一种户外带隔离操作装置的弹簧操作箱和户外柱上开关的制作方法

1.本实用新型涉及高压电气配电开关设备领域，尤其是一种户外带隔离操作装置的弹簧操作箱以及具有该户外带隔离操作装置的弹簧操作箱的户外柱上开关。


背景技术：

2.户外柱上开关是电力配电系统重要的开关设备，尤其是在我国地大物博，电力配电网需要大量的柱上户外开关配电开关，配电开关的可靠性至关重要。传统的柱上支柱式断路器采用的前进后推式拉杆结构的操作箱及传动方式(如cn201720900029.4公开的一种结构改进的柱上户外断路器传动装置)；这种拉杆结构的操作箱的不足如下：一.对机箱的强度和稳定性要求较高，导致开关结构复杂，负重大；二.开关的机械特性分散性大，尤其是合分闸操作时三相的同期性、合闸超行程等参数一致性较差；三.开关的机械寿命较低，拉杆结构的操作箱动作时磨损较大，降低了开关的机械寿命；四.影响开关生产效率，拉杆结构的操作箱在开关装配过中的分散性，导致需要多次的调整开关的机械参数，影响开关的生产效率。


技术实现要素：

3.为此，本实用新型提供一种户外带隔离操作装置的弹簧操作箱以及具有该户外带隔离操作装置的弹簧操作箱的户外柱上开关。通过将操作箱的前进后推拉杆式的合分闸驱动方式改进为旋转式的驱动方式，有效避免上述前进后推拉杆式的合分闸驱动方式的刚度差，效率低等不足，且还具有机械寿命长、旋转传动行程短、结构简单以及传动效率高的特点。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
5.一种户外带隔离操作装置的弹簧操作箱，包括箱体和设置在箱体内的操动机构、断路器传动主轴、隔离转轴、储能弹簧和油缓冲器，所述断路器传动主轴和隔离转轴可旋转设置，且所述断路器传动主轴还与操动机构联动；所述隔离转轴上设置有隔离输出拐臂；所述断路器传动主轴上设置有输入拐臂、缓冲撞击拐臂和分闸弹簧驱动拐臂；所述分闸弹簧的一端连接箱体，另一端连接分闸弹簧驱动拐臂；所述油缓冲器设置于分闸弹簧的对侧并对应所述缓冲撞击拐臂。
6.进一步的，所述箱体具有一机构底板，所述机构底板上固定有转轴支撑架和油缓冲安装架，所述操动机构固定于机构底板上，所述断路器传动主轴和隔离转轴均可旋转的装配于操动机构和转轴支撑架上；所述分闸弹簧的一端连接箱体的机构底板上；所述油缓冲器固定于油缓冲安装架上。
7.进一步的，所述缓冲撞击拐臂上装配有油缓冲器撞轮。
8.进一步的，所述箱体内还装配有辅助开关，所述断路器传动主轴上还设置有辅助开关驱动拐臂，所述辅助开关驱动拐臂与辅助开关联动。
9.进一步的，所述断路器传动主轴和隔离转轴之间设置有联锁机构，所述断路器传
动主轴处于合闸位置时通过联锁机构限制所述隔离转轴旋转，所述断路器传动主轴处于分闸位置时，联锁机构解除对隔离转轴的旋转限制。
10.进一步的，所述联锁机构包括隔离联锁导向装置、限位导向销轴、设置于断路器传动主轴上的隔离联锁驱动拐臂以及设置于隔离转轴上的隔离联锁限位拐臂，所述隔离联锁导向装置包括导向板，所述导向板具有导向长条孔，所述限位导向销轴被固定于箱体上并穿设于导向长条孔内，所述隔离联锁驱动拐臂连接导向板的第一端，所述导向板的第二端对应所述隔离联锁限位拐臂。
11.进一步的，所述隔离联锁导向装置还包括复位弹簧，所述导向板还具有安装长条孔，所述隔离联锁驱动拐臂通过限位销钉可活动的连接于安装长条孔内，所述复位弹簧装配于安装长条孔内，其一端抵接于导向板上，另一端抵接于限位销钉上。
12.一种户外柱上开关，包括操作箱和断路器极柱，所述断路器极柱内设置有真空灭弧室和隔离开关，所述操作箱为上述所述的户外带隔离操作装置的弹簧操作箱，所述断路器传动主轴的输入拐臂连接真空灭弧室的断路器绝缘拉杆，所述隔离转轴的隔离输出拐臂连接隔离开关的隔离绝缘拉杆。
13.进一步的，断路器极柱包括绝缘壳体和固封于绝缘壳体上的一次进线触臂、真空灭弧室、隔离上触臂、隔离下触臂和一次出线触臂；所述绝缘壳体还形成有断路器腔体、传感器腔体和隔离开关腔体，所述断路器腔体内装配有连接真空灭弧室的动端的断路器绝缘拉杆，所述一次进线触臂通过软连接与真空灭弧室的动端电接触，所述真空灭弧室的静端电接触所述隔离上触臂，所述传感器腔体内设置有传感器；所述隔离开关装配于所述隔离开关腔体内，所述隔离开关腔体具有位于隔离上触臂和隔离下触臂之间的上腔室和位于隔离下触臂下方的下腔室；所述上腔室具有透明观察窗。
14.进一步的，所述隔离开关包括隔离触臂、绝缘导向件和隔离绝缘拉杆，所述隔离触臂可滑动的装配于隔离下触臂上，所述绝缘导向件连接于隔离触臂的下端，所述隔离绝缘拉杆连接于绝缘导向件上；所述绝缘导向件具有向下延伸的绝缘罩，所述绝缘罩的外形与下腔室相匹配。
15.通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：
16.1.所述断路器传动主轴和隔离转轴可旋转设置；操动机构通过控制断路器传动主轴旋转以驱动断路器合闸；旋转传动行程短、效率高。
17.2.断路器传动主轴上对应设置分闸弹簧和油缓冲器，断路器传动主轴旋转合闸时，分闸弹簧储能，以提供分闸旋转的力，断路器传动主轴分闸旋转时，通过油缓冲器与缓冲撞击拐臂配合进行缓冲，机械寿命长且结构简单。
18.本技术提供的方案，通过将操作箱的前进后推拉杆式的合分闸驱动方式改进为旋转式的驱动方式，有效避免上述前进后推拉杆式的合分闸驱动方式刚度差，效率低等不足，且还具有机械寿命长、旋转传动行程短、结构简单以及传动效率高的特点。
附图说明
19.图1所示为实施例中户外带隔离操作装置的弹簧操作箱的内部结构示意图一；
20.图2所示为实施例中户外带隔离操作装置的弹簧操作箱的内部结构示意图二；
21.图3所示为实施例中户外带隔离操作装置的弹簧操作箱的内部结构示意图三；
22.图4所示为实施例中断路器传动主轴的结构示意图；
23.图5所示为实施例中隔离转轴的结构示意图；
24.图6所示为实施例中断路器传动主轴与隔离转轴的联锁结构示意图一；
25.图7所示为实施例中断路器传动主轴与隔离转轴的联锁结构示意图二；
26.图8所示为实施例中断路器传动主轴与隔离转轴的联锁结构示意图三；
27.图9所示为实施例中隔离联锁导向装置的结构示意图；
28.图10所示为实施例中户外柱上开关的结构示意图；
29.图11所示为实施例中断路器极柱的结构示意图；
30.图12所示为另一实施例中断路器极柱的结构示意图。
具体实施方式
31.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
32.具体的，为方便说明，本实施例中描述某个部件的分闸位置或合闸位置，是指与该部件联动的断路器或隔离开关处于分闸或合闸时，该部件的位置。以与断路器联动的断路器传动主轴为例，断路器处于分闸状态时，断路器传动主轴所处的位置为分闸位置，断路器处于合闸状态时，断路器传动主轴所处的位置为合闸位置。
33.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
34.参照图1至图10所示，本实施例提供一种户外带隔离操作装置的弹簧操作箱100，包括箱体110和设置在箱体110内的操动机构120、断路器传动主轴130、隔离转轴140、分闸弹簧151和油缓冲器152，所述断路器传动主轴130和隔离转轴140可旋转设置；且断路器传动主轴130与操动机构120联动。操动机构120通过控制断路器传动主轴130旋转以驱动断路器(即如图10中的真空灭弧室222)合闸；旋转传动行程短、效率高。
35.所述隔离转轴140上设置有隔离输出拐臂141；所述断路器传动主轴130上设置有输入拐臂131、缓冲撞击拐臂132和分闸弹簧驱动拐臂133；所述分闸弹簧151的一端连接箱体110，另一端连接分闸弹簧驱动拐臂133；所述油缓冲器152设置于分闸弹簧151的对侧并对应所述缓冲撞击拐臂132。断路器传动主轴130进行合闸旋转(即往合闸位置方向进行旋转)时对分闸弹簧151进行压缩储能。本具体实施例中，断路器传动主轴130逆时针旋转时为往合闸位置方向进行旋转；断路器传动主轴130顺时针旋转时为往分闸位置方向进行旋转。
36.具体的，所述操动机构120采用现有的结构，如包括储能电机121、储能弹簧122、合闸保持部分和脱扣部分，工作时，储能电机121带动断路器传动主轴130旋转以实现合闸动作，同时还压缩储能弹簧122进行压缩储能；而断路器传动主轴130的合闸旋转也对分闸弹簧151进行压缩储能。合闸保持部分对旋转至合闸位置的断路器传动主轴130进行限位，以保持合闸状态；脱扣部分与合闸保持部分联动，通过对脱扣部分的脱扣操作，以解除合闸保持部分的限位，从而使断路器传动主轴130进行分闸旋转(即往分闸位置方向进行旋转)。
37.断路器传动主轴130上对应设置分闸弹簧151和油缓冲器152，断路器传动主轴130旋转合闸时，分闸弹簧151储能，以提供分闸旋转的力，本具体实施例中，断路器传动主轴
130的分闸旋转的力由分闸弹簧151和储能弹簧122共同提供，当然的，在其它实施例中，也可以不设置储能弹簧122的结构，而直接由分闸弹簧151提供。
38.断路器传动主轴130分闸旋转时，通过油缓冲器152与缓冲撞击拐臂132配合进行缓冲，机械寿命长且结构简单。
39.本技术提供的方案，通过将操作箱的前进后推式的合分闸驱动方式改进为旋转式的驱动方式，有效避免上述前进后推式的合分闸驱动方式的不足，且还具有机械寿命长、旋转传动行程短、结构简单以及传动效率高的特点。
40.进一步的，本实施例中，所述箱体110具有一机构底板111，所述机构底板111上固定有转轴支撑架113和油缓冲安装架112，所述操动机构120固定于机构底板111上，所述断路器传动主轴130和隔离转轴140均可旋转的装配于操动机构120和转轴支撑架113上；所述分闸弹簧151的一端连接箱体110的机构底板111上；所述油缓冲器152固定于油缓冲安装架112上。如此，将各个部件直接或间接得装配在机构底板111上，只要对机构底板111进行加固即可，稳定性高；同时也可降低箱体110其它侧板的要求。
41.所述缓冲撞击拐臂132上装配有油缓冲器撞轮1321。进行分闸动作时，断路器传动主轴130通过缓冲撞击拐臂132上的油缓冲器撞轮1321撞击油缓冲器152，能够更有效得分解吸收操动机构多余的能量。
42.所述箱体110内还装配有辅助开关160，具体的，所述辅助开关160装配于转轴支撑架113上，所述断路器传动主轴130上还设置有辅助开关驱动拐臂135，所述辅助开关驱动拐臂135与辅助开关160联动。如此，合分闸操作能够通过辅助开关160进行对外指示。
43.所述断路器传动主轴130和隔离转轴140之间设置有联锁机构，所述断路器传动主轴130处于合闸位置时通过联锁机构限制所述隔离转轴140旋转(如图6、图7所示)，所述断路器传动主轴130处于分闸位置时，联锁机构解除对隔离转轴140的旋转限制(如图8所示)。如此设置，断路器(如图10、图11中的真空灭弧室222)合闸时，通过联锁机构限制所述隔离转轴140旋转，即限制隔离开关(如图10、图11中的隔离开关230)进行分合闸操作，只有断路器分闸后，隔离开关才能进行操作，实现顺序联锁，安全性更高。
44.进一步的，所述联锁机构包括隔离联锁导向装置170、限位导向销轴175、设置于断路器传动主轴130上的隔离联锁驱动拐臂134以及设置于隔离转轴140上的隔离联锁限位拐臂142，所述隔离联锁导向装置170包括导向板171，所述导向板171具有导向长条孔172，所述限位导向销轴175被固定于箱体10(具体为被固定于转轴支撑架113上)上并穿设于导向长条孔172内，即导向板171的可移动范围即为导向长条孔172与限位导向销轴175相对移动的范围，具有定位的作用。所述隔离联锁驱动拐臂134连接导向板171的第一端，所述导向板171的第二端对应所述隔离联锁限位拐臂142。
45.当断路器传动主轴130进行合闸旋转或分闸旋转时，带动导向板171靠近或远离隔离转轴140，即断路器传动主轴130进行合闸旋转时，带动导向板171靠近隔离转轴140，使导向板171处于隔离联锁限位拐臂142的摆动轨道上，如此，就可以限制隔离联锁限位拐臂142进行摆动，即隔离转轴140就无法进行合闸旋转或分闸旋转；再详细的，即断路器处于合闸状态时，隔离开关就无法动作，如图6、图7所示。当断路器传动主轴130进行分闸旋转时，带动导向板171远离隔离转轴140，使导向板171脱离所述隔离联锁限位拐臂142的摆动轨道，隔离转轴140不受限制而可以正常旋转，以控制隔离开关分合闸，如图8所示。
46.进一步优选的，为了避免当隔离开关还在运动过程中突然操作断路器(即隔离转轴140还在旋转过程中突然驱动断路器传动主轴130旋转)而造成导向板171刚性撞击隔离联锁限位拐臂142，本具体实施例中，所述隔离联锁导向装置170还包括复位弹簧174，所述导向板171还具有安装长条孔173，所述隔离联锁驱动拐臂134通过限位销钉可活动的连接于安装长条孔173内，所述复位弹簧174装配于安装长条孔173内，其一端抵接于导向板171上，另一端抵接于限位销钉上。该复位弹簧174的设置，使得导向板171具有一定的缓冲作用，如此，能够有效的避免了导向板171刚性撞击隔离联锁限位拐臂142，且待隔离开关结束操作(即隔离转轴140完成旋转)后，在复位弹簧174的作用下导向板171自行划入限位状态。
47.继续参照图10、图11所示，本实施例还提供一种户外柱上开关，包括操作箱和断路器极柱200，所述断路器极柱200内设置有真空灭弧室222和隔离开关230，所述操作箱为上述所述的户外带隔离操作装置的弹簧操作箱100，所述断路器传动主轴130的输入拐臂131连接真空灭弧室222的断路器绝缘拉杆2221，断路器传动主轴130控制真空灭弧室222的合分闸；所述隔离转轴140的隔离输出拐臂141连接隔离开关230的隔离绝缘拉杆233；所述隔离转轴140控制隔离开关230的合分闸。
48.进一步的，本实施例中，断路器极柱200包括绝缘壳体210和固封于绝缘壳体210上的一次进线触臂221、真空灭弧室222、隔离上触臂223、隔离下触臂224和一次出线触臂225；所述绝缘壳体210还形成有断路器腔体2101、传感器腔体2102和隔离开关腔体2103，所述断路器腔体2101内装配有连接真空灭弧室222的动端的断路器绝缘拉杆2221，通过控制断路器绝缘拉杆2221来实现控制真空灭弧室222的通/断。
49.所述一次进线触臂221通过软连接227与真空灭弧室222的动端电接触，所述真空灭弧室222的静端电接触所述隔离上触臂223，具体的，所述绝缘壳体210内还固封有隔离连接排228，所述真空灭弧室222的静端通过隔离连接排228与所述隔离上触臂223形成电接触。所述隔离下触臂224和一次出线触臂225电接触。
50.所述传感器腔体2102内设置有传感器(本具体实施例中为出线侧电压传感器242)；所述隔离开关腔体2103装配有隔离开关230，所述隔离开关腔体2103具有位于隔离上触臂223和隔离下触臂224之间的上腔室21031和位于隔离下触臂224下方的下腔室21032；所述上腔室21031具有透明观察窗2131。
51.具有如下有益效果：
52.1.将真空灭弧室222和隔离开关230集成于同一绝缘壳体210内，同时具有断路器和隔离开关功能，结构紧凑。
53.2.绝缘壳体210内还形成有传感器腔体2102，用于装配传感器，能够实时感应导电线路的参数，使柱上开关具有智能开关功能。
54.3.隔离开关腔体2103的上腔室21031具有透明观察窗2131，能够肉眼直观的确认隔离开关230的通/断情况，便于现场维护检修。
55.综上，实现了柱上开关在产品小型化、智能化、隔离开关可视化、带电体全固封绝缘的多功能一体化。
56.具体的，所述绝缘壳体210还固封有电流传感器线圈226，所述电流传感器线圈226套设在一次进线触臂221的外部，用于感应进线电流。
57.进一步的，所述绝缘壳体210包括主壳体211、硅胶外壳212和透明罩213，所述主壳
体211通过热塑性工程塑料一体注塑成型，本具体实施例中为通过环氧树脂apg浇注成型。所述主壳体211固封所述一次进线触臂221、真空灭弧室222、隔离上触臂223、隔离下触臂224和一次出线触臂225；所述透明罩213装配于隔离上触臂223和隔离下触臂224之间，因此，该透明罩213即为透明观察窗2131。所述硅胶外壳212覆盖于主壳体211的外表面，硅胶外壳212起到进一步的户外防护和绝缘作用，更适用于户外。
58.再具体的，所述透明观察窗2131为钢化防爆玻璃，即透明罩213为钢化防爆玻璃罩；结构稳定。当然的，在其它实施例中，透明观察窗2131也可以采用其它透明且牢固的材质替代。
59.所述隔离开关230包括隔离触臂231、绝缘导向件232和隔离绝缘拉杆233，所述隔离触臂231可滑动的装配于隔离下触臂224上，所述绝缘导向件232连接于隔离触臂231的下端，所述隔离绝缘拉杆233连接于绝缘导向件232上；通过拉动隔离绝缘拉杆233，从而带动隔离触臂231上下滑动，当隔离触臂231上移至同时连接隔离上触臂223和隔离下触臂224时，隔离开关230呈闭合状态，即工作状态；当隔离触臂231下移至脱离隔离上触臂223时，隔离开关230呈断开状态，即隔离状态。
60.再具体的，为了使隔离触臂231更好的与隔离上触臂223和隔离下触臂224形成电接触，本实施例中，所述隔离上触臂223和隔离下触臂224上均设置有导电弹簧触指229，并通过导电弹簧触指229与隔离触臂231形成电接触。
61.再具体的，本实施例中，所述绝缘导向件232具有向下延伸的绝缘罩2321，该绝缘罩2321起到很好的隔离电弧的作用，同时也能够有效阻止外部空气或灰尘等大量流入上腔室21031内。所述绝缘罩2321的外形与下腔室21032相匹配，如此，绝缘罩2321和下腔室21032还能起到导向配合的作用，保证隔离触臂231在快速上下运动时不偏心、不移位。
62.所述断路器腔体2101内还装配有进线侧电压传感器241，所述进线侧电压传感器241与一次进线触臂221电接触，该进线侧电压传感器241的设置，用于采集进线侧的电源能量和电压信息，后续输出至控制系统，以供控制系统监控和判断。
63.所述传感器腔体2102位于断路器腔体2101和隔离开关腔体2103之间，如此设置，尽可能地增加真空灭弧室222和隔离开关230的距离，绝缘效果更好，同时也便于后续与操动机构进行装配连接。
64.所述传感器腔体2102内装配的传感器为出线侧电压传感器242，所述出线侧电压传感器242与隔离下触臂224电接触；该出线侧电压传感器242的设置，用于采集出线侧的电源能量和电压信息，后续输出至控制系统，以供控制系统监控和判断。
65.本具体实施例中，所述进线侧电压传感器241和出线侧电压传感器242均为高压厚膜电阻和电容组合的电子式电压传感器。
66.当然的，在其它实施例中，所述传感器腔体2102内装配的传感器也可以采用其它的传感器，如图12所示为进线取电传感器243，所述进线取电传感器243与一次进线触臂221电接触；具体的，进线取电传感器243依次通过导电块251、高压引线252和软连接227而实现与一次进线触臂221的电接触。即进线取电传感器243连接导电块251，导电块251连接高压引线252，高压引线252连接所述软连接227，所述软连接227与一次进线触臂221连接。
67.该进线取电传感器243的设置，为开关设备的控制终端的运行和数据传输提供电力能量，该线取电传感器为高压陶瓷电容分压的取电传感器，由分压装置和变压器模块组
成。
68.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。