CN108711531A - 一种高压开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压开关。该种高压开关包括固定座，固定座滑动连接有滑柱，滑柱设置有齿条，齿条啮合有圆柱齿轮，圆柱齿轮连接有电机，固定座两侧向外伸出有对称设置的支架一，支架一两个对称的端部以对称设置有摆杆，摆杆呈L型，摆杆的一边竖向设置，摆杆的另一边横向设置，摆杆两条边的交界处设置有与支架一的端部连接的扭簧一，滑柱以固定座为中心朝两侧对称伸出有支架二，支架二外侧的端部对称设置有导向轮，导向轮设置于摆杆横向设置的边的上侧，并与摆杆同一平面设置。本发明通过控制电机控制滑柱的上下运动来实现活动触点与固定触点的开合，操作简单，而活动触点和固定触点开闸时的错位设计，降低了电弧产生的概率。

Description

一种高压开关

技术领域

本发明涉及电路开关技术领域，特别涉及一种高压电路的开关。

背景技术

传统的配电线路中的高压开关，通常均采用跌落式开关，而跌落式开关需 要3人操作，一人控制升降机，一人做防护工作，一人做具体的高空操作，如 此才能完成对开关的操作，费时费力。中国数据库公开了一篇名为10kV高压弹 力开关的专利，申请号为CN201210209248.X，申请日为2012.06.25，公开号为 CN103515158A，公开日为2014.01.15，该种10kV高压弹力开关包括由两侧竖 杆和下横杆构成的支撑架，其结构要点支撑架两侧竖杆的上方均设置有活动触 点，两活动触点之间电联接；支撑架下横杆下方设置有竖直导套，竖直导套同 底座上具有第一压力弹簧的导柱相连；竖直导套侧方设置有豁口，相应于竖直 导套的豁口设置有锁定装置。该种10kV高压弹力开关虽然仅需一人即可以完成 开关的开合闸等操作，但是活动触点和固定触点间直接相对活动设置，固定触 点的高压电在短距离内可能会击穿空气与活动触点相同，有安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全性高、操作简单的高压开关。

为了实现上述发明目的，本发明一种高压开关采用如下技术方案：

一种高压开关，包括竖直设置的固定座，所述固定座沿长度方向滑动连接 有滑柱，所述滑柱一侧沿长度方向设置有齿条，所述齿条啮合有配对的圆柱齿 轮，所述圆柱齿轮的中心孔连接有电机的输出轴，所述电机固定连接于固定座， 所述固定座两侧向外伸出有对称设置的支架一，支架一两个对称的端部以固定 座为中心对称设置有摆杆，所述摆杆呈L型，摆杆的一边竖向设置，摆杆的另 一边横向设置，所述摆杆两条边的交界处设置有与支架一的端部连接的扭簧一， 所述扭簧一用来使摆杆复位，两个对称设置的摆杆竖向的边的上端设置有活动 触点，两活动触点上方对应设置有与外部电路连接的固定触点，两活动触点之 间电联接，所述滑柱以固定座为中心朝两侧对称伸出有支架二，所述支架二外 侧的端部对称设置有导向轮，所述导向轮设置于摆杆横向设置的边的上侧，并 与摆杆同一平面设置，所述固定座在支架二上侧以固定座为中心对称设置有支 架三，所述支架三的端部设置有卡槽，所述支架三的卡槽内对称滑动连接有U 型支架的两边，所述U型支架的一边的上端通过扭簧铰接有固定旋转脱扣，所 述U型支架的另一边设置有移动旋转脱扣，所述固定旋转脱扣和移动旋转脱扣 电联接，所述移动旋转脱扣的一端转动连接有连接轴，所述连接轴与U型支架 设置的横向的滑槽滑动连接，当固定触点和活动触点贴合时，连接轴位于滑槽 的端部并与滑槽的侧壁接触，所述滑槽的另一端位于固定旋转脱扣侧，所述移 动旋转脱扣的另一端设置有凸起，所述凸起与固定旋转脱扣对应设置的凹槽卡 接，所述移动旋转脱扣上表面设置有热感双金属弹簧片，所述移动旋转脱扣的 下表面连接有圆柱拉伸弹簧一的一端，所述圆柱拉伸弹簧一与伸出于固定座外 侧的支架四连接，所述支架四设置于移动旋转脱扣的下侧，所述支架四的端部 设置有用于限制移动旋转脱扣旋转角度的挡块，所述滑柱的上端通过扭簧铰接 有拨杆的一端，所述拨杆的另一端伸出于滑柱的外侧并与抵住固定旋转脱扣的 下端面，所述拨杆的中部铰接有拨轮，所述拨轮在滑柱的带动下沿热感双金属 弹簧片的上表面滚动移动，所述U型支架两边的端部还对称设置有U型槽，所 述U型槽内连接有圆柱拉伸弹簧二，所述圆柱拉伸弹簧二的自由长度小于U型 槽的槽深，所述圆柱拉伸弹簧二另一端沿滑柱运动方向设置并与固定座上端连 接，所述U型支架的槽底与支架二通过圆柱拉伸弹簧三连接，当活动触点和固 定触点接触时，圆柱拉伸弹簧三处于自由长度。当开闸时，打开电机，控制电 机带动齿条向下运动，从而滑柱向下运动，在电机未运动时的圆柱拉伸弹簧三 处于自由长度，此时拉力为零，而圆柱拉伸弹簧二的自由长度小于U型槽的槽 深，U型槽在圆柱拉伸弹簧二的拉动下与固定座的上端贴合，在滑柱向下运动过程中，支架二通过圆柱拉伸弹簧三对U型支架产生拉力，在圆柱拉伸弹簧三 产生的拉力小于圆柱拉伸弹簧二为克服与U型槽深之间长度差而产生的拉力 时，U型支架不动，因此固定旋转脱扣在竖直高度的位置不变，滑柱上端的拨 杆按照与其连接的扭簧的中心旋转，拨杆同时也以拨轮为中心转动，拨杆一端 向上挑起固定旋转脱扣，凸起与凹槽分开，移动旋转脱扣在圆柱拉伸弹簧一的 拉动下以连接轴为中心转动，运动至挡块处停止运动，当圆柱拉伸弹簧三产生 足够的拉力时，U型支架向下运动，此时与连接轴连接的移动旋转脱扣以连接 轴为中心逆着圆柱拉伸弹簧一的拉力方向转动，当旋转至凸起与凹槽再次卡接 时，移动旋转脱扣复位，在滑条向下运动过程中，当支架二上的导向轮压于摆 杆横向设置的边上时，摆杆的横向设置的边在导向轮的压力下以扭簧一为中心 转动，活动触点在摆杆竖向设置的边的带动下同时转动，转动至固定触点的外 侧与固定触点错位分离开，实现开闸的功能；当合闸时，电机驱动滑柱向上运 动，U型支架和与其连接的机构在圆柱拉伸弹簧二的拉力下向上升起，并在U 形槽上端和固定座接触时停止上升，与之同时，由于导向轮向上运动，摆杆在 扭簧一的复位力的作用下摆动，活动触点在摆杆的带动下转动至与固定触点接触，实现合闸功能。

所述摆杆竖向设置的边的侧面连接有向外伸出的连接杆，所述连接杆端部 设置有方形的隔离罩，所述隔离罩使用橡胶制作，所述隔离罩开设有外形尺寸 大于固定触点外形尺寸的方形的内腔二，当活动触点和固定触点贴合时，所述 活动触点上表面中心到扭簧一旋转中心的距离小于隔离罩上表面的中心到扭簧 一旋转中心的距离，且大于隔离罩内腔二的底面中心到扭簧一旋转中心的距离。 当摆杆以扭簧一为中心转动时，隔离罩同向转动，当活动触点与固定触点脱离 后，隔离罩将旋转至固定触点处并将固定触点罩于其内，由于隔离罩采用电绝 缘的橡胶制作，可进一步减少电弧产生的概率。

所述隔离罩在接近固定触点的一侧开有与固定触点外形相匹配的缺口。缺 口用来防止隔离罩在转动期间与固定触点不相互干涉，保证了整个机构运作的 稳定性。

所述摆杆连接活动触点的端部设置有弹簧座，所述活动触点通过弹簧座与 摆杆连接，所述弹簧座开设有圆柱形内腔一，所述内腔一底部连接有圆柱压缩 弹簧一，所述圆柱压缩弹簧一另一端与活动触点底部连接，所述圆柱压缩弹簧 一的自由高度大于内腔一的深度，所述内腔一还设置有同轴的凸台，所述活动 触点的中部开设有与凸台外形相匹配的滑槽二，所述凸台滑动卡接于滑槽二内， 并有一部分伸出于弹簧座外侧。活动触点与圆柱压缩弹簧一连接，可以在活动 触点和固定触点相对运动时起到缓冲作用，并且当固定触点和活动触点相互贴 合时，圆柱压缩弹簧一对活动触点的推力使活动触点和固定触点接触更加紧密。

所述活动触点伸出弹簧座外侧的端部开设有斜倒角一，所述固定触点在活 动触点转动路径中的边缘处开设相配合的斜倒角二。斜倒角在活动触点转动至 与固定触点贴合时起到导向作用，防止活动触点和固定触点外侧边缘的干涉。

所述导向轮压接的摆杆的边的上表面设置有与导向轮相对应匹配的导向 槽。导向槽进一步定位导向轮的运动轨迹，提高高压开关使用的稳定性。

所述滑槽内沿连接轴滑动方向设置有圆柱压缩弹簧二，所述圆柱压缩弹簧 二的一端和滑槽端部边缘连接，另一端和连接轴连接。圆柱压缩弹簧二给连接 轴提供压力，从而给移动旋转脱扣提供一个远离固定旋转脱扣的力，保证移动 旋转脱扣的凸起与固定旋转脱扣的凹槽卡接的牢靠。

所述导向轮与支架二转动连接。导向轮在摆杆横向的边上滚动运动，使导 向轮磨损均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过控制电机控制滑柱的上下 运动来实现活动触点与固定触点的开合，操作简单，且因为活动触点和固定触 点的开闸时的错位设计，降低了电弧产生的概率。

附图说明

图1为本发明合闸状态的结构示意图；

图2为图1的A局部放大图；

图3为图1的B局部放大图；

图4为图1的C局部放大图；

图5为本发明开闸状态的结构示意图；

图6为固定旋转脱扣和移动旋转脱扣脱开时的结构示意图。

其中，1固定座，2滑柱，3齿条，4圆柱齿轮，5电机，6支架一，7摆杆， 8扭簧一，9弹簧座，10活动触点，11固定触点，12内腔一，13圆柱压缩弹簧 一，14凸台，15滑槽二，16斜倒角一，17斜倒角二，18连接杆，19隔离罩， 20缺口，21内腔二，22支架二，23导向轮，24导向槽，25支架三，26卡槽， 27U型支架，28固定旋转脱扣，29移动旋转脱扣，30连接轴，31滑槽，32圆柱压缩弹簧二，33凸起，34凹槽，35热感双金属弹簧片，36圆柱拉伸弹簧一， 37支架四，38挡块，39拨杆，40拨轮，41U型槽，42圆柱拉伸弹簧二，43圆 柱拉伸弹簧三。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于 说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人 员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1-3所示，一种高压开关，包括竖直设置的固定座1，固定座沿长度方 向滑动连接有滑柱2，滑柱一侧沿长度方向焊接有齿条3，齿条啮合有配对的圆 柱齿轮4，圆柱齿轮的中心孔连接有电机5的输出轴，电机通过螺栓固定连接于 固定座，固定座两侧向外伸出有对称设置的支架一6，支架一两个对称的端部以 固定座为中心对称设置有摆杆7，摆杆呈L型，摆杆的一边竖向设置，摆杆的另 一边横向设置，摆杆两条边的交界处设置有与支架一的端部连接的扭簧一8，扭 簧一用来使摆杆复位，两个对称设置的摆杆竖向的边的上端设置有弹簧座9，弹 簧座上端连接有活动触点10，两活动触点上方对应设置有与外部电路连接的固 定触点11，两活动触点之间电联接，弹簧座开设有圆柱形内腔一12，内腔一的 底部连接有圆柱压缩弹簧一13，圆柱压缩弹簧一另一端与活动触点底部连接， 圆柱压缩弹簧一的自由高度大于内腔一的深度，内腔一还设置有同轴的凸台14， 活动触点的中部开设有与凸台外形相匹配的滑槽二15，凸台滑动卡接于滑槽二 内，并有一部分伸出于弹簧座外侧，活动触点伸出弹簧座外侧的端部开设有斜 倒角一16，固定触点在活动触点转动路径中的边缘处开设相配合的斜倒角二17， 摆杆竖向设置的边的侧面通过螺栓连接有向外伸出的连接杆18，连接杆端部设 置有方形的隔离罩19，隔离罩使用橡胶制作并在接近固定触点的一侧开有与固 定触点外形相匹配的缺口20，隔离罩开设有外形尺寸大于固定触点外形尺寸的 方形内腔二21，当活动触点和固定触点贴合时，活动触点上表面中心到扭簧一 旋转中心的距离小于隔离罩上表面的中心到扭簧一旋转中心的距离，且大于隔 离罩内腔二底面中心到扭簧一旋转中心的距离，滑柱以固定座为中心朝两侧对 称伸出有支架二22，支架二外侧的端部对称设置有导向轮23，导向轮与支架二 转动连接，导向轮设置于摆杆横向设置的边的上侧，并与摆杆同一平面设置， 摆杆横向的边的上表面设置有与导向轮相对应匹配的导向槽24，固定座在支架 二上侧以固定座为中心对称设置有支架三25，支架三的端部设置有卡槽26，支 架三的卡槽内对称滑动连接有U型支架27的两边，U型支架的一边的上端通过 扭簧铰接有固定旋转脱扣28，U型支架的另一边设置有移动旋转脱扣29，固定 旋转脱扣和移动旋转脱扣电联接，移动旋转脱扣的一端转动连接有连接轴30， 连接轴与U型支架设置的横向的滑槽31滑动连接，当固定触点和活动触点贴合 时，连接轴位于滑槽的端部并与滑槽的侧壁接触，滑槽的另一端位于固定旋转 脱扣侧，滑槽内沿连接轴滑动方向设置有圆柱压缩弹簧二32，圆柱压缩弹簧二 的一端和滑槽端部边缘连接，另一端和连接轴连接，移动旋转脱扣的另一端设 置有凸起33，凸起与固定旋转脱扣对应设置的凹槽34卡接，移动旋转脱扣上表 面设置有热感双金属弹簧片35，移动旋转脱扣的下表面连接有圆柱拉伸弹簧一 36的一端，圆柱拉伸弹簧一与伸出于固定座外侧的支架四37连接，支架四设置 于移动旋转脱扣的下侧，支架四的端部设置有用于限制移动旋转脱扣旋转角度 的圆柱形的挡块38，滑柱的上端通过扭簧铰接有拨杆39的一端，拨杆的另一端 伸出于滑柱的外侧并与抵住固定旋转脱扣的下端面，拨杆的中部铰接有拨轮40， 拨轮在滑柱的带动下沿热感双金属弹簧片的上表面滚动移动，U型支架两边的 端部还对称焊接设置有U型槽41，U型槽内连接有圆柱拉伸弹簧二42，圆柱拉 伸弹簧二的自由长度小于U型槽的槽深，圆柱拉伸弹簧二另一端沿滑柱运动方 向设置并与固定座上端连接，U型支架的槽底与支架二通过圆柱拉伸弹簧三43 连接，当活动触点和固定触点接触时，圆柱拉伸弹簧三处于自由长度。

本发明的具体工作过程与原理：

当开闸时，打开电机，控制电机带动齿条向下运动，从而滑柱向下运动，在 电机未运动时的圆柱拉伸弹簧三处于自由长度，此时拉力为零，而圆柱拉伸弹 簧二的自由长度小于U型槽的槽深，U型槽在圆柱拉伸弹簧二的拉动下与固定 座的上端贴合，在滑柱向下运动过程中，支架二通过圆柱拉伸弹簧三对U型支 架产生拉力，在圆柱拉伸弹簧三产生的拉力小于圆柱拉伸弹簧二为克服与U型 槽深之间长度差而产生的拉力时，U型支架不动，因此固定旋转脱扣在竖直高 度的位置不变，滑柱上端的拨杆按照与其连接的扭簧的中心旋转，拨杆同时也 以拨轮为中心转动，拨杆一端向上挑起固定旋转脱扣，凸起与凹槽分开，移动 旋转脱扣在圆柱拉伸弹簧一的拉动下以连接轴为中心转动，运动至挡块处停止 运动，在移动旋转脱扣和固定旋转脱扣脱开后，滑柱继续向下运动，当圆柱拉 伸弹簧三产生足够的拉力时，U型支架向下运动，此时与连接轴连接的移动旋 转脱扣以连接轴为中心逆着圆柱拉伸弹簧一的拉力方向转动，当旋转至凸起与 凹槽再次卡接时，移动旋转脱扣并固定旋转脱扣结合，完成移动旋转脱扣的复 位；在滑条向下运动过程中，当支架二上的导向轮滚动压接于摆杆上的导向槽 时，摆杆的横向设置的边在导向轮的压力下以扭簧一为中心转动，活动触点在 摆杆竖向设置的边的带动下同时转动，转动至固定触点的外侧与固定触点错位 分离开，实现开闸的功能，而当隔离罩转动至将固定触点包围时，进一步实现 固定触点与活动触点的隔离，进一步降低了电弧产生的概率；

当合闸时，电机驱动滑柱向上运动，U型支架和与其连接的机构在圆柱拉 伸弹簧二的拉力下向上升起，并在U形槽上端和固定座接触时停止上升，与之 同时，由于导向轮向上运动，摆杆在扭簧一的复位力的作用下摆动，隔离罩脱 离固定触点，活动触点在摆杆的带动下转动至与固定触点贴合，实现合闸功能。

过载状态时，当电流超过额定电流，移动旋转脱扣的热感双金属弹簧片发 生向上弯曲，压接于热感双金属弹簧片上表面的拨轮向上运动，从而带动与拨 轮连接的拨杆向上运动，拨杆将固定旋转脱扣向上挑起，从而移动旋转脱扣的 凸起与固定旋转脱扣的凹槽分开，移动旋转脱扣在圆柱拉伸弹簧一的拉力下以 连接轴为中心转动并在挡块的限位下停止运动，完成过载状态的跳闸。

本发明通过控制电机控制滑柱的上下运动来实现活动触点与固定触点的开 合，操作简单，而活动触点和固定触点开闸时的错位设计，降低了电弧产生的 概率，而用橡胶制作的隔离套隔离固定触点进一步降低了电弧产生的概率。

Claims (8)

1.一种高压开关，其特征在于：包括竖直设置的固定座，所述固定座沿长度方向滑动连接有滑柱，所述滑柱一侧沿长度方向设置有齿条，所述齿条啮合有配对的圆柱齿轮，所述圆柱齿轮的中心孔连接有电机的输出轴，所述电机固定连接于固定座，所述固定座两侧向外伸出有对称设置的支架一，支架一两个对称的端部以固定座为中心对称设置有摆杆，所述摆杆呈L型，摆杆的一边竖向设置，摆杆的另一边横向设置，所述摆杆两条边的交界处设置有与支架一的端部连接的扭簧一，所述扭簧一用来使摆杆复位，两个对称设置的摆杆竖向的边的上端设置有活动触点，两活动触点上方对应设置有与外部电路连接的固定触点，两活动触点之间电联接，所述滑柱以固定座为中心朝两侧对称伸出有支架二，所述支架二外侧的端部对称设置有导向轮，所述导向轮设置于摆杆横向设置的边的上侧，并与摆杆同一平面设置，所述固定座在支架二上侧以固定座为中心对称设置有支架三，所述支架三的端部设置有卡槽，所述支架三的卡槽内对称滑动连接有U型支架的两边，所述U型支架的一边的上端通过扭簧铰接有固定旋转脱扣，所述U型支架的另一边设置有移动旋转脱扣，所述固定旋转脱扣和移动旋转脱扣电联接，所述移动旋转脱扣的一端转动连接有连接轴，所述连接轴与U型支架设置的横向的滑槽滑动连接，当固定触点和活动触点贴合时，连接轴位于滑槽的端部并与滑槽的侧壁接触，所述滑槽的另一端位于固定旋转脱扣侧，所述移动旋转脱扣的另一端设置有凸起，所述凸起与固定旋转脱扣对应设置的凹槽卡接，所述移动旋转脱扣上表面设置有热感双金属弹簧片，所述移动旋转脱扣的下表面连接有圆柱拉伸弹簧一的一端，所述圆柱拉伸弹簧一与伸出于固定座外侧的支架四连接，所述支架四设置于移动旋转脱扣的下侧，所述支架四的端部设置有用于限制移动旋转脱扣旋转角度的挡块，所述滑柱的上端通过扭簧铰接有拨杆的一端，所述拨杆的另一端伸出于滑柱的外侧并与抵住固定旋转脱扣的下端面，所述拨杆的中部铰接有拨轮，所述拨轮在滑柱的带动下沿热感双金属弹簧片的上表面滚动移动，所述U型支架两边的端部还对称设置有U型槽，所述U型槽内连接有圆柱拉伸弹簧二，所述圆柱拉伸弹簧二的自由长度小于U型槽的槽深，所述圆柱拉伸弹簧二另一端沿滑柱运动方向设置并与固定座上端连接，所述U型支架的槽底与支架二通过圆柱拉伸弹簧三连接，当活动触点和固定触点接触时，圆柱拉伸弹簧三处于自由长度。

2.根据权利要求1所述的一种高压开关，其特征在于：所述摆杆竖向设置的边的侧面连接有向外伸出的连接杆，所述连接杆端部设置有方形的隔离罩，所述隔离罩使用橡胶制作，所述隔离罩开设有外形尺寸大于固定触点外形尺寸的方形的内腔二，当活动触点和固定触点贴合时，所述活动触点上表面中心到扭簧一旋转中心的距离小于隔离罩上表面的中心到扭簧一旋转中心的距离，且大于隔离罩内腔二的底面中心到扭簧一旋转中心的距离。

3.根据权利要求2所述的一种高压开关，其特征在于：所述隔离罩在接近固定触点的一侧开有与固定触点外形相匹配的缺口。

4.根据权利要求1所述的一种高压开关，其特征在于：所述摆杆连接活动触点的端部设置有弹簧座，所述活动触点通过弹簧座与摆杆连接，所述弹簧座开设有圆柱形内腔一，所述内腔一底部连接有圆柱压缩弹簧一，所述圆柱压缩弹簧一另一端与活动触点底部连接，所述圆柱压缩弹簧一的自由高度大于内腔一的深度，所述内腔一还设置有同轴的凸台，所述活动触点的中部开设有与凸台外形相匹配的滑槽二，所述凸台滑动卡接于滑槽二内，并有一部分伸出于弹簧座外侧。

5.根据权利要求4所述的一种高压开关，其特征在于：所述活动触点伸出弹簧座外侧的端部开设有斜倒角一，所述固定触点在活动触点转动路径中的边缘处开设相配合的斜倒角二。

6.根据权利要求1所述的一种高压开关，其特征在于：所述导向轮压接的摆杆的边的上表面设置有与导向轮相对应匹配的导向槽。

7.根据权利要求1所述的一种高压开关，其特征在于：所述滑槽内沿连接轴滑动方向设置有圆柱压缩弹簧二，所述圆柱压缩弹簧二的一端和滑槽端部边缘连接，另一端和连接轴连接。

8.根据权利要求1所述的一种高压开关，其特征在于：所述导向轮与支架二转动连接。