一种单体分箱式线性三位置开关结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及分箱式中压复合式组合电器领域，具体是指一种单体分箱式线性三位置开关结构及其使用方法。

背景技术

随着经济发展，技术进步，气体绝缘复合式组合电器获得大量广泛应用，包括隔离开关、接地开关复合在一起。

直线滑动式开关一般采用齿轮齿条、结构实现触头沿齿条方向滑动，如：专利号为CN201820599211.5的专利，其特点是动触座固定，动触头运动，作为线性隔离是需要为接地开关留足够绝缘空间，为此其运动方向需倾斜一定角度，导致壳体体积增大、回路增长等，特别是隔离接地触座成为非回转型的异型结构，带来加工和装配困难。

采用螺母丝杆螺旋传动实现触头沿丝杆方向滑动，实现隔离触头与接地触头闭合，如：专利号为CN201110201853.8的专利，动触头的驱动采用螺杆与螺母构成螺旋传动，其特点是螺杆传动需要多圈传动，传动速度低，无法实现母线转移电流要求。实际实现的是非线性隔离开关，角型的三位置开关，可以理解为，隔离合闸和隔离分闸两个位置的角度呈现90关系。

采用单体的滑动式传动三位置开关，如：专利号为CN102254730B_三位置隔离接地开关，具有结构简单，传动环节少，安装精度高，但是实现的是一种角型的三位置开关，占用空间大，适用范围小，且加工难度较高。

上述三类结构是典型的三位置开关的实现形式，但是对线性三位置开关实现均因接地开关避让问题，导致导体结构复杂，需要变换等方式实现。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种单体分箱式线性三位置开关结构及其使用方法，创新性提出采用动触座往返运动，实现隔离合闸、分闸以及接地合闸。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种单体分箱式线性三位置开关结构，包括隔离静触头、固定触头、管状的开关壳体以及固接在开关壳体内部的环形接地触座，所述隔离静触头通过绝缘子与开关壳体的一端固接，固定触头通过绝缘子与开关壳体的另一端固接，所述固定触头上套有位于环形接地触座和隔离静触头之间的动触座，所述动触座的内孔与隔离静触头的外圈适配，动触座的外圈与环形接地触座的内圈适配，还包括驱动动触座在固定触头上沿开关壳体长度方向滑动的驱动机构。

本方案中的驱动机构带动动触座在固定触头上沿开关壳体长度方向滑动，动触座保持在环形接地触座和隔离静触头之间实现分闸功能；将动触座的内圈套在隔离静触头的外圈，实现隔离静触头和固定触头的电连接，实现合闸功能；将动触座的外圈插入环形接地触座的内圈，实现环形接地触座和固定触头的电连接，实现接地合闸功能；与现有技术相比，本方案的优点是动触座在同一轴线上两个不同方向动作，创新采用与开关壳体连接的环形接地触座，实现动触座可通过环形接地触座实现接地合闸功能；并且由于动触座、环形接地触座和隔离静触头之间连接均为环形结构设计，利用金属材料通流原理，可实现大电流的通流能力，且本方案中的固定触头、动触座、环形接地触座和隔离静触头均为圆环形结构，加工简单，无异形件，连接方式为直线连接，使开关壳体可以设置为简单的圆管，结构紧凑，可应用在分箱式中压复合式组合电器中。

作为优化，所述驱动机构包括轴接在固定触头上的驱动轴、固接在驱动轴上的齿轮以及固接在动触座上的齿条，所述齿轮与齿条啮合。本方案中的驱动轴转动带动齿轮转动，通过齿轮带动齿条直线移动，从而实现动触座在固定触头上沿开关壳体长度方向滑动。

作为优化，所述齿轮设置在固定触头内，所述齿条设置在动触座的内圈。本方案中齿轮设置在固定触头内，通过将齿轮的外齿伸出固定触头外部与动触座内圈的齿条进行啮合，使驱动机构结构紧凑。

作为优化，所述动触座的侧面开有容驱动轴穿出的长孔，所述长孔的长度方向沿动触座的滑动方向延伸。本方案中长孔的作用是动触座滑动时避让驱动轴。

作为优化，所述固定触头的外圈为圆柱形，固定触头的一端与绝缘子固接，另一端延伸至隔离静触头和环形接地触座之间。本方案中固定触头的一端与绝缘子固接，从而将固定触头的一端与开关壳体的一端固接，实现了固定触头的固定，固定触头另一端延伸至隔离静触头和环形接地触座之间，从而实现动触座在固定触头上的滑动。

作为优化，所述动触座的内圈和环形接地触座的内圈均装有弹性导电触指。本方案中的弹性导电触指可以实现弹性压紧导电，增强导电性，防止接触不良，动触座内圈的弹性导电触指可以增加动触座与固定触头和隔离静触头之间的导电性，环形接地触座内圈的弹性导电触指可以增加环形接地触座与动触座外圈的导电性。

作为优化，所述动触座内圈的两端各设置有至少一个弹性导电触指。本方案中动触座内圈的两端各设置有至少一个弹性导电触指，其中一端的弹性导电触指滑动到隔离静触头上实现导电，另一端的弹性导电触指实现与固定触头的导电。

作为优化，所述动触座靠近环形接地触座的一端为锥形。本方案中动触座靠近环形接地触座的一端为锥形，从而便于动触座插入环形接地触座内圈。

一种单体分箱式线性三位置开关结构的使用方法，包括如下步骤：

a. 通过旋转驱动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座保持在环形接地触座和隔离静触头之间，从而实现分闸功能；

b. 通过旋转转动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座在固定触头上向隔离静触头方向直线滑动，通过将动触座的内圈套在隔离静触头的外圈，实现隔离静触头和固定触头的电连接，实现合闸功能；

c. 通过旋转转动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座在固定触头上向环形接地触座方向直线滑动，通过将动触座的外圈插入环形接地触座的内圈，实现环形接地触座和固定触头的电连接，实现接地合闸功能。

本发明的有益效果为：本发明的一种单体分箱式线性三位置开关结构及其使用方法，通过动触座往返运动，实现隔离合闸、分闸以及接地合闸，通过固定触头、动触座、环形接地触座和隔离静触头之间的独特的位置形状关系，方便实现线性隔离导电结构，本发明无异型零部件，电场均匀，加工简单，成本低，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明分闸状态内部剖视图；

图2为本发明合闸状态内部剖视图；

图3为本发明接地状态内部剖视图；

图4为本发明图1的左视图的内部剖视图；

图5为本发明分闸状态内部结构示意图；

图中所示：

1、开关壳体，2、隔离静触头，3、环形接地触座，4、固定触头，5、动触座，6、驱动轴，7、齿轮，8、齿条， 9、绝缘子，10、长孔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~5所示，本发明的一种单体分箱式线性三位置开关结构，包括隔离静触头2、固定触头4、管状的开关壳体1以及固接在开关壳体1内部的环形接地触座3。

如图1~5所示，环形接地触座3为环形，与开关壳体1同轴，所述开关壳体1为金属材质，形状为两端开口的圆管，环形接地触座3与开关壳体1导电连接，从而通过开关壳体1实现接地操作。

所述隔离静触头2通过绝缘子9与开关壳体1的一端固接，隔离静触头2为圆管形，且与开关壳体1同轴，绝缘子对隔离静触头2和开关壳体1起到绝缘作用。

固定触头4通过绝缘子9与开关壳体1的另一端固接，所述固定触头4的外圈为圆柱形，固定触头4与开关壳体1同轴，固定触头4的一端与绝缘子9固接，另一端延伸至隔离静触头2和环形接地触座3之间，绝缘子对固定触头4和开关壳体1起到绝缘作用。

所述固定触头4上套有位于环形接地触座3和隔离静触头2之间的动触座5，动触座5为圆管，内孔套在固定触头4上。

所述动触座5的内孔与隔离静触头2的外圈适配，当动触座5向隔离静触头2方向滑动时，动触座5的内孔与隔离静触头2的外圈贴合实现导电。

动触座5的外圈与环形接地触座3的内圈适配，当动触座5向环形接地触座3方向滑动时，动触座5的外圈与环形接地触座3的内圈贴合实现导电。

所述动触座5靠近环形接地触座3的一端为锥形，便于动触座5插入环形接地触座3中。

所述动触座5的内圈和环形接地触座3的内圈均装有弹性导电触指。本实施例中动触座5内圈的两端各设置有一个弹性导电触指，本实施例中的弹性导电触指是弹簧结构的导电触指，动触座5的内圈和环形接地触座3的内圈开有方槽，弹性导电触指安装在方槽内。

还包括驱动动触座5在固定触头4上沿开关壳体1长度方向滑动的驱动机构。所述驱动机构包括轴接在固定触头4上的驱动轴6、固接在驱动轴6上的齿轮7以及固接在动触座5上的齿条8，所述齿轮7与齿条8啮合。

所述固定触头4为中空结构，所述齿轮7设置在固定触头4的中空结构内，齿轮7的外径大于固定触头4的外径，固定触头4的侧面开有槽孔，便于齿轮7的外圈伸出至固定触头4外侧。

固定触头4上开有圆形孔，驱动轴6穿过圆形孔与齿轮7固接，齿轮7中心处开设驱动孔，驱动孔为六角结构孔，驱动轴6是与六角结构孔形状对应的六角结构轴。

所述齿条8设置在动触座5的内圈，动触座5的内圈开有安装齿条8的沉槽，齿轮7的外圈伸出至固定触头4外侧与齿条8啮合。

所述动触座5的侧面开有容驱动轴6穿出的长孔10，所述长孔的长度方向沿动触座5的滑动方向延伸。

一种单体分箱式线性三位置开关结构的使用方法，包括如下步骤：

通过旋转驱动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座保持在环形接地触座和隔离静触头之间，此时齿条位于中间位置，动触座5上端与固定触头4上端齐平，从而实现分闸功能。

通过旋转转动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座在固定触头上向隔离静触头方向直线滑动，同时通过长孔避让驱动轴，通过将动触座的内圈套在隔离静触头的外圈，实现隔离静触头和固定触头的电连接，实现合闸功能。

通过旋转转动轴，通过齿轮带动齿条，使动触座在固定触头上向环形接地触座方向直线滑动，同时通过长孔避让驱动轴，通过将动触座的外圈插入环形接地触座的内圈，实现环形接地触座和固定触头的电连接，实现接地合闸功能。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。