CN114783813A - 一种双断口隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双断口隔离开关，双断口隔离开关包括壳体，壳体内相对固定有第一、第二静触座，第一、第二静触座之间配置有动触座，动触座上导向滑动装配有第一、第二动触头，驱动结构包括传动轴以及操动机构，传动轴通过壳体内传动结构带动第一、第二动触头同步动作实现分合闸，壳体内传动结构包括主拐臂，传动轴止转连接于主拐臂的中部，主拐臂的两端分别联动有两组传动组件，传动组件包括连杆，连杆的中部与主拐臂的端部铰接，连杆的一端与动触头铰接，壳体内有用于对连杆的另一端进行导向的导向结构，导向结构的导向方向与动触头的导向移动方向垂直，主拐臂转动不满一圈即可满足动触头的移动需要，能够提高分合闸的响应速度。

Description

一种双断口隔离开关

技术领域

本发明属于高压交直流输变电领域，具体涉及适用于母线不停电扩建、检修及试验的双断口隔离开关。

背景技术

随着经济社会发展，人民生活水平提高，全社会对供电可靠性的要求越来越高，对停电事件的容忍度越来越低，政府部门、电力监管机构、媒体网络对安全生产高度关注，计划停电愈发困难。然而，为降低基建及运维成本，较大型GIS电站一般分期建设，大部分GIS电站需要扩建，而GIS产品一期设备部分只预留有扩建接口，扩建时需要母线停电；同时，当GIS运行时某个间隔出现故障时，需要对该间隔单独进行检修，也需要母线停电。扩建停电意味着延误工程施工进度、浪费人力物力，以及直接或间接的经济损失。

目前，GIS无法实现不停电扩建、检修及试验的主要原因是：扩建结构设计中，备用间隔与运行母线之间仅有一个隔离断口。在间隔对接安装时,为了避免隔离断口突然放电击穿造成人身伤害，需对原运行母线进行停电处理。

在间隔扩建、检修后交流耐压试验时，若试验电压不能与运行电压保持同频同相，存在隔离断口上承受试验电压和运行电压幅值反向叠加的工况。为了避免隔离断口击穿而危及运行设备，DL/T 555、DL/T 617、DL/T 618等标准规定：GIS扩建部分耐压时，原有相邻设备应断电并接地，否则，应考虑突然击穿对原有部分造成的损害而采取措施，目前采用的措施就是对原运行母线进行停电处理。

为了避免扩建时需要母线停电所带来的问题，现有技术中提出不停电扩建、检修的思路，目前实现不停电扩建、检修技术方案较多，其中双断口隔离开关不停电扩建、检修、耐压试验方案是目前研究的热点，现有的隔离开关双断口结构，如授权公告号为CN206331958U的专利文件公开的一种双断口隔离开关模块，包括壳体以及驱动壳体内的动、静触头分、合闸的驱动结构，动触头、静触头分别有两个，以形成双断口，两静触头分别固定在壳体轴向两端的盆式绝缘子上，两动触头设置在动触头座上的内腔中，两动触头背离静触头的一端分别设有轴向布置的齿条，驱动结构包括传动齿轮，两动触头分别设置在传动齿轮的径向两侧，以在传动齿轮转动时带动两动触头同步动作，从而实现双断口隔离开关的的两个断口同时处于合闸位置或同时处于分闸位置。

但是上述双断口隔离开关采用齿轮齿条传动结构，在进行分合闸操作时，需要传动齿轮转动多圈才能实现动触头运动到位，响应速度慢，不利于实现开关的快速开断与关合；同时，这种齿轮齿条的传动形式，零件制作工艺比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双断口隔离开关，以解决目前的双断口隔离开关分合闸响应速度慢且零件制作成本比较高的问题。

本发明的双断口隔离开关的技术方案是：

一种双断口隔离开关，包括壳体，壳体内相对固定有第一、第二静触座，第一、第二静触座之间配置有动触座，动触座上导向滑动装配有第一、第二动触头，双断口隔离开关还包括驱动结构，驱动结构包括伸入壳体内的传动轴以及处于壳体外与传动轴传动连接的操动机构，传动轴通过壳体内传动结构传动连接于第一、第二动触头，并用于带动第一、第二动触头同步动作实现分合闸，所述壳体内传动结构包括主拐臂，传动轴止转连接于主拐臂的中部，主拐臂的两端分别联动有两组传动组件，两组传动组件分别带动第一、第二动触头动作，传动组件包括连杆，连杆的中部与主拐臂的端部铰接，连杆的一端与对应的动触头铰接，壳体内还配置有用于对连杆的另一端进行导向的导向结构，所述导向结构的导向方向与动触头的导向移动方向相垂直。

有益效果：主拐臂的两端分别与两个连杆的中部铰接，连杆一端与动触头铰接，另一端可通过导向结构进行滑动，这样在通过驱动结构的传动轴驱动主拐臂转动时，主拐臂同时带动两个连杆动作，进而两个动触头在连杆的带动下并在动触座上的导向配合下，分别向相反的方向运动，从而可与各自对应的静触头接触，实现双断口隔离开关的同时分闸、同时合闸；通过采用一个主拐臂与两个连杆同时驱动两个动触头作反方向的相对运动，相较于齿轮齿条的传动形式，不需要对主拐臂转动多圈，主拐臂转动不满一圈即可满足动触头的移动需要，能够提高分合闸的响应速度，而且，拐臂连杆式结构也更容易制作，有利于降低成本；同时，通过对连杆的一端设置导向结构，能够在主拐臂臂长、连杆长度相同的情况下，主拐臂旋转相同的角度能够使动触头获得更快的移动速度。

进一步地，第一、第二动触头的导向移动路径相互平行，且在垂直于移动路径的方向上相间隔。

有益效果：这样使得两动触头的导向移动路径不重合，两动触头的移动不会存在干涉，从而能够使两动触头移动到使在垂直于移动路径的方向上的投影相重叠的状态，从而使动触头获得更大的移动行程，在保证开距的前提下，尽可能的减小外壳体尺寸。

进一步地，所述主拐臂为拱形，传动轴止转连接于拱形主拐臂的中间位置，连杆铰接连接于拱形主拐臂的端部，在传动轴的轴向投影方向上，动触头在移动至与主拐臂重叠的位置处时，动触头有部分位于拱形主拐臂的拱内空间中。

有益效果：通过将主拐臂设置拱形，从而满足两连杆的铰接以及对动触头的移动避让，结构简单，方便制作，而且，整体的壳体内传动结构的结构比较紧凑，有利于开关产品的紧凑化设计。

进一步地，对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径共线。

有益效果：两导向结构的导向路径共线，能够减少布置两导向结构所占用的空间，有利于紧凑化设计。

进一步地，第一、第二动触头的导向移动路径共线，对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径共线。

有益效果：采用这种共线设置，有利于整体绝缘结构的设计，有利于降低成本，同时，整个双断口隔离开关的动端结构在垂直于导向移动方向上布置更加紧凑，有利于根据需求对双断口隔离开关进行紧凑化设计。

进一步地，所述导向结构包括导向滑槽，连杆上设有导向滑销，导向滑销导向滑动穿装在所述导向滑槽内且能够在导向滑槽内绕自身轴线转动。

有益效果：通过在连杆的端部设置导向滑销以与导向滑槽形成导向配合，这样的导向结构比较简单，也容易制作。

进一步地，所述连杆为长条板状，所述导向滑销垂直于连杆的板面固定穿装在连杆上，所述导向结构包括在导向方向上延伸的导向柱，导向柱上开设有轴向延伸的十字槽，导向滑销的两端以及连杆的处于导向滑销两侧的板体部分分别伸入十字槽的四个槽口内。

有益效果：通过在导向柱上设置十字槽，一方面能够对长条板状的连杆的移动进行避让，另一方面能够使贯穿连杆两侧的导向滑销的两端分别支撑在导向柱上，结构稳定，动作可靠。

进一步地，两导向结构的导向柱上在相背的一端分别连接有固定法兰，固定法兰用于固定连接在动触座上。

有益效果：在动触座上集成设置导向结构和动触头，能够有利于紧凑化设计。

进一步地，所述导向柱与固定法兰为一体铸造结构。

有益效果：方便制作，减小连接件的设置，有利于保证壳体的电场分布。

进一步地，所述传动轴为绝缘传动轴。

有益效果：直接将传动轴设置为绝缘轴，绝缘性能好，结构简单。

附图说明

图1为本发明双断口隔离开关的实施例1中壳体内传动结构与传动轴连接状态的结构示意图；

图2为图1中增加操动机构的俯视图；

图3为本发明双断口隔离开关的实施例1中的动触头处于中间状态的示意图；

图4为本发明双断口隔离开关的实施例1中的动触头处于分闸状态的示意图；

图5为本发明双断口隔离开关的实施例1中的动触头处于合闸状态的示意图；

图6为本发明双断口隔离开关的实施例2中的动触头处于分闸状态的示意图；

图7为本发明双断口隔离开关的实施例2中的动触头处于合闸状态的示意图。

图中：1、传动***；2、第一静触头；3、第二静触头；4、第一动触头；5、第二动触头；10、操动机构；11、第二固定法兰；12、第二导向柱；13、第二连杆；14、传动支座；15、传动轴；16、主拐臂；17、第一连杆；18、第一固定法兰；19、第一导向柱；191、导向滑槽；192、避让槽；111、导向滑销；03、第二动触头；04、第一动触头。

具体实施方式

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。

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。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语如“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这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“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，由可能出现的语句“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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明的双断口隔离开关的实施例1：

双断口隔离开关包括壳体，壳体内腔形成密封气室，壳体上设有相对布置的两支撑绝缘子，支撑绝缘子上设有静触座，两支撑绝缘子上的静触座分别构成第一静触座和第二静触座，第一静触座上设有第一静触头2，第二静触座上设有第二静触头3，第一静触头2与第二静触头3错开布置，相对而设的第一静触头2与第二静触头3的中心轴线平行；壳体上还设有动触座(图中未显示)，动触座通过绝缘支撑件固定在气室内，动触座位于第一、第二静触座之间，动触座上导向滑动装配有第一动触头4和第二动触头5，第一动触头4与第一静触头2对应接触导通，第二动触头5与第二静触头3对应接触导通，两动触头与两静触头形成双断口结构，双断口隔离开关还包括用于实现双断口结构同时分闸、同时合闸的传动***1，传动***1包括驱动结构和壳体内传动结构，动触座为具有内腔的铸件，壳体内传动结构处于内腔中并能够在内腔中活动，动触座包围壳体内传动结构以保证电场均匀性。

如图1和图2所示，驱动结构包括位于壳体外的操动机构10和伸入壳体内的传动轴15，传动轴15通过传动支座14转动支撑在壳体内，传动轴15为绝缘传动轴15，操动机构10与传动轴15的一端传动连接，传动轴15另一端与壳体内传动结构传动连接，壳体内传动结构包括主拐臂16以及与主拐臂16联动的两组传动组件，传动组件包括连杆，连杆用于带动动触头动作。两传动组件分别为第一传动组件和第二传动组件。

主拐臂16为拱形，且为板式拐臂，传动轴15止转连接于拱形主拐臂16的中间位置，连杆与传动轴15分别位于主拐臂16的两侧，传动轴15连接在主拐臂16的背向拱形空间的一侧板面上，主拐臂16的两端部分别连接有连杆，一端与第一传动组件的第一连杆17连接，另一端与第二传动组件的第二连杆13，第一连杆17的中部、第二连杆13的中部分别与主拐臂16的两端部通过销轴铰接连接。

第一连杆17的靠近主拐臂16转动轴线的一端与第一动触头4连接，第一动触头4为动触杆结构，第一动触头4具有用于与第一静触头2接触的接触端以及与第一连杆17通过销轴实现铰接连接的铰接端，在传动轴15的轴向投影方向上，动触头在移动至与主拐臂16重叠的位置处时，动触头有部分位于拱形主拐臂16的拱内空间中，这样整体的壳体内传动结构的结构比较紧凑，有利于开关产品的紧凑化设计。动触座的腔壁上设有触头导向孔(图中未示出)，第一动触头4的杆部穿设在触头导向孔中，以实现导向移动。

第一连杆17的远离主拐臂16转动轴线的一端连接导向结构，导向结构的导向方向与动触头的导向移动方向相垂直。导向结构包括第一固定法兰18以及与第一固定法兰18一体成形的第一导向柱19，第一固定法兰18固定在连接在动触座上，第一导向柱19上开设有轴向延伸的十字槽，十字槽包括沿主拐臂16转动轴线方向贯穿第一导向柱19的第一横向通槽和沿垂直于主拐臂16转动轴线方向贯穿导向柱的第一竖向通槽，横向通槽和竖向通道分别具有相背的两侧槽口。第一连杆17为长条板状，第一连杆17的端部设有穿孔，导向滑销111垂直于第一连杆17的板面固定穿装在连杆的穿孔中，导向柱的横向通槽构成导向滑槽191，竖向通槽构成避让槽192，第一连杆17的伸入避让槽192中且导向滑销111的两端伸入导向滑槽191中，从而导向滑销111以及连杆的处于导向滑销111两侧的板体部分分别伸入十字槽的四个槽口内。在主拐臂16带动第一连杆17动作时，第一连杆17的伸入十字槽内一端上的导向滑销111能够在导向滑槽191内滑动且能够在导向滑槽191内绕自身轴线转动，导向柱上避让槽192对第一连杆17的运动进行避让。

第二连杆13与主拐臂16的连接结构、第二连杆13与第二动触头5的连接结构、第二连杆13与其连接的导向结构的配合形式与第一连杆17与主拐臂16、第一连杆17与第一动触头4、第二连杆13与其连接的导向结构配合形式均是相同的，第二固定法兰11、第二导向柱12的结构与第一固定法兰18、第二导向柱19的结构相同，第二动触头5在动触座上导向装配方式与第一动触头4的导向装配方式也是相同的。

如图3、图4、图5所示，在第一动触头4、第二动触头5处于中间状态时，第一连杆17、第二连杆13与主拐臂16在主拐臂16转动轴线的方向上投影重叠，第一连杆17、第二连杆13共线，且第一连杆17与第一动触头4垂直，第二连杆13与第二动触头5垂直；

在分闸时，通过壳体外的操动机构10带动传动轴15转动，传动轴15带动主拐臂16转动，主拐臂16同时带动第一连杆17、第二连杆13动作，第一连杆17带动第一动触头4向远离第一静触头2的方向移动，第二连杆13带动第二动触头5向远离第二静触头3的方向移动，两个动触头分别向相反的方向运动，实现双断口隔离开关的同时分闸。

第一动触头4、第二动触头5的导向移动路径相互平行，且在垂直于移动路径的方向上相间隔，从而使得两动触头的导向移动路径不重合，两动触头的移动不会存在干涉，从而能够使两动触头移动到使在垂直于移动路径的方向上的投影相重叠的状态，从而使动触头获得更大的移动行程，在保证开距的前提下，尽可能的减小外壳体尺寸。

同时，在连杆动作时，导向滑销111在导向滑槽191中滑动以使连杆的一端进行导向移动，对连杆的远离动触头的一端进行限制，使其沿直线运动，从而有利于提高连杆与动触头铰接一端的移动速度。并且，对两连杆进行导向的两导向结构的导向路径共线，有利于双断口隔离开关的紧凑化设计。

在合闸时，通过壳体外的操动机构10带动传动轴15转动，传动轴15带动主拐臂16转动，主拐臂16同时带动第一连杆17、第二连杆13动作，第一连杆17带动第一动触头4向靠近第一静触头2的方向移动，第二连杆13带动第二动触头5向靠近第二静触头3的方向移动，两个动触头分别向相反的方向运动，实现双断口隔离开关的同时合闸。而且，在从分闸状态到合闸状态的过程，主拐臂16的转动角度为80°。

这样通过采用一个主拐臂与两个连杆同时驱动两个动触头作反方向的相对运动，相较于齿轮齿条的传动形式，不需要对主拐臂转动多圈，主拐臂转动不满一圈即可满足动触头的移动需要，能够提高分合闸的响应速度，而且，拐臂连杆式结构也更容易制作，有利于降低成本；同时，通过对连杆的一端设置导向结构，能够在主拐臂臂长、连杆长度相同的情况下，主拐臂旋转相同的角度能够使动触头获得更大的移动行程。

本发明中的双断口隔离开关的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的第一动触头、第二动触头的导向移动路径相互平行，且在垂直于移动路径的方向上相间隔。而本实施例中，如图6和图7所示，第一动触头04、第二动触头03的导向移动路径共线，相应地，第一静触头与第二静触头处于同一轴线上，这样能够使得整个动端装配在垂直于动触头导向移动的方向还是哪个结构更加紧凑，适用于不同的使用需求。

本发明中的双断口隔离开关的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的主拐臂为拱形。而本实施例中，主拐臂为U形，U形的相对两侧臂用于分别与两连杆铰接连接，或者在其他实施例中，主拐臂为直板结构，动触头铰接在连杆的一侧。

本发明中的双断口隔离开关的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的传动组件包括连杆以及穿装在连杆一端的导向滑销。而本实施例中，传动组件包括连杆以及螺纹连接在连杆两侧的两个螺杆，螺杆用于在导向滑槽内滑动。

本发明中的双断口隔离开关的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的导向柱上设有十字槽，导向滑销贯穿连杆并具有露出连杆两侧的两端部，导向滑销的两端以及连杆的处于导向滑销两侧的板体部分分别伸入十字槽的四个槽口内。而本实施例中，导向柱为方柱，连杆位于导向柱的一侧，连杆上穿装有导向销，导向销的一端设有限位套，导向柱上设有导向槽，导向销伸入导向槽中，并且露出导向槽一端通过限位套进行限位，以使导向销在导向槽中滑动。

本发明中的双断口隔离开关的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的主拐臂为板状，连杆也为板状。而本实施例中，主拐臂、连杆均为圆柱状。

本发明中的双断口隔离开关的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的导向结构由导向滑销和导向滑槽构成。而本实施例中，连杆的一端一体设有圆柱形导向凸起，导向凸起具有圆柱形扩大头，导向柱上设有导向长槽，导向长槽为T形槽，导向结构由导向长槽和导向凸起构成。

本发明中的双断口隔离开关的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径共线。而本实施例中，对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径相互平行，在垂直于导向方向上间隔设置。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双断口隔离开关，包括壳体，壳体内相对固定有第一、第二静触座，第一、第二静触座之间配置有动触座，动触座上导向滑动装配有第一、第二动触头，双断口隔离开关还包括驱动结构，驱动结构包括伸入壳体内的传动轴以及处于壳体外与传动轴传动连接的操动机构，传动轴通过壳体内传动结构传动连接于第一、第二动触头，并用于带动第一、第二动触头同步动作实现分合闸，其特征是，所述壳体内传动结构包括主拐臂，传动轴止转连接于主拐臂的中部，主拐臂的两端分别联动有两组传动组件，两组传动组件分别带动第一、第二动触头动作，传动组件包括连杆，连杆的中部与主拐臂的端部铰接，连杆的一端与对应的动触头铰接，壳体内还配置有用于对连杆的另一端进行导向的导向结构，所述导向结构的导向方向与动触头的导向移动方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的双断口隔离开关，其特征是，第一、第二动触头的导向移动路径相互平行，且在垂直于移动路径的方向上相间隔。

3.根据权利要求2所述的双断口隔离开关，其特征是，所述主拐臂为拱形，传动轴止转连接于拱形主拐臂的中间位置，连杆铰接连接于拱形主拐臂的端部，在传动轴的轴向投影方向上，动触头在移动至与主拐臂重叠的位置处时，动触头有部分位于拱形主拐臂的拱内空间中。

4.根据权利要求3所述的双断口隔离开关，其特征是，对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径共线。

5.根据权利要求1所述的双断口隔离开关，其特征是，第一、第二动触头的导向移动路径共线，对两组传动组件的连杆进行导向的导向结构的导向路径共线。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的双断口隔离开关，其特征是，所述导向结构包括导向滑槽，连杆上设有导向滑销，导向滑销导向滑动穿装在所述导向滑槽内且能够在导向滑槽内绕自身轴线转动。

7.根据权利要求6所述的双断口隔离开关，其特征是，所述连杆为长条板状，所述导向滑销垂直于连杆的板面固定穿装在连杆上，所述导向结构包括在导向方向上延伸的导向柱，导向柱上开设有轴向延伸的十字槽，导向滑销的两端以及连杆的处于导向滑销两侧的板体部分分别伸入十字槽的四个槽口内。

8.根据权利要求7所述的双断口隔离开关，其特征是，两导向结构的导向柱上在相背的一端分别连接有固定法兰，固定法兰用于固定连接在动触座上。

9.根据权利要求8所述的双断口隔离开关，其特征是，所述导向柱与固定法兰为一体铸造结构。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的双断口隔离开关，其特征是，所述传动轴为绝缘传动轴。

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