CN105869931A - 一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器 - Google Patents

Abstract

一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，涉及高压成套电气设备领域。由真空开关固封极柱、隔离开关以及操作机构组成，真空开关固封极柱的整体呈U形，上部为第一横向导电杆，中部为第一竖向导电杆和第二竖向导电杆，下部为第二横向导电杆，第一竖向导电杆和第二竖向导电杆的结合端处于真空灭弧室内；隔离开关由竖向布置的上动触头杆和下动触头杆组成，上动触头杆和下动触头杆各通过一个第三弹簧触指分别与第一横向导电杆、第二横向导电杆连接。真空断路器隔离开关组合电器是采用螺纹套用电机转动带动链条使螺纹套旋转，带动动触头运动，解决了隔离开关自动化操作问题。采用弹簧触指结构，结构更简单，体积更小巧。

Description

一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器

技术领域

本发明涉及高压成套电气设备领域，具体是涉及一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器。

背景技术

现有的KYN28A-12馈线开关柜，其结构如图16所示，图16中的各附图标记含义为A母线隔室，B断路器隔室，C电缆隔室，D仪表隔室，1外壳，1.1压力释放板，1.2控制电缆盖板，2分支母线，3母线，4静触头装置，5弹簧触头，6接地闸刀，7电流互感器，8电压互感器，9装卸式隔板，101辅助开关，102活动帘板，103可抽出式手车，104接地闸刀操作机构，105电缆密封终端，106底板，107丝杆机构，108接地主母线，109装卸式水平隔板，110二次插头。

这种结构的开关柜，其主要缺陷表现在：体积大、结构复杂，必须打开前门将断路器拉出才可以隔离电路，必须拆解成一个一个的单柜才能够更换其中一面开关柜等方面。同时，正面抽出造成了柜体前后尺寸过大，断路器左右排列造成了柜体正面过宽，以及母线由左右排列变更为前后排列所造成的导电回路过长，前后尺寸过长，增大回路电阻及浪费原材料。

现有开关柜中的隔离开关触头座，主要缺陷表现在：触头接触偏离中心，点接触不良，回路电阻不稳定，造成温升不稳定，难以承受动热稳定电流。同时，功能单一，结构复杂。

现有开关柜中的真空断路器隔离开关组合电器，主要缺陷表现在：断路器及隔离动触头一体，靠推入及拉出进行隔离触头的分合，这就导致了自动化操作的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，由真空开关固封极柱、隔离开关以及操作机构组成，真空开关固封极柱的整体呈U形，上部为第一横向导电杆，中部为第一竖向导电杆和第二竖向导电杆，下部为第二横向导电杆，第一竖向导电杆和第二竖向导电杆的结合端处于真空灭弧室内；隔离开关由竖向布置的上动触头杆和下动触头杆组成，上动触头杆的顶端设有上动触头，下动触头杆的底端设有下动触头，上动触头杆和下动触头杆各通过一个第三弹簧触指分别与第一横向导电杆、第二横向导电杆连接；操作机构实现上动触头杆和下动触头杆相互靠近或远离，实现隔离开关的分闸或合闸操作。

上动触头杆的下部和下动触头杆的上部均设有外螺纹套，一个中间具有链轮的外螺纹套将上动触头杆和下动触头杆包覆，外螺纹套伸入第二绝缘护套内部；操作机构实现链轮转动，链轮带动外螺纹套旋转，继而实现上动触头杆和下动触头杆相互靠近或远离。

第二竖向导电杆的下部置于第二弹簧触指中，且其底端处于第二绝缘伞裙中，连接第二竖向导电杆的绝缘拉杆通过操作机构控制，实现第一竖向导电杆和第二竖向导电杆的分离和结合；第三弹簧触指的外部设有第三中间触头座，第三中间触头座的外部设有第二绝缘护套和第二绝缘瓦片。

与现有的KYN28A-12馈线开关柜相比，交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜的优点表现在：

1、体积小，必将实现空气开关柜的小型化。原KYN28-12馈线开关柜的尺寸为800×1450×2300，新交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜只有450×900×1650，是原有体积的1/3-1/4。

2、原KYN28A-12馈线开关柜必须打开前门将断路器拉出，才可以隔离电路。新交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜则不需开门就可以隔离电路。

3、原KYN28A-12馈线开关柜必须拆解成一个一个的单柜才能够更换其中一面开关柜，而新交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜则不用。

与现有的隔离开关的静触头座相比，隔离开关上静触头座的优点表现在：

1、原结构为单一触头座功能，连接分支母线。新结构则简化了结构，直接连接主母线，节省了支母线。

2、原触头座结构不容易对准中心，触头接触偏离中心，点接触不良，回路电阻不稳定，造成温升不稳定，难以承受动热稳定电流。新结构改用弹簧触指，接触点均匀，承受动热稳定电流能力增强。

3、原结构是靠断路器手车推入及拉出判断隔离开关及接地开关的分合闸位置，新结构隔离开关，接地开关分合闸过程可直接观察，并且具有明显断口及观察窗，便于识别隔离开关接地开关的分合闸位置。

与现有的组合电器相比，真空断路器隔离开关组合电器的优点表现在：

1、原结构是断路器及隔离动触头一体，靠推入及拉出进行隔离触头的分合。新结构是螺纹套用电机转动带动链条使螺纹套旋转，带动动触头运动。解决了隔离开关自动化操作问题。

2、原结构隔离开关触头是朝一个方向运动，新结构隔离开关触头是向相反的方向运动。

3、原结构活动的导电连接部分使用软连接导线结构，新结构采用弹簧触指结构，结构更简单，体积更小巧。

与现有的隔离开关的静触头座相比，隔离开关下静触头座的优点表现在：

1、原结构下静触头座只是单独功能，除静触头功能外单独与分支母线连接，新结构把综合功能融入为一体，具有连接进出线***，带电显示器，避雷器，电压互感器等功能。

2、新结构通过集约化以后使得体积减小，材料节省，功能增加。

附图说明

图1为交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜的主视图。

图2为图1中的H向视图。

图3为图1中的I向视图。

图4为隔离开关上静触头盒的结构示意图。

图5为图4中的A-A向剖视图。

图6为隔离开关下静触头盒的结构示意图。

图7为图6中的C-C向剖视图。

图8为图6中的D-D向剖视图。

图9为图6中的E向视图。

图10为图6中的F向视图。

图11为真空断路器隔离开关组合电器的结构示意图。

图12为图11中的J向视图。

图13为图11中的B-B向剖视图。

图14为隔离开关上静触头盒、真空断路器隔离开关组合电器和隔离开关下静触头盒三者相配合时的结构示意图。

图15为图14中的G-G向剖视图。

图16为现有KYN28A-12馈线开关柜基本结构剖面图。

图1-15中的附图标记的含义为：

10-柜体，11-上隔板，12-下隔板，13-滑道，14-孔槽。

20-隔离开关上静触头盒，21-第一绝缘基座，22-第一中间触头座，23-螺孔，24-第一弹簧触指，25-第一绝缘伞裙，27-第一绝缘瓦片，28-环状伞裙。

30-真空断路器隔离开关组合电器。

301-上动触头，302-第三中间触头座，303-第二绝缘瓦片，304-第三弹簧触指，305-外螺纹套，306-第二绝缘护套，308-外螺纹套，309-链轮，311-下动触头杆，312-第二横向导电杆，313-下动触头，315-绝缘拉杆，316-第二绝缘伞裙，317-第二竖向导电杆，318-真空灭弧室，319-第二弹簧触指，320-第一竖向导电杆，321-第一横向导电杆，322-上动触头杆。

40-隔离开关下静触头盒。

401-第二绝缘基座，402-第一绝缘护套，403-第三绝缘伞裙，405-第二中间触头座，406-第四弹簧触指，407-绝缘帽，408-紧固标准件，409-导电环，410-接线端子，411-应力套，412-电力电缆的进出线接口，413-电压互感器的插接端口，414-避雷器的插接端口。

操作机构50。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

一种交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜，大致由六部分构成，分别是：真空断路器隔离开关组合电器模块、开启式上静触头盒及母线座模块、开启式下静触头盒及进出线综合功能模块、裸露式可拆装的绝缘母线模块、快速接地开关模块和铠装金属封闭箱体。本发明对高压开关柜的改进主要体现在真空断路器隔离开关组合电器模块、开启式上静触头盒及母线座模块、开启式下静触头盒及进出线综合功能模块，通过对各功能模块的结构进行合理设计，解决了多年来空气绝缘移动式开关柜中正面抽出造成的柜体前后尺寸过大，断路器左右排列造成的柜体正面过宽，以及母线由左右排列变更为前后排列所造成的导电回路过长，前后尺寸过长，增大回路电阻及浪费原材料等问题。

请参阅图1-3，开关柜的柜体10内部用上隔板11和下隔板12分隔形成三层功能区域，上层区域中用金属隔板又再次分割成两个下室，一个里面装有控制设备，称作控制室，另一个装有母线称作母线室。中间区域装有真空断路器隔离开关组合电器，成为开关室，下层区域装有电缆进出线***，称作电缆室。

柜体的上层区域设有安装控制器的自动控制器室，自动控制器室后面小室的上隔板11上装有隔离开关上静触头盒20。与隔离开关上静触头盒20连接的联络母线向柜体的侧面垂直方向延伸，自柜体侧面的孔槽14位置引出，联接到相邻柜体中从而与另一台开关柜形成并联关系，并联柜体时可进行拆装操作。

柜体的中间层区域设有真空断路器隔离开关组合电器30，主要由真空开关、隔离开关以及操作机构50构成。真空断路器隔离开关组合电器30以抽屉轿厢形式通过安装在柜体内壁的滑道13从开关柜的正面轻松地向外拉出或向里推进。操作机构50控制隔离开关的上、下动触头杆使其***上、下静触头盒中，实现隔离开关的合闸操作；反之则实现隔离开关的分闸操作，分闸状态的真空断路器隔离开关组合电器30与隔离开关上静触头盒、隔离开关下静触头盒之间的配合关系请参阅图14和15所示。

柜体的下层区域作为一个多功能的电缆室，设有隔离开关下静触头盒40及进出线综合功能模块(图中未示出)，隔离开关下静触头盒40安装在下隔板12上，其下部设有电力电缆的进出线接口以及避雷器、电压互感器的插接端口。也可以在电缆室中加装一块纵向隔板，将隔出的小室安装电压互感器或者不停电电源，供控制***作为控制电源使用。

图4和5示出了隔离开关上静触头盒20的结构示意图，其本身是由绝缘材料制成的，内部装有三个第一中间触头座22，第一中间触头座22的内部凹槽中装有第一弹簧触指24，从柜体后向前按A、B、C相序以一定距离顺序排列。第一中间触头座22的上部是呈圆柱形，表面设有用于安装联络母线的螺孔23。

三个第一中间触头座22各通过一个第一绝缘伞裙25安装在第一绝缘基座21上，第一绝缘伞裙25的顶部设有第一绝缘瓦片27，第一绝缘瓦片27具有对称布置的开口，以供与第一中间触头座22相垂直布置的联络母线穿行。

第一绝缘伞裙25的内部中空，且其底部的外侧设有多个增加绝缘爬距的环状伞裙28。

当隔离开关的上动触头杆自第一绝缘伞裙25底部穿入，并与第一弹簧触指24相抵接时，隔离开关上静触头盒20与真空断路器隔离开关组合电器30实现通路。

图6-10示出了隔离开关下静触头盒40的结构示意图，其本身是由绝缘材料制成的，内部装有三个第二中间触头座405，第二中间触头座405的内部装有第四弹簧触指406。三个第二中间触头座405各通过一个第三绝缘伞裙403安装在第二绝缘基座401上，第三绝缘伞裙403的顶部设有第一绝缘护套402。

当隔离开关的下动触头杆自第三绝缘伞裙403顶部穿入，并与第四弹簧触指406相抵接时，隔离开关下静触头盒40与真空断路器隔离开关组合电器30实现通路。

图11-13示出了真空断路器隔离开关组合电器30的结构示意图，其由真空开关固封极柱、隔离开关以及操作机构组成，操作机构分别控制真空开关和隔离开关的分、合操作。真空开关固封极柱的整体呈U形，上部为第一横向导电杆321，中部为第一竖向导电杆320和第二竖向导电杆317，下部为第二横向导电杆312，第一竖向导电杆320和第二竖向导电杆317的结合端处于真空灭弧室318内。

第二竖向导电杆317的下部置于第二弹簧触指319中，且其底端处于第二绝缘伞裙316中，连接第二竖向导电杆317的绝缘拉杆315通过操作机构控制，实现第一竖向导电杆320和第二竖向导电杆317的分离和结合。

隔离开关由竖向布置的上动触头杆322和下动触头杆311组成，上动触头杆322的顶端设有上动触头301，下动触头杆311的底端设有下动触头313，上动触头杆322和下动触头杆311各通过一个第三弹簧触指304分别与第一横向导电杆321、第二横向导电杆312连接。

第三弹簧触指304的外部设有第三中间触头座302，第三中间触头座302的外部设有第二绝缘护套306和第二绝缘瓦片303，在保证绝缘的同时，进一步提升绝缘爬距。

上动触头杆322的下部和下动触头杆311的上部均设有外螺纹套305，一个中间具有链轮309的外螺纹套308将上动触头杆322和下动触头杆311包覆，外螺纹套308伸入第二绝缘护套306内部。

第三中间触头座302上设有禁止下动触头313(上动触头301)旋转的凸起，***到动触头313(上动触头301)的凹槽中，使下动触头313(上动触头301)不得旋转，只能够按照螺纹套的旋转方向进行上下运动。

上动触头杆322在隔离开关合闸时向上伸展，分闸时向下收缩；下动触头杆311合闸时向下伸展，分闸时向上收缩。当隔离开关需要闭合时，操作机构实现链轮309转动，链轮309带动外螺纹套308旋转，继而实现上动触头杆322向上、下动触头杆311向下行进。

对于上隔离开关来说，上动触头301即***到隔离开关上静触头盒20的第一中间触头座22中，实现上隔离开关合闸操作，接通电路。反之，当隔离开关需要分断时，上动触头杆322向下收缩，使上动触头301脱离隔离开关上静触头盒20的第一中间触头座22，实现上隔离开关的分闸操作，断开电路。

对于下隔离开关来说，下动触头313即***到隔离开关下静触头盒40的第二中间触头座405中，实现下隔离开关合闸操作，接通电路。反之，当隔离开关需要分断时，下动触头杆311向上收缩，使下动触头313脱离隔离隔离开关下静触头盒40的第二中间触头座405，实现下隔离开关的分闸操作，断开电路。此时，隔离开关的两个动触头被完全收入到组合电器的内部。

请一并参阅图6-10，第二绝缘基座401作为一种多功模模块，上面还设有电力电缆的进出线接口412、避雷器的插接端口414以及电压互感器的插接端口413。以电力电缆的进出线接口412为例，应力套411被安装在第二绝缘基座401的下部，电力电缆自应力套411底端入口接入，与应力套411内的接线端子410固接后，通过紧固标准件408限位安装，紧固标准件408的外壁设有绝缘帽407。

另外，第二绝缘基座401的内部还设有三组导电环409，其作用是将第二中间触头座405和电力电缆、避雷器以及电压互感器的接线端子410彼此连接起来。

需要提及的是，上述隔离开关上静触头盒和隔离开关下静触头盒可制作为独立状态，既可以用于单相开关中，也可以作为具有调整相间距离功能的多相开关结构中。

交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜在开关柜有效的空间中进行了合理设计安排，解决了多年来空气绝缘移动式开关柜中正面抽出造成的柜体前后尺寸过大，断路器左右排列造成的柜体正面过宽，以及母线由左右排列变更为前后排列所造成的导电回路过长，前后尺寸过长，增大回路电阻及浪费原材料等问题。使空气绝缘移动式开关柜体积达到传统开关柜的至少1/3-1/4。同时，开关柜完全按照空气绝缘理念设计，其空气间隙及绝缘爬距完全符合空气绝缘要求。

交流高压铠装抽屉式智能化真空开关柜的有益效果主要表现如下：

1、结构紧凑，模块式设计，电流等级及电压等级覆盖广。

2、完全尊重空气绝缘的设计理念。

3、断路器可方便的抽出更换和检修。

4、一组开关柜需要检修和更换时，可单独吊出其中任意一面。

5、可实现自动化流水线生产。

6、无外露导电体，运行更安全。

7、无须抽出断路器，即可完成隔离开关和接地开关远程操作，让配网自动化成为现实。

8、环境适应性强，加装封闭罩可提高运行地点的海拔高度。

9、生产、使用及退出运行全过程环保。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，其特征在于：由真空开关固封极柱、隔离开关以及操作机构(50)组成，真空开关固封极柱的整体呈U形，上部为第一横向导电杆(321)，中部为第一竖向导电杆(320)和第二竖向导电杆(317)，下部为第二横向导电杆(312)，第一竖向导电杆(320)和第二竖向导电杆(317)的结合端处于真空灭弧室(318)内；隔离开关由竖向布置的上动触头杆(322)和下动触头杆(311)组成，上动触头杆(322)的顶端设有上动触头(301)，下动触头杆(311)的底端设有下动触头(313)，上动触头杆(322)和下动触头杆(311)各通过一个第三弹簧触指(304)分别与第一横向导电杆(321)、第二横向导电杆(312)连接；操作机构(50)实现上动触头杆(322)和下动触头杆(311)相互靠近或远离，实现隔离开关的分闸或合闸操作。

2.如权利要求1所述的真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，其特征在于：上动触头杆(322)的下部和下动触头杆(311)的上部均设有外螺纹套(305)，一个中间具有链轮(309)的外螺纹套(308)将上动触头杆(322)和下动触头杆(311)包覆，外螺纹套(308)伸入第二绝缘护套(306)内部；操作机构(50)实现链轮(309)转动，链轮(309)带动外螺纹套(308)旋转，继而实现上动触头杆(322)和下动触头杆(311)相互靠近或远离。

3.如权利要求1所述的真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，其特征在于：第二竖向导电杆(317)的下部置于第二弹簧触指(319)中，且其底端处于第二绝缘伞裙(316)中，连接第二竖向导电杆(317)的绝缘拉杆(315)通过操作机构(50)控制，实现第一竖向导电杆(320)和第二竖向导电杆(317)的分离和结合。

4.如权利要求1所述的真空开关柜的真空断路器隔离开关组合电器，其特征在于：第三弹簧触指(304)的外部设有第三中间触头座(302)，第三中间触头座(302)的外部设有第二绝缘护套(306)和第二绝缘瓦片(303)。