一种三工位隔离开关的制作方法

本发明涉及电气开关设备技术领域，特别涉及一种三工位隔离开关。

背景技术：

三工位开关常用于全封闭组合电器(GIS)或复合电器(PASS)中，并不是一个单独的产品，常用于XGN环网柜中。所谓三工位是指三个工作位置：

1)隔离开关主断口接通的合闸位置；

2)主断口分开的隔离位置；

3)接地侧的接地位置。

三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能，并由一把刀来完成，这样就可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀，因为一把刀只能在一个位置，而不像传统的隔离开关，主刀是主刀，地刀是地刀，因此两把刀之间可能因混淆或无法联动而出现出误操作。而三工位隔离开关用的是一把刀，一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，不是在主闸的合闸位置，就是在隔离位置或接地位置，减少了出现误操作的几率。

目前，市场上广泛使用的35kv电压等级环网柜，隔离开关多为SF6充气式的三工位的隔离开关。三工位的隔离开关相对两工位开关，实现了机械闭锁，防止主回路带电合接地。传统的固体绝缘隔离开关包括隔离刀，静触头，与真空管等安装在固体绝缘装置内部，进线套管和出线套管一般都放置于上方和下方，来实现与母线和电缆的连接。通过隔离刀的分合实现主回路的合闸和接地操作。这类开关形式极大的占用了柜体横向和纵向上的空间。合分闸过程较为激烈，对开关的寿命以及特性方面有一定影响。而且环氧树脂用料较多，大大的增加了成本。同时主回路合闸或接地时，隔离刀等金属装配件与真空管动端连接处或接地静触头连接处，在同一绝缘装置内部易出现两导体相互影响导致的电场分布不均，局部场强增大等现象，加大了周围环境的危险系数。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种三工位隔离开关，以解决现有技术中隔离开关结构复杂，体积过大的问题，

为实现上述目的，本发明提供了一种三工位隔离开关，所述三工位隔离开关为圆柱形，所述三工位隔离开关包括：

出线筒，具有第一腔体；

第一静触座，位于所述第一腔体的顶端；

第一绝缘筒，所述第一绝缘筒的上端连接所述出线筒的下端，所述第一绝缘筒具有第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通；

第二静触座，固定在所述第一绝缘筒的中部并具有第一导通孔，所述第二静触座的外壁上设置有朝向所述第一绝缘筒的外部延伸的伸出部；

第二绝缘筒，所述第二绝缘筒的上端连接所述第一绝缘筒的下端，所述第二绝缘筒具有第三腔体，所述第三腔体与所述第二腔体连通；

第三静触座，固定在所述第二绝缘筒的顶部并具有第二导通孔，所述第二绝缘筒位于所述第三腔体中；

其中，所述第三静触座与所述第二静触座通过导通管连接；

接地绝缘筒，所述接地绝缘筒的上端连接所述第二绝缘筒的下端；

接地静触座，固定于所述接地绝缘筒中；

导电杆，设置于所述三工位隔离开关的腔体空间中并在各腔体中上下移动，所述第一导通孔与所述第二导通孔用于所述导电杆穿设所述腔体空间；

其中，所述导电杆在所述第一腔体中移动导通所述第一静触座和所述第二静触座以使所述三工位隔离开关合闸；或，所述导电杆在所述第二腔体中导通所述第二静触座和所述第三静触座以使所述三工位隔离开关分闸；或，所述导电杆在所述第三腔体中导通所述第三静触座和所述接地静触座以使所述三工位隔离开关接地。

优选的，所述第一腔体和/或所述第二腔体和/或所述第三腔体的内周面上具有防爬电结构，所述防爬电结构为沿所述出线筒的轴线方向交替形成在所述第一腔体和/或所述第二腔体和/或所述第三腔体的内周面上的凹部和凸部。

优选的，所述三工位隔离开关还包括第一屏蔽筒、第二屏蔽筒、第三屏蔽筒和第四屏蔽筒，其中：

所述第一屏蔽筒嵌设在所述出线筒中并位于所述第一静触座的下方；

所述第二屏蔽筒嵌设在所述第一绝缘筒中并位于所述第二静触座的上方；

所述第三屏蔽筒嵌设在所述第一绝缘筒中并位于所述第二静触座的下方；

所述第四屏蔽筒嵌设在所述第二绝缘筒中并位于所述第三静触座的下方。

优选的，所述第一屏蔽筒的上端设有沿所述第一屏蔽筒的径向朝向所述第一屏蔽筒的中部延伸的第一径向屏蔽部，所述第一径向屏蔽部与所述第一静触座的下端面抵接，所述第一屏蔽筒的下端向内弯曲且末端形成回环；

所述第二屏蔽筒的下端设有沿所述第二屏蔽筒的径向朝向所述第二屏蔽筒的中部延伸的第二径向屏蔽部，所述第二径向屏蔽部与所述第二静触座的上端面抵接，所述第二屏蔽筒的上端向内弯曲且末端形成回环；

所述第三屏蔽筒的上端设有沿所述第三屏蔽筒的径向朝向所述第三屏蔽筒的中部延伸的第三径向屏蔽部，所述第三径向屏蔽部与所述第二静触座的下端面抵接，所述第三屏蔽筒的下端向内弯曲且末端形成回环；

所述第四屏蔽筒的上端设有沿所述第四屏蔽筒的径向朝向所述第四屏蔽筒的中部延伸的第四径向屏蔽部，所述第四径向屏蔽部与所述第三静触座的下端面抵接，所述第四屏蔽筒的下端向内弯曲且末端形成回环。

优选的，所述各静触座通过弹簧触指的方式与所述导电杆进行导电接触。

优选的，所述三工位隔离开关还包括绝缘密封部，所述绝缘密封部设置在所述第一绝缘筒的下端与所述第二绝缘筒的上端之间，和/或，所述绝缘密封部设置在所述第二绝缘筒的下端与所述接地绝缘筒的上端之间。

优选的，所述接地静触座的外部设置有与所述伸出部相反径向朝向所述接地绝缘筒的外部延伸的接地连接部。

优选的，所述出线筒、所述第一绝缘筒、所述第二绝缘筒和所述接地绝缘筒均由绝缘材料构成。

优选的，所述导电杆由所述绝缘丝杠实现上下移动操作。

通过应用本发明提出的一种三工位隔离开关，该开关包括出线筒、第一绝缘筒和第二绝缘筒、接地绝缘筒，导电杆在第一绝缘筒的第一腔体中时，导通第一静触座与第二静触座使得开关合闸，导电杆位于第二绝缘筒的第二腔体中时，导通第二静触座与第三静触座使得开关分闸，导电杆位于第三腔体中时，导通第三静触座与接地触座，使得开关接地，上述隔离开关在实现主回路的合闸与接地过程中，只占用纵向的空间，结构简单，减少了整体开关的体积。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种三工位隔离开关的结构示意图；

图2为本发明实施例提出的一种三工位隔离开关的立体结构示意图。

图例说明：1、出线筒，11、第一静触座，111、第一环形凹槽，12、防爬电结构，13，第一屏蔽筒，14、第一屏蔽环，15、母线套管头；2、第一绝缘筒，21、第二静触座，211、第二环形凹槽，22、伸出部，23、第二屏蔽筒，24、第三屏蔽筒；3、第二绝缘筒，31、第三静触座，311、第三环形凹槽，32、第四屏蔽筒；4、接地绝缘筒，41、接地静触座，411、第四环形凹槽；5、导电杆，51、绝缘丝杠；6、导通管，61、绝缘密封部，611、第一环体，612、第一筒体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本实施例的隔离开关包括出线筒1、第一绝缘筒2、第二绝缘筒3和接地绝缘筒4。出线筒1具有第一腔体，第一静触座11位于第一腔体的顶端，第一绝缘筒2的上端与出线筒1的下端连接，第一绝缘2筒具有第二腔体，该第二腔体与第一腔体连通，第二静触座21固定在第一绝缘筒2的中部并具有第一导通孔，第二静触座21的外壁上设置有朝向第一绝缘筒2的外部在第一绝缘筒的中部具有第二静触座21，该第二静触座21具有第一导通孔，第二绝缘筒3的上端与第一绝缘筒2的下端连接，第二绝缘筒3具有第三腔体，该第三腔体与第二腔体连接，在第三腔体的顶部具有第三静触座31，该第三静触座31通过导通管6与第二静触座21连接导通，接地绝缘筒4的上端连接第二绝缘筒3的下端，接地静触座41固定于接地绝缘筒4中，导电杆5设置于三工位隔离开关的腔体空间中并在各腔体中上下移动，第一导通孔与第二导通孔用于导电杆5在三工位隔离开关的腔体空间中穿设。其中，导电杆5在第一腔体中移动导通第一静触座11和第二静触座21以使三工位隔离开关合闸，或，导电杆5在第二腔体中导通第二静触座21和第三静触座31以使三工位隔离开关分闸；或，导电杆5在第三腔体中导通第三静触座31和接地静触座41以使三工位隔离开关接地。

应用本实施例的三工位隔离开关，该三工位隔离开关包括出线筒1，第一绝缘筒2、第二绝缘筒3和接地绝缘筒4，导电杆5在三工位隔离开关的腔体空间内上下移动，导电杆5导通第一静触头11与第二静触头21使得三工位隔离开关合闸；导电杆5导通第二静触头21与第三静触头31使得三工位隔离开关合闸；由于第二静触头21与第三静触头31之间通过导通管6连接，故导电杆5导通第三静触头31与第四静触头41使得三工位隔离开关接地。上述三工位隔离开关在合分闸与接地过程中，只占用纵向的空间，结构简单，减少了整体开关的体积。

优选地，导电杆由绝缘丝杠51实现上下移动，导电杆5为导电套筒，导电套筒的一端处固定设有螺母，螺母与绝缘丝杠51螺纹连接，绝缘丝杠51为螺杆。绝缘丝杠51转动带动螺母在绝缘丝杠51上上下移动。导电套筒的外表面上设有限位凹槽，限位凹槽沿导电套筒的延伸方向延伸，第一静触座11的内表面上舍友限位柱，限位柱与限位凹槽配合，这样可以限制螺母和导电套筒的转动，还可以导向的作用。

优选地，三工位隔离开关还包括第一屏蔽环14，第一屏蔽环14套设在出筒11的上端，第一屏蔽环14可以屏蔽上部接触点的电场。

优选地，三工位隔离开关还包括母线套管头15，母线套管头15设于出线筒1的顶部，该母线套管头为标准F型母线套管头，可以更好地来进行固定母线。

优选地，第一腔体和/或第二腔体和/或第三腔体的内周面上具有防爬电结构12，防爬电结构12为沿第一腔体和/或第二腔体和/或第三腔体的内周面上的凹部和凸部。也就是说，在出线筒1和第一绝缘筒2、第二绝缘筒3的内周面上注塑有高低不一的伞裙，增加了整个装置的爬电距离，进而增大了沿面电阻，更好地保证了电气安全。凹部和凸部之间圆滑过渡，这样不易产生简短及边缘效应，有效地避免电场集中。

优选地，三工位隔离开关还包括第一屏蔽筒13、第二屏蔽筒23、第三屏蔽筒24和第四屏蔽筒32，其中第一屏蔽筒13嵌设在出线筒1中并位于第一静触座11的下方，第二屏蔽筒23嵌设在第一绝缘筒2中并位于第二静触座21的上方，第三屏蔽筒24嵌设在第一绝缘筒2中并位于第二静触座21的下方，第四屏蔽筒32嵌设在第二绝缘筒3中并位于第三静触座的下方。各屏蔽筒的作痛是屏蔽各静触座与导电杆5的导电套筒连接处产生的电场，不易产生尖端及边缘效应，防止内部在电场的作用下，发生空气击穿。外加屏蔽筒的屏蔽实现了双重保护。各屏蔽筒为高压端的金属屏蔽网。

优选地，第一屏蔽筒13的上端设有沿第一屏蔽筒13的径向朝向第一屏蔽筒13的中部延伸的第一径向屏蔽部，第一径向屏蔽部与第一静触座11的下端面抵接，第一屏蔽筒13的下端向内弯曲且末端形成回环；第二屏蔽筒23的下端设有沿第二屏蔽筒23的径向朝向第二屏蔽筒23的中部延伸的第二径向屏蔽部，第二径向屏蔽部与第二静触座21的上端面抵接，第二屏蔽筒23的上端向内弯曲且末端形成回环；第三屏蔽筒24的上端设有沿第三屏蔽筒24的径向朝向第三屏蔽筒24的中部延伸的第三径向屏蔽部，第三径向屏蔽部与第二静触座21的下端面抵接，第三屏蔽筒24的下端向内弯曲且末端形成回环；第四屏蔽筒32的上端设有沿第四屏蔽筒32的径向朝向第四屏蔽筒32的中部延伸的第四径向屏蔽部，第四径向屏蔽部与第三静触座31的下端面抵接，第四屏蔽筒32的下端向内弯曲且末端形成回环，使得各屏蔽筒的末端与各径向屏蔽部之间圆滑过渡。上述各屏蔽筒的结构不易产生尖端及边缘效应，实现双重保护。

优选地，第一静触座11的下端具有导通凹槽，导电杆5的上端伸入导通凹槽并与导通凹槽配合。导通凹槽可以方便导电杆5与第一静触座11导通，导电杆5向上运动时，导电杆5的上端进入到导通凹槽中并与导通凹槽配合，这时隔离开关合闸，增大了第一静触座11与导电杆5之间的接触面积，进而增大了导通面积。

优选地，导通凹槽的内壁上设有第一环形凹槽111，三工位隔离开关还包括第一弹性触指，第一弹性触指设置在第一环形凹槽111中，第一静触座11以弹性触指的方式与导电杆5进行导电接触，保证了导电率。

第二静触座21具有供导电杆5穿设的第一导通孔，第一导通孔的内壁上设有第二环形凹槽211，三工位隔离开关还包括第二弹性触指，第二弹性触指设置在第二环形凹槽211中，第二静触座21以弹性触指的方式与导电杆5进行导电接触，保证了导电率。

第三静触座31具有供导电杆5穿设的第二导通孔，第二导通孔的内壁上设有第三环形凹槽311，三工位隔离开关还包括第三弹性触指，第三弹性触指设置在第三环形凹槽311中，第三静触座31以弹性触指的方式与导电杆5进行导电接触，保证了导电率。

接地静触座41具有供导电杆5穿设的第三导通孔，第三导通孔的内壁上设有第四环形凹槽411，三工位隔离开关还包括第四弹性触指，第四弹性触指设置在第四环形凹槽411中，接地静触座41以弹性触指的方式与导电杆5进行导电接触，保证了导电率。

优选地，三工位隔离开关还包括绝缘密封部61，绝缘密封部61设置在第一绝缘筒2的下端与第二绝缘筒3的上端之间，和/或，绝缘密封部61设置在第二绝缘筒3的下端与接地绝缘筒4的上端之间，和/或，绝缘密封部61设置在出线筒1的下端与第一绝缘筒的上端之间，实现了绝缘密封。

为了更好地实现出线筒与第一绝缘筒、第一绝缘筒与第二绝缘筒、第二绝缘筒与接地绝缘筒之间的绝缘密封，优选地，以位于绝缘筒2的下端与第二绝缘筒3的上端之间的绝缘密封部61进行说明，绝缘密封部61包括相连接的第一环体611和第一筒体612，第一环体611位于第一绝缘筒2的下端面和第二绝缘筒3的上端面之间，第二绝缘筒3的上端面上设有伸入第二腔体中的深入通，第一筒体612位于第一绝缘筒1的内壁和伸入筒之间。上述绝缘密封部61的结构简单，使用方便，成本低廉。

优选地，接地静触座41的外壁上设有沿接地绝缘筒4的径向朝向绝缘筒4的外部延伸的接地连接部42，该径向朝向一般与伸出部22方向相反，接地连接部42实现三工位隔离开关的接地，具体的接地连接部42的径向朝向可以按照实际的经验进行设置，不会影响本申请的保护范围。

如图2所示，出线筒1，第一绝缘筒2，第二绝缘筒3和接地绝缘筒4采用注塑的方式加工而成，例如第一屏蔽筒与第一静触座均注塑在出线筒1中，第二屏蔽筒与第三屏蔽筒、第二静触座均注塑在第一绝缘筒中。

三工位隔离开关具有合闸位置、分闸位置和接地位置，隔离开关处于合闸位置时，导电杆5的第一端与第一静触座11的导通凹槽配合，导电杆5导通第一静触座11和第二静触座21，第二静触座21是用来连接导电杆5和外部电源的。三工位隔离开关处于分闸位置时，导电杆5向下移动，导电杆5的第一端与与第一静触座11的导通凹槽分离，与第二静触座21相连且不与接地静触座41相连，导电杆导通第二静触座21与第三静触座31。三工位隔离开关处于接地位置时，导电杆导通第三静触座31与接地静触座，由于第二静触座21与第三静触座31之间有导通管6相连，所以导电杆导通第二静触座21与接地静触座41，使开关接地。

在具体的应用场景中，在三工位隔离开关的表面都进行了喷锌处理，实现了开关外表面零电位的作用，即外部接地。

综上所述，本实施例的直动式固体隔离开关由出线筒1、第一绝缘筒2、第二绝缘筒3以及接地绝缘筒4四部分组成，出线筒1、第一绝缘筒2以及第二绝缘筒3的内部设有伞裙分布，可以满足电器距离要求，在出线筒里铜件第一静触座11连接外部母线和筒内导电杆5(即隔离刀)，防爬电结构12的作用是屏蔽第一静触座11与导电杆5连接处产生的电场，以防电场过大积累电荷过多产生放电等电气损伤现象。通过硅橡胶密封部实现出线筒1、第一绝缘筒2以及第二绝缘筒3之间的密封与绝缘。第二静触座21是用来连接导电杆5和断路器或其他套靴件(根据不同柜型而定)，各个屏蔽筒是用来屏蔽连接处的电场；第一绝缘筒2及第二绝缘筒3通过硅橡胶密封套15实现绝缘密封；第二静触座21和第三静触座31是通过铜质导通管6进行导通连接的。接地静触座41实现接地操作；导电杆5通过绝缘丝杠51实现上下分合动作。其中静触座11,21,31,41都是以弹簧触指的方式与导电杆进行导电接触。

导电杆5在操作过程的三个位置，当导电杆5与第一静触座11和第二静触座21连接即为隔离合闸位置；当导电杆5与第二静触座21和第三静触座31连接即为隔离分闸位置；当导电杆5与第三静触座31和接地静触座41连接即为隔离接地位置。本实施例的直动式固体隔离开关是35kv电压等级的一种直动式三工位隔离开关，具体而言是一种固封极柱三工位直动式隔离开关。

从上述的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、该固体直动式三工位隔离开关应用到35kv固体开关中，实现了全封闭、全绝缘、免维护。

2、整个绝缘筒由四部分组成，加工或注塑成型更为简单容易，减小了它的制造难度，增强了电气可靠性。

3、丝杠直动式开关减小了开关整体的体积，且分合闸或接地更加稳定便于操作。

4、开关内部的嵌件均采用圆柱形对称结构，电场分布均匀，不易产生尖端及边缘效应，外加屏蔽筒的屏蔽电场实现双重保护。

5、绝缘筒内部具有多个伞群，多屏蔽网的电气结构更好地保证了电气安全。

6、这种拼装式的结构便于检查制造过程中出现的缺陷，便于质检人员工作，防止零件缺陷造成的电气事故。

最后说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。