一种夹紧式高压隔离开关转让专利

申请号 : CN200810062435.3

文献号 : CN100583340C

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 朱佩龙

申请人 : 宁波天安(集团)股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种电网输送线路中使用的夹紧式高压隔离开关,每相包括绝缘子、绝缘拉杆,静触头、左右触刀和锁紧机构,一锁紧拐臂中部通过定位销轴与左右触刀铰接;下端与绝缘拉杆铰接,下部开有一长槽,长槽内被固定在二侧触刀上的一定位销穿过;上部带一楔形头,装在左右触刀里套内的两钢球分别贴在该楔形头两侧,钢球另一侧两磁锁板内侧;触刀上部设有与触刀铰接的锁扣拐臂,通过一扭簧使锁扣拐臂受逆时针转的力;锁紧拐臂上端与锁扣拐臂下部的圆弧形边限位配合。本发明开关适合40.5kV及以上电压等级,在合闸位置时触刀与静触头的接触压力大,通流能力强,开关操作力小,合闸-锁紧动作可靠。

权利要求 :

1.一种夹紧式高压隔离开关,每相包括绝缘子(2)、绝缘拉杆(3)、静触 头(4)、左右触刀(5)和锁紧机构;所述左右触刀(5)的下端铰接在触座(7)上, 上端具有与所述静触头(4)接触连通或远离断开二个工作位置;

所述锁紧机构包括两个磁锁板(11)、两个钢球(16)、锁紧拐臂(10),所 述两个磁锁板(11)通过穿过所述左右触刀(5)的上销轴(12)和下销轴(13)定 位在所述左右触刀(5)的上端,其特征在于:所述的锁紧拐臂(10)安装在所述左右触刀(5)中间,所述锁紧拐臂(10) 的中部通过固定销轴(15)与所述左右触刀(5)铰接,所述锁紧拐臂(10)的下 部与所述绝缘拉杆(3)铰接,所述锁紧拐臂(10)下部开有一长槽(21),所述 长槽(21)内被固定在二侧所述左右触刀(5)上的一定位销(20)穿过,所述锁 紧拐臂(10)的上部带一锲形头(23);

所述的两个钢球(16)分别安装在左右触刀(5)里套内;每个所述钢球(16) 的一侧贴在锲形头(23)上,另一侧贴在与该每个所述钢球相同一侧的所述 磁锁板(11)的内侧;

所述左右触刀(5)上部设有经所述下销轴(13)与所述左右触刀铰接的锁 扣拐臂(18);

一扭簧(19)一端抵在所述上销轴(12)上,另一端压在所述锁扣拐臂(18) 上,使所述锁扣拐臂(18)受逆时针转的力;

所述锁紧拐臂(10)的顶部与锁扣拐臂(18)下部的圆弧形边限位配合。

2.根据权利要求1所述的夹紧式高压隔离开关,其特征在于:所述的锁 扣拐臂(18)为两个,其分别设置在所述左右触刀(5)上部的所述下销轴(13) 的两侧并与所述左右触刀(5)铰接;所述两个锁扣拐臂(18)的顶部穿过一限 位销(17),所述限位销(17)与所述两个锁扣拐臂(18)下部的圆弧形边限位配 合。

3.根据权利要求1或2所述的夹紧式高压隔离开关,其特征在于:所述 锁紧机构设置在所述左右触刀(5)的上端,所述左右触刀(5)的下端设置 有与所述左右触刀(5)上端的所述锁紧机构相同的下锁紧机构,所述锁紧机 构与所述下锁紧机构共用同一个锁紧拐臂;

所述下锁紧机构的锁紧拐臂(10)与绝缘拉杆(3)铰接处的下部设有下锲 形头(24);

所述的下锁紧机构的两个下磁锁板(26)通过穿过所述左右触刀(5)的销 轴(27)定位在所述左右触刀(5)的下端两侧;

所述下锁紧机构的两个下钢球(25)分别安装在左右触刀(5)的下部里套 内;每个所述下钢球的一侧贴在下锲形头(24)上,另一侧贴在与该每个所 述下钢球相同一侧的所述下磁锁板(26)内侧。

4.根据权利要求1或2所述的夹紧式高压隔离开关,其特征在于:在 一侧所述的磁锁板(11)与所述上销轴(12)端部套有压簧(14)。

说明书 :

技术领域

本发明涉及电工技术领域,尤其是涉及一种电网输送线路中使用的夹 紧式高压隔离开关。

背景技术

高压隔离开关是在分闸位置时触头间有符合规定要求的绝缘距离和 明显的断开标志,在合闸位置时能承载正常回路条件下的电流及在规定时 间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。隔离开关的形式有多种, 在12kv电压等级,典型的有GN19型、GN22型等;在40.5kv电压等级 有GN19型、GN27型等。
其中GN22型是为了减少操作力(特别是开关额定电流较大时)而设 计的,其组成可分为底架、绝缘子、锁紧机构及导电部分,底架上固定六 个瓷绝缘子,每两个组成一相,转轴的拐臂上分别装有三相绝缘拉杆,用 来操作三相的触刀分、合闸运动,导电部分由触头、触刀和触座组成,弹 性磁锁板压紧;合闸时转轴旋转使操作拐臂上的绝缘拉杆拉着触刀向触头 转动,触刀进入触头到位后,绝缘拉杆带动锁紧机构动作而使触刀与触头 夹紧。分闸时转轴旋转使操作拐臂上的绝缘拉杆往外顶,使锁紧机构松开, 然后触刀和触头分开,触刀绕触座旋转,直至分闸位置。它采用了合闸- 锁紧两步动作来减少操作力:在合闸时,主动轴在转动前约80度角为合 闸角,用于转动触刀,使刀闸动触头从开断极限位置运动到合闸位置;在 主动轴10度角位移为接触角,用于锁紧机构动作。通过滑块带动连杆的 运动,从而使两侧顶杆推出,磁锁板起杠杆,将顶杆的推力放大后压紧在 触刀上,形成接触压力,其结构稍复杂。
GN22型已在电力系统运行10多年,运行可靠性不是很理想,常见有 限位销在分闸过程中不能复位,以致在下一次合闸时,滑块由于没有受到 限位销的阻碍而在主动轴转动前80度角时即开始滑动,磁锁板在动触头 还未插入静触头时即处于锁紧状态。在操作人员合闸冲力的惯性作用下, 刀闸合闸虽能到位,但引起了传动轴的变形,由于刀闸的行程不够,致使 动静触头间的接触压力大大减少,出现了流过较少电流而刀闸也会发热的 现象。
实用新型专利ZL200620031085.0对GN22型的压紧机构作了改进, 该专利公开了一种户内高压隔离开关的触刀合闸压紧机构,将磁锁板固定 在触刀的侧面,在左右触刀之间固定有一滑套推力结构,滑套推力结构是 在左右触刀上套装一个滑套,滑套内自中心向两侧依次套装有滑动轴、钢 球及顶杆,滑动轴上设有与钢球外圆相匹配的凹槽,顶杆与磁锁板形成相 互作用面。这种隔离开关触刀合闸压紧机构采用内杠杆推力机构代替外弹 簧压力机构,结构紧凑,占用空间小,压力接触面大,操作力矩小。
实用新型专利ZL200720034544.5对GN22型的锁紧装置进行了改进, 该专利公开了一种开关电器的脱扣锁紧装置,每相包括静触头、触座、四 个磁锁板、两个防锁板、两把触刀、带有脱扣销的纵向滑块、两个横向滑 块、拉杆、主轴拐臂、滑套,防锁板的中心对称线与纵向滑块垂直方向的 夹角为3°~11°。采用这样的结构,带有脱扣销的纵向滑块上的脱扣销在 运动的过程中形成的最接近轨迹,不会受到干涉。
在40.5kv电压等级,由于需要的触刀尺寸长,如果仅对传动部分作放 大设计,绝缘拉杆的运动轨迹很大,考虑对地绝缘距离,整个开关外形尺 寸会很大,因而GN22型的工作原理不能直接应用在40.5kv电压等级。而 传统的GN19型由于需要的操作力过大而逐渐被省力型的GN27型所代 替,GN27型采用转动式多触指结构,安装使用时,由于受连接母排应力 作用,如果框架及绝缘子有变形时,常常使触头接触不良,从而运行难以 保证稳定可靠。

发明内容

本发明提供了一种能方便可靠地应用于40.5KV及以上电压等级的夹 紧式高压隔离开关,这种开关在合闸位置时触刀与静触头的接触压力大, 通流能力强,且开关操作力小,合闸-锁紧两步动作可靠,对框架和绝缘 子的机械强度要求低。
一种夹紧式高压隔离开关,每相包括绝缘子、绝缘拉杆,静触头、 左右触刀和锁紧机构,触刀的下端铰接在触座上,上端与静触头接触连通 或远离断开二个工作位置;锁紧机构包括磁锁板、钢球、锁紧拐臂,二磁 锁板通过穿过左右触刀的上销轴和下销轴定位在左右触刀的上端,其特征 在于:所述的锁紧拐臂安装在左右触刀中间,锁紧拐臂的中部通过定位销 轴与触刀铰接,锁紧拐臂的下部与绝缘拉杆铰接,锁紧拐臂下部开有一长 槽,长槽内被固定在二侧触刀上的一定位销穿过,锁紧拐臂的上部带一锲 形头;所述的钢球分别安装在左右触刀里套内;钢球的一侧贴在该锲形头 上,另一侧贴在磁锁板内侧;触刀上部设有经下销轴与触刀铰接的锁扣拐 臂,一扭簧一端抵在上销轴上,另一端压在锁扣拐臂上,使锁扣拐臂受逆 时针转的力;锁紧拐臂的顶部与锁扣拐臂下部的圆弧形边限位配合。
在分闸位置,锁紧拐臂上端或其上端的限位销被锁扣拐臂的下部圆弧 形边挡住,不能绕固定销轴顺时针转动而相对静止;锁扣拐臂上端在合闸 位置时,受静触头的作用,克服扭簧的扭力而顺时针转动,使锁扣拐臂的 下部圆弧形边离开锁紧拐臂的顶部,锁紧拐臂被解锁。
在下销轴两侧可分别设有二个与触刀铰接的锁扣拐臂,两锁扣拐臂的 顶部穿过一限位销,限位销与两锁扣拐臂下部的圆弧形边限位配合。
当额定电流要求较大时,也可采用两端夹紧式,即在触座一端再增加 一套锁紧机构,使触刀与触座间也通过相同锁紧方式替代单弹簧压紧式, 保证接触力。
采用两端夹紧式时,所述的锁紧拐臂的下端设有下锲形头,左右触刀 的下部里套内装有下钢球;二磁锁板通过穿过左右触刀的销轴定位在左右 触刀的固定端;所述的下钢球一侧贴在锁紧拐臂的下端的下锲形头上,另 一侧贴在下磁锁板内侧。
所述的一侧磁锁板与上销轴端部套有压簧。当磁锁板采用刚性材料制 作时,通过压簧的弹力可以使磁锁板与触头压紧可靠。
本发明的工作原理:当开关从分闸位置进行合闸操作时,因锁紧拐臂 上端或其上端的限位销和锁扣拐臂的作用,带锲形头的锁紧拐臂与触刀不 会发生相对转动,在绝缘拉杆作用下,触刀向静触头方向转动。当触刀进 入静触头一定深度后,锁扣拐臂被静触头推动,而克服锁扣锁扣拐臂上扭 簧而顺时针方向转动,当触刀到位后,锁扣拐臂的下部圆弧形边完全离开 锁紧拐臂上端或其上端的限位销,带锲形头的锁紧拐臂在拉杆作用下,开 始顺时针转动,带动二钢球在触刀里套内向外运动,推动磁锁板向外运动, 加上压簧的作用,迫使磁锁板另一端向内推动触刀和静触头夹紧,当长槽 内的定位销与长槽的另一端接触时,夹紧动作结束,开关合闸完成。分闸 过程是相反过程。
本发明开关在合闸操作过程中,触刀进入静触头时,二者间没有接触 压力,当触刀到位后,通过磁锁板的夹紧动作,保证触刀与静触头的接触 压力,所以整个过程操作力很小。触刀上引入一带锲形头的锁紧拐臂后, 在40.5kv及以上电压等级实现夹紧式动作,拉杆作用于锁紧拐臂的点靠近 触刀与触座的转动点,使绝缘拉杆的动作行程(位移)不至于过大。通过 锁扣拐臂的限位作用,保证触刀转动-触刀锁紧动作准确可靠,克服了12kv 的GN22开关动作不可靠的缺点。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式夹紧式高压隔离开关的前视图。
图2为图1的左视图。
图3为第一种实施方式中的锁紧拐臂的结构示意图。
图4为本发明第二种实施方式夹紧式高压隔离开关的左视图。
图5为第二种实施方式中带限位销的锁紧拐臂的结构示意图。
图6为图4所示开关合闸时内部结构示意图。
图7为图4所示开关分闸时内部结构示意图。
图8为第三种实施方式两端夹紧式高压隔离开关的左视图。
图9为第三种实施方式中两端带锲形的锁紧拐臂的结构示意图。
图10为第三种实施方式开关合闸未锁紧状态时内部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,一种夹紧式高压隔离开关,每相包括绝缘子2、绝缘拉 杆3,静触头4、左右触刀5和锁紧机构,触刀5一端为固定端,铰接在 触座7上,另一端为移动端,与静触头4接触连通或远离断开二个工作位 置;一传动臂8固定在与底架1铰接的主轴9上,绝缘拉杆3的一端与传 动臂8铰接,另一端与设在左右触刀5之间的锁紧拐臂10的下部铰接。
如图2、3所示,锁紧机构包括二磁锁板11、二钢球16和锁紧拐臂10, 磁锁板11通过穿过左右触刀5的上销轴12和下销轴13连接在左右触刀5 的移动端,二钢球16安装在左右触刀5的里套内。磁锁板11采用弹性钢 板制作,也可用普通钢板制作,采用普通钢板时,上销轴12的端部套有 压簧14,保证触刀与静触头的接触压力稳定可靠。
锁紧拐臂10安装在左右触刀5中间,锁紧拐臂10的中部通过固定销 轴15与左右触刀5铰接,下端与绝缘拉杆3铰接,锁紧拐臂下部开有一 长槽21,长槽21内被固定在触刀上的一定位销20穿过;锁紧拐臂10的 上部带一锲形头23,装在左右触刀5里套内的二个钢球16贴在该锲形头 23两侧,二钢球16另一侧分别贴在左右二块磁锁板11内侧;触刀5上部 设有经下销轴13中心设有与触刀5铰接的锁扣拐臂18,扭簧19一端抵在 上销轴12上,另一端压在锁扣拐臂18上,使锁扣拐臂18受逆时针转的 力。在分闸位置,锁紧拐臂10顶部被锁扣拐臂18的下部圆弧形边挡住, 不能绕固定销轴15顺时针转动而相对静止;锁扣拐臂18上端在合闸到位 时,受静触头4的作用,克服扭簧的扭力而顺时针转动,使锁扣拐臂18 的下部圆弧形边离开锁紧拐臂顶部;锁紧拐臂10被解锁。
如图4、5所示,锁扣拐臂18可分别在下销轴13两侧分别设置相同的 二个;当锁扣拐臂18设置二个时,两锁扣拐臂18与锁紧拐臂10不处在 同一平面,一限位销17穿过两锁扣拐臂18拐臂的顶部并固定,限位销17 两端分别与两锁扣拐臂18的下部的圆弧形边限位配合。
如图6、7、8所示,当开关从分闸位置进行合闸操作时,因锁紧拐臂 10上端的限位销17和两锁扣拐臂18的作用,带锲形头的拐臂10与触刀 5不会发生相对转动,在绝缘拉杆3作用下,触刀向静触头4方向转动。 当触刀5进入静触头一定深度后,两锁扣拐臂18被静触头4推动,而克 服两锁扣拐臂18上扭簧19而顺时针方向转动,当触刀到位后,两锁扣拐 臂18的下部圆弧形边完全离开锁紧拐臂10上端的限位销17,带锲形头的 锁紧拐臂10在拉杆作用下,开始顺时针转动,带动二钢球16在触刀里套 内向外运动,推动磁锁板11向外运动,由于受压簧14作用,迫使磁锁板 11另一端向内推动触刀5和静触头4夹紧,当限位销20与长槽21的另一 端接触时,夹紧动作结束,开关合闸完成。
分闸过程是相反过程,绝缘拉杆3推动锁紧拐臂10逆时针转动,钢球 16随着向内运动,加在触刀5上夹紧力因此撤销,直到锁紧拐臂10下端 的长槽21另一端与限位销20接触,推动触刀5顺时针转动而与静触头4 分离。
如图9、10所示,当额定电流要求较大时,本发明的另一种实施方式 为两端夹紧式高压隔离开关,即在触刀5的下端再设置与触刀5上端相同 的一套下锁紧机构,二下磁锁板26通过穿过左右触刀5的销轴27定位在 左右触刀5的下部;锁紧拐臂10下部与绝缘拉杆3铰接处附近再设有一 下锲形头24,装在左右触刀5里套内的二个下钢球25分别贴在该下锲形 头24两侧,下钢球25另一侧分别贴在锁紧机构的左右二块下磁锁板26 内侧。本实施方式触刀两头与触座或触头的接触性能良好,操作力轻,当 巨大的短路电流通过时,增大了接触压力,提高了隔离开关的动、热稳定 性。
经实际测量,同样是电压40.5KV,额定电流1250A的隔离开关,采用 本发明的夹紧式开关比GN19型的开关,操作力可减少3倍以上,基本与 GN27型开关的操作力相同。与GN22相比,结构简单,触刀转动-触刀锁 紧动作准确可靠。