专利名称：高压旋转式集成开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于3。 6kV 40. 5kV三相交流电力系统中的开关装置，尤 其是-种安装在高压开关柜中的至少包含一组旋转操作的多工位隔离开关的集 成开关，在输配电系统中作为受电、送电、控制和保护之用。
背景技术：
目前，公知的高压开关柜一次主电路中的开关元件有隔离开关、断路器、接 触器、熔断器、负荷开关和接地开关。这些开关通常各自独立，或由其中的两 个或多个构成组合电器，例如带接地开关的负荷开关-熔断器组合电器。由于这 些开关各自独立或进行了简单地组合，使由其组成的高压开关柜体积较大、联 锁机构复杂、各开关柜之间外形不统一、装配困难、消耗的原材料较多。
发明内容
为了解决由现有高压开关组成的高压开关柜存在的体积较大、联锁机构复 杂、各开关柜之间外形不统一、装配困难、消耗的原材料较多等诸多问题，本 发明提供一种集成开关。该集成幵关配置灵活、结构简单、外形统一、体积小、 造价低，能满足各种一次主电路的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是以一组旋转操作的多工位隔离开关为基础，根据一次主电路的要求将各种开关元件的功能集成在一起，构成
-个集成开关。集成开关的基本组成部分包括绝缘旋转构件、绝缘支持构件、 静触头、动触头、外部端头、熄弧元件和操作联锁机构；以操作的旋转轴心为 基准从内到外为绝缘旋转构件和绝缘支持构件，绝缘支持构件是中空的，绝缘 旋转构件位于其中。在绝缘支持构件的内表面固定有静触头，在绝缘旋转构件 的外表面固定有动触头；动触头与静触头的位置相对应，并围绕旋转轴心呈圆 周分布，各个动触头与静触头沿旋转轴心轴向错开，单个动触头或单个静触头 是圆周中的一部分呈弧形或是整个圆周呈环形；当绝缘旋转构件在操作联锁机 构的驱动下旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关。外 部端头包括进线端、出线端和接地端，固定在绝缘支持构件的外表面，这些端 头通过,体与静触头相连接，作为集成开关的进线、出线和接地之用。熄弧元 件如灭弧室或熔芯固定在绝缘旋转构件的内部，熄弧元件的端头通过导体与动 触头相连接。操作联锁机构固定在绝缘支持构件外部轴向的一端，执行和接受 动、静触头以及熄弧元件的分合操作，并使这些分合操作之间相互配合以实现 一次主电路所要求的功能。
F面结合实施方案说明本发明的具体构成。
图1是本发明的 一种实施方案的剖面图； 图2是图1的A-A剖面图； 图3是图1的B-B剖面图4到图13是各种一次主电路操作接点图，其中图4是与图1相对应的接点图。 接点图的左侧为一次主电路的构成，在一次主电路中包含外部端头、静触头、动触头和熄弧元件。接点图的右侧为动、静触头在操作过程中的接通情况，在 操作过程中有多个工位，斜线阴影表W相对应动、静触头接通，作"X"形标记 的表示与接地相关的动、静触头接通。接点图的上方为隔离开关的操作过程及 其对应的操作方向，隔离开关有多个操作过程，箭头表示动触头绕旋转轴心的 旋转方向。本发明是三相开关装置，接点图只画出了其中一相的情况，其它两 相与此相同；涉及构件数目的 -组为三个。本发明的进线和出线只是习惯性的 表达，并不代表实际电流的方向。
如图l、图2、图3和图4所示，这一实施方案的一次主电路包含进线端P1(4:)、
出线端P2(8)、接地端PE(12)、静触头(5)、动触头(7)、灭弧室I(6)和熔芯F(9) 以及相互之间的连接导体；支持及控制部分包含绝缘支持构件(l)、绝缘旋转构 件(2)、操作联锁机构(ll);灭弧室I(6)和熔芯F(9)是熄弧元件，X-X是操作的 旋转轴心。以旋转轴心X-X为基准从内到外是绝缘旋转构件(2)和绝缘支持构件 (1)，绝缘支持构件(l)是中空的，绝缘旋转构件(2)位于其中。在绝缘支持构件 (1)的内表面固定有静触头(5)，在绝缘旋转构件(2)的外表面固定有动触头(7); 动触头(7)与静触头(5)的位置相对应，并围绕旋转轴心X-X呈圆周分布，各个动 触头(7)与静触头(5)沿旋转轴心X-X轴向错开，单个动触头(7)或单个静触头(5) 是圆周中的一部分呈弧形或是整个圆周呈环形；当绝缘旋转构件(2)在操作联 锁机构(ll)的驱动下旋转时，带动动触头(7)与静触头(5)进行分合，构成多功 位隔离开关。进线端P1(4)、出线端P2(8)和接地端PE(12)固定绝缘支持构件(1) 的外表面，这些端头通过导体与静触头(5)相连接，作为集成开关的进线、出线 和接地之用。灭弧室I(6)和熔芯F(9)固定在绝缘旋转构件(2)的内部，灭弧室I(6) —匕端头和熔芯F (9)下端头通过导体分别与动触头(7)相连接，灭弧室I (6)下端头和熔芯F(9)匕端头通过导体相连接，同时也与动触头(7)相连接。操作联锁机构 (11)固定在绝缘支持构件(1)外部轴向的--端，通过传动杆(3)执行动触头(7)、 静触头(5)以及灭弧室I(6)的分合操作，通过联锁杆(10)接受熔芯F(9)熔断时发 出的撞击信号，并使这些分合操作之间相互配合以实现一次主电路所要求的功 能。
图4中工位1、工位2、工位3分别对应隔离开关的工作、隔离、检修位置。当 隔离开关处于工位1即工作位置时，灭弧室I (6)上端头的动触头(7)和进线端 Pl (4)的静触头(5)接通，同时熔芯F (9)下端头的动触头(7)和出线端P2 (8)的静 触头(5)也接通；当隔离开关处于工位2即隔离位置时，所有动触头(7)和静触 头(5)都不接通；当隔离开关处亍工位3即检修位置时，灭弧室I(6)上端头的动 触头(7)和接地端PE (12)的静触头(5)接通，灭弧室I (6)下端头的动触头(7)和出 线端P2 (8)的静触头(5)也接通。送电操作时隔离开关按顺时针方向(或逆时针方 向)由工位3旋转至工位2再旋转至工位1，停电操作按相反方向由工位l旋转至工 位2再旋转至工位3。
本发明在主体结构上包括绝缘支持构件、绝缘旋转构件和操作联锁机构三大 部分，灵活配置静触头、动触头、外部端头和熄弧元件的数目构成各种-次主 电路，各种一次主电路具有相同的主体结构。本发明将各种操作统一集中在-个操作联锁机构上，可以减少驱动、简化联锁，并可利用本发明固有的结构实 现极其可靠的天然联锁。本发明将用于隔离的动、静触头设置在主体结构的外 围，可以有效地加大隔离间距；将熄弧元件设置在主体结构的内部， 一方面可 以有效地利用内部的空间，另一方面可以使熄弧元件的操作机构更加紧凑、机 械特性更加一致。功能的合理集成和空间的合理分配使本发明的体积大大减小，同时造价也大大降低。
下面结合接点图通过几种常用的实施方案进一歩说明本发明的构成，这些实 施方案具有相同的主体结构。
如图5所示，这-实施方案的一次主电路包括进线端P1、出线端P2、接地端 PE、静触头、动触头和灭弧室I。进线端P1、出线端P2和接地端PE固定在绝缘支 持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触头固定在绝缘旋 转构件的外表面，灭弧室I固定在绝缘旋转构件的内部。进线端P1、出线端P2和 接地端PE通过导体与静触头相连接，动触头通过导体与灭弧室I的两端相连接。 当绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关， 工位l、工位2、工位3分别对应隔离开关的工作、隔离、检修位置。操作联锁机 构执行隔离开关和灭弧室I的分合操作，并使这些分合操作之间相互配合以实现 这-实施方案的功能。
如图6所示，这一实施方案的一次主电路包括进线端P1、出线端P2、接地端 PE、静触头、动触头和熔芯F。进线端P1、出线端P2和接地端PE固定在绝缘支持 构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触头固定在绝缘旋转 构件的外表面，熔芯F固定在绝缘旋转构件的内部。进线端P1、出线端P2和接地 端PE通过导体与静触头相连接，动触头通过导体与熔芯F的两端相连接。当绝缘 旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关，工位l、 工位2、工位3分别对应隔离开关的工作、隔离、检修位置。操作联锁机构一方 面执行隔离开关的分合操作，另一方面接受熔芯F熔断时发出的撞击信号，并使 这些动作之间相互配合以实现这一实施方案的功能。
如图7所示，这一实施方案的一次主电路包括进线端P1、出线端P2、接地端PE、静触头和动触头。进线端P1、出线端P2和接地端PE固定在绝缘支持构件的 外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触头固定在绝缘旋转构件的
外表面。进线端P1、出线端P2和接地端PE通过导体与静触头相连接，动触头之
间通过导体相互连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，
构成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3分别对应隔离开关的工作、隔离、 检修位置。操作联锁机构执行隔离开关的分合操作以实现这一实施方案的功能。
如图8所示，这 -实施方案的一次主电路包括两路进线端P1和P2、两路出线 端P01和P02、接地端PE、静触头和动触头。进线端P1和P2、出线端P01和P02、 接地端PE固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面， 动触头固定在绝缘旋转构件的外表面。进线端P1和P2、出线端P01和P02、接地 端PE通过导体与静触头相连接，动触头之间通过导体相互连接。当绝缘旋转构 件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关，工位l、工位 2、工位3分别对应隔离开关的工作、隔离、检修位置。操作联锁机构执行隔离 开关的分合操作以实现这一实施方案的功能。
如图9所示，这一实施方案的一次主电路包括两路进线端PI禾PPn、出线端 P2、接地端PE、静触头、动触头、两组灭弧室I1和I2。进线端PI和PII、出线 端P2、接地端PE固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的 内表面，动触头固定在绝缘旋转构件的外表面，灭弧室I1和I2固定在绝缘旋转 构件的内部。进线端PI和PII、出线端P2、接地端PE通过导体与静触头相连接， 动触头通过导体与灭弧室Il、 12的两端相连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动 动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3分别对 应隔离开关的工作、隔离、检修位置。操作联锁机构执行隔离开关和灭弧室Il、12的分合操作，并使这些分合操作之间相互配合以实现这一实施方案的功能。 如图10所示，这 实施方案的一次主电路包括两路进线端P I和PII、出线端
P2、接地端PE、静触头、动触头、灭弧室I、熔芯F。进线端PI和PII、出线端 P2、接地端PE固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内 表面，动触头固定在绝缘旋转构件的外表面，灭弧室I和熔芯F固定在绝缘旋转 构件的内部。进线端PI和PII、出线端P2、接地端PE通过导体与静触头相连接, 动触头通过导体与灭弧室I、熔芯F的两端相连接，灭弧室IF端和熔芯F上端通 过导体也相连接，同时也与动触头相连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动动触 头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3、工位4、 工位5分别对应隔离开关的工作I 、隔离、检修、隔离、工作II位置。操作联锁 机构一方面执行隔离开关和灭弧室I的分合操作，另一方面接受熔芯F熔断时发 出的撞击信号，并使这些动作之间相互配合以实现这一实施方案的功能。
如图11所示，这一实施方案的一次主电路包括两路进线端PI和PII、出线端 P2、接地端PE、静触头、动触头、灭弧室I。进线端PI和PII、出线端P2、接地 端PE固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动 触头固定在绝缘旋转构件的外表面，灭弧室I固定在绝缘旋转构件的内部。进线 端PI和PII、出线端P2、接地端PE通过导体与静触头相连接，动触头通过导体 与灭弧室I的两端相连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分 合，构成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3、工位4、工位5分别对应隔离 开关的工作I、隔离、检修、隔离、工作II位置。操作联锁机构执行隔离开关 和灭弧室I的分合操作，并使这些分合操作之间相互配合以实现这一实施方案的 功能。如图12所示，这一实施方案的--次主电路包括两路进线端P I禾卩PII 、出线端
P2、接地端PE、静触头、动触头、熔芯F。进线端PI和PII、出线端P2、接地端 PE固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触 头固定在绝缘旋转构件的外表面，熔芯F固定在绝缘旋转构件的内部。进线端P I和PII、出线端P2、接地端PE通过导体与静触头相连接，动触头通过导体和熔 芯F的两端相连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构 成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3、工位4、工位5分别对应隔离开关的 工作l、隔离、检修、隔离、工作II位置。操作联锁机构- 方面执行隔离开关 的分合操作，另一方面接受熔芯F熔断时发出的撞击信号，并使这些动作之间相 互配合以实现这-』实施方案的功能。
如图13所示，这一实施方案的一次主电路包括两路进线端PI和PII、出线端 P2、接地端PE、静触头。进线端PI和PII、出线端P2、接地端PE固定在绝缘支 持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触头固定在绝缘旋 转构件的外表面。进线端PI和PII、出线端P2、接地端PE通过导体与静触头相 连接，动触头之间通过导体相互连接。当绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与 静触头进行分合，构成多功位隔离开关，工位l、工位2、工位3、工位4、工位5 分别对应隔离开关的工作I 、隔离、检修、隔离、工作II位置。操作联锁机构 执行隔离开关的分合操作以实现这一实施方案的功能。
以上实施方案中的接地端有时是不需要的。当接地端取消时，与接地端直接 相连的动、静触头也同时取消，与接地相关的其它动、静触头之间也不再接通。
本发明的有益效果是配置灵活、结构简单、外形统--、体积小、造价低。
权利要求
1.一种高压旋转式集成开关，这一集成开关主体部分包括绝缘旋转构件、绝缘支持构件和操作联锁机构，以操作的旋转轴心为基准从内到外为绝缘旋转构件和绝缘支持构件，绝缘支持构件是中空的，绝缘旋转构件位于其中，操作联锁机构固定在绝缘支持构件外部轴向的一端；这一集成开关一次主电路包括外部端头、静触头、动触头和熄弧元件，外部端头固定在绝缘支持构件的外表面，静触头固定在绝缘支持构件的内表面，动触头固定在绝缘旋转构件的外表面，熄弧元件固定在绝缘旋转构件的内部；外部端头通过导体与静触头相连接，熄弧元件的端头通过导体与动触头相连接，两组或两组以上熄弧元件之间通过导体相互连接，没有熄弧元件时动触头之间通过导体相互连接；动触头与静触头的位置相对应，并围绕旋转轴心呈圆周分布，当操作联锁机构驱动绝缘旋转构件围绕旋转轴心旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关；操作联锁机构执行和接受动、静触头以及熄弧元件的分合操作，并使这些分合操作之间相互配合以实现一次主电路所要求的功能。其特征是所述的高压旋转式集成开关至少包含一组围绕旋转轴心进行旋转操作的多工位隔离开关，多工位隔离开关的动触头和静触头围绕旋转轴心呈圆周分布，熄弧元件位于绝缘旋转构件的内部。
2. 根据权利要求l所述的高压旋转式集成开关，其特征是外部端头包括—路进线端、 一路出线端和接地端。
3. 根据权利要求l所述的高压旋转式集成开关，其特征是外部端头包括两路进线端、 一路出线端和接地端。
4. 根据权利要求1所述的高压旋转式集成开关，其特征是外部端头包括两路进线端、两路出线端和接地端。
5. 根据权利要求l所述的高压旋转式集成开关，其特征是熄弧元件包括 - -组灭弧室和一组熔芯。
6. 根据权利要求1所述的高压旋转式集成开关，其特征是熄弧元件包括 -组灭弧室。
7. 根据权利要求1所述的高压旋转式集成开关，其特征是熄弧元件包括一组熔芯。
8. 根据权利要求1所述的高压旋转式集成开关，其特征是熄弧元件包括 两组灭弧室。
9. 根据权利要求l所述的高压旋转式集成开关，其特征是没有熄弧元件， 动触头之间通过导体相互连接。
10. 根据以上权利要求所述的高压旋转式集成开关，其特征是外部端头 不包括接地端。
全文摘要
一种适用于3.6kV～40.5kV三相交流电力系统中的至少包含一组旋转操作的多工位隔离开关的高压旋转式集成开关，作为受电、送电、控制和保护之用。其结构是以操作的旋转轴心为基准从内到外为绝缘旋转构件和中空的绝缘支持构件，操作联锁机构固定在绝缘支持构件外部轴向的一端。在绝缘支持构件的内表面固定有静触头，在绝缘旋转构件的外表面固定有动触头。当操作联锁机构驱动绝缘旋转构件旋转时，带动动触头与静触头进行分合，构成多功位隔离开关。这一集成开关以此隔离开关为基础，同时集成了其它开关元件的功能，其中熄弧元件位于绝缘旋转构件的内部，较通常的高压开关具有配置灵活、结构简单、外形统一、体积小、造价低等优势。
文档编号H01H33/52GK101604594SQ20081001691
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者郑培慧 申请人:郑培慧