本发明属于电力开关设备技术领域，具体涉及一种具有三工位开关的环网柜及环网柜的操作方法。
背景技术：
现有充气环网柜实现接地关合功能有三种方式，1.三工位旋转式刀闸接地开关结构实现接地关合功能；2.直动式接地开关结构实现接地功能；3.利用真空灭弧室即作为主回路开断短路电流用，又作为接地开关实现接地关合功能。三种方式各有优缺点，方式一、方式二的缺点是进行接地关合时触头、触刀均容易烧蚀，产生金属粒子电离，污染密封箱体内部环境，影响主回路的通流能力及绝缘水平。方式三的缺点是操作违反国网安规操作要求，容易引起操作者误会。
为了解决上述问题，现有技术中也有采用双灭弧室的环网柜，例如CN104377073A公开了一种接地开关及基于该接地开关的固体绝缘环网柜。其包括真空灭弧室、接地灭弧室和设置真空灭弧室和接地灭弧室的极柱本体。但是上述接地开关结构隔离刀闸与接地真空灭弧室不存在逻辑上的连锁，无论隔离刀闸处于何种位置，当接地真空灭弧室合闸时，接地回路就直接导通，这就存在了主回路合闸导通后，误合接地回路，使整个线路带电接地的风险。且接地真空灭弧室是浇筑到固封极柱内，当灭弧室出现问题时无法更换整个极柱报废。另外，灭弧室及绝缘拉杆横向布置，占据空间大。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中接地开关易误操作、安全性低且灭弧室不易更换等的问题，从而提供一种接地灭弧室与隔离刀闸存在逻辑上的先后连锁、接地灭弧室易更换的接地开关，基于该接地开关的环网柜及环网柜的操作方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种环网柜，包括底座，设置在所述底座上的断路器机构、断路器主回路以及三工位开关，所述断路器机构通过传动部件实现所述断路器主回路中的主真空灭弧室的分合，所述三工位开关包括：与所述主真空灭弧室电连接的静触头、与接地回路中的接地真空灭弧室电连接的隔离触头、隔离刀闸以及驱动所述隔离刀闸在与所述静触头合闸时，使所述主真空灭弧室所在的主回路导通，与所述隔离触头合闸时，使所述接地回路导通的隔离接地三工位机构。
所述接地真空灭弧室在接地真空灭弧室安装位上可拆卸，所述接地真空灭弧室安装位上不设置接地真空灭弧室时，所述三工位开关还包括与所述接地回路电连接的接地触座，所述隔离接地三工位机构驱动所述隔离刀闸在与所述静触头合闸时，使所述主真空灭弧室所在的主回路导通；当隔离刀闸处于隔离位置时，使所述主回路和接地回路都断开；与所述接地触座合闸时，使所述接地回路导通。
所述隔离刀闸设置在隔离转轴上，所述隔离接地三工位机构的三工位机构输出轴通过中间传动结构驱动所述隔离转轴转动带动所述隔离刀闸转动。
所述隔离接地三工位机构包括：三工位机构隔离转轴、三工位机构输出轴、接地转轴，设置在所述三工位机构隔离转轴与所述三工位机构输出轴之间的第一传动机构，设置在所述接地转轴上的第二传动机构，
所述接地回路中连接接地触座时，所述隔离接地三工位机构还包括设置在所述三工位机构输出轴上的第三传动机构，所述第二传动机构与所述第三传动机构配合传动驱动所述三工位机构输出轴转动；
当隔离断口进行分合时，所述三工位机构隔离转轴顺时针或逆时针旋转，通过第一传动机构驱动所述三工位机构输出轴转动带动主回路隔离转轴分合；
隔离触刀分合时，所述接地转轴顺时针或逆时针旋转，通过第二传动机构驱动所述第三传动机构驱动所述三工位机构输出轴转动来带动主回路隔离转轴分合；
或
所述接地回路中连接接地真空灭弧室时，所述隔离接地三工位机构包括接地输出转轴，以及设置在所述第二传动机构与所述接地输出转轴之间的第四传动机构，所述第二传动机构与所述第四传动机构配合传动驱动所述接地输出转轴转动；
当隔离断口进行分合时，所述三工位机构隔离转轴顺时针或逆时针旋转，通过第一传动机构驱动所述三工位机构输出轴转动带动主回路隔离转轴分合；
接地真空灭弧室接地分合时，所述接地转轴顺时针或逆时针旋转，通过第二传动机构驱动所述第四传动机构带动所述接地输出转轴转动。
所述第一传动机构包括第一弹性储能结构，第一传动组件，可绕轴转动的隔离撞板，以及与所述三工位机构输出轴固体一体的第一拐臂，所述主真空灭弧室隔离分合时，所述三工位机构隔离转轴顺时针或逆时针旋转，带动所述第一弹性储能结构中的储能簧)到过中位置，通过过中位置后，再由所述储能簧带动第一传动组件驱动所述隔离撞板转动，所述隔离撞板撞击所述第一拐臂来驱动三工位机构输出轴转动，从而带动主回路隔离转轴分合。
所述第一拐臂上设有第一滚子，所述隔离撞板通过撞击所述第一滚子，驱动所述第一拐臂转动。
所述隔离撞板呈U型，所述第一滚子处于所述隔离撞板的U型腔内。
所述第二传动机构包括第二弹性储能结构、第二传动组件，接地撞板；转动的接地转轴将第二弹性储能结构中的储能簧压缩到过中位置后，储能簧将压缩的行程释放通过第二传动组件带动接地撞板转动。
所述第一弹性储能结构与所述第二弹性储能结构为同一个弹性储能结构形成，且所述三工位机构隔离转轴与所述接地转轴分设于所述弹性储能结构的储能簧的两端。
所述第三传动机构包括设置在所述三工位机构输出轴上第二拐臂，所述接地撞板转动撞击所述第二拐臂转动，从而带动所述所述三工位机构输出轴转动，实现主回路隔离转轴分合。
所述第二拐臂上设有第二滚子，所述接地撞板转动撞击所述第二滚子，带动第二拐臂转动。
所述接地撞板呈U型，所述第二滚子处于所述接地撞板的U型腔内。
所述第四传动机构包括曲柄、连接板、设置在转轴上的转动件，弧形连板，其中所述弧形连板的一端与所述接地撞板铰接，另一端与所述转动件铰接，所述连接板的一端与所述转动件连接，另一端与所述曲柄的一端连接，所述曲柄的另一端与所述接地输出转轴连接。
所述主真空灭弧室与所述接地真空灭弧室设置在绝缘支架上，所述接地真空灭弧室设置于所述主真空灭弧室的下方，且所述接地真空灭弧室的轴线与所述主真空灭弧室的轴线倾斜设置。
绝缘支架采用尼龙加玻璃纤维混合的复合材料制成，或采用塑料加玻璃纤维混合的复合材料制成。
本发明的有益效果是：(1)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，通过在绝缘支架上设置主真空灭弧室、接地真空灭弧室以及隔离接地三工位机构，接地真空灭弧室与隔离刀闸存在逻辑上的先后连锁，只有当隔离刀闸处于隔离位置时，接地真空灭弧室合闸才能使接地回路导通，在逻辑关系上确保了接地回路的可靠性。
(2)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，通过装配接地真空灭弧室，使接地开关具有较高等级接地关合能力，且不会对产品内部绝缘造成影响。
(3)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，通过接地真空灭弧室可拆卸的设置在绝缘支架上，可以实现根据实际需求选择是否安装接地真空灭弧室，可以有效的节省产品成本。
(4)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，通过主真空灭弧室竖直和所述接地真空灭弧室斜置排列，可以减小产品尺寸。
(5)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，绝缘支架采用的尼龙加玻璃纤维混合的复合材料，该材料是一种环境友好型材料，具有重量轻、可重复利用、稳定性高等特点。
(6)本发明提供的具有三工位开关的环网柜，通过该三工位开关机构，在逻辑关系上确保了接地回路的可靠性，其中的接地回路具有较高等级接地关合能力，且不会对环网柜内部绝缘造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本申请三工位开关示意图；
图2：本申请环网柜侧视图；
图3：本申请环网柜正视图；
图4：安装灭弧室模块的隔离接地三工位机构俯视图；
图5：安装灭弧室模块的隔离接地三工位机构的三维示意图；
图6：安装灭弧室模块的隔离触刀不同工位示意图；
图7：不安装灭弧室模块的隔离接地三工位机构俯视图；
图8：不安装灭弧室模块的隔离接地三工位机构三维示意图；
图9：不安装灭弧室模块的隔离触刀不同工位示意图；
图10：本申请工作原理示意图。
附图标记说明：
1-主绝缘拉杆，2-软连接，3-主真空灭弧室，4-静触头，5-隔离刀闸，6-隔离触头，7-接地真空灭弧室，8-接地绝缘拉杆，9-出线套管Ⅰ，10-传动部件，11-出线套管Ⅱ，12-断路器机构，13-隔离接地三工位机构，14-气箱，15-底座，16-隔离模块，17-输出模块，18-储能簧，19-接地模块，20-灭弧室模块，21-接地触座，22-接地输出转轴，23-连接板，24-转轴，25-弧形连板，26-接地转轴，27-接地撞板，28-三工位机构输出轴，29-三工位机构隔离转轴，30-隔离撞板，31-第一滚子，32-第二滚子。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
实施例1
如图4-5以及7-8所示，一种隔离接地三工位机构13包括：三工位机构隔离转轴29、三工位机构输出轴28、接地转轴26，设置在所述三工位机构隔离转轴29与所述三工位机构输出轴28之间的第一传动机构，设置在所述接地转轴26上的第二传动机构，
所述接地回路中连接接地触座21时，所述隔离接地三工位机构13还包括设置在所述三工位机构输出轴28上的第三传动机构，所述第二传动机构与所述第三传动机构配合传动驱动所述三工位机构输出轴28转动；
当隔离断口进行分合时，所述三工位机构隔离转轴29顺时针或逆时针旋转，通过第一传动机构驱动所述三工位机构输出轴28转动带动主回路隔离转轴分合；
隔离触刀分合时，所述接地转轴26顺时针或逆时针旋转，通过第二传动机构驱动所述第三传动机构驱动所述三工位机构输出轴28转动来带动主回路隔离转轴分合；
或
所述接地回路中连接接地真空灭弧室7时，所述隔离接地三工位机构13包括接地输出转轴22，以及设置在所述第二传动机构与所述接地输出转轴22之间的第四传动机构，所述第二传动机构与所述第四传动机构配合传动驱动所述接地输出转轴22转动，如图4-5所示；
当隔离断口进行分合时，所述三工位机构隔离转轴29顺时针或逆时针旋转，通过第一传动机构驱动所述三工位机构输出轴28转动带动主回路隔离转轴分合；
接地真空灭弧室7接地分合时，所述接地转轴26顺时针或逆时针旋转，通过第二传动机构驱动所述第四传动机构带动所述接地输出转轴22转动。
所述第一传动机构包括第一弹性储能结构，第一传动组件，可绕轴转动的隔离撞板30，以及与所述三工位机构输出轴28固体一体的第一拐臂，所述主真空灭弧室3隔离分合时，所述三工位机构隔离转轴29顺时针或逆时针旋转，带动所述第一弹性储能结构中的储能簧18到过中位置，通过过中位置后，再由所述储能簧18带动第一传动组件驱动所述隔离撞板30转动，所述隔离撞板30撞击所述第一拐臂来驱动三工位机构输出轴28转动，从而带动主回路隔离转轴分合，如图4-8所示。
如图5所示，所述第一拐臂上设有第一滚子31，所述隔离撞板30通过撞击所述第一滚子31，驱动所述第一拐臂转动。
所述隔离撞板30呈U型，所述第一滚子31处于所述隔离撞板30的U型腔内。
所述第二传动机构包括第二弹性储能结构、第二传动组件，以及接地撞板27；转动的所述接地转轴26将第二弹性储能结构中的储能簧18压缩到过中位置后，所述储能簧18将压缩的行程释放通过第二传动组件带动所述接地撞板27转动。
所述第一弹性储能结构与所述第二弹性储能结构为同一个弹性储能结构形成，且所述三工位机构隔离转轴29与所述接地转轴26分设于所述弹性储能结构的储能簧18的两端。
所述第三传动机构包括设置在所述三工位机构输出轴28上第二拐臂，所述接地撞板27转动撞击所述第二拐臂转动，从而带动所述三工位机构输出轴28转动，实现主回路隔离转轴分合。
所述第二拐臂上设有第二滚子32，所述接地撞板27转动撞击所述第二滚子32，带动第二拐臂转动。
如图5所示，所述接地撞板27呈U型，所述第二滚子32处于所述接地撞板27的U型腔内。
如图4-5所示，所述第四传动机构包括曲柄、连接板23、设置在转轴24上的转动件，弧形连板25，其中所述弧形连板25的一端与所述接地撞板27铰接，另一端与所述转动件铰接，所述连接板23的一端与所述转动件铰接，另一端与所述曲柄的一端连接，所述曲柄的另一端与所述接地输出转轴22连接。
实施例2
如图1所示，一种三工位开关，包括：绝缘支架、接地绝缘拉杆8、与断路器主回路中的主真空灭弧室3电连接的静触头4、与接地回路中的接地真空灭弧室7电连接的隔离触头6、隔离刀闸5以及驱动所述隔离刀闸5在与所述静触头4合闸时，使所述主真空灭弧室3所在的主回路导通，与所述隔离触头6合闸时，使所述接地回路导通的隔离接地三工位机构13。其中隔离接地三工位机构13具体的结构和位置关系如实施例1所示。
所述接地真空灭弧室7在接地真空灭弧室安装位上可拆卸，因为接地真空灭弧室7可拆卸的设置，从而可以实现接地真空灭弧室7灵活更换，便于故障时维修更换及根据不同的技术方案来选择是否安装。所述接地真空灭弧室安装位上不设置接地真空灭弧室7时，所述三工位开关还包括与所述接地回路电连接的接地触座21，如图7-8所示；所述隔离接地三工位机构13驱动所述隔离刀闸5在与所述静触头4合闸时，使所述主真空灭弧室3所在的主回路导通；当隔离刀闸5处于隔离位置时，使所述主回路和接地回路都断开；与所述接地触座21合闸时，使所述接地回路导通。其中，通过所述隔离接地三工位机构13实现只有当隔离刀闸5处于隔离位置时，接地真空灭弧室7合闸才能使接地回路导通。从而在逻辑关系上确保了接地回路的可靠性。
所述隔离刀闸5设置在隔离转轴上，所述隔离接地三工位机构13的三工位机构输出轴28通过中间传动结构驱动所述隔离转轴转动带动所述隔离刀闸5转动。
所述主真空灭弧室3与所述接地真空灭弧室7设置在绝缘支架上，所述接地真空灭弧室7设置于所述主真空灭弧室3的下方，且所述接地真空灭弧室7的轴线与所述主真空灭弧室3的轴线倾斜设置；有效的减小了空间尺寸。
绝缘支架采用尼龙加玻璃纤维混合的复合材料制成，或采用塑料加玻璃纤维的复合材料制成；尼龙加玻璃纤维混合的复合材料和塑料加玻璃纤维的复合材料都是环境友好型材料，具有重量轻、可重复利用、稳定性高等特点。
实施例3
一种环网柜，包括主绝缘拉杆1、软连接2、主真空灭弧室3、出线套管Ⅰ9、传动部件10、出线套管Ⅱ11、气箱14、底座15、设置在所述底座15上的断路器机构12以及三工位开关，所述断路器机构12通过传动部件10实现所述主真空灭弧室3的分合。其中三工位开关的具体结构如实施例2所述。
其中，主绝缘拉杆1的一端与主真空灭弧室3连接，并将软连接2压紧在主真空灭弧室3动端杆上；通过所述断路器机构12带动传动部件10来实现主真空灭弧室3的合闸、分闸；通过所述隔离接地三工位机构13实现只有当隔离刀闸5处于隔离位置时，接地真空灭弧室7合闸才能使接地回路导通，环网柜的具体结构如图2-3所示。
对整个环网柜的工作过程和原理做如下陈述：
Ⅰ.当设置接地真空灭弧室7时，工作过程如下：
a、操作隔离分合
首先通过操作手柄对隔离转轴29进行顺时针或逆时针旋转(合闸顺时针、分闸逆时针),转动的隔离转轴29将储能簧18进行压缩，当储能簧18在被压缩到过中位置后，将由储能簧18将压缩的行程释放从而带动隔离撞板30转动。再由隔离撞板30带动三工位机构输出轴28转动从而带动主回路的隔离转轴分合。
b、操作接地分合：(分合接地真空灭弧室)
通过操作手柄对接地转轴26进行顺时针或逆时针旋转(合闸逆时针、分闸顺时针)，转动的接地转轴26将储能簧18进行压缩，当储能簧18在被压缩到过中位置后，将由储能簧18将压缩的行程释放从而带动接地撞板27转动。接地撞板27再通过弧形连板25、转轴24及连接板23带动最终的接地输出转轴22转动。从而实现带动接地真空灭弧室7分合。
Ⅱ.当不设置接地真空灭弧室7时，工作过程如下：
如图7-8所示，接地真空灭弧室7可以根据需要选择是否安装，当不安装接地真空灭弧室7时，将接地真空灭弧室7更换为接地触座21，通过隔离触刀5来实现隔离合、隔离分、接地合等状态，隔离刀闸5有三种工作状态：触刀处于隔离合闸状态Ⅰ、触刀处于隔离分闸状态Ⅱ和触刀处于接地合闸状态Ⅲ，如图9所示。
此时隔离接地三工位机构13也不用安装灭弧室模块20，此时隔离接地三工位机构13的结构如图7-8所示。
a、操作隔离分合
通过操作手柄隔离转轴29进行顺时针或逆时针旋转(合闸顺时针、分闸逆时针),转动的隔离转轴29将储能簧18进行压缩，当储能簧18在被压缩到过中位置后，将由储能簧18将压缩的行程释放从而带动隔离撞板30转动。再由隔离撞板30带动三工位机构输出轴28转动从而带动主回路的隔离刀闸分合。
b、操作接地分合：(分合隔离触刀)
通过操作手柄对接地转轴26进行顺时针或逆时针旋转(合闸逆时针、分闸顺时针)，转动的接地转轴26将储能簧18进行压缩，当储能簧18在被压缩到过中位置后，将由储能簧18将压缩的行程释放从而带动接地撞板27转动。再由接地撞板27带动三工位机构输出轴28转动从而带动主回路的隔离刀闸分合。
图10对本发明的工作原理做一个简单的介绍，图10从左到右依次为接地合、接地分、隔离合、主回路合。主回路、接地回路分别有一个绝缘拉杆，也就是开关。而主回路和接地回路之间设置一个隔离接地三工位机构13，该隔离接地三工位机构13的刀闸可以和主回路的触头连接，也可以和接地回路的触头连接。从图中可以看出当隔离接地三工位机构13的刀闸和接地回路的触头连接时，其必然与主回路的触头分开，也就是说主回路处于不接通状态，即，接地真空灭弧室7与隔离刀闸5存在逻辑上的先后连锁，只有当隔离刀闸5处于隔离位置时，接地真空灭弧室7合闸才能使接地回路导通。在逻辑关系上确保了接地回路的可靠性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。