双向隔离开关及使用该双向隔离开关的GIS开关设备的制作方法

本发明涉及双向隔离开关及使用该双向隔离开关的GIS开关设备。

背景技术：

随着工业领域的迅猛发展，电网规模日益庞大，电压等级也在不断提高。气体绝缘金属封闭开关设备（即GIS）由于具有受外部环境影响小、节约用地、不需要经常检修等优点，在变电站中使用越来越广泛。

在变电站实际运行中，GIS设备由多段间隔组成，间隔之间通过连接母线实现导电连接。连接母线包括沿前后方向延伸的筒体、设置在筒体前后两端部的绝缘子及同轴插装在筒体内的导电杆组件，前端绝缘子的中心导体与前侧间隔导电连接，后端绝缘子的中心导体与后侧间隔导电连接。前端绝缘子上设置有与其中心导体导电连接的静触头，后端绝缘子上设置有供导电杆组件中的导电杆固定连接的导电结构，导电结构与后端绝缘子的中心导体导电连接。导电杆固定连接在后端绝缘子上的导电结构上且其自由端设置有动触头，动触头可相对于导电杆移动以与静触头接合或分离。当动触头与绝缘子上的静触头接合时，相邻两间隔之间导电连通。

在GIS设备出现故障需要检修时，为了缩短停电时间、减少检修工作量，经常采用将故障段整体拆除的方式，例如中间段的连接母线出现故障，就需要将中间故障段的连接母线整体拆除。而受外壳连接方式及内部导体同轴插入式的电连接方式的限制，在不拆除两端设备的情况下中间故障段难以整体拆除。传统的拆除方法是，从两端逐一拆除至中间故障段。这不仅增加了拆除工作量及拆除时间，还可能在拆除过程中损伤两端的间隔段。

中国专利CN 202633763U公开了一种用于GIS设备中的可拆卸母线，其中的筒体包括间隔设置的两段壳体及连接在两段壳体之间的能沿前后方向伸缩的伸缩节，在壳体上对应于导电杆与绝缘子上导电结构的连接处设置有供工具伸入以拆除导电杆的手孔。需要对该段母线进行拆除时，只需要先拆除壳体与伸缩节之间的连接结构，缩短伸缩节以使两壳体之间具有间隙；再通过手孔将导电杆由导电结构中拆下，将导电杆推入壳体内部，即可将间隔整体拆除。

但在使用上述可拆卸母线时，需要通过手孔将导电杆由导电结构中拆下，在重新安装时也需要通过手孔将导电杆与导电结构连接，操作较为繁琐，该过程还易造成导电杆及导电结构的损坏。另外，该专利公开的可拆卸母线，在拆卸过渡筒体的时候，需要拆卸三段筒体，即需要拆卸被拆卸筒体左右两侧的筒体手孔盖板，拆卸导电杆，然后将被拆卸筒体拆除，有如下弊端：在GIS设备中，一般母线较长，气室较大，这种拆卸方式浪费大量的气体。导电杆放置筒体内侧，理论上可行，但是在实际的工程应用中导电杆非常重，恢复安装时非常不易，且不容易对中，在筒体打开以后，内部的金属屑以及杂物很难清理，破坏原有电场，极易造成隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双向隔离开关，以解决现有技术中在装拆间隔时需要从绝缘子上的导电结构上装拆导电杆而导致的操作繁琐问题；本发明的目的还在于提供一种使用上述双向隔离开关的GIS开关设备。

为实现上述目的，本发明双向隔离开关的技术方案是：双向隔离开关，包括筒体，筒体包括轴线沿前后方向延伸的壳体及与壳体同轴线地布置于壳体后侧的伸缩节，筒体内设有导电杆组件，导电杆组件包括前动触头座及导向移动地安装在动触头座前端的前动触头，导电杆组件还包括位于前动触头座后侧的后动触头座、导向移动地安装在后动触头座后端的后动触头，壳体的前侧连接有第一盆式绝缘子，伸缩节的后侧连接有第二盆式绝缘子，第一盆式绝缘子上安装有前静触头，第二盆式绝缘子上安装有后静触头，所述双向隔离开关还包括用于驱前动触头及后动触头沿前后方向运动以分别与前静触头、后静触头配合实现分合闸的驱动机构。

所述驱动机构包括用于被主传动轴所驱动的驱动件、对称分布于驱动件两侧的用于驱动前动触头运动的前侧驱动机构及用于驱动后动触头运动的后侧驱动机构，前动触头与后动触头在相应驱动机构的带动下沿前后方向做同步反向运动以实现与对应的静触头的同步分合闸。

所述驱动件包括用于被主传动轴所驱动的驱动锥齿轮、对称设置于驱动锥齿轮前后两侧的前侧传动锥齿轮和后侧传动锥齿轮，前、后侧传动锥齿轮用于被驱动锥齿轮所驱动而在垂直于前后方向的平面内转动且两者的转动方向相反；前侧驱动机构包括固定设置在前侧传动锥齿轮上的前丝杠及固定设置在前动触头上的前螺母；后侧驱动机构包括固定设置在后侧传动锥齿轮上的后丝杠及固定设置在后动触头上的后螺母；前丝杠与后丝杠上螺纹的旋向相反。

导电杆组件还包括设置于前动触头座与后动触头座之间以供两者安装的支撑座，支撑座的中部开设有供所述驱动锥齿轮及前侧传动锥齿轮、后侧传动锥齿轮安装的齿轮安装孔，所述前动触头座、后动触头座为分别可供前动触头及后动触头对应插装的中空结构，所述前丝杠插装在前动触头座中，后丝杠插装在后动触头座中。

所述前动触头与后动触头的相对的端部设有沿前后方向延伸的螺母安装孔，前螺母、后螺母对应安装在相应的螺母安装孔内，前动触头座和后动触头座的内腔中均设置有沿前后方向延伸的导向杆，前螺母、后螺母上对应开设有沿前后方向延伸的供所述导向杆导向插装的导向孔。

本发明GIS开关设备的技术方案是：

GIS开关设备，包括双向隔离开关，双向隔离开关包括筒体，筒体包括轴线沿前后方向延伸的壳体及与壳体同轴线地布置于壳体后侧的伸缩节，筒体内设有导电杆组件，导电杆组件包括前动触头座及导向移动地安装在动触头座前端的前动触头，导电杆组件还包括位于前动触头座后侧的后动触头座、导向移动地安装在后动触头座后端的后动触头，壳体的前侧连接有第一盆式绝缘子，伸缩节的后侧连接有第二盆式绝缘子，第一盆式绝缘子上安装有前静触头，第二盆式绝缘子上安装有后静触头，所述双向隔离开关还包括用于驱前动触头及后动触头沿前后方向运动以分别与前静触头、后静触头配合实现分合闸的驱动机构。

所述驱动机构包括用于被主传动轴所驱动的驱动件、对称分布于驱动件两侧的用于驱动前动触头运动的前侧驱动机构及用于驱动后动触头运动的后侧驱动机构，前动触头与后动触头在相应驱动机构的带动下沿前后方向做同步反向运动以实现与对应的静触头的同步分合闸。

所述驱动件包括用于被主传动轴所驱动的驱动锥齿轮、对称设置于驱动锥齿轮前后两侧的前侧传动锥齿轮和后侧传动锥齿轮，前、后侧传动锥齿轮用于被驱动锥齿轮所驱动而在垂直于前后方向的平面内转动且两者的转动方向相反；前侧驱动机构包括固定设置在前侧传动锥齿轮上的前丝杠及固定设置在前动触头上的前螺母；后侧驱动机构包括固定设置在后侧传动锥齿轮上的后丝杠及固定设置在后动触头上的后螺母；前丝杠与后丝杠上螺纹的旋向相反。

导电杆组件还包括设置于前动触头座与后动触头座之间以供两者安装的支撑座，支撑座的中部开设有供所述驱动锥齿轮及前侧传动锥齿轮、后侧传动锥齿轮安装的齿轮安装孔，所述前动触头座、后动触头座为分别可供前动触头及后动触头对应插装的中空结构，所述前丝杠插装在前动触头座中，后丝杠插装在后动触头座中。

所述前动触头与后动触头的相对的端部设有沿前后方向延伸的螺母安装孔，前螺母、后螺母对应安装在相应的螺母安装孔内，前动触头座和后动触头座的内腔中均设置有沿前后方向延伸的导向杆，前螺母、后螺母上对应开设有沿前后方向延伸的供所述导向杆导向插装的导向孔。

本发明的有益效果是：本发明将双向隔离开关应用到GIS中，通过控制前后动触头与相应的静触头的接触或断开实现分合闸，完成主回路的接通或断开，实现双向隔离的作用，提高了GIS的安全性。当需要对GIS维修操作时，需拆卸筒体，将隔离开关处于分闸位，即前动触头与前静触头分离而缩入壳体内，后动触头与后静触头分离而缩入壳体后侧的伸缩节内，此时导电杆组件与两侧的盆式绝缘子分离。然后拆除筒体与第一、二盆式绝缘子的连接关系，调节伸缩节，将伸缩节向壳体内收缩，从而很方便地将筒体吊起，完成拆卸。通过该双向隔离开关不仅实现了双向隔离的目的，而且起到了可以从该处拆卸以对GIS进行维修的作用，利用隔离开关代替了现有技术中的过渡筒体，拆卸方便，可以节省现场拆卸筒体的成本。通过伸缩节使得筒体在前后方向上的长度缩短即可将筒体整体吊出，避免了由导电结构上拆除导电杆及因此引起的导电结构或导电杆的损坏。同时，在组装时，也很方便，不用开设手孔结构，隔离开关处于分闸位时，就可起到在径向上对相应静触头进行让位的作用，在径向装入后，调节伸缩节使其向外伸出，筒体的两侧与两侧的盆式绝缘子连接固定，然后调节前后动触头使其向对应的静触头运动实现合闸，即完成主回路的接通。

附图说明

图1为本发明双向隔离开关的结构示意图；

图2为图1中的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的双向隔离开关的具体实施例，如图1及图2所示，筒体，筒体包括轴线沿前后方向延伸的壳体12及与壳体12同轴线地布置于壳体后侧的伸缩节13，筒体内设有导电杆组件，导电杆组件包括前动触头座7及导向移动地安装在动触头座7前端的前动触头2，导电杆组件还包括位于前动触头座7后侧的后动触头座21、导向移动地安装在后动触头座后端的后动触头22。筒体前后两侧连接有第一盆式绝缘子组件和第二盆式绝缘子组件。第一盆式绝缘子组件包括第一盆式绝缘子19及导电连接在第一盆式绝缘子的中心导体上的前静触头1，第一盆式绝缘子19连接在壳体的前侧。第二盆式绝缘子组件包括第二盆式绝缘子20及导电连接在第二盆式绝缘子的中心导体上的后静触头23，第二盆式绝缘子20连接在伸缩节的后侧。双向隔离开关还包括用于驱前动触头2及后动触头22沿前后方向运动以分别与前静触头1、后静触头23配合实现分合闸的驱动机构。

壳体12的中部上方开设有供驱动机构中的主传动轴16穿过的主轴穿孔，壳体12上于主轴穿孔的下方开设有供支柱绝缘子10安装的绝缘子穿孔，支柱绝缘子10用于支撑驱动机构。主轴穿孔及绝缘子穿孔处对应设置有用于封堵相应穿孔的盖板11，主轴穿孔处还设有用于实现主传动轴16与外界密封的轴封系统18。壳体12的前端固定连接在第一盆式绝缘子19的后端，壳体12的后端通过伸缩节13连接在第二盆式绝缘子20的前端。

伸缩节13包括轴线沿前后方向延伸的筒状主体，筒状主体的后端外翻而形成供壳体12后端连接的法兰盘。筒状主体的前端的外周面上嵌设有供其导向密封滑动地插装在壳体12的内腔中的密封圈。伸缩节13与壳体12的后端通过螺柱连接。

壳体12内腔的中部于支柱绝缘子10上固定支撑有支座8，导电杆组件包括设置在支座8前侧的前动触头座7及前动触头2，还包括设置在支座8后侧的后动触头座21及后动触头22。前动触头座7的中部具有前后贯通的内孔，前动触头2导向移动地插装在前动触头座7的内孔壁上。后动触头座21和后动触头22的连接关系与前动触头座7和前动触头2的连接关系类似，也是后动触头座21的中部具有前后贯通的内孔，后动触头22导向移动地插装在后动触头座21的内孔壁上。前动触头座7及后动触头座21固定安装在支座8的两端。为保证前动触头2能够与后动触头22同时实现分合闸，前动触头2与后动触头22的开距、移动速度等参数完全相同。

驱动机构用于将主传动轴16的转动传递给前动触头2、后动触头22以带动前动触头2、后动触头22沿前后方向运动并实现分合闸。具体说，驱动机构包括通过销轴17同轴固定在主传动轴16下端的绝缘传动杆15，固定在绝缘传动杆15下端并且以绝缘传动杆15的轴线为转动轴线的驱动锥齿轮9，转动设置于支撑座8上的前侧传动锥齿轮、后侧传动锥齿轮，分别用于驱动前动触头2和后动触头22沿前后方向导向运动的前丝杠螺母副、后丝杠螺母副。前侧、后侧传动锥齿轮均与驱动锥齿轮9啮合传动配合且两传动锥齿轮分别位于锥齿轮8的前方和后方。

支座8的中部开设有沿前后方向延伸的前后贯通的齿轮安装孔，前侧、后侧传动锥齿轮和驱动锥齿轮9均安装在该齿轮安装孔内，支座8的中部还开设有沿上下延伸的传动杆安装孔，传动杆安装孔与齿轮安装孔相连通以供绝缘传动杆15插装。

前、后滚珠丝杠副的具体结构相同，下面仅以前滚珠丝杠副的具体结构为例对两者的结构进行说明。前滚珠丝杠副包括轴线沿前后方向延伸的前丝杠4、套设在前丝杠外围的前螺母5及安装在前丝杠4与前螺母5之间的滚珠。前丝杠4的后端固定在前侧传动锥齿轮上且两者的轴线共线，前动触头2的后端设有沿前后方向延伸以供前螺母5安装的螺母安装孔。螺母安装孔的孔底与前螺母5接触顶压配合而对前螺母5的轴向运动起限位作用。为对前螺母5进行径向限位，前螺母5上还开设有前后贯通的导向孔，前动触头座7的内孔中固定设置有沿前后方向延伸的导向杆6，导向杆6用于插装在导向孔中而防止前螺母5沿自身轴线转动。同时导向杆6还能起到对前动触头2的运动进行导向以保证动、静触头能够良好插合的作用。后滚珠丝杠副与后动触头座21及后动触头22的连接关系与前滚珠丝杠副与前动触头座7及前动触头2的连接关系相同，不再详述，相应的结构仅是名称不同，例如后侧的丝杠称为后丝杠，螺母称为后螺母。

当转动主传动轴16时，转矩经绝缘传动杆15传递至驱动锥齿轮9而带动其转动，驱动锥齿轮9再带动与之啮合的传动齿轮绕丝杠4的轴线方向转动。绝缘传动杆15上设有屏蔽罩。由于前、后侧传动齿轮对称分布于驱动锥齿轮9的两侧，所以前侧、后侧传动锥齿轮的转动方向相反，进而使得前、后丝杠的转动方向相反。为保证前动触头2与后动触头22能够同步远离或同步靠近绝缘传动杆15，前、后丝杠的型号规格完全相同且两者上螺纹的旋向相反。

为了对前动触头2分闸时的移动行程进行限位，前丝杠4的前端及后丝杠的后端均设置有限位垫圈3，前动触头2的内孔中于相应限位垫圈3的前端设置有与限位垫圈3的前端面挡止配合的挡台。类似地，后动触头22的内孔中于限位垫圈的后端也设置有与限位垫圈的后端面挡止配合的挡台。当前动触头2及后动触头22分闸到位后，限位垫圈3与对应触头上的挡台限位挡止配合，触头的运动受限制而使得主传动轴16的转动受阻，也即是说主传动轴16旋转受阻后即提示前动触头2及后动触头22分闸到位，此时前动触头2及后动触头22完全缩回壳体12及沿向前收缩后的伸缩节13内。在其他实施例中，也可省去限位垫圈及挡台，而是控制主传动轴16的转动行程以控制分闸状态下动触头及后动触头的位置。

当需要对该段筒体进行拆卸时，方法如下：

第一步，转动主传动轴16使前动触头2及后动触头22朝向远离相应静触头的方向运动至前动触头2与后动触头22处于分闸位，此时前动触头2及后动触头22完全缩回壳体12及沿向前收缩后的伸缩节13内，导电杆组件与两端的第一、第二盆式绝缘子均不接触；

第二步，调节壳体12与伸缩节13之间的螺柱，向伸缩节施力以使其沿壳体12的内壁面向前方密封滑动，此时壳体12的后端与第二盆式绝缘子20之间具有了一定的间隙；

第三步，拆除壳体12与第一盆式绝缘子19之间的连接螺栓，此时筒体与两端的第一、第二盆式绝缘子均不接触，因而可以将筒体由间隔A与间隔B之间整体吊装以实现间隔A与间隔B的分离。

在其他实施例中，螺母还可以采用胶粘或螺钉紧固等方法固定在前动触头和后动触头内，此时导向杆也可省去；前动触头和后动触头内也可不设置螺母安装孔，而是将螺母直接固定在相应动触头的端面上；当然，在不考虑隔离开关的整体体积的情况下，丝杠和螺母也可以设置在前、后动触头座的外侧而非由动触头座的中部通孔中穿过，此时前、后动触头座上的通孔也可以是仅供相应动触头导向移动的盲孔。当然，也可以将相应动触头导向移动地套设在前、后动触头座的外围，此时前、后动触头座上的通孔还可省去，而是将前、后动触头座做成实心结构以增加前、后动触头座的强度；丝杠螺母副还可以被曲柄滑块机构等可由一个操作杆同时带动两个动触头反向、等速运动的驱动机构代替，此时操作杆即形成了可同时控制前侧驱动机构与后侧驱动机构的驱动件；当然，动触头与后动触头的运动也可不同步，而是由不同的驱动件驱动两者运动，此时对动触头的分合闸操作与对后动触头的分合闸操作需要分步骤进行。

GIS开关设备的实施例：

本发明的GIS开关设备，包括双向隔离开关及电连接在该双向隔离开关前后两侧的间隔，间隔相当于母线。双向隔离开关的具体结构与双向隔离开关实施例中双向隔离开关的具体结构相同，具体可参考图1和图2，在此不再详述。本发明将双向隔离开关应用到GIS中，通过控制前后动触头与相应的静触头的接触或断开实现分合闸，完成主回路的接通或断开。当需要拆卸筒体时，将隔离开关处于分闸位，然后调节伸缩节，将伸缩节向壳体内收缩，从而便于将筒体拆除。通过该双向隔离开关不仅实现了双向隔离的目的，而且起到了可以从该处拆卸以对GIS进行维修的作用，相对于现有技术中的拆除过渡筒体的方法，可以节省现场拆卸筒体的成本，提高GIS的安全性。