专利名称：小型化气体绝缘金属封闭开关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型化气体绝缘金属封闭开关设备，在110kV高压输变电系统中，用于各种发电厂，升压、降压变电站等，起控制、保护和测量作用，属于高压开关技术领域。
背景技术：
在110kV电力系统中，如图1、2所示，为传统110kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备一个间隔的结构示意图，由断路器51、电流互感器52、线路侧隔离开关53、线路侧接地开关54、线路侧故障关合接地开关55、电缆终端56、母线侧隔离开关57、母线侧接地开关58、母线侧隔离开关59、主母线60、主母线61、断路器操作机构62、组合电器集中控制柜63组成，断路器51上端通过电流互感器52和线路侧隔离开关53与电缆终端56连接，断路器51下端设有母线侧隔离开关57、母线侧接地开关58、母线侧隔离开关59、主母线60、主母线61、所述的断路器操作机构62设于断路器51的下方。
如图3所示，为断路器51中的瓷柱式断路器灭弧室结构示意图，所述的瓷柱式断路器灭弧室由绝缘拉杆64、支持件65、瓷瓶66、梅花触头67、主静触头68组成、动触头69，绝缘拉杆64设于瓷瓶66内的底部中心，绝缘拉杆64的外侧设有动触头69，主静触头68设于动触头69的上面，梅花触头67设于主静触头68和动触头69之间。
传统110kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备每一个间隔的间隔距为1300mm～1500mm，隔离开关、接地开关、主母线均为独立单元，相对来说占地面积大，元件多，所带来的维修工作量亦大。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种操作元件最少，所占的空间位置更小，同时又能提供性能可靠，功能完备的小型化气体绝缘金属封闭开关设备。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，由集中控制柜、两台母线侧三位置开关、两个三位置开关操作机构、断路器、断路器操动装置、电流互感器、线路侧三位置开关操动装置、线路侧三位置开关和电缆终端二次连接，集中控制柜设于两台母线侧三位置开关一侧，分别与母线侧三位置开关、断路器、电流互感器、线路侧三位置开关和电缆终端连接，断路器的一侧通过两个不通气盆式绝缘子分别与两台母线侧三位置开关连接，另一侧通过螺栓连接电流互感器，再通过不通气盆式绝缘子与线路侧三位置开关连接，线路侧三位置开关的下方连接有电缆终端，线路侧三位置开关操动装置设于线路侧三位置开关的一侧，两个三位置开关操作机构分别与两台母线侧三位置开关连接，断路器操动装置设于断路器的上方。
所述的断路器由B相绝缘拉杆、拐臂输出轴、连板、A(C)相操作拐臂、A(C)相绝缘拉杆、三极主导体、三极灭弧室、断路器外壳、导体组成，三极灭弧室由三个绝缘柱支撑成品字形设于断路器外壳内，输出轴上的拐臂的一端连接B相绝缘拉杆，另一端连接连板，连板通过A(C)相操作拐臂与A(C)相绝缘拉杆连接，三极主导体分别与三极灭弧室下部连接，电流互感器导体与灭弧室上部。
所述的每极灭弧室由绝缘柱、支持台、绝缘灭弧台、支持件、绝缘台、绝缘拉杆、主动触头、主静触头组成，由绝缘柱、支持台、绝缘灭弧台、支持件、绝缘台组成灭弧室的外壳，绝缘拉杆、主动触头和主静触头设于外壳内，主动触头设于主静触头的上端，绝缘拉杆与主动触头连接，支持台连接断路器内的三极主导体，绝缘台与断路器上法兰连接。
本实用新型与传统组合开关，有以下不同1.取消了间隔与间隔之间用以操作和检修断路器的机构所需的足够空间。把断路器的操作机构由原来的下方改放在断路器的顶部，通过连接机构与断路器的绝缘拉杆连接，实现断路器的三极灭弧室可动部分的连动。只有这样，才使小型化组合电器每个间隔的距离由原来的1500mm-1300mm缩小到800mm成为可能。
2.本实用新型在断路器外壳内“品”字形排布了三极灭弧室，同时又“品”字形排布了三极母线导体；取消原来瓷柱式断路器灭弧室外的瓷瓶和梅花触头，瓷瓶改由绝缘柱、支持件、灭弧绝缘台、支持件及上部绝缘台替代，其目的在于控制灭弧室内电弧向外扩散而影响筒体中其它两极灭弧室及导体，使灭弧室外径减小，以满足三极灭弧室共装于同一筒体中要求，同时本实用新型将瓷柱式断路器灭弧室的动、静部分上下颠倒，即动触头的分闸由向下运动改为向上运动，绝缘拉杆也向上运动。
本实用新型将瓷柱式断路器灭弧室内主静触头、支持件取消，用支持件和主静触头替代，减少了零件数量，提高了产品可靠性。其中支持件用于与电流互感器联接，所有改动使断路器灭弧室的操作功仅为压气式灭弧原理的三分之一，同时又提高了断路器的开断能力，因此结构轻巧，免维修或少维修，使得本实用新型的故障率仅为液压机构的1/7，为气动机构的1/14。
3.本实用新型采用了母线侧三位置开关和线路侧三位置开关，既把原来独立的隔离开关59、接地开关58、主母线61三种元件合三为一为母线侧三位置开关；在线路侧，把原来独立的隔离开关53、接地开关54、故障接地开关55合三为一为线路侧三位置开关，相应地就减少了元件数量，减少了元件机构的数量；另外，与传统的隔离开关、接地开关、故障接地开关的控制机构放在侧面相比，三位置开关的控制机构在正面，因此其间隔距可缩小到800mm，更加减小了占地面积，4.本实用新型将三位置开关一组一组装配起来，即组合开关在接口的盆式绝缘子处一个一个对接起来，形成了导体的联接，从而形成了小型化开关的主母线，即取消了原来独立的主母线元件。
5.本实用新型将三位置开关排布在断路器的外侧，三位置开关的操动机构，也由间隔与间隔之间的空间中改到了间隔外侧，这样排布的目的是为了减小间隔与间隔之间的空间，使组合电器每一个间隔距从1500mm-1300mm缩小到800mm成为可能。
6.本实用新型将三位置开关排布在断路器的外侧本实用新型的优点是1.本实用新型以SF6气体为绝缘和灭弧介质，由于采用自能灭弧原理，配用结构轻巧的弹簧操动机构，它具有开断能力强，操作功小，机械寿命长，可靠性高，还具有免维修或少维修等优点；
2.本实用新型采用弹簧操动机构，就不存在气动机构的漏气、噪音大及液压机构的漏油现象；而且无相应的密封性要求，因此工艺性好，价格低廉；3.本实用新型采用了三位置开关，减少了元件数量，因而结构更加简单紧凑、降低了生产成本，所占体积仅为传统气体绝缘金属封闭开关设备的50％～60％，适用性更加宽广；4.本实用新型的每个元件为独立封闭单元，可按需要组合成各种不同单元，因此通用性好，能满足所有电站的不同运行要求。
图1为传统110kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备结构示意图；图2为传统110kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备俯视图；图3为瓷柱式断路器灭弧室结构示意图；图4为小型化气体绝缘金属封闭开关设备结构示意图；图5为小型化气体绝缘金属封闭开关设备俯视图；图6为母线侧三位置开关结构示意图；图7为母线侧三位置开关俯视图；图8为断路器结构示意图；图9为断路器的俯视图；图10为小型化组合电器断路器灭弧室结构示意图；图11为线路侧三位置开关结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图4、5所示，为小型化气体绝缘金属封闭开关设备结构示意图，一种小型化气体绝缘金属封闭开关设备由集中控制柜1、两台母线侧三位置开关2、两台三位置开关控制柜3、断路器4、断路器操动装置5、电流互感器6、线路侧三位置开关操动装置7、线路侧三位置开关8和电缆终端9组成，集中控制柜1安装在两台母线侧三位置开关2一侧，分别与母线侧三位置开关2、断路器4、电流互感器6、线路侧三位置开关8和电缆终端9连接，断路器4的一侧通过两个不通气盆式绝缘子分别与两台母线侧三位置开关2连接，另一侧通过螺栓连接电流互感器6，再通过不通气盆式绝缘子与线路侧三位置开关8连接，线路侧三位置开关8的下方连接电缆终端9，线路侧三位置开关操动装置7安装在线路侧三位置开关8的一侧，两个三位置开关操动装置3分别与两台母线侧三位置开关2连接，断路器操动装置5设于断路器4的上方。
如图6、7所示，为母线侧三位置开关结构示意图，所述的母线侧三位置开关2由壳体10、三相导电部件11、盆式绝缘子12、接地开关静触头13、传动装置14、齿轮16、动触头17、隔离开关静触头18组成，壳体10的三侧分别通过螺栓连接盆式绝缘子12，三相导电部件的每一相导电部件11的上下端连接上下侧的盆式绝缘子11的中心导体，隔离开关静触头18通过螺栓连接在导电部件11的下端，动触头17通过导体15与一侧的盆式绝缘子12连接，接地开关静触头13通过绝缘法兰与壳体10上端连接，动触头17、隔离开关静触头18和接地开关静触头13处于同一中心线，动触头17与隔离开关静触头18和接地开关静触头13分别设有一距离19，传动装置14设于动触头17和导体15之间，其一侧通过传动装置14上的齿轮16与可作直线运动的动触头17上的齿条啮合，传动装置14上端通过轴密封伸出壳体10外和三位置开关操动装置3连接。
传动装置14带动动触头17上齿条运动，使动触头17运动到接地开关静触头13合闸的位置时，就是接地开关；运动到隔离开关静触头18合闸时就是隔离开关；运动到中间位置，是中间分闸位置，所以说它是三位置开关，三位置开关一组一组装配起来，即组合开关在接口的盆式绝缘子12处一个一个对接起来，形成了三相导电部件11的联接，从而形成了小型化开关的主母线，与主母线的功能相同。
如图8、9所示，为断路器结构示意图，所述的断路器4由B相绝缘拉杆20、输出轴上拐臂21、连板22、A(C)相操作拐臂23、A(C)相绝缘拉杆24、三极主导体25、三极灭弧室26、断路器外壳27、导体28组成，三极灭弧室26由三个绝缘柱20、24支撑，成“品”字形设于断路器外壳27内，输出轴上拐臂21的一端连接B相绝缘拉杆20，另一端连接连板22，连板22通过A(C)相操作拐臂23与A(C)相绝缘拉杆24连接，三极主导体25分别与三极灭弧室26连接，导体28与电流互感器6连接。
如图10所示，为小型化组合电器断路器灭弧室结构示意图，所述的每极灭弧室26由绝缘柱29、支持台30、绝缘灭弧台31、支持件32、33、绝缘台34、绝缘拉杆35、主动触头36、主静触头37组成，由绝缘柱29、支持台30、绝缘灭弧台31、支持件32、33、绝缘台34组成灭弧室26的外壳，绝缘拉杆35、主动触头36和主静触头37安装在外壳内，主动触头36安装在主静触头37的上端，绝缘拉杆35与主动触头36连接，支持台30连接断路器4内的三极主导体25，支持件33一端连接断路器4的导体28，另一端连接电流互感器6，绝缘台34与断路器4上法兰连接。
三极灭弧室26由三个绝缘柱20、24支撑，与外壳绝缘，工作电流从两台母线侧三位置开关2流进断路器三极灭弧室26，通过主静触头37、动主触头36传送到灭弧室上部支持件33，由安装在支持件33上导体流至电流互感器6，至线路侧三位置开关8，再通过电缆终端9传送出去。
如图11所示，为线路侧三位置开关结构示意图，所述的线路侧三位置开关8包括三相导电部件38、盆式绝缘子39、壳体40、隔离开关静触头41、传动装置42、动触头43、接地开关静触头44，所述的三相导电部件38的导体连接45中间一侧设有快速接地开关静触头46，快速接地开关动触头47通过绝缘法兰49连接在壳体40上，快速接地开关动触头47和传动装置48连接，传动装置48通过轴密封50和外部快速接地开关操作机构连接。
三位置开关传动装置42的转动轴转动，带动动触头43的齿条运动，使动触头43运动到与隔离开关静触头41接触的位置就是隔离开关，运动到与接地开关静触头44接触的位置就是接地开关；不与隔离开关静触头41接触，也不与接地开关静触头44接触时，是中间分闸位。同时，它的故障接地开关安装在三位置开关外壳上，当传动装置48的输出轴转动，带动故障接地开关动触头47左右运动，与故障接地开关静触头46接触，它的功能与原故障接地开关相同。
本实用新型的灭弧室，其原理同原来气体绝缘金属封闭开关所用的灭弧室一样，都是采用自能灭弧原理，具有双喷口、双气室的灭弧室，充分利用电弧本身的能量，来产生吹弧效应。由于充分利用了电弧的能量来熄灭电弧，其结构上采用小直径的压气缸，其压气缸的面积约为压气式灭弧原理的60％左右，从而降低了开断大电流时压气缸的反力，降低了机构的操作功。传动装置将操动机构的指令传递给灭弧室内的动触头系统，使之运动来完成断路器分、合闸。其开断电流在110kV电压等级达到了40kA。
工作时，线路侧三位置开关6的操作由线路侧三位置开关操动装置7带动，断路器操动机构8带动断路器4中输出轴21转动，轴上拐臂带动绝缘拉杆20上下运动，并带动A(C)相操作拐臂23转动，同时两相绝缘拉杆24也做上下运动，从而带动断路器灭弧室三极联动，实现断路器分闸、闸合，或重合闸可靠操作，母线侧三位置开关的操作分别由两台三位置开关操作机构3带动，整个间隔的控制和显示在集中控制柜1上实现。
权利要求1.一种小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，由集中控制柜(1)、两台母线侧三位置开关(2)、两个三位置开关操作机构(3)、断路器(4)、断路器操动装置(5)、电流互感器(6)、线路侧三位置开关操动装置(7)、线路侧三位置开关(8)和电缆终端(9)组成，集中控制柜(1)设于两台母线侧三位置开关(2)一侧，分别与母线侧三位置开关(2)、断路器(4)、电流互感器(6)、线路侧三位置开关(8)和电缆终端(9)二次连接，断路器(4)的一侧通过两个不通气盆式绝缘子分别与两台母线侧三位置开关(2)连接，另一侧通过螺栓连接电流互感器(6)，再通过不通气盆式绝缘子与线路侧三位置开关(8)连接，线路侧三位置开关(8)的下方连接电缆终端(9)，线路侧三位置开关操动装置(7)设于线路侧三位置开关(8)的一侧，两个三位置开关操作机构(3)分别与两台母线侧三位置开关(2)连接，断路器操动装置(5)设于断路器(4)的上方。
2.根据权利要求1所述的小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的母线侧三位置开关(2)由壳体(10)、三相导电部件(11)、盆式绝缘子(12)、接地开关静触头(13)、传动装置(14)、齿轮(16)、动触头(17)、隔离开关静触头(18)组成，壳体(10)的三侧分别通过螺栓连接盆式绝缘子(12)，三相导电部件的每一相导电部件(11)的上下端连接上下侧的盆式绝缘子(12)的中心导体，隔离开关静触头(18)通过螺栓连接在导电部件(11)的下端，动触头(17)通过导体(15)与一侧的盆式绝缘子(12)连接，接地开关静触头(13)通过绝缘法兰与壳体(10)上端连接，动触头(17)、隔离开关静触头(18)和接地开关静触头(13)处于同一中心线，动触头(17)与隔离开关静触头(18)和接地开关静触头(13)分别设有一距离19，传动装置(14)设于动触头(17)和导体(15)之间，其一侧通过传动装置(14)上的齿轮(16)与可作直线运动的动触头(17)上的齿条啮合，传动装置(14)上端通过轴密封伸出壳体(10)外和三位置开关操作机构(3)连接。
3.根据权利要求1所述的小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的断路器(4)由B相绝缘拉杆(20)、拐臂输出轴(21)、连板(22)、A(C)相操作拐臂(23)、A(C)相绝缘拉杆(24)、三极主导体(25)、三极灭弧室(26)、断路器外壳(27)、导体(28)组成，三极灭弧室(26)由三个绝缘柱(20、24)支撑成品字形设于断路器外壳(27)内，输出轴上拐臂(21)的一端连接B相绝缘拉杆(20)，另一端连接连板(22)，连板(22)通过A(C)相操作拐臂(23)与A(C)相绝缘拉杆(24)连接，三极主导体(25)分别与三极灭弧室(26)连接，导体(28)与电流互感器(6)连接。
4.根据权利要求3所述的小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的每极灭弧室(26)由绝缘柱(29)、支持台(30)、绝缘灭弧台(31)、支持件(32、33)、绝缘台(34)、绝缘拉杆(35)、主动触头(36)、主静触头(37)组成，由绝缘柱(29)、支持台(30)、绝缘灭弧台(31)、支持件(32、33)、绝缘台(34)组成灭弧室(26)的外壳，绝缘拉杆(35)、主动触头(36)和主静触头(37)设于外壳内，主动触头(36)设于主静触头(37)的上端，绝缘拉杆(35)与主动触头(36)连接，支持台(30)连接断路器(4)内的三极主导体(25)，另一端连接电流互感器(6)，绝缘台(34)与断路器(4)上法兰连接。
5.根据权利要求1所述的小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的线路侧三位置开关(8)包括三相导电部件(38)、盆式绝缘子(39)、壳体(40)、隔离开关静触头(41)、传动装置(42)、动触头(43)、接地开关静触头(44)，所述的三相导电部件(38)的导体(45)中间连接有快速接地开关静触头(46)，快速接地开关动触头(47)通过绝缘法兰(49)连接在壳体(40)上，快速接地开关动触头(47)和传动装置(48)连接，传动系统(48)通过轴密封(50)和外部快速接地开关操作机构连接。
6.根据权利要求1所述的小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的断路器操动装置(5)为弹簧操动机构。
专利摘要本实用新型涉及提供一种小型化气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，集中控制柜设于两台母线侧三位置开关一侧，分别与母线侧三位置开关、断路器、电流互感器、线路侧三位置开关和电缆终端连接，断路器的一侧通过两个不通气盆式绝缘子分别与两台母线侧三位置开关连接，另一侧通过螺栓连接电流互感器，再通过不通气盆式绝缘子与线路侧三位置开关连接，线路侧三位置开关的下方连接电缆终端，线路侧三位置开关操动装置设于线路侧三位置开关的一侧，两个三位置开关操作机构分别与两台母线侧三位置开关连接，断路器操动装置设于断路器的上方。本实用新型的优点是操作元件最少，所占的空间更小，性能可靠，功能完备。
文档编号H02B1/04GK2817142SQ20052004239
公开日2006年9月13日 申请日期2005年6月10日 优先权日2005年6月10日
发明者刘全都, 庄晓燕, 高宁, 黄琴, 辛重文 申请人:正泰电气股份有限公司