接地开关的制作方法

本实用新型涉及高压开关柜领域，具体涉及一种接地开关。

背景技术：

接地开关是一种具有一定关合短路电流能力的特殊用途的机械式开关。它用于在高压开关柜及其线路检修时将开关柜接地，保护人身安全。另外，由于电路中可能存在短路故障，接地开关需要快速地将开关柜接地，从而消除开关柜内的故障电弧。

随着高压开关柜的电压等级不断地升高，要求接地开关的关合速度越来越快。在对现有的高压开关柜进行短路关合和动热试验时，发现由于装配好的动触头长度过长，造成装配好的动触头刚性差。这带来了以下不利现象：在合闸时会引起动触头扭转，并引起三相不同期，导致试验失败。因此，现有的接地开关的结构设计并不能满足当前高压开关柜对于稳定性、刚性、关合速度以及节省材料等方面的综合要求。

因此，行业内仍存在提供一种稳定性好、刚度高、关合速度快的接地开关的需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种能至少部分地解决上述现有技术的种种不足的接地开关。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种接地开关，其中包括：框架；固定连接至所述框架上的多个静触头；布置在所述框架上的旋转轴；与所述多个静触头对应的多个动触头，所述多个动触头均以其一端固定在所述旋转轴上，并且所述多个动触头经由贯穿设置在其间的汇流管彼此连接；弹簧机构，其被构造为在所述接地开关的合闸过程中释放弹性势能以驱动所述动触头朝向所述静触头运动；其中所述接地开关还包括：由轻质材料制成的支撑杆，其以与所述汇流管间隔设置的方式贯穿设置在所述多个动触头之间；以及接地排，其被设置在所述多个动触头中的最外侧的两个动触头处，所述接地排的一端以电导通的方式连接至所述汇流管且另一端固定连接至所述支撑杆，所述接地排在另一端附近设置有供接地软线连接用的接头。

与现有的接地开关相比，本实用新型的接地开关增设了用于稳定装配后的动触头的支撑杆，其中该支撑杆与用于连接多个动触头的汇流管间隔设置，从而确保了接地开关装在开关柜后具有期望的绝缘距离，并且保证了装配后的动触头的稳定性。由于该支撑杆由轻质材料制成，因此并不会对接地开关的合闸速度造成影响。进一步，通过在接地开关的两侧增设接地排，从而尽可能地缩短与动触头电导通的接地软线的长度，从而一方面减轻动触头装配的质量以增大合闸速度，另一方面还避免了由于接地软线长度过大引起自身摆动对强度的不利影响。

在一个优选实施方式中，所述轻质材料选自由铝合金、镁合金和尼龙所组成的组。由此，可以以低廉的成本制造该支撑杆，从而控制接地开关的总成本。

在一个优选实施方式中，所述支撑杆与所述汇流管间的间隔距离与所述接地排的长度大致相同。由此，可以简单地确定出支撑杆和汇流管间的间隔距离。

在一个优选实施方式中，所述多个动触头为平行排列的第一动触头、第二动触头和第三动触头；所述汇流管为贯穿第一动触头、第二动触头和第三动触头设置的由铜制成的汇流铜管。

在一个优选实施方式中，所述框架包括：呈长方体状的底座，所述静触头固定连接至所述底座；沿所述底座纵向间隔设置的多个侧板，所述旋转轴穿过所述多个侧板；其中，所述弹簧机构与所述动触头位于所述多个侧板和所述底座限定的长方体状的容纳空间中。由此，提供了全新的接地开关框架结构。

在一个优选实施方式中，所述框架还包括分别位于对应的侧板的一侧的多个支撑板，所述支撑板的一端焊接在所述底座上，所述弹簧机构的一端通过所述第一转动轴连接至所述支撑板的另一端。由此，以焊接的方式来制造该接地开关的框架结构，从而降低了该接地开关的制造难度和成本。

在一个优选实施方式中，所述弹簧机构包括压簧和位于所述压簧两端的定位块和驱动块，所述定位块通过所述第一转动轴固定至所述支撑板的所述另一端，所述弹簧机构还被构造围绕所述第一转动轴旋转运动，所述接地开关还包括固定在所述旋转轴上的支撑块，所述支撑块通过所述第二转动轴连接至所述驱动块。由此，可以有利地利用弹簧机构的储能作用来实现动触头与静触头之间的迅速合闸和分闸。

在一个优选实施方式中，所述动触头包括：相对设置的两个接地刀；以及位于所述两个接地刀之间的接地刀安装支架，其具有相对设置的一端和另一端，所述接地刀安装支架的一端与所述两个接地刀固定连接，所述接地刀安装支架的另一端限定了供所述旋转轴穿过的通孔。由此，实现了一种稳定性好的动触头结构。

在一个优选实施方式中，所述静触头经由连接至所述底座框架的绝缘子和连接至所述绝缘子的静触头支撑固定连接至所述框架，所述静触头支撑为一件式结构。进一步优选地，所述静触头经由连接至所述底座框架的绝缘子和连接至所述绝缘子的静触头支撑固定连接至所述框架，所述静触头支撑为一件式结构。由此，通过采用一件式的静触头支撑架，一方面保证了三相的同期性，另一方面增加了静触头的支撑强度，保证了静触头安装的稳定性。

本实用新型的接地开关的关合速度快，能够承受更高的短路故障电流，动触头能够可靠地与静触头接触，性能可靠，机械寿命长。

附图说明

以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中：

图1是根据本实用新型的接地开关处于合闸状态的立体示意图。

图2是根据本实用新型的接地开关处于合闸状态的正视示意图。

图3是根据本实用新型的接地开关处于合闸状态的俯视示意图。

附图标记列表：

10.接地开关 1.框架 2.弹簧机构 3.旋转轴 4.支撑杆

5.汇流管 6.动触头 7.静触头 8.静触头支撑 9.接地排

11.侧板 12.支撑板 A1.第一转动轴 A2.第二转动轴

21.压簧 22.定位块 23.驱动块 24.支撑块 621.接地刀

622.接地刀安装支架 71.绝缘子 91.接头

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的接地开关的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“前”、“后”、“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第二”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1-3分别是根据本实用新型较佳实施例的接地开关处于合闸状态的立体示意图、正视示意图和俯视示意图。如图1所示，接地开关包括框架1，安装在框架1上的旋转轴3，沿着旋转轴3的轴线依次布置的多个静触头7，这些静触头例如经由绝缘子71和静触头支撑8固定连接至框架1，分别与这些静触头7对应、且例如优选地以平行排列的方式布置的多个动触头6，以及分别位于框架1和多个动触头之间的弹簧机构2。其中弹簧机构2与处于分闸位置的动触头6大致在同一平面上。

概括说来，多个动触头6均以其一端和弹簧机构2的一端固定在旋转轴3上，由此弹簧机构2分别用于对旋转轴3施加使其旋转的作用力，这导致旋转轴3在旋转过程中带动多个动触头6一起旋转运动，从而实现接地开关的合闸与分闸。

图2是图1所示的接地开关的正视图。如图2所示，框架1包括大体呈长方体状的底座，位于底座上的多个侧板11和分别位于对应的侧板11的一侧的支撑板12，其中侧板11和支撑板12以成对的方式沿该底座纵向间隔设置。其中，支撑板12以焊接的方式将其一端焊接在底座上。由此，成对的侧板11和支撑板12和底座共同限定了呈长方体状的容纳空间。对应设置的一个弹簧机构2和一个动触头6均位于该长方体状的容纳空间中。侧板11和支撑板12均具有供旋转轴2穿设并于其中转动的通孔。如图2所示，作为示例而非限定性的，本实用新型示出了平行排列的三个动触头：即从图1-2中从右至左排列的第一动触头、第二动触头和第三动触头。

在此需要指出，对于本实用新型中的接地开关10而言，其中成组设置的动触头6、静触头7以及弹簧机构2的结构和相互作用关系完全相同。因此以下主要以最右侧的第一动触头和最左侧的第三动触头为例进行说明。本领域技术人员能够知晓，位于中间的第二动触头具有与之相同的结构。

如图1所示，与最左侧的第三动触头相互作用的弹簧机构2包括压簧21，分别位于压簧21两端的定位块22和驱动块23，贯穿压簧内部设置并与定位块22连接的导杆，导杆的一端固定在驱动块23上。定位块22通过第一转动轴A1分别与侧板11和支撑板12的可枢转地连接，使得弹簧机构2的一端能够以第一转动轴A1为轴旋转，从而实现压簧21的释能和储能。驱动块23通过第二转动轴A2与支撑块24连接。支撑块24具有供旋转轴3穿过的通孔，并经由该通孔与旋转轴3固定连接。处于压缩状态的压簧21通过驱动块23和支撑块24对旋转轴3施加一定的作用力。

如图1所示，旋转轴3依次穿过第一动触头、第二动触头和第三动触头的通孔、弹簧机构2的通孔。为了实现旋转轴与动触头和弹簧机构的连接，作为非限定性的一种示例，旋转轴3上可以具有与动触头6和弹簧机构2位置对应的通孔。将与旋转轴3的轴线相垂直的插销分别插入这些通孔中，从而实现了旋转轴3与动触头6和弹簧机构2的固定连接。

进一步，如图1所示，仅以位于中间的第二动触头为例对动触头的结构进行说明。动触头6包括相对设置的一对接地刀621，位于一对接地刀621之间的接地刀安装支架622。成对地设置接地刀621可以增加短路电流的导通面积，避免动触头6烧损。接地刀安装支架622优选由金属材料一体成型，具有较大的机械强度和刚性。接地刀安装支架622以其一端与一对接地刀621连接，其另一端从接地刀621之间伸出，且在另一端具有供旋转轴3穿设的通孔。同时，为了保证图1-2中设置的多个动触头中的电流具有相同相位，接地开关10还包括连接在多个动触头2之间的优选为铜管的汇流管5，其中如图所示地，该汇流管5贯穿该第一动触头、第二动触头和第三动触头设置从而将该第一动触头、第二动触头和第三动触头电连接，以使得该第一动触头、第二动触头和第三动触头具有相同的相位，从而确保不会出现三相不同期现象。

在该接地刀安装支架622远离汇流管5一定间距的位置处，以平行于该汇流管5设置的方式设有由轻质材料制成的支撑杆4，该轻质材料选自由铝合金、镁合金和尼龙所组成的组。通过在接地开关的多个动触头之间增设上述轻质材料制成的支撑杆，可以起到稳定动触头的装配的作用并提高了动触头的刚度，由此降低了动触头在操作时发生不期望的触头扭转并进而导致三相不同期的可能性。并且，由于支撑杆是采用轻质材料制成，并不会对动触头的重质量以及多个动触头的重心分布带来影响，从而可以在不对接地开关原有的设计结构加以改变的情况下，仍保证接地开关的合闸和分闸速度。

同时，在多个动触头中的最外侧的两个动触头处，就本实施例而言，是在第一动触头和第三动触头处分别设置有接地排9，该接地排9例如为平行于接地刀安装支架622布置的导电金属板。该接地排9的一端以电导通的方式连接至该汇流管5且另一端固定连接至该轻质材料制成的支撑杆4。换言之，该支撑杆4与汇流管5之间的间隔距离与接地排的长度大致相同。进一步，该接地排9在其另一端附近设置有供接地软线连接用的接头。由此，用于与开关柜进行接地操作用的接地软线将不再如现有技术那样直接连接到远离底座1设置的汇流管5，而是替代地在更靠近底座1的位置处经由与该汇流管5电导通的接地排9上的接头实现与接地开关的电气连接。基于此，可以缩短用于实现接地开关与开关柜之间的接地操作所需的接地软线的长度以及接地软线在开关柜内的回转半径。这从而避免了由于接地开关分闸和合闸操作时，由于过长的接地软线所带来的软线摆动幅度过大所导致的接地软线的强度下降和使用寿命缩短。同时还避免了软线在运动过程中与开关柜的其它部件发生不期望的干涉。最后，由于接地软线的长度缩短，可以降低了附接至动触头的部件的质量进而减轻了装配好的动触头的质量，从而增大了动触头的分闸和合闸速度。

在图2中还示出了经由连接至底座的绝缘子71和连接至该绝缘子71的静触头支撑8固定连接至框架的静触头7。其中该静触头支撑为一件式结构。优选地，该静触头支撑为一体铸造形成。与现有技术中通过多块金属板焊接或者铆接而成的静触头支撑不同，本实用新型中的静触头支撑无论在刚度还是支撑强度方面均有明显提升。采用如本实用新型的静触头支撑8一方面保证了动触头的三相同期性，另一方面也保证了静触头安装的稳定性。

下面结合图1-3来说明上述实施例的接地开关的合闸过程。

在进行合闸操作时，首先使旋转轴3沿着顺时针方向旋转较小的角度。旋转轴3驱动第一、第二和第三动触头和与之相对应的弹簧机构2的支撑块24一起沿着顺时针方向旋转运动，其中各个弹簧机构2的导杆分别绕着第二转动轴A2旋转较小的角度。当旋转到使得第一和第二转动轴和旋转轴3的轴线大致位于同一平面上时，弹簧机构2处于死点位置，即各个弹簧机构2对旋转轴3施加的作用力的方向恰好经过旋转轴3，此时接地开关的第一、第二和第三动触头均处于非稳态的临界位置。

进一步沿顺时针方向旋转旋转轴3，使得第一和第二转动轴与旋转轴3的轴线不再保持处于一个平面上。这使得第一、第二和第三动触头转动经过其临界位置。之后释放旋转轴3，即不再对旋转轴3施加使其旋转的作用力。此时由各个弹簧机构2对旋转轴3施加的作用力能够使得旋转轴3继续绕其轴线沿顺时针方向旋转，旋转轴3继续驱动第一、第二和第三动触头沿顺时针方向旋转，直至确保第一、第二和第三动触头稳定地合闸。在合闸过程中，各个弹簧机构2释放其储存的弹性势能并转换为旋转轴3和第一、第二和第三动触头旋转的动能，使得第一、第二和第三动触头6朝向其各自对应的静触头7运动。

图1示出了接地开关处于合闸状态的立体示意图。如图1所示，弹簧机构2均已处于释能状态，第一、第二和第三动触头6已分别与其对应的静触头7相接触。很显然，第一和第二转动轴已与旋转轴3的轴线在不同平面上。经由以上描述不难看出，由于在弹簧经过其死点位置后，通过释放其弹性势能使动触头组迅速合闸完成接地。因此本实用新型的接地开关的关合速度快，能够承受更高的短路故障电流，动触头能够可靠地与静触头接触，性能可靠，机械寿命长。

在分闸时，沿着与合闸过程中相反的方向转动旋转轴3，旋转轴3在转动过程中使得第一、第二和第三动触头分别与其对应的静触头7相分离，同时带动驱动块23压缩压簧21使其储能。最终使得第一、第二和第三动触头和弹簧机构2均处于分闸位置。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。