开关设备的制作方法

本公开涉及一种开关设备，更具体地涉及一种用于各种电力系统的隔离开关设备。

背景技术：

1、在电力系统中，开关设备包括用于控制、保护和隔离电气设备的隔离开关、保险丝或断路器的组合。隔离开关是一种在电力系统中没有电流流过时操作的开关，通常没有灭弧装置。也就是说，隔离开关的断开和闭合操作都是在电路中没有电流流过时进行的。隔离开关主要用于隔离电源，对回路在无负荷电流的情况下进行维护。

2、隔离开关广泛地用于工业应用、电力分配和其它应用中。现有隔离开关的常见型式是三工位隔离开关。三工位隔离开关通常用于气体绝缘开关设备(gis)中，其具有三个工作位置或三个相位：隔离开关主断口接通的合闸位置、主断口分开的分闸位置、以及接地侧的接地位置。无论高压型、中压型还是低压型隔离开关，其不同相位与其他部件的布局和结构设计对开关设备的有效空间利用、触头动作的准确控制、隔离效果、气体密封效果和设备成本等具有重要影响。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种开关设备，以解决上述各方面潜在的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种开关设备，包括：框架，所述框架在其内部形成气密空间；设置在框架内部的主母线，所述主母线可包括单相、两相或三相；以及设置于气密空间内的至少一个三工位隔离开关。所述至少一个三工位隔离开关包括对应于主母线的单相、两相或三相，且每一相均配置为：包括第一静触头、第二静触头、第三静触头和动触头。

3、根据所实现的功能，第一静触头也称为隔离静触头，第三静触头也称为接地静触头。此外，动触头能够在三个静触头的排布方向上移动，可配置为：连接第一静触头和第二静触头，以使三工位隔离开关处于隔离接通位置；断开第一静触头和第二静触头，以使三工位隔离开关处于隔离断开位置；连接第二静触头和第三静触头，以使三工位隔离开关处于接地位置；断开第二静触头和第三静触头，以使三工位隔离开关处于接地断开位置。

4、在框架中，第一静触头直接连接于主母线，第一静触头和所述第三静触头可分别设置于第二静触头的两侧，并且第一静触头、第二静触头、第三静触头和动触头沿轴向同轴依次排布，以与主母线位于同一平面内。这种布置，特别是第一静触头直接连接于主母线的布置，使得开关设备中的导电主回路尽可能具有最短的连接布线，从而节省了占地空间和导体材料。这提供了更加紧凑和小型化的结构，还能确保更良好的介电性能。

5、在一些实施例中，动触头可配置为移动穿过第二静触头。动触头的外表面设有沿轴向方向延伸的至少一条第一槽道，被配置为容纳至少一个滚动件以便引导动触头移动穿过第二静触头，并且防止动触头相对于第二静触头旋转。

6、在一些实施例中，滚动件可包括例如滚珠或滚柱。采用滚动件使得动触头和静触头之间的配合摩擦减小，易于动触头的引导并且便于部件的装配。

7、在一些实施例中，第二静触头的内表面设有沿轴向方向延伸的至少一条第二槽道，从而与动触头的至少一条第一槽道相匹配以形成通道，并且至少一个滚动件容纳在第一槽道和第二槽道共同形成的通道中。

8、在一些实施例中，动触头设有围绕其外表面的凹槽以容纳与凹槽匹配的弹性接触件。凹槽可以是环形或其他形式的凹槽，例如围绕动触头的外表面的单个连续凹槽，或者间隔布置的多个凹槽。弹性接触件可以是与环形凹槽匹配并且对应设置的一个或多个环形接触件。环形接触件被配置为提供动触头与各个静触头之间的接触，从而实现导电连接或断开。这种在动触头上开设凹槽以容纳接触件的布置能够最小化触头所需接触件的数量，从而实现更简单、更紧凑的触头接触结构。

9、在一些实施例中，环形接触件可包括例如螺旋弹簧或表带触指。

10、在一些实施例中，动触头在两个轴向端部设置至少一个环形凹槽和相应的环形弹性接触件。

11、在一些实施例中，环形凹槽成对地设置在动触头的两个轴向端部，并且容纳相应的环形弹性接触件。

12、在一些实施例中，三工位隔离开关的每一相在动触头上设置的环形凹槽和对应环形弹性接触件的数量可以是2-6个，例如4个。因此，对于三相开关设备而言，可以具有总共6-18个环形凹槽和对应的环形弹性接触件。在每一相采用4个环形凹槽和环形弹性接触件的情况下，三相开关设备仅具有12个环形凹槽和环形弹性接触件。通过环形凹槽和环形弹性接触件的设置，可以减少动触头和静触头之间所需接触件的数量，进一步减小了摩擦，并且在保证接触充分的情况下简化了触头的结构。

13、在一些实施例中，开关设备包括轴杆。轴杆可配置为驱动动触头使第一静触头与第二静触头断开或连接，或使第二静触头与第三静触头连接或断开。

14、在一些实施例中，轴杆是螺杆。动触头的内表面设置有与螺杆配合的螺纹。

15、在一些实施例中，开关设备还包括安装在框架外部的操作机构。操作机构包括驱动轴。驱动轴被安装于框架的支撑结构并且经由换向装置与动触头的轴杆耦接，从而驱动动触头移动。

16、在一些实施例中，通过锥齿轮结构实现换向。例如，换向装置包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，并且驱动轴安装有第一锥齿轮，轴杆的端部安装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

17、在一些实施例中，通过蜗轮蜗杆结构实现换向，例如，换向装置是蜗轮蜗杆结构。蜗杆形成驱动轴的至少一部分，并且轴杆的端部安装有与蜗杆啮合的蜗轮。

18、在一些实施例中，单相、两相或三相的动触头分别通过轴杆经由换向装置耦接于驱动轴，使得操作机构能够同时驱动三工位隔离开关的单相、两相或三相的每一相的动触头。由于三工位隔离开关的单相、两相或三相的动触头仅由同一驱动轴驱动，因此，驱动轴仅经由框架上的单一密封点连接于外部的驱动机构，从而减少了所需驱动轴的数量。而且，由于动态密封点的数量被减少，这简化了开关设备的结构，降低了由于驱动轴的运动等因素导致的漏气风险，提高了开关设备的密封性能并且降低了成本。

19、在一些实施例中，每个三工位隔离开关的第一静触头、第二静触头和第三静触头的端部设有与各个触头形状匹配的屏蔽罩。屏蔽罩例如被配置为具有弧形曲面的结构。通过在静触头上设置屏蔽罩，可以有效避免放电或短路的情况下进一步缩短各个相位之间的距离，进而能够提供更紧凑的相位布局。此外，采用弧形曲面的结构可以使得屏蔽罩本身尽可能减少因尖端部位导致的放电或绝缘异常等不良影响。在一些示例中，屏蔽罩可以是独立于静触头的部件，也可与静触头一体成形。

20、在一些实施例中，每个三工位隔离开关的第二静触头可经由独立的连接件固定于框架，例如通过连接件连接于断路器的套筒。连接件包括例如杆状件或其他适当形式的结构。在一些示例中，连接件可在其端部通过弧形表面与第二静触头的弧形接口相配合。借助于弧形表面和弧形接口的平滑过渡，避免了由于尖锐边缘所带来的潜在绝缘问题。而且，由于连接件和第二静触头采用分体式结构，因此简化了各个部件的结构，避免了原有一体成形件(例如t形件)的高加工成本、节省了材料并且易于安装。应当理解，其他部件之间的配合也可采用弧形过渡结构。在一些示例中，第一静触头可在端部通过弧形表面与主母线的弧形接口相配合。在另一些示例中，第三静触头可在端部通过弧形表面与框架底部的支撑结构的弧形接口相配合。

21、在一些实施例中，气密空间充有绝缘气体。绝缘气体例如是干燥空气、氮气和/或六氟化硫。

22、应当理解的是，本
技术实现要素：
并非旨在标识本公开实施例的关键或必要特征，也非旨在用于限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其它特征将变得易于理解。