一种组合式开关电器的制作方法

本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种组合式开关电器。

背景技术：

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。隔离开关是一种主要用于断开无负荷电流的电路和隔离电源的开关设备，在分闸状态时有明显的断开点以保证其他电气设备的安全维修，在合闸状态时能够可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。接地开关是一种用于将回路接地的机械式开关，在异常条件下可在规定时间内承载规定的异常电流，但在正常回路条件下不要求承载电流。隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，以将带电部位进行隔离，以便检修人员进行检修。接地开关用于将被检修的部分进行可靠接地，以进一步保证维修人员的人身安全。

现有技术中一般将断路器、隔离开关、接地开关三种电器开关分体制造，并独立地安装至高压开关柜内，利用设置在三个电器开关之间的连锁机构保证三个电器开关按照一定顺序动作。但是分体制造、独立安装的三个电器体不仅成本较高，体积较大，所需安装空间较大，且采用连锁机构关联三个电器开关稳定性差，在使用过程中很容易出现某一开关电器不动作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种组合式开关电器，该组合式开关电器兼具断路器、隔离开关、接地开关的功能，且体积较小，工作稳定性高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种组合式开关电器，包括壳体，以及设置在所述壳体内的断路器、隔离开关和接地开关；

所述断路器包括真空灭弧室、下出线机构和第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述真空灭弧室的动导电端和所述真空灭弧室的静导电端抵接或者脱离，所述下出线机构的一端电连接在所述动导电端上；

所述隔离开关包括上出线机构、隔离刀闸和第二驱动机构，所述隔离刀闸转动连接在所述静导电端上，所述第二驱动机构与所述隔离刀闸传动连接；

所述接地开关包括接地刀和下接地触头，所述下接地触头设置在所述下出线机构的另一端，所述接地刀与所述第二驱动机构传动连接；

在所述第二驱动机构的正向驱动下，所述隔离刀闸与所述上出线机构上的静触头抵接实现合闸，所述接地刀的另一端与所述下接地触头脱离实现分闸；在所述第二驱动机构的反向驱动下，所述隔离刀闸与所述上出线机构上的所述静触头脱离实现分闸，所述接地刀的另一端与所述下接地触头抵接实现合闸。

作为优选，所述第一驱动机构包括主轴、第一传动组件和绝缘拉杆，所述绝缘拉杆的轴线方向与所述动导电端的移动方向重合，所述绝缘拉杆的一端与所述动导电端连接，另一端与所述第一传动组件的一端连接，所述第一传动组件的另一端套设在所述主轴上并随所述主轴同步转动，当所述主轴转动时，所述绝缘拉杆能够沿轴线方向向上或者向下移动。

作为优选，所述下出线机构包括下出线座和下出线铜排，所述下出线座与所述动导电端电连接，所述下出线铜排的一端与所述下出线座电连接，另一端上设置有所述下接地触头。

作为优选，所述下出线座和所述动导电端之间设置有软导电介质。

作为优选，所述第二驱动机构包括平行设置接地轴和隔离轴，所述接地轴和所述隔离轴之间设置有第二传动组件，所述隔离轴和所述隔离刀闸之间设置有第三传动组件，当所述接地轴转动时，所述隔离轴能够与所述接地轴同向转动，所述隔离刀闸能够与所述接地轴反向转动。

作为优选，所述接地刀远离所述下接地触头的一端套设在所述接地轴上，并与所述接地轴同向转动。

作为优选，所述组合式开关电器还包括：

位置保持机构，所述位置保持机构包括分闸弹簧和连接臂，所述分闸弹簧的一端固定在所述壳体上，另一端与所述连接臂的一端转动连接，所述连接臂的另一端连接在所述隔离轴上，所述连接臂与所述隔离轴同步转动。

作为优选，所述断路器还包括：

固封极柱，所述固封极柱内设置有绝缘套，所述真空灭弧室和所述第一驱动机构设置在所述绝缘套内，所述下出线机构的一端穿过所述绝缘套与所述动导电端电连接。

作为优选，所述真空灭弧室和所述绝缘套之间设置有柔细绝缘层。

作为优选，所述组合式开关电器还包括：

操作机构，所述操作机构用于控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的启停。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种组合式开关电器，该组合式开关电器将断路器、隔离开关和接地开关集成在一起，并通过第一驱动机构驱动真空灭弧室的动导电端与静导电端的抵接或者脱离实现了断路器的合闸或者分闸，通过第二驱动机构同时与隔离开关和接地开关连接，实现了隔离开关合(分)闸和接地开关分(合)闸同时动作。相较于断路器、隔离开关和接地开关分体制造后独立安装，该组合式开关电器在极大程度上减小了体积，提高了工作稳定性，降低了故障率。

附图说明

图1是本实用新型所提供的组合式开关电器在隔离开关分闸、接地开关合闸时的剖视图；

图2是本实用新型所提供的组合式开关电器在隔离开关合闸、接地开关分闸时的剖视图；

图3是本实用新型所提供的组合式开关电器的主视图。

图中：

1、壳体；2、真空灭弧室；

3、下出线机构；301、下出线座；302、软导电介质；303、下出线铜排；

4、第一驱动机构；401、主轴；402、第一拐臂；403、绝缘拉杆；

5、上出线机构；501、静触头；

6、隔离刀闸；601、隔离刀座；

7、第二驱动机构；701、接地轴；702、隔离轴；703、第二拐臂；704、拉杆；705、第三拐臂；

8、接地开关；801、下接地触头；802、接地刀；

9、位置保持机构；901、分闸弹簧；902、连接臂；

10、绝缘套；11、柔细绝缘层；12、操作机构；13、固封极柱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种组合式开关电器，该组合式开关电器将断路器、隔离开关和接地开关8集成在一起，兼具断路器、隔离开关和接地开关8的功能。具体地，如图1和图2所示，该组合式开关电器包括壳体1以及设置在壳体1内的断路器、隔离开关和接地开关8，断路器沿竖直方向设置在壳体1内，并位于壳体1的一侧，隔离开关和接地开关8沿竖直方向上下排布，并位于壳体1的另一侧与断路器并排设置。

其中，断路器包括真空灭弧室2、下出线机构3和第一驱动机构4。真空灭弧室2是断路器的核心部件，其主要包括位于气密绝缘外壳和设置在气密绝缘外壳内部的动导电端和静导电端，动导电端和静导电端沿真空灭弧室2的轴线方向间隔设置，静导电端设置在真空灭弧室2的顶端，动导电端设置在真空灭弧室2的底端，动导电端能够朝靠近或者远离静导电端的方向移动，从而实现断路器的合闸和分闸。

在本实施例中，动导电端由第一驱动机构4驱动从而实现移动。具体地，第一驱动机构4包括主轴401、第一传动组件和绝缘拉杆403。主轴401是驱动轴，其能够在操作机构12的控制下发生转动。绝缘拉杆403的一端与动导电端固定连接，且绝缘拉杆403的轴线方向与真空灭弧室2的轴线方向重合。第一传动组件的一端与绝缘拉杆403的另一端转动连接，第一传动组件的另一端套设在主轴401上，并能够随主轴401同步转动。当主轴401在外部控制下发生转动时，能够通过第一传动组件将力传递至绝缘拉杆403处，从而使绝缘拉杆403沿其轴线方向向上或者向下移动。

当绝缘拉杆403向上移动时，真空灭弧室2的动导电端同步向上移动，直至与真空灭弧室2的静导电端接触，从而实现断路器的合闸。反之，当绝缘拉杆403向下移动时，真空灭弧室2的动导电端同步向下移动，并与真空灭弧室2的静导电端分离，从而实现断路器的分闸。为了保证绝缘拉杆403能够沿其轴线方向上下移动，在该组合式开关电器的壳体1内还设置有导向机构，导向机构可以为导向孔或者导向槽等，在此不做具体限制，只要能够起到导向作用即可。进一步地，在本实施例中，第一传动组件包括转动连接的第一拐臂402和连接杆，连接杆远离第一拐臂402的一端套设在主轴401上，第一拐臂402远离连接杆的一端与绝缘拉杆403转动连接。当然在其他实施例中，第一传动组件还可以是其他结构，只要能够实现绝缘拉杆403沿其轴线方向的上下移动即可。

为了提高真空灭弧室2的绝缘性，外壳内设置有固封真空灭弧室2和第一驱动机构4的固封极柱13，固封极柱13内设置有绝缘套10，真空灭弧室2和第一驱动机构4设置在绝缘套10内。绝缘套10可以采用环氧树脂或者热塑性材料等固体绝缘材料制成。由于真空灭弧室2的气密绝缘外壳多采用陶瓷等脆性材料制成，为了避免在固封时拉裂真空灭弧室2的气密绝缘外壳，在绝缘套10和真空灭弧室2之间还设置有一层柔细绝缘层11，该柔细绝缘层11可以为硅橡胶层或者其他具有柔性的绝缘材料制成的绝缘层，从而在固封真空灭弧室2起到缓冲作用。

下出线机构3与真空灭弧室2的动导电端电连接。具体地，在本实施例中，下出线机构3包括下出线座301、下出线铜排303和软导电介质302，下出线座301设置在绝缘套10上。软导电介质302位于绝缘套10内部，软导电介质302的一端与下出线座301连接，另一端与真空灭弧室2的动导电端的连接，软导电介质302采用硬度较小的导电材料制成，例如可以采用铜片或者铝片等制成，采用软导电介质302连接下出线座301和动导电端即能够实现两者的电连接，又不会对动导电端的移动产生干涉。下出线铜排303用于实现接线，其位于绝缘套10的外侧，且下出线铜排303的一端与下出线座301连接。

进一步地，隔离开关包括上出线机构5、隔离刀闸6和第二驱动机构7。其中，上出线机构5用于实现接线，上出线机构5上设置有静触头501。隔离刀闸6的一端与上出线机构5上的静触头501相对设置，另一端转动连接在静导电端上。第二驱动机构7用于驱动隔离刀闸6的转动，从而使隔离刀闸6与静触头501的抵接和分离。接地开关8包括相对设置的接地刀802和下接地触头801，下接地触头801设置在下出线铜排303远离下出线座301的一端，接地刀802的一端与第二驱动机构7传动连接，第二驱动机构7能够驱动接地刀802的转动，从而实现接地刀802的另一端与下接地触头801的抵接和分离。

具体地，第二驱动机构7包括转动连接在壳体1上的接地轴701和隔离轴702，接地轴701和隔离轴702平行设置，接地刀802的一端套设在接地轴701上，并能够随接地轴701同步转动。接地轴701和隔离轴702之间设置有第二传动组件，隔离轴702和隔离刀闸6之间设置有第三传动组件(图中未示出)，第二传动组件包括依次转动连接的第二拐臂703、拉杆704和第三拐臂705，第二拐臂703的自由端套设在接地轴701上，并能够与接地轴701同步转动，第三拐臂705的自由端套设在隔离轴702，并能够与隔离轴702同步转动。

当接地轴701在操作机构12的控制下发生转动时，通过第二传动组件能够将力传递至隔离轴702处，从而实现隔离轴702的转动，隔离轴702通过第三传动组件又能够将力传递至隔离刀闸6处，从而实现隔离刀闸6的转动，以使隔离刀闸6与静触头501抵接和分离。同时，接地轴701能够驱动接地刀802转动，从而实现接地刀802与下接地触头801的抵接和分离。但是由于隔离开关和接地开关8的使用状态始终相反，因此隔离刀闸6和接地刀802的转动方向需要满足当隔离刀闸6与静触头501分离将隔离开关分闸时，接地刀802与下接地触头801抵接将接地开关8合闸，如图1所示；当隔离刀闸6与静触头501抵接将隔离开关合闸时，接地刀802与下接地触头801分离将接地开关8分闸，如图2所示。第三传动组件的结构在此不做限制，当隔离刀闸6和接地刀802的转动方向相同时，第三传动组件的结构可以和第二传动组件的结构相同，当隔离刀闸6和接地刀802的转动方向相反时，则可以选用其他结构实现反向，例如连杆和齿轮的组合。

进一步地，为了保证接地开关8和隔离开关状态的稳定性，该组合式开关电器还包括位置保持机构9，位置保持机构9包括分闸弹簧901和连接臂902，分闸弹簧901的一端固定在壳体1上，另一端与连接臂902的一端转动连接，连接臂902的另一端连接在隔离轴702上，连接臂902与隔离轴702同步转动。当隔离轴702转动时，分闸弹簧901发生弹性形变，分闸弹簧901和连接臂902之间的夹角发生变化，从而给隔离轴702提供一个反向力，利用该反向力能够维持隔离轴702状态的稳定，从而使接地开关8和隔离开关的状态稳定。

以下对组合式开关电器的使用方法进行具体介绍：

1、断路器合闸操作

操作机构12合闸，主轴401按照图1中顺时针方向转动，并通过第一拐臂402和连接杆带动绝缘拉杆403向上运动，使真空灭弧室2的动导电端与静导电端抵接，实现断路器合闸，将隔离刀闸6、隔离刀座601、真空灭弧室2、软导电介质302、下出线座301和下出线铜排303之间的电路连通。

2、隔离开关合闸、接地开关8分闸

接地轴701按照图1中顺时针方向转动，接地刀802顺时针转动与下接地触头801分离，将接地开关8分闸；同时，第二拐臂703顺时针转动，拉杆704向上运动，第三拐臂705顺时针转动，隔离轴702顺时针转动，并通过第三传动组件驱动隔离刀闸6逆时针旋转，隔离刀闸6与静触头501接触，实现隔离开关合闸，将静触头501、上出线机构5、隔离刀闸6、隔离刀座601、真空灭弧室2、软导电介质302、下出线座301和下出线铜排303之间的电路连通。

3、断路器分闸操作

操作机构12合闸，主轴401按照图1中逆时针方向转动，并通过第一拐臂402和连接杆带动绝缘拉杆403向下运动，使真空灭弧室2的动导电端与静导电端分离，实现断路器分闸，将隔离刀闸6、隔离刀座601、真空灭弧室2、软导电介质302、下出线座301和下出线铜排303之间的电路断开。

4、隔离开关分闸、接地开关8合闸

接地轴701按照图1中逆时针方向转动，接地刀802逆时针转动与下接地触头801抵接，将接地开关8合闸；同时，第二拐臂703逆时针转动，拉杆704向下运动，第三拐臂705逆时针转动，隔离轴702逆时针转动，并通过第三传动组件驱动隔离刀闸6顺时针旋转，隔离刀闸6与静触头501分离，实现隔离开关分闸，将静触头501、上出线机构5、隔离刀闸6、隔离刀座601、真空灭弧室2、软导电介质302、下出线座301和下出线铜排303之间的电路断开。

在本实施例中，通过将断路器、隔离开关和接地开关8集成在一起，并通过第一驱动机构4驱动真空灭弧室2的动导电端与静导电端的抵接或者脱离实现了断路器的合闸或者分闸，通过第二驱动机构7同时与隔离开关和接地开关8连接，实现了隔离开关合(分)闸和接地开关8分(合)闸同时动作。相较于断路器、隔离开关和接地开关8分体制造后独立安装，该组合式开关电器在极大程度上减小了体积，提高了工作稳定性，降低了故障率。

进一步地，由于三相电的每一相电上均需要安装断路器、隔离开关和接地开关8，因此如图3所示，该组合式开关电器的数量一般为三个，且三个组合式开关电器并排设置在一起。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。