柱上负荷开关的制作方法

本实用新型涉及一种柱上负荷开关。

背景技术：

柱上负荷开关是在电线杆上安装和操作的负荷开关，是一种用于例如10kv、12kv的三相交流高压输电线路的控制保护设备，通常用于保护输电线路中负荷电流以及过载电流的控制，确保输电线路的安全正常运行。

目前，柱上负荷开关主要通过外部分离的接地开关来进行接地操作。接地开关不是柱上负荷开关的一部分，在对配电线路进行任何维护操作之前，必须在现场使用单独的接地开关单元，这对操作员来说是一种安全隐患。如图3a和3b所示，目前已有的柱上负荷开关包括位于壳体外部的负荷开关操作手柄34，而不包含接地开关组件，因而该柱上负荷开关本身不具有接地功能。外部连接接地开关存在许多问题，例如连接易断开而无法保证接地、结构复杂需要较大安装空间等。

至今尚无技术制造一种集成了接地功能的柱上负荷开关。

技术实现要素：

因此，本实用新型之目的是提供一种柱上负荷开关，其内部集成了接地开关组件，能够在电源侧和/或负荷侧使该负荷开关断开接地或接地。该柱上负荷开关结构简单、紧凑，操作方便，能够提供有效的接地功能，并且对操作人员而言更加安全可靠。

本实用新型涉及一种柱上负荷开关，包括壳体，位于电源与负荷之间，其特征在于，

该柱上负荷开关包括集成在柱上负荷开关内的接地开关组件，该接地开关组件包括可旋转地连接至壳体且位于壳体外部的可操作手柄，以及位于壳体内的第一联动件、第二联动件、弹性组件、支架、接地棒和接地驱动件，

其中，第一联动件连接至手柄，接地驱动件远离手柄的旋转轴线连接于第一联动件并与接地棒滑动接触，第二联动件远离旋转轴线可枢转地连接至第一联动件并连接至弹性组件，弹性组件位于固定在壳体内侧的支架上，以及

其中，在手柄绕其旋转轴线旋转时，第一联动件围绕该旋转轴线旋转并通过第二联动件驱动弹性组件在支架上平移，以压缩弹性组件储能，在弹性组件过“死点”之后，弹性组件释放能量以通过第二联动件驱动第一联动件进一步旋转，第一联动件的旋转和进一步旋转通过接地驱动件驱动接地棒在断开位置与接地位置之间移动，从而在电源侧和/或负荷侧使该负荷开关断开接地或接地。

优选地，当接地开关组件从打开状态切换至闭合状态时，在第一阶段，手柄被手动或电动地操作以在第一方向上旋转，从而驱动第一联动件在第一方向上旋转，第一联动件的旋转通过接地驱动件驱动接地棒在第二方向上平移且同时通过第二联动件驱动弹性组件在第三方向上平移，直至弹性组件经过“死点”；在第二阶段，弹性组件在与第三方向相反的方向上平移以释放能量，并通过第二联动件驱动第一联动件在第一方向上进一步旋转，第一联动件的进一步旋转通过接地驱动件驱动接地棒在第二方向上进一步平移，从而使接地棒从断开位置移动至接地位置。

优选地，当接地开关组件从闭合状态切换至打开状态时，在第三阶段，手柄被手动或电动地操作以在与第一方向相反的方向上旋转，从而驱动第一联动件在与第一方向相反的方向上旋转，第一联动件的旋转通过接地驱动件驱动接地棒在与第二方向相反的方向上平移且同时通过第二联动件驱动弹性组件在第三方向上平移，直至弹性组件经过“死点”；在第四阶段，弹性组件在与第三方向相反的方向上平移以释放能量，并通过第二联动件驱动第一联动件在与第一方向相反的方向上进一步旋转，第一联动件的进一步旋转通过接地驱动件驱动接地棒在与第二方向相反的方向上进一步平移，从而使接地棒从接地位置移动至断开位置。

优选地，该弹性组件包括弹簧、弹簧引导件和连接件，弹簧的一个端部固定于支架上，弹簧的另一端部通过弹簧引导件固定于连接件上，第二联动件远离弹簧连接至连接件，以及在弹性组件平移期间，弹簧以及连接件的部分位于支架的腔中。

优选地，该接地驱动件的一个端部铰接至第一联动件远离旋转轴线的端部，该接地驱动件的另一个端部具有凹槽，接地棒设置为可滑动地位于该凹槽中。

优选地，该接地开关组件还包括轴承，第二联动件通过轴承可枢转地连接至第一联动件远离旋转轴线的端部。

优选地，该接地开关组件还包括三个接地座，其设置于接地棒上且在接地棒位于接地位置时与柱上负荷开关的三相电连接组件电连接，从而使柱上负荷开关接地。

优选地，该接地开关组件还包括三个接地座支架，用于将三个接地座固定于接地棒上。

优选地，该接地开关组件还包括至少一个引导件，所述引导件各包括固定于壳体上的引导杆和可滑动地设置于引导杆上的u形引导支架，接地棒连接至u形引导支架，使得接地棒能够与u形引导支架一起沿引导杆移动。

优选地，该接地开关组件还包括沿手柄的旋转轴线延伸的手柄杆，第一联动件通过第一套管连接至手柄杆的一个端部，手柄通过第二套管连接至手柄杆的另一端部。

优选地，该接地开关组件还包括接地附接件，其电连接至接地棒的一个端部，以在接地棒位于接地位置时使柱上负荷开关接地。

优选地，该柱上负荷开关还包括机械联锁组件，其连接至柱上负荷开关的主操作旋转轴，当柱上负荷开关处于闭合状态或电压存在于电源侧和/或负荷侧时，主操作旋转轴使机械联锁组件处于锁定位置，从而使接地开关组件保持在打开状态；当柱上负荷开关处于打开状态且没有电压存在于电源侧和/或负荷侧时，主操作旋转轴使机械联锁组件处于解锁位置，从而使接地开关组件能够切换至闭合状态。

优选地，该机械联锁组件包括锁定件、第一连接件和第二连接件，其中第二连接件通过固定于壳体上的销可旋转地连接至壳体，第一连接件铰接至第二连接件的一个端部，锁定件固定在第二连接件的另一端部，锁定件在远离第二连接件的端部处具有挂钩，第一连接件在远离第二连接件的位置处连接至主操作旋转轴，其中主操作旋转轴能够驱动第一连接件移动，进而驱动第二连接件和锁定件绕销旋转，使得机械联锁组件能够在锁定位置与解锁位置之间移动。

优选地，当机械联锁组件处于锁定位置时，锁定件的挂钩接触接地开关组件并阻止接地开关组件移动；当机械联锁组件处于解锁位置时，锁定件的挂钩远离接地开关组件且不影响其移动。

附图说明

从下面结合附图详细描述的本实用新型的优选实施方式中，本实用新型的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中：

图1示出本实用新型的柱上负荷开关；

图2示出本实用新型的柱上负荷开关的接地开关组件；

图3a和图3b示出现有技术的柱上负荷开关的不同方向的视图；

图4a和图4b示出本实用新型的柱上负荷开关的不同方向的视图；

图5示出本实用新型的柱上负荷开关的电路连接示意图；

图6a、图6b和图6c示出本实用新型的柱上负荷开关的接地开关组件不同状态的示意图；

图7a示出本实用新型的柱上负荷开关中的接地开关组件的弹性组件处于“死点”时的示意图；

图7b示出本实用新型的柱上负荷开关的接地开关组件处于闭合状态时的示意图；

图8示出了本实用新型的柱上负荷开关的机械联锁组件；以及

图9a和图9b分别示出了本实用新型的柱上负荷开关的机械联锁组件处于锁定位置和解锁位置时的示意图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。如果没有特别说明，本文中的术语“第一方向”、“第二方向”、“旋转方向”等均是相对于本实用新型的附图描述的。“第一”及其变体的描述仅仅是为了区分各部件，并不限制本实用新型的范围，在不脱离本实用新型的范围的情况下，“第一部件”可以写为“第二部件”等。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

下面，参照图1至图9b，详细描述根据本实用新型的优选实施方式。

首先，参见图1，根据本实用新型的柱上负荷开关25包括壳体26，以及集成在柱上负荷开关内的接地开关组件100。

如图5所示，本实用新型的柱上负荷开关25在电路中位于电源和负荷之间。集成在柱上负荷开关内的接地开关组件100可以在电源侧和/或负荷侧使负荷开关断开接地或接地，图5中所示的接地开关组件100可以在电源侧和负荷侧为负荷开关提供接地功能。

如图2所示，接地开关组件100包括可旋转地连接至壳体且位于壳体外部的可操作手柄20，以及位于壳体内的第一联动件15、第二联动件13、弹性组件、支架7、接地棒3和接地驱动件17。

手柄20具有设置于其上的手柄连接器21，例如钩或其他装置可以通过手柄连接器21来操作手柄20。

如图4a和4b所示，可操作手柄20位于柱上负荷开关25的壳体的外部，可以手动或电动地操作该手柄20。图中所示的柱上负荷开关还包括负荷开关操作手柄，用于操作柱上负荷开关的接通和断开。本实用新型的接地开关组件的可操作手柄与柱上负荷开关操作手柄是分离的，从而允许为柱上负荷开关提供对接地开关的单独操作，并且允许接地开关组件的远程操作。

第一联动件15连接至手柄20。例如，接地开关组件还包括沿手柄的旋转轴线延伸的手柄杆18，第一联动件15通过第一套管16(例如轴承套管)连接至手柄杆的一个端部，可操作手柄20通过第二套管19连接至手柄杆的另一端部。手柄的旋转运动通过第二套管19传输至手柄杆，并进一步通过第一套管16传输至第一联动件15。第一套管16可以减小摩擦，以允许有效率的运动传输。

接地驱动件17远离手柄的旋转轴线连接于第一联动件并与接地棒滑动接触。例如，接地驱动件17的一个端部铰接至第一联动件15远离旋转轴线的端部，该接地驱动件17的另一个端部具有凹槽，接地棒3设置为可滑动地位于该凹槽中。

第二联动件13在远离旋转轴线的位置处可枢转地连接至第一联动件15并连接至弹性组件。例如，接地开关组件还包括轴承14，第二联动件13的一个端部通过轴承可枢转地连接至第一联动件远离旋转轴线的端部。第二联动件13的另一个端部通过连杆销12连接至弹性组件。

弹性组件位于固定在壳体内侧的支架7上。例如，弹性组件包括弹簧8、弹簧引导件10和连接件11，弹簧8的一个端部9固定于支架上，弹簧的另一端部通过弹簧引导件10固定于连接件11上。第二联动件13远离弹簧连接至连接件，例如通过其另一端部采用连杆销12连接至连接件11远离弹簧8的端部。在弹性组件平移期间，弹簧以及连接件的部分位于支架的腔中。

在手柄绕其旋转轴线(例如，绕手柄杆18)旋转时，第一联动件15围绕该旋转轴线旋转并通过第二联动件13驱动弹性组件在支架7的腔中平移，以压缩弹性组件储能，在弹性组件过“死点”之后，弹性组件释放能量以通过第二联动件13驱动第一联动件15进一步旋转，第一联动件15的旋转和进一步旋转通过接地驱动件17驱动接地棒3在断开位置与接地位置之间移动，从而在电源侧和/或负荷侧使该负荷开关断开接地或接地。

在本实用新型中，“死点”指的是弹性组件由压缩储能状态转变至张开释放能量状态时所处的位置。

再次参见图2，接地开关组件100还包括三个接地座1，其设置于接地棒3上且用于在接地棒位于接地位置时与柱上负荷开关的三相电连接组件电连接，从而使柱上负荷开关接地。本示例为每个相提供一个接地座。另外，接地开关组件还可以包括三个接地座支架2，用于将三个接地座固定于接地棒3上。

参见图2，接地开关组件100还包括引导件，所述引导件包括固定于壳体上的引导杆4和可滑动地设置于引导杆上的u形引导支架5，接地棒3连接至u形引导支架5，使得接地棒能够与u形引导支架一起沿引导杆移动。例如，接地开关组件可以包括两个引导件，它们分别位于第一联动件15、第二联动件13、弹性组件的两侧。u形引导支架5的相对腿部上设置有对齐的孔6，并通过孔套在引导杆4上以在其上滑动。

接地开关组件100还包括接地附接件22，其电连接至接地棒3的一个端部，以在接地棒位于接地位置时使柱上负荷开关接地。

下面参照图6a-6c详细描述接地开关组件100的工作流程。

图6a所示的接地开关组件100处于打开状态，此时接地棒位于断开位置，弹簧处于预压缩阶段且准备好压缩以储存用于使接地开关组件闭合的能量。图6c所示的接地开关组件100处于闭合状态，此时接地棒位于接地位置，弹簧处于预压缩阶段且准备好压缩以储存用于使接地开关组件打开的能量。图6b所示的是弹性组件位于“死点”时的接地开关组件100，当弹性组件位于“死点”时，第一联动件15、第二联动件13以及弹性组件(弹簧8和连接件11)位于一条直线上，但本实用新型不限于此。

当接地开关组件100从打开状态切换至闭合状态时，在第一阶段，手柄20被手动或电动地操作以在第一方向(例如图6a中的顺时针方向)上旋转，从而驱动第一联动件15在第一方向上旋转，第一联动件15的旋转通过接地驱动件17驱动接地棒3在第二方向(例如图6a中竖直向上的方向)上平移且同时通过第二联动件13驱动弹性组件(即弹簧8和连接件11)在第三方向(例如图6a中水平向左的方向)上平移(即，通过第二联动件13驱动连接件平移，进而驱动弹簧平移)，直至弹性组件经过“死点”；在第二阶段，弹性组件在与第三方向相反的方向(例如图6c中水平向右的方向)上平移以释放能量，并通过第二联动件13驱动第一联动件15在第一方向上进一步旋转，第一联动件15的进一步旋转通过接地驱动件17驱动接地棒3在第二方向上进一步平移，从而使接地棒3从断开位置移动至接地位置。

图6a至图6b至图6c示出了接地开关组件100从打开状态切换至闭合状态。

当接地开关组件100从闭合状态切换至打开状态时，在第三阶段，手柄20被手动或电动地操作以在与第一方向相反的方向(例如图6c中的逆时针方向)上旋转，从而驱动第一联动件15在与第一方向相反的方向上旋转，第一联动件15的旋转通过接地驱动件17驱动接地棒在与第二方向相反的方向(例如图6c中的竖直向下的方向)上平移且同时通过第二联动件13驱动弹性组件(即弹簧8和连接件11)在第三方向(例如图6c中水平向左的方向)上平移(即，通过第二联动件13驱动连接件11平移，进而驱动弹簧8平移)，直至弹性组件经过“死点”；在第四阶段，弹性组件在与第三方向相反的方向(例如图6a中水平向右的方向)上平移以释放能量，并通过第二联动件13驱动第一联动件15在与第一方向相反的方向上进一步旋转，第一联动件15的进一步旋转通过接地驱动件17驱动接地棒3在与第二方向相反的方向上进一步平移，从而使接地棒3从接地位置移动至断开位置。

图6c至图6b至图6a示出了接地开关组件100从闭合状态切换至打开状态。

如图6b所示，弹性组件位于“死点”意味着弹簧8处于其储能极限位置。弹性组件经过“死点”意味着连杆销12所在的平面与轴承14交叉，此时弹簧8由储能状态切换至释放能量状态，以为接地驱动件17提供力矩以移动。

如图7a所示，当弹性组件处于“死点”时，接地棒3处于接地位置与断开位置之间的中间位置，接地座1已随接地棒3移动至柱上负荷开关的三相电连接组件33附近，但还未与它们电连接。如图7b所示，接地开关组件处于闭合状态，此时，接地座1与柱上负荷开关的三相电连接组件33电连接，从而使柱上负荷开关接地。例如，接地座1具有弧形形状。三相电连接组件33包括衬套和位于衬套中的导体。图7b中接地座与导体电连接。

当柱上负荷开关处于打开状态且没有检测到电压存在于电源侧和/或负荷侧时，接地开关组件可以在电源侧和负荷侧为负荷开关提供接地功能。

如图1所示，该柱上负荷开关还包括机械联锁组件101，其连接至柱上负荷开关的主操作旋转轴。当柱上负荷开关处于闭合状态或电压存在于电源侧和/或负荷侧时，主操作旋转轴使机械联锁组件处于锁定位置，从而使接地开关组件保持在打开状态；当柱上负荷开关处于打开状态且没有电压存在于电源侧和/或负荷侧时，主操作旋转轴使机械联锁组件处于解锁位置，从而使接地开关组件能够切换至闭合状态。

如图8所示，机械联锁组件101包括锁定件29，第一连接件31以及第二连接件32。销28固定于负荷开关的壳体上。第二连接件32在其中间部分处连接至销28并可以该销为旋转轴旋转。第一连接件31例如铰接至第二连接件32的一个端部，锁定件29固定在第二连接件32的另一端部。锁定件29在其远离第二连接件32的一个端部处具有挂钩30，并可随第二连接件32绕销旋转。如图8所示，杆状的锁定件29与第二连接件32形成为锐角的角度。第一连接件31在远离第二连接件的位置处连接至柱上负荷开关的主操作旋转轴，以在主操作旋转轴的驱动下移动，从而带动第二连接件32以销28为旋转轴旋转。

当机械联锁组件处于锁定位置时，锁定件的挂钩接触接地开关组件并阻止接地开关组件移动。例如，如图9a所示，锁定件29的挂钩30勾住引导杆4且位于u形引导支架5的下面的腿部之上，从而使接地棒无法竖直向上移动。

当机械联锁组件处于解锁位置时，锁定件的挂钩远离接地开关组件且不影响其移动。如图9b所示，第一连接件31在柱上负荷开关的主操作旋转轴的驱动下移动，从而带动第二连接件32以及锁定件29围绕销旋转一角度，使得挂钩30远离引导杆和u形引导支架，不再影响接地棒的移动。

本实用新型的上述机械联锁组件只允许在柱上负荷开关处于打开状态且没有电压存在于电源侧和/或负荷侧时才能操作接地开关组件。

本实用新型的柱上负荷开关结构简单、紧凑，操作方便，能够提供有效的接地功能，并且对操作人员而言更加安全可靠。

而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据实用新型目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本实用新型之目的为准。