81脱离真空断路器操作机构2001的合闸驱动轴使真空断路器200能够合闸，合闸驱动轴驱动操作主轴3c转动，操作主轴3c通过第二拐臂3i、第二绝缘拉杆3h使真空泡3b上端的动触点下移实现真空断路器200合闸，同时操作主轴3c通过分闸拐臂3k拉开分闸拉簧3p为分闸做准备；真空断路器200合闸后就接通主回路，开关柜处于工作状态。

真空断路器200处于合闸状态时，第二联锁板91带动第一挡板9挡住第一操作轴2的前端，隔离开关300不能分闸和接地。

真空断路器200分闸时，解除操作主轴3c约束，在分闸拉簧3p和真空泡触头簧作用下，第二绝缘拉杆3h上移，真空断路器200就分闸。

真空断路器处于分闸状态时，第二联锁板91带动第一挡板9移出第一操作轴2的前端，此时隔离开关300才能进行操作。

以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。

Claims (9)

1.一种充气开关柜，包括柜体，柜体后侧设置气箱，柜体前侧上部设置控制室，柜体前侧下部设置电缆室，电缆室前面装有开关柜门，其特征在于：气箱的上部装有真空断路器，气箱的中部装有隔离开关，气箱的下部设置主回路，控制室内装有隔离开关操作机构和真空断路器操作机构；

所述隔离开关包括机架、三个刀闸、三个静触头、三个接地触头，机架与柜体相固定，机架上固定有三个绝缘支架，三个静触头固接在三个绝缘支架中间，三个刀闸的一端分别连接在三个静触头上，三个接地触头固定在机架一侧与三个刀闸相配合，机架另一侧枢接一根转轴，转轴上固接三个第一拐臂，三个第一拐臂通过三个绝缘拉杆分别连接在三个刀闸的中部；

所述隔离开关操作机构包括壳体，壳体上枢接有相互平行的第一操作轴和第二操作轴，第一操作轴与所述转轴相固接；第一操作轴上固接有第一齿轮和一隔离限位板，隔离限位板上设有沿第一操作轴径向分布的长条形通孔，长条形通孔上穿有第一定位销轴，第一定位销轴的两端分别与两个拉簧的一端相连接，两个拉簧的另一端连接在第一操作轴上，壳体上设置有第一弧形孔，第一弧形孔上依次设置有合闸凹槽、分闸凹槽和接地凹槽，所述合闸凹槽、分闸凹槽和接地凹槽分别与穿在隔离限位板长条形通孔上的第一定位销轴相配合；第二操作轴上固接有第二齿轮且与一拐臂的一端相固接，拐臂另一端通过第二定位销轴连接一压缩弹簧的一端，压缩弹簧的另一端连接在壳体上，壳体上还设置有第二弧形孔与第二定位销轴相配合；第一齿轮在整个外周面上均布有啮合齿，第二齿轮在部分外周面上设置啮合齿，隔离开关的刀闸处于合闸和分闸状态时，第二齿轮的啮合齿与第一齿轮的啮合齿不相配合，隔离开关的刀闸处于接地状态时，第二齿轮的啮合齿才与第一齿轮的啮合齿相配合；隔离开关操作机构上的所述拐臂与第二操作轴固接一端外表面上设有一接地限位凸起，所述隔离限位板上也设有限位凸起，所述隔离限位板上的限位凸起与拐臂的接地限位凸起相配合；

所述真空断路器包括三个相同结构的绝缘支座、三个分别装在三个绝缘支座上的真空泡、一根操作主轴，所述绝缘支座包括一圆柱形筒体，圆柱形筒体内孔的下部设有横隔板，横隔板内嵌有一导电件，导电件的部分上端面和部分下端面露出横隔板，真空泡以动触点朝上的方式装在圆柱形筒体的内孔里，导电件露出横隔板的部分上端面与真空泡的静触点利用螺栓相固紧，导电件露出横隔板的部分下端面与一导电触点相固接，圆柱形筒体下部前侧设有导电触点与隔离开关刀闸相配合的下让位缺口，圆柱形筒体上部设有真空泡动触点与母线连接的上让位缺口，圆柱形筒体外周面中部前后侧延伸有安装凸起，三个绝缘支座利用圆柱形筒体外周面中部前后侧延伸的安装凸起固定在柜体上；所述操作主轴枢接在柜体上，三个真空泡上端动触点分别与三个第二绝缘拉杆一端相连接，三个第二绝缘拉杆的另一端分别通过三个第二拐臂连接操作主轴，所述操作主轴通过真空断路器操作机构带动；

所述主回路通过三根母线连接隔离开关三个静触头的下端，所述气箱的侧面固定有至少三个绝缘子，每个绝缘子上固定有导电柱，导电柱靠外一侧连接外部母线，导电柱靠内一侧通过软母线与真空泡上端的动触点相连接。

2.根据权利要求1所述的一种充气开关柜，其特征在于：隔离开关操作机构上的所述第一操作轴上还固接一驱动凸轮，壳体装有一可左右移动的驱动板，驱动板上连接有与真空断路器操作机构相配合可上下移动的第一联锁板，第一操作轴转动到合闸位置时，驱动凸轮使驱动板左移，驱动板使第一联锁板下移，第一联锁板使真空断路器操作机构能够合闸；第一操作轴转动到分闸或接地位置时，驱动凸轮脱离驱动板，驱动板在复位弹簧作用下右移并推动第一联锁板上移，第一联锁板锁定真空断路器操作机构；

所述第一操作轴的前面设有第一挡板，第一挡板与一个第二联锁板的一端相连接，第二联锁板的另一端连接在真空断路器操作机构上，真空断路器处于合闸状态时，第二联锁板带动第一挡板挡住第一操作轴的前端，真空断路器处于分闸状态时，第二联锁板带动第一挡板移出第一操作轴的前端；

所述第二操作轴的前面设有第二挡板，第一操作轴转动到分闸或接地位置时，所述驱动凸轮驱动第二挡板移出第二操作轴的前端；第一操作轴转动到合闸位置时，所述驱动凸轮脱离第二挡板，第二挡板复位挡住第二操作轴的前端。

3.根据权利要求1所述的一种充气开关柜，其特征在于：隔离开关操作机构上的所述第二操作轴上还固接一开关柜门的联锁拐臂，第二操作轴转动到接地位置时，所述联锁拐臂对开关柜门进行解锁，第二操作轴转动到非接地位置时，所述联锁拐臂闭锁开关柜门。

4.根据权利要求1所述的一种充气开关柜，其特征在于：隔离开关操作机构上的所述壳体上装有第一电机和第二电机，第一操作轴上还固接有第一链轮，第一电机通过一主动链轮和一链条连接第一链轮，第二操作轴上还固接有第二链轮，第二电机也通过一主动链轮和一链条连接第二链轮；

壳体上装有合闸按钮、分闸按钮、接地合按钮、接地分按钮以及第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关和第四微动开关；

第一定位销轴与第一弧形孔上的合闸凹槽相配合时触碰第一微动开关，第一定位销轴与第一弧形孔上的接地凹槽相配合时触碰第二微动开关，第一定位销轴与第一弧形孔上的分闸凹槽相配合时通过一摇杆触碰第三微动开关；第二定位销轴处于所述第二弧形孔的下部时触碰第四微动开关；

在分闸状态按合闸按钮，合闸按钮通过第一继电器启动第一电机反转，第一电机通过主动链轮、链条、第一链轮带动第一操作轴逆时针转动，第一定位销轴在合闸位置触碰第一微动开关，第一微动开关常闭触点断开切断第一电机反转回路电源，同时第三微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第一电机的正转回路；

在合闸状态按分闸按钮，分闸按钮通过第二继电器K2启动第一电机正转，第一电机通过主动链轮、链条、第一链轮带动第一操作轴顺时针转动，第一定位销轴在分闸位置触碰第三微动开关，第三微动开关常闭触点断开切断第一电机正转回路电源，同时第一微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第一电机的反转回路；

在合闸状态按接地合按钮，接地合按钮通过第三继电器启动第二电机反转，第二电机通过主动链轮、链条、第二链轮带动第二操作轴逆时针转动，第一定位销轴在接地位置触碰第二微动开关，第二微动开关的常闭触点断开切断第二电机反转回路电源，同时第四微动开关脱离第二定位销轴控制常闭触点闭合接通第二电机的正转回路；

在接地状态按接地分按钮，接地分按钮通过第四继电器启动第二电机正转，第二电机通过主动链轮、链条、第二链轮带动第二操作轴顺时针转动，第二定位销轴在合闸位置触碰第四微动开关，第四微动开关的常闭触点断开切断第二电机正转回路电源，第二微动开关脱离第一定位销轴控制常闭触点闭合接通第二电机的反转回路，同时第一定位销轴在合闸位置触碰第一微动开关，第一微动开关的常闭触点断开切断第一电机反转回路。

5.根据权利要求4所述的一种充气开关柜，其特征在于：所述第三微动开关通过第五继电器控制第二电机电源，第三微动开关常闭触点断开时切断第二电机电源；

所述第四微动开关带有一常开触点，所述常开触点串接在第一电机的电源回路中，所述常开触点闭合时才能接通第一电机电源；

所述开关柜门边装有第五微动开关，第五微动开关设有常开触点串接在第一电机和第二电机的电源回路上，所述开关柜门关闭时触碰第五微动开关使得第五微动开关的常开触点闭合。

6.根据权利要求1所述的一种充气开关柜，其特征在于：所述软母线上装有无线测温装置，所述无线测温装置包括温度传感器、无线测温发射模块、CT取电线圈，所述温度传感器贴附在软母线上，温度传感器用信号线连接无线测温发射模块，一软磁合金带穿过CT取电线圈并缠绕在软母线的外周面上，CT取电线圈通过电源线连接无线测温发射模块；无线测温发射模块把温度传感器检测到的软母线温度信息进行数据处理后用无线方式传递给控制室上的接收模块，所述接收模块通过设置于控制室上的显示器显示软母线的工作温度；软母线的外周面上扣有一绝缘带把所述无线测温发射模块、CT取电线圈、软磁合金带捆绑在软母线上。

7.根据权利要求1所述的一种充气开关柜，其特征在于：所述柜体后侧气箱的下面设置有泄压室，气箱和泄压室之间设置有防爆器，控制室上还装有气箱的气压监测装置，气箱的前侧设置有隔离开关接地和分闸的透明观察窗。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种充气开关柜，其特征在于：所述刀闸包括两个夹板，隔离开关的静触头具有与两个夹板内侧面相连接的两个平行的外侧面，一根枢接螺栓穿过两个夹板和静触头把两者连接在一起，枢接螺栓的一端旋有锁紧螺母，枢接螺栓两侧套有碟簧组压紧在两个夹板的外侧面上，每个夹板与静触头相连接的内侧面上设有环形凹槽，所述环形凹槽上装有圆圈形弹簧触指，所述弹簧触指夹在静触头外侧面与夹板的环形凹槽之间；

所述导电触点的两侧还固定有两个辅助触点，所述辅助触点与隔离开关的刀闸相配合。

9.根据权利要求8所述的一种充气开关柜，其特征在于：所述两个夹板除夹口外由一硅胶套所包覆，硅胶套还包覆枢接螺栓、锁紧螺母和所述的碟簧组；所述主回路的三根母线上套有绝缘套；所述电缆室内电缆通过电缆插接件和绝缘套管与主回路上的母线相连接。