專利名稱：三工位隔離/接地開關、系列高壓開關組合電器及氣體絕緣金屬封閉輸電線路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力高壓開關設備，更具體地說是涉及一種三工位隔離/接地開 關，以及，應用有該三工位隔離/接地開關的系列高壓開關組合電器及氣體絕緣金屬封閉 輸電線路。
背景技術：
高壓隔離/接地開關是電力系統安全運行及維護的重要保證。高壓隔離/接地開 關的可靠性關系到電力系統運行的可靠性。高壓隔離開關利用明顯的可視分段間隙，以此 隔離高壓電源，保證安全檢修。接地開關是在此分段間隙的基礎上，使需要檢修的部分通過 接地開關保持零電位，確保檢修工作安全可靠。常見的三工位高壓隔離/接地開關，包括有一個動觸頭和位于動觸頭兩旁的兩個 靜觸頭。工作狀態下，動觸頭受操作機構驅動打向不同觸頭或不同方位時，會使得該三工位 開關處于不同的三個工位工作位置、隔離位置、接地位置。在工作位置時能可靠地通過工 作電流和短路故障電流，在隔離位置時利用斷口的絕緣能力可使需要檢修或分段的線路與 帶電的線路相互隔離，在接地位置時可使需檢修的線路段保持零電位，確保人員及電力系 統的安全。高壓開關對絕緣性能的要求很高，所以目前國內外高壓開關多采用三工位六氟化 硫開關，其動、靜觸頭都安置在密閉的充滿SF6氣體的封閉體內。這樣，在安裝調試過程中， 由于動、靜觸頭無確定的安裝基準，而且動、靜觸頭本身受加工精度所限極可能存在加工誤 差，加之無法通過測量精確確定安裝位置，所以，往往只能在安裝完成后，通過電性能檢查 來判別裝配質量的優劣。一旦檢出不合格品，就不得不重新拆裝，這極其影響生產效率，并 易造成相關零部件的損壞。由于三工位六氟化硫隔離/接地開關在現有的電力系統應用較多，基于上述原 因，在裝配調試中均存在裝配工藝及裝配質量問題，甚至，部分設備的裝配質量問題，在電 性能檢查中未能及時發現，使得產品帶著隱患進入電力系統運行。三工位六氟化硫隔離/接地開關，不僅廣泛用于HGIS及GIS高壓開關組合電器， 也見用于氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)中。以下，附上HGIS及GIS高壓開關組合電器， 和氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)的相關定義GIS(Gas Insulated Switchgear)即氣體絕緣開關設備，指以六氯化硫(SF6)氣 體作為絕緣介質，將多個設備及母線組合在一起的設備組合體，即SF6全封閉組合電器。它 將一座變電站中除變壓器等大型的一次設備外，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互 感器、電流互感器、進雷器、母線、電纜終端、進出線套管等一次設備，經優化設計有機地組 合成一個整體。HGIS(Hypid Gas Insulated Switchgear)指以六氯化硫氣體作為絕緣介質，將 多個設備(根據需要可以有斷路器、母線隔離開關、出線隔離開關、互感器、避雷器等)組合 在一起的電器，而母線以空氣作為絕緣介質，不包括在組合電器中。HGIS的結構與GIS基本相同，但它不包括母線設備。母線不裝于SF6氣室，是外露的。GIL (Gas Insulated MetalEnclosed Transmission Line):即氣體絕緣金屬封閉 輸電線路。GIL源于SF6絕緣的金屬封閉母線，是一種采用SF6氣體或SF6和N2混合氣體 絕緣、外殼與導體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設備。其電氣特性與架空線路相似， 無絕緣老化問題，損耗低，安全防護性好，占地空間小，在大容量長距離輸電方面具有優勢。
實用新型內容本實用新型的目的，即在于提供一種可由一臺操作機構驅動，不存在常規的隔離/ 接地間的誤操作，節省了隔離/接地間的電氣操作聯鎖；而且，加工工藝簡化，易于裝配的 采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接地開關。以下是本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接地開關的 技術方案本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接地開關，包括有 上、下靜觸頭，及位于上、下靜觸頭之間的動觸頭；所述上靜觸頭，用于與線路側電路進行電 連接；所述下靜觸頭，用于連接接地回路；所述動觸頭，用于將主回路與線路側電路或接地 回路進行電切換連接，包括有連為一體的觸座和觸刀，所述觸座直接或間接地電連接至主 回路，所述觸刀可選擇地與所述上、下靜觸頭進行電接觸；該三工位高壓隔離/接地開關， 安裝于一封閉的金屬接地殼體內，該殼體內充有氣態或液態絕緣介質；其特別之處在于所述動觸頭的觸座，為板狀，且，通過其中部的軸孔安裝在一根橫向設置于所述殼 體內的傳動絕緣軸上；隨著所述傳動絕緣軸的轉動，所述觸刀可選擇地與所述上、下靜觸頭 進行電接觸，或者，均不接觸；所述傳動絕緣軸的一端，通過軸承固定于所述殼體的一側內壁上；其另一端，通過 軸承及固定在所述殼體的另一側內壁上的法蘭盤，伸出殼體外并與外部的操作機構相連；所述傳動絕緣軸的下方，設有一個與所述傳動絕緣軸呈直角安裝的U型導體；所 述U型導體，包括有U型凹槽；所述動觸頭觸座的板狀外廓，縱向嵌置于該U型凹槽內，并通 過設在該U型凹槽內的導電觸指與所述U型導體保持電接觸；所述U型導體的U型凹槽底 部，直接或通過導電體間接地安裝于固定在所述殼體底部的盆式絕緣子上，或者是，通過導 電體穿過所述殼體底部，固定在本開關外部的主回路導體上；所述下靜觸頭，直接或通過導電體間接地固定于所述殼體上；所述上靜觸頭，直接 或通過導電體間接地安裝于固定在所述殼體內腔上部的盆式絕緣子上，或者是，通過導電 體穿過所述殼體內腔上部，緊固于固定在本開關上部的線路側接線端子上。上述方案中充于殼體內的絕緣介質，可為二氧化碳、惰性氣體、氮氣或六氟化硫寸。上述方案中的所述主回路導體，包括但不限于管道母線，斷路器的出線端，或，連 接電纜的導電錐。上述方案中的所述導電觸指，優選采用表帶型導電觸指或螺旋彈簧導電觸指。所述上、下靜觸頭，可采用本領域常規結構，也可采用如下結構在所述上、下靜觸 頭上，設有與動觸頭觸刀相適應的U形凹槽；該U形凹槽的兩內側壁上，設置有表帶型導電 觸指或螺旋彈簧導電觸指。[0022]為進一步降低本開關組裝時的工藝難度，同時，便于動靜觸頭間的可靠電接觸，本 發明人利用花鍵聯接所具有的軸向導向性好的特點，對上述方案作了進一步優化所述動 觸頭與所述傳動絕緣軸之間采用花鍵聯接。顯然，上述采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接地開關，和現有技 術中的三工位六氟化硫隔離/接地開關一樣，完全適用于HGIS高壓開關組合電器及GIS高 壓開關組合電器中；同理，也適用于氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)中。相對于現有技術，本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位高壓隔離 /接地開關具有如下明顯的特點和優點1、隔離開關與接地開關機構合二為一，動觸頭公用。動觸頭為刀板結構，通過旋轉 動觸頭實現主回路關合，隔離絕緣及接地回路關合，實現三工位的電氣性能。各工位的切換 可由一臺操作機構驅動。因此，該三工位高壓隔離/接地開關，不存在常規的隔離/接地間 的誤操作，節省了隔離/接地間的電氣操作聯鎖，使運行可靠性顯著提高。2、通過U型導體U型凹槽內的導電觸指將主回路電流引入動觸頭，不論U型導體 是固定在所述殼體底部的盆式絕緣子上還是通過導電體穿過所述殼體底部固定在本開關 外部的主回路導體上，均可實現自適應導電接觸，降低對工件加工精度及裝配精度的要求。在殼體內的U型導體是采用通過導電體穿過所述殼體底部固定在本開關外部的 主回路導體上的情形由主回路(例如斷路器)引進本開關的U型導體通過導電觸指將電 流引入動觸頭，動觸頭在傳動絕緣軸的旋轉外力作用下，與上靜觸頭接觸構成高壓隔離開 關的電流主回路，與下靜觸頭接觸構成高壓接地開關的接地回路。此時，由于U型導體除與 動觸頭通過導電觸指接觸外，不與殼體內任何機構接觸，形成了“浮動型”聯接，因而可實現 U型導體和動觸頭間的裝配調整余量。又由于動觸頭與絕緣軸為花鍵軸滑動連接，故與兩 個靜觸頭接觸時會自動滑動切入接觸，實現了“自適應導電接觸”。由于采用了該“浮動型” 聯接結構和“自適應導電接觸”結構，U型導體在裝配過程中，裝配基準來自主回路導體(如 斷路器導電接線座)，動觸頭的裝配基準來自殼體鑄件的機加工基準，因而，可從根本上解 決隔離/接地開關殼體的機加工基準，與主回路導體(如斷路器)裝配中導電接線座裝配 基準不統一的矛盾。由上述分析可知，本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接 地開關，不但可提高分合閘動作的精度，降低了組裝時的工藝要求，還可降低加工成本和 材料費用，提高了裝配與維修時的靈活性。
圖1是本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離 個實施例的結構示意圖。圖2是本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離 個實施例的傳動絕緣軸、靜/動觸頭、U型導體間的裝配關系示意圖。1.金屬接地殼體 2.絕緣瓷套管 3.傳動絕緣軸4-1.觸座4-2.觸刀9.花鍵 定架5-1.上靜觸頭5-2.下靜觸頭 6. U型導體
/接地開關的一
/接地開關的一
4.動觸頭 17.密封圈固
7.地刀法蘭
5[0034]8.絕緣軸法蘭盤 10.屏蔽環 11.深溝球軸承112.深溝球軸 承213.過渡密封法蘭 14.套管法蘭 15.線路側接線端子 16-桿形導電 支座
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位 隔離/接地開關作進一步地說明。如圖1和圖2所示，本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/ 接地開關安裝于一充有六氟化硫的封閉金屬接地殼體1內。殼體1內腔中部，橫向設置有 傳動絕緣軸3。傳動絕緣軸3的一端，通過屏蔽環10、軸承12固定于所述殼體的一側內壁 上；其另一端，通過軸承11及固定在所述殼體的另一側內壁上的法蘭盤8，伸出殼體1外并 與外部的操作機構相連。三工位高壓隔離/接地開關的動觸頭4的觸座，通過其中部的軸孔，以花鍵9聯接 的方式安裝在傳動絕緣軸3上。動觸頭4的上方和側下方，設有上、下靜觸頭5-1和5-2 ； 上靜觸頭5-1，通過架空于過渡密封法蘭13、絕緣瓷套管2、套管法蘭14內的導電棒，固定在 殼體3內腔上方，并與線路側接線端子15相連；下靜觸頭5-2，固定在殼體3內腔側壁的地 刀法蘭7上。傳動絕緣軸3及動觸頭4的正下方，設有U型導體6。圖示中的U型導體6，包括 有U型凹槽，U型凹槽下部帶有桿形導電支座16，該桿形導電支座16直接固定到主回路導 體上。安裝時，U型導體6可從本三工位開關外部的主回路導體(例如管道母線，斷路器的 出線端，或，連接電纜的導電錐)上引進本開關殼體內部。當然，也可在殼體1底部安裝一盆式絕緣子，該桿形支座通過安裝在該盆式絕緣 子上，進而同時固定在殼體上。動觸頭4板狀觸座4-1的外廓，縱向嵌置于該U型凹槽內，并通過設在該U型凹槽 內的表帶型導電觸指或螺旋彈簧觸指，與U型導體6保持可靠的電接觸；圖中的上、下靜觸頭5-1和5-2上，設有與動觸頭4觸刀4_2相適應的U形凹槽， 該U形凹槽的兩內側壁上，亦設置有導電觸指，使得動觸頭4旋轉端落入該U形凹槽時，可 與所述上、下靜觸頭保持可靠的電接觸。顯然，本實用新型的上、下靜觸頭，也可根據本領域 一般技術人員的常識，采用其它可與所述動觸頭保持可靠的電接觸的結構。本實施例中的采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接地開關，在操作 機構的帶動下，動觸頭4和上靜觸頭5-1連接時，開關位于工作位置，此時工作主回路閉合， 工作電流和短路故障電流可順利流過本三工位開關；動觸頭4和下靜觸頭5-2連接時，開關 位于接地位置，用于確保檢修人員的安全；動觸頭4和上、下靜觸頭5-1和5-2均不接觸時，開 關位于隔離位置，利用斷口的絕緣能力可使需要檢修或分段的線路與帶電的線路相互隔離。上述實施方式的本實用新型采用浮動結構及自適應導電接觸的三工位隔離/接 地開關，目前已通過型式試驗，相關數據表明，的確減少了 U型導體的加工工序、降低了組 裝時的工藝要求、提高了裝配的靈活性，降低了加工成本和材料費用，同時，還提高了分合 閘動作的精度。
權利要求1.三工位隔離/接地開關，包括有上、下靜觸頭，及位于上、下靜觸頭之間的動觸頭；所 述上靜觸頭，用于與線路側電路進行電連接；所述下靜觸頭，用于連接接地回路；所述動觸 頭，用于將主回路與線路側電路或接地回路進行電切換連接，包括有連為一體的觸座和觸 刀，所述觸座直接或間接地電連接至主回路，所述觸刀可選擇地與所述上、下靜觸頭進行電 接觸；該三工位高壓隔離/接地開關，安裝于一封閉的金屬接地殼體內，該殼體內充有氣態 或液態絕緣介質；其特征在于所述動觸頭的觸座，為板狀，且，通過其中部的軸孔安裝在一根橫向設置于所述殼體內 的傳動絕緣軸上；隨著所述傳動絕緣軸的轉動，所述觸刀可選擇地與所述上、下靜觸頭進行 電接觸，或者，均不接觸；所述傳動絕緣軸的一端，通過軸承固定于所述殼體的一側內壁上；其另一端，通過軸承 及固定在所述殼體的另一側內壁上的法蘭盤，伸出殼體外并與外部的操作機構相連；所述傳動絕緣軸的下方，設有一個與所述傳動絕緣軸呈直角安裝的U型導體；所述U型 導體，包括有U型凹槽；所述動觸頭觸座的板狀外廓，縱向嵌置于該U型凹槽內，并通過設在 該U型凹槽內的導電觸指與所述U型導體保持電接觸；所述U型導體的U型凹槽底部，直接 或通過導電體間接地安裝于固定在所述殼體底部的盆式絕緣子上，或者是，通過導電體穿 過所述殼體底部，固定在本開關外部的主回路導體上；所述下靜觸頭，直接或通過導電體間接地固定于所述殼體上；所述上靜觸頭，直接或通 過導電體間接地安裝于固定在所述殼體內腔上部的盆式絕緣子上，或者是，通過導電體穿 過所述殼體內腔上部，緊固于固定在本開關上部的線路側接線端子上。
2.根據權利要求1所述的三工位隔離/接地開關，其特征在于所述動觸頭與所述傳 動絕緣軸之間采用花鍵聯接。
3.根據權利要求1所述的三工位隔離/接地開關，其特征在于所述絕緣介質為氮氣 或六氟化硫。
4.根據權利要求1所述的三工位隔離/接地開關，其特征在于所述主回路導體，包括 但不限于管道母線，斷路器的出線端，或，連接電纜的導電錐。
5.根據權利要求1至4之一所述的三工位隔離/接地開關，其特征在于所述導電觸 指，為表帶型導電觸指或螺旋彈簧導電觸指。
6.根據權利要求1至4之一所述的三工位隔離/接地開關，其特征在于所述上、下靜 觸頭上，設有與動觸頭觸刀相適應的U形凹槽；該U形凹槽的兩內側壁上，設置有表帶型導 電觸指或螺旋彈簧導電觸指。
7.—種HGIS高壓開關組合電器，其特征在于包括有如權利要求1至4之一所述的三 工位隔離/接地開關。
8.—種GIS高壓開關組合電器，其特征在于包括有如權利要求1至4之一所述的三 工位隔離/接地開關。
9.氣體絕緣金屬封閉輸電線路，其特征在于包括采用有如權利要求1至4之一所述 的三工位隔離/接地開關。
專利摘要本實用新型公開的三工位隔離/接地開關，安裝于一充有絕緣介質的封閉金屬接地殼體內，包括有上、下靜觸頭及動觸頭；所述動觸頭的觸座安裝在傳動絕緣軸上；傳動絕緣軸的下方設有U型導體；所述U型導體與位于開關外部的主回路導體導電連接，該U型導體直接固定在該主回路導體上，或，通過盆式絕緣子固定在殼體底部；所述動觸頭觸座的外廓，縱向置于U型導體的凹槽內，并與其通過導電觸指保持電接觸。本三工位隔離/接地開關可由操作機構驅動，不存在隔離/接地間的誤操作，可節省隔離/接地間的電氣操作聯鎖；而且，由于采用浮動型自適應導電接觸結構，本開關易于加工裝配，還可同時大大降低裝配中的尺寸精度要求。
文檔編號H01H33/00GK201868314SQ20102023326
公開日2011年6月15日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者陳錫培, 龔晨 申請人:廣西中電新源電氣有限公司