具有顶置触头盒的开关设备的制作方法

本专利涉及高压电器领域，特别是涉及一种具有顶置触头盒的开关设备。

背景技术：

目前中压空气绝缘金属封闭开关设备主要分为固定式和可抽出式。固定式空气绝缘金属封闭开关设备，需配备隔离开关，以备检修时隔离电源使用；可抽出式空气绝缘金属封闭开关设备，通过主开关的移动，可以在打开的触头之间形成一个隔离断口。

参阅图7示出的现有的开关设备，现有开关设备的触头盒大多为水平布置，不仅导致触头盒自身产生的热量难以排出，而且电缆室内部的电流互感器等发热元器件产生的热量也会提高触头盒的温度，如果使触头盒在较高的温度下工作，不仅会导致触头盒内部静触头和动触头等导电件的接触电阻增加，而且会加速触头盒的老化，从而演变成开关设备众多事故的隐患点和催化剂。

此外，现有空气绝缘金属封闭开关设备尺寸较大、高度较高，对于一些特殊场所，如船舶等小空间，不易运输安装。此外，现在市场上绝大多数可抽出空气绝缘金属封闭开关设备的主开关为水平运动，当其摇进到工作位置时，无法清楚观察到活门和动触头的相对位置，有时会产生碰撞，甚至发生故障；当其摇出到试验位置时，又无法观察到可见的隔离断口，只能通过相对位置来判断，有时如果活门没有复位或者有损坏，就会对检修产生安全隐患。

技术实现要素：

本专利的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种散热性好、可见隔离断口的、小型化的新型开关设备。

为实现上述目的，本专利采用了如下技术方案：

一种具有顶置触头盒的开关设备，其包括断路器室、母线室和电缆室，母线室设置在断路器室的顶侧，电缆室位于断路器室顶侧并与母线室相邻，在电缆室和母线室内分别设有垂直的第一触头盒和第二触头盒，第一触头盒和第二触头盒内的静触头的顶部分别与电缆室和母线室内的支排连接，第一触头盒和第二触头盒内的静触头的底部分别与下方的断路器室相对；在断路器室内设有升降机构，以及安装在升降机构上的主开关本体，主开关本体包括第一动触头、第二动触头和断路器，第一动触头和第二动触头通过断路器相连，第一动触头和第二动触头分别对应设置在第一触头盒和第二触头盒的下方，升降机构能够带动第一动触头和第二动触头竖直向上移动分别与第一触头盒和第二触头盒内的静触头接触。

优选的，所述断路器室内对应在第一动触头与第一触头盒之间，以及第二触头盒与第二动触头之间分别设有活门，断路器室的前门设有与活门高度相同的观察窗。

优选的，相对设置的第一触头盒和第一动触头构成第一接触机构，相对设置的第二触头盒和第二动触头构成第二接触机构，第一接触机构与第二接触机构构成一个接触系统，多个接触系统平行于具有顶置触头盒的开关设备的宽度方向并列设置。

优选的，所述母线室远离电缆室的一侧设有低压室。

优选的，所述电缆室和母线室的顶部分别设有多个散热孔。

优选的，所述电缆室呈l型结构，其底部对应设置在断路器室的一侧，顶部伸到断路器室的上方，电缆室的顶部设有电流互感器和接地开关，电流互感器和接地开关位于第一触头盒上方。

优选的，所述升降机构安装在底盘车上，主开关本体、升降机构和底盘车为一体式结构。

优选的，所述升降机构包括底座和设置在底座上方与驱动机构连接的伸缩机构，伸缩机构包括相对设置底板的顶板，以及设置顶板与底板之间的两个交叉设置的顶板，底板与底座连接，顶板与第一动触头、第二动触头和断路器连接，两个顶杆的中部铰接，两个顶杆的顶端分别与顶板滑动配合，两个顶杆的底端分别与底板滑动配合。

优选的，断路器包括支持座、设置在支持座一侧的操作机构和与操作机构连接的连接机构，第一动触头和第二动触头分别安装在支持座上，操作机构能够带动连接机构分别与第一动触头和第二动触头接触和分开；操作机构的高度高于支持座，支持座位于操作机构一侧的顶部，支持座的底部通过支撑绝缘子与升降机构连接，在支持座的顶侧设有连接在两个出线端子之间的极柱。

优选的，支持座上设有三对分别与三组接触系统的对应的出线端子，每对出线端子的一端分别与对应的接触系统的第一动触头和第二动触头连接，每对出线端子的另一端分别与对应的连接机构配合；所述操作机构包括依次连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆和驱动齿轮，第三连杆与驱动齿轮偏心连接，第一连杆与连接机构连接。

本专利的具有顶置触头盒的开关设备，通过将电缆室中的第一触头盒和母线室中的第二触头盒分别设置在断路器室的上方，使第二触头盒和第一触头盒接通时产生的热量分别通过母线室和电缆室排出，不会出现第二触头盒和第一触头盒横向设置时，第二触头盒和第一触头盒的两端分别位于两个不同腔室的情况，避免第二触头盒和第一触头盒两端散热不均匀时，导致热量均集中在一个腔室内，能够有效提高散热性，而且本专利第二触头盒和第一触头盒产生的热量不需要经过断路器室排出热量，能够避免提高断路器室内的温度，可靠性也更高。

此外，不需要将第一触头盒或第二触头盒设置在断路器室的侧面，不仅能够减少空气绝缘金属封闭开关设备的横向尺寸，减少占地面积，而且通过升降机构带动第一动触头组和第二动触头组竖直向上移动分别与第一触头盒和第二触头盒接触时，第一动触头组和第二动触头组被夹紧在升降机构的上方，与第一触头盒和第二触头盒之间，接触时更可靠。

此外，通过观察窗可以清晰的观测到主回路的隔离断口，不仅可以保证在活门关闭时再进行检修，保障了检修期间的安全，而且能够避免活门和主开关本体碰撞产生故障。

此外，由于断路器的极柱平行于空气绝缘金属封闭开关设备宽度方向设置，即断路器的极柱为水平布置，降低了整体设备的高度，使其能够更方便的适用于矮小的空间，如船舶内部等。

此外，主开关本体、升降机构和其底盘车为一体式结构，通过底盘车的垂直运动带动主开关本体在试验位置和工作位置的切换。当升降机构处于收缩状态(试验位置)时，整个主开关可以自由的移出开关设备以外，而不需要额外的转运手车，方便省时。

附图说明

图1是本专利实施例开关设备的正视图；

图2是本专利实施例图1的截面图；

图3是本专利实施例图2的另一截面图；

图4是本专利实施例第一动触头组和第二动触头组的结构示意图；

图5是本专利实施例主开关本体的截面图；

图6是本专利实施例的温升气流路线图；

图7是现有技术的温升气流路线图。

具体实施方式

以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本专利的具有顶置触头盒的开关设备的具体实施方式。本专利的具有顶置触头盒的开关设备不限于以下实施例的描述。

本专利由于采用了触头盒在断路器隔室的顶置式方案，所以本空气绝缘金属封闭开关设备的电缆室3和母线室2内部的主要元器件和导体，均大部布置于触头盒上方，当开关设备在运行时，其所产生的热量会上升，对触头盒的影响较小，并且其内的支排由于和触头盒相连，对于触头盒而言就是一种传导散热装置，能够进一步加速触头盒的散热。同时，触头盒的竖直布局也使得触头盒内动触头和静触头所产生的热量能够较快较方便的对流释放。

如图1-2所示，本专利的具有顶置触头盒的开关设备包括断路器室1、母线室2和电缆室3，母线室2设置在断路器室1的顶侧，电缆室3位于断路器室1顶侧并与母线室2相邻，在电缆室3和母线室2内分别设有垂直的第一触头盒31和第二触头盒21，第一触头盒31和第二触头盒21内的静触头的顶部分别与电缆室3和母线室2内的支排连接，第一触头盒31和第二触头盒21内的静触头的底部分别与下方的断路器室1相对；

在断路器室1内设有升降机构14，以及安装在升降机构14上的主开关本体，主开关本体包括第一动触头11、第二动触头12和断路器13，第一动触头11和第二动触头12通过极柱15相连后与断路器13连接，第一动触头11和第二动触头12分别对应设置在第一触头盒31和第二触头盒21的下方，升降机构14能够带动第一动触头11和第二动触头12竖直向上移动分别与第一触头盒31和第二触头盒21内的静触头接触。

本专利的具有顶置触头盒的开关设备，通过将电缆室3中的第一触头盒31和母线室2中的第二触头盒21分别设置在断路器室1的上方，使第二触头盒21和第一触头盒31接通时产生的热量分别通过母线室2和电缆室3排出，不会出现第二触头盒21和第一触头盒31横向设置时，第二触头盒21和第一触头盒31的两端分别位于两个不同腔室的情况，避免第二触头盒21和第一触头盒31两端散热不均匀时，导致热量均集中在一个腔室内，能够有效提高散热性，而且本专利第二触头盒21和第一触头盒31产生的热量不需要经过断路器室1排出热量，能够避免提高断路器室1内的温度，可靠性也更高。此外，本申请本专利的具有顶置触头盒的开关设备的高度h1比现有技术的高度h2更小，不仅体积更小，而且热量上升时能够更快地排出壳体。

此外，不需要将第一触头盒31或第二触头盒21设置在断路器室1的侧面，不仅能够减少空气绝缘金属封闭开关设备的横向尺寸，减少占地面积，而且通过升降机构带动第一动触头组和第二动触头组竖直向上移动分别与第一触头盒31和第二触头盒21接触时，第一动触头组和第二动触头组被夹紧在升降机构的上方，与第一触头盒31和第二触头盒21之间，接触时更可靠。

进一步，所述断路器室1内对应在第一动触头11与第一触头盒31之间，以及第二触头盒21与第二动触头12之间分别设有活门6，断路器室1的前门设有与活门6高度相同的观察窗10，活门6运动可以有多种实现方式，包括机械和电气等，通过观察窗10可以观测到断路器室1内断路器13和活门6的状态，不仅可以保证在活门关闭时再进行检修，保障了检修期间的安全，而且能够避免活门和主开关本体碰撞产生故障。

如图3所示，升降机构14垂直升起，推动主开关本体向上运动，同时打开活门6，最终第一动触头11和第二动触头12分别与对应的第一触头盒31和第二触头盒21内的静触头接触咬合，到达工作位置。在此过程中，通过观察窗10可以清楚观测到活门6和主开关本体的相对运动情况，防止两者碰撞产生故障。

如图2所示，升降机构14没有升起，活门6没有打开，断路器13处于试验位置，通过观察窗10可以清晰的观测到主回路的隔离断口，保证在活门6关闭时再进行检修，保障了检修期间的安全。此时，在打开下柜门的时候，可以将升降机构14、第一动触头11、第二动触头12和断路器13移出或移进整个主开关。优选的，所述升降机构14安装在底盘车17上，主开关本体、升降机构14和底盘车17为一体式结构，底盘车的底部设有滚轮，可以方便的通过一体式底盘车的自带轮子，移出或移进整个主开关。

如图3-4所示，相对设置的第一触头盒31和第一动触头11构成第一接触机构，相对设置的第二触头盒21和第二动触头12构成第二接触机构，第一接触机构与第二接触机构又构成一个接触系统，第一触头盒31和第二触头盒21分别与电缆和母线连接，第一动触头11与第二动触头12相连，升降机构14能够带动第一动触头11和第二动触头12沿平行于本专利的空气绝缘金属封闭开关设备的高度方向竖直运动，分别与对应的第一触头盒31和第二触头盒21接触和分开，第一动触头11和第二动触头12分别与对应的第一触头盒31和第二触头盒21接触接触时，在第一触头盒31和第二触头盒21之间形成通路。

本实施例包括三个接触系统，但接触系统的数量也可以根据实际工作环境变化，都属于本发明创造的保护范围。

本实施例包括三个平行于空气绝缘金属封闭开关设备的宽度方向并列设置的接触系统，三个并列设置的接触系统垂直于升降机构14移出或移进的方向，每组接触系统的第一触头盒31、第二触头盒32、第一动触头11和第二动触头12均竖直设置，即高度平行于空气绝缘金属封闭开关设备的高度设置。通过将接触系统平行于空气绝缘金属封闭开关设备的宽度方向设置，不仅能够降低空气绝缘金属封闭开关设备的高度，便于空气绝缘金属封闭开关设备能够更方便的适用于矮小的空间，如船舶内部等，而且在主回路接通并通电运行的时候，在第一触头盒31和第二触头盒32内部产生的热量，可以分别从第一触头盒31和第二触头盒32的底部方便快捷地传递出去，便于散热。优选的，第一触头盒31和第二触头盒32分别倒扣在各自静触头的上方，在第一触头盒31和第二触头盒32的顶部分别设有散热孔。当然，第一触头盒31和第二触头盒32可以是一体式的或者安装式的，。此外，第一触头盒31和第二触头盒32也可以不带散热孔，都属于本发明创造的保护范围。

如图3所示，本母线室2设置在断路器室1的顶侧，电缆室3位于断路器室1顶侧并与母线室2相邻，在母线室2相对于电缆室3的另一侧设有低压室4，低压室4用于容纳继电器等低压电子设备。

进一步，所述电缆室3和母线室2的顶部分别设有多个散热孔。使分别平行于空气绝缘金属封闭开关设备高度方向设置的第一触头盒31和第二触头盒21在接通时的热气能够更方便向上从散热孔排出，能够进一步提高散热性。电缆室3的散热孔可以设置在第一腔体3a的侧壁上，也可以设置在电缆室3其它腔体的侧壁上。

参阅图2示出电缆室3的优选实施例，本优选实施例的电缆室3呈l型结构，其底部对应设置在断路器室的一侧，顶部伸到断路器室的上方，电缆室3的顶部设有电流互感器32和接地开关等元器件，电流互感器32和接地开关位于第一触头盒31上方。

参阅图5示出断路器13的优选实施例，断路器13包括支持座131、设置在支持座131一侧的操作机构132和与操作机构132连接的连接机构133，第一动触头11和第二动触头12分别安装在支持座131上，操作机构132能够带动连接机构133分别与第一动触头11和第二动触头12接触，在第一动触头11和第二动触头12之间形成通路，当主回路出现故障时，操作机构132能够带动连接机构133分别与第一动触头11和第二动触头12分开，将主回路断开实现保护。

具体的，支持座131上设有三对分别与三组接触系统的对应的出线端子16，每对出线端子16的一端分别与对应的接触系统的第一动触头11和第二动触头12连接，每对出线端子16的另一端分别与对应的连接机构133配合，操作机构132能够带动连接机构133与对应的两个出线端子16接触和分开。

所述操作机构132包括连杆机构、储能机构和操作手柄，连杆机构包括至少两个搭扣配合的连杆件，操作手柄向合闸位置转动时，连杆机构为储能机构储能，并使连接机构133与对应的出线端子16接触，主回路故障时，搭扣配合的连杆件解扣，失去平衡使储能机构释能，通过储能机构驱动连杆带动连接机构133与对应的出线端子16分开实现保护，操作机构的储能机构和连杆机构的解扣为现有技术在此不再赘述，本专利的断路器的主要改进点在于支持座131、连接机构133和接线端子及支撑绝缘子1311的布置结构，连接机构133与第一动触头11和第二动触头12垂直布置，降低整体高度，通过支撑绝缘子1311提供绝缘及支撑，可靠稳定。

具体的，所述连杆机构包括依次连接的第一连杆1321、第二连杆1322、第三连杆1323和驱动齿轮1324，第三连杆1323与驱动齿轮1324偏心连接，第一连杆132与连接机构133连接，驱动齿轮1324转动时依次通过第三连杆1323、第二连杆1322和第一连杆1321带动连接机构133动作。

进一步，所述操作机构132的高度高于支持座131，支持座131位于操作机构132一侧的顶部，支持座131的底部通过支撑绝缘子1311与升降机构14连接，在支持座131的顶侧设有连接在两个出线端子16之间的极柱15。通过支撑绝缘子1311使支持座131的顶部高度与操作机构132相同，不仅简化连接机构133的结构，而且能够支撑第一动触头11和第二动触头12，提高触头压力，保证接触的可靠性。

参阅图2-3示出升降机构14的优选实施例，所述升降机构14包括底座141和设置在底座141上方与驱动机构连接的伸缩机构，伸缩机构包括相对设置底板142的顶板143，以及设置顶板143与底板142之间的两个交叉设置的顶板144，底板142与底座141连接，顶板143与第一动触头11、第二动触头12和断路器13连接，两个顶杆144的中部铰接，两个顶杆144的顶端分别与顶板143滑动配合，两个顶杆144的底端分别与底板142滑动配合。当然，升降机构14也可以采用多种方式进行实现，包括机械传动和电气控制等。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利所作的进一步详细说明，不能认定本专利的具体实施只局限于这些说明。对于本专利所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利的保护范围。